Wiązania

Wstęp

Wiązania, to najczęściej stosowany typ wzmocnień. Ich celem zwykle jest zapobiegnięcie rozłamaniu drzewa w rozwidleniu lub wyłamaniu konaru (ew. innego elementu) i/lub niedopuszczenie do upadku na ziemię, gdyby jednak doszło do awarii. 

Rodzaje wiązań

Wiązania, ze względu na ich funkcjonalność i właściwości możemy podzielić na:

• dynamiczne: o podwyższonej rozciągliwości (zazwyczaj 15-20%), w zależności od producenta montowane z użyciem dodatkowego amortyzatorem wplatanego w linę (np. Cobra), lub odpowiedniego rodzaju liny lub pasa (np. GEFA Elastic).
• statyczne: o zmniejszonej rozciągliwości (zazwyczaj ok 5%), w zależności od producenta montowane z tej samej  liny co dynamiczne ale bez amortyzatora (np. Cobra), lub odpowiedniego rodzaju liny lub pasa (np. GEFA Classic).
• ultrastatyczne: wiązania o minimalnej rozciągliwości (poniżej 2%), montowane z użyciem lin ze specjalistycznych materiałów (np. Cobra Ultrastatic, GEFA Dyneema), lub lin stalowych i innych łączników ze stopów żelaza.

Wiązania mogą być także w różny sposób instalowane na drzewie, z tego względu możemy wyróżnić:

• oplatane: wykonane z jednego odcinka liny lub pasa, których końce są zaplatane na łączonych partiach drzewa. Najczęściej stosowane są liny syntetyczne, popularność zyskują wiązania pasowe (taśmowe), które produkuje GEFA. Możliwe jest także ich wykonanie z liny stalowej (z zastosowaniem podkładek). 
• opasowe: w tym przypadku na drzewie montowane są specjalne opasy z uchwytami, które łączone są liną (dowolnego rodzaju) lub innym łącznikiem (np. szeklą lub śrubą rzymską) lub ich zestawami. Aktualnie opasy są wykonywane z materiałów syntetycznych, w przeszłości często stosowano różnego rodzaju obręcze, zawiesia stalowe a także materiały naturalne i sztuczne. 
• przewiertowe: konstrukcyjnie podobne do opasowych, ale zamiast opasu stosowane są elementy metalowe (najczęściej pręty gwintowane) instalowane w przewiercie i zakończone od wnętrza układu uchwytami, które łączone są z sobą, tak samo jak w przypadku wiązań opasowych.  

Niektóre rodzaje wiązań

Pokrewnym rozwiązaniem są wzmocnienia przewiertowe, które pełnią zbliżone funkcje. 

Nie można także zapomnieć o tym, że drzewa potrafią wzmacniać się samodzielnie, tworząc wiązania naturalne. Są to różnego rodzaju zrosty pomiędzy częściami drzewa, czasami istotnie stabilizujące jego strukturę. 

Opisane wyżej podziały zostały stworzone przeze mnie, w oparciu o najczęściej spotykane sformułowania i własne przemyślenia. Niemniej natkniecie się również na zupełnie grupowanie rodzajów i typów wiązań. 

Poniżej galeria różnych wiązań, napotkanych w trakcie naszej pracy (lub naszych zaprzyjaźnionych arborystów). 

Najczęściej stosowane wiązania

Obecnie zdecydowana większość montowanych wiązań to rozwiązania oplatane, dynamiczne i statyczne. Rzadziej stosowane są wiązania ultrastatyczne, a spośród nich zdecydowanie częściej opasowe niż oplatane (ze względu na koszt materiałów). 

Inne rozwiązania są stosowane bardzo rzadko, ale wciąż można napotkać wiele z nich, które zostały zainstalowane w przeszłości. Głownie będą to wiązania przewiertowe z łącznikiem w postaci liny stalowej (opcjonalnie z napinaczem, np. w postaci śruby rzymskiej), a także wzmocnienia przewiertowe. Ale można też spotkać mieszane konstrukcje z wykorzystaniem lin syntetycznych i innych czy też łańcuchów lub elementów kutych (najstarsze). 

Większość z nich powstała w czasach, kiedy nowoczesne wiązania nie były jeszcze wdrożone (lub słabo rozpowszechnione, także ze względu na koszt). W wielu przypadkach pozwoliły na zachowanie drzew i były jedyną dostępną opcją, a osoby je instalujące wykazywały się dużą inwencją i wiedzą inżynierską. 

Niestety wciąż, mimo upowszechnienia wiedzy i materiałów, wiele osób stosuje stare metody, wykazując się ignorancją lub dążąc do maksymalizacji zysków (poprzez stosowanie tanich materiałów). 

Wiązania syntetyczne

Produkcja lin syntetycznych na potrzeby wzmacniania drzew została zapoczątkowana pod koniec ubiegłego wieku przez założycieli marek Cobra i BOA, którzy stworzyli kompletne systemy do zabezpieczania koron drzew.

Wprowadzono je, aby umożliwić zabezpieczanie drzew przed rozłamaniem, bez używania systemów ultrastatycznych (głownie opartych na linach stalowych). Celem było zlikwidowanie stałego naprężenia, które powoduje zahamowanie wzrostu reakcyjnego (wzmacniającego osłabione rozwidlenie) oraz ucisku na tkanki pni i konarów (w przypadku stosowania opasów) lub wyeliminowanie konieczności ich przewiercania. Założeniem pierwotnym było więc umożliwienie drzewu swobodnego wzrostu przy uaktywnianiu się funkcji zabezpieczającej wiązań tylko w przypadku niszczących przeciążeń. 

Aktualnie producentów jest więcej, a wśród nich GEFA, Drayer (tree Save, prod. Liros) i Gleistein (Gemini/ArboLine). 

Doczekaliśmy się również polskich rozwiązań. Przede wszystkim tzw. „Kobra” wytwarzana przez Bezalin, która jednak nie spełniała norm, głownie w zakresie odporności na warunki atmosferyczne. Ponadto Protekt produkuje opasy do drzew, które niestety również nie spełniają przyjętych norm (a przynajmniej brak jest informacji na ten temat). Dlatego w dalszej części mówiąc o producentach i produktach, będę miał na myśli tylko firmy wymienione we wcześniejszych akapitach i ich wyroby),

Wśród producentów dominują dwa podejścia do różnicowania wiązań syntetycznych na dynamiczne i statyczne (inaczej klasyczne):

• Cobra i BOA wywarzają jeden rodzaj liny (z polipropylenu – PP), która jest odpowiednia do systemów statycznych. W celu uzyskania charakterystyki dynamicznej konieczne jest użycie specjalnego amortyzatora (wsuwanego w linę).
• GEFA i Drayer produkują dwa rodzaje lin: dynamiczne (poliamidy – PA) i statyczne (poliester – PES) – konieczny jest więc ich dobór w zależności od systemu, ale nie trzeba używać amortyzatorów.

Liny do wiązań ultrastatycznych produkowane są głównie z włókien Dyneema (polietylen), których właściwości upodabniają je do lin stalowych. 

Liny produkowane są w różnych grubościach w zależności od potrzebnej nośności, przy czym jest to deklarowana wytrzymałość na zerwanie po minimum 8 latach od montażu, zgodnie z wymaganiami normy ZTV-Baumpflege. Wyjątkiem są liny produkowane z włókiem Dyneema, które nie mają przeprowadzanych badań w komorach klimatycznych (pod kątem spadku wytrzymałości pod wpływem war. atmosferycznych), ale producenci podają dla nich okres użytkowania (który jest zgodny z wymaganiami ZTV-Baumpflege). 

Prawie wszyscy producenci oferują co najmniej trzy podstawowe kategorie ujęte w ZTV-Baumpflege, tj. 2T, 4T i 8T. Liczby te oznaczają minimalną wytrzymałość na zerwanie podaną w tonach. Niektórzy produkują też liny o innych parametrach, w tym znacznie wytrzymalsze (szczególnie na potrzeby wiązań ultrastatycznych).

Montaż wiązań syntetycznych

Instalacja powinna się odbywać przede wszystkim zgodnie z instrukcją producenta, najlepiej przy użyciu kompletnych systemów. A w przypadku braku odpowiednich zapisów, w oparciu dostępne normy i standardy. 

Przez lata podstawowym dokumentem do stosowania w Polsce była niemiecka norma ZTV-Baumpflege. Niedawno zostały wydane ogólnoeuropejskie standardy European Cabling & Bracing Standard, wdrażane w Polsce przez Instytut Drzewa. Wartymi wspomnienia są również amerykańskie normy ANSI A300 Tree Care Standards, zawierające wiele unikalnych opisów. 

Da lin syntetycznych skonstruowane są dokładne wytyczne do ich stosowania, w zależności od średnicy w podstawie wiązanych pni/konarów. W przypadku gdy zabezpieczenia wymagają obie części drzewa, bierzemy pod uwagę średnicę większego z nich. Gdy zabezpieczamy tylko jedną z nich, decydująca będzie średnica podtrzymywanego pnia/konaru.  

Wiązania mogą być instalowane pojedynczo lub w układach (niekiedy bardzo rozbudowanych).

We wszystkich przypadkach należy unikać krzyżowania wiązań oraz instalować je na tej samej wysokości (w ramach danego poziomu) oraz jak najbardziej poziomo (z wyjątkiem wiązań poziomych konarów, o których niżej).

Inny nietypowy schemat, proponowany przez firmę Gleistein dla swoich wiązań Gemini S. 

Wiązania dynamiczne instaluje się z odpowiednim luzem umożlwiającym ruchy w rozwidleniu. Wielkość zwisu jest uzależniona od długości wiązania a także pory roku montażu (latem pnie są już naturalnie rozchylone pod obciążeniem aparatu asymilacyjnego, zimą zbliżają się do siebie, co trzeba uwzględnić podczas montażu). 

Co do zasady da wiązań statycznych i ultrastatycznych należy podwoić nośność lin przy takiej samej średnicy pni/konarów, przede wszystkim ze względu na zjawisko pełzania przy długotrwałym naprężeniem, które powoduje spadek wytrzymałości. 

Zasadniczo systemy wiązań instaluje się na 2/3 wysokości/długości (licząc od podstawy zabezpieczanych pni/konarów) i w standardowych przypadkach będą to systemy dynamiczne.  Czasami budowa drzewa wymusza niższy montaż, ale należy unikać schodzenia poniżej 1/2 wysokości. 

W skomplikowanych przypadkach instaluje się systemy dwupoziomowe w różnych konfiguracjach. Zazwyczaj w górnej partii drzewa (1/2-2/3 wys.) montuje się wiązania dynamiczne lub statyczne, a poniżej statyczne lub ultrastatyczne (standardowo na 1/4-1/3 wys.). Układy te stosuje się w przypadku konieczności zapobieżenia ruchom w rozwidleniu, które jest pęknięte, lub istnieje wysokie zagrożenie rozłamaniem.

Należy także pamiętać, że sposób montażu ma zapewnić także zabezpieczenie pnia/konaru przed upadkiem na ziemię w sytuacji, gdy jednak dojdzie do wyłamania. Jest to element często pomijany w projekcie wiązań.

Szczególnym przypadkiem jest zabezpieczanie poziomych konarów, które realizuje się przy użyciu dwóch lin statycznych. 

Wiązania montuje się najczęściej w miejscach naturalnego podparcia (np. nad gałęziami lub w rozwidleniach), ale możliwa jest też instalacja w dowolnym miejscu pnia, przy użyciu dodatkowych pasów zaciskowych. Jest to istotne, ponieważ w przypadku opadnięcia wiązanie może przestać pełnić swoją funkcję. 

Konieczne jest także zapobiegnięcie uszkadzania drzewa przez liny. W tym celu stosuje się osłony (taśmy rurowe), które nawleka się na linę i umieszcza w miejscu styku z tkankami. GEFA/Drayer dostarczają odpowiednie produkty, wykonane z grubego materiału od wewnętrznej strony, a w systemie Cobra/BOA w linę wplata się specjalne usztywniacze, które zwiększają powierzchnię styku z tkankami (zmniejszając nacisk jednostkowy). Osłony, podobnie jak liny, powinny odznaczać się wytrzymałością na warunki atmosferyczne, aby zachowywały swoje funkcje przez cały okres użytkowania wiązania. 

Ważne jest również umożliwienie prawidłowego działania wiązania, które pozwoli na luzowanie oplotu wraz z przyrostem na grubość, a jednocześnie nie spowoduje rozplecenia pod obciążeniem. Dlatego istotne jest formowanie zaplotu zgodnie z instrukcją producenta oraz dbanie o zachowanie dystansu zaplotu od pnia (czyli min. 1/2 średnicy oplatanego pnia). 

Instalacja wiązania ultrastatycznego wymaga mocnego napięcia lin, szczególnie w przypadku zabezpieczania świeżego rozłamania. Należy więc pamiętać, że w takim przypadku będzie to prowadzić do powstawania sił na pniu (poniżej rozwidlenia), co może doprowadzić nawet do jego rozszczepienia. Wystarczy popatrzeć, jak działają kombinerki czy nożyczki, żeby uświadomić sobie ten problem.  

Wiązania stalowe 

Z racji właściwości materiałowych liny stalowe powinny być stosowane jedynie w systemach ultrastatycznych. 

Do niedawna były używane powszechnie do wszystkich wzmocnień linowych, aktualnie są wypierane przez wiązania syntetyczne. Niemniej, ze względu na cenę i przystępność, dalej są szeroko wykorzystywane. 

Często pojedynczy układ składa się z dwóch lin stalowych połączonych śrubą rzymską, która ułatwia napięcie systemu a później umożliwia regulację wiązania. 

Czasami łącznikiem nie jest lina stalowa, ale inny element metalowy. Zdarza się to np. gdy pnie są blisko siebie i nie ma możliwości zmieszczenia liny. W takim przypadku opasy łączy się bezpośrednio np. szeklą. 

Montaż wiązań stalowych

Najbardziej akceptowalną opcją są wiązania opasowe, gdzie lina stalowa jest łącznikiem a opasy są wykonane z certyfikowanych materiałów syntetycznych. Opcjami historycznymi (a przynajmniej w Europie) wykorzystującymi liny stalowe są wersja przewiertowa oraz oplotowa (opisane na początku opracowania). Jako opas były wykorzystywane także stalowe obręcze. 

Co do zasady montuje się je tak samo, jak syntetyczne wiązania ultrastatyczne i analogicznie dobiera się ich parametry wytrzymałościowe.

Niemniej producenci nie podają zazwyczaj wytrzymałości swoich lin, w szczególności w ujęciu czasowym. W takiej sytuacji możemy się posiłkować zapisami ZTV-Baumpflege, ewentualnie ANSI A300 Tree Care Standards., ale należy pamiętać, że decydującym czynnikiem są parametry liny i wiązanych części drzewa. 

Istnieje też lepsze rozwiązanie: Drayer (tree Save) dostarcza kompletne certyfikowane komponenty stalowe (liny, szekle, kausze, zaciski, śruby rzymskie). Możliwe jest więc wymaganie od wykonawców montowania certyfikowanych, kompletnych systemów ultrastatycznych, także w przypadku wykorzystania elementów metalowych. 

Należy również pamiętać o właściwym doborze zacisków, które także muszą posiadać wymagane parametry, oraz być zainstalowane w prawidłowy sposób i w odpowiedniej ilości (nieprzestrzeganie tych zasad jest częstym błędem). 

Kontrole

Wszyscy producenci wiązań syntetycznych podają maksymalny okres użytkowania (głownie ze względu na degradację pod wpływem promieniowania UV i innych odziaływań), wynoszący zazwyczaj pomiędzy 8 lub 12 lat (okres minimalny 8-letni jest wymagany przez normę ZTV i europejskie standardy). Dobrą praktyką jest sporządzanie zestawienia posiadanych wiązań, z oznaczonymi datami kontroli i wymiany (kontrolka wiązań). 

Określany jest również interwał kontroli (zazwyczaj co 2 lata) oraz sposób ich prowadzenia (z ziemi lub z wejściem w koronę). Należy przy tym pamiętać, że brak wymaganych kontroli skutkuje utratą gwarancji i przejęciem odpowiedzialności za skuteczność wiązań!

W przypadku instalacji z użyciem niecertyfikowanych lin stalowych zasady kontroli powinny być określone przez wykonawcę lub należy skorzystać z przytoczonych wyżej opracowań.

Kolejnym elementem wymagającym sprawdzenia jest stan nacisku na tkanki w obrębie oplotu/opasu i wiązana z tym ewentualna konieczność regulacji bądź wymiany wiązań. 

Kontrola, oprócz stanu wiązań, powinna także obejmować nieprawidłowości w schemacie i instalacji wiązań. Takowe błędy są powszechne i często spotykane. 

Zalety i wady wiązań

Zaletą niewątpliwie jest rozwinięty system, obejmujący wiązania o różnej charakterystyce (dynamiczne, statyczne, ultrastatyczne), co pozwala na montaż odpowiedni do stanu drzewa i uszkodzeń. Wszystkie wiązania mają znormowane instrukcje montażu oraz w pełni certyfikowane elementy.

Pozytywem jest także wysoka bezinwazyjność wiązań oplatanych i opasowych (w szczególności dynamicznych i statycznych) w przeciwieństwie do starych rozwiązań przewiertowych.

Plusem jest także duża dostępność tych nowoczesnych wiązań syntetycznych – komponenty najpopularniejszych producentów są dostępne w kilku polskich sklepach „od ręki”.

Niestety – wbrew obiegowej opinii – wiązania mają też sporo wad. 

Przede wszystkim wiązania, nawet w formie dynamicznej, prowadzą do usztywnienia korony. Efektem jest zwiększenie przenoszenia na pień i system korzeniowy sił powstających pod naporem wiatru na koronę. W ekstremalnych sytuacjach może to doprowadzić do wyłamania całej korony, złamania pnia lub wykrotu! Zależność ta rośnie wykładniczo wraz z wprowadzaniem kolejnych wiązań (dlatego trzeba bardzo uważa, aby nie przeskalować systemu). 

Istotne zakłócenie pojawia się także w przypadku poziomych konarów, szczególnie o znacznej długości (w stosunku do grubości) i wystających poza przeciętny obrys korony. Wiązanie powoduje zmianę naturalnej charakterystyki i drgań, ze zwiększeniem ruchów w poziomie oraz gwałtownymi zatrzymaniami i odbiciami, co może doprowadzić do ich wyłamywania.  

Instalacja nadmiernej ilości wiązań i/lub w nieprawidłowy sposób bierze się m.in. z tego, że instrukcje producentów pokazują schematy budowy zabezpieczanych drzew, które w praktyce rzadko są spotykane. Zazwyczaj drzewa wymagające działań mają skomplikowaną budowę i wymykają się opisanym standardom. Dlatego, oprócz (obowiązkowej!) znajomości instrukcji i norm, konieczna jest wiedza w zakresie biomechaniki a także wyobraźnia konstrukcyjna. 

Należy także pamiętać, że wiązania chronią przed rozłamaniem wskutek odchylania się pni/konarów od siebie pod obciążeniem (wiatru, śniegu, deszczu a nawet własnego ciężaru). Nie zadziałają podczas wyłamania bocznego (poprzecznie do orientacji wiązania), co może się zdarzyć np. podczas silnego podmuchu wiatru lub przy mocno osłabionej nasadzie pnia/konaru.

Nie zadziałają także przy istotnych uszkodzeniach położonych w wyższej części, a wręcz nawet mogą sprowokować złamanie!. Przy maksymalnym lub gwałtownym rozciągnięciu wiązania generowane są znaczne obciążenia w środkowej części pni, wskutek czego wyginają się one w łuk. 

Problemem jest także niepełna bezinwazyjność. Po pierwsze zawsze występuje jakieś zaburzenie wytwarzania drewna reakcyjnego. Po drugie często będziemy się jednak spotykać z uciskiem tkanek – w przypadku wiązań ultrastatycznych jest tak zawsze, a w innych wypadkach często pojawia się z czasem, bo wiązania zazwyczaj nie reagują w 100% luzowaniem pod wpływem przyrostu na grubość.

Narastającą bolączką jest także lawinowo rosnąca ilość montowanych wiązań (traktowanych jako rozwiązanie wszelakich problemów w koronie). Tylko w Polsce mamy na drzewach zapewne dziesiątki tysięcy wiązań, bardzo często niekontrolowanych regularnie, wręcz zapomnianych, instalowanych przez ludzi bez odpowiednich kwalifikacji i bez nadzoru, odbieranych jedynie na podstawie zapewnień wykonawcy o poprawności wykonania. Nawet w największych Polskich miastach nie ma bazy danych i systemu monitorowania wiązań, kontrole prowadzone są doraźnie, w trakcie inspekcji drzew. Rozwiązanie tego problemu nie jest proste i powinno być przedmiotem dyskusji branżowej (choć teoretycznie jest proste, ale praktyka pokazuje, że to nie działa).

Suma wymienionych wad sprawia, że wiązania nie powinny być instalowane bezrefleksyjnie, jako remedium na istniejące lub potencjalne zagrożenia wyłamaniami. Każdorazowo powinna być to indywidualna decyzja, poparta analizą i rozważeniem alternatywnych rozwiązań (redukcja, ograniczanie ryzyka wypadku etc.).

W przypadku konieczności montażu należy również przeanalizować dalsze postępowanie, w celu wypracowania innego sposobu zmniejszenia stwierdzonego zagrożenia i możliwości pozbycia się wiązań w przyszłości (zazwyczaj po przebudowie korony). Wręcz przyjmuje się, żeby standardowo traktować wiązania jako rozwiązanie tymczasowe, służące zabezpieczeniu drzewa na czas przeprowadzenia koniecznych prac. 

Podsumowanie

Wiązania pni i konarów są ważnym elementem w zarządzaniu drzewami. Pozwalają na minimalizowanie zagrożeń (dla drzewa i bezpieczeństwa) i tym samym wydłużenie czasu utrzymania drzew. Jest to istotne, jeśli chcemy się cieszyć dojrzałymi i sędziwymi drzewami w naszym otoczeniu. 

Należy jednak pamiętać, że każde z rozwiązań ma swoje wady a ich montaż nakłada na zarządcę obowiązki (przede wszystkim kontrole). Należy je więc wykorzystywać z umiarem, zawsze poprzedzając decyzję rozsądną analizą. 

Warto również korzystać z nadzoru nad pracami oraz kontroli przez kompetentne osoby, szczególnie, jeśli w zasobach zarządcy nie ma osób, które posiadają ku temu stosowne kwalifikacje.

Oprócz oczywistych zalet w postaci prawidłowego wykonania i późniejszego utrzymania, ważne są także aspekty prawne, powiązane z odpowiedzialnością za stan bezpieczeństwa na zarządzanym terenie. 

Źródła ilustracji