The answer, my friend... is blowing in the wind...

Transcriptie

1 The answer, my friend... is blowing in the wind... Verslag van het 9 e BlowerDoor-Symposium van het Energie- und Umweltzentrum am Deister (e.u.[z]) ( , Würzburg) ir.-arch. F. Dobbels Technologisch Adviseur, TAD Duurzame uitvoeringstechnieken voor daken en lichte buitenwanden (gesubsidieerd door het IWT) Afdeling Bouwfysica en Binnenklimaat Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf WTCB Hoewel de eis voor een duurzame luchtdichte gebouwschil reeds geformuleerd werd in het midden van de vorige eeuw (in Duitsland onder andere door middel van de norm DIN 4108), krijgt deze maar pas sinds de jaren 1990 de aandacht die ze verdient (in Duitsland gebeurde dit door het vastleggen van de stand der techniek in de norm DIN V :1996, die in 2001 werd geactualiseerd door de norm DIN ). Deze evolutie gaat gepaard met verschillende nieuwe ontwikkelingen op het gebied van de kleeftechniek die zich de afgelopen jaren hebben afgetekend. Daarnaast werd men zich sterker bewust van de nood aan luchtdichtingssystemen voor lichte constructies en kwam er een heel nieuw gamma van hulpmiddelen in de handel. De toepassing van luchtdichtingssystemen kent de laatste jaren dan ook een groeiend succes. Een aantal recente schadegevallen wijzen er echter op dat de techniek van de luchtdichting van lichte constructies nog niet volledig op punt staat. Zo bestaat er nog geen duidelijkheid omtrent het gedrag op lange termijn. Het is bijgevolg niet verwonderlijk dat de duurzaamheid van luchtdichtingssystemen (en de juridische implicaties ervan) het centrale thema vormde van het 9 e BlowerDoor-Symposium dat op 24 april 2004 plaats vond in Würzburg. Het symposium ging van start met een begroeting door enkele sleutelfiguren uit de sector van luchtdichting van gebouwen in Duitsland : Wilfried Walther van het e.u.[z] (Energie- und Umweltzentrum am Deister), Sigrid Dorschky van het FLiB (Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen) en Rolf Schmidt van het VFW (Verband für Wohnungslüftung). Vervolgens werd het woord gegeven aan de eerste gastspreker, Dipl.-Ing. Rolf Gross van het ZUB (Zentrum für Umweltbewusstes Bauen) van de universiteit van Kassel, die een interessante voordracht hield over het onderzoek naar de duurzaamheid van kleefverbindingen als onderdeel van luchtdichtingssystemen.

2 Afb. 1 Het symposium kon op ruime belangstelling rekenen. Ongeveer 140 personen waren aanwezig in Festung Marienberg Würzburg. De huidige kennis over het werkelijke gedrag van luchtdichtingssystemen op lange termijn (bijvoorbeeld 30 jaar) is beperkt aangezien deze systemen pas vrij recent op de markt verschenen zijn. Het actuele onderzoek heeft bijgevolg tot doel om bedrijven die luchtdichtingssystemen plaatsen (vaak KMO) te beschermen tegen het gebruik van producten of combinaties van producten (bv. verbindingen met producten van verschillende fabrikanten) van slechte kwaliteit die op termijn de luchtdichtheid in het gedrang zouden kunnen brengen. De gebruikers worden vaak geconfronteerd met vragen omtrent de werkelijke duurzaamheid van deze systemen op lange termijn. Hoewel de meeste fabrikanten stellen dat hun producten meer dan 30 jaar (soms zelfs tot 70 jaar) zullen meegaan, is de garantieperiode immers veel korter. In de meeste gevallen is deze beperkt tot ongeveer 5 jaar (maximum 10 jaar). Het onderzoek streeft naar de ontwikkeling van een objectieve vergelijkingsmethode voor combinaties van kleefbanden (kleefstoffen zoals acrylaten of siliconen op dragers van papier, PE,...) en substraten (luchtschermen, OSB-platen of metselwerk waarop deze luchtschermen aangesloten worden) waarmee men vervolgens een ranglijst zal kunnen opstellen van de vaakst voorkomende combinaties. De tweede fase van het onderzoek is onlangs van start gegaan. Na een literatuurstudie werden de bestaande normen met proefmethoden en criteria voor de evaluatie van kleefverbindingen met elkaar vergeleken en ging men over tot de keuze van een proefmethode. Deze werd vervolgens toegepast op een eerste selectie substraat/kleefstof-combinaties. Aangezien uit de literatuurstudie bleek dat er nog geen genormeerde methode bestond voor de beproeving van de duurzaamheid van kleefverbindingen, werd deze in het kader van dit onderzoek ontwikkeld aan de hand van genormeerde methoden (o.a. uit de medische sector) voor de duurzaamheid van kleefbanden in onverkleefde toestand (bv. bij opslag in een magazijn). De sterkte van een kleefverbinding wordt bepaald door de cohesie van het (meestal viscoelastische) verbindingsmiddel en door de adhesie tussen de kleefstof en het substraat (tussen de kleefstof en de drager). De adhesiekracht is in grote mate afhankelijk van de verhouding tussen de oppervlaktespanningen : indien de oppervlaktespanning van de kleefstof kleiner is dan deze van het substraat (voor PE minimum ongeveer 30 mn/m), kan men meestal stellen dat de verbinding ook op lange termijn goed zal zijn. Doorgaans wordt de afpelweerstand gebruikt als maatstaf voor de sterkte van de kleefverbinding. Deze kan bepaald worden volgens een genormaliseerde meetmethode beschreven in FINAT nr. 1 [ref. 1] en EN [ref. 2]. Hierbij worden de proefstukken op 2/8

3 afpellen belast bij een snelheid van 300 mm/minuut. Omdat de belastingen op luchtdichtingssystemen in de praktijk echter veel langzamer inwerken (kruip, krimp,... ), ging men de invloed van de belastingssnelheid na en werd besloten de proeven uit te voeren bij een afpelsnelheid van 10 mm/min. De aldus behaalde resultaten kunnen omgerekend worden naar nog lagere afpelsnelheden (zoals ze in de praktijk voorkomen). Men moet echter rekening houden met het feit dat de afpelweerstand afneemt naarmate de afpelsnelheid verkleint. Tijdens het onderzoek werd de afpelweerstand bepaald voor enkele combinaties van kleefstoffen en substraten (enkel PE-folies en multiplex). De afpelproeven werden uitgevoerd voor en na een kunstmatige veroudering, overeenkomstig de norm ASTM D [ref. 3]. Deze Amerikaanse norm bepaalt een methode voor de evaluatie van de duurzaamheid van kleefbanden in onverkleefde toestand. In dit geval opteerde men er echter voor om te werken met proefstukken bestaande uit een substraat en een kleefband, met het oog op de uitvoering van een afpelproef. De proefstukken werden gedurende een bepaalde tijd in een omgeving geplaatst met een luchttemperatuur van 65 C en een relatieve vochtigheid van 80 %. Vervolgens ging men over tot de bepaling van de verhouding tussen de natuurlijke en de kunstmatige veroudering. Dit gebeurde aan de hand van een publicatie van D. Satas [ref. 4], waarin gesteld wordt dat 7 dagen kunstmatige veroudering overeenstemt met 1 jaar natuurlijke veroudering. Om een veroudering van 50 jaar na te bootsen, moesten de proefstukken gedurende 350 dagen aan kunstmatige veroudering onderworpen worden. De eerste proeven waarvan de resultaten op het symposium voorgesteld werden, toonden aan dat de afpelweerstand daalde van ongeveer 10 N (na 48 u uitharding) tot amper 1 N (na 48 u uitharding en 350 dagen kunstmatige veroudering). Dit resultaat impliceert dat een kleefverbinding na een periode van 50 jaar nog (slechts) ongeveer 10 % van zijn oorspronkelijke kleefkracht bezit. Men weet echter niet of dergelijk verlies aan kleefkracht in de praktijk aanleiding zal geven tot het bezwijken van de verbinding of niet. Daarvoor is bijkomend onderzoek vereist naar de reële spanningen die optreden in luchtschermen onder invloed van kruip, hygrothermische vervormingen van de draagstructuur (timmerwerk, muren in metselwerk,...), enz. Het is echter belangrijk erop te wijzen dat de temperatuur en de relatieve vochtigheid in de praktijk en onder normale omstandigheden nooit zo hoog zullen oplopen als bij de ASTM-proefomstandigheden. Er moeten dus nog proefmethoden en bijhorende criteria ontwikkeld worden voor de evaluatie van het werkelijke gedrag van kleefverbindingen op lange termijn. Er wordt met ongeduld uitgekeken naar dergelijke methoden, aangezien de nood aan objectieve en betrouwbare informatie over de duurzaamheid van luchtdichtingssystemen hoog is. Op termijn zouden dergelijke proefmethoden, in combinatie met duidelijk gedefinieerde criteria, overigens de basis kunnen vormen voor de certificering van luchtdichtingssystemen. Dit is een van de hoofddoelstellingen van het FLiB. Ook de onderzoekers van de Universiteit van Kassel zullen dit aspect verder uitdiepen [ref. 5] na afloop van dit onderzoek. Uit het onderzoek is gebleken dat de adhesie bij kleefverbindingen sterk afneemt na verloop van tijd. Men kan zich bijgevolg de vraag stellen of een bijkomende mechanische bevestiging al dan niet aangewezen is. Volgens de tweede gastspreker, Dr. Kasper van Isover Consult, is het mits de correcte interpretatie van de norm - niet nodig om (genagelde of geschroefde) aandruklatten te plaatsen bij de onderlinge aansluiting van de dichtingsbanen (tenzij men producten combineert die niet op elkaar afgestemd zijn). Dit is echter wel vereist bij de aansluiting van het luchtdichtingsscherm op andere bouwelementen (muren, vloeren, gordingen, nokbalken,...), tenzij perfect wordt voldaan aan alle randvoorwaarden voor de verkleving (droge, stof- en vetvrije, voldoende draagkrachtige ondergrond en aangepaste temperatuur), wat doorgaans niet het geval is op bouwplaatsen in de winter of bij renovatie. Volgens de firma SIGA is het met hun producten ook in laatstvermeld geval mogelijk de bijkomende latten achterwege te laten. 3/8

4 Als derde gastspreker had H.-E. Gallinat, voorzitter van de werkgroep Konstruktionen van het FLiB, de eer om de eerste uitgave van het FLiB-Beiblatt bij de norm DIN voor te stellen. Net zoals het FLiB-Beiblatt bij de norm DIN (betreffende de uitvoering van pressurisatieproeven ter bepaling van de luchtdichtheid van gebouwen), bevat deze publicatie een aantal voorstellen tot wijziging en aanvulling van de norm DIN (augustus 2001) [ref. 6]. Bovendien houdt ze rekening met de Energieeinsparverordnung (EnEV) die in november 2001 is verschenen en op van kracht werd. De voorstellen uit het FLiB- Beiblatt worden verduidelijkt aan de hand van een reeks detailtekeningen van bouwcomponenten en aansluitingen waarbij de praktische uitvoering van een continu luchtscherm centraal staat. Binnenkort zal het Beiblatt op grote schaal verspreid worden en zal het FLiB een cd-rom publiceren die een overzicht geeft van alle constructies ter verzekering van de luchtdichtheid van gebouwen die momenteel in Duitsland bekend zijn. Ondanks het feit dat er eensgezindheid bestaat over de algemene principes, heeft het geanimeerde panelgesprek tussen fabrikanten en experts aan het einde van het ochtendprogramma duidelijk aangetoond dat er nog geen algemene consensus bereikt is met betrekking tot de duurzame uitvoering van luchtdichtingssystemen. Tijdens dit gesprek werd nogmaals gewezen op het belang van de correcte naleving van de verwerkingsvoorschriften van de fabrikanten en van een zeer zorgvuldige plaatsing (met voorafgaande controle van de geschiktheid van de ondergrond in combinatie met de gekozen kleefmiddelen). Exacte voorschriften terzake (bv. met betrekking tot de afwezigheid van stof) zijn echter moeilijk vast te leggen. Het FLiB werkt momenteel aan de opstelling van criteria voor de toepassing van kleefstoffen, maar zoals Dipl.-Ing. Gross opmerkte, is het quasi onmogelijk om uitspraken te doen over alle combinaties die men in de praktijk aantreft. Enkele fabrikanten wezen ook op de mogelijkheden om de ondergrond voor te bereiden, door het aanbrengen van een primer bijvoorbeeld. Afb. 2 Het panelgesprek tussen fabrikanten, experts, een onderzoeker en een advocaat verliep geanimeerd. Het namiddagprogramma ging van start met een voordracht van Dipl.-Ing. Kempkes (Zentrum für Umweltbewusstes Bauen van de Universiteit van Kassel) over de eerste resultaten van een onderzoek naar het risico op vochtschade bij de doorstroming van luchtlekken in de gebouwschil. Deze wees op het opmerkelijke feit dat schade door condensatie tengevolge van exfriltratie relatief zeldzaam is, terwijl het algemeen geweten is dat geen enkel gebouw als volledig luchtdicht kan beschouwd worden. Tijdens het voorgestelde onderzoek tracht men dit verschijnsel te verklaren door een simulatie van instationaire doorstroming van diverse types lekken bij verschillende randvoorwaarden. Onder normale omstandigheden blijkt een luchtstroom van binnen naar buiten toe, een 4/8

5 drogend effect te hebben op de constructie. Enkel wanneer er sprake is van een vochtiger binnenklimaat of wanneer de lucht een lange weg moet afleggen aan de (koude) buitenzijde van de constructie (bv. metalen dakbedekkingen) kan er condensatie optreden. De afmetingen en de vorm van de voegen, alsook het drukverloop (frequentie van de drukwisselingen) over de voeg spelen hierbij een rol. Afb. 3 Innovatieve oplossing voor de uitvoering van een continu luchtscherm ter plaatse van een nokbalk door middel van een tijdens de timmerwerken geplaatste folie met geïntegreerde kleefstroken, die naderhand aangesloten wordt op de banen van het luchtscherm [ref. Firma Albert Bauprodukte GmbH]. Dipl.-Phys. J. Zeller (Ingenieurbüro für Niedrigenergie- und Passivhäuser, Biberach) ging dieper in op de invloed van afzonderlijke lekken op de totale luchtstroom doorheen de gebouwschil en op de theoretische achtergrond ervan. Om de gewenste luchtdichtheid te verkrijgen, met een minimum aan arbeid en kosten (bv. door het treffen van een aantal extra maatregelen), is het belangrijk te weten welke lekken de totale luchtdoorlatendheid van de gebouwschil het meest beïnvloeden. De bijdrage van Dipl.-Phys. J. Zeller had voornamelijk betrekking op de berekening van de totale luchtstroom aan de hand van de gemeten of geschatte oppervlakte van en de luchtsnelheden doorheen de afzonderlijke lekken ( netmeting ), op het gebruik van luchtdoorlaatbaarheidscoëfficiënten en op de rol van seriële lekken. Hij wees erop dat bij een dubbel luchtscherm (zoals een PE-folie en gipskartonplaat met een luchtspouw ertussen) alleen het meest luchtdichte element een rol speelt. Tot slot vermelden we dat de schatting van de luchtdichtheid vaak met onzekerheid gepaard gaat. Afb. 4 Verbetering van de dichting tussen de ramen en de ruwbouw : kitten met verschillende dampdiffusieweerstand (aan de buitenzijde meer open dan aan de binnenzijde) [ref. Firma Henkel Otto GmbH]. 5/8

6 Advocaat Köpcke uit Freiburg sloot het symposium af met een voordracht over de juridische aspecten van luchtdichtheid. De courante bouwpraktijk wat luchtdichtheid betreft is in Duitsland immers nog zeer ver verwijderd van de norm terzake (DIN ). Zo bestaat er nog geen enkel luchtdichtingssysteem dat algemeen wordt toegepast en waarover gegevens beschikbaar zijn met betrekking tot het gedrag op lange termijn. Daarom behoren de juridische aspecten nog niet tot de stand der techniek volgens 5 Abs. 1 van de Duitse Energieeinsparverordunung (EnEV) [ref. 7]. De wettelijke verplichting van luchtdichtheidscriteria is vanuit een juridisch standpunt bijgevolg niet erg realistisch. Conclusie : Hoewel de criteria die besproken werden tijdens het symposium The answer, my friend... is blowing in the wind... niet wettelijk kunnen vastgelegd worden, leveren de huidige systemen en proefmethoden wel een bijdrage tot het waarborgen van kwaliteit in de bouw. 6/8

7 Literatuurlijst [1] FINAT Nr. 1 : Technisches Handbuch, 6, uitgave 2001 Klebkraft-Prüfung (180 ) bei 300 mm/min Heruitgegeven in oktober 1985, herwerkt in mei 2001 [2] DIN EN : : Schälprüfung für flexibel / starr geklebten Proben Deutsches Institut für Normung [3] ASTM: D (reapproved 1981) American Society for Testing and Materials Standard Practice for Accelerated aging of pressure sensitive tapes [4] Satas, D. (ed.) Handbook of Pressure Sensitive Adhisive Technology Van Nostrand Reinhold, New York, 2nd Edition, 1989, blzn ISBN [5] Maas, A., Gross, R. Untersuchungen zur Haltbarkeid von Klebeverbindingen für Luftdichtheitsschichten, proceedings 9. BlowerDoor-Symposium des e-u-[z], blzn. 1-9 [6] DIN :2001 Wärmeschutz im Hochbau. Luftdichtheit von Bauteilen und Anschlüssen, Beuth-Verlag GmbH, Berlin, 2001 Deutsches Institut für Normung [7] EnEV ( Energieeinsparverordnung ) - Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden, /8

8 Organisaties en onderzoeksinstituten Nuttige websites Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen (FLiB) : Energie- und Umweltzentrum am Deister (e.u.[z]) : Verband für Wohnungslüftung : Fachgebiet Bauphysik, Fachbereich Architektur der Universität Kassel : Zentrum für Umweltbewusstes Bauen : Firma s die (onderdelen van) luchtdichtingssystemen aanbieden Ampack Bautechnik GmbH : Dörken GmbH & Co. KG : Hanno Werk GmbH & Co. KG : Henkel Bautechnik GmbH : Hermann Otto GmbH : Isocell : Moll bauökologische Produkte GmbH : Trelleborg Building Systems : Isover : Firma s die meetapparatuur aanbieden voor de evaluatie van luchtdichtingssystemen BlowerDoor GmbH : LTM Thermo-Lüfter GmbH : Wöhler Messgeräte Kehrgeräte GmbH : 8/8