Historický objekt z hlediska původu a kvality použití cihelných zdicích prvků

1. Úvod

V každodenním životě jsme obklopeni množstvím stavebních objektů z různých historických období, které jsme zvyklí vnímat jako architektonický celek. Každá konstrukce je však vytvořena z dílčích stavebních a konstrukčních prvků, které mohou mít často nedocenitelnou vypovídací hodnotu o stavbě samé, jejích vlastnostech, ale i o úrovni stavební výroby v daném místě a době.

Právě rekonstrukce původních objektů, zejména těch, kde neproběhly pozdější zásahy a přestavby, představuje pravou studnici informací o použitých materiálech a prvcích.

Při rekonstrukci budovy bývalého sirotčince na Gorkého ulici v Brně se díky přestavbě objektu a demolici jednoho křídla naskytla možnost získat reprezentativní soubory zdících prvků a kovaných táhel jednoznačně datovaných vznikem objektu v roce 1872 a postavením přístavby v roce 1905. Zejména soubor získaných kolkovaných cihel naznačil, že na stavbě objektu se současně podílela řada dodavatelů.

2. Cihly při stavebně technických a stavebně historických průzkumech

V rámci stavebně technických průzkumů, kterými se zabývá Ústav stavebního zkušebnictví, součást Fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně, je běžně řešena problematika diagnostiky historických konstrukcí z cihelného zdiva.

Častým požadavkem v rámci diagnostiky objektu je buď posouzení stáří zdiva na základě typologie použitých cihel, anebo naopak odhad kvality zdících prvků na základě znalosti stáří a původu. Jde o případy, kdy nelze jednoznačně identifikovat stáří částí objektu na základě dochovaných historických informací, materiálů či stavebně-historického průzkumu. Většinou se jedná o zděné objekty vytvořené v období od konce 18. do poloviny 20. století.

Úkol je to nesnadný a v řadě případů zcela nemožný. Prakticky v každém historickém období bylo běžné recyklovat stavební prvky a právě cihly byly pro svoji trvanlivost zcela běžně využívány sekundárně, tedy zdění probíhalo s využitím již dříve jinde použitých cihel. Klasickým příkladem je například užívání cihel získaných při demolici prvků tereziánského opevnění v Olomouci (cihly s orlicí a iniciálami F.M.T.). S těmito cihlami se dnes setkáváme ve stavbách z přelomu 19. a 20. století nejen v okolí Olomouce, ale například i na Znojemsku.

Pokud odhlédneme od problémů spojených s recyklací zdících prvků, identifikace původu a stáří cihel je do jisté možná na základě stanovení rozměrů jednotlivých cihel v konstrukci a analýzou jejich případných typických znaků a značení. I to je však z řady důvodů poměrně komplikované a nejednoznačné.

3. Identifikace cihel na základě vnějších znaků

Ve střední Evropě se v průběhu staletí měnily rozměry cihlářských výrobků i jejich vnější podoba. Pro období stavby a přestavby Chlapeckého sirotčince byly v platnosti následující předpisy týkající se rozměrů cihlářských výrobků.

V roce 1839 byly pro Čechy předepsány základní rozměry cihel pro zdění (tzv. zdice) 11½ × 5½ × 2½ palce (302 × 144 × 65 mm) a současně bylo předepsáno razit na cihlu značku výrobce – cihelny. Rozměry byly uváděny pro výrobky po výpalu.

Na Moravě zůstal v platnosti výnos Moravsko-slezského gubernia z roku 1810, s rozměrem zdice 11½ × 5¾ × 2¾ palce (palec dolnorakouský – 302 × 151 × 72 mm). V období od druhé poloviny 18. století do poloviny 19. století byla v monarchii vydána řada výnosů ohledně rozměrů cihlářských výrobků, které spolu ne vždy zcela korespondovaly.

Zcela unifikovaného formátu bylo dosaženo až k datu 14. 4. 1883 v souvislosti s metrologickou reformou. Formát cihel pro zdění byl stanoven na 290 × 140 × 65 mm. Opuštění měření v palcích odstranilo dosavadní roztříštěnost jednotek a formátů.

Mohlo by se tedy zdát, že identifikace stáří cihly je poměrně jednoduchou úlohou díky stanovení rozměrů a porovnání s předpisy jednotlivých let. Opak je však pravdou. Díky technologii výroby a faktu, že při výpalu dochází ke smrštění cihlářského střepu, závislém na složení materiálu i podmínkách výroby, jsou rozměry cihel dosti variabilní oproti platným předpisům. Daný problém dokládá M. Ebel na základě vyhodnocení zprávy o Vyšetření stavu výroby cihlářských výrobků v Čechách dle krajů 1837/1838. Ze zprávy lze vyvodit následující:

• předepsaná délka cihly 11½ palce kolísala od 9 do 13 palců, jde tedy o odchylky až 2½ palce (65 mm)
• předepsaná šířka cihly 5½ palce kolísala od 4½ do 6 palců, jde tedy o odchylky až 1 palec (26 mm)
• předepsaná výška cihly 2½ palce kolísala od 1¾ do 3 palců, jde tedy o odchylky až ¾ palce (19 mm)

Z výše uvedeného jasně vyplývá, že možné odchylky od stanovených rozměrů mohou být značné. Pokud současně připustíme, k podobným odchylkám mohlo docházet i po metrické reformě, kdy řada lokálních cihelen pracovala nezměněnou technologií výroby, může být identifikace stáří cihly z tohoto období ošidná, neboť cihly z doby před metrickou reformou a po ní mohou mít srovnatelné rozměry.

Přínosem je naopak značení cihel – tzv. kolkování. Kolky rozlišujeme dvojího druhu, pozitivní a negativní. Pozitivní kolek byl vytvořen tak, že ve dně formy byla vyryta či vypálena značka. Díky způsobu výroby jsou pozitivní kolky méně výrazné, a většinou daleko jednodušší, než pozdější kolky negativní (kdy na dno formy byla umístěna reliéfní raznice, jež po odformování vytvořila negativní reliéf v cihlářském výrobku).

V 18. století a na počátku 19. století bylo značení cihel v Čechách a na Moravě spíše výjimkou, a pokud ke značení docházelo, tak jen na malém procentu výrobků dané cihelny.

Naopak, od roku 1839 bylo v Čechách pro cihly značení přímo nařízeno. Vzhled kolků nebyl nijak předepsán, na jejich podobě se projevuje kreativita majitele cihelny, a důležitost, kterou přikládali této jistého druhu reklamě. Můžeme tak pozorovat nejčastěji cihly s kolky ve formě iniciál majitele či tradičního názvu cihelny, vzácněji kolky s propracovanými reliéfními erby a symboly, případně primitivní kolky ve formě malé značky. Často je kolek doplněn kolky číselnými, které pravděpodobně označovaly číslo sady forem nebo pracovní skupinu. Bohužel do dnešních dnů nebyly značky na českých a moravských cihlách systematicky zpracovány, na rozdíl od řady evropských zemí včetně Slovenska.

4. Budova chlapeckého sirotčince v Brně

Při hodnocení starých cihel bývá problém získat dostatečně reprezentativní a co do množství statisticky významný soubor cihel z určité oblasti, který navíc není ovlivněn sekundárním použitím starších cihel (tzv. z bouraček). Taková příležitost se naskytla při rekonstrukci budovy bývalého chlapeckého sirotčince na Falkensteinerově ulici č. 14 v Brně, v současné době budovy A v areálu Filosofické fakulty Masarykovy univerzity v Brně, na ulici Gorkého 14.

Budova byla postavena za peníze nadace známého brněnského mecenáše Valentina Falkensteinera v letech 1871–72 podle architektonického modelu Heinricha Drasche von Wartinberk. Plány pro výstavbu zhotovil významný brněnský architekt Josef Arnold, který stavbu i prováděl spolu s Moritzem Kellnerem.

Obrázek 1: Budova městského chlapeckého sirotčince ještě v původní třípatrové podobě na dobové pohlednici vydané kolem roku 1900 (pohlednice z archivu P. Cikrle)

Obrázek 2: Demolice přístavby objektu a probíhající rekonstrukce původní budovy – původ posuzovaného souboru cihel (foto encyklopedie.brna.cz)

Při stavebně technickém průzkumu objektu bývalého sirotčince se naskytla díky demolici některých částí objektu výjimečná příležitost odebrat ze stavby reprezentativní soubor cihel, který by umožnil doplnit historii objektu pokusem o identifikaci dodavatelů cihel na stavbu, a současně by umožnil provést materiálové zkoušky cihel a stanovit jejich fyzikálně mechanické vlastnosti. Z bouraných kleneb a zdí bylo odebráno více než 400 kusů cihel, z nichž bylo pro potřeby identifikace a následných zkoušek v první fázi vybráno 80 nejzachovalejších.

Podle výchozího předpokladu pocházely všechny vzorky z původní části objektu z roku 1872, nicméně již první stanovení rozměrů naznačovalo, že by část cihel mohla být mladší, a sice z přestavby v roce 1905. Nicméně, rozměry některých kusů nebyly jednoznačně „metrické“ ani „předmetrické“, z důvodů variability rozměrů při výrobě.

Cihly zkoumaného souboru nesly zdánlivě značení 18 různých výrobců negativními kolky (viz Obr. 7, Obr. 8), dílčích variant znaků bylo ještě více.

5. Nalezené typy cihel – výrobci

Pokus o identifikaci jednotlivých výrobců, vzhledem k tomu, že tato problematika nebyla pro Českou republiku dosud systematicky řešena, proběhl jednak výchozím porovnáním rozměrů cihel, a následně porovnáním podoby kolků (jejich písmen) se seznamy výrobců cihel v brněnském regionu.

Zde se zaslouží poděkovat panu Petru Vondrákovi, známému sběrateli cihel, který se identifikaci výrobců věnuje již řadu let, který poskytl materiály ze svého archivu v podobě výtahů z městských adresářů Brna z 1856,1862, 1867, 1877, 1881, 1885, 1890, 1892, 1895, 1898, 1900, 1903, 1905. Porovnáním iniciál na kolcích s majiteli a provozovateli cihelen pak byly odvozeni výrobci jednotlivých kusů.

Postupným rozborem souboru cihel byl zjištěn zajímavý fakt. Při prvním ohledání se zdálo, že různě značených cihel a tím i výrobců je 18, nepočítaje očividné varianty kolků týchž producentů cihel. Po podrobné analýze bylo zjištěno, že řada kolků je vlastně jen variantou, vzniklou během výroby například poškozením formy, kdy část kolku odpadla, případně byla nahrazena částí kolku z jiné formy (viz Obr. 8, srovnej standardní cihlu 11 s variantou 15) často ne zcela adekvátní, případně ze standardně používaných kolků byl posléze používán jen fragment, např. číslo formy (viz Obr. 7 a 8., srovnej cihly 1 a 18, nebo srovnej cihly 12 a 17).

Posléze bylo stanoveno, že jde patrně o celkem 9 výrobců. Bohužel v některých případech je určení konkrétního výrobce odhadem, který bude muset být budoucnu potvrzen dalším studiem dochovaných dokumentů.

Obrázek 3: Cihly odebrané z konstrukce byly očištěny a tříděny dle vnějších znaků

Obrázek 4: Cihly z jedné sady se často lišily rozměry i barvou střepu

Obrázek 5: Cihly obsahovaly kvůli technologii výroby řadu vad, zde masivní cicváry

Obrázek 6: Výjimkou nebylo ani masivní mechanické poškození v průběhu sušení výtvorku

Obrázek 7: První část typických reprezentantů odebraného souboru značených cihel z objektu bývalého sirotčince

Obrázek 8: Druhá část typických reprezentantů odebraného souboru značených cihel z objektu bývalého sirotčince

Výsledky identifikace výrobců jsou přehledně zpracovány v Tab. 1.

Z údajů uvedených v Tab. 1 a na Obr. 7 a Obr. 8 vyplývá, že odebraný soubor cihel byl rozmanitý. Jak již bylo řečeno, cihly pocházely ze dvou období – původní stavby z let 1871–1872 a přestavby z roku 1905. Určení konkrétního stáří bylo provedeno kombinací stanovení rozměrů (i když v řadě případů byly cihly na jakémsi pomezí předmetrických a metrických rozměrů) a analýzou kolku (přiřazení pravděpodobného výrobce).

Výsledkem je zjištění, že v obou fázích stavby dodávalo cihly několik výrobců současně.

Stavba 1871–72

• Sigmund Spitz & Nathan Ehrenfest, Hohlweggasse 15 (dnes Úvoz)
• Rüdiger Deycks, Grosse Neugasse 99 (dnes Lidická)
• Ferdinand Nemetchek, Grosse Neugasse 104 (dnes Lidická)
• Heinrich Czerwinka, resp. jeho vdova a syn, Thalgasse 28 (dnes Údolní)
• Alois Mistelsteiger, Wienergasse 47 (dnes Vídeňská), rodina Mistelsteiger se vyskytuje v předchozích letech v lokaci Úvoz.

Stavba 1905

• Ferdinand Schmerda, Eichhorngasse 21 (dnes Veveří)
• Adam und Czerwinka, Thalgasse 30 (dnes Údolní)
• Max Fischer und Mathias Ehrenfest, Hohlweggasse 5 (dnes Úvoz)
• Franz Pawlů, Eichhorngasse 73 (dnes Veveří)

V první fázi samotné stavby objektu byli využíváni jak výrobci v bezprostředním okolí stavby (Údolní, Úvoz), tak producenti cihel z oblasti dnešní Lidické ulice.

V rámci přestavby v roce 1905 byly cihly odebírány pouze z cihelen v bezprostředním okolí stavby, z prostoru dnešní Veveří, Úvozu a Údolní ulice.

Jak již bylo řečeno, v další fázi výzkumu budou muset být předpokládaní výrobci s adekvátními kolky spojeni další analýzou archivních materiálů.

6. Zkoušky cihel

Na základě předchozí identifikace původu jednotlivých cihel byly vzorky rozděleny do dvou sad, dělených ještě dle výrobců takto:

Sada 1 – cihly pocházející z budovy sirotčince z let 1871–1872
Typ 1 = Typ I, Typ 2 = Typ II, VI a XVI, Typ 3 = Typ III, Typ 4 = Typ IV (typologie dle kapitoly 4.).

Sada 2 – přístavba z roku 1905
Typ 5 = Typ VII, Typ 6 = Typ XI, XII, XV a XVII, Typ 7 = Typ XIII (typologie dle kapitoly 4.).

Obrázek 9: Poloviny cihel připravené ke stanovení pevnosti v tlaku

Obrázek 10: Zkušební tělesa – krychle o hraně 50 mm pro stanovení pevnosti v tlaku

Uvedené vzorky byly následně využity ke stanovení základních fyzikálních a mechanických vlastností zkoušených cihel, konkrétně skutečných rozměrů, objemové hmotnosti, nasákavosti, a pevnosti v tlaku. Stanovení pevnosti v tlaku proběhlo na polovinách cihel ve stavu přirozeně vlhkém, dále na krychlích o hraně 50 mm ve stavu vysušeném, přirozeně vlhkém a nasyceném, a pro srovnání i metodou užívanou in situ pomocí tvrdoměru Schmidt LB. Zajímavé byly i rozměry vzorků, kde byl konstatován poměrně velký rozptyl daný nestejným smrštěním při výpalu.

Skutečné rozměry

Rozměry cihel kolísají oproti dobovým předpisům, rozměry cihel z budovy sirotčince jsou 298–306 mm, 149–154 mm a 69–74 mm (jmenovité rozměry dle dobového předpisu 302 × 151 × 72 mm).

Rozměry cihel z přístavby se pohybují v rozmezí 290–297 mm, 143–148 mm a 68–71 mm (jmenovité rozměry 290 × 140 × 65).

Uvedené odchylky jsou vytvořeny z průměrných hodnot pro zkoušené sady, odchylky jednotlivých exemplářů jsou ještě vyšší. Obecně ale platí, že u cihel předmetrických rozměrů sledujeme odchylky na obě strany, rozměry cihel metrického formátu jsou spíše větší, než jmenovité.

Objemová hmotnost

Objemové hmotnosti zkoušených sad cihel byly vcelku vyrovnané, pohybovaly se mezi 1480 a 1580 kg/m³, bez ohledu na stáří cihly.

Nasákavost

Nasákavost vzorků se pohybovala v rozmezí 15,7 a 23,2 %, nebyly pozorovány zásadní rozdíly v závislosti na stáří.

Pevnost v tlaku

Stanovení pevnosti v tlaku proběhlo na polovinách cihel ve stavu přirozeně vlhkém, dále na krychlích o hraně 50 mm ve stavu vysušeném, přirozeně vlhkém a nasyceném, a pro srovnání i metodou užívanou in situ pomocí tvrdoměru Schmidt LB. Zajímavé byly i rozměry vzorků, kde byl konstatován poměrně velký rozptyl daný nestejným smrštěním při výpalu. Obecně vzato, asi nejvyšší vypovídací schopnost měly zkoušky na polovinách cihel. Handicapem zkoušek na krychlích o hraně 50 mm je fakt, že staré cihly nemají díky technologii výroby často homogenní strukturu, a výsledky se na jednotlivých tělesech vytvořených z téže cihly mohou zásadně lišit.

Průměrné hodnoty pevnosti v tlaku stanovené na polovinách cihel vyšly u Sady 1 v rozmezí f_b,p = 7,3–14,0 MPa, u Sady 2 v rozmezí f_b,p = 10,5–17,9 MPa.

Průměrná pevnost v tlaku cihel stanovená na krychlích:
Ve stavu přirozeně vlhkém:
Sada 1, f_b,v,u = 8,3–12,3 MPa, Sada 2, f_b,v,u = 9,6–14,1 MPa
Ve stavu nasyceném:
Sada 1, f_b,s,u = 5,7–11,3 MPa, Sada 2, f_b,s,u = 8,5–13,9 MPa
Ve stavu vysušeném:
Sada 1, f_b,u = 13,3–18,9 MPa, Sada 2, f_b,u = 12,2–12,9 MPa.

Je patrné, že při zkouškách větších vzorků dochází i k většímu rozptylu hodnot díky vnitřním nehomogenitám a poruchám, které jsou většinou při vytváření malých zkušebních těles eliminovány.

7. Závěr

Při rekonstrukci budovy bývalého sirotčince na Gorkého ulici v Brně se díky přestavbě objektu a demolici jednoho křídla naskytla možnost získat reprezentativní soubory zdících prvků, jednoznačně datovaných vznikem objektu v roce 1872 a postavením přístavby v roce 1905. Po pečlivé rozměrové a tvarové analýze tohoto souboru a následné identifikaci dle kolků bylo zjištěno, že na stavbě objektu se současně podílela řada dodavatelů. Jejich lokalizace v rámci Brna však nepostrádala jistou logiku, neboť byly využívány prakticky všechny cihelny do určité vzdálenosti od stavby, která byla ještě únosná z hlediska dopravy cihel pomocí tehdejších prostředků – potahů.

Stanovení fyzikálně – mechanických vlastností odebraných cihel naznačuje jistou variabilitu vlastností cihel od různých výrobců i v rámci jedné cihelny danou technologií výroby, nicméně se zásadně neliší výrobky jednotlivých cihelen, které se na stavbě objektu podílely.

Poděkování

Autoři děkují panu Petru Vondrákovi, který poskytl materiály ze svého archivu pro identifikaci výrobců cihel.

Článek byl vytvořen v rámci řešení projektu č. LO1408 „AdMaS UP – Pokročilé stavební materiály, konstrukce a technologie“ podporovaného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy v rámci účelové podpory programu „Národní program udržitelnosti I“.

Literatura

1. EBEL, Martin. Rozměry cihlářských výrobků. In: Dějiny staveb : 2001. Sborník vybraných referátů z konference Dějiny staveb / ed. Jan Anderle, Martin Ebel, Milena Hauserová, Tomáš Karel, Petr Macek. Ústí nad Labem: Fakulta architektury ČVUT, 2001 s. 30–33.
2. KUČA, Karel. Brno: Vývoj města, předměstí a připojených vesnic. Vyd. 1. Praha: Baset, 2000, 644 s. ISBN 80-86223-11-6.
3. PETERKA, Otakar. Vzrůst města Brna a jeho obyvatelstva. In: Brno, město a okolí: k dvacátému výročí naší samostatnosti a dvaceti let českého Brna ... /. redakce Alois V. Kožíšek. Brno: Národohospodářská propagace Československa, svazek XIX, 1938. 340 s.
4. Encyklopedie Brna, dostupné z http://encyklopedie.brna.cz
5. Materiály ze soukromého archivu Petra Vondráka