Monografia udostępniona jest na stronie Recenzenci Monografii 1(II) 2008:

Transkrypt

1 Redaktor Monografii: prof. dr hab. inż. Stanisław MAJEWSKI Sekretarz Monografii: dr inż. Antonina ŻABA Redaktor techniczny: mgr inż. Dominik WOJEWÓDKA Adres Redakcji: Redakcja Monografii SPOTKANIE Z ZABYTKIEM Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej GLIWICE, ul. Akademicka 5 Monografia.Rb@polsl.pl Monografia udostępniona jest na stronie Recenzenci Monografii 1(II) 2008: ARCHITEKTURA Dr hab. inż. arch. Agata ZACHARIASZ, Politechnika Krakowska BUDOWNICTWO -Fizyka budowli Prof. dr hab. inż. Piotr KLEMM, Politechnika Łódzka - Konstrukcje Dr hab. inż. Jerzy JASIEŃKO prof. nzw. w Politechnice Wrocławskiej Dr hab. Inż. Jarosław Z. MIRSKI - prof. nzw. w Politechnice Świętokrzyskiej - Korozja biologiczna Prof. dr hab. Alicja STRZELCZYK, Uniwersytet M. Kopernika w Toruniu Prof. dr hab. inż. Wojciech SKOWROŃSKI, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu INŻYNIERIA SANITARNA Dr hab. inż. Marian KWIETNIEWSKI - prof. nzw. w Politechnice Warszawskiej OCHRONA I OPIEKA NAD ZABYTKAMI Prof. przew. kwal. II Bogumiła ROUBA, Uniwersytet M. Kopernika w Toruniu Oprawa i druk: D&D Sp. z o.o Gliwice, ul. Moniuszki 6 Tel. (32)

2 SPIS TREŚCI ARCHITEKTURA Krzysztof M. ROSTAŃSKI ZAŁOŻENIE KOMPOZYCYJNE ZIE- LENI WOKÓŁ KOŚCIOŁA PW. ŚW. JERZEGO W OSTROPIE 9 COMPOSITION OF THE GREEN ELEMENTS AROUND ST GEORGE CHURCH IN OSTROPA BUDOWNICTWO - fizyka budowli Artur NOWOŚWIAT Leszek DULAK Rafał ŻUCHOWSKI OCENA PARAMETRÓW AKU- STYCZNYCH KOŚCIOŁA ZABYT- KOWEGO PW. ŚW. JEZREGO W OSTROPIE CZ. I 17 ACOUSTIC PARAMETERS ESTIMA- TION OF HISTORIC ST. GEORGE CHURCH IN OSTROPA Artur NOWOŚWIAT Leszek DULAK Rafał ŻUCHOWSKI OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW AKUSTYCZNYCH KOŚCIOŁA ZA- BYTKOWEGO W OSTROPIE ZE WZGLĘDU NA ODBIÓR DŹWIĘKU MUZYCZNEGO I SŁOWNEGO CZ.II 25 ACOUSTIC PARAMETERS OPTIMI- ZATION OF HISTORIC CHURCH IN OSTROPA IN RESPECT TO RECEP- TION MUSICAL AND VERBAL SOUND - konstrukcje Marcin GÓRSKI Rafał KRZYWOŃ Szymon DAWCZYŃSKI TECHNICZNE MOŻLIWOŚCI OD- BUDOWY ZABYTKOWEGO MURU WOKÓŁ KOŚCIOŁA W OSTROPIE 33 TECHNICAL POSSIBILITIES OF THE RECNSTRUCTION OF HISTORICAL WALL SURROUNDING CHURCH IN OSTROPA 3

3 Jacek HULIMKA ZACHOWANIE STATYCZNE ZE- WNĘTRZNEJ KONSTRUKCJI NO- ŚNEJ NAWY GŁÓWNEJ KOŚCIO- ŁA ŚW. JERZEGO W GLIWICACH OSTROPIE 41 STATIC BEHAVIOUR OF EXTERNAL STRUCTURE OF THE NAVE OF ST. GEORGE CHURCH IN OSTROPA Jacek HULIMKA STAN PRZEDAWARYJNY ŚCIAN I SKLEPIEŃ ZAKRYSTII KOŚCIOŁA ŚW. JERZEGO W GLIWICACH OSTROPIE 51 PRE-FAILURE STATE OF WALLS AND VAULTS IN SACRISTY OF ST. GEORGE CHURCH IN GLIWICE OSTROPA Piotr DUDZIK STROPY W ZABYTKOWYCH KO- ŚCIOŁACH TYPU ŚLĄSKIEGO 59 CEILING IN ANTIQUE WOOD CHURCHES MAKE IN SILESIAN S TYPE - korozja biologiczna Jan Antoni RUBIN Sabina JASIULEK DESTRUKCYJNY WPŁYW CZYNNI- KÓW BIOTYCZNYCH NA DREW- NIANĄ KONSTRUKCJĘ ZABYTKO- WEGO KOŚCIOŁA PW. ŚW. JE- RZEGO W OSTROPIE 69 DESTRUCTIVE IMPACT OF BIOTIC FACTORS ON WOODEN CON- STRUCTION OF THE MONUMEN- TAL ST.GEORGE S CHURCH IN OSTROPA Jerzy ROŻAŃSKI DEZYNSEKCJA DREWNA WYRO- BIONEGO 77 COMBATING OF WOODBORERS 4

4 INŻYNIERIA SANITARNA Grzegorz ŚCIERANKA INSTALACJE SANITARNE W OBIEK- TACH ZABYTKOWYCH 85 PIPELINE INSTALLATIONS IN HI- STORIC STRUCTURES OCHRONA I OPIEKA NAD ZABYTKAMI Krzysztof GERLIC DREWNIANY ZABYTKOWY KO- ŚCIÓŁ W PARAFII W ASPEKCIE OCHRONY PRZECIWPOŻAROWEJ 93 WOODEN HISTORICAL CHURCH WITHIN PARISH IN THE ASPECT OF FIRE PROTECTION 5

5 6

6 MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 Monografię SPOTKANIE Z ZABYTKIEM zaplanowano jako kwartalnik, w którym publikowane będą prace poświęcone interdyscyplinarnym badaniom prowadzonym w wybranych zabytkowych obiektach architektonicznych. Celem badań jest pomoc w utrzymaniu tych obiektów. Monografia będzie prezentować wyniki prac prowadzonych w jednym obiekcie. Wydawca ma nadzieję, że rozwiązywanie problemów w wybranym zabytku przez zespoły interdyscyplinarne pomoże w szeroko rozumianym utrzymaniu obiektów zabytkowych. Równocześnie liczymy na to, że Monografia będzie interdyscyplinarnym forum dyskusyjnym poświęconym ochronie zabytków architektonicznych, poradnikiem dla użytkowników takich obiektów i studentów, którzy w przyszłości będą pracować w obiektach zabytkowych i objętych ochroną konserwatorską. W zeszycie 1(II)2008 Monografii opublikujemy artykuły związane z badaniami prowadzonymi w kościele pw. św. Jerzego w Ostropie. Ten piękny zabytek wymaga interwencji specjalistów z wielu dziedzin. W związku ze złym stanem technicznym obiektu uważamy za sprawę najistotniejszą zabezpieczenie jego konstrukcji. Mamy nadzieje, że rozwiązania zaproponowane w artykułach pomogą uratować obiekt. Chcieliśmy serdecznie podziękować za pomoc udzieloną w prowadzeniu badań mieszkańcom Ostropy oraz proboszczowi parafii ostropskiej księdzu mgr Józefowi KARZE. W drugim etapie prac w kościele konieczne jest przygotowanie programu konserwatorskiego. Materiały przygotowane do dyskusji nad tym programem umieszczono w elektronicznym suplemencie do zeszytu 1 (II) Za pomoc w przygotowaniu tych materiałów dziękujemy konserwatorowi zabytków mgr Janowi GAŁASZKOWI z Muzeum w Pszczynie. Mamy nadzieję, że zainteresujemy Szanownych Czytelników sprawą uratowania kościoła pw. św. Jerzego w Ostropie. Zapraszamy do publikowania kolejnych artykułów o kościele ostropskim w elektronicznym suplemencie naszego wydawnictwa. Zapraszamy do dyskusji i współpracy Redakcja Monografii SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 7

7 Projekt okładki Antonina ŻABA Wykorzystano zdjęcia: - widok kościoła, aut. Antoniny ŻABY, - płaskorzeźby główki aniołka z ołtarza głównego (w trakcie oczyszczania), aut. Jana GAŁASZKA. 8

8 MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 AUTORZY WYKAZ ALFABETYCZNY DAWCZYŃSKI Szymon DUDZIK Piotr DULAK Leszek GERLIC Krzysztof GÓRSKI Marcin HULIMKA Jacek JASIULEK Sabina KRZYWOŃ Rafał NOWOŚWIAT Artur ROSTAŃSKI Krzysztof ROŻAŃSKI Jerzy RUBIN Jan Antoni ŚCIERANKA Grzegorz ŻUCHOWSKI Rafał Katedra Inżynierii Budowlanej, Politechnika Śląska, Gliwice Ośrodek Geometrii i Grafiki Inżynierskiej, Politechnika Śląska, Gliwice Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska, Gliwice Katedra Projektowania i Nowych Technologii w Architekturze, Politechnika Śląska, Gliwice Katedra Inżynierii Budowlanej, Politechnika Śląska, Gliwice Katedra Inżynierii Budowlanej, Politechnika Śląska, Gliwice Polskie Stowarzyszenie Mykologów Budownictwa, Koło Śląskie Katedra Inżynierii Budowlanej, Politechnika Śląska, Gliwice Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska, Gliwice Katedra Urbanistyki i Planowania Przestrzennego, Politechnika Śląska, Gliwice ROCHEM, Toruń1 Politechnika Śląska, Katedra Procesów Budowlanych, Gliwice; Polskie Stowarzyszenie Mykologów Budownictwa, Koło Śląskie Zakład Wodociągów i Kanalizacji, Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Politechnika Śląska, Gliwice Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska, Gliwice

9 MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 Krzysztof M. ROSTAŃSKI 1 Katedra Urbanistyki i Planowania Przestrzennego, Politechnika Śląska, Gliwice ZAŁOŻENIE KOMPOZYCYJNE ZIELENI WOKÓŁ KOŚCIOŁA PW. ŚW. JERZEGO W OSTROPIE Streszczenie. Artykuł przedstawia analizę wartości zieleni zastanej wokół kościoła pw. św. Jerzego w Ostropie. Oceniono jej wartość przyrodniczą i kompozycyjną. Układ kompozycyjny i stan jego zachowania analizowany jest w porównaniu do przykładowych innych obiektów o podobnym charakterze - w Graboszycach, Barwałdzie i Kopszywnicy. Drzewa rosnące wzdłuż ogrodzenia są w wieku około 150 i 90 lat. Są zdrowe, jednak ze względu na swoją wielkość stwarzają pewne zagrożenie podczas silnych wiatrów. Podano warunki, jakie należy spełnić przy renowacji kościoła, by zachować zastany drzewostan, w tym konieczne odległości i zabezpieczenia. Przy rewaloryzacji należy rozważyć możliwość dosadzenia młodych drzew wzdłuż ogrodzenia. Słowa kluczowe: zieleń, kompozycja, rewaloryzacja. COMPOSITION OF THE GREEN ELEMENTS AROUND ST GEORGE CHURCH IN OSTROPA Summary. The article is presenting analysis of the green elements on the area around St George church in Ostropa. There was assessed its natural and composition valour. The composition was compared to similar in Graboszyce, Barwald and Kopszywnica. Trees growing along the border wall are about 150 and 90 years old. Are healthy but can bring some danger in the case of strong wind because of their size. There were given conditions for area re-constructions being safe for the trees. Some new plantations along the wall should be taken under considerations. Key words: green elements, composition, reconstruction. 1. Wprowadzenie Prace nad rewaloryzacją kościoła św. Jerzego w Ostropie wymagają rozpatrzenia roli zieleni w jego otoczeniu. Zieleń ta, na pierwszy rzut oka nie wydaje się ciekawa. Kilka drzew przy ogrodzeniu i powierzchnia trawnika pomiędzy murem a budynkiem kościoła. Jest to jednak układ charakterystyczny dla małych założeń sakralnych, którego historia sięga średnio- 1 Dr inż. arch., Wydział Architektury Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 7, tel.: , krzysztof.rostanski@polsl.pl

10 Krzysztof M. ROSTAŃSKI wiecza. Brak drzew w tym założeniu zubożyłby go w sposób znaczący. Zastanowienia wymaga również rola trawnika i sposób jego zagospodarowania. Kwestią jest możliwość lokalizowania tu obiektów budowlanych i ich wpływ na historyczną wierność dla układu kompozycyjnego. Problemem wymagającym rozwiązania jest również sposób rekonstrukcji muru, szczególnie w pobliżu korzeni drzew. Kwestią decyzji projektowej jest dosadzenie młodych drzew w pobliżu muru. 2. Metody Teren opracowania stanowi otoczenie kościoła pw. św. Jerzego w Ostropie, wraz z murem okalającym założenie i jego najbliższym sąsiedztwem. Analizy drzew prowadzono w oparciu o inwentaryzację, a w tym pomiary pierśnicy (obwód na wysokości 130 cm ponad poziomem terenu), szerokości korony, wysokości drzewa i jego stanu zdrowotnego. Stan zdrowotny określono korzystając z pracy prof. Marka Siewniaka [Siewniak, -]. Na podstawie pierśnic obliczono przeciętną średnicę drzewa. Korzystając z tabel prof. Longina Majdeckiego [Majdecki, -] określono przybliżony wiek drzew. Dane te zweryfikowano korzystając z pracy Cezarego Pacyniaka [Pacyniak, 1992]. Układ kompozycyjny założenia porównano z wybranymi przykładami podobnych obiektów z własnych obserwacji i z literatury. Wymagania konserwatorskie dotyczące możliwości budowy muru w pobliżu drzew opracowano na podstawie prac dendrologicznych i konserwatorskich [Lenard, Wolski, 2005], [Majdecki, 1993]. 3. Walor przyrodniczy zieleni zastanej Drzewa rosnące w terenie opracowania to w znacznej mierze gatunki rodzime: jesion wyniosły (Fraxinus excelsior), lipa drobnolistna (Tilia cordata) i wiąz szypułkowy (Ulmus laevis). Przy dawnej bramie posadzono zadomowione u nas kasztanowce pospolite (Aesculus hippocastanum). Wszystkie drzewa są w dobrym stanie zdrowotnym, jedynie wiąz ma pojedyncze suche gałęzie. Kasztanowce mają niewielkie próchniejące dziuple w miejscach ran po usuniętych gałęziach. Brzegi tych dziupli są zabliźnione. Na jednym kasztanowcu i lipie występuje jemioła. Jest tu po kilka osobników na każdym drzewie. Brak suchych gałęzi sugeruje wstępny stan zaatakowania. Należałoby rozważyć potrzebę usunięcia z nich jemioły. Wiąz ma guzowatość pnia. Cały jego pień pokryty jest odrostami, które należałoby usunąć dla uzyskania lepszego efektu wizualnego. Odrosty te mogą też utrudniać ruch w pobliżu pnia. W koronach drzew brak jest posuszu, jednak wielkość drzew sprawia, że mogą one gro- 10

11 Założenie kompozycyjne zieleni. 1(II) 2008 zić łamaniem gałęzi w czasie silnych wiatrów. Teren wewnątrz ogrodzenia jest podniesiony w stosunku do otoczenia. Powoduje to odsłonięcie korzeni w miejscach, gdzie mur uległ zniszczeniu. Podsumowując można stwierdzić, że zastane tu drzewa mają znaczną wartość przyrodniczą. Wartość ta wynika między innymi z zachowania formy koron i dobrego stanu zdrowotnego. Lp. Gatunek Pierśnica (DBH) [cm] Średnica korony (crown diameter) [m] Wysokość (height) [m] Przybliżony wiek (age) [l] Promień strefy zagrożenia korzeni (radius of root threat zone) [m] Uwagi (comments) 1. Kasztanowiec pospolity - Aesculus hippocastanum 2. Kasztanowiec pospolity - Aesculus hippocastanum 3. Jesion wyniosły -Fraxinus excelsior 4. Wiąz szypułkowy - Ulmus laevis 5. Jesion wyniosły -Fraxinus excelsior 6. Jesion wyniosły -Fraxinus excelsior 7. Jesion wyniosły -Fraxinus excelsior 8. Lipa drobnolistna - Tilia cordata ,6 zabliźniona rana pnia od ognia, próchniejąca mała dziupla, jemioła ,2 zabliźnione rany pnia, próchniejące małe dziuple, po częściowej redukcji konarów , ,4 pojedyncze suche gałęzie, guzowatość, odrosty z pnia ,2 dwa zrośnięte pnie ok. 90 cm pierśnicy ,0 171, ,6 dwa pnie zrośnięte u podstawy ,2 dwa zrośnięte pnie ok.55 cm pierśnicy każdy, jemioła Tablica 1. Zestawienie drzew zastanych na terenie opracowania. Tab. 1. List of the trees existing on area concerned. 11

12 Krzysztof M. ROSTAŃSKI 4. Walor kompozycyjny zieleni zastanej Układ kompozycyjny drzew wokół kościoła pw. św. Jerzego nie wyróżnia się szczególnie na tle innych, podobnych obiektów. Jest on charakterystyczny dla małych założeń sakralnych, a jego historia sięga średniowiecza. W centrum założenia znajdował się kościół, wokół niego zlokalizowany był cmentarz, a całość otoczona była murem, lub innym ogrodzeniem. Teren cmentarza zmienił się z biegiem czasu na trawnik. Nie próbuje się go zabudowywać z szacunku dla prochów pochowanych tu ludzi. Pojawiają się tu jednak czasem kaplice, figury świętych, krzyże, dawne nagrobki, grota Matki Boskiej czy elementy drogi krzyżowej. Całość założenia znajduje się na wzniesieniu, którego krawędź stanowi mur lub jego ślad. Kościół jest dobrze wyeksponowany w swoim najbliższym sąsiedztwie, choć z większej odległości widać jedynie jego wieże i korony drzew. Powodem jest tu zwarta zabudowa mieszkaniowa wokół. Korony drzew z każdego ujęcia podnoszą wartość estetyczną widoku na kościół. Rys. 1. Ostropa - rzut obiektu, K. M. Rostański. Fig. 1. Ostropa plan, K. M. Rostański. W Bańskiej Bystrzycy na Słowacji, w 2006 roku w trakcie prac budowlanych na rynku w pobliżu kościoła, z ziemi wydobytej z wykopu odsiano kilka metrów sześciennych ludzkich kości. Daje to wyobrażenie o charakterze takich miejsc. Drzewa sadzone wzdłuż ogrodzenia dawały cień i chroniły budynek kościoła przed wiatrem. Możliwe, że zielone korony drzew z dużą ilością soczystych liści mogły też, w pewnym sensie, chronić budynek przed pożarem. 12

13 Założenie kompozycyjne zieleni. 1(II) 2008 Czasem miejsce wejścia na teren kościelny bywało akcentowane. Tak jest właśnie w Ostropie, gdzie po obu stronach bramy wejściowej posadzono kasztanowce. Z zastanego tu układudrzew nie można wywnioskować, czy istniała symetria ich sadzenia względem osi kościoła. Tym niemniej nie jest ona wykluczona. Zdj. 1. Koprzywnica, K. M. Rostański. Photo 1. Koprzywnica, K. M. Rostański. Gerard Ciołek przedstawia plan parku w Kluczewsku, gdzie według stanu z XVIII wieku widać kościół otoczony wieńcem drzew wzdłuż ogrodzenia [Ciołek, 1978]. Podobny układ kompozycyjny wokół kościoła widać na planie ogrodu dworskiego w Zbyszycach, według stanu z 1846 roku [Ciołek, 1978]. Wyraźny wieniec z drzew otacza również kościół na Podgórzu w Krakowie [Bogdanowski, 2000]. Na terenie pomiędzy kościołem a ogrodzeniem w Koprzywnicy zachowały się figury świętych i nagrobek w kształcie krzyża. Całość jest obecnie trawnikiem przeciętym aleją prowadzącą od bramy do drzwi kościoła i innymi ścieżkami. Wzdłuż ogrodzenia widoczne są niektóre, pozostałe tu jeszcze drzewa. Wiele drzew zostało już jednak wyciętych. Te, które pozostawiono mają szerokie, kształtne korony, atrakcyjne estetycznie. Brak tu drzew o zniekształconych, zredukowanych koronach. 13

14 Krzysztof M. ROSTAŃSKI Zdj. 2. Barwałd, K. M. Rostański. Photo 2. Barwałd, K. M. Rostański. Wzdłuż ogrodzenia kościoła w Barwałdzie pozostawiono niektóre drzewa, lecz zredukowano znacznie ich korony. Większość starych lip jednak usunięto, ze względu na zagrożenie jakie stwarzały dla ludzi i dachu kościoła. Lipy o silnie zredukowanych koronach nie są atrakcyjne. Być może odbudują swoje korony, ale trudno powiedzieć czy nastąpi to zanim wypróchnieją ich pnie. Sam układ kompozycyjny stracił również na wartości ze względu na brak wielu drzew i utratę czytelności. W Graboszycach usunięto wszystkie drzewa z terenu wewnątrz ogrodzenia. Pozostawiono jedynie niektóre, rosnące na zewnątrz. Te pozostawione mają zachowany ładny kształt koron, niestety zagrożenia, jakie mogą powodować są wciąż realne. Przy decyzji dotyczącej zachowania lub usunięcia starych drzew należy zawsze rozważyć, co traktujemy jako większą wartość. Układ kompozycyjny czy okazałość samych drzew. Dobrze jest, gdy można te wartości z sobą pogodzić, często jednak nie jest to możliwe. Wtedy uzyskany efekt bywa ułomny. 14

15 Założenie kompozycyjne zieleni. 1(II) Wymagania zieleni dotyczące rekonstrukcji muru Drzewa rosnące wzdłuż muru wymagają zachowania odpowiednich zasad prowadzenia prac budowlanych w ich sąsiedztwie. System korzeniowy drzew rozwija się szeroko. Dla prac budowlanych szczególne znaczenie ma strefa wokół drzewa, w której znajduje się zasadnicza, niezbędna objętość bryły korzeniowej. Przyjmuje się, że jest to strefa o promieniu równym podwójnemu obwodowi pnia na wysokości 130 cm [Lenard, Wolski 2005]. Dla drzewa o pierśnicy 300 cm, promień tej strefy wynosi 6,0 m. Dla drzew rosnących w terenie opracowania wskazano odpowiednie promienie zasięgu tych stref (Tablica 1). W strefach tych fundamenty odbudowywanego ogrodzenia powinny być punktowe, by wyrządzić jak najmniejsze szkody w bryle korzeniowej. Pomiędzy nowym murem a terenem w tych strefach (teren od strony drzew jest podniesiony względem terenu po przeciwnej stronie ogrodzenia) należy założyć drenaż żwirowy. W trakcie prac przy wykopach w tych strefach należy odkryte korzenie drzew osłonić folią i miejsca te podlewać tak, aby uniknąć przesuszenia i obumarcia tych korzeni. Zdj. 3. Ostropa - kościół pw. św. Jerzego, K. M. Rostański. Fig. 4. Ostropa - St. George Church, K. M. Rostański. 15

16 Krzysztof M. ROSTAŃSKI 6. Podsumowanie Trzeba przyznać, że autor artykułu nie spotkał założenia o podobnym charakterze, w którym dosadzano by młode drzewa. W Ostropie wyraźnie sadzono drzewa około 90 i 150 lat temu. Były to, więc celowe uzupełnienia lub wymiana drzewostanu. W projekcie rewaloryzacji założenia należy powrócić do tej praktyki tak, aby zachować ciągłość istnienia wieńca z drzew. Konieczne jest jednak dosadzanie drzew w rozstawie, który zapewni właściwą ekspozycję obiektu. Nie należy doprowadzić do sytuacji, w której zasłoni się bryłę kościoła. Należy rozważyć czy drzewa stare, zagrażające budynkowi kościoła i przechodniom należy zachować. Rozważenia wymaga skuteczność redukcji koron i możliwość ich odbudowy. Stan zdrowotny drzew powinien być brany pod uwagę, jako czynnik decydujący. W chwili obecnej wszystkie zastane tu drzewa są w dobrej kondycji. Zachodzić może, zatem konieczność ubezpieczenia właściciela obiektu od następstw nieszczęśliwych wypadków, spowodowanych obłamywaniem się gałęzi oraz szczególna uwaga przechodniów w okresach silnych wiatrów. Być może należałoby ustawić tablice ostrzegające. W trakcie prac budowlanych konieczne jest zminimalizowanie ingerencji w systemy korzeniowe drzew. Bibliografia Bogdanowski, J. (2000). Polskie ogrody ozdobne. Warszawa: Arkady. Chachulski, Z. (2000). Chirurgia i pielęgnacja drzew. Józefów-Michalin: Legraf. Ciołek, G. (1978). Ogrody polskie. Warszawa: Arkady. Lenard, E., Wolski, K. (2005). Pielęgnacja drzew i krzewów ozdobnych. Wrocław: Wydawnictwo Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Majdecki, L. (-). Tabela określania wieku drzew wg pierśnicy. Warszawa: rękopis. Majdecki, L. (1993). Ochrona i konserwacja zabytkowych założeń ogrodowych. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN. Pacyniak, C. (1992). Najstarsze drzewa w Polsce. Warszawa: Wydawnictwo PTTK Kraj. Rostański K., Rostański K.M. (2003). Drzewa i krzewy, atlas i klucz. Krzeszowice: Kubajak. Siewniak, M. (-). Pielęgnowanie drzew ozdobnych. Kluczbork: Międzynarodowe Towarzystwo Uprawy i Ochrony Drzew. Zatwierdzono do opublikowania: październik 2008 r. Recenzent: dr hab. inż. arch. Agata ZACHARIASZ, Politechnika Krakowska 16

17 MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 Artur NOWOŚWIAT 1 Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska, Gliwice Leszek DULAK 2 Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska, Gliwice Rafał ŻUCHOWSKI 3 Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska, Gliwice OCENA PARAMETRÓW AKUSTYCZNYCH KOŚCIOŁA ZABYTKO- WEGO PW. ŚW. JEZREGO W OSTROPIE CZ. I Streszczenie. Badany kościół p.w. św. Jerzego ma spełniać funkcje związane z działalnością kulturalną prowadzoną w jego wnętrzu. Z tego powodu powinien posiadać odpowiednie właściwości akustyczne. W artykule dokonano analizy właściwości akustycznych tego obiektu. W świątyni dokonano pomiaru podstawowego parametru czasu pogłosu. Następnie wyznaczono podstawowe parametry akustyczne takie jak: wskaźnik zrozumiałości mowy STI, wskaźnik wyrazistości czy stosunek basów. Na tej podstawie dokonano oceny akustycznej badanego pomieszczenia i sklasyfikowano je pod kątem przydatności dla celów kulturalnych. Słowa kluczowe: czas pogłosu, wskaźnik zrozumiałości, wskaźnik wyrazistości ACOUSTIC PARAMETERS ESTIMATION OF HISTORIC ST. GEOR- GE CHURCH IN OSTROPA Summary. Analised ST. George church and its interior ought to serve as a cultural object. Wherefore it should be characterized by adequate acoustic parameters. This study introduces analysis of acoustic parameters of object mentioned above. We made measurement of basic parameter of this temple Reverberation Time. Next we calculated Speech Transmission Index STI, definition index D 50 or Clarity Index C 80 and bass ratio. This permited to do acoustic estimation of investigated object and classified it according to usability of work as a cultural centre. Key words: Reverberation Time, Speech Transsmision Index, Definotion. 1 Dr inż., Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: , artur.nowoswiat@polsl.pl 2 Dr inż., Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: , leszek.dulak@polsl.pl 3 Dr inż., Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: , rafal.zuchowski@polsl.pl

18 Artur NOWOŚWIAT, Leszek DULAK, Rafał ŻUCHOWSKI 1. Wprowadzenie Propagacja dźwięku w pomieszczeniach zamkniętych zależy od wymiarów i kształtu pomieszczenia, jak również od rodzaju ograniczających powierzchni oraz przedmiotów znajdujących się w pomieszczeniu. Wyszczególnione czynniki mają duży wpływ na rozkład poziomu ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu oraz na szybkość zanikania energii dźwiękowej po wyłączeniu źródła dźwięku. Przewidywanie właściwości akustycznych pomieszczeń podczas ich projektowania wymaga określenia ww. cech rozkładu ciśnienia akustycznego dla danego kształtu pomieszczenia i układu materiałów odbijających i pochłaniających dźwięk. Do tego celu służą trzy metody analizy pola akustycznego w pomieszczeniach: falowa, geometryczna i statystyczna. Ocenę akustyczną omawianego pomieszczenia w tej pracy oparto na metodzie statystycznej, u której podstaw leży założenie, że w pomieszczeniu istnieje izotropowe, stacjonarne pole akustyczne. Oznacza to, że do każdego punktu pomieszczenia docierają fale o fazach przypadkowych i mocach równomiernie rozłożonych w pełnym kącie bryłowym wokół tego punktu oraz, że dźwięk istniejący w pomieszczeniu nie ulega zmianom w czasie. Po wyłączeniu źródła następuje zjawisko zanikania dźwięku, pozwalającego określić czas pogłosu. Od czasu pogłosu zależą takie parametry określające akustykę pomieszczenia jak: 1. wskaźnik zrozumiałości mowy STI 2. wskaźnik wyrazistości D klarowność C stosunek basów BR W tej pracy dokonano oceny akustycznej pomieszczenia za pomocą wszystkich wyżej wymienionych parametrów. 2. Charakterystyka badanego pomieszczenia Pomieszczenie dla którego dokonujemy oceny akustycznej jest wnętrzem zabytkowego kościoła. Ponieważ po renowacji tego kościoła ma być zmienione jego przeznaczenie z funkcji czysto liturgicznej na funkcję kulturalną, dokonano oceny akustycznej jego wnętrza i na tej podstawie określono jego przydatność do projektowanego przeznaczenia. Kościół ma kubaturę 1212,27 m 3 i łączną powierzchnię przegród ograniczających pomieszczenie 863,5 m 2. Wnętrze pomieszczenia głównego (przewidywanej widowni) ma kształt prostopadłościenny, nawa ma kształt (w modelu uproszczającym) graniastosłupa o podstawie trapezu. Wnętrze kościoła pokazano na poniższych fotografiach: 18

19 Ocena parametrów akustycznych kościoła... 1(II) 2008 Rys. 1. Wnętrze kościoła, L. Dulak. Fig.1. Interior of the church Rys. 2. Wnętrze kościoła - widok na balkon, L. Dulak. Fig.2. Interior of the church view of the gallery. 2. Parametry akustyczne wnętrza W pierwszej kolejności dokonano pomiaru czasu pogłosu i wyznaczono średnią wartość dla badanego wnętrza. Następnie za pomocą modeli matematycznych wyznaczono kolejne parametry opisujące akustykę pomieszczenia Pomiary czasu pogłosu Pomiary wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 3382: Zastosowano źródło dźwięku wszechkierunkowe, w czterech ustawieniach. Pomiar czasu pogłosu wykonano metodą szumu przerywanego. Przyjęto normalną gęstość punktów pomiarowych: 14 położeń mikrofonów (9 pomieszczenie główne, 3 nawa, 2 balkon), w przekroju podłużnym sali, poprzecz- 19

20 Artur NOWOŚWIAT, Leszek DULAK, Rafał ŻUCHOWSKI nym i wokół na balkonie; w każdym punkcie pomiary wykonano trzykrotnie; wysokość ustawienia mikrofonów 1,2 m nad podłogą. W pomiarach wykorzystano analizatorem cyfrowym SV firmy SVANTEK. Przebiegi czasów pogłosu przedstawiono na poniższym rysunku (rys.3) Czas pogłosu 2,5 2 czas pogłosu [s] 1,5 1 0, częstotliwość [Hz] Rys. 3. Charakterystyka czasu pogłosu w funkcji częstotliwości dla czternastu punktów pomiarowych Fig.3. Reverberation time as a function of frequency of 14 microphone positions Dla tak wyznaczonego czasu pogłosu wyznaczono niepewność pomiarową, która wynosi δ = 0,08 s. Wyznaczone przebiegi czasu pogłosu w funkcji częstotliwości uśredniono i uzyskano zmiany średniego czasu pogłosu w funkcji częstotliwości (rysunek 4) Czas pogłosu z zaznaczoną średnią 2,5 2 czas pogłosu [s] 1,5 1 0, częstotliwość [Hz] punkt 1 punkt 2 punkt 3 punkt 4 punkt 5 punkt 6 punkt 7 punkt 8 punkt 9 punkt 10 punkt 11 punkt 12 punkt 13 punkt 14 średnia Rys. 4. Charakterystyka średniego czasu pogłosu w funkcji częstotliwości z zaznaczoną niepewnością pomiarową Fig.4. Average reverberation time as a function of frequency with measurement balance. 20

21 Ocena parametrów akustycznych kościoła... 1(II) 2008 Uśrednienie czasu pogłosu w funkcji częstotliwości wymagało dodatkowo wyznaczenia niepewności związanej z uśrednieniem czasu pogłosu. Niepewność ta wynosi δ = 0, 29 s i została zaznaczona na powyższym wykresie (rysunek 4). Średni czas pogłosu dla częstotliwości średniej 500 Hz wynosi 2,2 s 2.2. Parametry akustyczne wnętrza W celu pełnej oceny akustycznej pomieszczenia dokonano obliczeń pozostałych parametrów akustycznych. Wskaźnik zrozumiałości mowy STI (Speech Transsmision Index) określa zrozumiałość mowy poprzez zidentyfikowanie i ocenę wpływu pomieszczenia tzn. warunków w nim panujących na sygnał dźwiękowy odbierany przez słuchaczy. W celu wyznaczenia zrozumiałości mowy możemy zastosować uproszczoną funkcję [2]: STI = A ln T + B (1) gdzie A = 0, 2078, B = 0, Zatem dla częstotliwości środkowych wskaźnik zrozumiałości mowy wynosi odpowiednio STI500 = 0,47, STI2000 = 0,51 (W.1) Wskaźnik wyrazistości mowy D 50 określa się jako stosunek energii docierającej do punktu odbioru w czasie τ 50 ms po nadaniu sygnału do energii całkowitej w pomieszczeniu. D 50 W = W 0K50ms Uproszczona zależność opisująca wyrazistość: C (2) 50 0,69 T60 D = 1 e (3) Zatem dla częstotliwości środkowych wyrazistość wynosi odpowiednio: D50 = 0,27, D 50 = 0,33. (W.2) Pogorszenie wyrazistości mowy AI zdefiniowane jako: d AIconst = 0, 65 T % r g 2 gdzie: d g odległość źródła od odbiorcy, r g odległość graniczna, T czas pogłosu Z przybliżonego wzoru przy założeniu izotropowego pola możemy przyjąć: AI = 9 T % (5) const (4) 21

22 Artur NOWOŚWIAT, Leszek DULAK, Rafał ŻUCHOWSKI Zatem dla średnich częstotliwości możemy przyjąć, wartość utraty wyrazistości na poziomie: 500 AI const = 19,9 %, AI 2000 const = 15, 6 % (W.3) Stosunek basów BR (Bass Ratio) bezwymiarowy parametr określający stosunek czasów pogłosu dla niskich i średnich częstotliwości: T + T BR = T + T Zatem dla średnich częstotliwości możemy przyjąć: BR = 0,82 (W.4) Klarowność C 80 Parametr ten określa możliwość rozróżnienia poszczególnych dźwięków i ich źródeł. Zdefiniowany jest jako stosunek energii wczesnej (do czasu 80 ms liczonego od momentu wyłączenia źródła dźwięku) do energii późnej procesu zaniku dźwięku. Granica całkowania odpowiada przypadkowi sygnału muzycznego. C 80 = 80ms 0ms 80ms p p 2 2 () t () t dt dt Z przybliżonego wzoru przy założeniu izotropowego pola możemy przyjąć: 1,1 C80 = 10log 1 (8) T Zatem przebieg funkcji C 80 w funkcji częstotliwości dla wyników czasu pogłosu (rysunek 4) przedstawia (rysunek 5). (6) (7) klarowność klarowność częstotliwość [Hz] Rys. 5. Przebieg klarowności w funkcji częstotliwości Fig.5. Clarity as a function of frequency 22

23 Ocena parametrów akustycznych kościoła... 1(II) Wnioski W celu opisu akustycznych własności pomieszczenia naniesiono średni przebieg czasu pogłosu w funkcji częstotliwości na wykres (obszar) tolerancji projektowej czasu pogłosu w zależności od częstotliwości (rysunek 6). Rys. 5. Czas pogłosu w funkcji częstotliwości na tle obszaru tolerancji projektowej czasu pogłosu w funkcji częstotliwości (1 2 muzyka, 1 3 mowa) Fig.5. Reverberation time as a function of frequency compared with design tolerance area 1. Jak łatwo zauważyć czas pogłosu badanego wnętrza jest zdecydowanie za długi. Następstwem tego jest mało komfortowy odbiór dźwięku słownego i dźwięku muzycznego. Co potwierdzają również pozostałe parametry określające akustykę wnętrz. 2. Wskaźnik zrozumiałości mowy dla częstotliwości środkowych wynosi odpowiednio 500 = 2000 STI 0,47, STI = 0,51 co na podstawie interpretacji [1] kształtuje zrozumiałość mowy na poziomie dostatecznym, bądź nawet na przełomie ubogi/dostateczny Wyrazistość mowy dla częstotliwości środkowych wynosi odpowiednio D = 0,27, D = 0,33. Interpretacja wyrazistości mówi, że jeżeli wyrazistość jest >50%, to zrozumiałość mowy jest na poziomie większym niż 70% rozumianych głosek. Jak łatwo zauważyć tego poziomu w badanym pomieszczeniu nie osiągnięto

24 Artur NOWOŚWIAT, Leszek DULAK, Rafał ŻUCHOWSKI 4. Utrata wyrazistości wymawianych głosek jest na poziomie AI = 19,9 %, const AI = 15, 6 %. Aby osiągnąć zrozumiałość na poziomie dobrym utrata wyrazistości nie powinna przekroczyć 15%, natomiast aby otrzymać zrozumiałość na poziomie bardzo dobrym utrata wyrazistości nie powinna przekroczyć 10%. Z osiągniętych poziomów AIconst możemy stwierdzić iż zrozumiałość jest umiarkowana 5. Na podstawie rysunku 5 możemy zauważyć iż prawie w całym zakresie częstotliwości wskaźnik C 80 przyjmuje wartości ujemne, co skutkuje słabą rozróżnialnością dźwięków i ich źródeł. Skutkuje to brakiem przyjemności z odbioru dźwięku muzycznego. Reasumując możemy stwierdzić iż czas pogłosu w pomieszczeniu jest zbyt długi, co skutkuje pogorszeniem wrażeń akustycznych. Pozostałe parametry wskazują na niewystarczającą zrozumiałość mowy, zbyt dużą utratę wyrazistości i niewystarczającą rozróżnialności źródeł dźwięku co powoduje utratę wrażeń akustycznych z odbioru dźwięku muzycznego. const Bibliografia [1]. Houtgast T., Steeneken H.J.M. (1980) Predicting Speech Intelligibility in Rooms from the Modulation Transfer Function. I. General Room Acoustic., w: Acoustica, 46, 60, 1980, Praga: CTUV, s [2]. Nowoświat A., (2007) Model logarytmiczny wyznaczania wskaźnika zrozumiałości mowy, Łódź, Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce, tom II, 2007, s [3]. Dulak L., Żuchowski Rafał (2003) Badania laboratoryjne izolacyjności akustycznej w warunkach zmiennej chłonności akustycznej, XXXI Zimowa Szkoła Zwalczania Zagrożeń Wibroakustycznych, Szczyrk, [4]. Dulak L., Żuchowski Rafał (2006) Wariantowe rozwiązania budowy ściany drewnianej w aspekcie jej właściwości akustycznych, IV Międzynarodowe Sympozjum Technika i Architektura a Zdrowie. Gliwice , s Zatwierdzono do opublikowania: październik 2008 r. Recenzent: prof. dr hab. inż. Piotr Klemm, Politechnika Łódzka 24

25 MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 Artur NOWOŚWIAT 1 Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska, Gliwice Leszek DULAK 2 Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska, Gliwice Rafał ŻUCHOWSKI 3 Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska, Gliwice OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW AKUSTYCZNYCH KOŚCIOŁA ZABYTKOWEGO W OSTROPIE ZE WZGLĘDU NA ODBIÓR DŹWIĘKU MUZYCZNEGO I SŁOWNEGO CZ. II Streszczenie. Zapewnienie dobrych właściwości akustycznych w badanym obiekcie zależy od zakresu produkcji akustycznej mającym w nim miejsce. Trudno zaprojektować jest pomieszczenie, które będzie dobre zarówno pod względem odsłuchu muzyki i słowa mówionego. W artykule podjęto próbę optymalizacji czasu pogłosu pod kątem komfortu odbioru zarówno dźwięku słownego jak i muzycznego. Zwrócono przy tym uwagę na fakt iż obiekt jest zabytkiem i ingerencja w jego wnętrze jest ograniczona. Słowa kluczowe: czas pogłosu, wskaźnik zrozumiałości, wskaźnik wyrazistości ACOUSTIC PARAMETERS OPTIMIZATION OF HISTORIC CHURCH IN OSTROPA IN RESPECT TO RECEPTION MUSICAL AND VERBAL SOUND Summary. Good acoustic properties of analysed object depends on its acoustic production. It s hard to design closed space with good acoustic properties to listen to music, and also to singing or talking. This study presents attempt to optimization reverberation time according to comfort of reception musical and verbal sound. It is necessary to remember about historical nature of church in Ostropa and about limited possibility of interference in its interior Key words: Reverberation Time, Speech Transsmission Index, Definotion. 1 Dr inż., Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: , artur.nowoswiat@polsl.pl 2 Dr inż., Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: , leszek.dulak@polsl.pl 3 Dr inż., Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: , rafal.zuchowski@polsl.pl

26 Artur NOWOŚWIAT, Leszek DULAK, Rafał ŻUCHOWSKI 1. Wprowadzenie W pomieszczeniach zamkniętych, w których dźwięk odgrywa zasadniczą rolę konieczne jest stworzenie odpowiednich warunków akustycznych. Między innymi należy zapewnić odpowiednie warunki pogłosowe, które wynikają z zastosowanych w pomieszczeniu materiałów i ustrojów dźwiękochłonnych. Zatem w akustyce pomieszczenia poza jego kształtem i wielkością poważną rolę odgrywa chłonność akustyczna powierzchni wewnętrznych pomieszczenia i wszystkich znajdujących się w nim obiektów. Pokrycie ścian pomieszczenia materiałem o coraz większym współczynniku α (pogłosowy współczynnik pochłaniania dźwięku) powoduje, że rośnie energia fal pochłoniętych przez ściany. W rezultacie maleje moc pola akustycznego w pomieszczeniu. Zjawisko to jest szczególnie efektywne w polu pogłosowym, tj. w takiej odległości od źródła, gdzie dominującym składnikiem pola są fale odbite. Należy zwrócić uwagę, że chłonność akustyczna dotyczy zjawiska tłumienia powierzchniowego, tj. odnosi się do pochłaniania dźwięku przez powierzchnię ograniczającą pole akustyczne. Nie pochłonięta energia powraca do pomieszczenia, niesiona przez falę odbitą. Inną formą tłumienia jest tłumienie transmisyjne, odnoszące się do przenikania dźwięku przez przegrodę. Nie pochłonięta energia przenika przez przegrodę, nie powracając do pomieszczenia. Metoda statystyczna dotyczy tłumienia powierzchniowego. Optymalizacja parametrów akustycznych pomieszczenia jest związana z jego jakością akustyczną. W potocznym rozumieniu, pojęcie jakości akustycznej pomieszczenia łączy się z szeroko rozumianą estetyką wytworzonego w nim dźwięku. Sprawia to, że jakość akustyczną należy rozpatrywać w kontekście dopasowania akustyki pomieszczenia do jego funkcji. Innej akustyki wymaga zatem studio nagrań, świątynia, sala konferencyjna, kinowa, koncertowa itp. Optymalizacja rozpatrywanego w tym artykule pomieszczenia będzie opierała się na kryterium zrozumiałości mowy, brzmienia basów i klarowności. A co za tym idzie na optymalizowaniu czasu pogłosu wpływającego na wyżej wymienione parametry ze względu na przyszłe przeznaczenie pomieszczenia. 2. Adaptacja akustyczna sufitu Komfort akustyczny pomieszczenia można kształtować na różne sposoby. Podstawowym rozwiązaniem jest zastosowanie odpowiedniego materiału na ścianach i suficie. W adaptacji akustycznej wnętrza rozpatrywanego kościoła musimy brać pod uwagę jego rolę jako zabytku. W związku z tym nie możemy interweniować, w celu zwiększenia chłonności akustycznej, w każdą przegrodę ograniczającą wnętrze. Do dyspozycji, w celu adaptacji akustycznej, 26

27 Optymalizacja parametrów akustycznych 1(II) 2008 mamy sufit jako tą przegrodę, która już w latach współczesnych była wymieniana i nie jest elementem zabytkowym. Ponadto akustyczne właściwości sufitu jako największej płaskiej powierzchni w pomieszczeniu odgrywa bardzo ważną rolę. Adaptacja akustyczna sufitu polega na zastosowaniu sufitowych absorpcyjnych paneli akustycznych. Nie proponujemy konkretnego materiału, gdyż zastosowanie paneli musi przejść akceptację konstruktora, architekta i konserwatora zabytków. Adaptacja sufitu polega zatem na propozycji zastosowania paneli łatwo dostępnych na rynku, które charakteryzują się przebiegiem współczynnika pochłaniania dźwięku w funkcji częstotliwości zbliżonym do pokazanego na rysunku 1. Współczynnik pochłanainia dźwięku 1,2 współczynnik pochłaniania dźwięku 1 0,8 0,6 0,4 0, częstotliwość [Hz] Rys. 1. Współczynnik pochłaniania dźwięku sufitowych paneli akustycznych w funkcji częstotliwości Fig.1. Sound absorption coefficient as a function of frequency of acoustic ceiling panels. W celu wyznaczenia wpływu adaptacji akustycznej sufitu zastosowano wzór Eyringa obliczania czasu pogłosu: 0,161 V T = Sln 1 α ( ) W pierwszej kolejności, na podstawie przekształcenia wzoru (1) i przebiegów czasów pogłosu w funkcji częstotliwości przedstawionych w części pierwszej dotyczącej oceny akustycznej kościoła (rysunek 4), wyznaczono przebieg średniego pogłosowego współczynnika pochłaniania dźwięku w funkcji częstotliwości dla rozpatrywanego wnętrza. (1) 27

28 Artur NOWOŚWIAT, Leszek DULAK, Rafał ŻUCHOWSKI średni współczynnik pochłaniania dźwięku 0,25 0,2 współczynnik pochłaniania 0,15 0,1 0, częstotliwość [Hz] Rys. 2. Średni pogłosowy współczynnik pochłaniania dźwięku w funkcji częstotliwości Fig.2. Average reverberation sound absorption coefficient as a function of frequency. Stosując na powierzchni sufitu panele akustyczne o współczynniku pochłaniania dźwięku przedstawionym na rysunku 1 do średniego pogłosowego współczynnika pochłaniania dźwięku (rysunek 2) oraz wykorzystując ponownie wzór Eyringa (1), otrzymujemy czas pogłosu po adaptacji akustycznej (rysunek 3). Adaptacja akustyczna sufitu 2,5 2 czas pogłosu [Hz] 1,5 1 0, częstotliwość [Hz] czas pogłosu przed adaptacją czas pogłosu po adaptacji Rys. 3. Czas pogłosu - przed i po adaptacji akustycznej sufitu Fig.3. Reverberation time - before and after acoustic adaptation of ceiling. 28

29 Optymalizacja parametrów akustycznych 1(II) 2008 Tak wyznaczony przebieg czasu pogłosu w funkcji częstotliwości zaznaczamy na wykresie zakresu tolerancji projektowej w funkcji częstotliwości pokazanym w części pierwszej dotyczącej oceny akustycznej kościoła. Rys. 4. Czas pogłosu w funkcji częstotliwości na tle obszaru tolerancji projektowej czasu pogłosu w funkcji częstotliwości (1 2 muzyka, 1 3 mowa). Przed adaptacją linia ciągła, po adaptacji linia przerywana. Fig.4. Reverberation time as a function of frequency compared with design tolerance area. Jak można wywnioskować z rysunku 4 adaptacja akustyczna sufitu spełniła swoją rolę. Przebieg czasu pogłosu w funkcji częstotliwości mieści się w zakresie tolerancji projektowej (obszarze optymalnym) zarówno dla odbioru dźwięku muzycznego jak i słownego. W celu pełnej analizy wyznaczymy pozostałe parametry akustyczne wnętrza. Zrozumiałość mowy wyznaczona zgodnie z zasadą przedstawioną w części pierwszej wzór (1) po adaptacji akustycznej sufitu wynosi: STI500 = 0,62, STI2000 = 0,68 (W.1) Wskaźnik wyrazistości mowy D 50 na podstawie wzoru (3) części pierwszej po adaptacji akustycznej sufitu wynosi: D50 = 0,46, D 50 = 0,55. (W.2) 29

30 Artur NOWOŚWIAT, Leszek DULAK, Rafał ŻUCHOWSKI Pogorszenie wyrazistości mowy AI na podstawie wzoru (5) części pierwszej po adaptacji akustycznej sufitu wynosi: 500 AI const = 10 %, AI 2000 const = 7, 75 % (W.3) Stosunek basów BR (Bass Ratio) na podstawie wzoru (6) części pierwszej po adaptacji akustycznej sufitu wynosi: BR = 1, 08 (W.4) Klarowność C 80 na podstawie wzoru (8) części pierwszej po adaptacji akustycznej sufitu kształtuje się przebiegiem w funkcji częstotliwości: Klarowność klarowność częstotliwość [Hz] Rys. 5. Przebieg klarowności w funkcji częstotliwości po adaptacji akustycznej sufitu Fig.5. Clarity as a function of frequency after acoustic adaptation of ceiling Adaptacja akustyczna przestrzeni pod balkonem W celu poprawy odbioru dźwięku słownego można zastosować na balkonie i pod nim kotarę akustyczną. Założenie jest takie, że w czasie gdy odbiór dźwięku muzycznego będzie priorytetem kotara była by demontowana, natomiast gdy priorytetem będzie odbiór dźwięku słownego kotara byłaby montowana. Własności akustyczne kotary przedstawia tabela: Współczynnik pochłaniania dźwięku w funkcji częstotliwości kotara w 50% sfałdowana Częstotliwość [Hz] Współczynnik pochłaniania 0,14 0,39 0,55 0,72 0,7 0,65 Tabela 1. Własności akustyczne kotary 30

31 Optymalizacja parametrów akustycznych 1(II) 2008 Po zastosowaniu kotary akustycznej dodatkowo w stosunku do adaptacji akustycznej sufitu czas pogłosu skraca się, co przedstawia poniższy wykres: Adaptacja akustyczna pomieszczenia 2,5 2 czas pogłosu [s] 1,5 1 0, częstotliwość [Hz] czas pogłosu przed adaptacją czas pogłosu po adaptacji dodatkowa kotara czas pogłosu po adaptacji sufitu Rys. 6. Czas pogłosu - przed i po adaptacji akustycznej sufitu oraz zastosowaniu kotary Fig.6. Reverberation time - before and after acoustic adaptation of ceiling and with curtain. Wówczas parametry określające zrozumiałość mowy mają następujące wartości Parametry określające zrozumiałość mowy STI 500 STI 2000 D D AI 500 const AI 2000 const 0,65 0,72 0,51 0,60 8,70 6,70 Tabela 2. Parametry określające zrozumiałość mowy Wnioski 1. Po zastosowaniu paneli akustycznych na suficie czas pogłosu zdecydowanie się skrócił. Na rysunku 4 wyraźnie można zauważyć, że czas pogłosu znajduje się w obszarze optymalnym zarówno ze względu na odbiór dźwięku muzycznego jak i dźwięku słownego. 2. Wskaźnik STI wskazuje, iż zrozumiałość mowy jest na poziomie dobrym. Zastosowanie kotary akustycznej nieznacznie tylko poprawia zrozumiałość mowy we wnętrzu rozpatrywanego kościoła 3. Wskaźnik wyrazistości wskazuje, że dla częstotliwości środkowej 500 Hz możemy nie uzyskać zrozumiałości przekraczającej 70% zrozumianych sylab, natomiast dla czę- 31

32 Artur NOWOŚWIAT, Leszek DULAK, Rafał ŻUCHOWSKI stotliwości środkowej 2000 Hz wskaźnik ten poprawia się i wskazuje na zrozumienie powyżej 70% wypowiadanych sylab 4. Na podstawie wskaźnika AI możemy stwierdzić, że utrata wyrazistości nie przekracza 10% wypowiadanych sylab, co potwierdza wniosek 2 o zrozumiałości dobrej. 5. Przebieg klarowności w funkcji częstotliwości po adaptacji akustycznej sufitu wskazuje na to, że słuchacze będą mieli możliwość wyodrębnienia poszczególnych dźwięków oraz wyodrębnienia poszczególnych instrumentów. W związku z tym odbiór muzyki będzie klarowny co poprawi wrażenia odsłuchowe w adaptowanym pomieszczeniu. Adaptacja akustyczna sufitu we wnętrzu kościoła poprawia zdecydowanie odbiór dźwięku muzycznego i słownego. Zastosowanie dodatkowo kotary akustycznej w celu poprawienia odbioru dźwięku słownego nie spełnia swojej roli. Poprawa jest nieznaczna. W pracy ingerowano tylko w te elementy powierzchni ograniczających wnętrze, które nie posiadają walorów zabytkowych. Pozostałe elementy nie mogły podlegać rozważaniom. Bibliografia [1]. Houtgast T., Steeneken H.J.M. (1980) Predicting Speech Intelligibility in Rooms from the Modulation Transfer Function. I. General Room Acoustic., w: Acoustica, 46, 60, 1980, Praga: CTUV, s [2]. Nowoświat A., (2007) Model logarytmiczny wyznaczania wskaźnika zrozumiałości mowy, Łódź, Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce, tom II, 2007, s [3]. Dulak L., Żuchowski Rafał (2003) Badania laboratoryjne izolacyjności akustycznej w warunkach zmiennej chłonności akustycznej, XXXI Zimowa Szkoła Zwalczania Zagrożeń Wibroakustycznych, Szczyrk, [4]. Dulak L., Żuchowski Rafał (2006) Wariantowe rozwiązania budowy ściany drewnianej w aspekcie jej właściwości akustycznych, IV Międzynarodowe Sympozjum Technika i Architektura a Zdrowie. Gliwice , s Zatwierdzono do opublikowania: październik 2008 r. Recenzent: prof. dr hab. inż. Piotr Klemm, Politechnika Łódzka 32

33 MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 Marcin GÓRSKI 1 Katedra Inżynierii Budowlanej, Politechnika Śląska, Gliwice Rafał KRZYWOŃ 2 Katedra Inżynierii Budowlanej, Politechnika Śląska, Gliwice Szymon DAWCZYŃSKI 3 Katedra Inżynierii Budowlanej, Politechnika Śląska, Gliwice TECHNICZNE MOŻLIWOŚCI ODBUDOWY ZABYTKOWEGO MURU WOKÓŁ KOŚCIOŁA W OSTROPIE Streszczenie. Początki historycznego muru otaczającego kościół św. Jerzego w Ostropie sięgają zapewne XVI wieku. Mur kościelny podzielił losy zapominanego okresowo kościoła i uległ poważnej degradacji, a jego dzisiejszy stan w wielu miejscach przepowiada rychłe zawalenie. Niniejszy artykuł przedstawia charakterystykę uszkodzeń, analizę stanu technicznego konstrukcji oraz przedstawia założenia prac naprawczych, rekonstrukcyjnych a także doraźnych prac zabezpieczających. Słowa kluczowe: konstrukcja murowa, rekonstrukcja, naprawy konstrukcji, obiekty zabytkowe. TECHNICAL POSSIBILITIES OF THE RECNSTRUCTION OF HIS- TORICAL WALL SURROUNDING CHURCH IN OSTROPA Summary. Beginnings of historical wall surrounding St. George church in Ostropa obviously date back to XVI century. Church wall shared its lot with periodically forgotten church and underwent serious degradation. Its today's condition in many spots predicts its near loss of stability. The paper includes description of damages, analysis of construction technical condition and presents assumptions of repair, reconstruction as well as immediate protection works. Key words: masonry, reconstruction, repair, historic structures. 1 Dr inż., Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 5, tel.: , marcin.gorski@polsl.pl 2 Dr inż., Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 5, tel.: , rafal.krzywon@polsl.pl 3 Dr inż., Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej, Gliwice, ul. Akademicka 5, tel.: , szymon.dawczynski@polsl.pl

34 Marcin GÓRSKI, Rafał KRZYWOŃ, Szymon DAWCZYŃSKI 1. Wprowadzenie Kościół Św. Jerzego w obecnym kształcie powstał w 1668 roku, w miejsce wcześniejszego kościoła datowanego na 1340 rok. Trudno jednoznacznie określić kiedy powstał mur otaczający kościół. Charakterystyczny dla budowli gotycki układ cegieł wskazuje na XVI wiek; cegły ułożone są jednak na wcześniejszym cokole kamiennym. Można przypuszczać, że oryginalne założenie posiadało ogrodzenie kamienne. Działania wojenne, pożary, długotrwałe okresy nieużytkowania kościoła dotykały również muru dookoła niego. Ogrodzenie kościoła było więc wielokrotnie przebudowywane i naprawiane, a jego dzisiejszy kształt i forma dalekie są od oryginalnego rozwiązania. Dziś mur można podzielić na 3 zasadnicze części: najstarszy mur kamienno-ceglany od strony północnej, mur arkadowy oraz zawalone fragmenty, których fundamenty lokalnie wystają ponad podłoże (rys. 1, fot. 1.). Rys. 1. Plan sytuacyjny z zaznaczeniem różnych typów muru okalającego kościół w Ostropie. Fig.1. Map of Ostropa church with the division of the surrounding wall into different types. Dodatkowe elementy muru to bramy: zachowana brama zachodnia i pozostałości bramy wschodniej oraz ceglane bloki przyporowe od strony północnej. Mur oddalony jest od kościoła o ok. 15m. Wysokość zachowanych fragmentów muru wynosi od ok. 1,5m do 2,1m, zachowana brama ma wysokość 2,3m a pozostałości muru kamiennego ok. 0,3m do 1,05m. Brama zachodnia uległa zniszczeniu stosunkowo niedawno i wiadomo, że jej wysokość wy- 34

35 Techniczne możliwości odbudowy 1(II) 2008 nosiła 2,85m. Grubość muru wacha się od 0,35 do 0,8m. Kamienne fundamenty muru posadowione są na głębokości 0,6m. Dynamika degradacji konstrukcji jest bardzo duża konieczna jest szybka interwencja, by nie dopuścić do zawalenia pozostałości muru. Ze względu na tę dynamikę oraz konieczność indywidualnego podejścia do lokalnych sytuacji wskazania projektowe zawarte w tekście artykułu nie mogą zawierać dokładnych danych ilościowych, należy je traktować jako ścieżkę postępowania przy eliminacji znanych nam dzisiaj zagrożeń. W artykule przyjęto założenie zachowania zabytkowych części ogrodzenia i rekonstrukcji nieistniejących fragmentów bez zmiany ich historycznej formy i charakteru, bez uwzględnienia ewentualnych propozycji nowych założeń np. dotyczących nowych drzew. 2. Ocena stanu technicznego muru Ogólny stan konstrukcji należy określić jako zły lub bardzo zły. Przyczyn takiego stanu jest wiele: wiek, wilgoć, rozrastająca się roślinność, wieloletnie zaniedbania, działania wojenne, aktywność budowlana wokół muru, szkody górnicze oraz paradoksalnie naprawy i próby stabilizacji konstrukcji. Mur dzieli się na trzy podstawowe typy konstrukcji, które powstały w różnych okresach (fot.1.). Ze względu na tę specyfikę każdą część konstrukcji ogrodzenia należy traktować oddzielnie. Wspólnym problemem dla wszystkich części jest niski poziom posadowienia 0,6m poniżej poziomu gruntu [Ochojska, 2001]. a) b) c) Zdj. 1. Fotografie przedstawiające dzisiejszy stan trzech podstawowych typów muru: a) mur kamienno-ceglany, b) mur arkadowy, c) ruiny muru kamiennego, M. Górski. Photo 1. Pictures presenting today s state of basic elements of historic fence: a) stone-brick masonry, b) arcade wall, c) stone wall ruins, M. Górski. Na zły stan utrzymania wpływ miało wiele przyczyn, podstawowymi czynnikami są wiek, niski poziom posadowienia oraz sukcesja naturalna. Rozrastające się potężne drzewa dopro- 35