Durante il restauro architettonico della cappella è stato scoperto che il tamburo ottagonale della cupola era in origine scandito da lesene in mattoni e non dalle attuali colonne, più tarde. Ogni lato era suddiviso in tre parti con oculi incorniciati di mattoni: sulla faccia verso la piazza, ai lati dell'oculo centrale aperto, vi erano due busti di imperatori in terracotta. Questo schema decorativo del tamburo era quindi in origine molto più simile a quello della Cappella Portinari a Milano, costruita dal 1464 al 1466, di quanto non appaia oggi. Forse nel primo Settecento, con la modifica della decorazione interna della cupola, furono ingrandite tre delle finestrelle e trasformate in piccoli rosoni. Davanti al rosone che si affaccia sulla piazza, forse durante uno dei restauri ottocenteschi, fu collocata una colonna su cui è avvolta una spirale, tuttora visibile, che dovrebbe raffigurare il Serpente di Bronzo di Mosé, simbolo di salvezza.
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