Die Geschichte des Klosters Paulinzella ist eng mit dem Leben seiner Gründerin Paulina und der Hirsauer Reformbewegung verbunden. Zwischen 1102 und 1105 gründete Paulina im Rottenbachtal die Klause Marienzelle, welche aus schlichten Holzbauten und der steinernen Magdalenen–Kapelle (geweiht 1107) bestand. Später ging aus der Klause das reformierte Nonnenkloster des Benediktinerordens hervor.

Das dreischiffige Langhaus erstreckt sich mit einer Länge von 37 m und einer Breite von 20 m zwischen der Ostpartie und dem Westportal. Zwei säulengetragene Arkadenreihen grenzen das Mittelschiff von den Seitenschiffen ab.

Die bauliche Entwicklung lässt sich in drei Phasen gliedern. Die erste Bauphase vollzog sich nach der Errichtung der Klause bis zu Paulinas Tod. Während dieser Zeit wurden die Fundamente gelegt und mit dem Bau der Chorpartie begonnen. 1107 verstarb Paulina auf einer Reise, sie wurde vorläufig in der Magdalenen–Kapelle bestattet.

Der zweite Bauabschnitt begann 1107 mit der Übersiedlung des Hirsauer Abtes Gerung nach Marienzelle. Unter seiner Obhut entstanden zwischen 1107 und 1115 das Presbyterium und das Querhaus. Aus finanziellen Gründen wurde die Bautätigkeit 1108 vorübergehend unterbrochen. 1115 ließ Gerung seinen Nachfolger Ulrich (Uldarich) mit einigen Mönchen aus Hirsau kommen, welche die anspruchsvollen Arbeiten am Bau ausführen sollten. Bis 1120 erfolgte die Errichtung der Vierungspfeiler und der Chorpartie.

1122 / 1123 wurden Paulinas Gebeine in die Kirche überführt und östlich der Vierung beigesetzt. Erst nach der Fertigstellung des Langhauses im Jahr 1124 wurde die Kirche dem heiligen Johannes geweiht und trug fortan den Namen Paulinzella. Der letzte Bauabschnitt vollzog sich vom Jahr der Kirchweihe bis zur Mitte des Jahrhunderts. Es erfolgte die Errichtung der westlichen Doppelturmfront und der Vorkirche.

Das Mittelschiff hatte eine lichte Höhe von ca. 18 m, die Seitenschiffe waren nur halb so hoch. Mittel- und Seitenschiffe waren ursprünglich von einem offenen Dachstuhl oder von einer flachen Decke abgeschlossen.

Das Querhaus erstreckt sich rechtwinklig zwischen Langhaus und Chor. Es hat eine Außenabmessung von 30 m mal 20 m Länge und 8,00 m Breite. Beide Seitenflügel waren mit einer ost-exponierten Apside versehen. Die Pforte in der Nordmauer führte zum einstigen Klosterfriedhof. Eine weitere Türöffnung ist in der Westmauer des südlichen Querhausflügels erhalten, die früher in den Kreuzgang der Klausur führte.

Das Quadrat, welches durch die Durchdringung von Langhaus und Querhaus entsteht, wird als Vierung bezeichnet.

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