SPOTKANIE Z ZABYTKIEM

ISSN 1898-7168 MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM KOŒCIÓ PW. ŒW. JERZEGO NR 1 (II)2008 OSTROPA

Redaktor Monografii: prof. dr hab. in. Stanis aw MAJEWSKI Sekretarz Monografii: dr in. Antonina ABA Redaktor techniczny: mgr in. Dominik WOJEWÓDKA Adres Redakcji: Redakcja Monografii SPOTKANIE Z ZABYTKIEM Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej 44-100 GLIWICE, ul. Akademicka 5 Monografia.Rb@polsl.pl Monografia udost pniona jest na stronie http://kaproc.rb.polsl.pl/spotkanie/index.html Recenzenci Monografii 1(II) 2008: ARCHITEKTURA Dr hab. in. arch. Agata ZACHARIASZ, Politechnika Krakowska BUDOWNICTWO - fizyka budowli Prof. dr hab. in. Piotr KLEMM, Politechnika ódzka - konstrukcje Dr hab. in. Jerzy JASIE KO prof. nzw. w Politechnice Wroc awskiej Dr hab. In. Jaros aw Z. MIRSKI - prof. nzw. w Politechnice wi tokrzyskiej - korozja biologiczna Prof. dr hab. Alicja STRZELCZYK, Uniwersytet M. Kopernika w Toruniu Prof. dr hab. in. Wojciech SKOWRO SKI, Uniwersytet Przyrodniczy we Wroc awiu IN YNIERIA SANITARNA Dr hab. in. Marian KWIETNIEWSKI - prof. nzw. w Politechnice Warszawskiej OCHRONA I OPIEKA NAD ZABYTKAMI Prof. przew. kwal. II Bogumi a ROUBA, Uniwersytet M. Kopernika w Toruniu Projekt ok adki: A. aba Wykorzystano zdj cia J. Ga aszka przedstawiaj ce g ówk anio ka w czasie oczyszczania Oprawa i druk: D&D Sp. z o.o. 44-100 Gliwice, ul. Moniuszki 6

SPIS TRE CI ARCHITEKTURA Krzysztof M. ROSTA SKI ZA O ENIE KOMPOZYCYJNE ZIE- LENI WOKÓ KO CIO A PW. W. JERZEGO W OSTROPIE 9 COMPOSITION OF THE GREEN ELEMENTS AROUND ST GEORGE CHURCH IN OSTROPA BUDOWNICTWO - fizyka budowli Artur NOWO WIAT Leszek DULAK Rafa UCHOWSKI OCENA PARAMETRÓW AKU- STYCZNYCH KO CIO A ZABYT- KOWEGO PW. W. JEZREGO W OSTROPIE CZ. I 17 ACOUSTIC PARAMETERS ESTIMA- TION OF HISTORIC ST. GEORGE CHURCH IN OSTROPA Artur NOWO WIAT Leszek DULAK Rafa UCHOWSKI OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW AKUSTYCZNYCH KO CIO A ZA- BYTKOWEGO W OSTROPIE ZE WZGL DU NA ODBIÓR D WI KU MUZYCZNEGO I S OWNEGO CZ.II 25 ACOUSTIC PARAMETERS OPTIMI- ZATION OF HISTORIC CHURCH IN OSTROPA IN RESPECT TO RECEP- TION MUSICAL AND VERBAL SOUND - konstrukcje Marcin GÓRSKI Rafa KRZYWO Szymon DAWCZY SKI TECHNICZNE MO LIWO CI OD- BUDOWY ZABYTKOWEGO MURU WOKÓ KO CIO A W OSTROPIE 33 TECHNICAL POSSIBILITIES OF THE RECNSTRUCTION OF HISTORICAL WALL SURROUNDING CHURCH IN OSTROPA 3

Jacek HULIMKA ZACHOWANIE STATYCZNE ZE- WN TRZNEJ KONSTRUKCJI NO- NEJ NAWY G ÓWNEJ KO CIO- A W. JERZEGO W GLIWICACH OSTROPIE 41 STATIC BEHAVIOUR OF EXTERNAL STRUCTURE OF THE NAVE OF ST. GEORGE CHURCH IN OSTROPA Jacek HULIMKA STAN PRZEDAWARYJNY CIAN I SKLEPIE ZAKRYSTII KO CIO A W. 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- CIO ACH TYPU L SKIEGO 59 CEILING IN ANTIQUE WOOD CHURCHES MAKE IN SILESIAN S TYPE - korozja biologiczna Jan Antoni RUBIN Sabina JASIULEK DESTRUKCYJNY WP YW CZYNNI- KÓW BIOTYCZNYCH NA DREW- NIAN KONSTRUKCJ ZABYTKO- WEGO KO CIO A PW. W. 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 RO A SKI DEZYNSEKCJA DREWNA WYRO- BIONEGO 77 COMBATING OF WOODBORERS 4

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

6

MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 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. W zeszycie 1(II)2008 Monografii opublikujemy artyku y zwi zane z badaniami prowadzonymi w ko ciele pw. w. Jerzego w Ostropie. Ten pi kny zabytek wymaga interwencji specjalistów z wielu dziedzin. W zwi zku ze z ym stanem technicznym obiektu uwa amy za spraw najistotniejsz zabezpieczenie jego konstrukcji. Mamy nadzieje, e rozwi zania zaproponowane w artyku ach pomog uratowa obiekt. Chcieli- my serdecznie podzi kowa za pomoc udzielon w prowadzeniu bada mieszka com Ostropy oraz proboszczowi parafii ostropskiej ksi dzu mgr Józefowi KARZE. W drugim etapie prac w ko ciele konieczne jest przygotowanie programu konserwatorskiego. Materia y przygotowane do dyskusji nad tym programem umieszczono w elektronicznym suplemencie do zeszytu 1 (II) 2008. Za pomoc w przygotowaniu tych materia ów dzi kujemy konserwatorowi zabytków mgr Janowi GA ASZKOWI z Muzeum w Pszczynie i mgr Irenie KONTNEJ z Urz du l skiego Wojewódzkiego Konserwatora Zabytków w Katowicach. Mamy nadziej, e zainteresujemy Szanownych Czytelników spraw uratowania ko cio a pw. w. Jerzego w Ostropie. Zapraszamy do publikowania kolejnych artyku ów o ko ciele ostropskim w elektronicznym suplemencie naszego wydawnictwa. Zapraszamy do dyskusji i wspó pracy Redakcja monografii SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 7

8

MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 Krzysztof M. ROSTA SKI 1 Katedra Urbanistyki i Planowania Przestrzennego, Politechnika l ska, Gliwice ZA O ENIE KOMPOZYCYJNE ZIELENI WOKÓ KO CIO A PW. W. JERZEGO W OSTROPIE Streszczenie. Artyku przedstawia analiz warto ci zieleni zastanej wokó ko cio a pw. w. Jerzego w Ostropie. Oceniono jej warto przyrodnicz i kompozycyjn. Uk ad kompozycyjny i stan jego zachowania analizowany jest w porównaniu do przyk adowych innych obiektów o podobnym charakterze - w Graboszycach, Barwa dzie i Koprzywnicy. Drzewa rosn ce wzd u ogrodzenia s w wieku oko o 150 i 90 lat. S zdrowe, jednak ze wzgl du na swoj wielko stwarzaj pewne zagro enie podczas silnych wiatrów. Podano warunki, jakie nale y spe ni przy renowacji ko cio a, by zachowa zastany drzewostan, w tym konieczne odleg o ci i zabezpieczenia. Przy rewaloryzacji nale y rozwa y mo liwo dosadzenia m odych drzew wzd u ogrodzenia. S owa kluczowe: ziele, 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 Koprzywnica. 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 rewaloryzacj ko cio a w. Jerzego w Ostropie wymagaj rozpatrzenia roli zieleni w jego otoczeniu. Ziele ta, na pierwszy rzut oka nie wydaje si ciekawa. Kilka drzew przy ogrodzeniu i powierzchnia trawnika pomi dzy murem a budynkiem ko cio a. Jest to jednak uk ad charakterystyczny dla ma ych za o e sakralnych, którego historia si ga rednio- 1 Dr in. arch., Wydzia Architektury Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 7, tel.: 032 237 23 58, e-mail: krzysztof.rostanski@polsl.pl

Krzysztof M. ROSTA SKI wiecza. Brak drzew w tym za o eniu zubo y by go w sposób znacz cy. Zastanowienia wymaga równie rola trawnika i sposób jego zagospodarowania. Kwesti jest mo liwo lokalizowania tu obiektów budowlanych i ich wp yw na historyczn wierno dla uk adu kompozycyjnego. Problemem wymagaj cym rozwi zania jest równie sposób rekonstrukcji muru, szczególnie w pobli u korzeni drzew. Kwesti decyzji projektowej jest dosadzenie m odych drzew w pobli u muru. 2. Metody Teren opracowania stanowi otoczenie ko cio a pw. w. Jerzego w Ostropie, wraz z murem okalaj cym za o enie i jego najbli szym s siedztwem. Analizy drzew prowadzono w oparciu o inwentaryzacj, a w tym pomiary pier nicy (obwód na wysoko ci 130 cm ponad poziomem terenu), szeroko ci korony, wysoko ci drzewa i jego stanu zdrowotnego. Stan zdrowotny okre lono korzystaj c z pracy Marka Siewniaka [Siewniak -]. Na podstawie pier- nic obliczono przeci tn rednic drzewa. Korzystaj c z tabel Longina Majdeckiego [Majdecki -] okre lono przybli ony wiek drzew. Dane te zweryfikowano korzystaj c z pracy Cezarego Pacyniaka [Pacyniak 1992]. Uk ad kompozycyjny za o enia porównano z wybranymi przyk adami podobnych obiektów z w asnych obserwacji i z literatury. Wymagania konserwatorskie dotycz ce mo liwo ci budowy muru w pobli u drzew opracowano na podstawie prac dendrologicznych i konserwatorskich [Leonard i Wolski, 2005], [Majdecki, 1993]. 3. Walor przyrodniczy zieleni zastanej Drzewa rosn ce w terenie opracowania to w znacznej mierze gatunki rodzime: jesion wynios y (Fraxinus excelsior), lipa drobnolistna (Tilia cordata) i wi z szypu kowy (Ulmus laevis). Przy dawnej bramie posadzono zadomowione u nas kasztanowce pospolite (Aesculus hippocastanum). Wszystkie drzewa s w dobrym stanie zdrowotnym, jedynie wi z ma pojedyncze suche ga zie. Kasztanowce maj niewielkie próchniej ce dziuple w miejscach ran po usuni tych ga ziach. Brzegi tych dziupli s zabli nione. Na jednym kasztanowcu i lipie wyst puje jemio a. Jest tu po kilka osobników na ka dym drzewie. Brak suchych ga zi sugeruje wst pny stan zaatakowania. Nale a oby rozwa y potrzeb usuni cia z nich jemio y. Wi z ma guzowato pnia. Ca y jego pie pokryty jest odrostami, które nale a oby usun dla uzyskania lepszego efektu wizualnego. Odrosty te mog te utrudnia ruch w pobli u pnia. W koronach drzew brak jest posuszu, jednak wielko drzew sprawia, e mog one gro- 10

Za o enie kompozycyjne zieleni. 1(II) 2008 zi amaniem ga zi w czasie silnych wiatrów. Teren wewn trz ogrodzenia jest podniesiony w stosunku do otoczenia. Powoduje to ods oni cie korzeni w miejscach, gdzie mur uleg zniszczeniu. Podsumowuj c mo na stwierdzi, e zastane tu drzewa maj znaczn warto przyrodnicz. Warto ta wynika mi dzy innymi z zachowania formy koron i dobrego stanu zdrowotnego. Lp. Gatunek Pier nica (DBH) [cm] rednica korony (crown diameter) [m] Wysoko (height) [m] Przybli ony wiek (age) [l] Promie strefy zagro enia korzeni (radius of root threat zone) [m] Uwagi (comments) 1. Kasztanowiec pospolity Aesculus hippocastanum 2. Kasztanowiec pospolity Aesculus hippocastanum 3. Jesion wynios y Fraxinus excelsior 4. Wi z szypu kowy Ulmus laevis 5. Jesion wynios y Fraxinus excelsior 6. Jesion wynios y Fraxinus excelsior 7. Jesion wynios y Fraxinus excelsior 8. Lipa drobnolistna Tilia cordata 233 10 16 85 4,6 zabli niona rana pnia od ognia, próchniej ca ma a dziupla, jemio a 312 12 17 115 6,2 zabli nione rany pnia, próchniej ce ma e dziuple, po cz ciowej redukcji konarów 281 20 18 150 5,6 366 19 17 140 7,4 pojedyncze suche ga zie, guzowato, odrosty z pnia 357 14 16 150 7,2 dwa zro ni te pnie ok. 90 cm pier nicy 299 25 18 150 6,0 171,166 14 14 90 5,6 dwa pnie zro ni te u podstawy 311 12 22 90 6,2 dwa zro ni te pnie ok.55 cm pier nicy ka dy, jemio a Tablica 1. Zestawienie drzew zastanych na terenie opracowania. Chart 1. List of the trees existing on area concerned. 11

Krzysztof M. ROSTA SKI 4. Walor kompozycyjny zieleni zastanej Uk ad kompozycyjny drzew wokó ko cio a pw. w. Jerzego nie wyró nia si szczególnie na tle innych, podobnych obiektów. Jest on charakterystyczny dla ma ych za o e sakralnych, a jego historia si ga redniowiecza. W centrum za o enia znajdowa si ko ció, wokó niego zlokalizowany by cmentarz, a ca o otoczona by a murem, lub innym ogrodzeniem. Teren cmentarza zmieni si z biegiem czasu na trawnik. Nie próbuje si go zabudowywa z szacunku dla prochów pochowanych tu ludzi. Pojawiaj si tu jednak czasem kaplice, figury wi tych, krzy e, dawne nagrobki, grota Matki Boskiej czy elementy drogi krzy owej. Ca o za o enia znajduje si na wzniesieniu, którego kraw d stanowi mur lub jego lad. Ko ció jest dobrze wyeksponowany w swoim najbli szym s siedztwie, cho z wi kszej odleg o ci wida jedynie jego wie e i korony drzew. Powodem jest tu zwarta zabudowa mieszkaniowa wokó. Korony drzew z ka dego uj cia podnosz warto estetyczn widoku na ko ció. Rys. 1. Ostropa - rzut obiektu, K. M. Rosta ski. Fig. 1. Ostropa plan, K. M. Rosta ski. W Ba skiej Bystrzycy na S owacji, w 2006 roku w trakcie prac budowlanych na rynku w pobli u ko cio a, z ziemi wydobytej z wykopu odsiano kilka metrów sze ciennych ludzkich ko ci. Daje to wyobra enie o charakterze takich miejsc. Drzewa sadzone wzd u ogrodzenia dawa y cie i chroni y budynek ko cio a przed wiatrem. Mo liwe, e zielone korony drzew 12

Za o enie kompozycyjne zieleni. 1(II) 2008 z du ilo ci soczystych li ci mog y te, w pewnym sensie, chroni budynek przed po arem. Czasem miejsce wej cia na teren ko cielny bywa o akcentowane. Tak jest w a nie w Ostropie, gdzie po obu stronach bramy wej ciowej posadzono kasztanowce. Z zastanego tu uk adudrzew nie mo na wywnioskowa, czy istnia a symetria ich sadzenia wzgl dem osi ko cio a. Tym niemniej nie jest ona wykluczona. Fot. 1. Koprzywnica, K. M. Rosta ski. Photo 1. Koprzywnica, K. M. Rosta ski. Gerard Cio ek przedstawia plan parku w Kluczewsku, gdzie wed ug stanu z XVIII wieku wida ko ció otoczony wie cem drzew wzd u ogrodzenia [Cio ek 1978]. Podobny uk ad kompozycyjny wokó ko cio a wida na planie ogrodu dworskiego w Zbyszycach, wed ug stanu z 1846 roku [Cio ek 1978]. Wyra ny wieniec z drzew otacza równie ko ció na Podgórzu w Krakowie [Bogdanowski 2000]. Na terenie pomi dzy ko cio em a ogrodzeniem w Koprzywnicy zachowa y si figury wi tych i nagrobek w kszta cie krzy a. Ca o jest obecnie trawnikiem przeci tym alej prowadz c od bramy do drzwi ko cio a i innymi cie kami. Wzd u ogrodzenia widoczne s niektóre, pozosta e tu jeszcze drzewa. Wiele drzew zosta o 13

Krzysztof M. ROSTA SKI ju jednak wyci tych. Te, które pozostawiono maj szerokie, kszta tne korony, atrakcyjne estetycznie. Brak tu drzew o zniekszta conych, zredukowanych koronach. Fot. 2. Barwa d, K. M. Rosta ski. Photo 2. Barwa d, K. M. Rosta ski. Wzd u ogrodzenia ko cio a w Barwa dzie pozostawiono niektóre drzewa, lecz zredukowano znacznie ich korony. Wi kszo starych lip jednak usuni to, ze wzgl du na zagro enie jakie stwarza y dla ludzi i dachu ko cio a. Lipy o silnie zredukowanych koronach nie s atrakcyjne. By mo e odbuduj swoje korony, ale trudno powiedzie czy nast pi to zanim wypróchniej ich pnie. Sam uk ad kompozycyjny straci równie na warto ci ze wzgl du na brak wielu drzew i utrat czytelno ci. W Graboszycach usuni to wszystkie drzewa z terenu wewn trz ogrodzenia. Pozostawiono jedynie niektóre, rosn ce na zewn trz. Te pozostawione maj zachowany adny kszta t koron, niestety zagro enia, jakie mog powodowa s wci realne. Przy decyzji dotycz cej zachowania lub usuni cia starych drzew nale y zawsze rozwa- y, co traktujemy jako wi ksz warto. Uk ad kompozycyjny czy okaza o samych drzew. Dobrze jest, gdy mo na te warto ci z sob pogodzi, cz sto jednak nie jest to mo liwe. Wtedy uzyskany efekt bywa u omny. 14

Za o enie kompozycyjne zieleni. 1(II) 2008 5. Wymagania zieleni dotycz ce rekonstrukcji muru Drzewa rosn ce wzd u muru wymagaj zachowania odpowiednich zasad prowadzenia prac budowlanych w ich s siedztwie. System korzeniowy drzew rozwija si szeroko. Dla prac budowlanych szczególne znaczenie ma strefa wokó drzewa, w której znajduje si zasadnicza, niezb dna obj to bry y korzeniowej. Przyjmuje si, e jest to strefa o promieniu równym podwójnemu obwodowi pnia na wysoko ci 130 cm [Leonard i Wolski 2005]. Dla drzewa o pier nicy 300 cm, promie tej strefy wynosi 6,0 m. Dla drzew rosn cych w terenie opracowania wskazano odpowiednie promienie zasi gu tych stref (tablica 1). W strefach tych fundamenty odbudowywanego ogrodzenia powinny by punktowe, by wyrz dzi jak najmniejsze szkody w bryle korzeniowej. Pomi dzy nowym murem a terenem w tych strefach (teren od strony drzew jest podniesiony wzgl dem terenu po przeciwnej stronie ogrodzenia) nale y za o y drena wirowy. W trakcie prac przy wykopach w tych strefach nale y odkryte korzenie drzew os oni foli i miejsca te podlewa tak, aby unikn przesuszenia i obumarcia tych korzeni. Fot. 3. Ostropa - ko ció pw. w. Jerzego, K. M. Rosta ski. Photo 4. Ostropa - St. George Church, K. M. Rosta ski. 15

Krzysztof M. ROSTA SKI 6. Podsumowanie Trzeba przyzna, e autor artyku u nie spotka za o enia o podobnym charakterze, w którym dosadzano by m ode drzewa. W Ostropie wyra nie sadzono drzewa oko o 90 i 150 lat temu. By y to, wi c celowe uzupe nienia lub wymiana drzewostanu. W projekcie rewaloryzacji za o enia nale y powróci do tej praktyki tak, aby zachowa ci g o istnienia wie ca z drzew. Konieczne jest jednak dosadzanie drzew w rozstawie, który zapewni w a ciw ekspozycj obiektu. Nie nale y doprowadzi do sytuacji, w której zas oni si bry ko cio a. Nale y rozwa y czy drzewa stare, zagra aj ce budynkowi ko cio a i przechodniom nale y zachowa. Rozwa enia wymaga skuteczno redukcji koron i mo liwo ich odbudowy. Stan zdrowotny drzew powinien by brany pod uwag, jako czynnik decyduj cy. W chwili obecnej wszystkie zastane tu drzewa s w dobrej kondycji. Zachodzi mo e, zatem konieczno ubezpieczenia w a ciciela obiektu od nast pstw nieszcz liwych wypadków, spowodowanych ob- amywaniem si ga zi oraz szczególna uwaga przechodniów w okresach silnych wiatrów. By mo e nale a oby ustawi tablice ostrzegaj ce. W trakcie prac budowlanych konieczne jest zminimalizowanie ingerencji w systemy korzeniowe drzew. Bibliografia BOGDANOWSKI J. 2000. Polskie ogrody ozdobne. Warszawa: Arkady, 2000, ISBN 83-213- 3990-5. CHACHULSKI Z. 2000. Chirurgia i piel gnacja drzew. Józefów-Michalin: Legraf, 2000, ISDN 83-91482-60-X. CIO EK G. 1978. Ogrody polskie. Warszawa: Arkady, 1978, ISBN 9788389725523. LENARD E. i WOLSKI K. 2005. Piel gnacja drzew i krzewów ozdobnych. Wroc aw: Wydawnictwo Akademii Rolniczej we Wroc awiu, 2005, ISBN 83-89189-64-X. MAJDECKI L. (-). Tabela okre lania wieku drzew wg pier nicy. Warszawa: r kopis. MAJDECKI L. 1993. Ochrona i konserwacja zabytkowych za o e ogrodowych. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1993, ISBN 83-01-10825-8. PACYNIAK C. 1992. Najstarsze drzewa w Polsce. Warszawa: Wydawnictwo PTTK Kraj, 1992, ISBN 83-7005-199-5. ROSTA SKI K. i Rosta ski K.M. 2003. Drzewa i krzewy, atlas i klucz. Krzeszowice: Kubajak, 2003, ISBN 83-87971-12-X. SIEWNIAK M. (-). Piel gnowanie drzew ozdobnych. Kluczbork: Mi dzynarodowe Towarzystwo Uprawy i Ochrony Drzew. Recenzent: dr hab. in. arch. Agata ZACHARIASZ, Politechnika Krakowska 16

MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 Artur NOWO WIAT 1, Leszek DULAK 2, Rafa UCHOWSKI 3 Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika l ska, Gliwice OCENA PARAMETRÓW AKUSTYCZNYCH KO CIO A ZABYTKO- WEGO PW. W. JEZREGO W OSTROPIE CZ. I Streszczenie. Badany ko ció pw. w. Jerzego ma spe nia funkcje zwi zane z dzia alno- ci kulturaln prowadzon w jego wn trzu. Z tego powodu powinien posiada odpowiednie w a ciwo ci akustyczne. W artykule dokonano analizy w a ciwo ci akustycznych tego obiektu. W wi tyni dokonano pomiaru podstawowego parametru czasu pog osu. Nast pnie wyznaczono podstawowe parametry akustyczne takie jak: wska nik zrozumia o ci mowy STI, wska nik wyrazisto ci czy stosunek basów. Na tej podstawie dokonano oceny akustycznej badanego pomieszczenia i sklasyfikowano je pod k tem przydatno ci dla celów kulturalnych. S owa kluczowe: czas pog osu, wska nik zrozumia o ci, wska nik wyrazisto ci 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. Wprowadzenie Propagacja d wi ku w pomieszczeniach zamkni tych zale y od wymiarów i kszta tu pomieszczenia, jak równie od rodzaju ograniczaj cych powierzchni oraz przedmiotów znajduj cych si w pomieszczeniu. Wyszczególnione czynniki maj du y wp yw na rozk ad pozio- 1 Dr in., Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: 032 2372878, e-mail: artur.nowoswiat@polsl.pl 2 Dr in., Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: 032 2372878, e-mail: leszek.dulak@polsl.pl 3 Dr in., Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: 032 2372878, e-mail: rafal.zuchowski@polsl.pl

Artur NOWO WIAT, Leszek DULAK, Rafa UCHOWSKI mu ci nienia akustycznego w pomieszczeniu oraz na szybko zanikania energii d wi kowej po wy czeniu ród a d wi ku. Przewidywanie w a ciwo ci akustycznych pomieszcze podczas ich projektowania wymaga okre lenia ww. cech rozk adu ci nienia akustycznego dla danego kszta tu pomieszczenia i uk adu materia ów odbijaj cych i poch aniaj cych d wi k. Do tego celu s u trzy metody analizy pola akustycznego w pomieszczeniach: falowa, geometryczna i statystyczna. Ocen akustyczn omawianego pomieszczenia w tej pracy oparto na metodzie statystycznej, u której podstaw le y za o enie, e w pomieszczeniu istnieje izotropowe, stacjonarne pole akustyczne. Oznacza to, e do ka dego punktu pomieszczenia docieraj fale o fazach przypadkowych i mocach równomiernie roz o onych w pe nym k cie bry owym wokó tego punktu oraz, e d wi k istniej cy w pomieszczeniu nie ulega zmianom w czasie. Po wy czeniu ród a nast puje zjawisko zanikania d wi ku, pozwalaj cego okre- li czas pog osu. Od czasu pog osu zale takie parametry okre laj ce akustyk pomieszczenia jak: 1. wska nik zrozumia o ci mowy STI, 2. wska nik wyrazisto ci D 50, 3. klarowno C 80, 4. stosunek basów BR, W tej pracy dokonano oceny akustycznej pomieszczenia za pomoc wszystkich wy ej wymienionych parametrów. 2. Charakterystyka badanego pomieszczenia Pomieszczenie, dla którego dokonujemy oceny akustycznej jest wn trzem zabytkowego ko cio a. Poniewa po renowacji tego ko cio a ma by zmienione jego przeznaczenie z funkcji czysto liturgicznej na funkcj kulturaln, dokonano oceny akustycznej jego wn trza i na tej podstawie okre lono jego przydatno do projektowanego przeznaczenia. Ko ció ma kubatur 1212,27 m 3 i czn powierzchni przegród ograniczaj cych pomieszczenie 863,5 m 2. Wn trze pomieszczenia g ównego (przewidywanej widowni) ma kszta t prostopad o cienny, nawa ma kszta t (w modelu uproszczaj cym) graniastos upa o podstawie trapezu. Wn trze ko cio a pokazano na fotografiach 1 i 2. 18

Ocena parametrów akustycznych ko cio a... 1(II) 2008 Fot. 1. Wn trze ko cio a, L. Dulak. Photo 1. Interior of the church, L. Dulak. Fot. 2. Wn trze ko cio a - widok na balkon, L. Dulak. Photo 2. Interior of the church view of the gallery, L. Dulak. 2. Parametry akustyczne wn trza W pierwszej kolejno ci dokonano pomiaru czasu pog osu i wyznaczono redni warto dla badanego wn trza. Nast pnie za pomoc modeli matematycznych wyznaczono kolejne parametry opisuj ce akustyk pomieszczenia. 2.1. Pomiary czasu pog osu Pomiary wykonano zgodnie z norm PN-EN ISO 3382: 2001. Zastosowano ród o d wi ku wszechkierunkowe, w czterech ustawieniach. Pomiar czasu pog osu wykonano metod szumu przerywanego. Przyj to normaln g sto punktów pomiarowych: 14 po o e mikrofonów (9 pomieszczenie g ówne, 3 nawa, 2 empora), w przekroju pod u nym sali, poprzecz- 19

Artur NOWO WIAT, Leszek DULAK, Rafa UCHOWSKI nym i wokó na balkonie; w ka dym punkcie pomiary wykonano trzykrotnie; wysoko ustawienia mikrofonów 1,2 m nad pod og. W pomiarach wykorzystano analizator cyfrowy SV firmy SVANTEK. Przebiegi czasów pog osu przedstawiono na poni szym rysunku (rys.1). Czas pog osu 2,5 2 czas pog osu [s] 1,5 1 0,5 0 63.0 125.0 250.0 500.0 1000.0 2000.0 4000.0 8000.0 cz stotliwo [Hz] Rys. 1. Charakterystyka czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci dla czternastu punktów pomiarowych. Fig. 1. Reverberation time as a function of frequency of 14 microphone positions, Dla tak wyznaczonego czasu pog osu wyznaczono niepewno pomiarow, która wynosi 0,08 s. Wyznaczone przebiegi czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci u redniono i uzyskano zmiany redniego czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci (rys. 2). Czas pog osu z zaznaczon redni 2,5 2 czas pog osu [s] 1,5 1 0,5 0 63.0 125.0 250.0 500.0 1000.0 2000.0 4000.0 8000.0 cz stotliwo [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 rednia Rys. 2. Charakterystyka redniego czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci z zaznaczon niepewno ci pomiarow. Fig. 2. Average reverberation time as a function of frequency with measurement balance. 20

Ocena parametrów akustycznych ko cio a... 1(II) 2008 U rednienie czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci wymaga o dodatkowo wyznaczenia niepewno ci zwi zanej z u rednieniem czasu pog osu. Niepewno ta wynosi 0,29 s i zosta a zaznaczona na powy szym wykresie (rys. 2). redni czas pog osu dla cz stotliwo ci redniej 500 Hz wynosi 2,2 s. 2.2. Parametry akustyczne wn trza W celu pe nej oceny akustycznej pomieszczenia dokonano oblicze pozosta ych parametrów akustycznych. Wska nik zrozumia o ci mowy STI (Speech Transsmision Index) okre la zrozumia o mowy poprzez zidentyfikowanie i ocen wp ywu pomieszczenia tzn. warunków w nim panuj cych na sygna d wi kowy odbierany przez s uchaczy. W celu wyznaczenia zrozumia o ci mowy mo emy zastosowa uproszczon funkcj [Nowo wiat 2007]: STI A ln T B (1) gdzie A 0,2078, B 0,6488. Zatem dla cz stotliwo ci rodkowych wska nik zrozumia o ci mowy wynosi odpowiednio STI500 0,47, STI2000 0,51 (W.1) Wska nik wyrazisto ci mowy D 50 okre la si jako stosunek energii docieraj cej do punktu odbioru w czasie 50 ms po nadaniu sygna u do energii ca kowitej w pomieszczeniu. Uproszczona zale no opisuj ca wyrazisto : D 50 W (2) 0 50ms W D50 1 e Zatem dla cz stotliwo ci rodkowych wyrazisto wynosi odpowiednio: 500 D50 0,27, C 0,69 T60 500 D50 0,33 Pogorszenie wyrazisto ci mowy AI zdefiniowane jako: d AIconst 0, 65 T % r g gdzie: d g odleg o ród a od odbiorcy, r g odleg o graniczna, T czas pog osu Z przybli onego wzoru przy za o eniu izotropowego pola mo emy przyj : 2 (3) (W.2) (4) 21

Artur NOWO WIAT, Leszek DULAK, Rafa UCHOWSKI AI 9 T % (5) const Zatem dla rednich cz stotliwo ci mo emy przyj, warto utraty wyrazisto ci na poziomie: 500 AI const 19, 9 %, 2000 AI const 15, 6 % (W.3) Stosunek basów BR (Bass Ratio) bezwymiarowy parametr okre laj cy stosunek czasów pog osu dla niskich i rednich cz stotliwo ci: T125 T250 (6) BR T T 500 1000 Zatem dla rednich cz stotliwo ci mo emy przyj : BR 0,82 (W.4) Klarowno C 80 Parametr ten okre la mo liwo rozró nienia poszczególnych d wi ków i ich róde. Zdefiniowany jest jako stosunek energii wczesnej (do czasu 80 ms liczonego od momentu wy czenia ród a d wi ku) do energii pó nej procesu zaniku d wi ku. Granica ca kowania odpowiada przypadkowi sygna u muzycznego. 80ms (7) 2 p t dt 0ms C80 2 p t dt Z przybli onego wzoru przy za o eniu izotropowego pola mo emy przyj : 80ms 1,1 C80 10log 1 T Zatem przebieg funkcji C 80 w funkcji cz stotliwo ci dla wyników czasu pog osu (rys. 2) przedstawia (rys. 3). (8) klarowno 4 3 2 klarowno 1 0-1 63.0 125.0 250.0 500.0 1000.0 2000.0 4000.0 8000.0-2 -3 cz stotliwo [Hz] Rys. 3. Przebieg klarowno ci w funkcji cz stotliwo ci. Fig. 3. Clarity as a function of frequency. 22

Ocena parametrów akustycznych ko cio a... 1(II) 2008 2. Wnioski W celu opisu akustycznych w asno ci pomieszczenia naniesiono redni przebieg czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci na wykres (obszar) tolerancji projektowej czasu pog osu w zale no ci od cz stotliwo ci (rys. 4). Rys. 4. Czas pog osu w funkcji cz stotliwo ci na tle obszaru tolerancji projektowej czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci (1 2 muzyka, 1 3 mowa). Fig. 4. Reverberation time as a function of frequency compared with design tolerance area. 1. Jak atwo zauwa y czas pog osu badanego wn trza jest zdecydowanie za d ugi. Nast pstwem tego jest ma o komfortowy odbiór d wi ku s ownego i d wi ku muzycznego. Co potwierdzaj równie pozosta e parametry okre laj ce akustyk wn trz. 2. Wska nik zrozumia o ci mowy dla cz stotliwo ci rodkowych wynosi odpowiednio STI500 0,47, STI2000 0,51, co na podstawie interpretacji [Houtgast i Steeneken 23

Artur NOWO WIAT, Leszek DULAK, Rafa UCHOWSKI 1980] kszta tuje zrozumia o mowy na poziomie dostatecznym, b d nawet na prze- omie ubogi/dostateczny. 3. Wyrazisto mowy dla cz stotliwo ci rodkowych wynosi odpowiednio 500 50 500 D50 0,27, D 0,33. Interpretacja wyrazisto ci mówi, e je eli wyrazisto jest > 50 %, to zrozumia o mowy jest na poziomie wi kszym ni 70 % rozumianych g osek. Jak atwo zauwa y tego poziomu w badanym pomieszczeniu nie osi gni to. 4. Utrata wyrazisto ci wymawianych g osek jest na poziomie AIconst 19, 9 %, AI 15, 6 %. Aby osi gn zrozumia o na poziomie dobrym utrata wyrazisto- const ci nie powinna przekroczy 15 %, natomiast, aby otrzyma zrozumia o na poziomie bardzo dobrym utrata wyrazisto ci nie powinna przekroczy 10 %. Z osi gni tych poziomów AI const mo emy stwierdzi, i zrozumia o jest umiarkowana 5. Na podstawie rysunku 5 mo emy zauwa y, e prawie w ca ym zakresie cz stotliwo- ci wska nik C 80 przyjmuje warto ci ujemne, co skutkuje s ab rozró nialno ci d wi ków i ich róde. Skutkuje to brakiem przyjemno ci z odbioru d wi ku muzycznego. Reasumuj c mo emy stwierdzi, e czas pog osu w pomieszczeniu jest zbyt d ugi, co skutkuje pogorszeniem wra e akustycznych. Pozosta e parametry wskazuj na niewystarczaj c zrozumia o mowy, zbyt du utrat wyrazisto ci i niewystarczaj c rozró nialno ci róde d wi ku, co powoduje utrat wra e akustycznych z odbioru d wi ku muzycznego. Bibliografia DULAK L. i UCHOWSKI R. 2003. Badania laboratoryjne izolacyjno ci akustycznej w warunkach zmiennej ch onno ci akustycznej. W: Materia y z XXXI Zimowej Szko y Zwalczania Zagro e Wibroakustycznych, Szczyrk, 2003. DULAK L. i UCHOWSKI R. 2006. Wariantowe rozwi zania budowy ciany drewnianej w aspekcie jej w a ciwo ci akustycznych. W: IV Mi dzynarodowe Sympozjum Technika i Architektura a Zdrowie. Gliwice, s. 83-88. HOUTGAST T. i 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.79-82. NOWO WIAT A. 2007. Model logarytmiczny wyznaczania wska nika zrozumia o ci mowy. W: Materia y z konferencji Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce, tom II, ód, 2007, s. 215 218. Recenzent: prof. dr hab. in. Piotr KLEMM, Politechnika ódzka 24

MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 Artur NOWO WIAT 1, Leszek DULAK 2, Rafa UCHOWSKI 3 Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika l ska, Gliwice OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW AKUSTYCZNYCH KO CIO A ZABYTKOWEGO W OSTROPIE ZE WZGL DU NA ODBIÓR D WI KU MUZYCZNEGO I S OWNEGO CZ. II Streszczenie. Zapewnienie dobrych w a ciwo ci akustycznych w badanym obiekcie zale y od zakresu produkcji akustycznej maj cym w nim miejsce. Trudno zaprojektowa jest pomieszczenie, które b dzie dobre zarówno pod wzgl dem ods uchu muzyki i s owa mówionego. W artykule podj to prób optymalizacji czasu pog osu pod k tem komfortu odbioru zarówno d wi ku s ownego jak i muzycznego. Zwrócono przy tym uwag na fakt i obiekt jest zabytkiem i ingerencja w jego wn trze jest ograniczona. S owa kluczowe: czas pog osu, wska nik zrozumia o ci, wska nik wyrazisto ci 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. Wprowadzenie W pomieszczeniach zamkni tych, w których d wi k odgrywa zasadnicz rol konieczne jest stworzenie odpowiednich warunków akustycznych. Mi dzy innymi nale y zapewni od- 1 Dr in., Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: 032 2372878, e-mail: artur.nowoswiat@polsl.pl 2 Dr in., Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: 032 2372878, e-mail: leszek.dulak@polsl.pl 3 Dr in., Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5/p. 1L, tel.: 032 2372878, e-mail: rafal.zuchowski@polsl.pl

Artur NOWO WIAT, Leszek DULAK, Rafa UCHOWSKI powiednie warunki pog osowe, które wynikaj z zastosowanych w pomieszczeniu materia ów i ustrojów d wi koch onnych. Zatem w akustyce pomieszczenia poza jego kszta tem i wielko ci powa n rol odgrywa ch onno akustyczna powierzchni wewn trznych pomieszczenia i wszystkich znajduj cych si w nim obiektów. Pokrycie cian pomieszczenia materia em o coraz wi kszym wspó czynniku (pog osowy wspó czynnik poch aniania d wi ku) powoduje, e ro nie energia fal poch oni tych przez ciany. W rezultacie maleje moc pola akustycznego w pomieszczeniu. Zjawisko to jest szczególnie efektywne w polu pog osowym, tj. w takiej odleg o ci od ród a, gdzie dominuj cym sk adnikiem pola s fale odbite. Nale y zwróci uwag, e ch onno akustyczna dotyczy zjawiska t umienia powierzchniowego, tj. odnosi si do poch aniania d wi ku przez powierzchni ograniczaj c pole akustyczne. Nipoch oni ta energia powraca do pomieszczenia, niesiona przez fal odbit. Inn form t umienia jest t umienie transmisyjne, odnosz ce si do przenikania d wi ku przez przegrod. Niepoch oni ta energia przenika przez przegrod, nie powracaj c do pomieszczenia. Metoda statystyczna dotyczy t umienia powierzchniowego. Optymalizacja parametrów akustycznych pomieszczenia jest zwi zana z jego jako ci akustyczn. W potocznym rozumieniu, poj cie jako ci akustycznej pomieszczenia czy si z szeroko rozumian estetyk wytworzonego w nim d wi ku. Sprawia to, e jako akustyczn nale y rozpatrywa w kontek cie dopasowania akustyki pomieszczenia do jego funkcji. Innej akustyki wymaga, zatem studio nagra, wi tynia, sala konferencyjna, kinowa, koncertowa itp. Optymalizacja rozpatrywanego w tym artykule pomieszczenia b dzie opiera a si na kryterium zrozumia o ci mowy, brzmienia basów i klarowno ci. A co za tym idzie na optymalizowaniu czasu pog osu wp ywaj cego na wy ej wymienione parametry ze wzgl du na przysz e przeznaczenie pomieszczenia. 2. Adaptacja akustyczna sufitu Komfort akustyczny pomieszczenia mo na kszta towa na ró ne sposoby. Podstawowym rozwi zaniem jest zastosowanie odpowiedniego materia u na cianach i suficie. W adaptacji akustycznej wn trza rozpatrywanego ko cio a musimy bra pod uwag jego rol jako zabytku. W zwi zku z tym nie mo emy interweniowa, w celu zwi kszenia ch onno ci akustycznej, w ka d przegrod ograniczaj c wn trze. Do dyspozycji, w celu adaptacji akustycznej, mamy sufit jako t przegrod, która ju w latach wspó czesnych by a wymieniana i nie jest elementem zabytkowym. Ponadto akustyczne w a ciwo ci sufitu jako najwi kszej p askiej powierzchni w pomieszczeniu odgrywa bardzo wa n rol. 26

Optymalizacja parametrów akustycznych 1(II) 2008 Adaptacja akustyczna sufitu polega na zastosowaniu sufitowych absorpcyjnych paneli akustycznych. Nie proponujemy konkretnego materia u, gdy zastosowanie paneli musi przej akceptacj konstruktora, architekta i konserwatora zabytków. Adaptacja sufitu polega, zatem na propozycji zastosowania paneli atwo dost pnych na rynku, które charakteryzuj si przebiegiem wspó czynnika poch aniania d wi ku w funkcji cz stotliwo ci zbli onym do pokazanego na rys. 1. Wspó czynnik poch anainia d wi ku 1,2 wspó czynnik poch aniania d wi ku 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 125 250 500 1000 2000 4000 cz stotliwo [Hz] Rys. 1. Wspó czynnik poch aniania d wi ku sufitowych paneli akustycznych w funkcji cz stotliwo ci. Fig. 1. Sound absorption coefficient as a function of frequency of acoustic ceiling panels. W celu wyznaczenia wp ywu adaptacji akustycznej sufitu zastosowano wzór Eyringa obliczania czasu pog osu: 0,161 V (1) T Sln 1 W pierwszej kolejno ci, na podstawie przekszta cenia wzoru (1) i przebiegów czasów pog osu w funkcji cz stotliwo ci przedstawionych w cz ci pierwszej dotycz cej oceny akustycznej ko cio a (rysunek 4), wyznaczono przebieg redniego pog osowego wspó czynnika poch aniania d wi ku w funkcji cz stotliwo ci dla rozpatrywanego wn trza. 27

Artur NOWO WIAT, Leszek DULAK, Rafa UCHOWSKI redni wspó czynnik poch aniania d wi ku 0,25 0,2 wspó czynnik poch aniania 0,15 0,1 0,05 0 63.0 125.0 250.0 500.0 1000.0 2000.0 4000.0 8000.0 cz stotliwo [Hz] Rys. 2. redni pog osowy wspó czynnik poch aniania d wi ku w funkcji cz stotliwo ci. Fig. 2. Average reverberation sound absorption coefficient as a function of frequency. Stosuj c na powierzchni sufitu panele akustyczne o wspó czynniku poch aniania d wi ku przedstawionym na rysunku 1 do redniego pog osowego wspó czynnika poch aniania d wi ku (rys. 2) oraz wykorzystuj c ponownie wzór Eyringa (1), otrzymujemy czas pog osu po adaptacji akustycznej (rys. 3). Adaptacja akustyczna sufitu 2,5 2 czas pog osu [Hz] 1,5 1 0,5 0 125 250 500 1000 2000 4000 cz stotliwo [Hz] czas pog osu przed adaptacj czas pog osu po adaptacji Rys. 3. Czas pog osu - przed i po adaptacji akustycznej sufitu. Fig. 3. Reverberation time - before and after acoustic adaptation of ceiling. 28

Optymalizacja parametrów akustycznych 1(II) 2008 Tak wyznaczony przebieg czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci zaznaczamy na wykresie zakresu tolerancji projektowej w funkcji cz stotliwo ci pokazanym w cz ci pierwszej dotycz cej oceny akustycznej ko cio a. Rys. 4. Czas pog osu w funkcji cz stotliwo ci na tle obszaru tolerancji projektowej czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci (1 2 muzyka, 1 3 mowa). Przed adaptacj linia ci g a, po adaptacji linia przerywana. Fig. 4. Reverberation time as a function of frequency compared with design tolerance area. Jak mo na wywnioskowa z rys. 4 adaptacja akustyczna sufitu spe ni a swoj rol. Przebieg czasu pog osu w funkcji cz stotliwo ci mie ci si w zakresie tolerancji projektowej (obszarze optymalnym) zarówno dla odbioru d wi ku muzycznego jak i s ownego. W celu pe nej analizy wyznaczymy pozosta e parametry akustyczne wn trza. Zrozumia o mowy wyznaczona zgodnie z zasad przedstawion w cz ci pierwszej wzór (1) po adaptacji akustycznej sufitu wynosi: STI500 0,62, STI2000 0,68 (W.1) Wska nik wyrazisto ci mowy D 50 na podstawie wzoru (3) cz ci pierwszej po adaptacji akustycznej sufitu wynosi: 500 D50 0,46, 500 D50 0,55 (W.2) 29

Artur NOWO WIAT, Leszek DULAK, Rafa UCHOWSKI Pogorszenie wyrazisto ci mowy AI na podstawie wzoru (5) cz ci pierwszej po adaptacji akustycznej sufitu wynosi: 500 2000 AI const 10 %, AI const 7, 75 % (W.3) Stosunek basów BR (Bass Ratio) na podstawie wzoru (6) cz ci pierwszej po adaptacji akustycznej sufitu wynosi: BR 1, 08 (W.4) Klarowno C 80 na podstawie wzoru (8) cz ci pierwszej po adaptacji akustycznej sufitu kszta tuje si przebiegiem w funkcji cz stotliwo ci: Klarowno 6 5 4 klarowno 3 2 1 0 125 250 500 1000 2000 4000 cz stotliwo [Hz] Rys. 5. Przebieg klarowno ci w funkcji cz stotliwo ci po adaptacji akustycznej sufitu. Fig. 5. Clarity as a function of frequency after acoustic adaptation of ceiling. 2.1. Adaptacja akustyczna przestrzeni pod balkonem W celu poprawy odbioru d wi ku s ownego mo na zastosowa na balkonie i pod nim kotar akustyczn. Za o enie jest takie, e w czasie, gdy odbiór d wi ku muzycznego b dzie priorytetem kotara by a by demontowana, natomiast, gdy priorytetem b dzie odbiór d wi ku s ownego kotara by aby montowana. W asno ci akustyczne kotary przedstawia tabela: Wspó czynnik poch aniania d wi ku w funkcji cz stotliwo ci kotara w 50% sfa dowana Cz stotliwo [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 Wspó czynnik poch aniania 0,14 0,39 0,55 0,72 0,7 0,65 Tabela 1. W asno ci akustyczne kotary. Chart 1. Acoustic properties of the curtain. 30

Optymalizacja parametrów akustycznych 1(II) 2008 Po zastosowaniu kotary akustycznej dodatkowo w stosunku do adaptacji akustycznej sufitu czas pog osu skraca si, co przedstawia poni szy wykres: Adaptacja akustyczna pomieszczenia 2,5 2 czas pog osu [s] 1,5 1 0,5 0 125 250 500 1000 2000 4000 cz stotliwo [Hz] czas pog osu przed adaptacj czas pog osu po adaptacji dodatkowa kotara czas pog osu po adaptacji sufitu Rys. 6. Czas pog osu - 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 okre laj ce zrozumia o mowy maj nast puj ce warto ci Parametry okre laj ce zrozumia o mowy STI 500 STI 2000 D 500 50 D 2000 50 AI 500 const AI 2000 const 0,65 0,72 0,51 0,60 8,70 6,70 Wnioski Tabela 2. Parametry okre laj ce zrozumia o mowy. Chart 2. Parameters defining clearness of the speech. 1. Po zastosowaniu paneli akustycznych na suficie czas pog osu zdecydowanie si skróci. Na rysunku 4 wyra nie mo na zauwa y, e czas pog osu znajduje si w obszarze optymalnym zarówno ze wzgl du na odbiór d wi ku muzycznego jak i d wi ku s ownego. 2. Wska nik STI wskazuje, i zrozumia o mowy jest na poziomie dobrym. Zastosowanie kotary akustycznej nieznacznie tylko poprawia zrozumia o mowy we wn trzu rozpatrywanego ko cio a. 31

Artur NOWO WIAT, Leszek DULAK, Rafa UCHOWSKI 3. Wska nik wyrazisto ci wskazuje, e dla cz stotliwo ci rodkowej 500 Hz mo emy nie uzyska zrozumia o ci przekraczaj cej 70 % zrozumianych sylab, natomiast dla cz stotliwo ci rodkowej 2000 Hz wska nik ten poprawia si i wskazuje na zrozumienie powy ej 70 % wypowiadanych sylab. 4. Na podstawie wska nika AI mo emy stwierdzi, e utrata wyrazisto ci nie przekracza 10 % wypowiadanych sylab, co potwierdza wniosek 2 o zrozumia o ci dobrej. 5. Przebieg klarowno ci w funkcji cz stotliwo ci po adaptacji akustycznej sufitu wskazuje na to, e s uchacze b d mieli mo liwo wyodr bnienia poszczególnych d wi ków oraz wyodr bnienia poszczególnych instrumentów. W zwi zku z tym odbiór muzyki b dzie klarowny, co poprawi wra enia ods uchowe w adaptowanym pomieszczeniu. Adaptacja akustyczna sufitu we wn trzu ko cio a poprawia zdecydowanie odbiór d wi ku muzycznego i s ownego. Zastosowanie dodatkowo kotary akustycznej w celu poprawienia odbioru d wi ku s ownego nie spe nia swojej roli. Poprawa jest nieznaczna. W pracy ingerowano tylko w te elementy powierzchni ograniczaj cych wn trze, które nie posiadaj walorów zabytkowych. Pozosta e elementy nie mog y podlega rozwa aniom. Bibliografia DULAK L. i UCHOWSKI R. 2003. Badania laboratoryjne izolacyjno ci akustycznej w warunkach zmiennej ch onno ci akustycznej. W: Materia y z XXXI Zimowej Szko y Zwalczania Zagro e Wibroakustycznych, Szczyrk, 2003. DULAK L. i UCHOWSKI R. 2006. Wariantowe rozwi zania budowy ciany drewnianej w aspekcie jej w a ciwo ci akustycznych. W: IV Mi dzynarodowe Sympozjum Technika i Architektura a Zdrowie. Gliwice, s. 83-88. HOUTGAST T. i 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.79-82. NOWO WIAT A. 2007. Model logarytmiczny wyznaczania wska nika zrozumia o ci mowy. W: Materia y z konferencji Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce, tom II, ód, 2007, s. 215 218. Recenzent: prof. dr hab. in. Piotr KLEMM, Politechnika ódzka 32

MONOGRAFIA SPOTKANIE Z ZABYTKIEM 1 (II) 2008 Marcin GÓRSKI 1, Rafa KRZYWO 2, Szymon DAWCZY SKI 3 Katedra In ynierii Budowlanej, Politechnika l ska, Gliwice TECHNICZNE MO LIWO CI ODBUDOWY ZABYTKOWEGO MURU WOKÓ KO CIO A W OSTROPIE Streszczenie. Pocz tki historycznego muru otaczaj cego ko ció w. Jerzego w Ostropie si gaj zapewne XVI wieku. Mur ko cielny podzieli losy zapominanego okresowo ko cio a i uleg powa nej degradacji, a jego dzisiejszy stan w wielu miejscach przepowiada rych e zawalenie. Niniejszy artyku przedstawia charakterystyk uszkodze, analiz stanu technicznego konstrukcji oraz przedstawia za o enia prac naprawczych, rekonstrukcyjnych a tak e dora nych prac zabezpieczaj cych. S owa 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. Wprowadzenie Ko ció w. Jerzego w obecnym kszta cie powsta w 1668 roku, w miejsce wcze niejszego ko cio a datowanego na 1340 rok. Trudno jednoznacznie okre li, kiedy powsta mur otaczaj cy ko ció. Charakterystyczny dla budowli gotycki uk ad cegie wskazuje na XVI wiek; ceg y u o one s jednak na wcze niejszym cokole kamiennym. Mo na przypuszcza, e ory- 1 Dr in., Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5, tel.: 032 237 22 62, e-mail: marcin.gorski@polsl.pl 2 Dr in., Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5, tel.: 032 237 22 62, e-mail: rafal.krzywon@polsl.pl 3 Dr in., Wydzia Budownictwa Politechniki l skiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 5, tel.: 032 237 22 62, e-mail: szymon.dawczynski@polsl.pl

Marcin GÓRSKI, Rafa KRZYWO, Szymon DAWCZY SKI ginalne za o enie posiada o ogrodzenie kamienne. Dzia ania wojenne, po ary, d ugotrwa e okresy nieu ytkowania ko cio a dotyka y równie muru dooko a niego. Ogrodzenie ko cio a by o, wi c wielokrotnie przebudowywane i naprawiane, a jego dzisiejszy kszta t i forma dalekie s od oryginalnego rozwi zania. Dzi mur mo na podzieli na 3 zasadnicze cz ci: najstarszy mur kamienno-ceglany od strony pó nocnej, mur arkadowy oraz zawalone fragmenty, których fundamenty lokalnie wystaj ponad pod o e (rys. 1, fot. 1.). Rys. 1. Plan sytuacyjny z zaznaczeniem ró nych typów muru okalaj cego ko ció 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 pozosta o ci bramy wschodniej oraz ceglane bloki przyporowe od strony pó nocnej. Mur oddalony jest od ko cio- a o ok. 15 m. Wysoko zachowanych fragmentów muru wynosi od ok. 1,5 do 2,1 m, zachowana brama ma wysoko 2,3 m a pozosta o ci muru kamiennego ok. 0,3 do 1,05 m. Brama zachodnia uleg a zniszczeniu stosunkowo niedawno i wiadomo, e jej wysoko wynosi a 2,85 m. Grubo muru wacha si od 0,35 do 0,8 m. Kamienne fundamenty muru posadowione s na g boko ci 0,6 m. Dynamika degradacji konstrukcji jest bardzo du a konieczna jest szybka interwencja, by nie dopu ci do zawalenia pozosta o ci muru. Ze wzgl du na t dynamik oraz konieczno indywidualnego podej cia do lokalnych sytuacji wskazania projektowe zawarte w tek cie 34

Techniczne mo liwo ci odbudowy 1(II) 2008 artyku u nie mog zawiera dok adnych danych ilo ciowych, nale y je traktowa jako cie k post powania przy eliminacji znanych nam dzisiaj zagro e. W artykule przyj to za o enie zachowania zabytkowych cz ci ogrodzenia i rekonstrukcji nieistniej cych fragmentów bez zmiany ich historycznej formy i charakteru, bez uwzgl dnienia ewentualnych propozycji nowych za o e np. dotycz cych nowych drzew. 2. Ocena stanu technicznego muru Ogólny stan konstrukcji nale y okre li jako z y lub bardzo z y. Przyczyn takiego stanu jest wiele: wiek, wilgo, rozrastaj ca si ro linno, wieloletnie zaniedbania, dzia ania wojenne, aktywno budowlana wokó muru, szkody górnicze oraz paradoksalnie naprawy i próby stabilizacji konstrukcji. Mur dzieli si na trzy podstawowe typy konstrukcji, które powsta y w ró nych okresach (fot.1). Ze wzgl du na t specyfik ka d cz konstrukcji ogrodzenia nale y traktowa oddzielnie. Wspólnym problemem dla wszystkich cz ci jest niski poziom posadowienia 0,6 m poni ej poziomu gruntu [Ochojska 2001]. a) b) c) Fot. 1. Fotografie przedstawiaj ce 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 z y stan utrzymania wp yw mia o wiele przyczyn, podstawowymi czynnikami s wiek, niski poziom posadowienia oraz sukcesja naturalna. Rozrastaj ce si pot ne drzewa doprowadzi y do deformacji s siaduj cych fragmentów muru. P ytkie posadowienie nie zabezpieczy o muru przed utrat stateczno ci. Przypuszcza mo na równie, e ogrodzenie mog o ucierpie w trakcie dzia a wojennych, podczas których nie oszcz dzono ko cio a. Innym czynnikiem, który wp yn na stateczno muru by y szkody górnicze, o których wiadcz uszkodzenia i zastosowane zabezpieczenia s siaduj cych z ko cio em obiektów. 35

Marcin GÓRSKI, Rafa KRZYWO, Szymon DAWCZY SKI Wieloletni okres nieu ytkowania ko cio a odbi si równie na stanie ogrodzenia, wysoka trawa i krzaki doprowadzi y do zawilgocenia dolnych partii konstrukcji. Niewprawne próby uporz dkowania terenu wokó ko cio a oraz zabezpieczania i wzmacniania konstrukcji równie stwarza y dodatkowe zagro enia i doprowadza y do uszkodze konstrukcji. W taki sposób dosz o do zawalenia bramy wschodniej, której klucz uku zosta na pocz tku XXI wieku, wsparty pojedynczymi stemplami dzi z bramy zosta y tylko ceglane s upy. Przy zachowanej bramie zachodniej u o ono uprz tni ty gruz, który spowodowa lokalne wyboczenie muru i jego wychylenie, a tak e doprowadzi do zawilgocenia dolnych partii konstrukcji. 2.1. Ruiny muru kamiennego Zachowany w pó nocnej cz ci cokó kamienny nara ony jest g ównie na zawilgocenie oraz sukcesj naturaln, zarówno drzew jak i ro linno ci niskiej. Zarastaj ca ro linno, wilgo a tak e zimowe cykle rozmra ania i zamra ania doprowadzi y do rozseparowania elementów konstrukcji. 2.2. Mur kamienno-ceglany Mur kamienno-ceglany okala pó nocn cz ko cio a. Powsta zapewne na zr bach poprzedniej konstrukcji kamiennego muru cyklopowego. Dolna cz muru to kamienny cokó o wysoko ci ok. 0,5 do 1,1 m. Pozosta a cz konstrukcji wykonana jest z muru ceglanego ze starej niezbyt regularnej ceg y na zaprawie wapiennej. Ceg y wi zane s krzy owo. Mur zako czony jest wykonanym pó niej uko nym zwie czeniem z ceg y klinkierowej na zaprawie cementowej. Do dzi przetrwa y jedynie fragmenty tego muru, które ró ni si stanem zachowania. Wszystkie jednak fragmenty w wi kszym lub mniejszym stopniu dotkni te s podobnymi problemami i zagro one w podobny sposób. G ówne problemy zosta y wzmiankowane w punkcie 2. Do szybkiej degradacji tej cz ci muru przyczyni y si XX-wieczne naprawy i uzupe nienia z u yciem wspó czesnych cegie na zaprawie cementowej oraz nowe zwie czenie muru, tak e na zaprawie cementowej. Uzupe nienia nowymi materia ami doprowadzi y do lokalnych zmian sztywno ci oraz zaburzenia naturalnego dla zabytkowego muru transportu wilgoci. Te typowe b dy [Tajchman, 2006] spowodowa y lokalne zarysowanie muru, wysolenia i ubytki cegie. W zachodniej cz ci ogrodzenia zagro eniem dla stateczno- ci muru s zabytkowe drzewa i ich korzenie rosn ce w bezpo rednim s siedztwie konstrukcji. 36