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Leonardo da Vinci fertigte unzählige architektonische Konstruktionen an; es was eine Passion von ihm, eine Art Hobby. Darin fand er Ruhe und schöpfte neue Kraft für seine malerischen Anstrengungen.
Leonardo hatte eine Vision von einem Pferdestall, der (fast) keine Arbeit macht. So fand man folgende Worte in einem seiner zahllosen Tagebücher: "Was das Tränken der Pferde betrifft, so sollen die Tröge aus Stein sein, mit Wasserbehältern darüber und zwar so, daß die Tröge wie Truhen aufgedeckt werden können, indem man ihre Deckel hebt..." "Was den Harn betrifft, soll ein keilförmiger Stein an den Hinterbeinen der Pferde befestigt werden..." "und man könnte ganz auf Stroh verzichten, wenn die Unterlage aus Eichen- und Wallnußbrettern gemacht ist. Wenn die Pferde Wasser lassen müssen, gehen sie zurück, so daß der Harn dahin fällt, wo die Hinterbeine sind. Wenn man die Deckel hebt, kann der Dung gesammelt und durch Öffnungen in gewölbte Gruben geschüttet werden..." "von den unterirdischen Gruben wird er dann zu einem Platz geschafft, an dem er keine Belästigung mehr darstellt."
Die Familie Sforza gab Leonardo die Aufgabe, eigens für sie eine städtische Siedlung zu kreieren. Diese Stadt sollte etwa 2500 Menschen beheimaten und dürfte unter anderem als "Dienstbotenunterkunft" dienlich gewesen sein, deshalb sollte sie auch nahe der Residenz Vigevano (Jahrhunderte langer Wohnsitz des Geschlechts Sforza) gelegen sein.
Diese von Leonardo geplante Stadt wies unter anderem auch zur damaligen Zeit sehr gute Zu- und Abwasserkanäle, sowie ein Schiffskanalsystem - ähnlich wie im heutigen Venedig - auf.
Leonardo konzipierte Kanäle, Straßen, Stallungen für Pferde, kleine Kirchen, außerdem Kathedralen und Dome. Er plante sogar eine ganze Stadt, die allerdings nie errichtet wurde. Er widmete sich auch neuen Arten von Treppenaufgängen, wie zum Beispiel der "Doppeltreppe" oder einer "doppelläufigen Wendeltreppe".
Leonardo konzipierte die Doppeltreppe zum Zwecke der überlegeneren Kriegführung. Aus einem Vermerk unter der Zeichnung zur Doppeltreppe geht hervor, daß die Zeichnung mit Entwürfen für Festungsbauten zusammenhängt, mit denen sich Leonardo eingehend befaßte, wie auch mit dem Geschützwesen, der Flugbahn der Geschosse und anderen Aspekten der Kriegführung. Er entwickelte zahlreiche Türme, Brustwehren, Außentore, Bastionen, Kasematten-Gräben, usw., bei der Versorgung der Soldaten, beim Entwerfen von Kanonen, Belagerungsmaschinen und anderen sinnreichen Vorrichtungen.
Leonardo da Vinci erläuterte den militärischen Zweck einer solchen Konstruktion in seinen Notizen: "Derjenige, der einen am Meer gelegenen Turm einnehmen will, wird vielleicht einen seiner Untergebenen in den Dienst des Kastellans treten lassen und durch dieser wird später bei der Wachablösung die ihm vom Feind gereichte Strickleiter anbringen und die Mauern mit Soldaten besetzen können. Um das zu verhüten, teile man den Turm durch acht Wendeltreppen und damit die unteren Verteidigungswerke und die Wohnräume der Soldaten in acht Teile. Wenn einer der Söldner dann Verrat üben sollte, so können die andern sich nicht auf den Mauern halten; denn jedes Verteidigungswerk wird so klein sein, daß höchstens vier auf ihm Platz haben. Der Kastellan, der oben wohnt, kann sie alle durch Gußlochreihen abwehren oder durch Fallgitter ausschließen und dann Rauch am Anfang der Wendeltreppe entwickeln. Und unter keinen Umständen darf irgendein fremder Soldat bei dem Kastellan wohnen, sondern nur seine Begleitung."
Als Leonardo seine architektonischen Studien aufnahm, ließen sich auch die Florentiner Architekten vom Stil Filippo Brunelleschis beeinflußten. In einigen Studien in der Einfluß der Kuppel und Laterne des Doms von Santa Maria Fiore spürbar. Doch kennt man keinen von Leonardos ausgeführten Bauten. Die meisten seiner Entwürfe für Kirchenbauten sind lediglich theoretische und ideelle Untersuchungen über Gesetzte, die beim Bau einer großen Zentralkuppel, umgeben von kleineren Kuppeln, zu berücksichtigen sind. Um den größtmöglichen Effekt zu erzielen, hatte sich eine große, den Bau abschließende Kuppel entweder über die Vierung eines griechischen Kreuzes (ein Kreuz mit vier gleichen Armen) oder über einem Zentralbau zu erheben, dessen Grundriß kreisförmig oder der Kreisform angenähert war.
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