(uitgave 96/7 pag 6)
|
|
|
Artikel gebaseerd op de uiteenzetting 'Mechanische bevestigingen op het platdak' door dhr M. Petters, vertegenwoordiger BEVAD en voorzitter werkgroep 'mechanische bevestigingen' tijdens de studiedag platte daken op 5 juni 1996
|
Nieuwe inzichten en belangrijke aandachtspunten
Mechanische bevestiging
Het mechanisch bevestigen van waterdichtingsmembranen is een techniek die in de wereld van het platdak steeds vaker wordt toegepast. Omdat er op dit gebied geen technische leidraad bestaat, besloot het Technisch Comité Dichtingswerken van het WTCB begin 1994 een werkgroep op te richten met als doel het opstellen van een document dat de bestaande technische voorlichtingen verder moet aanvullen en uitdiepen.
In principe is haast geen enkele dakvloer uitgesloten wanneer men de dakopbouw mechanisch wil bevestigen, zolang men weliswaar het gepaste bevestigingssysteem toepast. Daarom heeft de werkgroep besloten voor alle verschillende materiaalgroepen een overzicht te geven van de belangrijkste voorwaarden en aandachtspunten die van toepassing zijn bij deze bevestigingstechniek. Enkele voorbeelden:
- Hellingsbeton op zich is niet geschikt voor de mechanische bevestiging. Daarom dienen de bevestigers doorheen het hellingsbeton in de onderliggende betonplaat of betonnen druklaag te worden verankerd.
- Bij het gebruik van voorgespannen betonelementen moet eerst samen met de fabrikant worden bepaald waar geboord en verankerd mag worden.
- Multiplexplaten moeten minstens 18 mm dik zijn en bovendien watervast verlijmd.
- Stalen plooiplaten moeten bij voorkeur minstens 0,88 mm dik zijn. Een dikte van 0,75 mm is ook aanvaardbaar maar is zeer gevoelig aan beschadigingen tijdens de uitvoering van de dakwerken.
- Aluminium plooiplaten op zich zijn niet geschikt voor geschroefde bevestigers vanwege de beperkte uittrekwaarde bij (wind)belasting.
|
 |
|
|
|
Om te grote luchttransporten in de plaatgolven te vermijden, kunnen er goed aansluitende vulblokken in de golven worden geplaatst
|
Het dampscherm
Een andere vraag die velen bezighoudt is wat er gebeurt wanneer een dampscherm doorboord wordt door een mechanische bevestiger. De taak van een dampscherm bestaat uit het voorkomen van inwendige condensatie in de isolatie door diffusie, het vermijden van vochttransport door verplaatsing van lucht (convectie) en het luchtdicht maken van een luchtopen dakvloer zodat het gedrag bij windbelasting verbetert.
Wanneer een mechanische bevestiger wordt aangebracht zal de boorpunt in bepaalde mate 'verlopen' vooraleer hij in de ondergrond dringt. Door deze beweging kan er een gat in het dampscherm ontstaan dat merkelijk groter is dan de schroefdoorsnede. Maar ook 'missers' veroorzaken openingen, net als het 'doortrappen' van het dampscherm bij het gebruik van plooiplaten. Een dergelijk dampscherm is natuurlijk niet meer 100% dampdicht en mag dan ook niet worden toegepast in daken van gebouwen met binnenklimaatklasse IV, zoals bv. zwembaden. Voor dergelijke daken wordt er dan ook geëist dat het dampscherm zonder enige perforatie op een doorlopende, vlakke ondergrond wordt geplaatst.
Bovenvermelde beschadigingen hebben natuurlijk ook gevolgen voor de luchtdichtheid van het dampscherm. Er heerst immers een drukverschil over de ganse dakopbouw zodat er een luchttransport zal ontstaan door de perforaties. De belangrijkheid van dit luchttransport hangt onder meer af van het type membraan dat gebruikt wordt. Men kan zich verder de vraag stellen of alle soorten dampschermen even gevoelig zijn voor een bepaald type beschadiging en wat de waarde is van een dampscherm waarvan de banen met een losse overlapping worden gelegd? Om op deze vragen een antwoord te vinden heeft het WTCB een speciaal proefprogramma opgezet. Alhoewel dit programma nog niet helemaal is afgerond kunnen we toch al enkele voorlopige conclusies trekken.
- Bij de bitumineuze dampschermen presteren de polyestergewapende membranen (P4, APP-P4, SBS-P4) goed. De glasvliesgewapende membranen voldoen niet wegens de geringe 'doortrapsterkte' en scheurweerstand.
- Bij de kunststoffolies (PE-folies) presteren de dikkere folies (0,25 en 0,35 mm) goed, terwijl de dunne folies (0,01 mm) niet voldoen. Verder onderzoek naar de drempelwaarde voor de dikte van dit soort dampschermen is nog aan de gang.
Luchtdichtheid van stalen plooiplaten
Onafgezien de kwaliteit en de eventuele beschadigingen van het dampscherm moet er natuurlijk ook gedacht worden aan de luchtdichtheid van de dakconstructie in het algemeen. Dit kan bij het gebruik van metalen plooiplaten wel enkele problemen opleveren vanwege de 'luchtlekken' die kunnen optreden ter hoogte van langse en dwarse voegen en aan de kopse kanten van de platen. Om dit euvel te verhelpen kunnen deze naden afgekleefd worden met butyl- of zelfklevende alu-banden. Om te grote luchttransporten in de plaatgolven te vermijden en aldus de stormvastheid van de dakopbouw te verzekeren kunnen er bovendien goed aansluitende vulblokken in de golven geplaatst worden ter hoogte van de randen, dakdoorvoeren en bij de overgangen tussen rand- en middenzones.
|
|
|
Deze figuur toont aan dat een slechte verdeling van de schroeven er kan voor zorgen dat 1 schroef zelfs onder drukspanning komt te staan en de twee buitenste schroeven uiteindelijk de ganse belasting opnemen
|
Verdeling van de windlast
De verdeling van de windlast over een mechanisch bevestigde dakopbouw op metalen plooiplaten hangt onder meer af van het al of niet aanwezig zijn van een dampscherm, van de aard van de isolatie en of deze al dan niet luchtopen is maar ook van de bevestigingswijze.
Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen drie systemen:
- De isolatie mechanisch bevestigd en de afdichting hier bovenop gekleefd (vol- of deelsgekleefd);
- De isolatie mee bevestigd met de eerste afdichtingslaag waarvan de naden gelast worden, de eindlaag wordt volgekleefd op deze eerste laag;
- De isolatie eerst bevestigd met een minimum aantal bevestigers, de afdichting in de overlap mechanisch bevestigd, de naden worden gelast.
Elk van deze gevallen leidt tot een bepaalde berekeningswijze voor het opnemen van de windbelasting.
|
 |
|
|
|
Isolatieplaat bevestigd met 5 schroeven. Belasting van de centrale schroef en de vier hoehschroeven in functie van de afstand van de hoekschroeven tot de hoeken
|
Verdeling schroeven t.o.v. isolatieplaten
De richtlijnen voor de ideale verdeling van de mechanische bevestigers ten opzichte van de te bevestigen isolatieplaat kan men terugvinden in de TV 183. Deze verdeling is echter niet steeds te realiseren vanwege de golfafstand van de onderliggende golfplaat. De gevolgen van een afwijking van deze optimale configuratie mogen niet worden onderschat. Millimeters kunnen belangrijk zijn en rekenvoorbeelden hebben reeds aangetoond dat een beperkte afwijking er reeds voor kan zorgen dat sommige schroeven zo zwaar worden belast dat de veiligheidscoëfficiënt wordt overschreden (Voorbeeld van een overbodige schroef: zie tekening). Het komt er nu vooral op aan te bepalen welke toleranties nog toelaatbaar zijn alvorens men moet overgaan tot het plaatsen van supplementaire schroeven.
Warmteverliezen via mechanische bevestigers
Wanneer een isolatieplaat of membraan mechanisch wordt bevestigd worden er in feite kleine thermische bruggen aan de dakopbouw toegevoegd. Vermits de eventuele warmteverliezen via deze bevestigers reeds lang een discussiepunt vormen verdient dit probleem natuurlijk ook de nodige aandacht. De grootte van de warmteverliezen via de bevestigers hangt onder meer af van de dikte van de isolatie en haar isolatiewaarde maar ook van de diameter van de schroef en het materiaal waaruit deze vervaardigd is. Dit probleem wordt door sommigen onderschat maar berekeningen hebben aangetoond dat de mechanische bevestigingen verantwoordelijk kunnen zijn voor een verhoging van het warmteverlies met 4 tot 15%. Eventuele thermische sneden in de bevestiger kunnen deze verliezen met ongeveer 30% verminderen. Dit lijken nogal schrikbarende cijfers maar andere warmteverliezen via bv. koudebruggen of ongewenste ventilatie zijn van dezelfde orde van grootte. Deze extra warmteverliezen dienen dus mee in rekening te worden gebracht bij de bepaling van de isolatiedikte.
Extra warmteverliezen in % per schroef
| k | 0,6 | 0,4 | 0,2 |
| l | 0,04 | 0,03 | 0,04 | 0,03 | 0,04 | 0,03 |
| diameter schroef |
| f 4,2 mm | 1,1% | 1,4% | 1,35% | 1,6% | 1,5% | 1,9% |
| f 6,2 mm | 1,7% | 2,0% | 1,9% | 2,2% | 2,1% | 2,5% |
Precies omwille van de plaatselijk hogere warmteverliezen via de bevestigers zal de schroefpunt in de winter een lagere temperatuur hebben dan de metalen plooiplaat, maar berekeningen hebben aangetoond dat er bij gebouwen tot en met binnenklimaatklasse III geen oppervlaktecondensatie op de schroefpunt te verwachten is.
Minimale eisen aan bevestigers
Tot hier toe hebben we het enkel gehad over de hygrothermische aspecten en de gevolgen van het toepassen van mechanische bevestigers, maar nog niet over de karakteristieken van de schroeven zelf. Het meest voorkomende gebruik van mechanisch bevestigers in de industriebouw is op daken met metalen plooiplaten. De schroeven moeten hier de totale levensduur van het dak uithouden en precies daarom werden er een aantal minimumeisen geformuleerd voor 'normale' daktoepassingen:
Minimumeisen schroeven
- diameter: 4,8 mm
- lengte: te bevestigen pakket + 20 mm
- schroefdraadlengte: > 25 mm
- statische uittrekwaarde: 1200 N (staalplaat 0,75 mm)
- corrosiebestendigheid: 12 cycli Kesternich
Minimum eisen drukverdeelplaatje:
- dikte: 1 mm bij vlakke plaatjes, 0,75 mm bij geprofileerde plaatjes
- afmetingen: 70 mm rond (isolatie), 60 mm vierkant (isolatie), 40 mm × 80 mm rechthoekig (afdichting)
- corrosiebestendigheid: ter discussie
Tenslotte
Omdat de mechanische bevestiging op een dermate grote schaal wordt toegepast en er ook steeds nieuwe toepassingsgebieden bijkomen bestaat er natuurlijk ook een groot aanbod aan mechanische bevestigingssystemen. De prijsverhouding tussen het goedkope en het dure gamma voor eenzelfde toepassing bedraagt soms 1 op 10. Het spreekt voor zich dat noch de goedkoopste, noch de duurste oplossing vanzelfsprekend ook de juiste keuze is, maar er bestaat natuurlijk een merkelijk verschil in prestaties tussen deze twee uitersten. Vanwege het ontbreken van een goede technische leidraad is het tot op heden ook zeer moeilijk om de grens te bepalen tussen een wel of niet aanvaardbare oplossing voor een welbepaalde toepassing.
Deze problematiek samen met de verschillende in deze tekst aangehaalde aandachtspunten tonen duidelijk aan dat de werkgroep 'Mechanische bevestigingen' nog een heleboel werk voor de boeg heeft vooraleer er effectief een technisch document zal kunnen worden gepubliceerd. Deze punten vormen echter reeds de basiselementen van een eerste ruwe versie van deze nieuwe publicatie en geven al klaar en duidelijk aan in welke richting het denken over mechanisch bevestigen zal evolueren. Wij zullen u vanzelfsprekend op de hoogte houden van alle verdere evoluties op dit vlak.
door: ing Guinée G.
Kies hier:
Inhoudsopgave Roof Belgium 1996
Terug naar Roof Belgium