Opleiding Duurzaam Gebouw Groendaken: van ontwerp tot onderhoud

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw Groendaken: van ontwerp tot onderhoud Leefmilieu Brussel Technische aspecten door TV 229 en werken van het WTCB Edwige NOIRFALISSE WTCB 1

2 Groendaken: Resultaten en valorisatie van het onderzoek uitgevoerd bij het WTCB Edwige Noirfalisse, WTCB Laboratorium Isolatie en Dichtingsmaterialen 2

3 Inhoud 1. Inleiding 2. Definitie en types groendaken 3. Voor- en nadelen a. Waterbeheer b. Thermisch comfort c. Akoestisch comfort d. Brandveiligheid 4. Ontwerp en opbouw van het platte dak 5. Ontwerp en opbouw van het groendak 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden 3

4 1. Inleiding Groendaken: het ontwerp is niet echt nieuw De hangende tuinen van Babylon VII eeuw voor Christus Vandaag 4

5 Inleiding Interesse van de sector voor dit type daken (Technische Comités, technisch advies, ) Onderzoeksproject Werkgroep 2001 TV 229 Groendaken Onderzoeksrapport Artikel betreffende waterbeheer Dienstverlening

6 1. Inleiding Onderzoek modeldaken op het dak van een gebouw van het WTCB 9 groendaken 2 klassieke daken 7 extensieve 2 intensieve 1 naakt 1 geballast Thermiek, akoestiek, afvoer/kwaliteit van regenwater, 6

7 2. Definitie en types Definitie Een groendak is een plat dak bedekt met vegetatie en de nodige lagen voor de ontwikkeling ervan (draineerlaag, substraat, ) Daktuin Lichte daktuin Begroend dak Groendak bedekt met Uitgewerkte intensieve vegetatie (gazon, bloemen, struiken, bomen, ) Eenvoudige intensieve vegetatie (gazon en bepaalde decoratieve traaggroeiende planten) Extensieve vegetatie (mossen, vetkruid, bepaalde winterharde planten) 7

8 2. Definitie en types Types groendaken Intensieve vegetatie Extensieve Daktuin Lichte daktuin Begroend dak 8

9 2. Definitie en types Types groendaken Intensieve vegetatie Extensieve Daktuin Lichte daktuin Begroend dak Indicatieve dikte 0.25 m m 0.10 m Gewicht (verzadigd) 400 kg/m² kg/m² kg/m² Toegankelijk Ja Ja Neen* Gewone helling 2-10 % 2-58 % 2-70 % Onderhoud Belangrijk Middelmatig Beperkt Renovatie Nieuwbouw Vaak onmogelijk Te bestuderen Soms Te bestuderen Ja Ja * Tenzij er specifieke maatregelen getroffen worden 9

10 3. Voor- en nadelen Levenskwaliteit en biodiversiteit Langere levensduur afdichting Betere waterbeheersing Thermisch comfort en energetisch verbruik Akoestisch comfort 10

11 3. Voor- en nadelen Brandveiligheid (ingewikkelder om te evalueren met de vegetatie) Beperkingen gelinkt aan de vegetatie (wortels, herstellen van lekken) Overbelasting (draagstructuur na te kijken) Onderhoudsplicht (meestal bij intensieve daken) Dakdetails (voorzorgsmaatregelen bij opstanden, voegen, ) 11

12 3. Voor- en nadelen 12

13 3. Voor- en nadelen a. Waterbeheer Lange termijn regenwaterafvoer Evacuatie in geval van stortbuien Kwaliteit van afgevoerd regenwater? Bron: Bron: 13

14 Afvoerfractie (%) 3. Voor- en nadelen Lange termijn regenwaterafvoer Totaal Zomer Herfst Winter Lente Afvoerfractie Lente Winter 6 à 51 % 86 à 98 % ballast met grind extensieve intensieve Afvoerfractie voor alle groendaken, vooral bij intensieve Belangrijke vermindering in de lente (verhoogde vasthouding, toegenomen waterbehoefte van planten) 14

15 Lange termijn afvoerfractie (-) 3. Voor- en nadelen Lange termijn regenwaterafvoer Waterbehoud 1 jaar extensieve ± 30 % intensieve ± 50 % Substraatdikte (mm) Hogere substraatdikte meer afvoerfractie Afhankelijk van substraat maar ook van de waterophoudende lagen 15

16 HOEVEELHEID AFGEVOERD WATER (l/m²) 3. Voor- en nadelen Evacuatie in geval van stortbuien naakt ballast grind extensieve intensieve TIJD 1 e gevolg: vermindering van de afgevoerde hoeveelheid 16

17 DEBIET (l/min.m²) 3. Voor- en nadelen Evacuatie in geval van stortbuien naakt extensief substraat 40 mm intensief substraat 200 mm TIJD Extensief 40 mm Intensief 200 mm Piekdebiet naakt dak - 48 % + 8 min % + 16 min. 2 e gevolg: vertraging van het afgevoerd piekdebiet 17

18 3. Voor- en nadelen Vertragingscoëfficiënt Q = r A C (l/s) Duits voorstel Q = afvoerdebiet (l/s) r = regenintensiteit (l/s.m²) (per land) A = dakoppervlakte (m²) C = vertragingscoëfficiënt Proef WTCB Hoe dikker het substraat, hoe kleiner C Niet te verwaarlozen invloed van andere lagen Bij afwezigheid van de genormaliseerde waarde C=1 18

19 3. Voor- en nadelen Kwaliteit afgevoerd water zuurtegraad ( ph) (naakt dak: zuurvormend effect) Verkleuring (vergeling) van het water conductiviteit, gesuspenseerde stoffen, hardheid (geen filtratie) aantal organische stoffen (BZV, CZV) Aanwezigheid oxydeerbare chemicaliën (meststoffen) aantal bacteriën Watervervuiling, aangepaste waterbehandeling nodig voor hergebruik (toiletten, wasmachine ), en zelfs voor de afvoer van oppervlakte-, vis- of badwater Strijdig met het hergebruik gezien de aanzienlijke vermindering van het beschikbare debiet? 19

20 3. Voor- en nadelen Kwaliteit van afgevoerd water vergeling ballast naakt extensieve intensieve Varieert volgens het seizoen (droogte donkerder) Eveneens geobserveerd voor het naakte dak 20

21 3. Voor- en nadelen b. Thermisch comfort Winter Weinig meerwaarde voor extensieve daken (geringe substraatdikte + hoger watergehalte) Vermindering van de consumptiepieken voor intensieve daken (thermische inertie van het substraat) Zomer Meerwaarde afhankelijk van de substraatdikte Vermindering van bezonning ifv het type vegetatie en de dichtheid van het gebladerte Natuurlijke verkoeling via verdamping (daling van de temperatuur onder de vegetatie) 21

22 3. Voor- en nadelen WTCB meetonderzoek Gemiddelde temperatuur van het membraan: Gunstig effect (hogere en constantere temperatuur van het membraan) 22

23 3. Voor- en nadelen WTCB meetonderzoek Gemiddelde temperatuur van het membraan: Gunstig effect (sterke daling van de max. temperatuur van het membraan en minder schommeling) 23

24 3. Voor- en nadelen c. Akoestisch comfort Bijkomende massa gebracht door de vegetatie Positief effect als luchtgeluidsisolatie + 5 db + 10 db Systeem massa-veer-massa mogelijk Soepele verbinding tussen structuur en vegetatie (isolatie) Impact op luchtgeluid en schokgeluid 24

25 3. Voor- en nadelen d. Brandveiligheid Regelgeving van kracht platte daken Preventie-basisnormen: KB (en modificaties, o.a. KB ) Minimale voorschriften voor alle nieuwe gebouwen Laag (h < 10 m) Gemiddeld Hoog (h > 25 m) Industrieel 25

26 3. Voor- en nadelen Weerstand tegen interne brand van het dak Structureel element van het dak Voorkomen van voortijdige instorting van de dakstructuur Voorkomen van een geleidelijke instorting van de structurele elementen van het gebouw Lage gebouwen R 30 Gemiddelde gebouwen R 60 Hoge gebouwen R 120 Industriële gebouwen R 15 à R

27 3. Voor- en nadelen Gedrag van het dak tegenover externe brand «Dakbekleding» Voorkomen van het ontstaan van bijkomende vuurhaarden op het dak Voorkomen van dakperforatie (buiten binnen) Voorkomen van de verspreiding van de brand over het oppervlak (membraan en isolatie) 27

28 3. Voor- en nadelen 28

29 3. Voor- en nadelen Gedrag van het dak tegenover externe brand «Dakbekleding» Eis: B ROOF (t1) op het complete dakelement Test CEN TS 1187 C D 29

30 3. Voor- en nadelen Gedrag van het dak tegenover externe brand En voor groendaken? Eis B ROOF (t1) eveneens van toepassing maar Hoe te testen? Met/ zonder beplanting? Welke beplanting? Welke vochtigheidsgraad? Welke criteria? Testnorm CEN TS 1187 niet aangepast aan groendaken Groendaken niet conform aan de Belgische reglementering Weigering van Bevoegde Brandweer Dossier bij de commissie voor afwijking Voorschriften «geval per geval» Modificatie van de KB basis preventienormen (1/12/2012) Belgische eenduidige voorschriften, geen weigering meer nodig noch afwijkingsaanvragen. 30

31 3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 1. Interne verspreiding van de brand (bvb. via de isolatie) 2. Verspreiding van de brand over het oppervlak 3. Verspreiding van de brand van buiten naar binnen 31

32 3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 1. Voorkomen van het interne verspreiden van de brand Vereisten voor de substraatlaag: 1. Dikte 3 cm 2. Indien dikte 10 cm 20% organische stoffen Indien niet voldoet aan (1) en (2) moet de substraatlaag onderworpen worden aan laboratoriumtesten en B ROOF (t1) behalen (15, droge toestand, zonder vegetatie) 32

33 3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 2. Voorkomen van het verspreiden van de brand over het oppervlak Compartimentering van de groene zones: 1. Compartiment (groene zone) van max 40 m 2. Hoogte van de omliggende vegetatie aan weerskanten van de grens van het compartiment h v,max Strook in onbrandbare materialen (A2 FL -s2) van bepaalde breedte tussen twee compartimenten (groene zones): betontegels, grindlaag van meer dan 3 cm dikte, Bron: LMP 33

34 3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 2. Voorkomen van het verspreiden van de brand over het oppervlak Compartimentering van de groene zones: h v,max = d v 0,4 + h e [m] Voorbeeld: Vegetatie met hoogte 10 cm 0,1m = d v 0,4 + 0 d v = 0,5 m Onbrandbare strook, breedte t.o.v. de referentie-as d v = 0,5 m Onbrandbare weg met een breedte van 2 x 0,5 = 1 m d v horizontale afstand tussen het hoge punt van de vegetatie op de beschouwde plaats en de referentie-as van de compartimentering 0,5 m h e hoogte van het eventuele muurtje van de compartimentering t.o.v. de bodem 34

35 3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 3. Voorkomen van het verspreiden van de brand naar binnen Hoogte van de vegetatie/ onbrandbare strook dichtbij vensters, lichtkoepels, h v,max = d v 0,4 + h e [m] Voorbeeld: opening op het dak Ofwel steunmuur hoogte h e = 0,5 m Of onbrandbare strook met breedte d = 0,5 m 35

36 4. Ontwerp en opbouw van het platte dak Noodzakelijke lagen voor de ontwikkeling van de vegetatie TV 215 Plat dak Draagstructuur:! Permanente belasting van het groendak Afschot: Voorkomen van stagnatie en infiltratie 2% (waterophouding in de bovenste lagen) 36

37 4. Ontwerp en opbouw van het platte dak Dampscherm: Ja, tegen bevochtiging van de isolatie (aantrekkingspunt voor de wortels) Isolatie: Drukweerstand (permanente belasting groendak) Eisen voor - de dimensionele stabiliteit onder belasting en t (DLT) - de drukweerstand (CS) - de ponsweerstand (PL) 37

38 4. Ontwerp en opbouw van het platte dak Afdichting: Moeilijk toegankelijk tweelaags in totale hechting of gecompartimenteerd (eerder dan losliggend of partieel hechtend) Grote oppervlakte isolatie compartimenteren Doorponsrisico vóór/tijdens/na de plaatsing van het groendak (spade, ) Toegang verboden? Weinig realistisch voorlopige bescherming 1 e afdichtingslaag (2 e juist vóór het groendak) Mechanische beschermingslaag 38

39 4. Ontwerp en opbouw van het platte dak Afdichting: Of wortelwerend (droge periodes, overlappingen, opstanden, ) intensieve of extensieve daken (zonder afgeraden vegetatietypes) Of bedekt met een wortelwerende bescherming (PE 0,4 mm) enkel extensieve daken, eenvoudige geometrie (weinig obstakels) 39

40 4. Ontwerp en opbouw van het platte dak 40

41 5. Ontwerp en opbouw van het groendak Mechanische bescherming Schade vermijden veroorzaakt door verkeer, opslag van materialen, het aanleggen van het groendak, het onderhoud, Drainage en filtreren Afvoer overtollig regenwater Waterophoudbaarheid Waterreserve verzekeren voor de overleving en groei van planten Inworteling van de planten Substraat Vegetatie 41

42 5. Ontwerp en opbouw van groendaken Mechanische bescherming van de afdichting Mogelijke materialen: Panelen in gerecycleerd rubber Geotextiel (hoge doorponsweerstand) Gietasfalt Platen in PVC Platen in polyethyleen / polypropyleen Drainage (onmiddellijk na de afdichting) Makkelijk demonteerbaar toegang tot afdichting bij infiltratie 42

43 5. Ontwerp en opbouw van groendaken Drainage en filters Mogelijke materialen: XPS-platen met groeven Composiettextiel van synthetische materialen Geëxpandeerde kleikorrels Kunststof noppenplaten Meestal vergezeld van een filtratielaag om dichting van de drainage door fijne deeltjes te voorkomen (niet geweven - synthetisch) Waterophoudbaarheid Geëxpandeerde klei tussen de filter en drainage, kunststof noppenplaten 43

44 5. Ontwerp en opbouw van groendaken Inworteling van planten: substraat Fixatie van planten, stockage van lucht, water, minerale en organische elementen, en aanvoer van deze elementen naar de planten Vrij licht, capaciteit van water- en luchtbehoud Intensieve vegetatie: verbeterde tuingrond met organische elementen (turf, compost,..) minerale elementen (zand, geëxpandeerde klei, gemalen dakpannen, ) chemische elementen (polystyreen vlokken, meststoffen, ) Extensieve vegetatie Voornamelijk minerale elementen (beperken van de ontwikkeling van de vegetatie en van het onderhoud): lavasteen, geëxpandeerde kleikorrels, klei, zand, 44

45 5. Ontwerp en opbouw van groendaken Vegetatie Extensief, intensief weinig uitgewerkt, intensief uitgewerkt of combinatie Weerstand tegen vorst, droogte, hitte, wind, Wortelnetwerk niet te compact of agressief Lijst met afgeraden planten Tabel 7 Afgeraden planten op groen dak 45

46 5. Ontwerp en opbouw van groendaken Vegetatie Niet te vergeten Ontwikkelt zich niet onmiddellijk! Aspect varieert in functie van de seizoenen Invloed is sterker op een dak dan in de tuin (blootstelling, gereduceerd substraat) 46

47 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van platte daken TV 244 (2012) Traditioneel papieren document Details uitvoering: elektronisch ( 47

48 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken 48

49 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken 49

50 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken 50

51 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Tapbuizen moeten toegankelijk blijven voorzieningen tegen verstopping overlopen voorzien Enkele aanpassingen zijn nodig 51

52 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Tapbuizen Extensief dak (rooster + tegel of grind) Tuindak (bezoekkamer) 52

53 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Opstanden, randen 150 mm, zelfde principes als bij klassieke platte daken eventuele grindzone 53

54 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Bewegingsvoegen moeten toegankelijk blijven 54

55 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Compartimentering 55

56 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Bijzonderheden van groendaken Grindzones of tegels langs de randen / details Waarom? Brandeis (verspreiding beperken) Circulatie toelaten (inspectie, onderhoud) Onderhoud van de beglazingen, installaties op het dak Inspectie van de tapbuizen, overwoekering door vegetatie vermijden Hoe? Rolgrind (of gebroken op bescherming), tegels op tegeldragers, (hout) Grindvang 56

57 6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Bijzonderheden van groendaken Circulatiewegen Zonder onderbreking van de drainering en de afdichting (waterafvoer) Bekken, fonteinen, vijvers Afdichting onafhankelijk van deze van het dak 57

58 Groendak - Checklist Keuze en aspect van de vegetatie Schuim, sedum daktuin (aspect) Expositie, bezonning Type en dikte van het substraat, drainering, permanente belasting, onderhoud, Toegankelijkheid Extensieve (regelmatige circulatie) Intensieve (geen limiet) Circulatiewegen aanbevolen Onderhoud Extensief: zeer beperkt Intensief: zoals een tuin Intensief: irrigatiesysteem 58

59 Groendak - Checklist Permanente belasting van het dak Dragende structuur: in die mate dimensioneren of verifiëren (renovatie) Extensief: zelden problematisch Ontwerp van het plat dakcomplex Dampscherm (µ) Isolatiemateriaal (λ, drukweerstand) Afdichthing (type en plaatsing, wortelweerstand) Mechanische bescherming van de afdichting (werf, onderhoud) Op een bestaand plat dak: Nagaan of het isolatiemateriaal en afdichting aangepast zijn De afdichting niet beschadigen tijdens de werken 59

60 Groendak - Checklist Windweerstand Plat dakcomplex bestand tegen wind Voldoende massa van groendak om te weerstaan aan opheffing Eventuele voorzorgsmaatregelen (erosie van substraat verhinderen, planten verankeren) Regenwaterafvoer Evacuatiesysteem aangepast aan groendak Tapbuizen toegankelijk, grindzones errond Overlopen Andere detailwerken Aangeapaste randen, opstanden, uitzetvoegen, doorboringen, Grindzones 60

61 Andere behandelde aspecten in de TV

62 Bedankt voor uw aandacht! Edwige Noirfalisse Labo Isolatie- en Dichtingsmaterialen WTCB Met de steun van de Technologische Dienstverlening Ecobouwen en Duurzame ontwikkeling in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest gesubsidieerd door het Brussels Instituut 62 voor Onderzoek en Innovatie (InnovIRIS)

63 Interessante tools, websites enz.: TV 229 Groendaken WTCB-Dossier Brandveiligheid van groendaken WTCB-Dossier Groendaken: regenwaterafvoer Normen-antenne H 2 O en daken Normen-antenne Brand Normen-Antennes van het WTCB Brusselse Technologische Dienstverlening Duurzaam Bouwen Referenties Praktische Handleiding voor de duurzame bouw en andere bronnen: Praktische handleiding voor de duurzame bouw en renovatie van kleine gebouwen: Fiche TER06 Een groene dakbedekking realiseren KB van tot wijziging van het KB van tot vaststelling van de basisnormen voor de preventie van brand pag=fire&art=library&niv01=belgian_regulation 63

64 Contact Edwige NOIRFALISSE Adjunct-Laboratoriumhoofd Isolatie- en Dichtingsmaterialen CSTC WTCB - BBRI Av. P. Holoffe 21, 1342 Limelette : en@bbri.be 64 64