Daylightning in first realized church st.fronleichnam by architect rudolf
schwarz
DENNÍ OSVĚTLENÍ V PRVNÍ REALIZOVANÉ NOVOSTAVBĚ KOSTELA ST.
Fronleichnam od architekta Rudolfa Schwarze
Jiří Šťasta1
Abstract
Aim of this article is to analyze and evaluate indoor lightning of church
St. Fronleichnam of the author Rudolf Schwarz in Aachen. Article is focused
on indoor lightning of liturgical space. At first was made digital 3D model
according to plans and archived photographies.Than was made the real time
daylight simulation in software Velux Daylight Vizualizer which dispose of
many daylight analyse functions such as coefficient of daylight factor and
illuminance according to demands of ISO/CIE. Every function and operation
needs a different quantity of daylight, this values also for celebrating
the liturgy. As yet this specific need was not deeply studied. From larger
scale of similarly studied cases would be possible to monitor the tendences
of used quantity of daylight. Also would be possible to create recommended
range of daylight for this specific function such is liturgy celebration.
Keywords
Light, illuminance, architecture, daylight factor, Rudolf Schwarz
Abstrakt
Předmětem článku je analýza a zhodnocení stacionárního stavu vnitřního
osvětlení denním světlem u chrámu St. Fronleichnam architekta Rudolfa
Schwarze v Cáchách. Pozornost je zaměřena především na osvětlení v původní
koncepci liturgického prostoru. Stavba byla virtuálně rekonstruována na
základě dostupných grafických podkladů a fotodokumentace. Následně byla
provedena simulace denního osvětlení v rámci rekonstruovaného modelu tak,
aby se co nejpřesněji nejvěrněji přibližovala původnímu dobovému výsledku.
Zhodnocení osvětlení bylo provedeno v odborném světelném programu Velux
Daylight Vizualizer, který disponuje řadou nástrojů pro analýzu činitele
denního osvětlení i intenzity osvětlení denním světlem na základě požadavků
standardů ISO/CEI. Každá funkce vyžaduje specifický druh osvětlení, a to
včetně sakrálních staveb. Doposud však nebyla věnována vyšší pozornost
analýze míry osvětlení v rámci staveb pro liturgické účely, zvláště u
staveb již realizovaných. Vyhodnocením většího počtu realizovaných
sakrálních staveb by bylo možné zhodnotit vývoj v rámci osvětlení denním
světlem a případně doporučit vhodné rozmezí, které by se pro funkci
liturgického slavení nejlépe hodilo.
Klíčová slova
Světlo, osvětlení, architektura, činitel denní osvětlenosti, Rudolf Schwarz
1st. Úvod
V PRVNÍ POLOVINĚ DVACÁTÉHO STOLETÍ SE ROZVÍJÍ AKTIVITA TZV. LITURGICKÉHO
HNUTÍ, KTERÉ SE SNAŽÍ PODNÍTIT ZMĚNU V PŘÍSTUPU K LITURGICKÉMU PROSTORU. DO
TOHOTO OBDOBÍ PATŘÍ MIMO JINÉ ČINNOST NĚMECKÉHO ARCHITEKTA RUDOLFA
SCHWARZE. BLÍZKÉ PŘÁTELSTVÍ S KATOLICKÝM TEOLOGEM ROMANEM GUARDINIM JEJ
PŘIVEDLO K PRVNÍ PRÁCI S LITURGICKÝM PROSTOREM NA HRADĚ ROTHENFELS. ZDE
KONCEM 20. LET BYLA POD VEDENÍM RUDOLFA SCHWARZE PROVEDENA LITURGICKÁ
ÚPRAVA, KTERÁ BYLA ARCHITEKTONICKOU PŘEDZVĚSTÍ ČINNOSTI UNIVERZÁLNÍ CÍRKVE
PO DRUHÉM VATIKÁNSKÉM KONCILU. JEHO NÁVRHY HLEDAJÍ IDEÁLNÍ DISPOZICI
PROSTORU PRO SLAVENÍ LITURGIE V RÁMCI SPOLEČENSTVÍ. SVÉ KONCEPTY PRO ÚPRAVU
KAPLE A RYTÍŘSKÉHO SÁLU NAZÝVAL SCHWARZ IDEÁLNÍMI PRAOBRAZY (URMODELLE)
PŘENESENÝMI DO PROSTORU.
Pohled na kostel z ulice Düppelstraße
Velmi záhy po této liturgické úpravě přichází výzva pro zpracování návrhu
první sakrální novostavby pro nově vzniklou čtvrť ve městě Cáchy (Aachen)
na chrám St. Fronleichnam (Těla Páně). Kostel St. Fronleichnam je situován
ve východní části města Cáchy na ulici Düppelstraße 25. Vyniká svojí
formální tvarovou jednoduchostí a na tehdejší dobu neobvykle prostým
interiérem. V podélné dispozici vnitřní lodě vynikají kontrastní bílé stěny
s černým žíhaným mramorem. Presbytář je stupňovitě vyvýšen od hlavní lodi
deseti schody. Kazatelna kubického tvaru je vyvýšena nad prostřední částí
lodě. Oltář se svatostánkem je stavebně oddělen od zadní stěny. Přirozené
denní osvětlení je zde distribuováno prostřednictvím devatenácti oken.
Stavba vyniká barevnou a tvarovou jednoduchostí a snahou využít rovnoměrné
nepřímé osvětlení denním světlem ze severní strany.
2nd. Virtuální rekonstrukce stavby
SOUČASNÉ DIGITÁLNÍ PROGRAMOVÉ PROSTŘEDKY UMOŽŇUJÍ PROJEKTANTŮM A ZVLÁŠTĚ
PAK ARCHITEKTŮM PODROBNOU ANALÝZU STAVBY Z HLEDISKA VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ.
V RÁMCI TÉTO PŘÍPADOVÉ STUDIE BYLA PROVEDENA ANALÝZA SVĚTELNÝCH VLASTNOSTÍ
INTERIÉRU LITURGICKÉHO PROSTORU A TO NA ZÁKLADĚ MODELU, ZHOTOVENÉHO DLE
PŮDORYSŮ, ŘEZŮ A DOBOVÝCH FOTOGRAFIÍ. SPECIALIZOVANÉ PROGRAMY ZABÝVAJÍCÍ SE
SVĚTELNOU TECHNIKOU (ECOTECT, RADIANCE, GROUNDHOG, SEFAIRA, VELUX DAYLIGHT
VIZUALIZER A DALŠÍ) NABÍZEJÍ ŠIROKOU ŠKÁLU VÝSTUPŮ PŘI ANALÝZE OSVĚTLENÍ.
PRO TUTO STUDII BYL VYBRÁN PROGRAM VELUX DAYLIGHT VIZUALIZER, NEBOŤ
UMOŽŇUJE IMPORT DAT Z PROGRAMU SKETCHUP A NÁSLEDNÉ VÝSTUPY V PODOBĚ
PRŮMĚRNÉHO SOUČINITELE DENNÍHO OSVĚTLENÍ A DENNÍHO OSVĚTLENÍ V ZADANÝ
ČASOVÝ BOD. VÝPOČTOVÉ PROSTŘEDÍ PROGRAMU VELUX DAYLIGHT VIZUALIZER BYLO
ÚSPĚŠNĚ TESTOVÁNO NEJEN AUTORY PROGRAMU VŮČI POŽADAVKŮM MEZINÁRODNÍ KOMISE
PRO OSVĚTLENÍ (CIE) ISO 15469:2004(E)/CIE S 011/E 2003 A ISO 15469/CIE S003
(1996), TAK ABY BYLA ZARUČENA VALIDITA VÝSTUPNÍCH DAT.
Nejdříve byl pro naši analýzu vytvořen model stavby v programu SketchUp2016
a následně byl použit pokročilý program pro analýzu denního osvětlení Velux
Daylight Vizualizer. Na základě dostupných dobových podkladů (půdorys a dva
podélné řezy) byl vyhotoven digitální model stavby imitující veškeré známé
použité materiály.
Půdorys kostela
Stavba je obdélníkového půdorysu o vnějších rozměrech 48 x 14 m se světlou
výškou lodě 18,5m. Nejbližší prostor kolem oltáře byl převýšen max. 1,6m.
Jako doplňující zdroj byly použity černobílé fotografie ze třicátých let a
současné barevné fotografie. Digitální model byl zpracován pouze pro
prostor vlastního centra liturgického dění, tedy presbytář, hlavní a
vedlejší loď a vstupní prostory. Do simulace nebyl zahrnut farní dům, ani
přidružené účelové prostory jako je sakristie, sklady a toalety. Model je
zobrazením původního dobového řešení, protože pozdější liturgická úprava
provedená po Druhém vatikánském koncilu (1962 – 1965), je již mimo zájem
této studie a proto nebyla do modelu zahrnuta.
3rd. Modelace a simulace denního osvětlení
NA ZÁKLADĚ PODKLADŮ O GEOMETRII STAVBY BYL VYTVOŘEN DIGITÁLNÍ MODEL VČETNĚ
IMPLEMENTACE TEXTUR POVRCHŮ. SPECIALIZOVANÉ PROGRAMY DOVOLUJÍ PŘESNOU
ANALÝZU SVĚTELNÝCH PODMÍNEK V JAKÉMKOLIV ČASOVÉM BODĚ. TYTO NÁSTROJE JSOU
TAK VHODNÝM POMOCNÍKEM V SIMULACI A PŘÍPADNÉ ADAPTACI PROSTOR. POKROČILÉ
VÝPOČTOVÉ NÁSTROJE PROGRAMU ZAHRNUJÍ DO VÝPOČTŮ ODRAZIVOST POVRCHŮ, HRUBOST
ČI PRŮSVITNOST. JE ZDE MOŽNÉ VYHODNOTIT TAKÉ SLOŽITÉ GEOMETRICKÉ PROSTOROVÉ
TVARY ČI ROZDÍLNÉ PODMÍNKY PODNEBÍ, VČETNĚ NASTAVENÍ ORIENTACE STAVBY A
JEJÍHO UMÍSTĚNÍ DLE SOUŘADNIC GPS. [1]
Pro tento výpočet byla v naší úloze použita rovnoměrně zatažená obloha s
hodnotou vnějšího osvětlení 6000 luxů. Okennímu zasklení s pískovaným
motivem byla přiřazena prostupnost 70 %. Koeficient pro odrazivost stěn
s čistě bílým nátěrem byl určen na 0,8. Kamenné tmavé pololesklé dlažbě
byla přiřazena hodnota koeficientu 0,21. [2]
Bylo provedeno několik variant výstupů na základě zadaných hodnot
okrajových podmínek. Výsledky simulace poskytují minimální hodnoty činitele
denní osvětlenosti a intenzitu osvětlení pro zadaný okamžik, tedy v
poledne 21. března a s rovnoměrně zataženou oblohou. Jas byl určen na
základě požadavků pro výpočet Mezinárodní komise pro osvětlení CIE, který
má zakotvení také v české normě ČSN 73 0580-1. [3]
4th. Výsledek a diskuze
MĚŘENÍ SOUČINITELE DENNÍ OSVĚTLENOSTI BYLO PROVEDENO PRO VŠECHNY PLOCHY
TÝKAJÍCÍ SE PŘÍMO LITURGICKÉHO SLAVENÍ. PLOCHY BYLY DÁLE HODNOCENY DLE
JEJICH SPECIFICKÝCH FUNKCÍ (PRESBYTÁŘ, HLAVNÍ LOĎ, BOČNÍ LOĎ A ZÁDVEŘÍ).
PROSTOROVÁ SIMULACE OSVĚTLENOSTI DENNÍM SVĚTLEM NABÍZÍ ZJEDNODUŠENÝ POHLED
DO INTERIÉRU CHRÁMU S VYZNAČENÍM INTENZITY OSVĚTLENÍ DLE BAREVNÉ STUPNICE
S UVEDENÝM KVANTITATIVNĚ VYJÁDŘENÝM POČTEM LUXŮ.
Intenzita denního osvětlení v presbytáři
Z hlediska součinitele denní osvětlenosti bylo dosaženo rovnoměrných
výsledků zvláště v hlavní lodi kostela a to zejména díky dvěma protilehlým
řadám oken v horní části obvodové stěny. Nerovnoměrné rozložení denního
světla v místě presbytáře je zapříčiněno svislou řadou oken, která se
nacházejí pouze na severovýchodní straně. Při jižní straně svislá řada oken
nebyla navržena. Za obvodovou zdí se totiž nachází konstrukce zvonice.
Boční loď, kde je umístěna křtitelnice a zpovědnice dosahuje velmi nízkých
hodnot součinitele denního osvětlení. Je to kvůli funkci boční lodě, kde
autor vyžadoval svým návrhem vyšší intimitu. [4] Zádveří, které se nachází
při podélné stěně rovnoběžné s ulicí Düppelstraße neobsahuje také žádné
okenní otvory, sluneční světlo sem vstupuje pouze hlavními dveřmi do
interiéru chrámu či dveřmi do ulice.
Intenzita denního osvětlení v lodi a presbytáři
Práce s denním osvětlením na stavbě kostela Těla Páně v Cáchách od Rudolfa
Schwarze byla podřízena architektonickému záměru s ohledem na funkčnost
jednotlivých ploch. Výsledky měření potvrzují, že požadavky na dostatečné
osvětlení budov a to i sakrálních byly zohledňovány Rudolfem Schwarzem i na
této stavbě. Tendence funkcionalistické architektury vedly zvláště ke
zkvalitnění bydlení, jedním z požadavků bylo dostatečné osvětlení užívaných
prostor. Jedním z hlavních soudobých propagátorů myšlenky ,,moderní
architektury" byl mimo jiné architekt Le Corbusier, který figuroval jako
klíčová postava i na setkáních Mezinárodního kongresu pro architekturu CIAM
pořádaných od roku 1928. Jedním z jeho bodů ,,moderní architektury" je
užití horizontálních pásových oken, které by zabezpečilo dostatek světla
pro vnitřní prostory. [5] [6, s. 310-321]
5th. Závěr
STUDIE DENNÍHO OSVĚTLENÍ SE PROVÁDÍ PŘEDEVŠÍM V RÁMCI PROJEKČNÍCH PŘÍPRAV
NOVĚ STAVĚNÝCH OBJEKTŮ. V TÉTO STUDII BYLA POUŽITA EXPERIMENTÁLNÍ METODA
SIMULACE DENNÍHO OSVĚTLENÍ PRO VYHODNOCENÍ STÁVAJÍCÍCH PODMÍNEK MNOŽSTVÍ
DENNÍHO SVĚTLA V LITURGICKÉM PROSTORU ZE TŘICÁTÝCH LET MINULÉHO STOLETÍ.
BYLO VYUŽITO SOUČASNÝCH METOD A SOFTWAROVÝCH NÁSTROJŮ, KTERÉ MOHOU VHODNĚ
SIMULOVAT SVĚTELNÉ PODMÍNKY I V ČÁSTEČNĚ ČI ZCELA ZMĚNĚNÝCH PODMÍNKÁCH
LITURGICKÝCH PROSTOR. TATO METODA MŮŽE BÝT ZVLÁŠTĚ PŘÍNOSNÁ PRO SAKRÁLNÍ
STAVBY Z DĚJIN ARCHITEKTURY, KDE SE NÁM DOCHOVAL POUZE SLOVNÍ POPIS NEBO
JENOM FRAGMENTY POUŽITÝCH MATERIÁLŮ NA STĚNÁCH, PODLAHÁCH APOD. [7]. VĚTŠÍ
ROZSAH PODOBNĚ VYHODNOCENÝCH STAVEB BY MOHL VÉST K SYSTEMATICKÉMU HLEDÁNÍ
VHODNÉ INTENZITY DENNÍHO OSVĚTLENÍ V PROSTORÁCH URČENÝCH PRO SLAVENÍ
LITURGIE. KAŽDÁ FUNKCE POTŘEBUJE VHODNOU MÍRU OSVĚTLENÍ, NALEZENÍ VHODNÉHO
ŘEŠENÍ JE OTÁZKOU MEZIOBOROVÉHO HLEDÁNÍ A OTEVŘENÉ DISKUZE NA POLI
STAVEBNICTVÍ, ARCHITEKTURY, PSYCHOLOGIE, UMĚNÍ A TEOLOGIE [6] [8] [4] [9]
[10].
Teologické diskuze ohledně osvětlení interiéru liturgických prostor jsou
systematicky vedené v zahraničí, zvláště pořádáním odborných konferencí.
Kromě příspěvků o orientaci staveb [11] [12], světle v liturgii, atd. jsou
vedeny také diskuze kolik světla a jaké světlo by mělo v chrámech být. [13]
Přispění z hlediska vědecko-technické analýzy denního osvětlení by mohlo
být také dalším článkem na cestě realizace teoretických předpokladů do
projekční a realizační fáze současných sakrálních projektů.
Činitel denní osvětlenosti s průměrnými hodnotami v ploše presbytáře,
lodě, boční lodě a vstupu
Poděkování
Chtěl bych zde poděkovat doc. Ing. arch. Jaroslavu Drápalovi, CSc. a doc.
Ing. Miloslavu Meixnerovi, CSc. za odborné vedení této studie. Další
poděkování patří doc. Ing. Richardu Kittlerovi, DrSc. ze Slovenské akadémie
vied za osobní konzultaci při studiu otázek v oblasti činitele denní
osvětlenosti.
Literatura
[1] PHILLIPS, Derek a Carl GARDNER. Daylighting: natural light in
architecture. Amsterdam: Elsevier, 2004. ISBN 0750663235.
[2] KUMPÁN, Vítězslav. Studium odrazivosti povrchů [online]. Brno: Vysoké
učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních
technologií, 2011 [cit. 2016-07-22]. Dostupné z:
http://hdl.handle.net/11012/6831. Bakalářská práce. Vysoké učení
technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií.
Ústav radioelektroniky. Vedoucí práce Lucie Hudcová.
[3] LABAYRADE, Raphaël. VALIDATION OF VELUX DAYLIGHT VISUALIZER 2 AGAINST
CIE 171:2006 TEST CASES. Ibpsa [online]. 2009, 2009(14), 8 [cit. 2016-
08-09]. Dostupné z:
http://www.ibpsa.org/proceedings/BS2009/BS09_1506_1513.pdf
[4] KRIPKE, Daniel. Illumination and mood. Psychopharmacology [online].
1102, 213(4), 833 [cit. 2015-10-29]. DOI: 10.1007/s00213-010-2045-y.
[5] CLAUDIO VÁSQUEZ, . La luz en la obra de Le Corbusier Light in the
work of Le Corbusier. ARQ [online]. 2010, 2010(76), 20-27 [cit. 2016-
08-09]. ISSN 07160852. Dostupné z:
http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_issuetoc&pid=0717-
699620100003&lng=en&nrm=iso
[6] ZEMÁNEK, Jiří a Marco BISCHOP. Ejhle světlo. 1. vyd. Brno; Praha:
Moravská galerie; KANT, 2003. ISBN 8070271183.
[7] IOMMI, Matteo. The natural light in the Italian rationalist
architecture of Ex G.I.L. of Mario Ridolfi in Macerata. The virtual
reconstruction and the daylight analysis of the original building.
Energy & Buildings [online]. Elsevier B.V, 2016, 2016(113), 30-38
[cit. 2016-08-09]. DOI: 10.1016/j.enbuild.2015.12.041. ISSN 03787788.
Dostupné z:
http://www.sciencedirect.com.ezproxy.lib.vutbr.cz/science/article/pii/S
0378778815304771
[8] KRYWORUCZKO, Jurij. Light in sacred architecture. Elpis [online].
Elpis, 2011, (23-24) [cit. 2015-10-30]. ISSN 15087719.
[9] BARRIE, Thomas. Sacred Space and the Mediating Roles of Architecture.
European Review [online]. Cambridge University Press, 2012, 20(1), 79-
94 [cit. 2015-10-31]. DOI: 10.1017/S1062798711000330. ISSN 10627987.
[10] DENK, E, P JIMENEZ a B SCHULZ. The impact of light source technology
and colour temperature on the well-being, mental state and
concentration of shop assistants. Lighting Research & Technology
[online]. SAGE Publications, 2015, 47(4), 419-433 [cit. 2015-10-29].
DOI: 10.1177/1477153514532280. ISSN 14771535.
[11] MATĚJEK, Marek a Pavel KOPEČEK. Benediktini ve středověku. 1. Třebíč:
Vivat Academia, 2011. ISBN 9788087385104.
[12] SPINAZZÈ, Eva. La luce nell'architettura sacra: spazio e orientazione
nelle chiese del X-XII secolo tra Romandie e Toscana / Eva Spinazzè ;
con una introduzione di Xavier Barral i Altet e di Manuela Incerti. 1.
Frankfurt am Main: Peter Lang, 2016. ISBN 3631668384.
[13] FORCONI, Donatella (ed.). LUCE NELLE CHIESE: Atti dei convegni AIDI
Roma, Milano, Venezia. 1. Milano: EDIPLAN EDITRICE, 2010. ISBN 978-88-
96726-00-6.
[14] Energy & Buildings [online]. Elsevier B.V, 2016, 2016(113) [cit. 2016-
08-09]. ISSN 03787788.
[15] ZEMÁNEK, Jiří a Marco BISCHOP. Ejhle světlo. 1. vyd. Brno; Praha:
Moravská galerie; KANT, 2003. ISBN 8070271183.
Recenzoval
Ondřej Hnilica, Ing. Mgr., Phd., Národní památkový ústav, NPÚ Telč,
Hradecká 6, email:
[email protected]