Bolesławiec – pierzeja północna rynku, w okresie przedwojennym i obecnie (wynik powojennej rekonstrukcji). 

To, jak dziś wyglądają centra naszych miast, nie jest dziełem przypadku, lecz precyzyjnego planowania sprzed ponad siedmiu stuleci. Choć trudno znaleźć oryginalne plany urbanistyczne z XIII wieku, to badaczki z Politechniki Wrocławskiej, stosując zaawansowane metody statystyczne i skanowanie laserowe, zdołały zrekonstruować zasady, według których mierzono dawną przestrzeń.

Artykuł na ten temat, autorstwa dr Marii Legut-Pintal, dr inż. arch. Anny Kubickiej-Sowińskiej, Mikołaja Grosela z Wydziału Architektury PWr oraz dr. hab. Krzysztofa Fokty z Uniwersytetu Jagiellońskiego ukazał się w prestiżowym czasopiśmie „Archaeometry”.

Zagadka średniowiecznej parcelacji

Większość miast Europy Środkowej, a w szczególności historycznego Śląska, powstała w XIII wieku w ramach wielkiej akcji osadniczej. To wtedy na tzw. „surowym korzeniu”, czyli terenie wcześniej niezagospodarowanym, wytyczano ośrodki, które do dziś są fundamentem naszej sieci urbanistycznej. W samym regionie historycznego Śląska powstało ich wtedy ponad 120. 

Założenie nowego miasta było ogromnym przedsięwzięciem logistycznym i inżynieryjnym. Konieczne było przygotowanie terenu i precyzyjne wytyczenie rynku, sieci ulic oraz terenu pod zabudowę, który następnie dzielono na mniejsze jednostki, czyli parcele (działki). Mimo tak dużej skali przedsięwzięcia, okazuje się, że wśród zachowanych dokumentów, brak jest planów technicznych i spisanych zasad, wedle których powstawały średniowieczne miasta.

– Mamy dokumenty lokacyjne, czyli umowy między panem feudalnym a wykonawcą – lokatorem. Są tam m.in. informacje o zapłacie za wykonaną pracę, ale nie ma danych, jak miasto ma ostatecznie wyglądać, jak duży ma być rynek, ile ma być działek pod zabudowę i jaki będzie ich kształt. Może się wydawać, że w tym względzie panowała pełna swoboda, ale obserwując te układy widzimy, że były one podporządkowane pewnym regułom. Kształt i wielkość działek są w tych miastach powtarzalne, czasami niemalże jak od pieczątki – mówi dr Maria Legut-Pintal z Katedry Historii Architektury, Sztuki i Techniki.

Zasady projektowania miast nie były z góry ustalone, a raczej stanowiły efekt wieloetapowego procesu, dla którego punktem wyjścia były struktury wiejskie. Dopiero wraz z rosnącą liczbą mieszkańców i zmieniającymi się funkcjami, konieczne okazało się opracowanie nowego modelu, którego zadaniem była choćby poprawa komunikacji.

Brak średniowiecznych źródeł kartograficznych sprawił, że dla rekonstrukcji pierwotnego kształtu miast, konieczne okazało się zastosowanie metody retrospektywnej. Badacze musieli szczegółowo analizować współczesne i historyczne plany i starali się w nich dostrzec ślady pierwotnego zamysłu. Nie jest to jednak łatwe, bo czas nie oszczędzał miejskiej struktury. Wojny, pożary i współczesne przekształcenia sprawiły, że to, co widzimy dzisiaj, jest już tylko echem XIII-wiecznego wzoru. Niekiedy pomocne okazywały się wyniki badań archeologicznych, które mogły potwierdzić rekonstrukcję pierwotnych układów.

Sąsiedzkie spory o cegły

Największą trudnością w prowadzonych badaniach była ruchomość granic. Choć dziś wydaje nam się, że granica działki jest nienaruszalna, to okazuje się, że w średniowieczu była to kwestia dość umowna. 

Dopóki budynki były głównie drewniane, granice działek mogły się zmieniać dość często. Duże działki ulegały podziałom w wyniku dziedziczenia, a bogatsi sąsiedzi mogli dokupić fragmenty sąsiednich parcel. Sytuację zmieniło nieco pojawienie się murów kamiennych i ceglanych, których raczej już nie przesuwano, ale systematycznie nadbudowywano. 

– Ale i tu sytuacja nie jest łatwa. Średniowieczne prawo sąsiedzkie dopuszczało bowiem sytuacje, które dziś trudno sobie wyobrazić. Postawienie kamiennego lub ceglanego muru było drogą inwestycją. Jeśli sąsiad nie chciał się dołożyć do budowy, inwestor mógł przesunąć swój mur na przykład o dwie cegły na działkę sąsiada, co w sumie dawało około 60 centymetrów przesunięcia – tłumaczy dr Legut-Pintal. 

To wszystko, choć nie zachowało się w dokumentach, pozostawiło ślad w strukturze miasta, a naszym badaczom znacznie utrudniło pracę, bo przy próbie dokładnego ustalenia stosowanych w średniowieczu miar, przesunięcie o kilkadziesiąt centymetrów stanowi już sporą anomalię.

Mobilne skanowanie laserowe (Mobile lidar).

Cyfrowa praca detektywistyczna

Chcąc dotrzeć do pierwotnej miary, zespół wykorzystał wyjątkowe połączenie swoich umiejętności architektonicznych i archeologicznych, co pozwoliło „zajrzeć” pod powierzchnię współczesnych map, opierając się choćby na wynikach badań wykopaliskowych i zachowanych reliktach średniowiecznych murów. W swojej pracy naukowcy wykorzystali również systemy informacji geograficznej (GIS), w których zestawiono współczesne plany katastralne z georeferencyjnymi mapami archiwalnymi z XIX w. oraz numerycznymi modelami terenu. Dla wybranych miast wykonano skanowanie przy użyciu mobilnego lidaru. 

Kluczowym elementem analizy okazała się jednak metoda zapożyczona z matematyki, czyli cosine quantogram (kwantogram cosinusowy). To funkcja matematyczna, która pozwala stwierdzić, czy w zbiorze danych istnieje powtarzalny moduł i jaką ma wartość. Moduł ten  może być np. wielokrotnością podstawowych jednostek miary lub wynikiem podziału większych jednostek. Podejście matematyczne wydawało się więc idealne do odtworzenia pierwotnego modułu parcelacji, czyli ustalenia pierwotnej szerokości działek. Często nie dawało ono jednoznacznej odpowiedzi, ale sugerowało, która z opcji rekonstrukcji może być bardziej prawdopodobna.

– Metoda ta była wcześniej wykorzystywana głównie do analizy detali architektonicznych lub struktury  budowli. Dotychczas nie stosowano jej w badaniach urbanistycznych. W skali miasta błąd pomiarowy może systematycznie narastać, co było ogromnym wyzwaniem metodologicznym – mówi dr inż. arch. Anna Kubicka-Sowińska z Katedry Historii Architektury, Sztuki i Techniki. – Nie zakładałyśmy z góry, jakiej miary szukamy. Zamiast tego pozwoliłyśmy algorytmowi „wyłapać” powtarzające się moduły w szerokościach analizowanych parceli przyrynkowych i sprawdzałyśmy, czy w zbiorze danych znajduje się jakaś zależność – wyjaśnia.  

Analizie poddano blisko 30 regularnych miast, głównie ze Śląska (m.in. Wrocław, Świdnicę, Jawor, Paczków), ale także Kraków i Chełmno. Nie we wszystkich udało się też przeprowadzić kompletną analizę, ponieważ współczesne budynki (najczęściej wielokondygnacyjne) zbudowane w miejscu historycznych parceli, całkowicie uniemożliwiły odtworzenie pierwotnych granic.

Od stopy reńskiej po sznur mierniczy

Badania pokazały bardzo ciekawą różnorodność systemów podziału działek stosowanych przy projektowaniu miast. Przy wyznaczaniu szerokości parceli stosowano moduły oparte na dwóch rodzajach stóp oraz różnych schematach podziału: występowały działki szerokości 60, 50, 30 lub 25 stóp.

W miastach lokowanych w pierwszej połowie XIII w., takich jak Wrocław, Ziębice czy Paczków, stosowano moduł oparty na stopie reńskiej (0,314 m), a najczęstsza szerokość działki wynosiła tam 60 stóp (ok. 19 m). Od połowy XIII w. popularność zyskała stopa chełmińska (0,288 m) i częściej pojawiały się działki 50 stopowe. W miastach lokowanych w drugiej połowie XIII wieku standardem stał się moduł 30 lub 25 stóp chełmińskich (ok. 7,2 m). Była to jedna z form optymalizacji przestrzeni, pozwalająca na zmieszczenie na danym terenie większej liczby mieszkańców i zwiększenie wpływów z podatków. System ten stał się standardem w młodszych miastach takich jak Ząbkowice Śląskie czy Świebodzice.

Z kolei w Krakowie i Chełmnie używano systemu opartego na sznurze mierniczym o długości ok. 43,2 m. W Krakowie szerokość działek wynosiła zazwyczaj 1/4 sznura (ok. 10,8 m), podczas gdy w Chełmnie podobna pierwotna szerokość działki częściej ulegała rozpadowi na 1/8 sznura (5,5 m).

Chmura punktów z mobilnego skanowania laserowego. 

Europejski kontekst

Śląskie miasta nie były jedynymi, jakie zakładano w tym czasie w Europie. Regularne układy miejskie pojawiły się również we Włoszech, Francji, Niemczech, Wielkiej Brytanii.

Aby zweryfikować skuteczność metody i porównać jej rezultaty z ośrodkami, w których murowane budownictwo pojawiło się znacznie wcześniej i utrwaliło średniowieczne układy, przeprowadzono także pomiary w wybranych miasteczkach w Toskanii i południowej Francji. 

– Dzięki współpracy z dr. inż. Bartłomiejem Ćmielewskim z LabScan3D, mogliśmy wykorzystać metodę mobilnego skanowania laserowego i fotogrametrię wykonywaną przy użyciu dronów. Dzięki wykonanemu z chmury punktów modelowi, pomiary wykonywaliśmy po powrocie już w laboratorium – wyjaśnia dr Legut-Pintal. – Okazało się, że dla tych miast wyniki są rzeczywiście bardziej wiarygodne, a jednocześnie stosowane moduły są zbliżone, pomimo stosowania zupełnie innego systemu miar. Wyniki tych pomiarów będą podstawą kolejnej publikacji — zapowiada.

Zespół z Wydziału Architektury, od prawej: Mikołaj Grosel, dr Maria Legut-Pintal, dr inż. arch. Anna Kubicka-Sowińska, podczas konferencji MetroArcheo na Malcie, na której prezentowano wyniki badań. 

Dlaczego jest to ważne dzisiaj?

Wyniki badań pokazały, że choć nie da się wskazać uniwersalnej „złotej miary” dla wszystkich analizowanych miast, to jednak można wskazać wielkość modułu stosowanego do podziału działek, który mieści się w ramach od 5,5 do blisko 11 metrów, a najczęściej oscyluje w okolicy 8 m. Co ciekawe, jest to zakres zgodny ze współczesnymi normami dla budownictwa szeregowego. To dowód na to, że średniowieczne planowanie było procesem świadomym i zaawansowanym, a przede wszystkim dostosowanym do skali człowieka.

Wyniki badań mają też realne zastosowanie współcześnie: mogą pomóc gminom w zarządzaniu historycznymi obszarami miast, pomóc w tworzeniu planów konserwatorskich czy rozwijaniu cyfrowych systemów informacji przestrzennej.

Maria Legut-Pintal, Anna Kubicka-Sowińska, Krzysztof Fokt, Mikołaj Grosel, „Exploring the Metric Systems of Medieval New Towns in Central Europe: Reconstruction of Urban Plot Scheme Using Cosine Quantogram and Modular Analysis”.

mic