Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav lesnické a dřevařské techniky ZAJIŠTĚNÍ STATIKY KORUN STROMŮ VÁZÁNÍM Bakalářská práce Vedoucí bakalářské práce Ing. Pavel Nevrkla Vypracoval Karel Mikulenka Brno 2011/2012
Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval Ing. Pavlu Nevrklovi, za vedení mé bakalářské práce a poskytnutí cenných rad a materiálů. Také bych rád poděkoval Ing. Jiřímu Borskému, za poskytnutí jednotlivých druhů vázání do mé expozice, která je součástí mé práce. Bakalářská práce s vytvořením expozice vazeb byla provedena v rámci projektu OP VK INOBIO - CZ.1.07._2.2.00_28.0018 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma,,zajištění statiky korun stromů vázáním zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díly s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:
Karel Mikulenka Zajištění statiky korun stromů vázáním Abstrakt Cabling tree crowns statics security Tématem práce je:,,zajištění statiky korun stromů vázáním. Pojednává o základních vlastnostech dřevin, které je potřeba při péči o stromy znát. Vhodně zvolený typ vázání a správné provedení má rozhodující vliv na funkci zajištění koruny stromu. Práce shrnuje dosavadní poznatky o instalaci a vlastnostech jednotlivých druhů vázání. V práci jsou podrobně popsány druhy vázání, které se používají v České republice včetně jejich kladů a záporů. Součástí práce je vytvoření expozice jednotlivých vázání na Ústavu lesnické a dřevařské techniky MU v Brně. Klíčová slova Systém zajištění stromů Vazba Koruna stromu Abstract The topic of this thesis is: Cabling tree crowns statics security. It deals about basic properties of wood, which is important to know about tree care. Appropriately chosen type of cabling and correct performance has influence the function of tree crowns security. The thesis summarizes the current knowledge about the instalation and characteristics of the individual types of cabling. In this thesis are described the types of cabling in detail, used in Czech Republic, including their pros and cons. The part of the thesis is to create the exposure of the individual parts of cabling, in Department of Forest and Forest Products Technology of Mendel University in Brno. Keywords Tree cabling system Cabling Tree crown
Obsah 1. Úvod...8 2. Cíl práce...9 3. Metodika... 10 4. Vlastnosti stromů ovlivňující instalaci vázání... 11 4.1 Vitalita stromů... 11 4.1.1 Mechanické poškození stromu... 13 4.1.2 Rozsah a lokalizace hnilob a dutin ve dřevě... 14 4.1.3 Výskyt dřevokazných hub... 15 4.1.4 Nepříznivé umístění těžiště... 15 4.1.5 Chybné větvení v koruně stromu... 16 4.1.5.1 Sekundární koruny... 16 4.1.5.2 Kodominantní větvení... 16 4.1.5.2.1 Vidlice tlaková... 17 4.1.5.2.2 Vidlice tahová... 18 5. Konzervace stromů bezpečnostním vázáním... 19 5.1 Opatření preventivní... 19 5.2 Opatření následná... 19 6. Typy vázání korun... 20 6.1 Destruktivní typ vázání... 20 6.2 Nedestruktivní typ vázání... 20 6.3 Nepředepjaté vázání... 21 6.4 Předepjaté vázání... 21 6.5 Bezpečnostní vázání... 21 6.6 Vázání biomechanicky nezbytné... 22 6.7 Vázání s kovovými jistícími prvky... 22 6.8 Vázání s prvky ze syntetických materiálů... 22 6.9 Vázání kombinované... 23 6.10 Jednoduché spojení... 23 6.11 Trojúhelníkové vázání... 23 6.12 Obvodové, kruhové spojení... 24 6.13 Vnitřní, hvězdicovité vázání... 24 6.14 Rigidní, pevné vázání... 24
6.15 Flexibilní vázání... 24 6.16 Jednoúrovňové vázání... 25 6.17 Víceúrovňové vázání... 25 7. Vývoj zajištění korun stromů... 26 7.1 Statická vázání... 26 7.1.1 Jařmové vázání... 26 7.1.2 Opornicové vázání... 26 7.1.3 Vázání korun pomocí ocelových obručí a objímek... 26 7.1.3.1 Nevýhody používání obručí... 27 7.1.4 Vázání korun ocelovými lany s podkladnicemi... 28 7.1.5 Vrtané vázání... 29 7.2 Dynamická vázání ze syntetických materiálů... 30 7.2.1 Vlastnosti plastů, používaných k jištění korun... 30 7.2.1.1 Polyester (PES)... 30 7.2.1.2 Polypropylen (PP)... 30 7.2.1.3 Polyamid (PA)... 31 7.2.1.4 Polyethylen (PE)... 31 7.2.2 Pohyb koruny a účinek dynamického vázání... 31 7.2.3 Tlumení rázů... 32 7.2.3.1 Ocelové tlumiče rázů... 32 7.2.3.2 Pryžové tlumiče rázů... 33 7.2.4 Pravidla při instalaci vázání ze syntetických materiálů... 33 7.2.5 Sinnovy popruhy... 34 7.2.6 Dvojitý popruh Systém Osnabrück... 36 7.2.7 Popruhový systém ARCO... 37 7.2.8 Systém zajištění stromů Cobra... 38 Cobra ultrastatic... 44 7.2.9 Lanové systémy,,gleistein ropes Gemini... 45 7.2.10 Lanové multisystémy BOA... 47 8. Podmínky pro založení vázání... 48 8.1 Dimenzace vazeb... 49 8.2 Zvýšení efektu nepředepjaté vazby... 50 8.2.1 Münchenhausenský efekt... 50 8.2.2 Propojení korun sousedících stromů... 50
8.2.3 Samostabilizace... 51 8.2.4 Zajištění rozlomené koruny... 51 9. Stav dané problematiky v České republice... 52 10. Expozice vázání... 54 11. Závěr... 55 12. Seznam obrázků a tabulek... 56 13. Seznam použitých pramenů... 57 13.1 Seznam použité literatury... 57 13.2 Seznam internetových zdrojů... 58
1. Úvod Bakalářská práce,,zajištění statiky korun stromů vázáním se věnuje specifické činnosti oboru arboristika, který si klade za cíl zajistit dostupnými a ověřenými prostředky stabilitu stromů a jejich provozní bezpečnost. V současném pojetí u nás převládá zajištění korun stromů vázáním ze syntetických materiálů. Stromy jsou nedílnou součástí naší kulturní krajiny už stovky let. Vzbuzují v lidech úctu a pokoru, často se pojí s významným místem, nebo událostí. Jsou pro nás inspirací, vytvářejí paměť místa, kterého jsou němými svědky a mají velký ekologický význam. Proto se lidé musí starat o stromy v naší krajině i v urbanizovaném prostředí. Nedílnou pomocí pro staré, často památné, nebo významné stromy, ale i stromy se sníženou biomechanickou vitalitou je instalace bezpečnostních vazeb. Jedná se o jeden z nástrojů, jakým můžeme docílit udržení daného jedince na svém stanovišti, aby nebylo nutné přistoupit k jeho likvidaci. Zároveň se potencionálně zvýší bezpečnost stromu pro jeho okolí. S bezpečnostními vazbami se v dnešní době můžeme setkat velice často. Stačí si projít parky, či zámecké zahrady a dobře se dívat do korun stromů. Ale například dynamické vazby jsou poměrně nenápadné a běžný občan si jich nevšimne. Instalace bezpečnostních vazeb patří do konzervačních opatření a měla by být prováděna odborníkem. Bohužel tomu tak často není. Z tohoto důvodu můžeme pozorovat v městském prostředí různé vazby, s použitím nejrůznějších materiálů, ale i vazby s certifikátem, které jsou špatně nainstalované. Výsledek neodborného jednání u bezpečnostních vazeb může vést k selhání stromu, nebo jeho části, ohrožení na zdraví a životě občanů či újmu na jejich majetku. 8
2. Cíl práce Cílem závěrečné práce je shrnout dostupné informace o vázáních, jejich vývoji a uplatnění od počátku až do současnosti. Práce také obsahuje shrnutí faktorů, které je důležité znát pro vhodné posouzení stromu s návazností na určení správného zajištění jeho koruny. V práci jsou uvedeny nejčastěji používané systémy zajištění korun stromů v České republice. Dalším cílem je seznámit veřejnost a studenty Mendelovy univerzity v Brně s použitím, instalací a jednotlivými komponenty vazeb. Za tímto účelem byla vytvořena expozice na Ústavu lesnické a dřevařské techniky, v níž jsou vystaveny jednotlivé komponenty, zapletená vazba a model stromu pro znázornění výšky instalace dynamického a statického vázání. 9
3. Metodika Bakalářská práce,,zajištění statiky korun stromů je literární rešerší, která má za úkol prostudovat a v práci přehledně uspořádat literární údaje doplněné zkušenostmi odborníků z praxe. Je doplněná expozicí jednotlivých vázání na ústavu lesnické a dřevařské fakulty. K jejímu sestavení bylo zapotřebí: 1. Konzultace s vedoucím práce a dohodnutí pojetí práce. 2. Zapůjčení domácí i cizojazyčné literatury. 3. Stanovení kostry práce rozdělením na kapitoly. 4. Kontaktování firem kvůli materiálům k tématu a poskytnutí komponentů vázání do expozice. 5. Studium literatury, překlad cizojazyčné publikace. 6. Průběžná práce s internetem, vyhledávání doplňujících informací. 7. Příprava místa pro expozici a její postupná kompletace. 8. Formální úprava práce, doplnění obrázků a tabulek, příprava k odsouhlasení práce. 9. Odstranění nedostatků v práci. 10. Tisk a odevzdání práce.. 10
4. Vlastnosti stromů ovlivňující instalaci vázání 4.1 Vitalita stromů Při hodnocení stromů měříme dendrometrické veličiny, děláme návrh opatření a velice důležitou součástí hodnocení je určení fyziologické vitality. Jedná se o schopnost organismu kompenzovat vnější a vnitřní vlivy bez výrazného trvalého narušení funkčnosti jednotlivých složek. (Čaboun, 1990) Tento hodnotící faktor určuje rozsah a typ jednotlivých opatření a determinuje následnou reakci stromu v závislosti na jeho současném stavu. Při navrhování instalace bezpečnostní vazby musí být vždy fyziologická vitalita dřeviny zohledněna. Pokud daná dřevina vykazuje sníženou vitalitu, musí být návrh ošetření dobře promyšlen, aby byl pro danou dřevinu efektivní. Pro posouzení možné instalace vazeb je důležitá především biomechanická vitalita stromu (statika stromu), která je s fyziologickou vitalitou úzce spjata. Správné posouzení fyziologické vitality má velký význam v případě vázání korun nejen u těch stabilizačních postupů, jež evidentně destruktivně působí na fyziologicko-mechanický aparát stromů, a tudíž vyžadují co nejlepší kondici stromu, ale i proto, že zabezpečení biomechanické vitality instalací jakéhokoliv typu a druhu vázání má smysl jen tehdy, má-li strom zajištěnu perspektivu dostatečně dlouhé existence, jež je právě úzce spjata s jeho fyziologickou vitalitou. (Pejchal, 1995) Biomechanická neboli statická vitalita stromu (SV) je vlastnost stromu, která nám určuje, v jakém stavu se strom nachází, zda je nebezpečný kvůli defektům apod. Provozní bezpečnost (PB) udává míru rizika spojeného s pádem či zlomením stromu na stanovišti. Zohledňuje dopadovou vzdálenost stromu na konkrétním místě. Jinak bereme provozní bezpečnost stromů v centru města, v blízkosti komunikací kde je velká frekvence pohybu lidí a jejich majetku, oproti stromům např. v periferii města kde není tak velký pohyb lidí a tím pádem menší riziko vzniku škody při selhání stromu. V praxi často dochází k prolínání těchto dvou pojmů a jsou často totožné, přesto můžou nastat tyto okolnosti (Žďárský a kol., 2008).: SV vysoká/pb vysoká = strom je stabilní, odolný zlomu i vývratu, neohrožuje bezpečnost provozu v jeho dopadové vzdálenosti 11
SV vysoká/pb nízká = strom je stabilní, odolný zlomu i vývratu, ale ohrožuje (a někdy i výrazně) bezpečnost provozu v jeho dopadové vzdálenosti (např. pádem svých relativně drobných suchých větví na silnici, na dětská hřiště apod.) SV nízká/pb vysoká = strom je staticky labilní, hrozí zlom i vývrat, ale jen velmi málo ohrožuje (v nepřístupných oblastech dokonce vůbec) bezpečnost provozu v jeho dopadové vzdálenosti (např. nebezpečný strom v lese, v nepřístupném svahu, v prostoru, kde je osobám přísně zakázán vstup, v pralese apod.) SV nízká/pb nízká = strom je staticky labilní, hrozí zlom i vývrat, ohrožuje výrazně bezpečnost provozu v jeho dopadové vzdálenosti (např. svým pádem na silnici, na dětská hřiště, na budovy, auta apod.) Obr. 1 PB nízká + SV nízká = zlomení kmene na turistickou stezku Ke snížení biomechanické vitality stromů dochází v praxi nejčastěji třemi způsoby (Kolařík, 1994).: nevhodnou strukturou koruny (chybné větvení) rozkladem dřeva dřevokaznými houbami a hnilobami oslabením únosnosti dřeva vlivem stárnutí materiálu Zhodnocení stavu z pohledu biomechanického probíhá v praxi především vizuálně, rozhodující parametry jsou (Žďárský a kol., 2008).: mechanické poškození stromu rozsah a lokalizace hnilob a dutin ve dřevě výskyt dřevokazných hub nepříznivé umístění těžiště chybné větvení v koruně stromu 12
4.1.1 Mechanické poškození stromu Tento druh poškození je poměrně častý. Dochází k poškození jak nadzemní části, tak podzemní části dřevin. Podle rozsahu může jít o povrchová poranění, nebo poranění zasahující hluboko do dřeva. Jako vážná poranění bereme ta, která zabírají velkou část kmene, výsledkem je omezená vodivá funkce dřeviny. Hlubší poranění způsobuje embolizaci vodivých cest, to vede k jejich vyřazení z provozu. Také může dojít k destabilizaci dřeviny. Nejnebezpečnější je poranění v místech, kde dochází ke sbíhání sil a vodivých cest, tedy ve větveních, v místě hlavního větvení a na bázi kmene. Poranění báze kmene postihuje velmi intenzivně namáhanou část kmene, působí zde největší ohybový moment (Kolařík, 2005). K poškození kořenů mechanicky dochází nejčastěji při stavební činnosti z mnoha důvodů, např.: zhutněním půdy a zpřetrháním kořenů vlivem velkých hmotností stavební techniky, porušení kořenů při výkopových pracích. Mnohdy se tomuto poškození nelze vyvarovat, především kvůli velké hustotě inženýrských sítí a staveb ve městech. Ochranu ploch pro vegetaci, stromy a porosty ošetřuje česká norma (ČSN DIN 18 920). Nadzemní část bývá poškozena mnoha činiteli. Odření kořenových náběhů a báze kmene, zlomení větví technikou při stavební činnosti není nijak výjimečné. Velkou míru poškození dřevin rostoucích ve městech a obcích má i automobilismus, často dochází ke střetu automobilu s dřevinou. Mezi další patři také vandalismus, výsledkem tohoto nevysvětlitelného chování bývá často zlomení větví, terminálů, poškození kmene atd. Poškození báze kmene u mladých stromů např. strunou od sekačky je také problém, především pokud dochází k opakovanému poškození. Ochrana proti těmto poškozením není snadná, jedním z nástrojů je instalace mechanických zábran proti zhutnění půdy, ochranných košů na kmeny mladších stromů a košů na ochranu kořenového systému. Velice často také dochází k poškození dřevin zvěří, především srnčí, vysokou a zaječí. Nejčastěji dochází k okusu pupenů větví a kůry, vytloukání paroží na dřevinách. Při výsadbách kde může hrozit toto riziko je potřeba zajistit účinnou ochranu stromů pomocí chemických přípravků, nebo mechanických zábran. Ochrana stromů proti mechanickému poškození je velice důležitá pro další vývoj dřeviny, každá způsobená rána je vstupní brána pro dřevokazné houby a s tím spojené následující problémy: hniloba kořenů, kmene, postupný vznik dutin, postupné rozšíření infekce až do kosterního větvení. 13
4.1.2 Rozsah a lokalizace hnilob a dutin ve dřevě Dutiny vznikají následkem rozkladu dřeva díky činnosti dřevokazných hub. Rozhodující je, jestli je dutina otevřená či uzavřená. Uzavřené dutiny jsou bezpečnější, zejména pokud mají dostatečně silnou zbytkovou stěnu a strom je schopný vytvářet další přírůst. Uzavřená dutina je součást strategie některých druhů stromů od určitého věkového stádia. Pokud není dostatečně silná zbytková stěna, hrozí destabilizace stromu. Především pokud strom nedokázal odizolovat patogenní organismy a nevytváří dostatečně velký přírůst oproti úbytku. Otevřená dutina je problémovější, protože otevřený profil snižuje kapacitu pro přenos smykového a příčného napětí. Vzniká také větší nebezpečí poškození bariérové zóny a reakčních zón činností člověka nebo biotických faktorů. Strom na takové snížení stability reaguje tvorbou mohutných vrstev dřeva na okrajích dutiny. Nejnebezpečnější jsou dutiny v úžlabí větví, kdy ztráta materiálu může postihnout i závitkovou zónu větevního nasazení. Snižuje tak pevnost uložení větve. Totéž platí pro hlavní větvení. Zejména kritické jsou dutiny na bázi kmene, kde je koncentrováno nejvíce sil a působí zde největší ohybový moment. (Kolařík, 2005) Následný vývoj poškozeného jedince závisí především na tom, jak velká a hluboká byla poranění, o jaký druh se jedná z pohledu kompartmentalizace, jaká je jeho fyziologická vitalita a také závisí na strategii kolonizující houby. Pokud je potřeba takového jedince zajistit proti rozlomení, musíme zvážit všechny tyto faktory. V mnoha případech není z vizuální kontroly zcela jasné určení stability jedince, v tomto případě je dobré provést přístrojový test. Dutina v kosterním větvení doprovázená plodnicí dřevokazné houby by neměla být podceněna, samozřejmě každý případ musí být odborně zhodnocen a tomu přizpůsoben návrh opatření, kterým může být i instalace vázání. Obr. 2 Otevřená dutina na bázi kmene jasanu poskytuje úkryt slepýši obecnému 14
4.1.3 Výskyt dřevokazných hub Dřevní houby způsobují prorůstáním svých hyf a intenzivní enzymatickou činností rozklad dřeva. Jde o proces, kdy dřevní houby potřebují ke své aktivitě kyslík. Tomuto procesu říkáme tlení. Způsobuje zhoršení fyzikálních a mechanických vlastností dřeva, ovlivňuje statiku dřeviny i její celkový zdravotní stav a vitalitu. Při praktickém hodnocení vitality a zdravotního stavu stromů je znalost typu hnilob, popřípadě určení plodnic dřevokazné houby, velice důležitá. Dřevokazné houby dělíme na houby bílého tlení a hnědého tlení. Podle toho, zda houba napadá především jádrové nebo naopak bělové dřevo, dělíme hnilobu na dva typy (Kolařík, 2005).: hnilobu jádrového dřeva hnilobu bělového dřeva Podle místa výskytu hniloby na stromě rozeznáváme tři typy hnilob (Kolařík, 2005).: Kořenová hniloba napadá nejčastěji kořeny a bazální část kmene, působí-li však rozklad jádrového dřeva, vystupuje i do kmene. Kmenová hniloba vystupuje často vysoko do kmene stromů starších a vyzrálých, kde způsobuje intenzivní rozklad jádrového dřeva, k němuž nejčastěji proniká suky, nebo v místech hlubokých ran na kmeni. Ranová hniloba je zpravidla menšího rozsahu a infekce počíná od menšího či většího poranění na kmeni, na jeho bázi nebo větvích. 4.1.4 Nepříznivé umístění těžiště Může být způsobeno náklonem celého stromu, nebo excentricitou koruny. Určitá míra excentricity je běžná pro všechny stromy z důvodů nerovnoměrného osvětlení koruny. (Kučera, Skatterová, 2000) Excentricita většího rozsahu je následkem odlomení větší části koruny, nebo fototropního růstu. Dochází k nevhodnému typu zátěže nosného prvku z důvodu vychýlení těžiště mimo osu kmene. Vzniká tak nevhodný typ zátěže především namáhání v krutu a trvalý ohybový moment. Tento typ koruny má za následek změnu mechanického chování, především větší náchylnost ke kmitání, menší obvodovou tuhost, než jaká by odpovídala výšce stromu. (Kolařík, 2005) 15
4.1.5 Chybné větvení v koruně stromu 4.1.5.1 Sekundární koruny Jako sekundární koruny označujeme stav, kdy po zásadním rušivém vlivu nebo jako následek prováděného tvarovacího řezu dojde k novému vytvoření větší části koruny výhony ze spících či adventivních pupenů. (Kolařík, 2005) U takovéto koruny lze předpokládat několik defektů, které ovlivňují provozní bezpečnost stromu. Větevní nasazení sekundárních výhonů není tak dobře vyvinuto jako u běžných větví, proto dochází k častému vylamování sekundárních výhonů. Vliv na to má i předpokládaná infekce kosterního větvení z důvodů mnoha ran po pravidelném opakovaní řezných ran. Rozsah infekce se zvětšuje s počtem ran a stářím jedince. Pokud je koruna stromu pravidelným řezem držena v malých rozměrech, nehrozí ve většině případů statické narušení stromu. Mnohdy ale nastane situace, kdy původně založená koruna pravidelným řezem je ponechána neregulovanému vývoji, kdy dochází ke vzniku přerostlých sekundárních výhonů, které mohou dosahovat několik metrů a představují poměrně velké riziko vylomení tohoto větvení z koruny stromu. Tyto výhony nejsou regulovány fytohormony jako u primárních korun. Mezi výhony nefunguje apikální kontrola a jednotlivé výhony mezi sebou soupeří o světlo. Výsledkem jsou ostré úhly nasazení větví a vznik defektních větvení tlakové větvení se zarůstající kůrou. Zdánlivě kompaktní koruna přináší veliké množství rizik, které je možné snížit pomocí postupné redukce sekundárních korun a jako doprovodný zásah je možné tato větvení dojistit bezpečnostní vazbou. Je to poměrně problematické, zvláště pokud je koruna tvořena mnoha přerostlými výhony. Základním hlediskem je udržet kompaktní korunu, aby nedocházelo k velkému pronikání větru do koruny stromu, proto je možné spojit vázáním pouze pár výhonů, které budou zpevňovat plášť koruny proti větru. Tato problematická činnost vždy vychází ze zkušeností realizátora a daných podmínek. 4.1.5.2 Kodominantní větvení Stonek se dělí do dvou či více os, které jsou stejného řádu a jsou většinou stejně dlouhé a široké. Příčinou je buď rozdělení růstového vrcholu, nebo jeho odumření, poškození či zničení, přičemž ve směru růstu mateřské osy pokračují dceřiné osy z postraních pupenů. V těchto případech vzniká vidlicovité větvení, které můžeme rozdělit na dva základní typy: vidlici tlakovou a vidlici tahovou. (Pejchal, 2008) 16
4.1.5.2.1 Vidlice tlaková Vzniká při velmi ostrém úhlu kodominancích os. Jedná se o velice častý růstový defekt, který výrazně snižuje biomechanickou vitalitu dřeviny. K chybnému větvení dochází už v prvních letech života stromu z několika příčin (Žďárský, 2008).: špatně zapěstovaná koruna stromu ve školce zanedbání výchovného řezu v prvních letech po výsadbě na trvalém stanovišti geneticky podmíněný typ větvení vlastní určitému taxonu dřeviny Tlakové větvení je charakteristické tím, že nemá prostor pro vytvoření pevného spojení větví. Proto se v něm obvykle nevytváří korní hřeben, který tvoří vytlačovaná kůra, ale dochází k zarůstání kůry mezi větvení, tím dochází k omezenému spojení os. Obě části vidlice nejsou propojeny a nedochází k vytvoření společného letokruhu. Plocha spojující obě osy je zmenšena. Strom je tak vystaven většímu namáhání, na které reaguje adaptivním růstem spočívajícím v tvorbě širších letokruhů v tomto místě. Po obou stranách vznikají žebra, jinak řečeno,,uši. Dalším tloušťkovým přírůstem dochází ke zvyšování tlakového napětí. Spoj je proto destabilizován a stoupá pravděpodobnost rozlomení tlakového větvení. Jediná obrana proti tlakovému větvení je řez v mládí, dokud nevznikají pro strom velké rány. Pokud je již strom ve fázi dospělosti, z důvodů velikosti poranění po odříznutí, musíme volit jiný postup pro zachování bezpečnosti daného jedince pro své okolí např. instalací bezpečnostní vazby. Zvýšený sklon k tvorbě tlakových vidlic mají sloupovité kultivary dřevin, např. sloupovitá odrůda topolu černého Populus nigra Italica. Tuto nežádoucí vlastnost mají i některé původní druhy; známá tím je především Tilia tomentosa lípa stříbrná. (Pejchal, 2008) 17
4.1.5.2.2 Vidlice tahová U tohoto typu větvení dochází k odklonu částí vlastní tíhou, čímž působí tah v místě spojení. Vizuální hodnocení je často velice snadné, protože v místě spojení je korní hřebínek, vzniklý vytlačováním kůry směrem ven. Tento typ větvení je považován za bezpečné větvení, pokud není doprovázen nějakým jiným defektem např. hnilobou dřeva. Obr. 3 Srovnání vnitřní stavby tlakové a tahové vidlice (Kolařík, 2008) Obr. 4 Prasklé a infikované tlakové větvení Acer platanoides L. Obr. 5 Prasklé tlakové větvení na mladém stromu Salix caprea L. 18
5. Konzervace stromů bezpečnostním vázáním Péče o stromy v urbanizovaném prostředí se skládá z několika konzervačních opatření. Instalace bezpečnostního vázání je jedním z opatření, které je v některých případech velice důležité pro zajištění statické vitality stromu a provozní bezpečnosti. Konzervační opatření je pak možno z hlediska doby jejich provedení členit na (Gregorová, 1984).: opatření preventivní opatření následná 5.1 Opatření preventivní Preventivní opatření pomocí vázání je velice důležité na stromech s problematickým větvením, které by mohlo případným selháním způsobit újmu na majetku nebo na zdraví. Má velký vliv na zachování statické rovnováhy stromu. Založení preventivního vázání je ve většině případů doprovázeno jiným opatřením, nejčastěji redukčním řezem koruny. 5.2 Opatření následná V některých případech může nastat situace, kdy instalace vázání je opatření následné, nebo léčebné. Tímto opatřením můžeme stromu prodloužit pobyt na stanovišti a zároveň zajistit jeho bezpečnost pro své okolí. 19
6. Typy vázání korun Zajištění staticky labilních korun stromů můžeme členit z několika rozdílných hledisek (Žďárský, 2008).: a) vázání dle poškození pletiv dřeva stromu: - destruktivní nedestruktivní b) vázání dle charakteru namáhání jistících prvků: - nepředepjaté - předepjaté c) vázání dle účelu založení: - bezpečnostní - biomechanicky nezbytné d) vázání dle druhů materiálů jistících prvků: - s kovovými jistícími prvky - s prvky ze syntetických materiálů - kombinované e) vázání dle způsobu spojení větví v koruně: - jednoduché - trojúhelníkové - obvodové - vnitřní (hvězdicovité) f) vázání dle působení jistících prvků v koruně stromu: rigidní (pevné) - flexibilní (elastické) g) vázání dle počtu úrovní vazeb v koruně: - jednoúrovňové - víceúrovňové 6.1 Destruktivní typ vázání Tento způsob vázání korun stromů způsobuje zajišťovanému stromu primárně nebo sekundárně výrazné mechanické poškození. Primární destruktivní vázání je vrtané vázání. Při instalaci tohoto vázání dochází k poškození kmene, nebo zajištěných větví provrtáním. Především u špatně kompartmentujících dřevin dochází díky tomuto poranění k vyřazení funkce odolnosti proti napadení houbovými chorobami. (Sinn, 2009) Sekundárně destruktivní vázání je vázání obručemi a objímkami, poškození stromu je způsobeno postupným tloušťkovým přírůstem zajištěné části. (Kolařík, 2003) 6.2 Nedestruktivní typ vázání Instalace tohoto vázání nezpůsobuje jištěnému stromu výrazná mechanická poškození nebo poranění, pokud jsou tyto vázání pravidelně kontrolovány a po skončení jejich životnosti obměňovány za nové. Pro toto vázání používáme především syntetické materiály. Každé vázání i nedestruktivní může v konečném důsledku poškodit strom 20
větším nebo menším poraněním, nebude-li sledováno odborníkem, který musí vždy zhodnotit stav a navrhnout další postup. (Žďárský, 2008) 6.3 Nepředepjaté vázání Toto vázání nepřenáší svou tahovou sílu na staticky oslabené části koruny. Ponechává koruně stromu volnost pohybu a slouží pouze jako záchytný element při případném rozlomení jejích segmentů. Proto nazýváme toto vázání bezpečnostní. Instaluje se především na zdravé stromy, bez známek poškození hnilobou, které mají defektní typ větvení. Samotná vazba se instaluje do horní poloviny koruny nad problematickým místem větvení. Nepředpjatě instalujeme do korun stromů především vazby ze syntetických materiálů. (Žďárský, 2008) 6.4 Předepjaté vázání Jedná se o opak vázání nepředepjatého. Přenáší svou tahovou sílu na části koruny, které jsou touto vazbou stabilizovány. Účel tohoto vázání je biomechanicky nezbytný pro daného jedince, protože se instaluje na poškozené části stromu s prasklinami, trhlinami a dutinami, obzvláště pokud je výskyt poškození v místě větvení. Instalace předpjatého vázání je také jediným řešením výměny starého předpjatého vázání, které je poškozené, poškozuje strom, nebo bylo instalováno v minulosti především ze syntetických materiálů. Předepjaté vazby se instalují zpravidla v dolní polovině koruny nad problematickým místem větvení nebo přímo v místě větvení. (Žďárský, 2008) Pro tento typ se používá především ocelových jistících prvků, ale např. systém Cobra ultrastatic umožňuje předpjaté vázání za pomocí syntetických materiálů. Výhodou je lehký systém, který se snadno instaluje, oproti ocelovým prvkům. 6.5 Bezpečnostní vázání Zabraňuje pouze pádu jednotlivých částí koruny, u kterých je velké riziko selhání a možné způsobení velkých škod na majetku, nebo zdraví. Závažnost defektního větvení s vysokou pravděpodobností poškození svého okolí musí být dobře posouzena a vyhodnocena. Bezpečnostní vázání může být také nosné vázání. Výhodné jsou především krátké instalace z důvodů prodloužení lan. (Sinn, 2009) 21
Obr. 6 Nosné a zlomové jištění, vertikální instalace (Sinn, 2009) 6.6 Vázání biomechanicky nezbytné Cílem vázání je konzervace současného stavu stromu za účelem uchování nebo zlepšení jeho vitality. (Žďárský, 2008) Týká se to především starých stromů, památných, nebo jinak významných, které se snažíme co nejdelší dobu udržet na stanovišti. 6.7 Vázání s kovovými jistícími prvky Především se jedná o předepjaté vazby, u kterých se používají ocelová lana, spojky lan, závitové tyče, očnice. Všechny komponenty se vyrábí z kvalitní oceli a jsou opatřeny antikorozní povrchovou úpravou. K záporům těchto vázání patří především jejich hmotnost, zhoršená manipulace v koruně stromu a více nářadí k instalaci. 6.8 Vázání s prvky ze syntetických materiálů Jejich uplatnění je především u nepředepjatého vázání. Nejčastěji se vyrábějí z těchto materiálů: polyamid, polyester, polypropylen, polyuretan. Výhody těchto materiálů jsou především: velmi vysoká elasticita, vysoká odolnost vůči přirozené destrukci vnějším prostředím, vysoká pevnost v tahu, velká trvanlivost, minimální destruktivní účinky na jištěnou část koruny, snadná instalace lehkého systému bez potřeby nářadí. 22
6.9 Vázání kombinované Toto vázání zahrnuje kovové části i části ze syntetického materiálu. Hojně se používali především v minulosti, Sinnovy polyesterové popruhy z tkaniny o šířce 5 cm s odpovídajícími sponami byly odstraněny z kontejnerového kotvení a byly aplikovány na strom bez speciálního nastavení. Řešení, které se snažila ukázat správnou cestu, ale nebylo zcela vyhovující. To byl díky zvláštnímu vizuálnímu efektu, ale také kvůli chybějícímu třecímu pouzdru důvod, proč tento systém mohl poškodit sebe nebo strom přes tření. Kromě toho, v horším případě kovová spona (250g) mohla spadnout a ohrozit lidi, auta. (Sinn, 1989) S postupným vývojem materiálů a zkušeností se toto vázání v různých obměnách opět používá, ale v menší míře než dříve. 6.10 Jednoduché spojení V dnešní době se jedná o nejpoužívanější základní způsob jištění větví či kmenů stromů. Slouží ke stabilizaci pouze dvou konkrétních částí stromu a je naprosto nezávislé na dalších vazbách v koruně stromu. Výhodou tohoto vázání je především to, že ho můžeme kdykoliv zrušit, opravit a nemusí se přeinstalovat ostatní vazby. Pokud dojde k poškození jedné jednoduché vazby, ostatní jsou stále plně funkční. (Žďárský, 2008) 6.11 Trojúhelníkové vázání Spojuje tři větve nebo kmeny dohromady. Celá soustava je tvořena třemi na sobě nezávislými jednoduchými vazbami, proto při poškození jednoho vázání zbývající vazby i nadále plní svou funkci. U více kmenů, lze použít čtyřnásobné spojení, tedy dvě trojúhelníkové vázání. 23
6.12 Obvodové, kruhové spojení Díky své flexibilitě a schopnosti lépe snížit boční výkyv jištěných větví nedochází k případnému krutu větví. (Žďárský, 2008) Udržuje jednotný plášť koruny proti větru. Tato vlastnost je velice důležitá například u jištění přerostlých sekundárních výhonu stromů. Takové větvení je velice problematické a jeho stabilizace je velice náročná, vázání v kombinaci s řezem může podstatně zvýšit statickou stabilitu koruny stromu. 6.13 Vnitřní, hvězdicovité vázání Dnes se již prakticky nepoužívá. Jištěné části stromu byly uprostřed spojeny, a pokud došlo ke zlomu, nebo destrukci jedné z jištěných částí, porušila se statika celé konstrukce. (Bartosiewicz a Siewniak, 1980) 6.14 Rigidní, pevné vázání Neumožňuje po instalaci do koruny stromu volný pohyb jednotlivých částí, nebo je velmi omezuje. Rigidní vázání je předepjaté a nejčastěji s použitím ocelových jistících prvků. Pevné vázání často nerespektuje potřeby pohybu stromu pro jeho zdravý růst nebo kompenzaci. 6.15 Flexibilní vázání Nijak výrazně neovlivňuje pohyb jednotlivých částí. Flexibilní vázání je nepředepjaté, ze syntetických materiálů. Potřebu flexibility jištění stromů vedle degradace špiček zatížení odůvodňujeme tím, že stromy skrze rozdílné napětí cítí slabou stránku a vyrovnávají to adaptivním růstem. Tento proces by již měl probíhat při nízkém zatížení větrem a být flexibilně podporován tlumením systému. To jsou předpoklady, které nejsou vědecky prokázané. Není prozkoumáno, které mechanické působení (např. protahování, rozdíl napětí nebo tlaku) je podnětem růstu, nebo který receptor je za to způsobilý. Stromovité jednoděložné rostliny např. palmy nemají kambium, které by mohlo tyto procesy řídit. Navíc neexistuje žádný důkaz o tom, jak je uváděno v domněnce kompenzačního růstu, že kompenzační růst vyvolán nízkým zatížením je ve slabých větrech podporován. Tvorba reakčního dřeva je obvykle kvůli 24
masivním mechanickým vlivům, např. vysoké zatížení větrem, přetížení koruny, nebo velký náklon dopředu a ne banální zatížení. (Sinn, 2009) 6.16 Jednoúrovňové vázání Je instalováno pouze v jedné výšce stromu. V dolní polovině koruny se instalují předepjaté vazby. V horní polovině koruny se používají vazby nepředepjaté ze syntetických materiálů. (Žďárský, 2008) V jedné úrovni můžeme mít i více na sobě nezávislých vazeb. 6.17 Víceúrovňové vázání Koruna je jištěna několika samostatnými vazbami, které jsou umístěny v různých patrech koruny. Vázání může být dvou, tří či čtyř úrovňové, je-li to potřeba. Nejčastěji se v praxi uplatňuje vázání dvouúrovňové, v dolní polovině koruny se instaluje předepjatá vazba a v horní polovině vazba nepředepjatá ze syntetických materiálů. (Žďárský, 2008) 25
7. Vývoj zajištění korun stromů Zajištění korun stromů, především významných stromů má u nás dlouhou tradici. Postupný vývoj, zkušenosti lidí, kteří se těmito záležitostmi zabývali, i poznatky ze zahraničí přispěly k tomu, že dnes máme mnoho informací k zajištění korun stromů. 7.1 Statická vázání 7.1.1 Jařmové vázání Jedná se pravděpodobně o jeden z nejstarších druhů vázání u nás, které se používalo ke statickému zajištění korun. Bylo používáno v období první republiky. (Nauman, 1935) Jařmové vázání se skládalo ze dvou trámků, které byly zesíleny železnými pásy, skrze které procházela táhla zakončená šrouby. O tyto trámky se větve opíraly. Tam kde nebyl železný pás, se stávalo, že trámky vyhnily a táhla se uvolnila. Byl to jednoduchý a bezpečný způsob zabezpečení dvojáků. (Frič, 1953) V současnosti se toto vázání nepoužívá. 7.1.2 Opornicové vázání U mladých stromů se slabšími větvemi se používaly opornice dřevěné, kterými se současně opřelo několik větví najednou. U silnějších větví se používala opornice z profilového úhelníkového železa, která byla vyložena dřevěnými špalíky v místech, kde se větve dotýkaly opornice. (Frič, 1953) Tento typ statického vázání byl používán v období II. světové války i nějaký čas po ní a v dnešní době se toto vázání nepoužívá. 7.1.3 Vázání korun pomocí ocelových obručí a objímek Objímky byly nejčastěji používány k zachycení větví. Kolem větve se ovinula železná obruč tak, aby nespadla. V některých případech se provádělo podložení látkou, gumou, aby nedocházelo k poškození kůry. Objímka se spojila šroubem, kterým bylo možno obruč povolit, nebo dotáhnout. (Frič, 1953) Systém počítal s postupným povolováním obručí. Praxe byla ovšem jiná, velmi často nedocházelo k postupnému povolování, nebo po pár letech nestačil svojí délkou regulační šroub. Tento druh vázání byl velice drahý, náročný na montáž a další údržbu. Jeho destrukční účinek nespočívá v přímém poškození kmene či větví při samotné instalací, ale až po určité době, kdy dochází k vrůstání obručí do kmene vlivem obvodového přírůstku letokruhů. Mluvíme zde o tzv. sekundárním destrukčním účinku. Jedná se o pevné vázání, které nedovoluje zajištěné části stromu volný pohyb. Používán byl u nás již koncem 19. století především 26
v zámeckých zahradách. Byl hojně používán až do počátku 70. let 20. století, kdy byl nahrazen vrtaným vázáním. Mnoho stromů na našem území je ošetřeno tímto vázáním, přesto se již dnes nepoužívá. Kovové obruče se velice často používaly na stromy s trhlinami, nebo na již selhané větvení, kdy došlo ke stažení těchto částí. Zpravidla se instalovaly přímo do defektu, nebo těsně nad něj. Postupem času, vlivem přírůstků stromů docházelo k napínání těchto obručí, některé praskly, jiné zarostly do dřeva. Jejich odstranění je velice problematická Obr. 7 Ocelová obruč na kmeni Oldřichova dubu v obci Peruc záležitost, při které může dojít k mechanickému poškození kmene stromu, ale i k velice nebezpečné situaci vlivem staré napnuté obruče. V 90. letech 20. století byly některé obruče nahrazeny Sinnovými popruhy, některé byly předepjaté, jiné naopak. Z poznatků vyplívá, že výměna obručí je možná jen za předepjatou vazbu. (Žďárský a kol., 2008) 7.1.3.1 Nevýhody používání obručí (Žďárský a kol., 2008) výrazný sekundární destrukční účinek vůči jištěnému stromu nízká elasticita vázání (rigidní typ) nebezpečná, fyzicky náročná a tudíž velmi pomalá instalace vázání, finančně velmi nákladná nadměrná tíha a masivnost jednotlivých jistících prvků vysoká viditelnost vázání v koruně stromu i v době vegetační snižující estetickou hodnotu stromu vysoce náročná následná péče o instalované vázání (zahrnující v mnoha případech opravu či dokonce výměnu celého vázání či jednotlivých jistících prvků) 27
7.1.4 Vázání korun ocelovými lany s podkladnicemi Starý typ statického vázání korun stromů, dříve hojně používaný. S nástupem syntetických materiálů a vrtaných vazeb došlo k útlumu instalací tohoto vázání. Kruhové smyčky z ocelových lan s podložením dřevěných bloků, kde je mezera, jsou maximálně vhodné k pevné fixaci koruny. Ocelové lano musí být nainstalováno napnuté, aby nedošlo ke sklouznutí. (Sinn, 2009) Pomalu dochází k opětovnému navrácení podkladnicového systému, především v případech, kdy je nutné ze stromu odstranit vazbu z obručí a nahradit jí jinou předepjatou vazbou. Princip systému je podobný jako u obručí či objímek, nepoužívá se však pásového železa, ale pozinkovaných ocelových lan. Průměr lan by se měl přizpůsobit jištěné části koruny. Ocelové lano, které obepíná kmen, je podloženo dřevěnými podkladnicemi, které jsou ke kmeni připevněny železnými skobami. Podkladnice jsou vyráběny z tvrdého dřeva, například z dubu, aby odolaly velkému tlaku a vydržely co nejdéle. Rozmístění a počet podkladnic je různý a přizpůsobuje se jištěné části, aby se ocelové lano nedotýkalo kmene a nedocházelo k jeho odírání a zároveň aby Obr. 8 Výměna obruče za podkladnicové vázání byl mezi podkladnicemi prostor. Bohužel i tato předepjatá vazba působí pro strom destruktivně. Železné šrouby, které drží podkladnice, aby při povolení lana pohybem koruny ve větru nesjely dolů, poškozují kmen. Postupný rozpad podkladnic vlivem tlaku a povětrnostních podmínek způsobuje zařezávání lana do kmenu. (Žďárský, 2008) Lana jsou i přes svou povrchovou úpravu po několika letech zrezivělá, tím dochází k jejich poškození a postupné ztrátě pevnosti. Proto je velice důležitá kontrola tohoto předepjatého vázání, které vždy instalujeme do spodní poloviny koruny nad místo problematického větvení. Při neodborné montáží tohoto vázání může dojít k přetržení ocelového lana, které nebylo dostatečně pevné, aby udrželo zátěž, nebo dojde k prasknutí spojek či vysmeknutí lana z nich. Proto i spojení lana musí být dostatečně 28
dimenzované. Při správně provedeném zápletu ocelového lana dosahuje únosnost lana přibližně 90% původní únosnosti lana. 7.1.5 Vrtané vázání Je původem z USA, kde se používalo již ve 20. letech minulého století a je dodnes nejpoužívanějším vázáním v USA. U nás bylo toto vázání představeno na konci 70. let minulého století skupinou RNDr. Boženy Gregorové, CSc. v podniku Sady- Lesy- Zahradnictví Praha. (Gregorová, 1977) Jedná se i přes počáteční odpor mnohých odborníků o nejčastěji používané vázání, používané běžně v sadovnické praxi v mnohých vyspělých státech světa. (Žďárský, 2008) Vrtané vázání označujeme za primárně nejdestruktivnější vázání, protože technologickým postupem instalace tohoto vázání dochází záměrně k poškození všech dřevních elementů jištěné části koruny. Taková poškození mohou být vstupní branou pro infekci dřevokaznými houbami i jinými hnilobnými a rozkladnými procesy, především pro vitálně oslabené jedince. Vrtané vázání je díky těmto poškozením provázeno latentním infekčním nebezpečím. (Wessolly, 1990) Provrtáním kmene je zasažen i transport vody a asimilátů, což může být pro strom nebezpečné. Pokud je strom dostatečně vitální, je schopen se v době působení vázání v koruně s touto destrukcí vyrovnat a zabránit napadení patogenů. Sekundární poškození tímto vázáním je velmi malé a dochází k němu velmi málo. Vrtané vázání se může instalovat pouze do zcela zdravých větví, které nesmí být infikované, jinak by mohlo dojít k rychlému šíření infekce podél vazby. Pokud je provrtaná větev infikovaná hnilobou, riziko průniku hniloby do zdravých částí je velmi vysoké a vazba se může v koruně vylomit, nebo se může zlomit jištěná větev v místě provrtání. (Žďárský, 2008) Vrtané vázání je relativně levné vázání a jeho instalace je pro zkušeného pracovníka poměrně rychlá. Nejčastěji se používá při výměně jiného předpjatého vázání, které je potřeba nahradit novým. Oproti podkladnicovému vázání má velkou výhodu, protože téměř nedochází k sekundárnímu poškození stromu. Vrtanou Obr. 9 Detail uchycení vrtané vazby 29
vazbu instalujeme předpjatě do koruny stromu v její dolní polovině nad místem problematického větvení, aby nedošlo ke Karate efektu a přetržení vazby či jištěné větve v silném větru. (Žďárský, 2008) Při instalaci vrtané vazby se používají J háky, nebo závitové tyče. J háky jsou zavrtány a zašroubovány do kmene a spojeny mezi sebou ocelovým lanem. Při použití závitových tyčí dochází k provrtání celé větve, na vnější konec tyče se vloží rozšiřovací podložka, která se zajistí maticí. Na vnitřní straně tyče je oko, do kterého je navlečena očnice s ocelovým lanem. Nosnost lana a celého systému musí odpovídat jištěným částem. Nejčastějším problémem instalace bývá málo lanových svorek, které také snižují pevnost lana až o 30%. Ocelové lano by mělo být upevněno třemi a více svorkami. Všechny komponenty vrtané vazby by měly být opatřeny antikorozní povrchovou úpravou, například pozinkováním. 7.2 Dynamická vázání ze syntetických materiálů Především kvůli velkým destrukčním účinkům statického vázání, došlo k inovaci v korunovém jištění především díky pracovníkům městské zeleně v Německu. Využili k tomu synteticky vyráběné materiály, které se používají v mnoha lidských činnostech. Nejčastěji se pro korunové vázání používají tyto materiály: Polyester, Polypropylen, Polyamid, Polyethylen. 7.2.1 Vlastnosti plastů, používaných k jištění korun 7.2.1.1 Polyester (PES) Jednou z nejdůležitějších vlastností polyesterových vláken je, že jsou lehká a odolná proti vlivům počasí, a proto jsou zvláště odolná proti povětrnostním vlivům. Kromě toho jsou polyesterová vlákna lehká, pevná, elastická, mají velkou mechanickou odolnost a jsou rozměrově stabilní. Tato lana nepruží, a proto jsou na rozdíl od jiných plastů vhodná pro trvalé zatížení. Jsou odolná proti různým kyselinám, v kyselé lázni ale nestálá. Polyesterová vlákna jsou surovinou pro přízi, z níž se například dělá pásové zabezpečení pro koruny stromů Crown Keeper. (Sinn, 2009) 7.2.1.2 Polypropylen (PP) Je odolný proti deformaci, pevnost v tahu, proti oděru a má relativně vysokou elastičnost a vysokou pevnost. Polypropylen je tepelně odolný a také odolný proti 30
vlivům prostředí. Natažlivost lan je 3-5%. V UV záření polypropylen stárne, a proto se přidává 2,0 až 2,5% grafitu (černá barva). Při poklesu teploty pod 0 C polypropylen křehne. Vyrobené z dutých polypropylenových vláken jsou například lanové systémy pro jištění korun stromů Cobra. (Sinn, 2009) 7.2.1.3 Polyamid (PA) Polyamid má vysokou odolnost proti opotřebení a vysokou pevnost a tuhost. Také má velmi dobrou chemickou odolnost. Prodloužení při přetržení je poměrně vysoké a činí 27%. Vlákna polyamidu mají vysoký lesk. Nevýhodou je retence vody od asi 3,5 do 4,5% a nabobtnání, například v dešti. To změní mechanické vlastnosti lana, především snižuje pevnost (snížení maximální síly o l5%). Z polyamidu vyrábí nylonové lanové systémy pro jištění korun stromů firma Gefa. (Sinn, 2009) 7.2.1.4 Polyethylen (PE) Polyethylen má nízkou hmotnost, nízkou průtažností při přetržení (3-4%), vysokou pevnost v tahu a odolnost proti oděru. Saje málo vody a je odolný vůči všem rozpouštědlům, a to i proti benzinu. Polyethylenová vlákna se používají pro výrobu horolezeckých lan a lanových systémů pro vysoké zatížení korunového vázání, vyráběné pod značkou Dyneema. (Sinn, 2009) 7.2.2 Pohyb koruny a účinek dynamického vázání Větve, nebo kmeny mají přirozenou frekvenci, při které se kývají (vibrují). Pokud je stimulace větrem v souladu s frekvencí, vzniká,,houpací efekt. Dynamické lanové systémy mají za úkol tlumit vibrace a zamezit rezonanci. Nižší frekvence znamená počet kmitů na jednotku času, měřeno v Hz. 1 Hertz (Hz) je vibrace za sekundu. Pokud je efektivní kmitání kmenu či větve zahájené v rytmu s přírodním kmitáním, uloží ji do dodané energie její amplitudy a kolébá sebe. Tlumení znamená zákonné odstranění amplitudy v průběhu vibrací. Vzdálenost, kterou větev vibruje v určitém čase od své centrální polohy, se nazývá prodloužení. Kmitání závisí na zatížení, na štíhlosti kmene, délce kmitů a vlastnosti materiálu, zejména pružnosti. Při aplikaci na stromy to znamená: Pro chování vibrací hraje velkou roli dlouhé a štíhlé. Čím více propustné, štíhlé a zdravé větve nebo kmeny jsou, tím více se můžou houpat, při čemž riziko zlomení se přehnaně zvyšuje. Zlomení také závisí na druhu dřeviny, kvalitě a celkovém stavu místa srůstu. (Sinn, 2009) 31
7.2.3 Tlumení rázů Tlumení rázů u systémů korunového vázání dosáhneme skrze materiál a konstrukčního natažení systému. Je omezeno především na snižování maximálních zatížení na kotevní body. Pozitivní vliv pružení na vlastní zpevnění jištěných částí stromu není vědecky dokázáno. Jako tlumiče rázu můžeme použít duté lanové vložky z gumy, nebo pružící elementy z oceli. 7.2.3.1 Ocelové tlumiče rázů První způsob tlumení dynamického korunového vázání, je pomocí mechanického teleskopického tlumiče s vnitřní pružinou. Je vhodný pro všechny systémy (pásy, dutá lana, atd.) do 4 t zatížení, napíná popruh / lano a pruží, bez ohledu na délku lana v nízkém rozsahu zatížení až 660 N. bez omezení pevnosti lana či popruhu. Obr. 10 Celková délka prodloužení s napnutou pružinou (Sinn, 2009) Parametry a rozměry teleskopického tlumiče: 2 teleskopické rukávy zhotovené z hliníku, 70 x 5 mm a 59,5 x 4,75 mm, s otvory pro lano a pružinový čep s vodícími drážkami. Pružina z drátu z pružinové oceli, pozinkovaná 4,5 mm, nenapjatá délka pružiny 270 mm, natažená délka pružiny při maximální síle 660 N 580.77 mm, 310.77 mm vzdálenost roztažení pružiny. 4 Popruhy, lano a pružina, držák a tažné šrouby z oceli 15mm s otvory pro závlačky pružin. 2 podložky pod pružinové čepy 8 pružinových závlaček Celková hmotnost tlumiče je 4kg. 32
Použití lanových pružin, jako tlumiče nárazů je u textilního korunového vázání opatřeno přísnými limity. Tyto pružiny jsou konfigurovány pro použití u ocelových lan. (Sinn, 2009) 7.2.3.2 Pryžové tlumiče rázů V dutých lanech používáme vložky z pryže. Dutý oplet Cobra nabídl možnost využít tlumič, který by mohl být vložen do vnitřního lana jako rozšiřující vložka. Nebylo nutné vytvořit další 2 spojení jako u ocelového tlumiče. Speciální guma odolná vůči povětrnostním vlivům, byla použita jako absorpční Obr. 11 Pryžový tlumič rázů systému Cobra materiál. Jeho tvar je jednoduchý a lze jej přirovnat k dlouhému doutníku. Průměr a odolnost jsou přesně upraveny pro speciálně vyráběný dutý oplet lana Cobra. Lano je přenosně rozpínavé v sekci tlumiče. Toto zkrácení (stažení, smrštění) je uvolněno odpovídajícím krátkým trhnutím. Důsledkem je, že jištěná část stromu se může pohybovat, v nízkém zatíženém kmitání bez cítění lana. (Každá podpora stromu je integrována do jeho statického systému a snižuje jeho vlastní schopnosti.) Strom tedy může volně vibrovat během období svého růstu i při slabším větru, roste přirozeným způsobem, nebo cítí slabý odkaz kompenzovat svůj defekt. 7.2.4 Pravidla při instalaci vázání ze syntetických materiálů Pro správnou funkci vázání ze syntetických materiálů (dynamických vazeb), je důležité dodržovat základní pravidla, poznatky a zkušenosti z dvacetileté praxe používání těchto systémů. (Žďárský, 2008) Vazby ze syntetických materiálů používáme především jako vazby nepředepjaté, volně visící v koruně stromu. Tyto vazby instalujeme nad problematické větvení přibližně ve dvou třetinách koruny stromu (viz. Obr. 12). 33
Každé vázání je méně či více destruktivní, často dochází k zarůstání vázání ze syntetických materiálů. Nedestruktivní vázání neexistuje! Důležitá je pravidelná kontrola, povolení nebo nahrazení poničené nebo přestárlé vazby za novou. Montáž je velice jednoduchá a rychle proveditelná i jedním pracovníkem, díky tomu často tyto vazby instaluje osoba bez znalostí a zkušeností. Instalace musí být v místě větvení, aby nedošlo ke sklouznutí vázání. V jednom větvení může být současně více vazeb. Pokud se syntetické vázání instaluje předpjatě, dochází rychle k zarůstání vazby do jištěné části. Pevnost v tahu syntetických vláken se rychle snižuje. U vzrostlých stromů, které přesahují výšku 30 metrů, se zpravidla používá kombinace dynamického a statického zajištění koruny stromu. Obr. 12 Výška instalace dynamické a statické vazby (Arboristika.sk, 2012) Lana nesmí být po instalaci napnutá, jištění nesmí bránit stromu v jeho přirozeném růstu. Montáže se doporučuje provádět v plně olistěném stavu stromu, v mimovegetačním období se musí lanům ponechat trochu větší mezera. 7.2.5 Sinnovy popruhy Vzdaní se šroubových tyčí a ocelových tyčí nastalo v roce 1989 se Sinnem, který byl první, kdo navrhl pruhové (pásové) systémy. Použil polyesterové popruhy o šířce 5cm, které převzal z kontejnerového jištění. Spojení popruhů bylo prováděno pomocí kovových spon o váze 250g. Textilní popruh je vysoce odolný vůči UV záření, vzdušné 34
vlhkosti, extrémním teplotám a zpuchření vlivem nepříznivých klimatických podmínek. (Sinn, 1989) Průtažnost je pouze 1-3% a dnes patří k nejméně používaným vazbám ze syntetických materiálů. Často je tento systém označován jako statické vázání s malou průtažností. Roční ztráta pevnosti udávaná výrobcem je přibližně 0,5-1%. Předpokládaná doba setrvání vazby na stromě je 15-20 let. Dnes se vyrábí několik typů popruhů, které se liší šířkou, tloušťkou a barvou. Sinnovy popruhy se dříve často používali jako předepjaté vázání, často také v kombinaci s ocelovým lanem. Zarůstání popruhů do jištěných větví bylo častým jevem a přinášelo velkou nevýhodu tohoto systému. Na mnoha stromech v parcích je ještě dnes k vidění tyto většinou zarostlé popruhy. Obr. 13 Zarůstající Sinnovy popruhy v zámeckém parku v Lednici Dnes se proto musí popruhové vázání používat jako nepředepjaté vázání (bezpečnostní), které působí v koruně jako prvek zabránění pádu zlomené větve na zem. Popruhy se upevňují volně kolem jištěných větví, ale nesmí být příliš volné, aby nedošlo při zlomu ke vzniku kinetické energie, která by mohla přetrhnout popruh. Tento 35
jev popisuje (Wesolly, 1996) jako tzv.,,karate efekt. Při instalaci popruhu v kombinaci s ocelovým lanem může snadno dojít k přebroušení ocelového lana, nebo přezky vlivem dlouhodobého pohybu jištěných částí. Při trhacích zkouškách se také ukázalo, že systém s nosností 4,5 t již při zatížení 2 t prokluzuje v místě spojení, tedy v přezce. Montáž je velice jednoduchá a materiálové náklady jsou díky metráži popruhu velice nízké s minimálním odpadem materiálu. Samotný popruh je nutné kolem kmene chránit dutinkou, aby nedošlo k opotřebení popruhů o borku stromu zvláště na větrných stanovištích. V naší republice se prodává především popruhový systém Gefa. (Žďárský, 2008) 7.2.6 Dvojitý popruh Systém Osnabrück Úpravou Sinnových popruhů vzniklo v Německu v roce 1990 nové vázání, jež se pomocí popruhů instalovalo kolem zajišťovaných částí korun stromů. Spojení popruhů se provádělo pomocí ocelových lan, samotné popruhy se skládaly ze záchytného popruhu a menšího fixačního popruhu. Záchytný popruh obepíná kmen či větev, na jeho koncích se nacházejí poutka k provlečení lana. Fixační popruh připevněný na vnitřní straně záchytného popruhu je slabší a vybavený svěrací přezkou k pevné fixaci ke kmeni. Výhodou systému bylo umístění vázání na kmen, i mimo místa větvení. Díky pevné fixaci nedochází k odírání kmenu vlivem pohybu jištěných částí. Důležitá je pravidelná každoroční kontrola a povolení upínací přezky, aby nedocházelo k zarůstání popruhů do kmenu a byl umožněn stromu jeho přirozený přírůstek. Ke kontrole a povolování popruhů často nedocházelo a proto se tento systém takřka přestal používat. Na principu tohoto standardního dvojitého popruhu byl správou zeleně města Osnabrück a firmou Norges v Bremenhavenu vyvinut zlepšený jistící systém, který od roku 1991 používá místo ocelových lan polyamidová a později i dnes nejrozšířenější polypropylenová dutá lana. Toto vázání se instaluje jako nepředepjaté, zaplétání lan se provádí pomocí zaplétacích jehel. Firma Norges vyrábí tento systém pod názvem Crowntex, ale tento systém je pro běžnou praxi drahý a u nás nedostupný. Z dvojitých popruhů, které už se přestaly vyrábět, zbyly popruhy záchytné, které se u nás prodávají pod názvem Florapas a častěji používaný systém ARCO. (Žďárský, 2008) 36
7.2.7 Popruhový systém ARCO Rychlé a spolehlivé zabezpečení korun stromů, které se vyrábí v České republice. Systém se skládá ze dvou kmenových pásů a dutého PP lana. Kmenový pás systému ARCO Standart tvoří nosný polyesterový popruh spojený šitím, vložený a zašitý do chráničky s převleky přes nosná oka. Vyrábí se v délkách od 0,75 do 2 m a o nosnosti 3 t. Oba kmenové pásy jsou navzájem spojeny dutým PP lanem o pru. 14 mm a nosnosti 3.45 t. ARCO Plus se vyrábí se v délkách od 1 do 4 m a o nosnosti 6 t. Na boku je umístěn barevný štítek (jehož barva a počet pruhů indikuje rok výroby systému). Oba kmenové pásy jsou navzájem spojeny dutým PP lanem o pru. 18 mm a nosnosti 5.3 t. Použitím kmenových pásů ARCO je umožněno ukotvení větví šetrným způsobem. Kmenové pásy mohou být nasazeny zcela na míru, bez předpětí, umožňují pohyblivost větví v nárazech větru - díky pružnosti PP lana.(arboristickaobchodni.cz, 2012) Výhody systému dle výrobce: snadná a velice rychlá instalace bez nářadí ( je třeba pouze nůž a lepící páska), nenápadnost v koruně stromu, snadné rozpoznání stáří systému ze země, ryze tuzemský výrobek s příznivou cenou, atesty na pevnost a odolnost proti UV záření (lano má apretaci na hodnotu 100 kly pro oblast střední Evropy je doporučená hodnota 70 kly). Vhodnost systému také podporuje šířka kmenových pásů, díky níž dochází při tlumení rázů pohybujících se částí stromu k většímu rozprostření tlaku na kmen. Nevýhodou systému je nutnost mít při realizaci vázání několik kmenových pásů o různých délkách. 37
Jednotlivé komponenty systému ARCO (Arboristickaobchodni.cz, 2012).: Obr. 14 PP duté lano, metráž Obr. 15 Kmenový pás 7.2.8 Systém zajištění stromů Cobra Představení tohoto vázání proběhlo ve Stuttgartu na jaře roku 1993. První použití bylo statické a bylo instalováno na platany. Následně se tento revoluční systém bezpečnostního vázání používal jako nepředpjaté vázání stromů. Skládá z těchto částí (Anonymus, 2012): Duté pletené PP lano (DIN 83305): je vyrobeno z černého polypropylenu a je odolné proti UV záření (ztráta pevnosti lana vlivem působení UV záření činí cca 2 % ročně). Svojí konstrukcí umožňuje velice rychlé zapletení. Vsunutím volného konce lana do dutiny další části lana v délce 30-35 cm a vytvořením smyčky vznikne spojení o stejné pevnosti jako lano samotné. Pryžový tlumič rázů: vkládá se do dutiny lana a dává celému systému pružnost, která eliminuje náhlé zastavení pohybu větví stromu lanem, kdy na lano působí tzv. karate efekt. Ten je při použití jen samotného lana běžný, nadměrně zatěžuje lano i strom a bývá příčinou destrukce celého systému. Rozšiřovací pásek: ohebný pás z polypropylenu vkládaný do dutiny lana rozšiřuje lano obepínající kmen a rozkládá tlak na větší plochu. 38
Ochranný pás: dutý pás z polypropylenu navlečený na té části lana, která obepíná kmen proti prodření. Koncové pouzdro: zabraňuje třepení konce lana, usnadňuje jeho zapletení a svojí barvou indikuje rok instalace. Obr. 16 Přehled produktů systému Cobra (Anonymus, 2012) Montáž produktů Cobra: Montáž systémů cobra standard, cobra plus 2 t, cobra plus 4 t a 8 t a cobra mini je stejná a velice jednoduchá. Obr. 17 Montáž systému Cobra (Anonymus, 2012) 39
1. Nasazení rozpínacího pásku Zvolit vhodnou délku (délka rozpínacího pásku zhruba obvod větve). Ve vzdálenosti odpovídající obvodu bočního výhonu + 20 cm od konce lano srazit a provléknout rozpínací pásek okem dovnitř lana. 2. Nasazení ochrany před odřením Ochranný prvek zkrátit na potřebnou délku (minimální délka = obvod bočního výhonu) a nasunout na lano v oblasti rozpínacího pásku. 3. Upevnění konce lana Po ovinutí bočního výhonu zasunout konec lana cca 30 cm (mini, standard, plus 2 t, plus 4 t), příp. 50 cm (plus 8 t) dovnitř lana (vzdálenost od bočního výhonu cca 1/2 průměru) a opět vysunout ( steh ). 4. Vytvoření smyčky Vytvořit smyčku a lano zasunout cca 10 cm (mini, standard, plus 2 t, plus 4 t), příp. 15 cm (8 t) opět dovnitř. Nakonec konec lana vytáhnout. 5. Nasazení tlumiče rázů Srazit lano na libovolném místě a zasunout tlumič (hrot tlumiče lehce potřít mazivem). 6. Upevnění na protilehlé straně Kroky 1 4 provést na protilehlé straně. Výhody systému Cobra podle výrobce: Skládá se z monofilních polypropylenových vláken s dlouhou životností, trvanlivost dosahuje při ztrátě pevnosti do 2% za rok až 15 let. Montáž systému není spojena s nebezpečím úrazu. Produkty lze upravovat díky různým velikostem komponentů individuálně podle růstu a zvláštností stromu. Cobra nabízí díky integrovanému tlumiči rázů kromě protažení lana nezávislé na délce také pružnost nezávislou na délce, která již při slabém větru vytváří další prostor pro pohyb stromu, tzv. nízkozátěžový rozsah kmitání. Brání díky rozpínacímu pásku a ochrannému prvku poškozování lana a stromu stahováním a oděrem. Systém roste díky rezervní smyčce spolu se stromem a je možné provádět nastavení i dodatečně. 40
Díky černé barvě je systém nenápadný v koruně stromu. Nevýhodou systému jsou vyšší pořizovací náklady na materiál, často špatná viditelnost barevného koncového pouzdra, které indikuje rok instalace. V praxi se také spekuluje o funkčnosti smyčky, která by měla postupným tloustnutím kmene poskytovat potřebný prostor pro tloušťkový přírůst. Lanové multisystémy Cobra se všemi svými modifikacemi jsou jedním z nejlepších druhů vázání, jež můžeme k nepředepjatému zajištění biomechanicky oslabených stromů v současné době použít. Odpůrci namítají vysokou cenu a předraženost celého systému oproti jiným systémům. 41
Tab. 1 Rozdíly jednotlivých systémů Cobra (Anonymus, 2012): Cobra standart Cobra plus 2 t Cobra plus 4 t Cobra 8 t Cobra mini Výška montáže Montáž ve 2/3 bočního výhonu nabízí optimální účinnost zajištění proti zlomení. Montáž ve 2/3 zajišťované části stromu nabízí optimální dynamické zajištění proti zlomení. Při použití jako nosné zajištění je nutné dbát, aby lano vedlo co nejvíce svisle. Montáž ve 2/3 zajišťované části stromu nabízí optimální dynamické zajištění proti zlomení. Při použití jako nosné zajištění je nutné dbát, aby lano vedlo co nejvíce svisle. Montáž ve 2/3 zajišťované části stromu nabízí optimální dynamické zajištění proti zlomení. Při použití jako nosné zajištění je nutné dbát, aby lano vedlo co nejvíce svisle. montáž k úpravě koruny podle potřeby Oblast použití Dynamické zajištění proti zlomení do základu větve Ø 30 cm (doporučení výrobce) Dynamické zajištění proti zlomení do zá kladu větve Ø 40 cm Nosné zajištění do Ø větve 30 cm Dynamické zajištění proti zlomení do základu větve Ø 40 až 60 cm Statické zajištění proti zlomení a nosné zajištění do základu větve Ø 40 cm Dynamické zajištění proti zlomení do základu větve Ø 60 až 80 cm Statické zajištění proti zlomení nebo nosné zajištění do základu větve Ø 40-60 cm, dvojitá montáž i pro základ větve Ø 60-80 cm úprava koruny, zajištění rostlin, ovocnářství 42
Obr. 18 Vlastnosti systému Cobra (Anonymus, 2012) Obr. 19 Cobra standard v koruně stromu 43