Zugversuche an Bäumen - wachsender Anwenderkreis

Uwe Männl, Günter Sinn und Thomas Sinn

Autarkes, fachlich betreutes Messen der Stand- und Bruchsicherheit von Bäumen durch Zugversuche war bisher nur einem kleinen Anwenderkreis vorbehalten, obwohl die Zugversuche eine lange Geschichte haben und die Meßtechnik ständig verbessert wurde. In erster Linie liegt dies an der Komplexität der Materie.


Zur Analyse der Standsicherheit

Bis Anfang der 80er Jahre stand man der Standsicherheitsproblematik von Bäumen weitgehend hilflos gegenüber. Mit Wurzelfreilegungen und Anbohren wurde versucht die Standsicherheitsfrage zutreffend zu klären oder man griff lieber gleich zur Säge. Interdisziplinäre Forschung durch G. Sinn führte 1980 zur Problemlösung: Bäume wurden mit großem Erfolg in eine statische, ganzheitliche Betrachtung eingebunden, das neue Berufsfeld der Baumstatik war ins Leben gerufen.

Nach Durchführung eines ersten Zugversuches 1984 wurden die technischen Methoden und wissenschaftlichen Grundlagen zur Bestimmung der Verkehrssicherheit von Bäumen kontinuierlich verbessert. Der nächste große Fortschritt war die Entwicklung und Erprobung der Neigungsmeßmethode (Pilotprojekt 1988, Eichen im Riederwald Frankfurt/M.: G. SINN, Arbeitsstelle für Baumstatik (AfB) sowie KAISER, STOEHREL und WESSOLLY, Universität Stuttgart). Die Neigungsmeßmethode wurde von WESSOLLY als Inclinomethode in die Fachwelt eingeführt (vergl. DAS GARTENAMT 1989).
Aufgrabungen zur Beurteilung des Wurzelfundamentes wurden damit überflüssig. Ein einfacher Zugversuch und Neigungsmessungen ließen Aussagen zur Standsicherheit zu.

Auf dieser Grundlage wurde ein Jahr später, 1990, die AfB-Methode mit einem neuen Auswerteprogramm und verbesserter Meßdateninterpretation vorgestellt. Die Neigungsmeßdaten wurden nicht mehr mit einem Kurvenlineal ausgewertet sondern auf der Grundlage definierter Neigungsklassenvarianten (vergl. DAS GARTENAMT 1990). Eine weitere Verbesserung des Meßverfahrens wurde 1992 mit der Zweipunktmessung und der Einführung des relativen Kippmodules erreicht. Die Zweipunktmessung erfaßt den Biegeanteil am Stammfuß, außerdem werden Fehlmessungen durch Meßgerätefehler sofort erkennbar. Der relative Kippmodul schließt eine falsche Interpretation der Meßkurven aus und ermöglicht eine Reduktion der 1,5-fachen Sicherheitszuschläge. Die Einführung des relativen Kippmoduls war ein erheblicher Fortschritt in der Standsicherheitsanalyse von Bäumen, der von der Fachwelt kaum bemerkt wurde. Noch heute werfen Fachleute die Inclinomethode und die AfB-Methode unzutreffenderweise in einen Topf. In der ZTV-Baumpflege von 1993 sind die unterschiedlichen Meß- und Auswerteverfahren korrekt getrennt aufgeführt (siehe hierzu den im Anhang genannten Aufsatz in STADT UND GRÜN: AfB-Methode und Inclinomethode. Zwei unterschiedliche Meß- und Auswerteverfahren zur Standsicherheitsbestimmung von Bäumen, 1999).

Die AfB-Methode hat sich trotz der drastisch verringerten Sicherheitszuschläge an mehr als 1.400 Bäumen fehlerfrei bewährt. Tatsächlich kippgefährdete Bäume, im statistischen Mittel nur etwa 10 % der gemessenen Problembäume, wurden treffsicher erkannt. Aktuell wurden neue Erkenntnisse der Stand- und Bruchsicherheitsanalyse von Bäumen ausgewertet und in die Meß- und Auswertemethoden integriert. Das Auswerteprogramm wurde auf der Basis von Windows 98 fortgeschrieben. Die neue Software ist als Multitasking-fähige MS-Windows-Anwendung anwenderfreundlicher gestaltet und einfacher zu bedienen. Neue Technologien wurden eingebunden, so kann z.B. die Baumkontur mittels Digitalkamera eingegeben werden. Die bisherige Eingabe mittels Graphik-Tablett kann somit entfallen. Aufgrund der modularen Konzeption können zukünftige Entwicklungen einfach und schnell eingebunden werden. Damit werden sofortige Anpassungen an neue Erkenntnisse gewährleistet.

Gleichzeitig wurden neue und präzisere Meßgeräte entwickelt und erprobt. Getestet wurden zwei neue Neigungsmeßgeräte (bekannt als Inclinometer) mit doppelter Meßgenauigkeit (1/20 Grad). Die Meßauflösung beträgt nach wie vor 1/100 Grad. Sensor und Ableseeinheit sind in ein kompaktes Gehäuse integriert, lästiger Kabelsalat entfällt. Der Meßbereich ist erheblich vergrößert (alte Geräte +- 10 Grad, neue Geräte bis +- 45 Grad ohne Genauigkeitsverlust). Versehentliche Fehlmessungen bei Überschreiten des zulässigen Meßbereiches (Schrägstellung von mehr als +-10 Grad beim Anbringen am Wurzelanlauf) können damit ausgeschlossen werden. Die Meßbasis zum Anbringen des Sensors am Baum verfügt über unzerstörbare Stahlstifte, die nicht mehr wie bei den alten Geräten ausgetauscht werden müssen.


Zur Analyse der Bruchsicherheit

In Sachen Bruchsicherheit wurde das Dilatometerverfahren der AfB (bekannt als Elastomethode nach WESSOLLY) dem aktuellen Wissensstand angepaßt. Optimierte Dilatometer, geringere Sicherheitszuschläge und die Einteilung in vier Bruchsicherheitsklassen sind dabei hervorzuheben. An dieser Stelle möchten die Autoren Herrn Sartorius für seinen großen Beitrag zur Entwicklung der neuen Dilatometer danken. Die neuen Setz-Dehnungsmeßgeräte (Fachbegriff Dilatometer, bekannt als Elastometer) weisen eine vierfach höhere Meßgenauigkeit (1/200 Millimeter) auf. Wiederholbarkeit 1/500 Millimeter. Die Meßauflösung beträgt nach wie vor 1/1000 Millimeter. Sensor und Ableseeinheit sind ebenfalls in ein kompaktes Gehäuse integriert. Die Geräte wurden wesentlich robuster und ebenfalls mit unzerstörbaren Stahlstiften ausgestattet. Die Ausführung der neuen Meßgerätegeneration erfolgte bewußt in offener Bauweise.


Ausblick

Baumstatiker wenden seit Jahren die verschiedenen Zugmeßmethoden an. Die AfB arbeitet mit Franchisenehmern in Deutschland und Österreich zusammen. Zukünftig können weitere Interessenten in nicht belegten Bundesländern und Städten von den fortschrittlichen Diagnosemethoden zur Stand- und Bruchsicherheitsüberprüfung von Bäumen und von dem Forschungs- und Wissensvorsprung der AfB insbesondere in Sachen Standsicherheitsüberprüfung von Bäumen profitieren. Unter anderem hält die AfB ständigen Kontakt mit Universitäten und führt in einem eigenen Forschungsprojekt die baumartspezifische Ermittlung des Luftwiderstandsbeiwertes cw von Bäumen durch.

Ausführliche Schulungen zur eigenständigen Durchführung von Zugversuchen und eine Einführung in die Grundlagen der Baumstatik werden bei zukünftigen Franchisenehmern vor Ort oder an ausgewählten Problembäumen im Palmengarten der Stadt Frankfurt/M. durchgeführt. Die Unterweisungen vermitteln detaillierte Kenntnisse über die Grundlagen der Baumstatik, richtige Meßdatenerhebung einschließlich der Baumfotografie und Baumhöhenmessung für die Ermittlung der Windlast. Der korrekte, baumschonende Einsatz der Zugeinrichtung am Baum wird vor Ort erklärt und demonstriert. Dabei wird auch auf Sonderfälle, wie zum Beispiel die Messung von Stämmlingen, eingegangen. Das richtige Anbringen der Neigungs- und Dehnungssensoren am Baum wird eingeübt und das Meßprotokoll vorgestellt. Danach führen die Teilnehmer selbständig Zugversuche zur Ermittlung der Stand- und Bruchsicherheit von Bäumen durch, die anschließend diskutiert werden.
Die Theorie und Praxis erfordert mindestens einen vollen Schulungstag. Die Teilnehmer erhalten umfangreiche Seminarunterlagen und Anschriften der Meßgerätehersteller.

AUTOREN: Dr. Uwe Männl, öbv Sachverständiger Günter Sinn und Dipl.-Ing. öbv Sachverständiger Thomas Sinn, c.o. Arbeitsstelle für Baumstatik (AfB), Auf dem Niederberg 18, 61118 Bad Vilbel

LITERATUR
GÜNTER SINN: Standsicherheit von Bäumen. DAS GARTENAMT 31 (1982) Januar, Patzer-Verlag
GÜNTER SINN: Standsicherheitsuntersuchungen von Bäumen. DAS GARTENAMT 33 (1984) September, Patzer-Verlag
GÜNTER SINN und LOTHAR WESSOLLY: Messungen an Bäumen: Ermittlung der Sicherheiten gegen Kippen oder Bruch. DAS GARTENAMT 38 (1989) Juli und August, Patzer-Verlag
GÜNTER SINN: Untersuchungen zur Kippursache von Eichen im Riederwald Frankfurt/M.. Schriftenreihe Taxationspraxis Heft LP 25 (1990) SVK-Verlag
GÜNTER SINN und UWE MÄNNL: Methodische Verbesserungen und neue Meßgeräte zur Standsicherheitsüberprüfung von Bäumen. DAS GARTENAMT 39 (1990) September, Patzer-Verlag
UWE MÄNNL: Analyse der Standsicherheit von Bäumen. DAS GARTENAMT 6 (1992), Patzer-Verlag
GÜNTER SINN, THOMAS SINN und UWE MÄNNL: AfB-Methode und Inclinomethode. Zwei unterschiedliche Meß- und Auswerteverfahren zur Standsicherheitsbestimmung von Bäumen. STADT UND GRÜN 48 (1999) Heft 8, Seite 549-551, Patzer-Verlag www.baumstatik.de


ABBILDUNGSVERZEICHNIS:
Abb. 1: Eines der neuen Neigungsmeßgeräte mit doppelter Meßgenauigkeit, Meßbereich +- 45 Grad
Abb. 2: Der neue Dilatometer mit vierfacher Meßgenauigkeit im Einsatz am Baum
Abb. 3: Feststellung eines standsicheren „Problembaumes“, Kippmodul weit unter 25 %, das heißt trotz Wurzelschäden hochgradige Standsicherheit Abb. 4: Feststellung eines kippgefährdeten Problembaumes, Kippmodul fast 100 %, das heißt standsicherheitsrelevante Wurzelschäden