Document 27452

Transkrypt

Document 27452

Redaktor Naczelny: prof. dr hab. in!. Stanis"aw MAJEWSKI
Redaktor Techniczny: mgr in!. Dominik WOJEWÓDKA
Sekretarz Monografii: dr in!. Antonina #ABA
Adres Redakcji:
Redakcja monografii SPOTKANIE Z ZABYTKIEM
Wydzia" Budownictwa Politechniki $l%skiej
44-100 GLIWICE, ul. Akademicka 5
Tel. + 48 032 237 21 42
Monografia udost&pniona jest na stronie
http://www.katbud.rb.polsl.pl/szz
Recenzenci monografii SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 3(III) 2009:
BUDOWNICTWO
- fizyka budowli
dr hab. in!. Henryk NOWAK - prof. nzw. w PWr
- konstrukcje
dr hab. in!. Edward MA'EK – prof. nzw. w PO
- materia!y budowlane
dr Ró!a KRZYWOB'OCKA-LAURÓW, doc. w ITB Warszawa (em.)
GEODEZJA
dr hab. in!. Wies"aw PAW'OWSKI, prof. nzw. w P'
HISTORIA SZTUKI
dr hab. Andrzej KOZIE', Instytut Historii Sztuki UWr
ZAPIS KONSTRUKCJI
dr hab. Edwin KO(NIEWSKI, PB
prof. przew. kwal. II Bogumi"a Jadwiga ROUBA, Uniwersytet MK w Toruniu
Projekt ok"adki Antonina #ABA
Wykorzystano: zdj&cia Jana ZI)BY opublikowane na http://www.zieba.wroclaw.pl
Oprawa i druk:
UKiP J&D G!bka
44-100 Gliwice, ul. Pszczy"ska 44
SPIS TRE"CI
BUDOWNICTWO
- fizyka budowli
Artur NOWO$WIAT
Leszek DULAK
Marcin LABISKO
Micha" MARCHACZ
Marcelina OLECHOWSKA
Rafa" #UCHOWSKI
JEDNOWSKA(NIKOWA
OCENA
AKUSTYCZNA
KO$CIO'A
W
BRZEGU
9
SINGLE-INDICATOR
ACOUSTIC
EVALUATION OF CHURCH IN
BRZEG
- konstrukcje
Jacek HULIMKA
ZABYTKOWA WI)(BA DACHOWA
KO$CIO'A PW. PODWY#SZENIA
KRZY#A $WI)TEGO W BRZEGU
25
MONUMENTAL ROOF TRUSS OF
THE CHURCH OF THE EXALTATION
OF THE HOLY CROSS IN BRZEG
- materia!y budowlane
Jerzy BOCHEN
Agnieszka KRZ*KA'A
BADANIA I ANALIZA W'A$CIWO$CI FIZYKO-CHEMICZNYCH TYNKÓW ELEWACYJNYCH KO$CIO'A
PODWY#SZENIA KRZY#A $WI)TEGO W BRZEGU
33
STUDY AND ANALYSIS ON PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES
OF ELEVATION PLASTERS IN THE
CHURCH OF THE EXALTATION OF
THE HOLY CROSS IN BRZEG
GEODEZJA
JACEK MA'A+CZUK
CHARAKTERYSTYKA METOD POMIAROWYCH W ASPEKCIE INWENTARYZACJI STRUKTURY GEOMETRYCZNEJ
SKLEPIE+
KO$CIO'A
PW.
PODWY#SZENIA
3
45
CHARACTERISTICS OF THE MEASUREMENT METHODS IN TERMS OF
INVENTORY OF THE GEOMETRICAL STRUCTURE OF THE VAULTS
OF THE EXALTATION OF THE HOLY
CROSS CHURCH IN BRZEG
HISTORIA SZTUKI
Petra OULÍKOVÁ
PRZYCZYNEK DO #YCIA I TWÓRCZO$CI JANA KUBENA W CZECHACH
63
NOTE TO JOHN KUBEN'S LIVE AND
ARTISTIC WORKS IN BOHEMIA
ZAPIS KONSTRUKCJI
Antonina #ABA
PUNTO STABILE W KO$CIELE PW.
PODWY#SZENIA KRZY#A $WI)TEGO W BRZEGU
81
PUNTO STABILE IN CHURCH OF
THE EXALTATION OF THE HOLY
CROSS IN BRZEG
Jan ZI)BA
PANORAMY SFERYCZNE JAKO
NARZ)DZIE DO PREZENTACJI I
POPULARYZACJI ZABYTKÓW ARCHITEKTURY NA PRZYK'ADZIE
KO$CIO'A PW. PODWY#SZENIA
SPHERICAL PANORAMAS AS A
TOOL FOR PRESENTATION AND
POPULARIZATION OF ARCHITECTURE MONUMENTS ON THE
EXAMPLE OF CHURCH OF THE
EXALTATION OF THE HOLY CROSS
IN BRZEG
4
89
MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM
3 (III) 2009
Monografi! SPOTKANIE Z ZABYTKIEM
zaplanowano jako kwartalnik, w którym publikowane b!d" prace po#wi!cone interdyscyplinarnym badaniom prowadzonym w wybranych
zabytkowych obiektach architektonicznych. Celem bada$ jest pomoc
w utrzymaniu tych obiektów. Monografia b!dzie prezentowa% wyniki
prac prowadzonych w jednym obiekcie.
Wydawca ma nadziej!, &e rozwi"zywanie problemów w wybranym zabytku przez zespo'y interdyscyplinarne pomo&e w szeroko rozumianym utrzymaniu obiektów zabytkowych. Równocze#nie liczymy na
to, &e monografia b!dzie interdyscyplinarnym forum dyskusyjnym po#wi!conym ochronie zabytków architektonicznych, poradnikiem dla
u&ytkowników takich obiektów i studentów, którzy w przysz'o#ci b!d"
pracowa% w obiektach zabytkowych i obj!tych ochron" konserwatorsk".
Pó(nobarokowy ko#ció' pw. Podwy&szenia Krzy&a )wi!tego w Brzegu, chocia& nawi"zuje do rozpowszechnionego w Europie typu ko#cio'a jezuickiego, to jest obiektem unikatowym ze wzgl!du na bogactwo
zachowanych elementów wystroju i wyposa&enia. Chocia& jest obiektem nawi"zuj"cym do typowych rozwi"za$ barokowych to zrealizowany zosta' w ca'o#ci przez twórców lokalnych Bogaty program jego wn!trza odpowiada randze miejsca, w którym ko#ció' si! znalaz', czyli wa&nego o#rodka edukacyjnego, jakim by' Brzeg w po'owie XVIII w. na )l"sku.
Rzut ko#cio'a brzeskiego jest prostok"tem z wystaj"cymi pilastarami, które stanowi" g'ówny akcent elewacji ko#cio'a. Wn!trze obiektu
podzielono wg projektu na :
- krucht! z empor" muzyczn", zlokalizowan" mi!dzy dwoma wie&ami,
- naw! z p'ytkimi kaplicami i emporami,
oraz prezbiterium z kaplicami bocznymi i emporami.
Obiekt jest sklepiony. W nawie sklepienie kolebkowe z lunetami.
Charakterystyczn" cech" ko#cio'a brzeskiego jest jego wertykalizm.
Elementy strukturalne obiektu uzupe'niaj" iluzjonistyczne przestrzenie. W nawie jest to iluzjonistyczna, otwarta na niebo kondygnacja. Za#
za prezbiterium znajdujemy:
- transept,
- prezbiterium kap'a$skie, które rozci"ga si! za transeptem,
- kopu'! zwie$czaj"c" miejsce przeci!cia si! transeptu z prezbiterium kap'a$skim, oraz kaplic! (usytuowan" centralnie w wy&ej opisanych przestrzeniach iluzjonistycznych).
Ko#ció' jest podpiwniczony. Obecnie dost!pna jest jedynie cz!#%
podpiwniczenia pod prezbiterium.
Budynek nie jest orientowany. Zlokalizowany zosta' w Wróblim
Wzgórzu, w s"siedztwie Zamku Piastów )l"skich.
Obiekt realizowano w niespokojnych trudnych dla )l"ska czasach.
Po #mierci ostatniego z Piastów w roku 1675 Brzeg przeszed' w r!ce
Habsburgów. W roku 1681 pojawia'a si! w Brzegu pierwsi jezuici, ale
skuteczne dzia'ania na rzecz budowy nowej jezuickiej #wi"tyni podj!to
dopiero ok. roku 1727. Wtedy to zakupiono teren pod budow!, a naczelny architekt i doradca do spraw sztuki w zakonie jezuickim Christophorus Tausch, na miejscu, t! lokalizacj! zatwierdzi'. W roku 1733
zamówiono projekt u Josepha Frischa, który w roku 1734 zosta' zatwierdzony przez genera'a zakonu. W 1735 uroczy#cie wmurowano kamie$
w!gielny, a w 1738 obiekt by' ju& zadaszony. W latach 1739-1745 realizowano wystrój i wyposa&enie wn!trza, chocia& obiekt u&ytkowano ju&
od roku 1740. Ko#ció' konsekrowano w roku 1746. Przypomnijmy, &e jest
to czas wojen #l"skich (1740-1763) prowadzonych mi!dzy Habsburgami
i Hohenzollernami o sukcesj! )l"ska.
Zrealizowany obiekt odbiega' od obiektu zaprojektowanego. Ró&nice te dotyczy'y wn!trza i wygl"du zewn!trznego. Zrezygnowano z
bogatej dekoracji 'uku oddzielaj"cego kaplic! #w. Józefa od nawy.
Elewacje obiektu by'y nieotynkowane i nie posiada'y detalu rze(biarskiego. Okna wie& by'y zamurowane. Wie&e o wysoko#ci ni&szej ni& to
przewidywa' projekt przykryto dachami namiotowymi, chocia& projekt
przewidywa' he'my. Budow! wie& doko$czono dopiero w roku 1856
(wg nowego projektu). Obiekt równie& otynkowano. W tym czasie
przedzielono stropem wysok" krucht!, tworz"c dodatkowe pomieszczenie nazywane lo&". Pod stropem ustawiono #ciank! oddzielaj"c"
krucht! od nawy.
O charakterze wn!trza decyduj" przede wszystkim freski Johanna
Kubena. Na szczególne zainteresowanie zas'uguj" iluzjonistyczne przestrzenie architektoniczne nazywane kwadraturami. W tych przestrzeniach rozgrywaj" si! sceny, których znaczenie nie zawsze jest dla nas
jednoznaczne i wymaga bada$ zespo'ów interdyscyplinarnych, do których chcieli#my zaprosi% zainteresowanych tematem.
W niniejszym zeszycie przedstawiamy cz!#% prac przygotowuj"cych do takiej dyskusji. Prace te obj!'y m. in. przygotowane przez dyplomantów Wydzia'u Budownictwa inwentaryzacje i modele wirtualne
obiektu (M. Labisko, W. Mazur i K. Horzela) oraz panoram! sferyczn"
wn!trza (J. Zi!ba). Wszystkie informacje o obiekcie, w tym skany literatury,
zgromadzono
w
elektronicznej
wersji
Bia'ej
Karty
(e_BK_Brzeg_k_PK) – M. *azor).
W zeszycie zaprezentowano te& najnowsze badania czeskie dotycz"ce dzia'alno#ci Johanna Kubena w Czechach (P. Oulikova). Ten
urodzony w roku 1697 w Bystrzycy K'odzkiej jezuita, uko$czy' filozofie i
teologii na Uniwersytecie w O'omu$cu. Pracowa' na terenie czeskiej
prowincji zakonu. Pe'ni' wiele funkcji, których wype'nianie powierzy' mu
6
zakon. By' zwi"zany równie z naszym rejonem. Pracowa' na misji w Tarnowskich Górach. Zachowa'y si! informacje o tym, &e mia' przygotowa% prace dla starego ko#cio'a #w. Marcina w Starych Tarnowicach i
Piekarach )l"skich. Kuben jest postaci" ma'o znan". Chcieliby#my go
spopularyzowa%, gdy& wydaje si! nam by% postaci" szczególnie wa&n"
dla kultury )l"ska.
Mamy nadziej!, &e przygotowane materia'y pomog" badaczom i
konserwatorom zabytków. Liczymy na to, &e uda si! mam przygotowa%
drugi zeszyt o ko#ciele Podwy&szenia Krzy&a )w. w Brzegu. W zeszycie
tym chcieliby#my umie#ci% informacje o wystroju i wyposa&eniu ko#cio'a, ale przede wszystkim o freskach Kubena.
Odr!bn" spraw" jest konieczno#% przebadania i opracowania
materia'ów, które zosta'y przygotowane przez konserwatora zabytków
Jerzego Czajora (1954-2003). Materia'y te zosta'y zgromadzone w czasie prac konserwatorskich prowadzonych w ko#ciele w latach 19902000.
Jeszcze raz zapraszamy do wspó'pracy.
Redaktorzy zeszytu
Antonina +ABA, dr in&.
7
8
3 (III) 2009
Artur NOWO!WIAT1, Leszek DULAK1, Marcin LABISKO2, Micha" MARCHACZ3,
Marcelina OLECHOWSKA3, Rafa" #UCHOWSKI1
Katedra Budownictwa Ogólnego i Fizyki Budowli, Politechnika !l$ska, Gliwice
JEDNOWSKA!NIKOWA OCENA AKUSTYCZNA KO"CIO#A W
BRZEGU
Streszczenie. Do oceny akustycznej wn%trz sakralnych stosuje si% bardzo cz%sto metody
wykorzystywane przy wn%trzach audytoryjnych, koncertowych czy operowych. Metodami
takimi s$ metody impulsowe, RASTI, STI, Ando czy Beranka. W artykule zastosowano
metod% wska&nikow$ oceny akustycznej wn%trza ko'cio"a w Brzegu. Ocena w"a'ciwo'ci
akustycznych wn%trz sakralnych jest w tym opracowaniu dokonana za pomoc$ jednej liczby –
globalnego wska&nika jako'ci akustycznej obiektów sakralnych. Zastosowano wska&nik
w oparciu o prace profesora Engela z Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie.
S$owa kluczowe: akustyka wn%trz sakralnych, wska&niki oceny, czas pog"osu
SINGLE-INDICATOR ACOUSTIC EVALUATION OF CHURCH IN
BRZEG
Summary. To evaluation of church interiors very often are applied methods used in
auditorium interiors, concert halls and opera-houses. These methods are impulse methods,
RASTI, ANDO or Beranek method. In this paper indicator’s method was applied to acoustic
evaluation of church interior in Brzeg city. Evaluation of acoustical properties of church
interiors in this paper was made by single value – global indicator of acoustical quality of
church interiors. This indicator based on prof. Engel’s works, from AGH University of
Science and Technology.
Key words: reverberation time, acoustics of church interiors, evaluation indicators.
1. Wprowadzenie
W potocznym rozumieniu, poj%cie jako'ci akustycznej pomieszczenia "$czy si% z szeroko
rozumian$ estetyk$ wytwarzanego w nim d&wi%ku. Sprawia to, (e jako') akustyczn$ nale(y
1
Dr in(., Wydzia" Budownictwa Politechniki !l$skiej w Gliwicach, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5,
tel.: 032 237 28 78, e-mail: Artur.Nowo'[email protected], [email protected], Rafa"[email protected]
2
3
Mgr in(., Dyplomant Katedry Budownictwa Ogólnego i Fizyki Budowli, Politechniki !l$skiej
Mgr in(., Wydzia" Budownictwa Politechniki !l$skiej w Gliwicach, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5,
tel.: 032 237 28 78, e-mail: [email protected], [email protected]
A. NOWO!WIAT, L.DULAK, A. i inni
rozpatrywa) w kontek'cie dopasowania akustyki pomieszczenia do jego funkcji. Innej
akustyki wymaga studio nagra*, 'wi$tynia, sala konferencyjna, kinowa, koncertowa itp.
Mimo wielu bada*, opracowa* i artyku"ów dotycz$cych kszta"towania akustyki wn%trz
sakralnych, nie doczekano si% jak dotychczas metody, która w sposób jednoznaczny
pozwala"a okre'li) akustyk% wn%trza sakralnego.
W artykule przedstawiono ocen% akustyki wn%trza ko'cio"a za pomoc$ metody
wska&nikowej, opracowanej przez prof. Engela [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005].
Globalny wska&nik jako'ci akustycznej obiektów sakralnych, zgodnie z t$ metod$, jest
funkcj$ kilku wska&ników cz$stkowych, tj. wska&nik pog"osowy, wska&nik zrozumia"o'ci
mowy, wska&nik równomierno'ci nag"o'nienia, wska&nik zak"óce* zewn%trznych i wska&nik
walorów brzmieniowych.
Zatem celem niniejszej pracy jest ocena jako'ci wn%trza sakralnego na bazie pomiarów
czasu pog"osu i za pomoc$ jednowska&nikowego parametru. Wykorzystano w tym celu
bardzo ciekawe zale(no'ci funkcyjne wska&nika zrozumia"o'ci mowy, klarowno'ci, czasu
centralnego itd., które wykorzystano na podstawie prac [Nowo'wiat 2007, Lam 1995].
2. Charakterystyka badanego pomieszczenia
Pomieszczenie, dla którego dokonano oceny akustycznej jest wn%trzem ko'cio"a
w Brzegu o kubaturze oko"o 10173 m3. Pozosta"e podstawowe parametry obiektu:
! powierzchnia ograniczaj$ca wn%trze ko'cio"a 2812, 48 m2,
! sklepienia typ (agiel (paraboloidy obrotowe),
! powierzchnia posadzki 532,84 m2,
! powierzchnia "awek 71,60 m2.
W badanym pomieszczeniu wyznaczono za pomoc$ pomiarów czas pog"osu. Wyniki
przedstawiono na poni(szym rysunku:
10
Ocena akustyczna…
3 (III) 2009
Rys. 1. Charakterystyka czasu pog"osu w funkcji cz%stotliwo'ci, A. Nowo'wiat, L. Dulak
i inni.
Fig. 1. Reference of reverberations time as a function of frequency, A. Nowo'wiat, L. Dulak
i inni.
3. Wska%nik oceny akustycznej wn&trza ko'cio$a
Globalny wska&nik oceny jako'ci akustycznej badanego wn%trza WJAS jest 'redni$ wa(on$
kilku wska&ników cz$stkowych i okre'li) go mo(emy zale(no'ci$ [Engel i Kosa"a 2004,
Engel i Kosa"a 2005].
n
$W"
i i
WJAS #
i #1
n
$"
(1)
i
i #1
gdzie:
Wi – wska&nik cz$stkowy,
!i – waga wska&nika cz$stkowego.
Wska&nik jako'ci akustycznej pomieszcze* sakralnych WJAS przyjmuje warto'ci od 0 do
1. W celu okre'lenia jednoznacznej oceny jako'ci akustycznej badanego wn%trza sakralnego,
uzale(niono obliczon$ warto') globalnego wska&nika oceny akustycznej wn%trz sakralnych
WJAS od orientacyjnej oceny, która klasyfikuje dane wn%trze do grupy pomieszcze*
sakralnych o warunkach akustycznych w skali: bardzo dobrych, dobrych, dostatecznych i
11
z"ych. Orientacyjna skala zosta"a opracowana przez autora metody na podstawia bada*
przeprowadzonych w kilku obiektach sakralnych (rys. 2).
Rys. 2. Skala oceny jako'ci akustycznej wg. wska&nika WJAS [Engel i Kosa"a 2004,
Fig. 2. Scale of acoustical quality evaluation, according to WJAS [Engel i Kosa"a 2004,
Do oceny pomieszcze* sakralnych zaproponowano [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a
2005] pi%) wska&ników cz$stkowych.
3.1. Wska%nik pog$osowy
W metodzie wska&nikowej bardzo istotn$ rol% odgrywa wska&nik pog"osowy Wp, który
jest funkcj$ kilku wska&ników pog"osowych pomocniczych Wp1 ÷ Wp3. Wska&nik Wp
przyjmuje warto'ci od 0 ÷ 1. Najlepsze warunki badanego wn%trza sakralnego pod wzgl%dem
czasu pog"osu wyst%puj$, gdy Wp = 1, a najgorsze, gdy Wp = 0.
G"ówny wska&nik pog"osowy jest okre'lony zale(no'ci$ [Engel i Kosa"a 2004, Engel i
Kosa"a 2005]:
Wp # W p1 & %1 ' W p 2 & % 2 ' W p 3 & %3
gdzie:
Wp - wska&nik pog"osowy,
Wp1 - wska&nik pog"osowo-obj%to'ciowy,
Wp2 - wska&nik pog"osowy dla muzyki organowej,
Wp3 - wska&nik pog"osowy dla mowy, "1 ÷ "2 - wagi wska&ników pomocniczych
Wp1 ÷ Wp3.
12
(2)
Ocena akustyczna…
3 (III) 2009
3.1.1. Wska%nik pog$osowo – obj&to'ciowy
Wska&nik pog"osowo – obj%to'ciowy jest funkcj$ czasu pog"osu preferowanego dla
danego wn%trza i zmierzonego czasu pog"osu skorygowanego obecno'ci$ wiernych.
Wska&nik ten wyra(a si% wzorem [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005]:
W p1 # 1 !
TZS ! Tp
5
(3)
gdzie:
Tp - czas pog"osu preferowany dla danego obiektu sakralnego i obj%to'ci [s],
TZS - czas zmierzony, skorygowany obecno'ci$ s"uchacza [s].
Czas pog"osu preferowany Tp dla ko'cio"ów katolickich wyznaczany jest ze wzoru [Engel
i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005]:
Tp # 0, 24 ln (V ) ! 0, 24
(4)
Zatem dla badanego wn%trza preferowany czas pog"osu wynosi: Tp = 1,97 s. Czas pog"osu
zmierzony skorygowany obecno'ci$ wiernych TZS jest wyznaczony z nast%puj$cej zale(no'ci
[Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005]:
TZS #
0,161V
( S ! S1 ! S2 ) * p ' S1*1 ' S2* 2
(5)
gdzie:
#p - 'redni pog"osowy wspó"czynnik poch"aniania,
V - obj%to') wn%trza sakralnego [m³],
S - pole powierzchni ograniczaj$cych [m²],
S1 - pole powierzchni zajmowanej przez wiernych siedz$cych [m²],
S2 - pole powierzchni zajmowanej przez wiernych stoj$cych [m²],
#1 - wspó"czynnik poch"aniania dla osoby siedz$cej,
#2 - wspó"czynnik poch"aniania dla osoby stoj$cej.
!redni pog"osowy wspó"czynnik poch"aniania wyznacza si% z ogólnie znanego wzoru:
*p #
0,16V
TZ & S
13
(6)
gdzie:
Tz - zmierzony, u'redniony czas pog"osu [s].
Cz%stotliwo') [Hz]
125
250
500
1000
2000
4000
'redni
+1
+2
0,12
0,19
0,38
0,41
0,49
0,5
0,35
0,72
0,89
0,95
0,99
1,0
1,0
0,92
Tablica 1. Warto'ci pog"osowych wspó"czynników poch"aniania #1 i #2, [Engel i Kosa"a 2004,
Table 1. Values of reverberation coefficients of sound absorption #1 i +2 ,
[Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005].
Zatem: * p # 0,13 , TZS # 2, 20 s .
Zatem na mocy (3) mamy: W p1 # 1 !
2, 20 ! 1,97
# 0,954 .
5
3.1.2. Wska%nik pog$osowy pomocniczy dla muzyki organowej
Wska&nik pog"osowy dla muzyki organowej jest funkcj$ czasu pog"osu preferowanego
dla danego wn%trza i czasu pog"osu zmierzonego dla cz%stotliwo'ci 500 Hz skorygowanego
obecno'ci$ wiernych. Wska&nik ten wyra(a si% wzorem [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a
2005]:
Wp 2 # 1 !
TZS 500 ! Tp 0
5
(7)
gdzie:
Tp0 - preferowany czas pog"osu dla muzyki organowej dla pasma oktawowego o
cz%stotliwo'ci 'rodkowej 500 Hz [s],
TZS500 - zmierzony skorygowany czas pog"osu dla pasma oktawowego o cz%stotliwo'ci
'rodkowej 500 Hz [s].
Preferowany czas pog"osu dla muzyki organowej Tp0 zale(y od obj%to'ci i mo(na go
wyznaczy) za pomoc$ wzoru [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005]:
Tp 0 # 0, 73 & V 0,15 # 2,91 s
Zatem na mocy wzoru (7) mamy W p 2 # 0,862 .
14
(8)
Ocena akustyczna…
3 (III) 2009
3.1.3. Wska%nik pog$osowy pomocniczy dla mowy
Wska&nik pog"osowy dla mowy jest funkcj$ czasu pog"osu dopuszczalnego dla mowy i
czasu pog"osu zmierzonego i skorygowanego obecno'ci$ wiernych. Wska&nik ten wyra(a si%
wzorem [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005]:
Wp 3 # 1 !
TZS ! TpM
(9)
5
gdzie:
TpM - dopuszczalny czas pog"osu dla pomieszcze* przeznaczonych do odtwarzania
sygna"ów mowy [s],
TZS - jw.
Dopuszczalne warto'ci czasu pog"osu dla odtwarzania mowy TpM mo(na wyznaczy) za
pomoc$ wzoru [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005]:
TpM # 0,17 ln (V ) ! 0, 43 # 1,14 s
(10)
Zatem ze wzoru (9) mamy: W p 3 # 0, 788
3.1.4. G$ówny wska%nik pog$osowy Wp
Ka(dy ze wska&ników pomocniczych (Wp1, Wp2, Wp3) posiada okre'lon$ wag%. Wagi
parametrów zale($ od kubatury obiektu sakralnego oraz od rodzaju obiektu ze wzgl%du na
wyznanie. W pomieszczeniu sakralnym nie jest mo(liwe uzyskanie czasu pog"osu
zapewniaj$cego jednocze'nie dobre warunki do ods"uchu muzyki oraz mowy. S$ to sprzeczne
wymagania akustyczne, gdy( d"u(szy czas pog"osu sprzyja warunkom do odtwarzania
muzyki, natomiast krótki jest odpowiedni dla dobrej zrozumia"o'ci mowy. Podobnie w
przypadku muzyki organowej lepsze jej brzmienie zapewnia d"u(szy czas pog"osu. Warto'ci
wag "1 ÷ "3 podano w tablicy 2.
15
k. katolickie
synagogi
k. protestanckie
Obj%to')
VS
,1
,2
,3
,1
,2
,3
,1
,2
,3
600<VS<1500
0,6
0,1
0,3
0,6
0
0,4
0,6
0,1
0,3
1500<VS<15000
0,6
0,2
0,2
0,6
0
0,4
0,6
0,2
0,2
15000<VS<40000
0,6
0,3
0,1
0,6
0
0,4
0,6
0,3
0,1
Tablica 2. Zestawienie wag parametrów pomocniczych dla danego typu obiektu sakralnego
Table 2. Statement of weights of auxiliary parameters for particular types of sacred interiors,
Na mocy wzoru (2) mamy ostatecznie:
W p # 0,954 & 0, 6 ' 0,862 & 0, 2 ' 0, 788 & 0, 2 # 0,9024
3.2. Wska%nik zak$óce( zewn&trznych
Jednym z wielu czynników wp"ywaj$cych na jako') akustyczn$ pomieszczenia jest
odpowiednio niski poziom zak"óce* zewn%trznych. W pomieszczeniach przeznaczonych do
ods"uchu muzyki, m.in. klasycznej, istnieje niebezpiecze*stwo maskowania niektórych
fragmentów utworu muzycznego granych pianissimo. W przypadku pomieszcze* sakralnych
du(y poziom zak"óce* zewn%trznych w mniejszym stopniu wp"ywa na maskowanie d&wi%ku
muzyki organowej, natomiast bardziej na maskowanie nara(one s$ takie d&wi%ki, jak 'piewy
chóru lub mowa celebruj$cego. Ha"as mo(e by) tak(e przyczyn$ zniekszta"ce* barwy
d&wi%ku. Zak"ócenia zewn%trzne dla obiektów sakralnych pochodz$ g"ównie od ha"asów typu
komunikacyjnego, którego &ród"ami s$ 'rodki komunikacji drogowej.
Proponuje si% za dopuszczaln$ warto') poziomu d&wi%ków zak"ócaj$cych dla obiektów
sakralnych przyj$) 30 dB poziomu d&wi%ku A. Warto') ta odpowiada dopuszczalnej warto'ci
poziomu d&wi%ków zak"ócaj$cych dla sal koncertowych, operowych oraz audytoriów, czyli
pomieszcze* maj$cych podobny zakres produkcji d&wi%kowej, co 'wi$tynie.
Wska&nik zak"óce* zewn%trznych przyjmuje warto'ci z przedzia"u 0 < WZZ < 1. Gdy
poziom d&wi%ku LA - 30 dB, oznacza to, (e dopuszczalny poziom zak"óce* zewn%trznych dla
badanego obiektu sakralnego nie zosta" przekroczony i nale(y przyj$) Wzz = 1.
Wska&nik zak"óce* zewn%trznych obiektu sakralnego okre'lony jest zale(no'ci$ [Engel i
Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005]:
16
Ocena akustyczna…
WZZ #
3
LA ! 27
3 (III) 2009
(11)
gdzie:
LA - poziom d&wi%ku zak"óce* zewn%trznych w obiekcie sakralnym [dB].
Zatem WZZ = 1.
3.3. Wska%nik walorów brzmieniowych
Jednym z czynników okre'laj$cych jako') akustyczn$ wn%trz sakralnych zwi$zanych z
zakresem produkcji akustycznej, maj$cej miejsce w tego typu pomieszczeniach jest
wyrazisto') i walory brzmieniowe d&wi%ków muzycznych. Odpowiadaj$ one za wra(enia,
jakie wywo"uje s"uchanie utworu muzycznego w okre'lonym pomieszczeniu i szczególnym
miejscu tego pomieszczenia.
Wska&nik walorów brzmieniowych muzyki obiektu sakralnego okre'lony jest ze wzoru
Wb #
Wb21 ' Wb22 ' Wb23 ' Wb24
4
(12)
gdzie:
Wb1 - wska&nik brzmieniowy pomocniczy okre'laj$cy (ywo') akustyczn$ Tmid w
pomieszczeniu sakralnym, 0 < Wb1 - 1,
Wb2 - wska&nik brzmieniowy pomocniczy okre'laj$cy ciep"o') brzmienia BR w
Wb3 - wska&nik brzmieniowy pomocniczy okre'laj$cy wska&nik wyrazisto'ci C80 w
Wb4 - wska&nik brzmieniowy pomocniczy okre'laj$cy czasowy 'rodek ci%(ko'ci TS w
pomieszczeniu sakralnym, 0 < Wb4 - 1.
3.3.1. Wska%niki brzmieniowe pomocnicze
Wska&nik brzmieniowy pomocniczy Wb1, okre'laj$cy (ywo') akustyczn$ Tmid w
pomieszczeniu sakralnym. Wska&nik ten wyznacza si% z nomogramu przedstawionego na
rysunku 3, (ywo') akustyczn$ Tmid wyznaczono na podstawie metody Beranka.
17
1
0,9
0,8
0,7
Wb1
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Tmid [s]
Rys. 3. Nomogram wyznaczania wska&nika brzmieniowego Wb1, [Sadowski 1971,
Kulowski 2006].
Fig. 3. Nomogram for determination of tonal indicator Wb1, [Sadowski 1971,
Kulowski 2006].
Warunki brzmieniowe przy zmierzonym czasie pog"osu przyj%to na poziomie Wb1 # 0 .
Wska&nik brzmieniowy pomocniczy Wb2, okre'laj$cy ciep"o') brzmienia BR w
pomieszczeniu sakralnym. Wska&nik ten wyznacza si% z nomogramu przedstawionego na
rysunku 4, ciep"o') brzmienia BR wyznaczono na podstawie metody Beranka, przy czym:
T125 ' T250
# 0,96
2T500+1000
(13)
1
0,9
0,8
0,7
Wb2
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0,8
0,9
1
1,1
BR
1,2
1,3
1,4
1,5
Kulowski 2006].
Fig. 4. Nomogram for determination of tonal indicator Wb2, [Sadowski 1971, Kulowski 2006].
18
3 (III) 2009
Ocena akustyczna…
Zatem Wb2 = 0,36.
Wska&nik brzmieniowy pomocniczy Wb3, okre'laj$cy wska&nik wyrazisto'ci C80 w
pomieszczeniu sakralnym wyznacza si% z nomogramu pokazanego na rysunku 5. Wska&nik
wyrazisto'ci C80 zosta" wprowadzony przez Reichardt`a a pó&niej Lama i wyznacza si% go z
definicji [Lam 1995]:
80 ms
C80 # 10 log
3 E ( t ) dt
0
,
3
- 1,1 .
# 10 log / e T ! 10
1
2
E ( t ) dt
[dB]
(14)
80 ms
gdzie:
T- 'redni czas pog"osu.
Zatem na mocy definicji (14) mamy C80 = -5,33.
1
0,9
0,8
0,7
Wb3
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
C80 [dB]
Kulowski 2006].
Fig. 5. Nomogram for determination of tonal indicator Wb3, [Sadowski 1971,
Kulowski 2006].
Ostatecznie wska&nik brzmieniowy Wb3 = 0,5.
Wska&nik brzmieniowy pomocniczy Wb4, okre'laj$cy czasowy 'rodek ci%(ko'ci TS w
pomieszczeniu sakralnym. Wska&nik ten wyznacza si% z nomogramu pokazanego na rysunku
6. Czasowy 'rodek ci%(ko'ci TS zosta" wprowadzony przez Cremera [Cremer i Müller 1982] i
Lama i wyznacza si% go ze wzoru [Lam 1995]:
19
,
3 tp ( t ) dt
2
Ts #
0
,
(15)
3 p ( t ) dt
2
0
Zatem Ts = 295 ms.
1
0,9
0,8
0,7
Wb4
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
50
100
150
200
250
300
350
TS [ms]
Kulowski 2006].
Fig. 6. Nomogram for determination of tonal indicator Wb4, [Sadowski 1971, Kulowski 2006].
Ostatecznie wska&nik Wb4 = 0.
Na podstawie wska&ników brzmieniowych pomocniczych wyznaczamy g"ówny wska&nik
brzmieniowy, otrzymuj$c [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005]:
Wb #
0 ' 0,36 ' 0,5 ' 0
# 0, 46
4
3.4. Wska%nik zrozumia$o'ci mowy
Wska&nik zrozumia"o'ci mowy jest funkcj$ wska&ników zrozumia"o'ci mowy
pomocniczych. Wska&nik zrozumia"o'ci mowy obiektu sakralnego okre'lony jest ze wzoru
Wzm #
Wz21 ' Wz22 ' Wz23
3
gdzie:
Wzm - wska&nik zrozumia"o'ci mowy,
Wz1, Wz2, Wz3 - wska&niki pomocnicze zrozumia"o'ci mowy.
20
(16)
3 (III) 2009
Ocena akustyczna…
3.4.1 Wska%niki pomocnicze zrozumia$o'ci mowy
Wska&nik Wz1 jest zwi$zany ze wska&nikiem ALCONS oraz wyznaczony za pomoc$
nomogramu przedstawionego na rysunku 7.
1
0,9
0,8
0,7
Wz1
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% ALCONS
Rys. 7. Nomogram wyznaczania wska&nika zrozumia"o'ci mowy Wz1, [Sadowski 1971,
Kulowski 2006].
Fig. 7. Nomogram for determination of intelligibility of speech Wz1, [Sadowski 1971,
Kulowski 2006].
ALconst # 9T # 9 & 4, 28 # 38,52 s
St$d mamy Wz1 = 0,32.
Wska&nik pomocniczy zrozumia"o'ci mowy Wz2 jest zwi$zany ze wska&nikiem RASTI
lub STI oraz wyznaczony za pomoc$ nomogramu pokazanego na rysunku 8.
1
0,9
0,8
0,7
Wz2
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
STI
Kulowski 2006].
Kulowski 2006].
21
Natomiast wska&nik STI mo(emy wyznaczy) ze wzoru przybli(onego [Nowo'wiat 2007]:
STI # !0, 2078ln T ' 0, 6488 # 0,33
(17)
Zatem Wz2 = 0,34.
Wska&nik pomocniczy zrozumia"o'ci mowy Wz3 jest zwi$zany ze wska&nikiem C50 oraz
wyznaczony za pomoc$ nomogramu przedstawionego na rys. 9
1
0,9
0,8
0,7
Wz3
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
-15
-10
-5
0
5
10
15
C80 [dB]
Kulowski 2006].
Kulowski 2006].
Wska&nik C50 wyznaczony jest ze wzoru [Lam 1995]:
C50 # 10 log
D50
1 ! D50
4dB5
(18)
gdzie:
D50 # 1 ! e
!
0,69
T
(19)
Zatem na mocy (19) i (18) mamy: D50 = 0,15 oraz C50 = -7,57 [dB].
Mamy wi%c: Wz3 = 0,27.
( 0,32 ) ' ( 0,34 ) ' ( 0, 27 )
2
Ze wzoru (16) otrzymujemy Wzm #
2
3
22
2
# 0,31 .
3 (III) 2009
Ocena akustyczna…
3.5. Globalny wska%nik oceny akustycznej wn&trza sakralnego
Globalny wska&nik WJAS jest funkcj$ wska&ników cz$stkowych i okre'lony jest
zale(no'ci$ [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005]:
WJAS #
W p"1 ' Wzm"2 ' WZZ"3 ' Wrn"4 ' Wb"5
(20)
"1 ' "2 ' "3 ' "4 ' "5
gdzie:
Wp - wska&nik pog"osowy,
Wzm - wska&nik zrozumia"o'ci mowy,
Wzz - wska&nik zak"óce* zewn%trznych,
Wrn - wska&nik równomierno'ci nag"o'nienia,
Wb - wska&nik walorów brzmieniowych muzyki, !1 ÷ !5 - wagi wska&ników
cz$stkowych.
Warto'ci wag nie wynikaj$ ze 'cis"ych zale(no'ci. Autorzy opracowania [Engel i Kosa"a
2004, Engel i Kosa"a 2005] przyj%li je na podstawie analizy czynników decyduj$cych o
jako'ci akustycznej obiektów sakralnych oraz na podstawie bada* eksperymentalnych.
Warto'ci wag przedstawiono w tablicy 3.
.1
.2
.3
.4
.5
1
0,5
0,3
0,3
0,2
Tablica 3. Wagi wska&ników cz$stkowych, [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005].
Table 3. Weights of partial coefficients, [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005].
Ostatecznie otrzymano:
WJAS #
0,9024 &1 ' 0,31& 0,5 ' 1& 0,3 ' 1& 0,3 ' 0, 46 & 0, 2
# 0, 76
1 ' 0,5 ' 0,3 ' 0,3 ' 0, 2
Przy czym z powodów niemo(liwo'ci wyznaczenia wska&nika równomierno'ci
nag"o'nienia przyj%to ten wska&nik na poziomie 1. Za"o(ono, (e nawet je'li w obecnym stanie
tak nie jest, to jest to usterka w do') "atwy sposób usuwalna.
23
4. Wnioski
! Metoda przedstawiona przez prof. Engela [Engel i Kosa"a 2004, Engel i Kosa"a 2005] jest
opracowana dla warunków pog"osowych skorygowanych dla wn%trza wype"nionego
wiernymi. Warunki pog"osowe badanego wn%trza, przy uwzgl%dnieniu wype"nieniem
wiernymi s$ bardzo dobre na poziomie wska&nika 0,9. Znacznie gorzej by to wygl$da"o
gdyby nie uwzgl%dnia) wiernych w ko'ciele lub wype"nienie by"oby cz%'ciowe.
Nale(a"oby si% jeszcze zastanowi) czy wska&nik wype"nienia nie powinien by) w jaki'
sposób u'redniony. Pozosta"e wska&niki takie jak wska&nik walorów brzmieniowych czy
wska&nik zrozumia"o'ci mowy s$ ju( na znacznie gorszym poziomie.
! Globalny wska&nik jednoliczbowy wskazuje na bardzo dobre warunki akustyczne
wn%trza. Nale(a"oby wykona) szereg bada* i zastanowi) si% czy wagi przyj%te przez prof.
Engela w opracowanej metodzie s$ ju( optymalne.
! Je(eli zastosowana metoda przyj%"aby si% w zastosowaniach do oceny wn%trz sakralnych,
to by"oby to du(e uproszczenie dotychczasowych metod oceny i pozwoli"oby na
okre'lenie jako'ci wn%trza za pomoc$ jednej liczby.
Bibliografia
CREMER L., MÜLLER H. A. 1982. Principles and Applications of Room Acoustics. Vol. 1,
Applied Science, London 1982.
ENGEL Z., KOSA/A K. 2004. Globalny wska&nik oceny jako'ci akustycznej obiektów
sakralnych. W: LI Otwarte Seminarium z Akustyki, Gda*sk – Sobieszewo, 2004.
ENGEL Z., KOSA/A K. 2005. Acoustic Properties of the Selected Churches in Poland, W:
Mechanics, Vol. 24, No 3, 2005, ss.173 – 181.
KULOWSKI A. 2006. $wiczenia projektowe z akustyki pomieszcze% z wykorzystaniem
programu komputerowego „Sabine”. Gda*sk, 2006, praca niepublikowana.
LAM Y. W. 1995. Importance of Early Energy in Room Acoustics. Acoustics of Enclosed
Spaces, 1995.
NOWO!WIAT A. 2007. Model logarytmiczny wyznaczania wska&nika zrozumia"o'ci mowy.
W: Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce, tom 2, 2007, ss. 215 – 218.
SADOWSKI J. 1971. Akustyka w urbanistyce, architekturze i budownictwie. Arkady,
Warszawa 1971 r.
Recenzent: dr hab. in(. Henryk NOWAK, prof. nzw. w Politechnice Wroc"awskiej
24
3 (III) 2009
Jacek HULIMKA1
Katedra In!ynierii Budowlanej, Politechnika "l#ska, Gliwice
ZABYTKOWA WI!"BA DACHOWA KO#CIO$A PW.
PODWY%SZENIA KRZY%A #WI!TEGO W BRZEGU
Streszczenie. Barokowy ko$ció% pw. Podwy!szenia Krzy!a "w. wzniesiony zosta% przez
Jezuitów w pierwszej po%owie osiemnastego wieku. Pomimo prowadzonych w przesz%o$ci
prac remontowych mo!na przypuszcza&, !e do dzisiaj zachowa%a si' w nim cz'$ciowo
oryginalna wi'(ba dachowa, b'd#ca $wiadectwem kunsztu i fachowo$ci ówczesnych
budowniczych. W artykule przedstawiono konstrukcj' wi'(by wraz z opisem obecnego stanu
technicznego. Ponadto zaprezentowano najwa!niejsze wyniki przeprowadzonej analizy
obliczeniowej dachu, tak!e w aspekcie lokalnych wad i braków elementów usztywniaj#cych.
Dodatkowo przeanalizowano konstrukcje wsporcze dzwonów na wie!ach.
S&owa kluczowe: konstrukcje drewniane, stan techniczny, analiza obliczeniowa.
MONUMENTAL ROOF TRUSS OF THE CHURCH OF THE
EXALTATION OF THE HOLY CROSS IN BRZEG
Abstract. Baroque church of the Exaltation of the Holy Cross was erected by the Jesuits
at the beginning of eighteenth century. Despite of past repair works, considerable part of
original roof truss has survived till now and is certifying the skills and professionalism of that
time builders. Paper presents the structure of roof truss and describes its technical condition.
Moreover main results of structural analysis of roof were presented, also in aspect of local
defect and lacks in bracing. Additionally supporting structure of bells in church towers was
analyzed.
Keywords: timber structures, technical condition, structural analysis.
1. Wprowadzenie
Wybudowany w pierwszej po%owie XVIII wieku ko$ció% pw. Podwy!szenia Krzy!a "w.
w Brzegu przeszed% w swej historii szereg modernizacji i remontów. Dla zagadnie) opisanych
w niniejszym artykule szczególne znaczenie mia%y:
! nadbudowa wie! w 1856 roku,
1
Dr in!., Wydzia% Budownictwa Politechniki "l#skiej w Gliwicach, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5,
tel.: 032 237 11 26, e-mail: [email protected]
Jacek HULIMKA
! likwidacja zniszcze) z okresu II Wojny "wiatowej (remont dachu w latach 1947-48),
! wymiana pokrycia dachu w 2009 roku.
W 2009 roku konstrukcja dachu ko$cio%a sta%a si' przedmiotem dwóch magisterskich
rozpraw dyplomowych [Horzela 2010, Mazur 2010], promotorem których by% autor
niniejszego artyku%u. Przedstawione dalej dane konstrukcyjne i wyniki oblicze) w wi'kszo$ci
opracowane zosta%y w ramach wspomnianych wy!ej prac.
2. Konstrukcja dachu ko'cio&a
2.1. Krótki opis konstrukcji
Wi'(b' dachow# (rys. 1, 2) wykonano w uk%adzie wieszarowym, z pojedynczymi
wieszakami trójkondygnacyjnymi. Tworzy j# dziesi'& wi#zarów pe%nych i dziewi'tna$cie
wi#zarów pustych. Rozpi'to$& ka!dego z wi#zarów si'ga niemal 22 metrów, przy wysoko$ci
13,5 metra i k#cie nachylenia po%aci dachowej wynosz#cym 53o. Krokwie dachowe oparte s#
na mur%atach, wzajemnie na sobie w poziomie kalenicy oraz w trzech poziomach po$rednich
na p%atwiach. W poziomie p%atwi po$rednich wbudowane s# j'tki i belki rozporowe. Reakcje
z wieszaków przenoszone s# poprzez system uko$nych zastrza%ów na murowane $ciany i
filary nawy g%ównej. W najni!szej kondygnacji dachu zabudowano dodatkowe s%upy wsparte
na murowanych filarach wprowadzonych do przestrzeni poddasza. Na ca%ej d%ugo$ci obydwu
po%aci dachowych wbudowano w trzech poziomach krzy!owe st'!enia belkowe.
Nie jest znany stopie) zachowania pierwotnej wi'(by, jednak porównanie z archiwalnymi
materia%ami (rys. 2) pozwala przypuszcza&, !e w pewnej cz'$ci jest ona oryginalna.
Rys. 1. Schemat wi#zara pe%nego, K. Horzela.
Fig. 1. Scheme of roof main truss, K. Horzela.
26
3 (III) 2009
Zabytkowa wi!"ba ko#cio$a...
Ponad kalenic' dachu wystawiono sygnaturk', której konstrukcj' tworzy osiem
drewnianych s%upów opartych, poprzez belki z zastrza%ami, na s#siaduj#cych wi#zarach
pe%nych.
Dach nad naw# g%ówn# pokryty jest dachówk# karpiówk# na %atach drewnianych, a
sygnaturka blach# miedzian# na deskowaniu.
Rys. 2. Przestrzenny uk%ad wi'(by dachowej, K. Horzela.
Fig. 2. Spatial scheme of the rafter framing, K. Horzela.
2.2. Stan techniczny konstrukcji
Generalnie stan techniczny wi'(by dachowej uzna& nale!y jako dobry. Podczas
wspomnianego ju! remontu po%aci w 2009 roku wymieniono cz'$& skorodowanych
biologicznie elementów, w tym krokwie i nadbitki krokwi w dolnych cz'$ciach konstrukcji.
Niemniej, lokalnie pozostawiono fragmenty wykazuj#ce symptomy korozji biologicznej
(fot. 1),
efektem
czego
jest
redukcja
pierwotnego
przekroju
i
obni!enie
cech
wytrzyma%o$ciowych drewna.
W kilku miejscach dosz%o do wyra(nego rozlu(nienia zamków ciesielskich (fot. 2) w
po%#czeniach st'!e) po%aciowych. Lokalnie usuni'te zosta%y zastrza%y (fot. 3). Podczas
kolejnych remontów wi'(by u!ywano elementów drewnianych pochodz#cych z rozbiórki –
$wiadcz# o tym wci'cia po dawnych zamkach ciesielskich, a lokalnie tak!e wyci'te w
drewnie daty, niezgodne z udokumentowanymi okresami prowadzenia prac.
Obserwowane w konstrukcji uszkodzenia s# typowe dla zabytkowych, du!ych wi'(b
drewnianych [Rzeszotarski, Or%owicz 2006], ich intensywno$& jest jednak niska. Przypisa& to
nale!y kolejnym remontom, podczas których wymieniano zniszczone lub os%abione elementy.
27
Jacek HULIMKA
Fot. 1. Przyk%ady korozji biologicznej elementu konstrukcji, J. Hulimka.
Photo 1. Examples of biological corrosion of the element of structure, J. Hulimka.
Fot. 2. Przyk%ad rozlu(nionego zamka ciesielskiego, J. Hulimka.
Photo 2. Example of loosing of the scarf joint, J. Hulimka.
Fot. 3. Przyk%ad braku zastrza%u, J. Hulimka.
Photo 3. Exemplary lack in bracing, J. Hulimka.
28
3 (III) 2009
3. Obliczenia wi()by dachowej
Podczas obliczania konstrukcji drewnianych podstawowym problemem jest w%a$ciwe
zamodelowanie elementów i ich po%#cze). W przypadku ogólnym zak%ada si' zwykle
konstrukcj' jako pr'tow# z w'z%ami idealnymi [Engel, Miedzia%owski, Jasie)ko 2006; Engel
i in. 2006] Tak te! uczyniono w przedmiotowym przypadku, analizuj#c ustrój pr'towy o
w'z%ach przegubowych. W przypadku po%#czonych na d%ugo$ci elementów w modelowaniu
zastosowano w miejscach zamków ciesielskich krótkie wahacze o bardzo du!ej sztywno$ci,
zapewniaj#ce w%a$ciw# wspó%prac' elementów. Z uwagi na brak szczegó%owych danych
dotycz#cych geometrii w'z%ów, zrezygnowano z analizy rozk%adu napr'!e) w miejscach
os%abienia elementów zamkami ciesielskimi [Jasie)ko, Kardysz 2006, 2007; Jankowski,
Engel, Jasie)ko 2005; Jasie)ko, Engel, Rapp 2006].
Obliczenia konstrukcji dachu wykonano w uk%adzie przestrzennym w programie Robot.
Przy zestawieniu obci#!e) oraz przy sprawdzaniu no$no$ci poszczególnych elementów
wykorzystano obowi#zuj#ce normy PN z poprawkami Az. Z uwagi na brak szczegó%owych
danych dotycz#cych os%abie) w w'z%ach, elementy drewniane sprawdzano przy za%o!eniu
nominalnych przekrojów, uzyskanych podczas inwentaryzacji konstrukcyjnej. W analizie
wytrzyma%o$ciowej przyj'to drewno klasy C24. Dla uproszczenia oblicze) wst'pnie
przeanalizowano konstrukcj' no$n# sygnaturki, a nast'pnie obci#!ono odpowiednie d(wigary
odpowiednimi warto$ciami reakcji podporowych.
Uzyskane wyniki wskazuj# na bardzo du!e zapasy bezpiecze)stwa poszczególnych
elementów wi'(by. Maksymalne wyt'!enie j'tek, belek rozporowych, s%upów, p%atwi i
krokwi mie$ci si' w granicach od 40 do 50 %, a wieszaków, mieczy i st'!e) nie przekracza
20 %. Wyniki powy!sze wskazuj#, !e nawet po uwzgl'dnieniu os%abie) w w'z%ach
(najistotniejszych w przypadku wieszaków) wszystkie elementy no$ne z zapasem spe%niaj#
warunki SGN. Ugi'cia wszystkich elementów zginanych nie przekraczaj# dopuszczalnych
warto$ci, spe%niaj#c tym samym warunki SGU.
Z uwagi na opisane wcze$niej lokalne braki lub wady st'!e), przeanalizowano uk%ad
no$ny dachu przy za%o!eniu wy%#czenia ze wspó%pracy elementów st'!aj#cych w jednym
pionowym polu wi'(by. Uk%ad no$ny zareagowa% niewielkim wzrostem wyt'!enia
przyleg%ych elementów. Do$& istotnie wzros%y ugi'cia p%atwi, wci#! jednak mieszcz#c si' w
zakresie warto$ci dopuszczonych norm#.
29
Jacek HULIMKA
4. Analiza konstrukcji wsporczej dzwonów
W ramach przeprowadzonych prac dodatkowo zinwentaryzowano i przeliczono
konstrukcje wsporcze dzwonów w obydwu wie!ach ko$cio%a. Zosta%y one wykonane jako
drewniane, belkowe, z po%#czeniami ciesielskimi i dodatkowymi %#cznikami stalowymi. W
wie!y zachodniej wbudowany jest jeden dzwon, a w wie!y wschodniej dwa. Po%o!enie
elementów wsporczych w wie!ach zobrazowano na rysunku 3, a na rysunku 4 pokazano
zamodelowane konstrukcje. W obydwu wie!ach dzwony zawieszono na jarzmach prostych,
co skutkuje wyst#pieniem znacznych si% podczas ich wahad%owego ruchu.
Rys. 3. Po%o!enie konstrukcji wsporczych dzwonów w wie!ach ko$cio%a, W. Mazur.
Fig. 3. Localization of supporting structures of bells in church towers, W. Mazur.
Rys. 4. Konstrukcje wsporcze dzwonów, W. Mazur.
Fig. 4. Supporting structures of bells, W. Mazur.
30
3 (III) 2009
Podstawowym problemem obliczeniowym by%o oszacowanie obci#!e) generowanych
podczas ruchu dzwonów. W podstawowym uj'ciu przyj#& mo!na zast'pcze si%y statyczne
niezale!ne od cz'sto$ci ruchu dzwonów [Neufert 2000], co jest znacznym uproszczeniem
praktycznie uniemo!liwiaj#cym przeprowadzenie, w razie potrzeby, analizy dynamicznej
elementów no$nych. Znacznie dok%adniejsze s# metody bazuj#ce na opisie ruchu dzwonu jako
wahad%a fizycznego o znacznym k#cie wychylenia [Kawecki 1991; DIN 4178 2005; Petit &
Gebr. Edelbrock]. Pozwalaj# one, poza okre$leniem maksymalnych si% pionowych i
poziomych, na wyznaczenie ich kombinacji zale!nie od k#ta wychylenia dzwonu.
Obliczenie si% od dzwonów, a nast'pnie analiz' wyt'!enia drewnianych konstrukcji
no$nych przeprowadzono w obydwu przypadkach pokazanych na rysunku 6, w uk%adzie
dwóch dzwonów uwzgl'dniaj#c kombinacje wynikaj#ce z mo!liwych scenariuszy ich
wzajemnego ruchu. Z uwagi na szczup%o$& miejsca nie przedstawiono szczegó%owych
wyników uzyskanych si% od ruchu dzwonów oraz wyt'!e) konstrukcji wsporczych.
Przyk%adowo, maksymalne obci#!enia pionowe od pojedynczego dzwonu o ci'!arze 31 kN
osi#ga%o warto$ci od 57,35 kN do 96,10 kN, a maksymalna si%a pozioma od 23,25 kN do
48,05 kN, w zale!no$ci od przyj'tej metody. Tak du!e zró!nicowanie warto$ci wp%ywa%o
oczywi$cie na stopie) wyt'!enia elementów drewnianych konstrukcji wsporczych, jednak we
wszystkich przypadkach spe%nia%y one ze znacznym zapasem warunki stanów granicznych.
5. Podsumowanie
W artykule omówiono przypadek wi'(by drewnianej nad licz#cym ponad dwa i pó%
wieku ko$cio%em. Wobec cz'$ciowo nieudokumentowanych zniszcze) i remontów trudno
dok%adnie powiedzie&, w jakim stopniu konstrukcja zachowa%a swój pierwotny kszta%t, jednak
z poczynionych obserwacji wnioskowa& mo!na, !e jest ona w pewnej cz'$ci oryginalna.
W celu przeprowadzenia analizy obliczeniowej konstrukcj' wi'(by szczegó%owo
zinwentaryzowano, a nast'pnie zamodelowano jako uk%ad przestrzenny. W wyniku oblicze)
statyczno-wytrzyma%o$ciowych
uzyskano
obraz
wyt'!enia
i
ugi'&
poszczególnych
elementów, wskazuj#cy na znaczne zapasy no$no$ci i sztywno$ci konstrukcji dachu. Wyniki
takie $wiadcz# o ogromnej wiedzy i kunszcie zawodowym budowniczych ko$cio%a, którzy
dysponuj#c prostymi metodami obliczeniowymi potrafili wznie$& konstrukcj' zdoln# do
przetrwania setek lat i wci#! znakomicie spe%niaj#c# swe podstawowe funkcje.
Podobnie, w pe%ni bezpieczne wyniki uzyskano w analizie konstrukcji wsporczych
dzwonów zabudowanych w wie!ach ko$cio%a.
31
Jacek HULIMKA
Bibliografia
DIN 4178. Glockentürme. Deutches Institut für Normung, 2005.
ENGEL L., JASIE*KO J., MIEDZIA+OWSKI CZ. i CHY,Y T. 2006. Model przestrzenny
pracy statycznej zabytkowego ko$cio%a o drewnianej konstrukcji szkieletowej. W:
Materia%y VII Konferencji Naukowej Drewno i materia!y drewnopochodne w
konstrukcjach budowlanych. Szczecin-Mi'dzyzdroje, 2006, ISBN 83-7457-008-3,
ss. 117-123.
ENGEL L., MIEDZIA+OWSKI CZ. i JASIE*KO J. 2006. Analiza pracy statycznej
pod%u!nej zewn'trznej $ciany szkieletowej zabytkowego ko$cio%a drewnianego z
modelowaniem wp%ywu imperfekcji. W: Materia%y VII Konferencji Naukowej
Drewno i materia!y drewnopochodne w konstrukcjach budowlanych. SzczecinMi'dzyzdroje, 2006, ISBN 83-7457-008-3, ss. 125-132.
HORZELA K. 2010. Analiza no$no$ci drewnianej konstrukcji wi'(by dachowej zabytkowego
ko$cio%a pw. Podwy!szenia Krzy!a "wi'tego w Brzegu. Magisterska rozprawa
dyplomowa. Politechnika "l#ska, Katedra In!ynierii Budowlanej, Gliwice 2010, s. 70
JANKOWSKI L., ENGEL J. i JASIE*KO J. 2005. Praca statyczna wybranych po%#cze)
wyst'puj#cych
w
drewnianych
obiektach
historycznych,
Wiadomo"ci
Konserwatorskie, 2005, Nr 18, ss. 29-41
JASIE*KO J., ENGEL L. i RAPP P. 2006. Study of strains and stresses in historical
carpentry joints. W: Proceedings of the 5th International Conference on Structural
Analysis of Historical Constructions. New Dehli, India, 2006, ss. 375-384.
JASIE*KO J., KARDYSZ M. 2006. Analiza pracy statycznej po%#cze) stosowanych
w drewnianych konstrukcjach zabytkowych. W: Problemy remontowe w
budownictwie ogólnym i obiektach zabytkowych, Praca zbiorowa, Jasie)ko J. i in.
(red.). Wroc%aw, Dolno$l#skie Wydawnictwo Edukacyjne, 2006, ISBN 83-7124-1513, ss. 218-230.
JASIE*KO J. i KARDYSZ M. 2007. Deformation and Strength Criteria in Assessing
Mechanical Behaviour of Joints in Historic Timber Structures. W: Proceedings of 16th
ICOMOS IWC International Symposium on Mechanical Behaviour and Failures of
the Timber Structures 2007, Florence-Venice-Vicenza, Italy, 2007, s. 16.
KAWECKI J. 1991. Analiza dynamiczna reakcji dzwonnicy na ruch dzwonów. In#ynieria
i Budownictwo, 1991, Nr 4-5, ss. 188-192.
MAZUR W. 2010. Analiza konstrukcji wsporczej dzwonów w wie!ach ko$cio%a pw.
Podwy!szenia Krzy!a "wi'tego w Brzegu. Magisterska rozprawa dyplomowa.
Politechnika "l#ska, Katedra In!ynierii Budowlanej, Gliwice, 2010, s. 74.
PETIT & GEBR. EDELBROCK. Allgemeine Angaben und Nachweise zur Berechnung von
Glockenstühlen und Glockentürmen. Materia%y niepublikowane.
RZESZOTARSKI A., OR+OWICZ R. 2009. Uszkodzenia wi'(b drewnianych wybranych
obiektów sakralnych. W: Materia%y VIII Konferencji Naukowej Drewno i materia!y
drewnopochodne w konstrukcjach budowlanych. Szczecin, 2009, ISBN 978-83751817-4-6, ss. 277-286.
Recenzent: dr hab. in!. Edward MA+EK, prof. nzw. w Politechnice Opolskiej
32
3 (III) 2009
Jerzy BOCHEN1
Katedra Budownictwa Ogólnego i Fizyki Budowli, Politechnika !l"ska, Gliwice
Agnieszka KRZ#KA$A2
Katedra Chemii, Technologii Nieorganicznej i Paliw, Politechnika !l"ska, Gliwice
BADANIA I ANALIZA W!A"CIWO"CI FIZYKO-CHEMICZNYCH
TYNKÓW ELEWACYJNYCH KO"CIO!A PODWY#SZENIA KRZY#A
"WI$TEGO W BRZEGU
Streszczenie: W artykule przedstawiono wyniki bada% laboratoryjnych tynków z
elewacji ko&cio'a w Brzegu. Przedstawiono stan zachowania tynków oraz na podstawie
pobranych próbek wykonano badania cech fizyko-chemicznych, takich jak: nasi"kliwo&(,
g)sto&(, porowato&( ca'kowita, analiza granulometryczna kruszywa oraz analiza sk'adu
mineralnego metod" termicznej analizy ró*nicowej i dyfrakcji promieniowania
rentgenowskiego. Uzyskane wyniki pozwoli'y okre&li( rodzaj zastosowanego spoiwa oraz
pierwotny sk'ad mineralny badanych wypraw tynkowych co ma istotne znaczenie w pracach
rewaloryzacyjnych obiektu. Na podstawie uzyskanych wyników okre&lono zalecenia napraw.
S%owa kluczowe: tynki zewn)trzne, cechy fizyczne i chemiczne.
STUDY AND ANALYSIS ON PHYSICAL AND CHEMICAL
PROPERTIES OF ELEVATION PLASTERS IN THE CHURCH OF THE
EXALTATION OF THE HOLY CROSS IN BRZEG
Abstract: In the paper the results of laboratory studies on elevation plasters of the
church in Brzeg are presented. The main subject is state maintenance of external plasters’
and laboratory tests of theirs physical and chemical properties such as: water absorbability,
density, total porosity, granulometric analysis and mineralogical composition by means of
X-ray diffraction (XRD), differential thermal thermogravimetric analysis (DTA-TGA).
Gained results make possible to define kind of binder and mineralogical composition of
tested renderings what is substantial in restoration works. Additionally recommendations for
repair works are determined.
Keywords: external plasters, physical and chemical properties.
1
Dr in*., Wydzia' Budownictwa Politechniki !l"skiej w Gliwicach, 44-100 Gliwice, ul.Akademicka 5,
2
Dr in*., Wydzia' Chemiczny Politechniki !l"skiej w Gliwicach, 44-100 Gliwice, ul.B.Krzywoustego 6,
Jerzy BOCHEN, Agnieszka KRZ!KA"A
1. Wprowadzenie
Wyprawy tynkowe s" jednym z podstawowych elementów architektonicznych i
wyko%czeniowych obiektów historycznych i zabytkowych, w tym sakralnych. Pe'ni" one
funkcj) ochronn", w odniesieniu do wypraw zewn)trznych, ale w szczególno&ci
wykorzystywane s" ich walory dekoracyjne z uwagi na swobodne mo*liwo&ci kszta'towania.
Podstawow" form" wypraw &ciennych i sufitowych s" tynki g'adkie. Ponadto dla celów
ozdobnych stosowane s" tynki nakrapiane, zmywane, kamieniarskie lub boniowane.
Szczególne odmiany tynków stosowane s" przy wykonywaniu wypraw i detali wewn)trznych,
takie jak: stiuki, sztukaterie, tynki intarsjowane [Gaczek i Fisher 2003]. Wyprawy tynkowe
umo*liwiaj" wykonywanie p'askorze+b, ok'adzin gzymsów, pilastrów, coko'ów oraz innych
ornamentów architektonicznych. Elementy te podlegaj" wp'ywowi czasu oraz czynników
zewn)trznych, a wraz z nimi malowid'a &cienne i sufitowe. Szczególnie niekorzystne s" takie
czynniki jak wilgo( zawarta w murach adsorbowana z gruntu, wilgotno&( i zanieczyszczenia
powietrza oraz zmiany temperatury. Wyprawy i elementy fasad poddane s" ponadto
niszcz"cemu dzia'aniu czynników atmosferycznych. Skutkuje to w powstawaniu ró*nego
typu uszkodze% takich jak wykwity solne, zacieki, zarysowania termiczno-skuruczowe, ubytki
czy odspojenia. Z punktu widzenia utrzymania wypraw tynkowych w obiektach
historycznych, istotnym zagadnieniem jest rozpoznanie przyczyn uszkodze% oraz pierwotnych
sk'adników zastosowanych materia'ów w celu rekonstrukcji tynków uszkodzonych,
wymagaj"cych uzupe'nienia lub wymiany. Pomocne w tym zakresie s" badania cech fizykochemicznych w celu rozpoznania sk'adu mineralnego i okre&lenia odpowiednich receptur
zapraw tynkarskich. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki takich bada% dla tynków
elewacyjnych.
2. Opis ogólny i stan zachowania tynków
Ko&ció' Podwy*szenia Krzy*a !w. zosta' wzniesiony jako budowla murowana w
pierwszej po'owie XVIII wieku. Wyprawy tynkowe wewn)trzne &cian i sklepie% zacz)to
wykonywa( tu* po zako%czeniu dachu. Tynki zewn)trzne by'y wykonywane w nast)pnej
kolejno&ci. Tynki wewn)trzne by'y poddawane naprawom przy okazji konserwacji malowide'
w czasie generalnego remontu w latach 1905-1906, 1927-1929 oraz w czasie ostatniej
konserwacji w latach 1991-2002 [Czajor 2003]. W okresie ostatnich prac konserwacyjnych
naprawie poddano tak*e uszkodzone wykwitami solnymi tynki elewacyjne nad coko'ami.
34
Badania i analiza w#a$ciwo$ci fizyko-chemicznych…
3 (III) 2009
Fot. 1. Degradacja i ubytki tynku na cokole od strony zachodniej, J. Bochen.
Photo 1. Deterioration and losses of plaster on the plinth at west side, J. Bochen.
Fot. 2. Ubytek tynku na cokole i p)kni)cie &ciany zachodniej, J. Bochen.
Photo 2. Loss of plaster on the plinth and cracking on the west wall, J. Bochen.
35
Fot. 3. Zarysowania ')ku i ubytki wyprawy tynkowej na elewacji zachodniej, J. Bochen.
Photo 3. Cracking of the window arch and losses of renderings on the west elevation,
J. Bochen.
Fot. 4. Ubytki wyprawy tynkowej nad coko'em na elewacji frontowej, J. Bochen.
Photo 4. Losses of plasters above the plinth on the front facade, J. Bochen.
Tynki wewn)trzne ko&cio'a s" prawdopodobnie wapienne typu g'adzonego i s" w
przewadze pokryte malowid'ami &ciennymi i sufitowymi oraz s" bogato zdobione ró*nego
36
3 (III) 2009
typu ornamentami &ciennymi. Mimo przeprowadzonych ostatnich prac konserwatorskich,
tynki te posiadaj" lokalne uszkodzenia w postaci zarysowa% oraz wykwitów solnych.
Najwi)ksze zarysowania wyst)puj" w miejscach p)kni)( murów, zw'aszcza w cz)&ciach
podokiennych i ')ków okiennych na &cianie pod'u*nej od strony zachodniej. Szeroko&ci tych
rys s" znaczne i wynosz" oko'o 0,5–1,5 mm. Prawdopodobn" ich przyczyn" jest wp'yw
warunków gruntowo-wodnych zwi"zanych ze zmiennym poziomem wody wp'ywaj"cej na
w'a&ciwo&ci mechaniczne pod'o*a gruntowego. Uszkodzenia korozyjne tynków wyst)puj"
lokalnie w kilku miejscach na &cianach pod'u*nych tu* nad posadzk" na wysoko&ci
0,5 – 1,0 m. Najbardziej rozleg'e wykwity wyst)puj" na &cianie wschodniej a tak*e
sporadycznie na &cianie zachodniej. Uszkodzenia te s" wynikiem podci"gania kapilarnego
wilgoci z gruntu, które by'o najintensywniejsze w okresie podwy*szonego poziomu wód
gruntowych, w czasie powodzi w roku 1997. Zjawisko zawilgocenia &cian &wiadczy o s'abych
izolacjach wodochronnych lub ich zaniku po 260 latach funkcjonowania ko&cio'a.
Zewn)trzne wyprawy tynkowe zajmuj" przewa*aj"c" powierzchni) elewacji. Zosta'y one
tak*e zastosowane do wykonania ornamentów architektonicznych takich jak gzymsy,
zwie%czenia pilastrów czy obramowania okien. Wyj"tek stanowi" coko'y, które prawie na
wszystkich elewacjach wykonane s" z piaskowca lub granitu, podobnie obramowania bram.
Próbki tynków pobranych w uszkodzonych miejscach swoim wygl"dem wskazuj", *e s"
wykonane jako wapienne jednowarstwowe (g'adzony narzut) lub dwuwarstwowe (narzut i
g'ad+). W miejscach wyst)powania boni nad coko'ami widoczne s" &lady po naprawach
tynków uszkodzonych wskutek korozji wywo'anej wysoleniami od migruj"cej wilgoci. Na
gzymsach okapowych widoczne s" p)kni)cia poprzeczne, prawdopodobnie spowodowane
wp'ywami termicznymi. Najliczniejsze zarysowania &cian wyst)puj" w miejscach p)kni)(
murów w cz)&ciach podokiennych i ')ków nadpro*owych okien, zw'aszcza na &cianie
pod'u*nej od strony zachodniej. Maj" one zapewne swoje +ród'o w pod'o*u gruntowym.
Sporadycznie w niektórych miejscach np. na wschodnim gzymsie okapowym czy
obramowaniu okna na elewacji zachodniej maj" miejsce lokalne ubytki wypraw tynkowych
&wiadcz"ce o s'abej przyczepno&ci. Z kolei nad gzymsami boniowymi u podstaw pilastrów
widoczne s" ubytki tynków spowodowane d'u*szym zaleganiem wody. Ponadto na tych
gzymsach od strony zachodniej widoczne s" naloty glonów. Gzymsy i coko'y z piaskowca s"
w kilku miejscach wykruszone na kraw)dziach. Z kolei coko'y i obramowanie kamienne
bocznej bramy od strony wschodniej wykonane z jasnoszarego granitu strzeli%skiego s"
wykruszone i zerodowane co &wiadczy o jego niskiej odporno&ci. Podsumowuj"c, mo*na
37
oceni( ogólny stan techniczny tynków wewn)trznych jako &redni a tynków zewn)trznych jako
z'y, kwalifikuj"cy do zabiegów naprawczych.
3. Badania w%a&ciwo&ci fizyko-chemicznych tynków
Do bada% pobrano wyprawy tynkowe oraz fragmenty ok'adzin kamiennych (tablica 1) z
miejsc uszkodzonych. Zazwyczaj próbki tynkowe obejmowa'y warstw) narzutu (A) lub
g'adzi (B) ewentualnie '"cznie (AB) z uwagi na trudno&( ich rozdzielenia.
Oznaczenie
próbki
1AB
2AB
3AB, 3B
4A
Rodzaj próbki
Warstwa dolna (narzut)
i warstwa górna (g'ad+)
5AB, 5B Warstwa dolna (narzut)
6AB
7A
8
9
Ocena
twardo&ci
Bardzo mi)kka
Bardzo twarda
Bardzo mi)kka
!redniotwarda
!redniotwarda
Bardzo twarda
Mi)kka, krucha
Warstwa zewn)trzna
ok'adziny z granitu
Warstwa zewn)trzna
ok'adziny z granitu
Twarda
Twarda
Badane miejsce
Cokó' pod pilastrem (fot.1)
– elewacja zachodnia
Cokó' przy gruncie (fot.2)
– elewacja zachodnia
Pilaster nad coko'em (fot.4)
- elew. frontowa
Naro*nik pilastra nad
coko'em - elew. wschodnia
Bonie nad coko'em
- elew. wschodnia
Cokolik przy gruncie pod
coko'em – elew. wsch.
Nad coko'em przy bramie
bocznej – elew. wschodnia
Pilaster wokó' bramy
bocznej – elew. wschodnia
Cokó' przy bramie bocznej
– elew. wschodnia
Tablica. 1. Ogólna charakterystyka badanych tynków i ok'adzin kamiennych, J. Bochen.
Table. 1. General characteristics of tested plasters and stone facings, J. Bochen.
Zgodnie z procedur" normow" [PN-85/B-04500] wykonano oznaczenia cech dla
stwardnia'ych zapraw, takie jak: nasi"kliwo&(, g)sto&( i porowato&( ca'kowita. G)sto&(
obj)to&ciow" oznaczono metod" hydrostatyczn" wg PN-76/B-06714 uzyskuj"c warto&ci w
przedziale 1,725-2,125 g/cm3 (rys. 1a). Najwi)ksz" g)sto&( odnotowano dla tynku
coko'owego 2AB a najmniejsz" dla warstwy narzutu 4A. Wi)ksz" g)sto&( warstw g'adzi
mo*na t'umaczy( jej nisk" porowato&ci" (rys. 1b). Przy czym co ciekawe granit coko'u i
pilastra (8,9) wykaza' si) znaczn" porowato&ci". Wyniki nasi"kliwo&ci tynków uzyskano o
warto&ciach w zakresie 6,3-16,1 % a dla granitu 2,6-2,9% (rys. 1c). Najmniejsz"
nasi"kliwo&ci" wykaza'y si) tynki coko'owe (2AB) i ok'adziny granitowe.
38
3 (III) 2009
2,2
45,0
2,125
2,1
40,0
1,97
35,0
1,8
b) Porow ato"# ca$kow ita
1,796
1,756
1,725
1,708
1,739
1,692
1,7
1,645
37,3
33,4
33,2
30,1
34,3
28,7
27,9
30,0
1,9
Pt (%)
g (g/cm3)
2
a) G!sto"# pozorna
25,0
21,7
20,0
16,4
15,0
1,6
10,0
1,5
5,0
0,0
1,4
1
2
3
4
5
6
Badane próbki
7
8
1
9
2
3
4
a).
6
7
8
9
b).
18,0
Oznaczenia:
16,0
16,1
15,8
14,0
12,7
c) Nasiakliw o"# w agow a
11,8
12,4
11,0
12,0
n (%)
1 – narzut i g'ad+ (AB)
4 – narzut (A)
5 – g'ad+ (B)
7 – narzut (A)
8 – granit
9 – granit
5
Badane próbki
10,0
8,0
6,3
6,0
4,0
2,9
2,6
8
9
2,0
0,0
1
2
3
4
5
6
Badane próbki
7
c).
Rys. 1. Porównanie: a) g)sto&ci obj)to&ciowej, b) porowato&ci ca'kowitej i c) nasi"kliwo&ci
tynków w warstwie podk'adowej (narzutu - A) i zewn)trznej (g'adzi - B), J. Bochen.
Fig. 1. Comparison of: a) bulk density, b) total porosity and c) water absorbability, of
plasters in background (coat - A) and external (smooth - B) layer, J. Bochen.
Porowato&( ca'kowit" (rys. 1b) okre&lono na podstawie g)sto&ci obj)to&ciowej i
rzeczywistej. G)sto&( rzeczywist" okre&lono na piknometrze helowym uzyskuj"c warto&ci w
zakresie 2,394-2,624 g/cm3. Porowato&ci dla tynków wynios'y 16,4-33,4 % a tak*e znaczne
warto&ci 34,3-37,3 % wykaza'y pobrane uszkodzone granity. Najni*sze porowato&ci
stwierdzono dla tynków coko'owych (2AB) oraz wierzchnich warstw g'adzi (5B). Wynik ten
mo*na t'umaczy( wi)ksz" szczelno&ci" struktury na skutek karbonatyzacji oraz jako efekt
technologiczny zacierania g'adzi. Uzyskane znaczne porowato&ci tynków wskazuj" na ich typ
wapienny. W celu zweryfikowania przypuszczenia o wapiennej odmianie tynków wykonano
badania chemiczne. Wytypowano próbki tynków pobrane z pi)ciu miejsc: z coko'ów (1AB,
2AB) i nad coko'ami (3B,5AB,7A) oraz próbk) ze zniszczonego pilastra granitowego wokó'
bramy (8). Przeprowadzono nast)puj"ce analizy chemiczne: jako&ciow" analiz) fazow"
metod" dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego, analiz) derywatograficzn": ró*nicow"
39
termiczn" (DTA), termograwimetryczn" (TG) i ró*nicow" analiz) termograwimetryczn"
(DTG) oraz przeprowadzono odtwarzanie sk'adu badanych tynków poprzez roztwarzanie w
kwasie solnym. Jako&ciow" analiz) sk'adu fazowego tynków przeprowadzono na
dyfraktometrze
proszkowym
Seifert
3003
TT.
Na
podstawie
analizy
dyfrakcji
promieniowania rentgenowskiego we wszystkich próbkach tynków stwierdzono obecno&(:
kwarcu i kalcytu oraz fazy CSH (rys. 2).
Oznaczenia: 1 – kwarc SiO2, 2 – w)glan wapnia CaCO3, 3 – faza CSH, 4 – gips CaSO4 · 2H2O
Rys. 2. Dyfraktogramy badanych tynków 1A i 3B, A. Krz"ka'a.
Fig. 2. XRD patterns of the tested plasters 1A and 3B, A. Krz"ka'a.
40
3 (III) 2009
Obecno&( kwarcu jest zwi"zana z obecno&ci" kruszywa - piasku kwarcowego. Natomiast
kalcyt (CaCO3) powsta' w wyniku karbonatyzacji spoiwa - wodorotlenku wapnia. Obecno&(
fazy CSH mo*na wyt'umaczy( faktem, i* stosowany do wypa'u kamie% wapienny
zanieczyszczony by' surowcami ilastymi, które w wyniku wypa'u, a nast)pnie hydratacji
spoiwa utworzy'y faz) CSH. Obecno&( fazy CSH potwierdza równie* analiza
derywatograficzna. W zakresie temperatury 150 – 200°C obserwuje si) na krzywej DTA
widoczne szerokie piki (1) bez wyra+nego maximum, powi"zane z ubytkiem masy na krzywej
TG (rys. 3b). Ubytek masy jest konsekwencj" odwodnienia fazy CSH. Faza CSH jest s'abo
wykrystalizowana i z tego powodu trudno jest jednoznacznie wyznaczy( jej sk'ad chemiczny
oraz ilo&(. Na podstawie ró*nicowej analizy termicznej i termograwimetrycznej obliczono
zawarto&( w)glanu wapnia w stwardnia'ym spoiwie (CaCO3, pik 4, rys. 3a i b), które
przeliczono na wodorotlenek wapnia Ca(OH)2 w &wie*ym spoiwie (tablica 2). Zawarto&(
kruszywa oznaczono na podstawie roztwarzania próbek w kwasie solnym (1:3), przyjmuj"c
zawarto&( cz)&ci nierozpuszczalnych jako kruszywo. Na tej podstawie okre&lono proporcje
spoiwa do kruszywa. W celu uzyskania informacji o sk'adzie granulometrycznym, wytr"cone
z roztwarzania kwasem kruszywo po osuszeniu poddano analizie sitowej (tablica 3).
Oznacz.
próbek
Ilo&(
kruszywa
z roztwarz.
Zawarto&( Zawarto&( Zawarto&(
Zawarto&( Spoiwo /
CaCO3
Ca(OH)2 Ca(OH)2 z CaSO4,2H2O kruszywo
wg DTA wg DTA roztwarzania
wg DTA
w:p
[%]
[%]
[%]
[%]
[%]
1AB
80,0
9,6
7,3
20,0
16,2
1 : 4,3
2AB
66,3
10,9
8,3
33,7
-
1 : 2,1
3B
68,1
13,6
10,5
31,9
-
1 : 2,3
5AB
67,3
9,6
7,3
32,7
22,9
1 : 2,2
7A
79,7
9,6
7,3
20,3
-
1 : 4,2
Tablica 2. Sk'ady badanych zapraw na podstawie analiz chemicznych, A. Krz"ka'a.
Table 2. Compositions of tested mortars on the ground of chemical analyses, A. Krz"ka'a.
Co istotne, nie stwierdzono obecno&ci *adnych zwi"zków typowych dla spoiwa
cementowego typu portlandzkiego. Natomiast w próbkach 1AB i 5AB stwierdzono obecno&(
gipsu. Potwierdzaj" to widoczne na krzywych DTA piki w zakresie temperatury 130 – 200 °C
(pik 5, rys. 3a), zwi"zane z dehydratacj" gipsu. Z krzywych DTA wynika tak*e obecno&(
siarczku *elaza w niewielkiej ilo&ci. Wskazuje na to efekt egzotermiczny (pik 2, rys. 3a i b),
s'abo zarysowuj"cy si) przed i po piku przemiany polimorficznej kwarcu, spowodowany
41
utlenianiem tego zwi"zku. Ponadto, klasyczne metody jako&ciowej analizy chemicznej
potwierdzi'y w analizowanych tynkach &ladow" obecno&( siarczku *elaza.
a).
b).
Rys. 3. Derywatogramy badanych tynków: a) 1AB, b) 7A, A. Krz"ka'a.
Fig. 3. DTA, TG, DTG curves of the plasters no 1AB and 7A, A. Krz"ka'a.
Tynk
1AB
2AB
3B
5AB
7A
Frakcja [mm]
> 3,15
3,15-2,0
2,0-1,0
1,0-0,8
0,8-0,5
0,5-0,4
0,4-0,315
0,315-0,125
0,125-0,063
< 0,063
[%]
[%]
[%]
[%]
[%]
0,98
2,9
1,96
6,46
5,34 27,0
15,20
15,50
14,89
35,52 70,1
3,76
0,39
0
0,36
3,55
3,52
15,02
19,24
20,13
33,54
3,91
0,70
0,4
22,1
77,5
0,54
1,97
10,82
8,37
19,60
17,00
12,75
26,40
2,09
0,46
2,5
38,8
58,7
2,55
7,73
16,83
8,99
19,19
16,83
11,02
14,93
1,43
0,50
10,3
45,0
44,4
1,34
1,10
3,34
5,46
21,99
20,69
18,23
26,62
1,05
0,18
2,4
30,8
66,8
Tablica 3. Sk'ad granulometryczny kruszyw w badanych tynkach, A. Krz"ka'a.
Table 3. Sieve analysis composition of the aggregate in tested plasters, A. Krz"ka'a.
42
3 (III) 2009
4. Wytyczne naprawy tynków i kamienia
G'ówne uszkodzenia wypraw i ok'adzin elewacyjnych wymagaj"cych naprawy to ubytki i
odspojenia. Wymagaj" one usuni)cia starych i na'o*enia nowych tynków. W celu zachowania
podobie%stwa materia'owego, jak wynika z bada%, tynki powinny by( odmiany wapiennej o
odpowiedniej proporcji spoiwa wapiennego do kruszywa i odpowiedniej granulacji kruszywa.
Dla tynków zewn)trznych i wewn)trznych proporcja powinna wynosi( odpowiednio 1: 3 i 1:4
przy czym dla tynków coko'owych 1:2. Jednocze&nie zaprawa g'adzi nie powinna by(
mocniejsza wzgl)dem warstwy narzutu, co najwy*ej o podobnych proporcjach, np. narzut /
g'ad+ dla tynków zewn)trznych odpowiednio: 1:3 / 1:2 oraz dla tynków coko'owych: 1:2 /
1:2,5. Uszkodzone granitowe coko'y i pilastry nale*y naprawia( poprzez tzw. flekowanie
czyli lokalne wymiany na nowe fragmenty w miejscach uszkodzonych erozj". Pozosta'e
naprawy powinny by( dobierane stosownie do poszczególnych typów uszkodze%. Naprawa
zarysowa% konstrukcyjnych powinna by( powi"zana z napraw" p)kni)( murów. Po ich
ustabilizowaniu, rysy na tynkach nale*y spoinowa( drobnoziarnist" zapraw" wapienn" lub
gotow" firmow" zapraw" szpachlow". Tynki skorodowane wykwitami solnymi lub o s'abej
przyczepno&ci, nale*y sku( i po wysuszeniu pod'o*a uzupe'ni( zapraw" wapienn" w dwóch
warstwach: narzut i g'ad+. W celu zabezpieczenia przed adsorbcj" wody z gruntu, wskazane
jest w miejscach najsilniej zawilgoconych wykonanie u podstawy &cian przepony
hydrofobowej metod" iniekcji. Przepon) nale*y wykona( od strony zewn)trznej i
wewn)trznej &cian w miejscach wyst)powania skorodowanych tynków. W miejscach tych
korzystnym zabiegiem profilaktycznym jest tak*e zastosowanie specjalnych tynków
renowacyjnych.
5. Podsumowanie i wnioski
Dzi)ki przeprowadzonym ostatnio pracom konserwacyjnym i bie*"cemu utrzymaniu, stan
tynków wewn)trznych okre&li( jako &redni a tynków zewn)trznych jako z'y - liczne
zaawansowane uszkodzenia, wymagaj"ce zabiegów naprawczych. Z przeprowadzonych
bada% wynika, *e tynki zarówno wewn)trzne jak i zewn)trzne s" typu wapiennego, co
potwierdzi'y wyniki bada% cech fizycznych i cech chemicznych. Nie stwierdzono obecno&ci
zwi"zków typowych dla wspó'czesnych spoiw cementowych. Ponadto stwierdzona faza CSH
wyst"pi'a w niedu*ej ilo&ci co odpowiada zastosowaniu spoiwa wapiennego.
Analiza rentgenowska i derywatograficzna pozwoli'y na okre&lenie jako&ciowe
wyst)powania w materia'ach tynków kwarcu jako kruszywa piaskowego oraz w)glanu
43
wapnia jako spoiwa wapiennego, prawdopodobnie w postaci tzw. wapna gaszonego,
wykonywanego dawniej w formie ciasta wapiennego metod" lasowania. Zawarto&( ilo&ciow"
spoiwa wapiennego pozwala okre&li( analiza derywatograficzna oraz roztwarzania. Na tej
podstawie mo*liwe jest okre&lenie proporcji spoiwa do kruszywa co pozwala na odtworzenie
pierwotnego sk'adu mineralnego. Dla warstw narzutów tynków &ciennych uzyskano proporcj)
1:4 a dla warstw g'adzi, tynków coko'owych i boniowych 1:2. Z kolei analiza chemiczna
metod" roztwarzania pozwoli'a na odtworzenie sk'adu granulometrycznego zastosowanych
kruszyw. W wi)kszo&ci tynków zastosowano piasek drobnoziarnisty z przewag" frakcji
poni*ej 0,5 mm i zawarto&ci w przedziale 59-78 %. W tynkach na boniach stosowany by'
piasek gruboziarnisty z przewag" frakcji powy*ej 0,5 mm w ilo&ci powy*ej 55 %. Wyniki te
s" istotne i przydatne w pracach renowacyjnych przy identyfikacji i odtwarzaniu sk'adu
mineralnego uszkodzonych zapraw tynkowych.
Wyniki analiz fizyko-chemicznych potwierdzaj" te* wi)ksz" zwarto&( warstw
zewn)trznych tzw. g'adzi a tak*e mocnych tynków coko'owych co potwierdza niska
porowato&( 16,5-21,7 %. Wysoka porowato&( rz)du 30-35 % pozosta'ych uszkodzonych
tynków, w tym granitów, wyja&nia ich nisk" odporno&( na czynniki atmosferyczne. Badania
chemiczne wykaza'y ponadto &ladowe ilo&ci innych zwi"zków takich jak gips czy siarczek
*elaza wynikaj"cych z oddzia'ywa% zewn)trznych na elewacje w okresie u*ytkowania. Gips
jest zapewne wynikiem kwa&nych deszczów. Z kolei zwi"zki *elaza mog" by( pozosta'o&ci"
po wodach powodziowych podci"ganych kapilarnie z gruntu lub te* mog" pochodzi( z
ceramiki ceglanej &cian.
Bibliografia
GACZEK M, FISZER S. 2003. Tynki. W: XVIII Ogólnopolska konferencja Warsztat pracy
projektanta konstrukcji. Nowe rozwi!zania konstrukcyjno-materia"owo-technologiczne. Budownictwo ogólne. Tom III. Ustro%, 2003, ss. 323-383.
CZAJOR J.: Brzeskie freski mistrza Jana. Opole: Wydawnictwo MS, 2003.
PN-85/B-04500: Zaprawy budowlane. Badanie cech fizycznych i wytrzyma"o#ciowych.
Recenzent: dr Ró*a KRZYWOB$OCKA-LAURÓW, doc. w ITB Warszawa (em.)
44
3 (III) 2009
Jacek MA!A"CZUK1
CHARAKTERYSTYKA METOD POMIAROWYCH W ASPEKCIE
INWENTARYZACJI STRUKTURY GEOMETRYCZNEJ SKLEPIE!
KO"CIO#A PW. PODWY$SZENIA KRZY$A "WI%TEGO W BRZEGU
Streszczenie. W artykule zestawiono techniki pomiarowe geodezyjne i fotogrametryczne,
którymi mo#na okre$li% kszta&t sklepienia ko$cio&a pw. Podwy#szenia Krzy#a 'w. w Brzegu.
Proponuje si( zebranie danych przestrzennych do modelowania tak aby uzyska% $redni b&)d
po&o#enia przestrzennego punktu modelu sklepienia nie wi(kszy ni# ± 20 mm. Omówiono
dost(pno$% sprz(tu pomiarowego dla poszczególnych technik inwentaryzacji.
S&owa kluczowe: fotogrametria bliskiego zasi(gu, skanowanie laserowe 3D, sklepienie
CHARACTERISTICS OF THE MEASUREMENT METHODS IN
TERMS OF INVENTORY OF THE GEOMETRICAL STRUCTURE OF
THE VAULTS OF THE EXALTATION OF THE HOLY CROSS
CHURCH IN BRZEG
Abstract. The article describes the techniques of surveying and photogrammetric
measurement, which can determine the shape of the vault of church of the Exaltation of the
Holy Cross in Brzeg. It is proposed to collect spatial data for modeling in order to obtain the
average location error of the point on the vault not greater than ± 20 mm. It is discussed the
availability of measuring equipment for different inventory techniques.
Keywords: close-range photogrammetry, laser scanning 3D, vault
1. Wst'p
Celem opracowania jest zestawienie technik pomiarowych mo#liwych do zastosowania
do okre$lenia kszta&tu sklepienia w odniesieniu do konkretnego obiektu architektonicznego,
ko$cio&a pw. Podwy#szenia Krzy#a 'w. w Brzegu. Techniki inwentaryzacji zostan)
omówione ze wzgl(du na dost(pno$% przyrz)dów pomiarowych, od najprostszych i
stosunkowo &atwych do wykorzystania, po wymagaj)ce specjalistycznego osprz(tu.
Proponowane techniki powinny umo#liwi% zebranie zestawu danych przestrzennych
1
mgr in#., Softline Plus, 53-608 Wroc&aw, ul. Robotnicza 72, tel.: 071 788 92 87 , e-mail: [email protected]
Jacek MA!A"CZUK
wystarczaj)cych do opisania powierzchni sklepienia analitycznie lub mog)cych pos&u#y% do
wygenerowania numerycznego modelu powierzchni sklepienia w postaci TIN lub siatki
regularnej. Zak&ada si(, #e zadowalaj)cym rezultatem b(dzie uzyskanie $redniego b&(du
po&o#enia przestrzennego punktu modelu o warto$ci nie wi(kszej ni# ± 20 mm. Proponuje si(
pokrycie sklepienia tak) ilo$ci) punktów pomiarowych aby uzyska% przeci(tn) odleg&o$%
pomi(dzy s)siednimi punktami rz(du 100 mm. Pomiarowi podlegaj): sklepienie nawy
g&ównej o przybli#onych wymiarach 21 m na 12 m i wysoko$ci liczonej od gzymsu filarów
oko&o 5 m, sklepienie prezbiterium 10 m na 9 m i wybrane jedno ze sklepie* empory za&o#one
na planie oko&o 6 m na 2 m.
2. Pomiar bezpo(redni
2.1. Zasady pomiaru bezpo(redniego
Autor odrzuca mo#liwo$% pomiaru bezpo$redniego punktów sklepienia poprzez
przyk&adanie przymiaru, czy te# odrzutowywanie punktów na posadzk( pionem i
rejestrowanie po&o#enia punktu rzutowanego wraz z odleg&o$ci) punktu sklepienia i jego
rzutu. Przy wyniesieniu sklepienia nad poziom posadzki na oko&o 21 metrów jest to
praktycznie niemo#liwe do wykonania. Zastosowanie do pomiaru odleg&o$ci r(cznego
dalmierza laserowego (np. DISTO Leica, HILTI) wprawdzie usuwa problem bezpo$redniego
kontaktu ze sklepieniem, jednak tak#e nie zapewnia wystarczaj)cej dok&adno$ci i szybko$ci
pomiaru. Typowa dok&adno$% pomiaru odleg&o$ci wynosi ± 1,5 mm na odleg&o$ci
kilkudziesi(ciu metrów, jednak r(czne ustawianie dalmierza na posadzce i pionowanie
promienia lasera z u#yciem wbudowanych libelli rurkowych jest obarczone b&(dem k)towym
przynajmniej ± 0,15 st. (rys. 1a). Oznacza to, #e celujemy w punkt na sklepieniu, który mo#e
by% przesuni(ty w p&aszczy+nie poziomej wzgl(dem punktu przy&o#enia do posadzki, nawet o
oko&o 50 mm. Dok&adno$ci nie zwi(ksza tak#e u#ycie do ustawiania dalmierza statywu (np.
model Leica TRi 100 - rys. 1b), poniewa# pomierzon) wysoko$% nale#y jeszcze dowi)za%
sytuacyjnie do rzutu ko$cio&a. Mo#na by to realizowa% analogicznie do metody ortogonalnej
pomiaru szczegó&ów, przesuwaj)c statyw z dalmierzem wzd&u# linii &)cz)cej dwa
jednoznacznie zidentyfikowane punkty posadzki z krokiem oko&o 100 mm, mierz)c
ka#dorazowo odleg&o$% dalmierza od jednego z punktów wyznaczaj)cych lini(. Taka technika
mo#e by% u#yta wyj)tkowo do wykonania np. profilu sklepienia wzd&u# osi budowli, ale
pracoch&onno$% i nadal niska dok&adno$% okre$lenia po&o#enia punktu w przestrzeni
dyskwalifikuje pomys& wielokrotnego u#ycia r(cznego dalmierza laserowego do osi)gni(cia
46
3 (III) 2009
Propozycje metod pomiaru…
za&o#onego efektu. Proponuje si( ewentualnie wykorzystywa% dalmierz r(czny do pomiaru
wysoko$ci w najwy#szym punkcie sklepienia, oczywi$cie powtarzaj)c kilkukrotnie pomiar z
nale#yt) staranno$ci).
a).
b).
Rys. 1. Pomiar wysoko$ci dalmierzem Leica DISTO: a) „z r(ki”, b) ze statywu,
[Leica Geosystems].
Fig. 1. Distance measurement using Leica DISTO distancemeter: a) hand-held, b) using a
tripod, [Leica Geosystems].
2.2. Osnowa pomiarowa
Metody opisane dalej, maj) wspólny mianownik, którym jest konieczno$% za&o#enia w
obr(bie
wn(trza
ko$cio&a
punktów
osnowy
pomiarowej.
Punkty
zostan)
trwale
zastabilizowane lub przynajmniej zamarkowane w sposób umo#liwiaj)cy ich wykorzystanie
w przeci)gu trwania ca&ej inwentaryzacji.
Proponowane rozmieszczenie
punktów
przedstawiono na rys. 2. Punkt O1 znajduje si( na zewn)trz ko$cio&a. Okre$lenie jego
po&o#enia mo#e by% przydatne dla powi)zania pomiaru sklepie* z inwentaryzacj) elewacji
zewn(trznych ko$cio&a i docelowego opracowania modelu przestrzennego - wizualizacji
budowli. Obliczenie wspó&rz(dnych przestrzennych punktów nast)pi w uk&adzie lokalnym,
powi)zanym z osiami obiektu. Proponuje si( pocz)tek uk&adu umie$ci% w punkcie nr O2,
znajduj)cym si( w przybli#eniu w osi g&ównej ko$cio&a, przyjmuj)c jako wspó&rz(dne
X = 100.00, Y = 100.00, Z = poziom posadzki okre$lony w inwentaryzacji ko$cio&a [Labisko
2006]. O$ X uk&adu ma kierunek osi pod&u#nej nawy g&ównej ze zwrotem w kierunku o&tarza
47
Jacek MA!A"CZUK
g&ównego, o$ Y zwrócona w prawo (orientacja osi geodezyjna). Osnowa podstawowa
(pierwszego rz(du) pos&u#y jako stanowiska tachimetru i jest konstruowana praktycznie tak
samo dla wszystkich opisanych metod inwentaryzacji (pomiaru punktów sklepienia
tachimetrem bezlustrowym z funkcj) skanowania, do wyznaczenia punktów &)cz)cych skany
lub do wyznaczenia fotopunktów). Osnowa podstawowa pos&u#y tak#e do pomiaru osnowy
drugiego rz(du, specyficznej dla poszczególnych metod. Do inwentaryzacji sklepienia nawy
g&ównej wystarczy oko&o 3 - 4 punktów, przy próbie inwentaryzacji wszystkich sklepie*
&)cznie z kaplicami bocznymi i emporami przewiduje si( oko&o 26 punktów. Proponuje si(
zastabilizowa% punkty w szczelinach posadzki stalowymi gwo+dziami o ile taka ingerencja w
substancj( ko$cio&a zostanie dopuszczona. Je$li nie, to punkty mo#na zamarkowa%
naklejonymi na posadzk( krzy#ami na podk&adzie papieru lub folii, które b(dzie mo#na &atwo
usun)% po zako*czeniu prac.
Pomiar osnowy nale#y wykona% tachimetrem elektronicznym (ang. total station), nie
sugeruje si( konkretnego modelu i producenta, gdy# praktycznie wszystkie instrumenty
produkowane wspó&cze$nie zapewniaj) wystarczaj)c) dok&adno$% pomiarów k)towoliniowych. Podczas pomiaru osnowy podstawowej, której punkty znajduj) si( na posadzce
nale#y u#y% lustra z minityczk) (w oprawie do pomiarów realizacyjnych), która utrzymuje
lustro 20-30 cm nad punktem, niewskazane jest stosowanie typowych d&ugich tyczek do
pomiarów sytuacyjno-wysoko$ciowych. Osnow( podstawow) mierzymy jako sie% k)towoliniow), obserwuj)c na ka#dym punkcie tachimetrem kierunki i odleg&o$ci do wszystkich
widocznych punktów O1 - O7 (rys. 2). Tak uzyskan) sie% poziom) wyrównujemy czyli
okre$lamy najbardziej prawdopodobne wspó&rz(dne X, Y punktów wraz z ich b&(dami
po&o#enia. Obliczenia mo#emy wykona% np. popularnym programem do oblicze*
geodezyjnych C-Geo [C-Geo]. Je$li w procesie wyrównania oka#e si(, #e niektóre obserwacje
zosta&y wykonane z niezadowalaj)c) dok&adno$ci), nale#y je powtórzy%. Je$li wyst(puj)
punkty odstaj)ce pod wzgl(dem dok&adno$ci wyznaczenia od pozosta&ych, nale#y wzmocni%
konstrukcj( wyznaczaj)c) projektuj)c dodatkowe obserwacje. Docelowo powinno si( uzyska%
$redni b&)d po&o#enia punktu osnowy nie wi(kszy ni# ± 10 mm.
Wysoko$ci punktów osnowy podstawowej nale#y okre$li% metod) niwelacji technicznej
dowolnym niwelatorem klasy technicznej lub budowlanej (instrument o b&(dzie niwelacji
± 1-2 mm/km). Ci)g niwelacyjny nawi)zujemy do poziomu zerowego budowli, okre$lonego
w inwentaryzacji [Labisko 2006]. W ten sposób pomierzone punkty sklepienia b(d)
powi)zane zarówno sytuacyjnie jak i wysoko$ciowo z istniej)c) ju# inwentaryzacj) ko$cio&a.
48
3 (III) 2009
Rys. 2. Osnowa pomiarowa pierwszego rz(du, stanowiska skanera,
J. Ma&a*czuk/[Labisko 2006].
Fig. 2. The surveying network, position of the scanner, J. Ma&a*czuk/[Labisko 2006].
49
Jacek MA!A"CZUK
3. Pomiar tachimetrem z funkcj) skanowania
Instrumentem
pomiarowym
jest
zrobotyzowany
tachimetr
z
funkcj)
pomiaru
bezlustrowego. Przez robotyzacj( rozumiemy wyposa#enie instrumentu w serwomotory
umo#liwiaj)ce automatyczn) zmian( po&o#enia osi celowej w p&aszczyznach poziomej i
pionowej z zadanym interwa&em k)towym. Przyk&adowo - instrumenty z serii Leica TCRA
wyposa#one w Face Scanning Program; instrument VX firmy Trimble, Topcon GPT-8200A
Scan. Instrumenty tej klasy s) z zasady dro#sze ni# przeci(tny tachimetr jednak s)
zdecydowanie ta*sze i bardziej dost(pne ni# skaner laserowy 3D.
Przebieg pomiaru i opracowania:
1. Spoziomowanie i centrowanie tachimetru nad punktem osnowy.
2. Nawi)zanie pe&ne do co najmniej dwu oddalonych punktów osnowy z u#yciem lustra z
minityczk).
3. Okre$lenie zakresu pomiaru na podstawie zdj(cia cyfrowego sklepienia o ile pozwala
na to model tachimetru lub poprzez podanie granicznych warto$ci k)tów poziomego i
pionowego oraz g(sto$ci skanowania. Machotka z zespo&em opisuj) szerzej zastosowania
tachimetrów wyposa#onych w kamery [Machotka i in. 2008].
4. Wykonanie automatycznego pomiaru po&o#enia punktów sklepienia z zadanym
krokiem, tak aby odleg&o$% pomi(dzy kolejnymi punktami wynosi&a oko&o 10 cm.
5. Do pomiaru wykorzystujemy tyle stanowisk z dost(pnych 01 - 07, aby pokry% ca&y
obiekt tj. sklepienie nawy g&ównej, prezbiterium i ewentualnie sklepienie kaplic bocznych (z
punktów 06 lub 07). Wykonuj)c pomiar staramy si( zachowa% warunek prostopad&o$ci
promienia lasera skanuj)cego do powierzchni sklepienia, a w ka#dym razie unikamy
celowania pod zbyt ostrym k)tem do mierzonej powierzchni. To w&a$nie wymusza zmiany
stanowisk instrumentu, pomimo, #e by&oby mo#liwe pomierzy% sklepienie nawy g&ównej z
jednego centralnego punktu O3. Znaczny k)t podniesienia lunety utrudnia celowanie, co nie
przeszkadza podczas automatycznego skanowania ale bywa istotne w razie potrzeby
samodzielnego wyboru mierzonych punktów. W takim wypadku mo#na si( wspomaga%
pod$wietlaj)c cel plamk) lasera lub celowa% u#ywaj)c nasadki pryzmatycznej na okular
lunety; niestety nasadki ju# praktycznie wysz&y z u#ycia we wspó&czesnych instrumentach
pomiarowych.
6. Wykorzystanie oprogramowania wbudowanego w tachimetr umo#liwia bezpo$redni)
transmisj( z instrumentu zestawu punktów o ju# znanych wspó&rz(dnych w uk&adzie
lokalnym ko$cio&a. Mo#na tak#e pobra% dane obserwacyjne i przeliczy% je w oprogramowaniu
50
3 (III) 2009
zewn(trznym dostarczonym przez producenta instrumentu lub obliczy% programem
geodezyjnym np. C-Geo. Efektem pomiaru jest zestaw punktów sklepienia o znanym
po&o#eniu w przestrzeni. Spodziewany $redni b&)d pomiaru odleg&o$ci to oko&o ± 2 mm co
uwzgl(dniaj)c b&)d wyznaczenia osnowy powinno zapewni% uzyskanie oczekiwanej
dok&adno$ci wyznaczenia punktu sklepienia.
Przyk&ad zastosowania pomiaru tachimetrem skanuj)cym wraz z dyskusj) sposobów
opracowania wyników podaj) To$, Wolski i Zielina [To$ i in. 2009].
4. Skanowanie laserowe
Instrumentem pomiarowym jest naziemny skaner laserowy 3D, np. Topcon GLS-1000,
Leica HDS-3500, Faro LS.
Zasada pomiaru jest podobna jak w przypadku pomiaru tachimetrem z funkcj)
skanowania - dla ka#dego punktu okre$la si( odleg&o$% i kierunki, jednak rejestracja danych
jest szybsza, mo#e dochodzi% do ponad 50 tysi(cy punktów na sekund(, pomiar ma charakter
masowy - mo#na zarejestrowa% po&o#enie milionów punktów odleg&ych od siebie o kilka
milimetrów. Tak du#a ilo$% danych wymaga odfiltrowania zak&óce* rejestrowanych sygna&ów
wynikaj)cych z wyst(puj)cych odbi% $wiat&a lasera od powierzchni jasnych i g&adkich,
poch&oni(% przez powierzchnie ciemne i matowe, wreszcie charakterystycznych zak&óce*
wyst(puj)cych podczas przej$cia promienia przez ostre kraw(dzie obiektu. Opracowanie
sprowadzi si( do zastosowania ró#norakich metod numerycznych, dzi(ki którym nast)pi
przej$cie od chmury punktów do prostych obiektów geometrycznych, które najlepiej
przybli#aj) po&o#enie i kszta&t sklepienia. Obiektami tymi b(d) mniej czy bardziej regularna
siatka p&askich trójk)tów lub czworok)tów lub powierzchnie walcowe i sferyczne.
Skanowanie jest metod) szybsz) ni# u#ycie tachimetru z funkcj) skanowania. Wad)
metody s) koszty, przy zakupie skanera mo#na spodziewa% si( wydatku rz(du kilkuset tysi(cy
z&otych. Przyk&adowe ceny netto w tysi)cach z&otych:
! Topcon GLS-1000 - 370,
! Leica HDS-3500 - 450,
! Faro LS - 280.
Reasumuj)c koszt dzienny pracy skanera to oko&o 4000-6000 z&otych, uzyskana chmura
punktów jest dopiero punktem wyj$cia do w&a$ciwego modelowania. Przetwarzanie chmury w
post-processingu cz(sto wymaga filtrowania danych, wype&niania ,,dziur" w modelu, które
powsta&y ze wzgl(du na zas&oni(cia, wyg&adzania, generowania siatek powierzchniowych i
51
Jacek MA!A"CZUK
wielu innych czynno$ci. Skanowania sklepienia nie mo#na wykona% tylko z jednego punktu,
minimalna ilo$% stanowisk to trzy: S3, S5, S6 lub S7. Dla pomiaru sklepie* w kaplicach
bocznych potrzebne s) tak#e stanowiska od S7 do S16 oraz odpowiadaj)ce im punkty na
emporze. Pomiar wszystkich sklepie* to przynajmniej 26 skanów. Oznacza to konieczno$%
po&)czenia kilku chmur punktów w jedn). Do &)czenia i orientowania wynikowej chmury w
uk&adzie lokalnym konieczne s) wspólne punkty osnowy. Najcz($ciej stosuje si( tarcze
pomiarowe oklejone foli), które jednoznacznie odwzorowuj) si( w chmurze punktów (rys. 3).
Rys. 3. Punkt wi)#)cy na statywie, [Leica Geosystems].
Fig. 3. The tie point on the tripod, [Leica Geosystems].
Rejestracj( tarcz mo#na porówna% do wyznaczania po&o#enia stanowiska we wci(ciu
wstecz st)d tarcze rozmieszczamy w miar( mo#liwo$ci równomiernie wokó& kolejnych
stanowisk skanera, na ró#nych wysoko$ciach wzgl(dem skanera. Punkty markowane tarczami
mog) mie% wyznaczone wspó&rz(dne poprzez pomiar tachimetrem z punktów osnowy lub
je$li nie maj), wtedy s) to jedynie punkty wi)#)ce (ang. tie-points) poszczególne chmury, w
których zosta&y odwzorowane (rys. 4). Mo#liwe jest tak#e precyzyjne centrowanie i
poziomowanie skanera nad punktami stanowisk (opisane powy#ej ustawianie instrumentu w
punktach S oznacza&o jedynie przybli#on) lokalizacj(). W takim wypadku orientacja
poszczególnych skanów odbywa si( analogicznie jak w przypadku typowego pomiaru
geodezyjnego tachimetrem z nawi)zaniem k)towo-liniowym na s)siednie punkty osnowy
podstawowej. Teoretycznie eliminuje to konieczno$% ustawiania punktów wi)#)cych. Mimo
to zaleca si( ich stosowanie, dostarczamy w ten sposób niezb(dnych obserwacji
nadliczbowych, bardzo przydatnych przy &)czeniu chmur i pozwalaj)cych oceni% dok&adno$%.
52
3 (III) 2009
Rys. 4. Odwzorowanie punktu wi)#)cego w chmurze punktów, [Leica Geosystems].
Fig. 4. The sample of point cloud containing the tie point, [Leica Geosystems].
Przebieg pomiaru i opracowania:
1. Ustawiamy kolejno skaner w punktach O i S (rys. 2) ewentualnie centruj)c go nad
punktem.
2. Rozmieszczamy tarcze z punktami wi)#)cymi tak by by&y widoczne z co najmniej dwu
stanowisk skanera.
3. Mierzymy po&o#enie wybranych punktów wi)#)cych tachimetrem, tak by uzyska% ich
po&o#enie w uk&adzie lokalnym.
4. Skanujemy sklepienie zgodnie z zasadami okre$lonymi dla konkretnego modelu
skanera, poprzedzaj)c skan wykonaniem zdj(% wbudowanym lub zamontowanym na skanerze
aparatem cyfrowym. Zdj(cia takie z zasady maj) stosunkowo niewielk) jako$% i s&u#)
operatorowi do orientowania si( podczas &)czenia i opracowania chmur punktów. Podobnie
jak przy metodzie pomiaru tachimetrem skanuj)cym, operator okre$la g(sto$% i zakres
skanowania. Rozdzielczo$% pozioma i pionowa skanu ma wp&yw na czas pomiaru oraz
pó+niejsze opracowanie. Nale#y unika% pokusy zbytniego zag(szczenia punktów, pomimo #e
konstrukcja skanera mo#e pozwoli% na uzyskanie odleg&o$ci punktów na sklepieniu rz(du
kilku milimetrów. Uzyskamy wtedy co najmniej kilka milionów punktów, co wymusi u#ycie
do modelowania sklepienia mocnych jednostek oblicze*, a nie przyniesie znacz)cego
przyrostu jako$ci modelu. Dodatkowo czas skanowania mo#e wyd&u#y% si( nawet do kilku
godzin na ka#dym stanowisku. W wypadku wynaj(cia instrumentu przek&ada si( to na
53
Jacek MA!A"CZUK
zwi(kszenie kosztów pomiaru. Wydaje si(, #e dobór rozdzielczo$ci tak aby pomierzone
punkty sklepienia s)siadowa&y ze sob) w odleg&o$ci oko&o 5 cm jest wystarczaj)cy do
okre$lenia kszta&tu sklepie*. Czas pracy na stanowisku skanera wyniesie wtedy poni#ej 30
minut, wi(c ca&o$% pomiaru wewn)trz ko$cio&a zamknie si( w jednym dniu roboczym.
5. Poszczególne skany &)czymy i orientujemy oprogramowaniem producenta skanera np.
Leica Cyclone [Leica Cyclone] lub dostarczonym przez firmy trzecie np. JRC 3D
Reconstructor [JRC 3D Reconstructor].
6. Oprogramowanie do skaningu z zasady dostarcza tak#e narz(dzi do dalszej obróbki
chmury punktów, zoptymalizowanych do pracy z milionami punktów. Typowe programy do
tworzenia numerycznych modeli terenu mog&yby sobie nie radzi% z tak du#) ilo$ci) danych. Z
chmur odfiltrowujemy punkty odstaj)ce, powsta&e w wyniku zak&óce* sygna&u, podejmujemy
prób( wpasowania w chmur( powierzchni sferycznej lub walcowej, generujemy siatk(
powierzchniow) (ang. mesh).
Dyskusj( dok&adno$ci pomiarów skanerem publikuje Maciaszek [Maciaszek 2008],
Boehler z zespo&em [Boehler i in. 2003], Lichti i Gordon [Lichti i Gordon 2004].
5. Fotogrametria cyfrowa bliskiego zasi'gu
Metoda polega na pomiarach na zdj(ciach wykonywanych kamerami ze stosunkowo
niewielkiej odleg&o$ci do kilkudziesi(ciu metrów. Szybki rozwój urz)dze* skanuj)cych
powoduje odchodzenie w ostatnich latach od technik fotogrametrycznych, które niegdy$ jako
jedyne pozwala&y na szybk) rejestracj( stanu ca&ego obiektu praktycznie bez potrzeby
bezpo$redniego kontaktu z nim. Skaning jest technik) drog), a fotogrametria tak) by% nie
musi.
Oczywi$cie
kamery
fotogrametryczne
wielkoformatowe,
oprogramowanie
i
wyszkolenie operatorów jest kosztowne, jednak opracowanie polegaj)ce na zebraniu danych
do okre$lenia kszta&tu sklepienia z dok&adno$ci) oko&o ± 20 mm mo#na wykona% aparatami
cyfrowymi $redniej klasy, &atwo dost(pnymi na rynku, dbaj)c jedynie o korzystanie z dobrej
jako$ci obiektywów i kalibruj)c kamery przed pomiarem (czyli wyznaczaj)c ich tzw.
elementy orientacji wewn(trznej oraz okre$laj)c wp&yw dystorsji). Nie jest ju# tak#e
konieczne posiadanie specjalistycznej, a wi(c i drogiej stacji graficznej, opracowanie
fotogrametryczne mo#na wykonywa% na ,,normalnym" komputerze osobistym, w przypadku
prac badawczych prowadzonych w trudno dost(pnym terenie mo#e to nawet by% notebook,
oczywi$cie
o
dobrych
parametrach.
Kluczow)
kwesti)
pozostaje
nadal
dobór
oprogramowania, znane s) ju# jednak pakiety programów stosunkowo tanich a jednak o
54
3 (III) 2009
wystarczaj)cej funkcjonalno$ci, jak PhotoModeler i PhotoModeler Scanner firmy EOS
Systems [EOS Systems]. Nale#y tak#e odnotowa% pojawiaj)ce si( coraz cz($ciej próby
tworzenia oprogramowania fotogrametrycznego na zasadach open source lub wprawdzie z
zamkni(tym kodem +ród&owym ale za to bezp&atnych (freeware).
Czynno$ci wst(pne, wykonanie zdj(%, opracowanie:
1. Niezale#nie od przyj(tej dalej metody opracowania zdj(%, konieczne jest
przygotowanie odr(bnej osnowy fotogrametrycznej (fotopunktów) - zbioru punktów
odfotografowanych na zdj(ciach, o znanych wspó&rz(dnych przestrzennych w uk&adzie
lokalnym ko$cio&a. Wykorzystane zostan) punkty naro#ników gzymsów na $cianach pod
sklepieniem oraz punkty na otworach wywietrzników na samym sklepieniu. Pomiar
fotopunktów wykonuje si( tachimetrem bezlustrowym (ang. total station) ze wzgl(du na brak
mo#liwo$ci przy&o#enia do punktów lustra dalmierczego. Nale#y tak dobra% punkty aby mie%
pewno$%, #e odleg&o$% do nich zosta&a okre$lona jednoznacznie - pomiar mo#e by% utrudniony
je$li zostan) wybrane punkty np. na kraw(dziach gzymsów.
2. Przygotowanie aparatu cyfrowego. Konieczna jest znajomo$% elementów orientacji
wewn(trznej zdj(% w tym dok&adne wyznaczenie d&ugo$ci ogniskowej obiektywu (tzw. sta&a
kamery Ck). Równocze$nie okre$la si( wp&yw na obraz dystorsji. Proces ten mo#na nazwa%
kalibracj) kamery; producenci oprogramowania fotogrametrycznego z zasady przewiduj) do
tego odpowiedni) procedur( polegaj)c) na fotografowaniu planszy z naniesionym wzorem
geometrycznym, a nast(pnie pomiar wspó&rz(dnych odfotografowanych elementów. Nale#y
pami(ta%, #e je$li u#ywamy obiektywu o zmiennej ogniskowej to kalibracj( wykonuje si( dla
jednej precyzyjnie ustawionej ogniskowej. Skoro wykonujemy zdj(cia we wn(trzach budowli
to z zasady do kalibracji a wi(c i pó+niejszych zdj(% pomiarowych ustawmy ,,zoom'' na
najkrótsz) mo#liw) ogniskow) i dbajmy o to aby ogniskowa nie by&a zmieniana, je$li
ustawie* dokonuje si( r(cznie pokr(caj)c pier$cieniami obiektywu, to nawet mo#emy oklei%
tubus ta$m) klej)c).
3. Zapewniamy w&a$ciwe o$wietlenie wn(trza ko$cio&a, dla ujednolicenia warunków,
zdj(cia powinni$my wykonywa% jedynie przy u#yciu sztucznego +ród&a $wiat&a. Najcz($ciej
zainstalowane o$wietlenie obiektu nie jest wystarczaj)ce, musimy wi(c zadba% o dodatkowy
zestaw reflektorów. Zapewnienie w&a$ciwego balansu kolorów nie ma wi(kszego znaczenia
je$li poprzestajemy na zebraniu danych geometrycznych sklepienia, a nie planujemy
równoczesnego wykonania fotoplanu malarstwa iluzjonistycznego sklepie*, zagadnienie
uchwycenia kolorystyki pomijamy wi(c w niniejszym opracowaniu.
55
Jacek MA!A"CZUK
4. Planujemy uj(cia kamery. Zak&adamy, #e najodpowiedniejsze b(dzie opracowanie
stereofotogrametryczne, czyli wykonywanie zdj(% parami z wzajemnym du#ym pokryciem,
co najmniej 70 %. Wzajemna orientacja kamer w parach zale#y od zastosowanego
oprogramowania. Mog) to by% standardowe stereogramy kiedy osie kamery s) wzajemnie
równoleg&e i równocze$nie prostopad&e do tak zwanej bazy fotografowania. Jest to podej$cie
zastosowane np. w programie Phidias firmy PHOCAD [Phocad]. Przygotowanie zdj(%
zgodnie
z
zaleceniami
producentów
programu
Photomodeller
wymaga
natomiast
wykonywania tak zwanych zdj(% zbie#nych, kiedy osie aparatu tworz) k)t ostry z baz)
fotografowania. Podobnie ró#ne s) sposoby rozmieszczenia fotopunktów, wspólnym
mianownikiem ró#nych metod jest zawsze konieczno$% uzbrojenia ka#dego stereogramu
odpowiednio licznym zestawem wspólnych punktów (przynajmniej sze$cioma). Wa#n)
czynno$ci) jest te# okre$lenie przeci(tnej skali zdj(cia, która jak wiadomo zale#y wprost od
odleg&o$ci fotografowanego punktu od $rodka rzutu. Skala i rozmiar matrycy aparatu
cyfrowego przek&ada si( na rozmiar piksela zdj(cia, a wi(c na dok&adno$% pomiarów
wspó&rz(dnych wykonywanych na zdj(ciach. Mo#na w ten sposób sprawdzi%, czy
rozdzielczo$%
obrazu
cyfrowego
uzyskiwanego
wybranym
modelem
aparatu
jest
wystarczaj)ca. Je$li przyjmiemy wykonanie ,,klasycznych'' stereogramów normalnych, to
rozmieszczenie poszczególnych uj(% mo#e by% takie jak zaproponowano na rysunku (rys. 5).
Do pokrycia sklepie* nawy g&ównej i prezbiterium wystarcz) cztery zdj(cia oznaczone Fot. 1
- Fot. 4, dwa dodatkowe Fot. 5 i Fot. 6 uzupe&ni) uj(cia prezbiterium, wreszcie Fot. 7 i Fot. 8
pos&u#) do opracowania sklepie* jednej z kaplic bocznych.
5. W&a$ciwe opracowanie kameralne odbywa si( ju# poza obiektem i polega na
identyfikowaniu par tych samych punktów na poszczególnych stereogramach. Niektóre
czynno$ci mog) by% zautomatyzowane, jednak zawsze przechodzimy etapy:
a) budowania modelu na podstawie pomierzonych wspó&rz(dnych t&owych fotopunktów
na zdj(ciach i znanej orientacji wewn(trznej kamery,
b) pomiaru na modelu po&o#enia grupy punktów sklepienia, które pos&u#) do prób
okre$lenia kszta&tu; spodziewa% si( mo#na pomiaru co najmniej kilkuset punktów
równomiernie rozmieszczonych,
c) orientacji zewn(trznej modelu z równoczesnym nadaniem skali w uk&adzie lokalnym
ko$cio&a.
Szczegó&owe proponowanie metodyki opracowania fotogrametrycznego wykracza poza
ramy niniejszej publikacji.
56
3 (III) 2009
Rys. 5. Szkic proponowanego rozmieszczenia kamer podczas inwentaryzacji
fotogrametrycznej, J. Ma&a*czuk/[Labisko 2006].
Fig. 5. The proposed location of camera during photogrammetric inventory,
J. Ma&a*czuk/[Labisko 2006].
57
Jacek MA!A"CZUK
Reasumuj)c mo#liwe jest uzyskanie dok&adno$ci okre$lenia po&o#enia punktu sklepienia
rz(du mx = my = ± 20 mm, mz = ± 30 mm. Z zasady b&)d okre$lenia wspó&rz(dnej
wertykalnej (której kierunek biegnie mnie wi(cej prostopadle do p&aszczyzny zdj(%) b(dzie
wi(kszy ni# wspó&rz(dnych x, y.
Zalet) metody fotogrametrycznej jest przeniesienie ci(#aru opracowania z obserwacji
polowych na prace kameralne odbywaj)ce si( poza ko$cio&em. Mo#na to tak#e potraktowa%
jako wad( - praca ze zdj(ciami zajmie co najmniej kilka dni, jest #mudna i wymaga
szczególnej staranno$ci. Sprz(t i oprogramowanie s) ta*sze ni# w przypadku stosowania
tachimetru skanuj)cego lub skanera.
W przypadku wybrania metody fotogrametrycznej do zebrania danych przestrzennych
sklepienia ko$cio&a, proponuje si( rozwa#enie wykorzystania, poza komercyjnymi
programami wymienionymi powy#ej, aplikacji open source:
! narz(dzia do kalibracji kamery dzia&aj)ce w $rodowisku Matlab. Przyk&ad kalibracji z
zastosowaniem zwyk&ej planszy szachowej jako wzorca opisali Douskos z zespo&em
[Douskos i in. 2008],
! ,,r(czn)'' korekcj( dystorsji mo#na wykona% programem GML Undistorter,
! Stereo-Metrology [Sheer P.],
! EStereo/StereoPlus
-
biblioteka
programistyczna
C++
zawieraj)ca
funkcje
do
stereopracowa* par lub trzech zdj(% wraz z tworzeniem panoram 3D [Demirdjian].
Przyk&adowe
opracowania
fotogrametryczne
obiektów
zbli#onych
do
ko$cio&a
Podwy#szenia Krzy#a 'w. publikuj) Boro* i Wróbel [Boro* i Wróbel 1998], Boro* i
Jachimski [Boro* i Jachimski 1998], Ma&a*czuk [Ma&a*czuk 1993].
6. Opracowanie wyników pomiaru
Rezultatem zastosowania opisanych powy#ej metod inwentaryzacji jest przede wszystkim
uzyskanie zestawu wspó&rz(dnych X, Y, Z punktów sklepienia, których ilo$% mo#e si( waha%
od kilkuset do kilku milionów, zale#nie od wybranej metody. Punkty pos&u#) do stworzenia
numerycznego modelu sklepienia jako siatki trójk)tów TIN (ang. Triangulated Irregular
Network) lub regularnej siatki prostok)tnej o boku kilkucentymetrowym (rozdzielczo$% siatki
zale#e% b(dzie od ilo$ci pomierzonych punktów). Generowanie siatki wykonuje si( w
analogiczny sposób jak tworzenie numerycznego modelu terenu, technikami dobrze
opisanymi w literaturze i powszechnie stosowanymi przez in#ynierów ró#nych bran#.
Popularnym oprogramowaniem do modelowania s) SURFER, C-Geo, GeoTerrain, InRoads i
58
3 (III) 2009
inne. Je$li do inwentaryzacji wybrana zostanie technika skaningu laserowego, to siatk(
powierzchniow) (ang. mesh) mo#na wygenerowa% przy pomocy programów dostarczanych
przez producentów skanerów. Numeryczny model sklepienia pozwala na proste przej$cie do
planu warstwicowego sklepienia, który u&atwia interpretacj( kszta&tu. Model mo#na tak#e
przecina% dowoln) p&aszczyzn) uzyskuj)c profile sklepienia. Mo#liwe jest tak#e sporz)dzenie
wizualizacji sklepie*, co jest przydatne jako uzupe&nienie modelu 3D budowli.
Przyk&adowe rysunki (rys. od 6 do 9) powstaj)ce podczas badania kopu&y ko$cio&a $w.
Krzy#a w 'widnicy pochodz) z publikacji [Ma&a*czuk 1993].
Rys. 6. Plan warstwicowy kopu&y z ortofotoplanem, [Ma&a*czuk 1993].
Fig. 6. The contour map with orthofotoplan of the vault, [Ma&a*czuk 1993].
59
Jacek MA!A"CZUK
Rys. 7. Widok modelu warstwicowego kopu&y z liniami profili, [Ma&a*czuk 1993].
Fig. 7. The 3D visualisation of contours and profiles of the vault, [Ma&a*czuk 1993].
Rys. 8. Przyk&adowe profile kopu&y, [Ma&a*czuk 1993].
Fig. 8. The sample of profiles of the vault, Ma&a*czuk 1993].
7. Podsumowanie
Krótki przegl)d metod pomiaru sklepie*, który powsta& na podstawie ogl)du obiektu i
odniesienia do niego do$wiadcze* autora, powinien u&atwi% badaczom zajmuj)cym si(
ko$cio&em Podwy#szenia Krzy#a 'w. w Brzegu wybór metody inwentaryzacji. Metody
najszybsze i pozwalaj)ce na zgromadzenie du#ej ilo$ci danych, jak skaning, s) równocze$nie
drogie i pos&uguj) si( ma&o dost(pnym instrumentarium. Metoda fotogrametryczna, która
mo#e by% stosunkowo tania, umo#liwiaj)ca równocze$nie tworzenie fotoplanów o du#ej
60
3 (III) 2009
rozdzielczo$ci, jest jednak do$% czasoch&onna, wymaga wiedzy i do$wiadczenia w wi(kszym
stopniu ni# skanowanie. Wszystkie metody pozwalaj) uzyska% porównywaln) dok&adno$%
okre$lenia po&o#enia punktu wynosz)c) nie mniej ni# oko&o ± 25 mm.
Rozwi)zanie, które zostanie przyj(te w przysz&o$ci zale#e% b(dzie przede wszystkim od
bud#etu przeznaczonego do realizacji zadania.
Bibliografia
BOEHLER W., BORDAS V. M., MARBS A. 2003. Investigating laser scanner accuracy.
XIXth CIPA Symposium. Antalya Turkey, 2003.
BORO" A., JACHIMSKI J. 1998. Inwentaryzacja Kaplicy 'wi(tokrzyskiej na Wawelu z
wykorzystaniem metod fotogrametrii cyfrowej. W: Archiwum Fotogrametrii,
Kartografii i Teledetekcji 1998, Vol. 8, ss. 1-13.
BORO" A., WRÓBEL A 1998. Opracowanie fotoplanu malowid&a ze sklepienia ko$cio&a
o.o. Pijarów w Krakowie z wykorzystaniem metod fotogrametrii cyfrowej. W:
Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 1998, Vol. 8, ss. 1-9.
C-GEO: http://www.softline.xgeo.pl (data dost(pu: 8 kwietnia 2009)
DEMIRDJIAN D.: http://people.csail.mit.edu/demirdji/ (data dost(pu: 8 kwietnia 2009)
DOUSKOS V., KALISPERAKIS I., KARRAS G., PETSA E. 2008. Fully automatic camera
calibration using regular planar patterns. W: The International Archives of the
Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 2008, Beijing
China, Vol. XXXVII, Part B5. ss. 1-8.
EOS SYSTEMS: http://www.photomodeler.com (data dost(pu: 8 kwietnia 2009)
JRC 3D RECONSTRUCTOR: http://www.inntec.it (data dost(pu: 8 kwietnia 2009)
LABISKO M. 2006. [praca dyplomowa wykonana pod kierunkiem dr in#. A. ,ABY]:
Inwentaryzacja ko!cio"a pw. Podwy#szenia Krzy#a $wi%tego. Gliwice, Politechnika
'l)ska, Wydz. Budownictwa, 2006.
LEICA CYCLONE: http://www.leica-geosystems.pl (data dost(pu: 8 kwietnia 2009)
LICHTI D.D., GORDON J.S. 2004. Error Propagation in Directly Georeferenced Terrestrial
Laser Scanner Point Clouds for Cultural Heritage Recording. W: FIG WorkinG Week.
Athens Greece, 2004. ss. 1-16.
MACHOTKA R., HASOVA A., KALVODA P., KURUC M., POKORNY J., VONDRAK J.
2008. Image Processing and Total Station Instruments. W: INGEO 2008 - 4th
International Conference on Engineering Surveying. Bratislava, Slovakia, 2008.
MACIASZEK J. 2008. Skanowanie laserowe jako nowa technologia inwentaryzacji i
wizualizacji zabytkowych komór solnych. W: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
2008, Tom 24, zeszyt 3/2, ss. 197-212.
MA!A"CZUK J. 1993. [praca wykonana pod kierunkiem Z. MARCINOWSKIEGO]:
Fotogrametryczny pomiar geometrycznego kszta"tu kopu"y ko!cio"a !w. Krzy#a w
$widnicy. Wroc&aw, Akademia Rolnicza, 1993.
PHOCAD: http://www.phocad.de (data dost(pu: 8 kwietnia 2009)
61
Jacek MA!A"CZUK
SHEER P.: http://stereo.sourceforge.net (data dost(pu: 8 kwietnia 2009)
TO' C., WOLSKI B., ZIELINA L. 2009. Geodezyjny monitoring zabytkowej budowli
ziemnej metod) skaningu laserowego. Czasopismo Techniczne Politechniki
Krakowskiej. Politechnika Krakowska, Zeszyt 9, 2-B/2009, ss. 347-354.
Recenzent: dr hab. in#. Wies&aw PAW!OWSKI, prof. nzw. w Politechnice !ódzkiej
62
3 (III) 2009
Petra OULÍKOVÁ1
Archiwum Narodowe, Praga
PRZYCZYNEK DO !YCIA I TWÓRCZO"CI JANA KUBENA
W CZECHACH
Streszczenie. Johann (Jan) Kuben (15.12.1697 Bystrzyca K!odzka – 18.10.1771 Opole)
by! jezuickim ksi"dzem, matematykiem i malarzem. Filozoficzne i teologiczne studia zakonne
odby! na uniwersytecie w O!omu#cu, potem przebywa! w wielu miejscach w Czechach i na
$l%sku. Najwi"kszym jego dzie!em w Czechach jest dekoracja ko&cio!a &w. Klemensa w
Odolenej Vodzie, który podlega! pod staromiejskie kolegium jezuickie w Pradze
(Klementinum). W &l%skim Brzegu zachowa!a si" monumentalna dekoracja ko&cio!a pw.
Podwy'szenia Krzy'a $w. Kuben zas!yn%! przede wszystkim jako malarz architektury
iluzjonistycznej, nawi%zuj%c w ten sposób do twórczo&ci jezuickiego artysty Andrei Pozza.
S#owa kluczowe: jezuita, malarz, matematyk, malarstwo iluzjonistyczne w Czechach i na
$l%sku.
NOTE TO JOHN KUBEN'S LIVE AND ARTISTIC WORKS IN
BOHEMIA
Abstract. Johann (John) Kuben (born December 15, 1697, Bystrzyca Klodzka - died
October 18, 1771, Opole) was a Jesuit priest, mathematician and painter. He completed his
order studies of philosophy and theology at the University in Olomouc and afterwords he was
active in different places in Bohemia and Silesia. His best masterpiece in Bohemia is
decoration of the Church of St. Clement in Odolena Voda, which was owned by the Jesuit
College in the Prague Old Town (the Klementinum). Monumental decoration of church of the
Exaltation of the Holy Cross has survived in Brzeg in Silesia. Kuben became famous for
panting illusive architectures. Thank to these works, he is considered to be a follower of
Andrea Pozzo, another Jesuit artist.
Keywords: Jesuit, painter, mathematician, illusive painting in Bohemia and Silesia.
1. Wst$p
Johann (Jan) Kuben, jezuicki ksi%dz i artysta, zas!yn%! przede wszystkim jako malarz
architektury fikcyjnej. Urodzi! si" 15 grudnia 1697 r. w Bystrzycy K!odzkiej, jego ojcem by!
1
PhDr. Petra Oulíková, Ph.D., Archiwum Narodowe, Praga, 160 00 Praga 6, ul. Milady Horákové 133; tel.: 042
604112645, e-mail: [email protected]
Petra OULÍKOVÁ
sukiennik Franz Kuben. Uko#czy! Gimnazjum Jezuickie w Opolu. Do Towarzystwa
Jezusowego wst%pi! pod wp!ywem przedstawienia teatralnego „Zwyci"stwo krzy'a w
Indiach”, przygotowanego przez uczniów retoryki tamtejszego gimnazjum. My&l przewodnia
tego dramatu „Chod( i rób to, co ja” wywar!a na nim tak du'e wra'enie, 'e 27 wrze&nia
1719 r. wst%pi! w szeregi Towarzystwa Jezusowego. Podstawy duchowe zyska! w dwuletnim
nowicjacie w Brnie. Pierwsze &luby zakonne z!o'y! 28 wrze&nia 1721 r. w O!omu#cu, gdzie
potem studiowa! filozofi" (1722 – 1724) i teologi" (1725 – 1728). Po trzecim roku teologii,
20 wrze&nia 1727 r. o!omuniecki biskup Franz J. hr. Braida wy&wi"ci! go na ksi"dza. W roku
1728, po uko#czeniu studiów teologicznych, Kuben rozpocz%! prac" jako ksi%dz i artysta w
s!u'bach zakonu jezuickiego. Na polecenie swoich prze!o'onych przebywa! w wielu
miejscach w Czechach i na $l%sku. Kiedy w roku 1755 powsta!a samodzielna &l%ska
prowincja Towarzystwa Jezusowego, Kuben przebywa! w kolegium jezuickim w Opolu. Tam
sp"dzi! reszt" swojego 'ycia. Zmar! 18 pa(dziernika 1771 r. [Fischer 1978].
2.1. Dzia#alno%& J. Kubena w %wietle powszechnie dost$pnych 'róde#
Dla Towarzystwa Jezusowego najwa'niejsze by!o to, 'e Kuben by! ksi"dzem. Jego dzie!a
malarskie mia!y mniejsze znaczenie. Wynika to przyk!adowo z drukowanych corocznie
katalogów personarum, w których podaje si" fakty dotycz%ce jedynie jego dzia!alno&ci
duszpasterskiej. Nawet w czasie jego pobytu w praskim Klementinum czy &l%skim Brzegu,
gdzie tworzy! najwi"cej, nie zostaje wspomniany jako pictor – malarz. W Brzegu oficjalnie
pe!ni! funkcj" pomocnika kierownika budowy - socius prafecti fabricae. Zadanie to
zazwyczaj otrzymywa! ten z cz!onków Towarzystwa Jezusowego, który sam zajmowa! si"
sztuk%.
Ojciec Kuben spowiada!, wyg!asza! kazania i prowadzi! katechez" w j"zykach:
niemieckim, polskim, ewentualnie czeskim, zale'nie od tego, jakie by!o zapotrzebowanie.
Jego j"zykiem ojczystym by! niemiecki, bowiem w trakcie rozmowy wst"pnej w nowicjacie
poda!, 'e najlepiej zna niemiecki, &rednio polski, za& przeci"tnie czeski. Przez wiele lat sta! na
czele Dru'yn Maria#skich, które jezuici zak!adali przy swoich ko&cio!ach (np. Opole). Jego
praca pedagogiczna zwi%zana by!a tylko z gimnazjami, a to konkretnie w Cieszynie i w
Opolu. W Cieszynie uczy! w m!odszych klasach gimnazjum (1730 – 1731), w Opolu za&
wyk!ada! retoryk" i poetyk" (1747 – 1748), czyli w V i VI klasach gimnazjum. Literatura
specjalistyczna podaje, 'e ojciec Kuben, w czasie swojego pobytu w praskim Klementinum,
by! profesorem matematyki. Fakt ten nie znajduje jednak potwierdzenia w (ród!ach
64
Przyczynek do !ycia i twórczo"ci...
3 (III) 2009
archiwalnych. Kuben jako profesor matematyki nie pojawia si" ani w publikacjach
naukowych po&wi"conych profesorom na Uniwersytecie Karola-Ferdynanda w Pradze, ani w
jezuickich pracach o matematykach [Fischer 1978, )ornejová i Fechtnerová 1986,
Schuppener i Ma*ák 2002]. Informacja ta powsta!a prawdopodobnie w wyniku b!"dnego
zrozumienia s!ów socius praefecti Musei mathematici – pomocnik administratora Muzeum
Matematycznego. Wed!ug katalogu personarum Kuben rzeczywi&cie w latach 1733 – 1738
pomaga! ojcu Johannowi Kleinowi, ówczesnemu prze!o'onemu Muzeum Matematycznego w
Klementinum. Samo Muzeum, za!o'one w roku 1722, nie by!o jednak instytucj% „czysto
matematyczn%”. Oprócz pomocy u'ywanych do bada# matematycznych, znajdowa!y si" tu
tak'e przedmioty stosowane w geometrii, fizyce, chemii, przyrodoznawstwie, czy te'
przeró'ne kurioza pochodz%ce z zamorskich misji jezuickich.
Fot. 1. Odolena Voda, ko&ció! &w. Klemensa, Alegoryczna posta+ z modelem Klementinum,
fragment fresku z kopu!y, M. Madl2.
Photo 1. Odolena Voda, the Church of St. Clement, Allegorical figure with a depiction of the
Klementinum, a detail of the fresco in the dome, M. Mádl2.
2
PhDr. Martin Mádl, Ph.D., Instytut Historii Sztuki Akademii Nauk RCz, Husova 352/4, 110 10 Praga 1, tel.:
Centrala 420 221183111, Sekretariat Instytutu 420 221183551, e-mail: [email protected]
65
Petra OULÍKOVÁ
Aluzje do artystycznej dzia!alno&ci Kubena znajdujemy przyk!adowo w dziennikach
(terminarzach) rektorów kolegiów jezuickich oraz w rocznych sprawozdaniach (Litterae
annuae). Nawet jednak tu nazwisko Kubena nie pojawia si" dos!ownie. Musz% nam
wystarczy+, typowe dla jezuitów, cho+ nieprecyzyjne, sformu!owania, 'e ten czy ów obraz
pochodzi od domestico Apelle czy nostro penicillo. Kuben nie podpisa! swoim nazwiskiem
nawet malowid!a w Brzegu, które uchodzi za jego najwi"ksze dzie!o. Nazwisko Kubena jako
autora malowide! &ciennych pojawia si" jedynie w kronice parafialnej ko&cio!a &w. Klemensa
w Odolenej Vodzie. Ta pisana by!a jednak przez ksi"'y diecezjalnych, nie jezuitów.
2.2. Przegl(d twórczo%ci malarskiej
Informacja o freskach Kubena artem plasticam imitante (na&laduj%cych sztuk"
plastyczn%) po raz pierwszy pojawia si" w 1729 r. w refektarzu kolegium jezuickiego w
Opolu. Wymalowa! tam tak'e kaplic", a do miejsca pielgrzymek w Piekarach dostarczy! na
o!tarz obraz &w. Rozalii. Znacznie wi"ksze znaczenie mia! jednak jego pobyt we Wroc!awiu
w latach 1731 – 1733. Tu, po &mierci jezuickiego koadiutora Christopha Tauscha
(1673 – 1731), przej%! opiek" nad budow% kolegium i Uniwersytetu Leopoldy#skiego. We
Wroc!awiu wymalowa! niektóre sale do nauki, mniejsze oratorium Kongregacji Maria#skiej
po&wi"cone Wniebowzi"ciu Marii Panny, s!u'%ce tak'e jako auditorium thelogicum. Zanim,
na swoje 'yczenie, odszed! do praskiego Klementinum, siedziby najstarszego i najwi"kszego
kolegium w czeskiej prowincji Towarzystwa Jezusowego, zd%'y! ozdobi+ auditorium
comicum – sal" teatraln%. Freski w sali teatralnej przedstawia!y cesarza Karola VI i
personifikacj" czterech stron &wiata. Wszystkie te malowid!a &cienne zosta!y zniszczone w
czasie bombardowania Wroc!awia pod koniec II wojny &wiatowej [Patzak 1918, Lejman
2003].
W Klementinum, na praskim Starym Mie&cie, Johann Kuben przebywa! w latach
1733 – 1738. W samym kolegium ozdobi! kilka pomieszcze#. Najwi"cej pracy czeka!o go
jednak przy ozdabianiu ko&cio!a &w. Klemensa w Odolenej Vode niedaleko Pragi
(1735 – 1738). Dopiero niedawno zidentyfikowano jako dzie!o Kubena iluzjonistyczny o!tarz
g!ówny w ko&ciele &w. Franciszka Ksawerego w Oparzanach w Czechach po!udniowych.
Ko&ció! ten nale'a! tak'e do praskiego staromiejskiego kolegium [Kunešová i Mádl 2009].
Pod koniec 1738 roku Kuben opu&ci! Prag" i uda! si" do Opavy, a potem do Wambierzyc,
nale'%cych do kolegium w Legnicy. W obu miejscach przebywa! jedynie rok. Nie ma
informacji, czy w tym czasie powsta!y jakie& jego dzie!a malarskie. W latach
66
3 (III) 2009
1741 –1746 przebywa! w rezydencji w Brzegu, nale'%cej do kolegium wroc!awskiego. Tam
stworzy! swoje najwi"ksze dzie!o – monumentaln% dekoracj" ko&cio!a Podwy'szenia Krzy'a
$w. [P!azak 1972; Zlat 1979; Szybkowski 2000]. Kuben namalowa! nie tylko freski na
sklepieniu prezbiterium i nawie g!ównej, w kaplicach bocznych i na emporiach, fikcyjny
o!tarz g!ówny, ale tak'e – podobnie jak w Odolenej Vodzie – obrazy o!tarzowe. Zachowa! si"
jedynie obraz &w. Rodziny na czele ze &w. Józefem, przeznaczony pierwotnie do kaplicy &w.
Józefa, dzi& umieszczony w kaplicy &w. Franciszka Ksawerego.
Z Brzegu ojciec Kuben zosta! przeniesiony do Opola, gdzie w latach 1747 – 1748 uczy! w
tamtejszym gimnazjum i przewodniczy! !aci#skiej Kongregacji Maria#skiej. Kolejne trzy lata
(1749 – 1752) by! superiorem i ekonomem w domu misyjnym w Tarnowskich Górach.
Wykona! dekoracj" malarsk% kaplicy &w. Wac!awa w ko&ciele parafialnym w Starych
Tarnowicach ko!o Tarnowskich Gór [,aba 2009]. Od roku 1752 a' do swojej &mierci w roku
1771 przebywa! znów w Opolu. Nie ma 'adnych informacji dotycz%cych jego dzia!alno&ci
artystycznej w tym czasie. Widocznie nie stworzy! ju' 'adnego wielkiego dzie!a, bowiem w
katalogu nowo powsta!ej &l%skiej prowincji jezuickiej z roku 1755 pojawia si" jako s!aby
fizycznie m"'czyzna.
3. Dzia#alno%& artystyczna w Czechach
Najbardziej znanym dzie!em Kubena w Czechach s% freski zdobi%ce ko&ció! &w.
Klemensa w Odolenej Vode pod Kralupami [Podlaha 1908, Nevímová 2003, Nevímová 2005;
Horyna i Oulíková 2007]. Gmina ta, aktualnie miasto, od roku 1671 podlega!o pod
staromiejskie kolegium jezuickie w Pradze. Jego rektor o. Johann Seidel SJ w latach 1733 –
1735 postawi! tu, w miejsce starszego, ju' w &redniowieczu wspominanego ko&cio!a, now%
barokow% &wi%tyni". Architektem ko&cio!a by! Kilián Ignac Dientzenhofer (1689 – 1751).
Zasadnicza cze&+ budowy zosta!a uko#czona ju' w roku 1735, uroczysta benedykcja mia!a
jednak miejsce dopiero w roku 1740. W tym czasie trwa!o dekorowanie wn"trza &wi%tyni.
Oprócz ojca Kubena brali w tym udzia! inni jezuici, tym razem laiccy bracia tzw. koadiutorzy
– rze(biarz Johann Hanika (1694 – 1761) i polichromista Karl Haberman (1696 – 1770).
Szczegó!owy przebieg prac odnale(+ mo'emy w kronice parafialnej. Najpierw
„czcigodny ojciec Johann Kuben, ksi!dz Towarzystwa Jezusowego, m!" o niebywa#ej
pami$ci, który nigdy nie zajmowa# si$ sztuka malarsk!”, w roku 1735 rozpocz%! dekorowanie
prezbiterium i o!tarza g!ównego. W kolejnym roku, w wigili" $wi"ta Wszystkich $wi"tych
doko#czy! rozleg!y fresk w nawie g!ównej. W roku 1737 kontynuowa! malowid!a pod wie'% i
67
Petra OULÍKOVÁ
nad chórem. Po zako#czeniu prac w ko&ciele, w lecie 1738, Kuben ozdobi! jeszcze kostnic",
nowo postawion% na przyleg!ym cmentarzu. Z zachowanego fragmentu fresku ze stropu
wida+, 'e by! tam przedstawiony S%d Ostateczny.
Freski na sklepieniu ko&cio!a &w. Klemensa ozdobione zosta!y scenami z ziemskiego i
po&miertnego 'ycia patrona &wi%tyni. -ród!em pojedynczych tematów by!a &redniowiecza
Legenda aurea. Motywy zwi%zane ze &w. Klemensem w wyrafinowany sposób !%cz% si" z
tymi zwi%zanymi z Chrystusem. Oba elementy zostaj% delikatnie zaznaczone na o!tarzu
g!ównym, pojawiaj% si" tak'e na innych freskach.
Fot. 2. Odolena Voda, wn"trze ko&cio!a &w. Klemensa, M. Mádl2.
Photo 2. Odolena Voda, the Interior of the Church of St. Clement, M. Mádl2.
Na o!tarz g!ówny wybrano scen" cudownego objawienia wody w skale za spraw%
wstawiennictwa &w. Klemensa. Owo miejsce na skale wskazuje mu kopytkiem baranek.
68
3 (III) 2009
Wybór tego tematu by! by+ mo'e spowodowany delikatn% aluzj% do wody, któr% znale(+
mo'emy w nazwie gminy Odolena Voda. Na sklepieniu ko&cio!a zosta!a zobrazowana
m"cze#ska &mier+ &w. Klemensa. Kolejne epizody z jego legendy pojawiaj% si" na fresku nad
chórem. Malowid!o przedstawia cudowne odnalezienie cia!a &wi"tego na morskim dnie
po&ród marmurowej &wi%tyni.
Fot. 3. Odolena Voda, ko&ció! &w. Klemensa, M"ka &w. Klemensa, fresk w prezbiterium,
M. Mádl2.
Photo 3. Odolena Voda, the Church of St. Clement, Martyrdom of St. Clement, a fresco in
the presbytery, M. Mádl2.
Najwi"ksze wra'enie spo&ród tamtejszych malowide! robi jednak rozleg!y, doskona!y pod
wzgl"dem kompozycyjnym i barwnym fresk na sklepieniu nawy g!ównej. Do tego centralnie
po!o'onego miejsca szczególnie pasowa! motyw gloryfikacji patrona &wi%tyni. Kuben
podzieli! kompozycj" fresku na dwie sfery – sfer" ziemsk% i niebia#sk%. Niebo roz&wietla
wielkie &wiat!o wychodz%ce z go!"bicy Ducha $wi"tego. Wokó! Chrystusa i Marii Panny
gromadz% si" postacie starozakonnych proroków, patriarchów, ewangelistów i ojców
ko&cio!a, przedstawicieli najró'niejszych zakonów, &w. panien, m"czennic i m"czenników.
Sam, gloryfikowany w!a&nie Klemens znajduje si" w grupce &wi"tych zgromadzonych wokó!
69
Petra OULÍKOVÁ
kolejnego (ród!a &wiat!a, jakim jest gorej%cy monogram Jezusa - IHS. Jezuici zostaj% tu
zobrazowani pod postaciami swoich kanonizowanych &wi"tych na czele z &w. Ignacym
z Loyoli, który trzyma ksi"g" otwart% na dewizie OMNIA AD MAIOREM DEI GLORIAM.
Fot. 4. Odolena Voda, ko&ció! &w. Klemensa, widok na kopu!", M. Mádl2.
Photo 4. Odolena Voda, the Church of St. Clement, looking up at the dome, M. Mádl2.
Interpretacja fresku nie jest jednoznaczna. Z jednej strony mamy tu apoteoz" &w.
Klemensa, z drugiej do niebia#skiej sfery &wi"tych wkomponowany zosta! tak'e motyw
gloryfikacji Imienia Jezus, a wi"c element typowy dla sztuki jezuitów. W ten sposób &w.
Klemens zaliczony zostaje do grona niebian, którzy wed!ug s!ów aposto!a Paw!a k!aniaj% si"
Imieniu Jezusowemu (Flp 2, 10). Z motywem tym Kuben spotka! si" osobi&cie we fresku
Johanna M. Rottmayra w ko&ciele uniwersyteckim Naj&wi"tszego Imienia Jezus we
70
3 (III) 2009
Wroc!awiu. Prawdopodobne jest, 'e jako ksi%dz Towarzystwa Jezusowego zna! tak'e
malowid!o Giovanniego B. Gaulliego zw. Baciccio z ko&cio!a Il Gesù w Rzymie, pierwsz% i
najbardziej znan% realizacj" tego typu.
Jeszcze jedna funkcja przypisana jest na fresku trzeciemu rzymskiemu papie'owi. Od
Ko&cio!a niebia#skiego pier&cieniem z chmur oddzielony zostaje Ko&ció! ziemski, którego
przedstawiciele zobrazowani s% w okalaj%cym naw" kr"gu. Widzimy tu postacie pasterzy,
rolników, 'eglarzy, chorych i ró'ne figury alegoryczne. Wszystkich otacza swoj% opiek% &w.
Klemens, patron &wi%tyni. W ten sposób &wi"ty wstawia si" równie' za budowniczego
ko&cio!a, którego symbolizuje kobieca posta+ w czerwonym rektorskim birecie na g!owie i z
gorej%cym monogramem Jezusa na piersi. W r"ku trzyma ona model Klementinum, za& u jej
nóg spoczywa baranek z kotwic%. Personifikacja miejsca, w postaci kobiety z forteczn%
koron%, trzyma rozwini"t% map" Odolenej Vody i okolicznych gmin pisan% w j"zyku
staroczeskim – Br(e(an (Panenské) B.ežany, C(enkow, Dolynek, Kopec(, Klic(an,
Wodochodt, Maslowitz, Postr(i(in, ()ervená) Lhota, Odolina Woda3.
Mapa jest istotna z tego powodu, 'e jest najstarsz% wedut% Odolenej Vody. Kolejne
alegoryczne postacie przypominaj% architekta (figura z planem ko&cio!a), rze(biarza (rze(bi
pos%g &w. Klemensa) i malarza (maluje &w. Klemensa).
Oprócz scen z 'ycia &w. Klemensa na sklepieniach i &cianach ko&cio!a pojawia si" tak'e
tematyka chrystusowa. Na sklepieniu pod wie'% w scenie Pok!onu Apokaliptycznemu
Barankowi jako baranek przedstawiony jest Jezus Chrystus. Apokaliptyczny temat rozwija
tak'e uszkodzone w znacznym stopniu malowid!o w zakrystii, na którym przedstawiony
zosta! kielich z hosti% stoj%cy na ksi"dze po&rodku nieba. Zebrani wokó! anio!owie trzymaj%
&wieczniki i kadzielnice, a jeden z nich z otwart% ksi"g% g!osi ewangeli". Napis pochodz%cy z
czwartego wersu 14 rozdzia!u ksi"gi Objawienia &w. Jana jest aluzj% do pierwotnego
zbawienia tych, którzy ca!kowicie oddali si" Bogu i Barankowi - Primitiae Deo et Agno.
Motyw Baranka mo'emy odnale(+, równie' na freskach umieszczonych na po!udniowej i
pó!nocnej &cianie prezbiterium. W stiukowej ramie pod pó!nocnym oknem namalowany
zosta! chrzest Chrystusa. Obraz naprzeciw przedstawia &w. Jana Ewangelist" na wyspie
Patmos. Ten patrzy w niebiosa, gdzie, zamiast pojawiaj%cej si" zazwyczaj apokaliptycznej
kobiety w koronie z dwunastu gwiazd wokó! g!owy, mamy Baranka stoj%cego na górze Synaj
(Ap 12, 1). Na obu malowid!ach przedstawieni zostali tak'e dwaj biblijni Janowie. Jan
Chrzciciel og!aszaj%cy przyj&cie Pana – Baranka, który g!adzi grzechy &wiata, i Jan
3
P!azak sugeruje, 'e jest to polska pisownia nazw ww. miejscowo&ci [P!azak I. 1965 ].
71
Petra OULÍKOVÁ
Ewangelista, który prorokuje uroczyste pojawienie si" Baranka pod postaci% Najwy'szego
S"dziego na koniec wieku.
Fot. 5. Odolena Voda, ko&ció! &w. Klemensa, fragment fresku z kopu!y, M. Mádl2.
Photo 5. Odolena Voda, the Church of St. Clement, a detail of the fresco in the dome,
M. Mádl2.
Johann Kuben jest równie' autorem o!tarzy bocznych w nawie g!ównej. Wszystkie one
maj% iluzjonistycznie malowan% architektur". Podczas gdy o!tarz w niszach po przek%tnej
nawy g!ównej ozdobiony jest malowid!ami olejnymi, centralna para o!tarzy wykonana zosta!a
technik% freskow%. O!tarz na &cianie po!udniowej przedstawia scen" Narodzenia Pa#skiego,
któremu z dwóch stron towarzysz% postacie &w. Joachima i Anny, rodziców Marii Panny. Do
Narodzenia Pa#skiego, które jednocze&nie traktowano jako Pok!on Pasterzy, odnosi si"
idylliczny motyw Pok!onu Trzech Króli przedstawiony na fragmencie sklepienia.
Przeciwleg!y o!tarz przedstawia &mier+ i wskrzeszenie Chrystusa. Zamiast oryginalnego
na&ciennego malowid!a z Ukrzy'owaniem Chrystusa odnajdujemy tu p!ótno o tym samym
temacie, umieszczone na o!tarzu ponownie podczas ostatniej restauracji ko&cio!a w latach 90.
XX w. Pierwotnie pod krzy'em sta!a najprawdopodobniej Matka Chrystusa i &w. Jan
Ewangelista, gdy' cz"&ci% iluzjonistycznie namalowanej nastawy o!tarzowej s% postacie &w.
72
3 (III) 2009
Marii Magdaleny i Józefa z Arymatei. Z kolei na sklepieniu przedstawione zosta!o
Zmartwychwstanie Chrystusa. Umieszczenie centralnej pary bocznych o!tarzy zgadza si",
wi"c z zasadami chrystologii.
W nawie g!ównej, w niszach wspartych na filarach, znajduj% si" po przek%tnej jeszcze
cztery o!tarze boczne. Na ich dekoracj" sk!adaj% si" typowe grupy &wi"tych, które, zdaniem
jezuitów, mia!y si" znale(+ w &wi%tyni. Lewy przedni o!tarz z obrazem Przekazania kluczy
Piotrowi dedykowany jest w ca!o&ci aposto!om. Ci w jezuickiej ikonografii stanowili element
niezb"dny, nie tylko jako najbli'si uczniowie Chrystusa, ale równie' jako wielkie wzory,
które chcieli na&ladowa+ towarzysze Jezusa. Prawy przedni o!tarz przedstawia czeskich
patronów i jednocze&nie m"czenników na czele ze &w. Janem Nepomucenem. Na prawym
tylnym o!tarzu uwiecznione zosta!o samo Towarzystwo Jezusowe pod postaci% obrazu &w.
Ignacego i jego towarzyszy. O!tarz znajduj%cy si" naprzeciwko, ze &w. Barbar%, mia!
symbolizowa+ chrze&cija#sk% m"czennic" i dziewic". Pierwotny obraz nie zachowa! si", w
roku 1764 zast%pi!o go rokokowe malowid!o jezuickiego artysty Ignacego V. Raaba
(1715 – 1787).
Najwi"kszym zachowanym dzie!em Kubena w Czechach jest dekoracja ko&cio!a &w.
Klemensa w Odolenej Vode. Jeszcze zanim zacz%! tam pracowa+, namalowa! iluzjonistyczn%
architektur" za o!tarzem g!ównym w ko&ciele &w. Franciszka Ksawerego w Opa.anach.
Malowid!o najprawdopodobniej powsta!o w roku 1735. Data ta zwi%zana jest z zako#czeniem
budowy nowego ko&cio!a, zaprojektowanego przez Kiliána I Dientzenhofera. Nie wiemy,
dlaczego Kuben nie kontynuowa! na sklepieniu nawy g!ównej freskowego cyklu z 'ycia &w.
Franciszka Ksawerego. Powody mog!y by+ prozaiczne. Kuben by! zwi%zany z Klementinum
obowi%zkami kap!a#skimi i tam, w kaplicy &w. Eligiusza regularnie wyg!asza! kazania po
niemiecku i jednocze&nie pomaga! administratorowi Muzeum Matematycznego. Znacznie
!atwiej w letnich miesi%cach (od wiosny do jesieni) doje'd'a+ do Odolenej Vody oddalonej
20 km od Pragi, ni' do Opa.an, znajduj%cych si" stosunkowo daleko w Czechach
Po!udniowych.
Z zachowanych w Klementinum malowide! Kubenowi najcz"&ciej przypisuje si"
dekoracj" Sali Matematycznej, tzw. Stara Sala Matematyczna (po raz pierwszy [Toman
1947]). Autorstwo fresków stropowych nie jest jeszcze do ko#ca wyja&nione. Zespó! postaci
nie jest charakterystyczny dla twórczo&ci Kubena. Rysy niektórych twarzy wskazuj% raczej,
'e autorem dzie!a jest Felix A. Scheffler (1701 – 1760). Kuben z kolei jest autorem fresków w
dwóch pomieszczeniach w skrzydle zachodnim Klementinum [Oulíková 2006, s. 18–20].
73
Petra OULÍKOVÁ
Fot. 6. Opa.any, wn"trze ko&cio!a &w. Franciszka Ksawerego, M. Mádl2.
Photo 6. Opa.any, the Interior of the Church of St. Francis Xavier, M. Mádl2.
74
3 (III) 2009
Nic nie wiadomo na temat konkretnego wykorzystania tych pomieszcze#. Wiemy
jedynie, 'e znajdowa!y si" w cz"&ci kolegium przeznaczonej dla cz!onków zakonu jezuitów.
Fot. 7. Praga, Klementinum, Przemienienie na górze Tabor, obecnie pracownia komputerowa,
M. Mádl2.
Photo 7. Prague, the Klementinum, The Transfiguration of Our Lord on Mount Tabor, today's
computer classroom, M. Mádl2.
Oba pomieszczenia s% podobne. Centraln% cz"&+ sufitu, otoczon% drobn% sztukateri%,
uzupe!niaj% cztery ma!e alegorie w naro'nikach. Fresk w pierwszym pomieszczeniu
przedstawia Przemienienie na górze Tabor. Motyw Chrystusa w duchu biblijnego has!a Ipsum
audite, a wi"c jako wybranego Syna Bo'ego i Pana wszystkiego, rozwija alegoria czterech
'ywio!ów w naro'nych kartuszach (ziemia, powietrze, woda, ogie#). W s%siednim
pomieszczeniu namalowana zosta!a Apoteoza &w. Eligiusza. Pocz%tki oddawania czci temu
ma!o znanemu &wi"temu, patronowi z!otników, srebrników i kowali, si"gaj% w Pradze XIV
75
Petra OULÍKOVÁ
wieku. Tu, na praskim Starym Mie&cie, w roku 1324 za!o'one zosta!o bractwo z!otników, a
niedaleko klasztoru dominikanów, prekursorzy Klementinum, zorganizowali w!asn% kaplic"
po&wi"con% &w. Eligiuszowi. Ta w XVII wieku zosta!a zast%piona nowo postawion%,
wchodz%c% w sk!ad zespo!u Klementinum. Jezuici zachowali jednak jej patrona. Nowa
kaplica wesz!a w sk!ad pó!nocnego skrzyd!a kolegium, za& jej fasad" wyró'nili innym
architektonicznym podzia!em. W!a&nie t" fasad", od strony ulicy P!atnerskiej, przedstawia
fresk Kubena we wn"trzu kaplicy &w. Eligiusza.
Fot. 8. Praga, Klementinum, fragment fresku Apoteoza &w. Eligiusza, M. Mádl2.
Photo 8. Prague, the Klementinum, Apotheosis of St. Eligius, a detail of the fresco, M. Mádl2.
$wi"ty Eligiusz, w towarzystwie anio!ów, ochrania biednych i 'ebraków. Jeden z anio!ów
sypie im pieni%dze, pozostali trzymaj% ró'ne przedmioty liturgiczne. Niektóre z nich
prawdopodobnie wchodzi!y w sk!ad tzw. skarbu &w. Eligiusza, który nale'a! do maj%tku
praskiego staromiejskiego cechu z!otników. W naro'nikach sufitu przedstawione zosta!y (w
pó(niejszym okresie przemalowane) alegorie czterech cnot g!ównych. Z ikonograficznego
punktu widzenia freski Przemienienia na górze Tabor i Apoteozy &w. Eligiusza s% interesuj%ce
z tego powodu, 'e wraz z pomieszczeniem na suficie, którego zosta!a namalowana Apoteoza
&w. Klemensa (Franz A. Müller, 1693 – 1753), przypominaj% patrocinia trzech budowli
76
3 (III) 2009
sakralnych w zespole Klementinum – ko&cio!a Naj&wi"tszego Salwatora, ko&cio!a
&w. Klemensa i kaplicy &w. Eligiusza.
Fot. 9. Praga, Klementinum, Apoteoza &w. Eligiusza, obecnie pracownia komputerowa,
M. Mádl2.
Photo 9. Prague, the Klementinum, Apotheosis of St. Eligius, today's computer classroom,
M. Mádl2.
Najprawdopodobniej Kuben by! tak'e autorem nie zachowanego malowid!a w klatce
schodowej zachodniego skrzyd!a Klementinum. Informacje o tych malowid!ach, jako
malowid!ach autorstwa „domácího Apella“ znajduj% si" w materia!ach (ród!owych z roku
77
Petra OULÍKOVÁ
1737. Kolejnym dzie!em Kubena w Klementinum, tym razem datowanym na rok 1738, jest
fresk na zachodniej &cianie by!ego letniego refektarza (dzi& Czytelnie Biblioteki Narodowej
RCz). Biblijna scena Odwiedzin Chrystusa w domu /azarza by!a tradycyjnie przypisywana
jezuickiemu malarzowi Ignacemu V Raabowi. Ten jednak wst%pi! do Towarzystwa
Jezusowego dopiero 6 lat pó(niej, w roku 1744 [Oulíková 2006, s. 32–33]. Fresk z
Odwiedzinami Chrystusa w domu /azarza skonstruowany zosta! jako odpowiednik obrazu
Wesela w Kanie Galilejskiej jezuickiego malarza Christopha Tauscha, który zdobi! wschodni%
&cian" refektarza od roku 1710. Tausch przyby! do Pragi pó! roku po &mierci swojego
wiede#skiego nauczyciela Andrei Pozza. Do malarstwa &ciennego wybra! rzadziej stosowan%
technik" malarstwa olejnego. Wzorcem dla tej sceny by!a grafika Sitientes venite ad aquas
pochodz%ca z Perspectiva pictorum atque architectorum... Pozza. Tak'e Kuben przej%! kulisy
architektoniczne z traktatu Pozza, b%d( raczej z przeciwleg!ego malowid!a Tauscha, gdy'
niektóre szczegó!y pojawiaj% si" w obu scenach.
Fot. 10. Praga, Klementinum, Odwiedziny Chrystusa w domu /azarza, by!y refektarz –
dzisiejsza czytelnia, M. Mádl2.
Photo10. Prague, the Klementinum, Christ's Visit to Lazarus' House, the former Summer
Refectory - today's General Reading Room, M. Mádl2.
78
3 (III) 2009
4. Zako)czenie
Johann Kuben zas!yn%! przede wszystkim jako autor fresków, rzadziej malowa! obrazy
olejne. Oprócz tego przygotowywa! okoliczno&ciowe obrazy z okazji g!ównych &wi%t
ko&cielnych – jase!ka, Groby Pa#skie itp. Dla jego twórczo&ci typowy jest kontrast mi"dzy
perfekcyjnie skonstruowan% architektur% iluzjonistyczn% a troch" gorzej opanowan%
umiej"tno&ci% malowania postaci. Swego rodzaju „sygnatur%” Kubena mog!yby by+,
utrzymane w duchu tzw. metody morelliowskiej, zezowate oczy przedstawianych postaci.
Obrazy ludzi i zwierz"ta, z zasady, nie s% zbyt poprawnie namalowane i wskazuj% na s!ab%
znajomo&+ anatomii. Dotyczy to przede wszystkim postaci przedstawionych w widoku od
do!u. Dla jego malarstwa typowy jest wybuja!y, pastelowy koloryt [Kunešová i Mádl 2009].
Wspomniana kronika parafialna z Odolenej Vody podaje, 'e Kuben nigdy nie zajmowa!
si" sztuk% malarsk%, chocia' mia! ju' na swoim koncie kilka malowide! &ciennych
wykonanych na $l%sku. Jest jednak prawd%, 'e Kuben nie wst%pi! do klasztoru jezuitów jako
czynny artysta. Nic nie wiadomo o tym, by Kuben doskonali! umiej"tno&ci malarskie w
pó(niejszym okresie. W czasie filozoficznych i teologicznych studiów w O!omu#cu z
pewno&ci% pozna! twórczo&+ Johanna Ch. Handkego (1694 – 1774). Tworzy! wraz z nim
dekoracj" wroc!awskiej Leopoldiny, nad któr% pracowa! tak'e Felix A. Scheffler. W Pradze
!%czy!y go przyjacielskie i s!u'bowe stosunki z o. Antonem Hieblem SJ (1710 – 1792), synem
malarza Johanna Hiebla (1681 – 1755). Tak'e Anton Hiebel, cho+ w mniejszym stopniu,
uprawia! sztuk" malarsk%. Najwi"kszy wp!yw na Kubena mia!a twórczo&+ artystów
klasztornych. Nawi%za! do malowide! znanego jezuickiego malarza Andrei Pozza
przedstawiaj%cych fikcyjn% architektur". Nie dziwi, wi"c, 'e by! w!a&cicielem jego znanego
traktatu Perspectiva... . Do bezpo&rednich kontynuatorów Pozzy w Europie $rodkowej
nale'eli Christopher Tausch, Johann Hiebel, o. Johann Kuben i pó(niej Joseph Kramolín.
Wszyscy ci malarze pracowali dla zakonu jezuitów i oprócz Johanna Hiebla byli tak'e jego
cz!onkami. Znaczenie twórczo&ci Kubena opiera si" przede wszystkim na iluzjonistycznym
malarstwie architektonicznym. Wspania!e po!%czenie ksi"dza i czynnego artysty doskonale
zrealizowa!o si" tak'e w procesie projektowania koncepcji fresków.
Bibliografia
)ORNEJOVÁ I. i FECHTNEROVÁ A. 1986. Životopisný slovník pražské univerzity.
Filozofická a teologická fakulta 1654–1773. Praha: Univerzita Karlova, 1986.
79
Petra OULÍKOVÁ
FISCHER K. A. F. 1978. Jesuiten-Mathematiker in der deutschen Assistenz bis 1773.
Archivum historicum Societatis Iesu, vol. XLVII, 1978, ss. 205–206.
HORYNA M. i OULÍKOVÁ P. 2007. Kostel sv. Klimenta. Odolena Voda. M0sto Odolena
Voda: 2007, ISBN 978-80-239-8742-3.
KUNEŠOVÁ J. i MÁDL M. 2009. Malí.ská výzdoba jezuitské rezidence a kostela sv.
Františka Xaverského v Opa.anech. Památky jižních %ech 2, )eské Bud0jovice: 2009,
ss. 87–120.
LEJMAN B. 2003. Leopoldina. Uniwersytet Wroc#awski. Wroc!aw: MAK, 2003, ISBN 8389276-03-8.
NEVÍMOVÁ P. 2003. Vliv spirituality Tovaryšstva Ježíšova na výzdobné programy
.ádových kostel1. W: )ORNEJOVÁ I. (red.), Úloha církevních &ád' p&i pob(lohorské
rekatolizaci. Praha: Scriptorium, 2003, ISBN 80-86197-49-2, ss. 217–249.
NEVÍMOVÁ P. 2005. Jan Kuben – vir memoriae immortalis. W: Album amicorum. Sborník
k poct( prof. Mojmíra Horyny. Royt J. i Nevímová P. (red.). Praha: Ústav pro d0jiny
um0ní FFUK v Praze 2005, ss. 124–132.
OULÍKOVÁ P. 2006. Klementinum: pr'vodce. Praha: Národní knihovna )R 2006, ISBN 807050-491-9.
PATZAK B. 1918. Die Jesuitenbauten in Breslau und ihre Architekten. Studien zur
Schlesischen Kunstgeschichte. Strassburg:1918, t. I.
P/AZAK I. 1965. Dzia!alno&+ artystyczna morawskich malarzy-dekoratorów na $l%sku w
XVIII. Wieku. Biuletyn Historii Sztuki, 1965, nr 4, ss. 301–318.
P/AZAK I. 1972. Jan Kuben. Dekoracja malarska ko&cio!a parafialnego pod wezwaniem $w.
Krzy'a w Brzegu, Opolski Rocznik Muzealny, 1972, t. V. Opole: Muzeum $l%ska
Opolskiego w Opolu, ss. 201–231.
PODLAHA A. 1908. P1vodce malby na klenb0 kostela ve Vodolce. Památky archeologické
XXII, 1908, ss. 294–295.
SCHUPPENER G. i MA)ÁK K. 2002. Prager Jesuiten-Mathematik von 1600 bis 1740.
Leipzig: Universitätsverlag, 2002, ISBN 3-936522-18-9.
SZYBKOWSKI B. (red.) 2000. Magia iluzji. Dzie#o Jana Kubena. Opole: 2000, ISBN 83914161-2-7.
THIEME U. i BECKER 1928. Allgemeines Lexikon der bildenden Künstler, sv. XXII,
Leipzig: 1928, s. 32.
TOMAN P. 1947. Slovník výtvarných um(lc'. sv. I, Praha: 1947, s. 580.
ZLAT M. 1979. Brzeg, Wroc!aw: Ossolineum, 1979.
,ABA A. 2009. Wst"p. W: MAJEWSKI S. (red.): Ko)ció# pw. Podwy"szenia Krzy"a
*wi$tego: Brzeg, z serii: Monografia. Spotkanie z Zabytkiem: nr 3 (III) 2009, Gliwice:
Wydzia! Budownictwa Politechniki $l%skiej, s. 7.
T!umaczenie z j"zyka czeskiego: dr Renata RUSSIN-DYBALSKA
Recenzent: dr hab. Andrzej KOZIE/, Instytut Historii Sztuki Uniwersytetu Wroc!awskiego
80
3 (III) 2009
Antonina !ABA1
Katedra Budownictwa Ogólnego i Fizyki Budowli, Politechnika "l#ska, Gliwice
PUNTO STABILE W KO!CIELE PW. PODWY"SZENIA KRZY"A
!WI#TEGO W BRZEGU
Streszczenie. Elementem nierozerwalnie zwi#zanym z malowid$ami iluzjonistycznoarchitektonicznymi by$ umieszczony w posadzce kr#%ek nazywany punto stabile. Montowano
go w posadzce, aby obserwatorowi wskaza& miejsce, z którego powinien ogl#da& malowid$o.
Przeprowadzony przez autork' przegl#d wn'trz, w których zachowa$y si' malowid$a
iluzjonistyczno-architektoniczne wykaza$, %e w %adnym z tych wn'trz w Polsce nie
zachowa$o si' punto stabile. Badania archiwalnych materia$ów ikonograficznych pozwoli$y
ustali&, %e punkt taki istnia$ w ko(ciele pw. Podwy%szenia Krzy%a "w. w Brzegu. Autorka
dokona$a restytucji tego punktu a wyniki przedstawi$a w pracy Punto Stabile Resitution of
Raising of the Holy Cross Church in Brzeg [!aba 2008].
W niniejszym artykule przedstawiona zostanie weryfikacja wyników zaprezentowanych
w cytowanym wy%ej artykule.
S$owa kluczowe: barok, perspektywa, kwadratura, punto stabile, J. Langer, Brzeg.
PUNTO STABILE IN CHURCH OF THE EXALTATION OF THE HOLY
CROSS IN BRZEG
Abstract. A circle placed on the floor called punto stabile is an element inseparably
connected with architectural-illusionistic paintings. It was marked on the floor, to show the
place, where the paintings should be viewed from.
Review of interiors led by the author, where architectural-illusionistic paintings outlasted
show, that in none of interiors in Poland a mark of viewer’s post survived. Research of
archival iconographic materials allowed to establish, that in the church of the Exaltation of the
Holy Cross in Brzeg, there was such point. The author made a restitution of this point and its
results were presented in Punto Stabile Resitution of Raising of the Holy Cross Church in
Brzeg [!aba 2008].
In following article the author shows verification of results presented in quoted article.
Keywords: baroque, perspective, quadrature, punto stabile, J. Langer, Brzeg.
1
Dr in%., Wydzia$ Budownictwa Politechniki "l#skiej w Gliwicach, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5,
Antonina !ABA
1. Wprowadzenie
Mistrz, popularyzator malarstwa iluzjonistyczno-architektonicznego oraz autor traktatu o
geometrycznych podstawach przygotowania szkiców do tego typu malarstwa Andrea Pozzo
(1642 – 1709) zwraca w tym traktacie uwag' na konieczno(& zaznaczenia na posadzce
punktu, w którym powinien stan#& obserwator, aby w pe$ni doceni& mistrzostwo malarzailuzjonisty. Obserwator powinien stan#& we wskazanym punkcie, aby ulec z$udzeniu pe$nego
zjednoczenia realnych elementów architektonicznych z iluzjonistycznymi przedstawionymi w
iluzjonistycznym malowidle o tematyce architektonicznej nazywanym kwadratur# (w$.
quadrature). Punkt ten odpowiada przyj'temu w geometrycznej konstrukcji szkicu do
malowid$a iluzjonistycznego punktowi okre(lanemu jako stanowisko obserwatora.
W jednym z wyda) swojego traktatu Perspectiva pictorum atgue architectorum2 z roku
1702 Pozzo u%ywa okre(lenia punto stabile [Grau 2004]. W literaturze znajdujemy informacje
o tym, %e by$ to wmontowany w posadzk' „marmurowy kr#%ek” [Dziurla 1993] i [Nelle
2004]. Zapewnia$ on najlepsz# ekspozycj' malowid$a. Szczególne znaczenie mia$o punto
stabile dla malowide$ na sklepieniach. Zapewnia$o ono wyeliminowanie deformacji pionów
wysokich elementów iluzjonistycznych, które wynika$y z zakrzywienia sklepienia.
W tradycji chrze(cija)skiej w wielu obiektach sakralnych znajdowa$y si' miejsca
oznaczaj#ce centrum przestrzeni sakralnej. Mistrzowsko uj#$ ten problem (l#ski poeta
religijny, mistyk epoki baroku Johannes Scheffler (1624 - 1677) znany jako Angelus Silesius
(Anio$ "l#zak) w epigramie numer 183 [Scheffler, 1657]:
„W !rodkowym punkcie sta", obaczysz wszystko razem,
I tutaj i w niebiesiech, co jest i co si# stanie.”
Punto stabile pe$ni$o tak# funkcj' dla po$#czonych przestrzeni architektonicznych
strukturalnej i iluzjonistycznej [Dziurla 1998].
Na podstawie archiwalnych zdj'& odnalezionych w Muzeum Sprz'tu Gospodarstwa
Domowego (MGD) w Zi'bicach autorka przeprowadzi$a restytucj' geometryczn# gwiazdy, w
której centrum znajdowa$ si' kr#g pe$ni#cy funkcj' punto stabile dla malowid$a
architektoniczno-iluzjonistycznego w ko(ciele pw. Podwy%szenia Krzy%a "w. w Brzegu.
Restytucj' geometryczn# rozumie autorka jako oparte o przekszta$cenia geometryczne
dzia$ania maj#ce na celu odtworzenie cech geometrycznych nieistniej#cego obiektu. Jest ona
2
Perspectiva pictorum et architectorum, pierwsze wydanie, $aci)sko-w$oskie, dwa tomy, Rzym, 1693; 1700 i
pó*niej jako Perspectiva pictorum atque architectorum, Wydawany wielokrotnie w ró%nych wersjach
j'zykowych [Kowalczyk, 1975]. Wydany równie% w Zwi#zku Radzieckim w roku 1937 [Podgornyj, 1959].
82
3 (III) 2009
Punto stabile w ko"ciele…
odpowiednikiem rekonstrukcji. Restytucja dotyczy jednak sytuacji, gdy nie mamy orygina$u
obiektu, a odtworzenia dokonuje si' w oparciu o informacje o obiekcie pochodz#ce z
przekazu ustnego, zapisu w postaci werbalnej lub zapisu ikonograficznego. Cechami
geometrycznymi s# postaci geometryczna (kszta$t) i wymiary obiektu.
W niniejszej pracy przeprowadzono weryfikacj' restytucji geometrycznej przedstawionej
w pracy [!aba 2008]. Weryfikacji dokonano w oparciu o dodatkowe informacje uzyskane po
wyprostowaniu i oczyszczeniu fragmentu zdj'cia s$u%#cego za podstaw' do restytucji.
2. O restytucji wst%pnej punto stabile
Do restytucji jedno z dwóch zdj'& przedstawiaj#cych fragment posadzki we wn'trzu
brzeskiego
ko(cio$a,
na
których
zarejestrowano
widok
centralnie
po$o%onej
szesnastoramiennej gwiazdy (numery inwentarzowe zdj'cia: Mz-47-23/3 (No 19.LIV i G VII
3/15) i MZ-47-32/2 (No 18 LIV). Zdj'cie datowane jest na rok 1906 [Organisty 2007].
Nale%y ono do kolekcji Josepha Langera (1856-1918). Fragment zdj'cia przedstawiaj#cy
gwiazd' ma wymiary ok. 6 x 3 cm. Rysunek 1 przedstawia fragment tego zdj'cia po
zeskanowaniu, skontrastowaniu i wyostrzeniu.
Rys. 1. Fragment zdj'cia posadzki nawy z kolekcji J. Langera (datowanego na rok 1906 r.) po
uczytelnieniu rysunków gwiazdy, A. !aba.
Fig. 1. Fragment of nave floor - sharpen fragment of the picture from J. Langer’s collection
(from 1906), A. !aba.
Dwa fragmenty zdj'cia przekszta$cono kolinearnie z zastosowaniem programu
„Kolimbit” [Gli)ski 2003] (rys. 2).
83
Antonina !ABA
Rys.2. Niezale%ne przekszta$cenia dwóch fragmentów zdj'cia, A. !aba.
Fig. 2. Fragment of floor’s picture after collinear transformation, A. !aba.
W pierwszym przekszta$ceniu dokonano kolineacji fragmentu zdj'cia obejmuj#cego
gwiazd', prostok#t o proporcjach 3:9 i p$yt' krypty. P$yta ta zachowa$a si' w ko(ciele i
stanowi$a baz' metryczn# przekszta$cenia.
Do drugiego przekszta$cenia wybrano fragment obejmuj#cy bezpo(rednie s#siedztwo
p$yty krypty. W wyniku przekszta$cenia ustalono, %e bok p$ytki mia$ ok. 39 cm d$ugo(ci.
Wyniki pomiarów dokonanych na przekszta$conych fragmentach zdj'& i inwentaryzacji
p'kni'tej p$yty z natury przedstawiono w tablicy 1. Przegl#d posadzek w ko(ciele wykaza$, %e
w kaplicach (w. Jana Nepomucena i (w. Karola Boromeusza zachowa$y si' kwadratowe
p$ytki o boku d$ugo(ci 38,8 cm ((redni wymiar z pomiaru bezpo(redniego) wykonane z
bia$ego i szarego marmuru. Sposób u$o%enia p$ytek wskazuje wyra*nie, %e zosta$y one
u$o%one w kaplicach wtórnie. Prawdopodobnie pochodz# one z rozebranej posadzki nawy.
84
3 (III) 2009
Wyniki pomiarów
inwent.
foto.
[mm]
[mm]
ELEMENT
Poz.
Szczegó$
P+YTA KRYPTY
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Bok a
Bok b
"rednica okr'gu O1
"rednica okr'gu O2
Przek#tna
Bok
Przek#tna
Bok
Przek#tna ((r.)
Bok ((r.)
"rednica okr'gu O1
"rednica okr'gu O2
OKR,GI I
P+YTKA I
P+YTKA II
P+YTKA III
OKR,GI III
1 560
2 430
99,51
155,27
110,5
151,13
Proporcja
inwent./
foto.
15,68
15,65
15,7
15,7
Wymiary
obliczony
[mm]
d3=1735
d4= 2373
p5=593
b6=420
p7=552,5
b8=390.7
p9=547
b10=388
d11=1600
d12=2 188
Tablica 1. Zestawienie wymiarów elementów posadzki, [!aba 2008].
Table 1. Configuration of the floor’s elements sizes, [!aba 2008].
Nast'pnie skonstruowano rysunek gwiazdy (rys. 3). Ze wzgl'du na zabrudzenia na
zdj'ciu nie mo%na by$o ustali&, jak wygl#da$y naro%niki kwadratu opisuj#cego gwiazd'.
Rys. 3. Restytucja wst'pna kszta$tu gwiazdy, A. !aba.
Fig. 3. Preliminary restitution of star shape, A. !aba.
Za$o%ono, %e kwadrat ten jest dok$adnie wpasowany w równomiernie roz$o%one p$ytki
posadzki nawy (uk$ad szachownicowy z bia$ych i szarych kwadratów). Przyj'to zatem, %e
85
Antonina !ABA
d$ugo(& boku kwadratu opisuj#cego gwiazd' jest równa czterem d$ugo(ciom przek#tnych
p$ytki. Niepokój autorki restytucji budzi$ jednak fakt, %e wykonany w ten sposób rysunek nie
uwzgl'dnia$ po$o%enia w pobli%u okr'gu opisuj#cego gwiazd' wszystkich wierzcho$ków
ramion gwiazdy. Dlatego postanowiono jeszcze raz wykona& skaningi w oparciu o
oczyszczone i wyprostowane w Muzeum Gospodarstwa Domowego w Zi'bicach zdj'cie.
3. Weryfikacja restytucji wst%pnej
Po zeskanowaniu fragmentu oczyszczonego zdj'cia przedstawiaj#cego naro%e kwadratu
opisuj#cego gwiazd' zauwa%ono, %e uczytelni$ si' kszta$t naro%ników kwadratu opisuj#cego
gwiazd'. Uczytelnienie to pozwoli$o na ustalenie, %e lokalizacja kwadratu opisuj#cego
gwiazd' nie uwzgl'dnia$a w pe$ni szachownicowego uk$adu p$ytek w nawie (patrz koniec
spoiny trójk#ta stykaj#cego si' z kwadratow# p$ytk# naro%n# (fot. 1)).
Fot. 1. Naro%nik kwadratu opisuj#cego gwiazd'.
Photo 1. The edge of square describing the star.
Dlatego po przekszta$ceniu kolinearnym fragmentu oczyszczonego zdj'cia, które
potwierdzi$o poprawno(& wyników uzyskanych w I restytucji ((rednice okr'gów poz. 3 i 4 w
tabeli 1) i przy za$o%eniu, %e p$ytki w wy%ej wspomnianych kaplicach by$y p$ytkami z nawy,
skonstruowano rysunek gwiazdy jeszcze raz (rys. 4).
86
3 (III) 2009
Rys. 4. Zweryfikowany kszta$t gwiazdy, A. !aba.
Fig. 4. Examined star shape, A. !aba.
Reasumuj#c, ramiona gwiazdy wykonano z 8 marmurowych, bia$ych, kwadratowych
p$ytek o boku d$. ok. 0,39 m oraz 8 p$ytek trójk#tnych, równoramiennych, stanowi#cych
po$ówki kwadratowych wcze(niej opisanych (ci'cie p$ytek kwadratowych „po przek#tnej”).
Wierzcho$ki wszystkie bia$e p$ytki umieszczono na okr'gu O2 w odst'pie co 1/16 d$ugo(ci
okr'gu i doci'to „do okr'gu O1”. Wymiary (rednic okr'gów: ! O1 = ok. 1,75 m; ! O2 = ok.
2,40 m.
4. Zako&czenie
Prowadz#c badania w ko(ciele brzeskim autorka mia$a okazj' obserwowa&
zachowanie zwiedzaj#cych obiekt. Tylko grupy zorganizowane, zwiedzaj#ce obiekt pod
opiek# brzeskich przewodników ogl#daj# malowid$a sklepienne z miejsca, w którym kiedy(
znajdowa$o si' punto stabile. Obecnie, po odnalezieniu materia$ów dokumentuj#cych
istnienie punto stabile w ko(ciele brzeskim i przeprowadzeniu restytucji gwiazd z
nieistniej#cej posadzki, mo%na by umie(ci& informacj' o punto stabile w kruchcie ko(cio$a.
By$aby to pomoc dla osób, które zwiedzaj# obiekt indywidualnie3.
W nawie ko(cio$a brzeskiego znajduje si' obecnie posadzka ceramiczna z p$ytek
kamionkowych. Wg relacji ks. proboszcza Boles$awa Robaczka, pochodzi ona z okresu
pierwszego remontu ko(cio$a przeprowadzonego po zako)czeniu II wojny (wiatowej. Jej stan
3
Projekt plakatu informuj#cego o punto stabile przekaza$a autorka parafii.
87
Antonina !ABA
jest dobry. Ewentualne odtworzenie punto stabile nale%a$o by zatem ograniczy& do
zaznaczenia rysunku gwiazdy na powierzchni istniej#cej posadzce lub wymiany fragmentu
posadzki o powierzchni równej powierzchni gwiazdy. Wymiana ca$o(ci posadzki w nawie
by$aby, zdaniem autorki, ekonomicznie uzasadniona w przypadku zmiany sposobu
ogrzewania ko(cio$a na ogrzewanie pod$ogowe lub zu%ycia posadzki istniej#cej. Oryginalne
p$ytki posadzki nawy by$y wykonane z marmuru w kolorach bia$ym i szarym. Ze wzgl'du na
du%# powierzchni' posadzki nawy, a co za tym idzie wysokie koszty inwestycji4, ograniczono
by si' prawdopodobnie do wymiany p$ytek posadzki istniej#cej na nowe p$ytki ceramiczne
o kszta$cie, wymiarach i kolorach zbli%onych do oryginalnych p$ytek marmurowych. Zalet#
takiej wymiany by$oby wyeliminowanie silnego kontrastu mi'dzy pastelowym wn'trzem
ko(cio$a a mocno skontrastowanymi z nim pasami posadzki u$o%onymi z czarnych p$ytek.
Bibliografia
DZIURLA H. 1993. Aula Leopoldina Universitatis Wratislaviensis, Wroc$aw: Wyd.
Uniwersytetu Wroc$awskiego, 1993, s. 15 i 16.
GLI-SKI H. 2003. Przyk$ady zastosowa) programu Kolimbit. W: Materia$y z sesji
konserwatorskiej „Sztuka Konserwacji”(CD), Warszawa 24.04-30.05.2003 r.,
Warszawa: Pa)stwowe Muzeum Archeologiczne, 2003.
GRAU O. 2004. Virtual art: from illusion to immersion. Cambridge: MIT Press, 2004, s. 41 i
81.
KOWALCZYK J. 1975. Andrea Pozzo a pó*ny barok w Polsce; Cz. I. Traktat i o$tarze, W:
Biuletyn Historii Sztuki, nr 2/1975, Warszawa: 1975, s. 162.
NELLE F. 2004. Eucharystie und Experiment-Räume der Gewißheit im 17. Jarhundert, W:
Schramm H., Schwerte L., Lazardzig J., (red.): Kunstkammer, Laboratorium, Bühne.
Schauplatze des Wissen in 17. Jahrhundert. Gruyter: Walter de GmbH, 2004, s. 325.
ORGANISTY A. 2007. Joseph Langer (1865-1918). %ycie i twórczo!& wroc$awskiego
artysty. Seria wyd.: ARS VETUS ET NOVA, t. 22, Kraków: UNIVERSITAS, 2007.
PODGORNYJ A. 1959. Plafonnaja pierspiektiva. Kijev: Litertieratuara po stroitielstvie i
architiekturie USSR, 1959.
SCHEFFLER J. 1657. Cherubowy w#drowiec, (pierwsze wydanie 1657), ksi'ga wtóra,
przek$. A. Lam, Opole-Warszawa: Wyd. Elipsa, Opole-Warszawa, 2003.
!ABA A. 2008. Punto Stabile Resitution of Raising of the Holy Cross Church in Brzeg. W:
The Journal Biuletyn of Polish Society for Geometry and Engineering Graphics, nr
18/2008, ss. 95 "102.
Recenzent: dr hab. Edwin KO.NIEWSKI, Politechnika Bia$ostocka
4
Nawet wtedy, gdy ograniczono by wymian' do powierzchni niezastawionej $awkami.
88
3 (III) 2009
Jan ZI!BA1
PANORAMY SFERYCZNE JAKO NARZ!DZIE DO PREZENTACJI
I POPULARYZACJI ZABYTKÓW ARCHITEKTURY NA
PRZYK"ADZIE KO#CIO"A PW. PODWY$SZENIA KRZY$A
#WI!TEGO W BRZEGU
Streszczenie. W pa"dzierniku 2009 roku, za namow# pani dr Antoniny $aby z
Politechniki %l#skiej, przygotowa&em panoramy sferyczne w ko'ciele pw. Podwy(szenia
Krzy(a %w. w Brzegu. Efekt tej pracy mo(na obejrze) w Internecie pod adresem
www.zieba.wroclaw.pl/brzeg/brzeg.html. Niniejszy artyku& zawiera opis sposobu wykonania i
wy'wietlania takich panoram oraz mo(liwo'ci ich wykorzystania, w szczególno'ci w celu
prezentacji i dokumentacji zabytkowych wn*trz, w tym fresków malowanych na du(ych
powierzchniach.
S%owa kluczowe: panorama sferyczna, wirtualna wycieczka, freski iluzjonistyczne.
SPHERICAL PANORAMAS AS A TOOL FOR PRESENTATION AND
POPULARIZATION OF ARCHITECTURE MONUMENTS ON THE
EXAMPLE OF CHURCH OF THE EXALTATION OF THE HOLY
CROSS IN BRZEG
Abstract. In Oktober 2009 at dr Antonina $aba suggestion I prepared spherical
panoramas in the Rising Holy Cross Church in Brzeg. I published the result of this work here:
www.zieba.wroclaw.pl/brzeg/brzeg.html. In this article I describe how to make and how to
public such panoramas and possibilities of using them, especially for presentation and
documentation of historical interiors with frescos painted on big surfaces.
Keywords: spherical panorama, virtual tour, illusionistic fresco.
1. Wprowadzenie
Panorama sferyczna, zwana równie( panoram# 360 lub panoram# QTVR (ang. quicktime
virtual reality) to sposób przedstawienia na ekranie komputera ca&ej przestrzeni widocznej z
jednego miejsca, za pomoc# po&#czonych ze sob# zdj*) pokrywaj#cych ca&# sfer* wokó&
miejsca ustawienia aparatu. Zdj*cia te skleja si* za pomoc# specjalnego oprogramowania.
1
mgr, tel.: 505 865 077, e-mail: [email protected]
Jan ZI!BA
Otrzymany w wyniku plik graficzny zawieraj#cy informacj* o ca&ej sferze prezentuje si* w
sposób pozwalaj#cy patrze) w dowolnie wybranym kierunku (tak(e w dó& i do góry).
Mo(liwe jest przy tym tak(e zwi*kszanie i zmniejszanie pola widzenia, czyli powi*kszanie
widocznych na panoramie szczegó&ów lub oddalanie si* w celu obj*cia jednym spojrzeniem
wi*kszego obszaru. Panoramy sferyczne nadaj# si* doskonale do prezentacji wn*trz i
zamkni*tych przestrzeni w miastach. Rzadziej wykorzystuje si* je tak(e do przedstawiania
szerokich krajobrazów.
Kluczem do przygotowania panoramy sferycznej jest oczywi'cie algorytm i wykonany z
jego wykorzystaniem program do sklejania wielu zdj*) w panoram*. Najpowszechniej do
niedawna wykorzystywany do tego celu algorytm opracowa& w 1998 roku niemiecki
matematyk i fizyk, profesor Helmut Dersch. Przygotowa& on tak(e i udost*pni& w Internecie
zestaw narz*dzi o nazwie Panorama Tools, które pozwala&y sklei) wiele zdj*) w panoram*, a
tak(e wy'wietli) panoram* w Internecie z wykorzystaniem Javy. Narz*dzia Derscha
pozwalaj# na przygotowanie kompletnej panoramy, ale ich u(ywanie nie jest wygodne.
Dlatego te( pojawi&o si* kilka tzw. nak&adek na Panorama Tools oferuj#cych wygodny
interfejs u&atwiaj#cy korzystanie z tego narz*dzia. Najpopularniejsze z nich to komercyjny
PTGUI oraz darmowy Hugin.
W ostatnim czasie coraz wi*ksz# popularno'ci# cieszy si* program Autopanopro
pozwalaj#cy skleja) zdj*cia w panoram* z wykorzystaniem zupe&nie innego algorytmu ni(
zaproponowany przez Helmuta Derscha.
2. Jak przygotowuje si& panoram& sferyczn'
Przygotowanie panoramy sferycznej rozpoczyna si* od wykonania zdj*) ze statywu ze
specjaln# g&owic# panoramiczn#. Nast*pnie zdj*cia &#czy si* w jeden plik zawieraj#cy ca&#
informacj* o panoramie. Ostatnim etapem jest przygotowanie panoramy do prezentacji na
ekranie komputera. Cz*sto dodatkowym, wa(nym etapem pracy jest przygotowanie zdj*)
HDR pozwalaj#cych zwi*kszy) rozpi*to') tonaln# wykonanych zdj*) w celu unikni*cia
„wypale+” i wydobycia szczegó&ów z cieni.
2.1. Wykonanie zdj&( do panoramy
Przygotowanie panoramy sferycznej wymaga wykonania wielu zdj*) pokrywaj#cych ca&#
sfer* dooko&a aparatu fotograficznego. Zdj*cia trzeba wykonywa) „na zak&adk*”, tak, aby
kolejne uj*cia pokrywa&y si* w oko&o 30 %. Aby zdj*) tych by&o mo(liwie najmniej, najlepiej
90
3 (III) 2009
Panoramy sferyczne jako narz"dzie...
u(y) szerokok#tnego obiektywu „rybie oko” o bardzo krótkiej ogniskowej. Wysokiej klasy
obiektywami znakomicie nadaj#cymi si* do wykonywania zdj*) do panoram s# np. Sigma 8
mm f 3.5 i Nikkor 10.5 mm. Wykonanie panoramy ze zdj*) zrobionych standardowym
obiektywem równie( jest mo(liwe, ale ich sklejanie – ze wzgl*du na liczb* zdj*) – jest o
wiele bardziej uci#(liwe. Przy pomocy obiektywu Sigma 8 mm i lustrzanki niepe&noklatkowej
(np. Canon 500D, 50D, 7D) do przygotowania panoramy wykonuje si* najcz*'ciej 7 - 8 zdj*)
(5 - 6 dooko&a plus jedno zdj*cie „góry” i jedno zdj*cie „do&u”). Za pomoc# tych samych
obiektywów i profesjonalnej lustrzanki pe&noklatkowej (np. takiej jak Canon EOS 5D Mark
II) kompletn# panoram* mo(na z&o(y) z 3 - 4 zdj*). Do celów wykonywania panoram
dokumentuj#cych
zabytki
architektury
zupe&nie
wystarczaj#ca
jest
lustrzanka
niepe&noklatkowa. Lustrzanek pe&noklatkowych u(ywa si* do wykonywania panoram
reporta(owych, do których zdj*cia trzeba wykonywa) bardzo szybko i ich mniejsza liczba jest
w zwi#zku z tym bardzo wa(na.
Fot. 1. Zestaw o'miu zdj*) "ród&owych sk&adaj#cych si* na panoram*, J. Zi*ba.
Photo 1. Set of 8 source pictures for one panorama, J. Zi*ba.
91
Jan ZI!BA
Fot. 2. Finalny plik zawieraj#cy pe&n# informacj* o sferze wokó& punktu wykonywania zdj*)
z&o(ony z o'miu zdj*) sk&adowych z fot. 1., J. Zi*ba.
Photo 2. Final panorama file included full information about sphere around point of taking
pictures, stitched of 8 source pictures, J. Zi*ba.
Aby zdj*cia do panoramy da&o si* precyzyjnie sklei), konieczne jest zapewnienie obrotu
aparatu pomi*dzy kolejnymi zdj*ciami wokó& tzw. punktu nodalnego obiektywu (ang. nodal
point), który znajduje si* najcz*'ciej w pobli(u przedniej soczewki obiektywu. Obrót aparatu
wokó& tego punktu pozwala zapobiec przesuwaniu si* na kolejnych zdj*ciach odleg&ych
obiektów w stosunku do obiektów znajduj#cych si* blisko obiektywu. Aby zrozumie) jak jest
to wa(ne, wystarczy umie'ci) przed oczyma palec i kr*ci) g&ow# patrz#c na odleg&e obiekty,
widz#c jednocze'nie palec na pierwszym planie. ,atwo wówczas zauwa(y), (e odleg&e
obiekty, przy ró(nych ustawieniach g&owy, przesuwaj# si* z lewej na praw# stron* palca.
Oczywiste jest, (e zdj*), na których elementy drugiego planu s# ró(nie przesuni*te wzgl*dem
planu pierwszego, nie da si* w niezauwa(alny sposób po&#czy) ze sob#. Na szcz*'cie, dla
ka(dego obiektywu da si* wyznaczy) wspomniany wy(ej punkt nodalny. Obrót aparatu
wokó& tego punktu nie powoduje przesuwania si* ró(nych planów wzgl*dem siebie. Punkt
nodalny obiektywu trzeba wyznaczy) do'wiadczalnie, przesuwaj#c do ty&u mocowanie
aparatu na ramieniu specjalnej g&owicy panoramicznej. G&owic* tak# mo(na wykona)
samodzielnie (aby zobaczy) przyk&ady wielu takich g&owic wystarczy wpisa) w
wyszukiwarce internetowej has&o home made pano head). Od paru lat g&owice panoramiczne
przygotowuj# równie( producenci sprz*tu fotograficznego. Jedn# z najpopularniejszych,
charakteryzuj#c# si* dobrym stosunkiem jako'ci do ceny, jest produkowana w kilku
92
3 (III) 2009
odmianach ameryka+ska g&owica Nodal Ninja. Jednymi z najlepszych, ale niestety tak(e
najdro(szych g&owic panoramicznych s# g&owice 360Precision.
Fot. 3. G&owica panoramiczna Nodal Ninja3, [http://www.nodalninja.com/].
Photo 3. Panoramic Head Nodal Ninja3, [http://www.nodalninja.com/].
Wykonuj#c zdj*cia do panoramy trzeba korzysta) z manualnych ustawie+ aparatu, aby
czas, przes&ona oraz ustawienia balansu bieli dla wszystkich zdj*) by&y identyczne. Zdj*cia
najlepiej jest zapisywa) w formacie RAW, który daje najwi*ksze mo(liwo'ci korekty
ewentualnych b&*dów na'wietlenia i wydobycia ze zdj*) maksymalnej mo(liwej jako'ci.
2.2. Zdj&cia HDR
Wykonuj#c zdj*cia do panoramy natrafiamy na istotny problem nie wyst*puj#cy podczas
robienia zwyk&ych zdj*). Jest nim konieczno') wykonania, przy jednakowych ustawieniach
parametrów aparatu, zdj*) we wszystkich kierunkach, a wi*c tak(e „pod 'wiat&o”. W efekcie
zawsze niektóre ze zdj*) s# prze'wietlone, a inne niedo'wietlone. W wypadku panoram
wn*trz, je'li chcemy dobrze na'wietli) np. freski na sklepieniu, w miejscu okien pojawiaj# si*
bia&e, wypalone plamy (patrz pic3.tif na fotografii 4). Aby unikn#) takiego efektu, wykonuje
si* trzy ró(nie na'wietlone serie zdj*) do jednej panoramy (w wyj#tkowo trudnych
warunkach o'wietleniowych zdarza&o mi si* na'wietla) ka(de uj*cie nie 3, ale 6 razy).
Nast*pnie &#czy si* je za pomoc# specjalistycznego oprogramowania tak, aby ze zdj*) jasnych
wydoby) szczegó&y w cieniach, a ze zdj*) ciemnych np. widok za oknem. Oznacza to, (e w
praktyce, dla przygotowania jednej panoramy nale(y wykona) np. nie 8, ale 24 zdj*cia.
93
Jan ZI!BA
Technika &#czenia ró(nie na'wietlonych zdj*) w jedno, na którym widoczne s# szczegó&y
zarówno w cieniach jak i w miejscach najja'niejszych, nazywana jest cz*sto, troch* mylnie,
technik# HDR (high dynamic range). Przygotowanie dobrych, wygl#daj#cych naturalnie zdj*)
HDR, to jeden z najwa(niejszych i najtrudniejszych etapów procesu przygotowania wysokiej
jako'ci panoramy. Obecnie na rynku dost*pnych jest kilka ró(nych programów do obróbki
HDR. Funkcjonalno') tak# posiada mi*dzy innymi Photoshop. Niestety (aden z programów
nie gwarantuje zupe&nie automatycznego przygotowania naturalnie wygl#daj#cego zdj*cia
HDR. Dobre ich przygotowanie wymaga sporego do'wiadczenia, w tym tak(e w zakresie
obróbki zdj*) za pomoc# Photoshopa. Technika HDR jest szczególnie wa(na w wypadku
panoram wykonywanych we wn*trzach, w których niemal zawsze wyst*puje bardzo du(e
zró(nicowanie o'wietlenia.
94
3 (III) 2009
Fot. 4. Trzy ró(nie na'wietlone zdj*cia i zmontowane z nich zdj*cie HDR, J. Zi*ba.
Photo 4. Three differently exposed pictures and final HDR picture, J. Zi*ba.
2.3. Wy)wietlania panoram i %'czenie ich w wirtualne wycieczki
Obróbka zdj*) i z&#czenie ich w jeden plik to oczywi'cie najwa(niejsza cz*') pracy nad
panoram#. Jednak otrzymany plik wynikowy nie nadaje si* do prezentacji. Zapisana w
prostok#tnym obrazku informacja o ca&ej sferze nie nadaje si* do bezpo'redniego ogl#dania,
gdy( widoczne na niej elementy s# nienaturalnie powykrzywiane (patrz fot. 2). W
pocz#tkowym okresie rozwoju panoram sferycznych mo(liwe by&o ich wy'wietlanie w formie
imituj#cej rzeczywisto') za pomoc# aplikacji przygotowanej w Javie. Lepsz# jako')
wy'wietlania panoram zapewni& nast*pnie program QuickTime firmy Adobe. Doskona&#
wr*cz jako') wy'wietlania panoram zapewnia program DevalVR. Wszystkie te aplikacje
maj# jednak jedn#, wa(n# wspóln# wad* - nie s# one powszechnie instalowane przez
u(ytkowników komputerów, co oznacza, (e ka(dy musia& przed obejrzeniem panoramy
specjalnie w tym celu zainstalowa) jeden z wymienionych wy(ej programów. W efekcie
panoramy by&y dost*pne jedynie dla hobbystów, którzy szczególnie si* nimi interesowali.
Prawdziwy prze&om w wy'wietlaniu panoram nast#pi& w roku 2007, kiedy to pojawi&y si*
wydajne aplikacje pozwalaj#ce wy'wietla) wysokiej jako'ci panoramy w przegl#darce
95
Jan ZI!BA
internetowej z wykorzystaniem Adobe Flash, który instalowany jest przez u(ytkowników
ogromnej wi*kszo'ci komputerów. Od tego momentu panoramy mog&y sta) si* tak samo
naturalnym elementem witryny internetowej jak zwyk&e zdj*cie. Dodatkowo mo(liwe jest
&#czenie ich w coraz bardziej rozbudowane wirtualne wycieczki, czyli z&o(one flash’owe
aplikacje pozwalaj#ce przechodzi) za pomoc# jednego klikni*cia od panoramy do panoramy,
wy'wietla)
powi*kszenia
wybranych
obiektów
widocznych
na
panoramie
(np.
najciekawszych widocznych na panoramie eksponatów muzealnych) oraz informacje
uzupe&niaj#ce.
W witrynie zieba.wroclaw.pl mo(na obejrze) wiele przyk&adów takich wirtualnych
wycieczek. S# tam dost*pne mi*dzy innymi wycieczki po wroc&awskim ratuszu oraz
klasztorach w Lubi#(u i w Krzeszowie.
Obecnie najbardziej zaawansowanymi systemami s&u(#cymi do wy'wietlania panoram w
oparciu o Adobe Flash jest Flash Panorama Player oraz Krpano. Obie te aplikacje s# swego
rodzaju systemami programowania wirtualnych wycieczek poprzez redagowanie specjalnego
pliku xml, w którym umieszcza si* odpowiednie komendy. Korzystanie z nich wymaga
elementarnej umiej*tno'ci programowania, co niestety utrudnia prac* z tymi narz*dziami
osobom, które si* z programowaniem wcze'niej nie zetkn*&y. Znacznie prostszym w u(yciu,
ale jednocze'nie oferuj#cym mniejsze mo(liwo'ci jest np. program Pano2VR, a którego
pomoc# prost# wirtualn# wycieczk* we flash’u mo(na po prostu „wyklika)”.
3. Panoramy ko)cio%a pw. Podwy*szenia Krzy*a #wi&tego w Brzegu
G&ównym celem przygotowania panoram w ko'ciele pw. Podwy(szenia Krzy(a %w. w
Brzegu by&o przedstawienie znajduj#cych si* tam fresków iluzjonistycznych Jana Kubena.
Freski malowane na du(ych powierzchniach trudno jest pokaza) za pomoc# tradycyjnej
fotografii, gdy( nie da si* sfotografowa) ich w ca&o'ci, a zdj*cia fragmentów nie oddaj# tego,
co widzi cz&owiek obserwuj#cy je w rzeczywisto'ci. Szczególnie nie&atwe jest to w wypadku
fresków iluzjonistyczno-architektonicznych, których ogl#danie bez kontekstu ca&ego wn*trza,
w którym si* znajduj#, nie ma w&a'ciwie sensu. W odró(nieniu od zwyk&ej fotografii,
panorama sferyczna pozwala na pokazanie ca&ej przestrzeni widzianej z miejsca jej
wykonania i dzi*ki temu znakomicie nadaje si* do dokumentowania i prezentacji
zabytkowych wn*trz, w tym w szczególno'ci wn*trz, w których 'ciany i sklepienia pokryte s#
freskami.
Najwa(niejsz# panoram# w ko'ciele w Brzegu jest panorama wykonana ze statywu
96
3 (III) 2009
ustawionego w tzw. punto stabile [$aba 2008], czyli w miejscu, które artysta wybra& jako to,
z którego nale(y podziwia) jego dzie&o (czasami takich miejsc jest kilka [$aba 2006]).
Ogl#daj#c freski iluzjonistyczne z punto stabile ma si* wra(enie, (e przedstawione na nich
elementy s# przed&u(eniem realnie istniej#cej konstrukcji budynku. Panorama sferyczna
pozwala na odniesienie tego wra(enia bez konieczno'ci fizycznej obecno'ci w
przedstawionym za jej pomoc# wn*trzu. Dwie pozosta&e panoramy, do których zdj*cia
zrobi&em ustawiaj#c statyw w znacznej odleg&o'ci od punto stabile, pozwalaj# zobaczy) jak
ogromne znaczenie ma obserwowanie fresków iluzjonistycznych w&a'nie z tego miejsca.
Wida) na nich wyra"nie „niedopasowanie” kolumn namalowanych r*k# autora fresków do
realnych kolumn konstrukcji ko'cio&a.
4. Podsumowanie
Historia panoram sferycznych i z&o(onych z nich wirtualnych wycieczek jest stosunkowo
krótka. W ostatnich dwóch latach daje si* jednak zauwa(y) ogromny wzrost zainteresowania
nimi i wykorzystania ich do prezentacji ró(nych obiektów, przede wszystkim w Internecie. W
odró(nieniu od tradycyjnej fotografii, panoramy sferyczne pozwalaj# pokaza) ca&y kontekst
widocznych na nich detali, które w oderwaniu od tego kontekstu, (co ma miejsce w wypadku
zwyk&ego zdj*cia) s# zupe&nie inaczej odbierane. Z tego powodu panorama sferyczna wydaje
si* znakomitym narz*dziem nie tylko do popularyzacji, ale tak(e do dokumentowania
zabytków, a w szczególno'ci fresków, których czasami nie da si* po prostu sfotografowa).
Przyk&adem mo(e tu by) fresk na sklepieniu refektarza klasztoru w Lubi#(u (mo(na go
zobaczy) w Internecie pod adresem: http://zieba.wroclaw.pl/lubiaz_qtvr_main.html). Warto
przy tym podkre'li), (e technika wykonywania panoram jest stosunkowo tania i mo(e by)
wykorzystywana powszechnie. Bardzo obiecuj#ca wydaje si* te( by) rozwijaj#ca si* od
niedawna technika przygotowywania i prezentowania tzw. giga panoram o bardzo du(ych
rozdzielczo'ciach, umo(liwiaj#cych zapami*tywanie i prezentowanie przedstawionego na
panoramie obiektu z bardzo du(# precyzj#. Technologia ta zmienia ca&kowicie mo(liwo'ci
rejestracji obiektów zabytkowych dla potrzeb ich konserwacji, zw&aszcza w przypadku
wielkopowierzchniowych fresków sklepiennych.
Zdaniem, autora wykorzystanie panoram sferycznych do rejestracji informacji o
obiektach zabytkowych (zw&aszcza tam, gdzie poszczególne elementy architektury, wystroju i
wyposa(enia obiektu s# ze sob# 'ci'le powi#zane, np. w obiektach sakralnych) to jedno z
najwa(niejszych mo(liwo'ci, jakie daje to nowoczesne rozwi#zanie techniczne.
97
Jan ZI!BA
Tworzenie panoram sprzyja popularyzacji obiektów zabytkowych.
Przy zastosowaniu najnowszych mo(liwo'ci technicznych mo(liwe jest prowadzenie
dyskusji
o obiekcie
w
kontek'cie
ich konserwacji
oraz
tworzenie wytycznych
konserwatorskich. Przyk&adem odwo&ania si* do pomocy panoramy (walcowej) w
projektowaniu konserwatorskim podano w publikacji [Korcz, Rouba i Szmit-Naud 2007].
Oczywi'cie, nie mog# one zast#pi) wizyty w obiekcie, ale stanowi# 'rodek techniczny,
który daje mo(liwo'ci wi*ksze ni( zbiór zwyk&ych fotografii i rysunków. Mog# by) one
wykorzystywane obok innych 'rodków technicznych, takich jak opisane w pracach [Boro+ i
Wróbel 1998; Boro+, Wróbel i Kocierz 2006] metody fotogrametryczne, które
wykorzystywane s# przez konserwatorów malowide& 'ciennych [Stec 2007].
Najlepszym "ród&em informacji o panoramach i sposobie ich wykonywania jest obecnie
Internet. Poni(ej przedstawiam kilka najwa(niejszych witryn internetowych, w których
dowiedzie) si* mo(na wi*cej o tym jak robi si* panoramy oraz zobaczy) jak mog# by) one
wykorzystywane. Materia&y zgromadzone w tych witrynach stanowi# podstawowe, stale
aktualizowane "ród&o literatury przedmiotu.
Bibliografia
BORO- A., WRÓBEL A 1998. Opracowanie fotoplanu malowid&a ze sklepienia ko'cio&a
o.o. Pijarów w Krakowie z wykorzystaniem metod fotogrametrii cyfrowej. W:
Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 1998, Vol. 8, ss. 17/1-17-9.
BORO- A., WRÓBEL A., KOCIERZ R. 2006. Metoda wytwarzania barwnych fotoplanów
rozwini*) malowide& z powierzchni kolebkowych z wykorzystaniem kamery
fotogrametrycznej i aparatu cyfrowego, W: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i
Teledetekcji, vol.16, Stare Jab&onki, 2006, ss. 87-96.
KORCZ J., ROUBA B. J., SZMIT-NAUD E. 2007. Potrzeba kompleksowego traktowania
zabytku i jego historycznych nawarstwie+ – projekt konserwatorski dla katedry
toru+skiej. W: SZMELTER I., JADZI-SKA M. (red.) Sztuka konserwacji i
restauracji; Cesare Brandi (1906-1988), jego my!l i debata o dziedzictwie. Sztuka
konserwacji – restauracji w Polsce, Warszawa: Przedsi*biorstwo Wydawnicze
Rzeczpospolita SA, 2007, ss. 266-273.
STEC M. 2007. Projektowanie konserwatorskie jako platforma porozumienia mi*dzy
konserwatorem a u(ytkownikiem. W: SZMELTER I., JADZI-SKA M. (red.) Sztuka
konserwacji i restauracji; Cesare Brandi (1906-1988), jego my!l i debata o
dziedzictwie. Sztuka konserwacji – restauracji w Polsce, Warszawa: Przedsi*biorstwo
Wydawnicze Rzeczpospolita SA, 2007, ss. 148-161.
$ABA A. 2006. On basic perspective system of illusionistic-architectural vault paintings,
MIA Jounale (Modelisation Informationnelle pour l’architecture patrimoniale),
Maximin la Sainte Baume: 2006, nr 1, ss. 82-92.
98
3 (III) 2009
$ABA A. 2008. Punto Stabile. Restitution of Rising of Holy Cross Church in Brzeg, The
Journal of Polish Society for Geometry and Engineering Graphics, vol.18, ss. 95–102.
Oprogramowanie pomagaj'ce po%'czy( zdj&cia w panoram&
APP: http://www.autopano.net/en/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
Hugin: http://hugin.sourceforge.net/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
Jim Watters: http://www.photocreations.ca/panotools/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
New House Internet Services BV: http://www.ptgui.com/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
G%owice panoramiczne
Agnos: http://www.agnos.com/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
Nodal Ninja: http://www.nodalninja.com/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
Panorama Hardware: http://www.panorama-hardware.com/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
360Precision: http://www.360precision.com/360/360.cfm/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
Programy do wy)wietlania panoram i tworzenia wirtualnych wycieczek
DevalVR: http://www.devalvr.com/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
FlashPanoramas: http://flashpanoramas.com/player/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
Gardengnomesoftware: http://gardengnomesoftware.com/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
Krpano: http://www.krpano.com/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
Przyk%ady panoram, poradniki, fora internetowe o panoramach
James Rigg: http://www.panoguide.com/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
lookdigital.pl: http://panoforum.vr360.pl/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
VR WAY: http://www.panoramas.dk/(data dost*pu: 17.09.2009 r.).
Recenzent: prof. przew. kwal. II Bogumi&a Jadwiga ROUBA, Uniwersytet MK w Toruniu.
99

Document 27452

Transkrypt

Podobne dokumenty

Historia sztuki - prezentacja cz. II

Echa różne - Echo Miechowa

Zobacz film - Paco Cases

Pobierz - Centrum Rehabilitacji Holistycznej

Injection wrzesien 2014 pl

Injection styczen 2014 pl

Injection September 2013 pl