STUDENTSKÁ ARBORISTICKÁ KONFERENCE - Treewalker, sro

Náporová plocha koruny
STUDENTSKÁ ARBORISTICKÁ KONFERENCE 19. – 20. ledna 2011, Mělník
Vztah mezi velikostí plochy koruny a velikostí vznikajících zatíţení je jasný:
čím větší plochu strom vystavuje proudění, tím větší zatíţení vzniká. Energie
proudícího vzduchu je předávána vlivem tření vzduchu o povrch listů, větví a kmene
a vlivem přímého působení na listy, větve a kmen.
Ke koruně stromu ale nelze přistupovat jako k pevné plné ploše. Koruna
stromu vystavená proudění vzduchu mění svůj tvar a tím efektivně sniţuje vznikající
síly. Listy se při větru natáčejí díky flexibilním řapíkům po směru větru a vystavují tak
proudu vzduchu svůj nejmenší rozměr. (Část energie je také spotřebována právě na
deformaci řapíku, tedy na deformaci chemických vazeb a vnitřní tření v pletivu.
Kinetická energie se mění na tepelnou.)
Stejně jako listy se chovají i slabší větve. I ty se sklání ve směru větru a tím
sniţují náporovou plochu koruny. Se zvyšující se silou větru se pak deformují i
silnější větve. Nejmenší odpor má koruna tedy při vysokých rychlostech větru. Tento
efekt je označován jako streamlining a je velmi dobře pozorovatelný například na
bříze bělokoré nebo převislých varietách vrb. Skloněním větví se koruna stává i
jakoby kompaktnější, zmenšuje se její náporová plocha. Tento efekt je označován
jako rekonfigurace.
Někteří autoři uvádí, ţe při rychlosti větru do 11m/s-1 je redukce plochy zhruba 20%,
při rychlostech nad 20m/s-1 aţ 60%.
Velikost náporové plochy koruny je i jednou ze vstupních informací pro
výpočet velikosti síly větru působící na strom. Podle úrovně přesnosti výpočtu se
mění přístup ke stanovení plochy koruny.
Nejjednodušším přístupem je nahrazení plochy koruny vhodným
geometrickým útvarem (nebo zařazení koruny do některé z předem definovaných
vybraných forem koruny pouţívané například metodou SIA – Statisch Integrierte
Abschatzung, Wessolly, 1997, více o metodě SIA níţe). Tento přístup je však
vhodný pouze pro orientační zátěţovou analýzu, bez zásadních rozhodnutí o osudu
stromu. Síly, vypočtené za pouţití takto stanovené velikosti náporové plochy koruny
jsou veliké a dle členitosti koruny lze očekávat poměrně velké předimenzování
vznikající síly.
Dalším moţným přístupem je co nejpřesnější zjištění náporové plochy
obkreslením kontury stromu na digitální fotografii (např. v programu Treestab
vyvinutým Ing. Petrem Koňasem, Ph.D. – Ústav nauky o dřevě Mendlovy univerzity
v Brně). Tento postup je v České republice uplatňován při zátěţových analýzách pro
běţnou potřebu zhodnocení provozní bezpečnosti stromů. Nevýhodou je redukce
problému do 2D. (viz obr.1)
Nejsloţitějším přístupem je vytvoření propracovaného grafického
geometrického modelu (např. v programu Ansys – obr.2) umoţňující zatím
nejpreciznější výpočet vznikajícího napětí. Metoda je však hardwarově i obsluţně
velmi náročná a její hromadné vyuţití je zatím daleko.
9
Bára Nekvapilová
Studentka 3. VOŠ,
Zahradnická škola Mělník
bjakobara@seznam.cz