Probleemloos isoleren van hellende daken met. prefab dakelementen

Transcriptie

1 (Titel pagina) Probleemloos isoleren van hellende daken met prefab dakelementen Risico s, schadevoorbeelden en oplossingen 1

2 (Colofon) COLOFON Probleemloos isoleren van hellende daken met prefab dakelementen is een speciale uitgave van: BDA Groep B.V., Postbus 389, NL-4200 AJ Gorinchem. Opdrachtgever: Unidek B.V. Redactie: prof. ir Nico Hendriks, Albert van den Hout Beeldmateriaal: eigendom van de BDA Groep, tenzij anders aangegeven. Omslagontwerp: Ontwerp binnenwerk: Opmaak: NUR 2010, BDA Groep B.V., Gorinchem 1e druk

3 INHOUD 1. Verantwoording 2. Het belang van goed isoleren 3. Typen hellend onderdakconstructies 4. Belangrijke begrippen 5. Eigenschappen van isolatiematerialen 6. Schadevoorbeelden 7. Conclusies en aanbevelingen 8. Bronnen 3

4 1. VERANTWOORDING Dit boekje gaat over prefab dakelementen. Deze zijn in de markt bekend onder allerlei namen zoals daksegment, sporenkap, dakdoos, dooselement, allemaal al dan niet gesloten, en sandwichelement. Allereerst hebben wij daarom een poging ondernomen om tot één simpele aanduiding te komen van in feite maar drie typen prefab dakelementen: het foliekap dakelement, het dooselement en het sandwichelement. Welke andere benamingen over dezelfde opbouw gaan hebben wij uiteraard ook aangegeven. Net als bij een eerder boekje dat wij in opdracht van Unidek B.V. hebben gemaakt onder de naam Probleemloos isoleren schadevoorbeelden en oplossingen, wordt de kern van dit boekje gevormd door 20 voorbeelden van schades, in dit geval met dakelementen. Belangrijk is hierbij dat wordt aangegeven hoe met de betreffende typen dakelementen die schades kunnen worden voorkomen. Zoals dat van ons verwacht mag worden betreffen die schades ook daken die gemaakt zijn met sandwichelementen, toch een belangrijk domein van Unidek. Want ook bij sandwichelementen kan het misgaan door een slecht ontwerp, onzorgvuldige uitvoering of een oneigenlijke toepassing. Wij hebben geprobeerd aan te geven dat met alle drie de typen dakelementen een goed dak kan worden gemaakt, als er maar rekening wordt gehouden met de specifieke eigenschappen, want elk type heeft voordelen maar ook zwakke punten. Voorafgaand aan de schadevoorbeelden wordt een aantal belangrijke begrippen beknopt behandeld, met wat meer aandacht voor specifieke bouwfysische problemen die zich kunnen voordoen, waardoor de isolerende eigenschappen in het geding komen. Deze problemen hebben enerzijds betrekking op vochtinvloeden en anderzijds op extra warmteverliezen als gevolg van luchtinfiltratie. Ook voor deze aspecten geldt dat wordt aangegeven hoe de betreffende problemen effectief verholpen kunnen worden. Wij wensen u een nuttig gebruik toe van dit tweede isolatieboekje onder bijna hetzelfde motto als dat van het eerste: probleemloze dakelementen bestaan niet, probleemloos isoleren van hellende daken wel. Prof. ir Nico Hendriks BDA Dakadvies B.V. Gorinchem,

5 2. HET BELANG VAN GOED ISOLEREN Het belang van isoleren ligt uiteraard in het besparen van energie, wat een belangrijk financieel voordeel oplevert. Steeds belangrijker wordt daarbij ook de grote bijdrage die energiebesparing in het algemeen en die door isoleren in het bijzonder levert aan de reductie van de CO 2 -uitstoot. Zoals bekend is deze reductie noodzakelijk om de opwarming van de aarde te beperken tot maximaal 2 C. Nu zijn er vele manieren om energie te besparen, maar wat niet zo bekend is dat van al die manieren het verbeteren van de isolatie verreweg het meest kostenefficiënt is. Dit wordt getoond in figuur 1, die is gebaseerd op de uitgangspunten van het Kyoto protocol. De maatregelen met een gelige kleur leveren niet alleen een belangrijke bijdrage aan de reductie van de uitstoot van CO 2, maar besparen tegelijkertijd ook kosten. De meest besparende maatregel is beter isoleren. Figuur 1 Kostenverdeling maatregelen (wereldwijd) Opmerkelijk aan de grafiek in figuur 1 is verder dat deze duidelijk laat zien dat maatregelen aan de vraagzijde veel kostenefficiënter zijn dan die aan de leverende zijde. Ondanks dit feit zijn de steunmaatregelen van zowel de Europese Unie als de Nederlandse Overheid vooral gericht op de levering van energie. 5

6 Exploitatiefase Het energieverlies door een bouwdeel zoals het dak, is evenredig aan de U-waarde. Als vuistregel kan worden aangehouden dat het aardgasverbruik overeenkomt met 10 keer de U-waarde [Lit.. 5]. Dat is echter niet meer dan een indicatie omdat er diverse factoren zijn die het werkelijke gasverbruik in gebouwen beïnvloeden, zoals: inhoud en oppervlakte; oriëntatie; rendement van de installatie; glaspercentage en glassoort; gebruik van de binnenruimte; type gevel en type dak; eventuele koelinstallatie. Bij een woning van 600 m 3 en 80 m 2 dakoppervlakte bijvoorbeeld en een eenvoudige verwarmingsinstallatie op basis van een HR + -ketel bedraagt het gasverbruik voor een gemiddelde R c van 2,5 m 2.K.W -1 globaal circa 800 m 3 per jaar. Bij verhoging van de R c -waarde naar 4,0 m 2.K.W -1 daalt het gasverbruik met ruim 280 m 3 aardgas naar circa 520 m 3 per jaar. Milieuwinst door isoleren Figuur 1 laat al zien dat het effect van goed isoleren op de reductie van de CO2-uitstoot groot is. Daar komt bij dat door meer te isoleren het energiegebruik en dus ook het gasverbruik tijdens de exploitatiefase vermindert, hetgeen ook verlaging van de milieubelasting inhoudt, omdat immers ook bij de productie van gas sprake is van milieubelasting. Hierbij is heel belangrijk dat de milieubelasting door de productie van isolatiemateriaal eenmalig is, terwijl de milieubelasting door gasproductie gedurende het hele leven van een bepaalde woning plaatsvindt vanwege het stoken. Dit betekent dat besparing op het gasverbruik elk jaar een bijdrage levert aan de verlaging van de milieubelasting. Milieubelasting kan niet in één getal worden uitgedrukt omdat het om diverse sterk verschillende aspecten gaat. Bij levenscyclusanalyses wordt in het algemeen een tiental aspecten beschouwd. De vier belangrijkste zijn: energiegebruik, broeikaseffect (CO 2 -uitstoot), verzuring en zomersmog. In figuur 2 wordt voor deze vier aspecten het verschil in milieubelasting gegeven bij R iso = 2,5 m 2.K.W -1 en R iso = 4,0 m 2.K.W -1, zoals berekend voor het isolatiemateriaal en het gasverbruik in 25 jaar. Uit figuur 2 blijkt heel duidelijk dat de besparing op milieubelasting, waaronder de CO 2 -uitstoot door verhoging van de R iso -waarde van 2,5 naar 4,0 m 2.K.W -1 enorm is. 6

7 Figuur 2 Verschil in milieubelasting voor verschillende R-waarden [Lit. 11] Alle typen dakelementen die in dit boekje worden behandeld zijn zeer geschikt voor het opnemen van grote isolatie dikten, zodat ook een optimale bijdrage geleverd kan worden aan niet alleen energiebesparing maar ook milieuwinst. Dit boekje zal verder duidelijk maken dat om ook in werkelijkheid een goede isolatiewaarde te bereiken een goede detaillering en uitvoering van de dakelementen cruciaal is om de theoretische isolatiewaarde ook in de praktijk waar te maken. 7

8 3. TYPEN ONDERDAKCONSTRUCTIES VOOR HELLENDE DAKEN De onderdakconstructies voor hellende daken kunnen in eerste instantie verdeeld worden in het traditionele dak en prefab dakelementen. Het traditionele dak bestaat in het algemeen uit gordingen (soms uit sporen) met daartussen isolatie, aan de onderzijde afgewerkt met een plafondconstructie en aan de bovenzijde met dakbeschot, waarop de tengels en panlatten worden bevestigd. Dakelementen zijn geprefabriceerde elementen, voorzien van tengels en/of panlatten die door aaneenschakeling of als geheel de onderconstructie vormen van een dak, geschikt voor een waterkerende bedekking met pannen of een andere schubvormige afwerking. Dakelementen zijn onder te verdelen in: elementen met een kleine overspanning; dit zijn elementen die behalve bij de eindopleggingen op meerdere plaatsen worden ondersteund door gordingen of sporen. elementen met een grote overspanning; die uitsluitend worden ondersteund ter plaatse van opleggingen op eind- of tussenwanden of dragen zonder steunpunt van muurplaat tot nok. In dit boekje worden alleen het traditionele dak en de elementen met een grote overspanning behandeld. Tabel 1 geeft een overzicht van de in dit boekje gehanteerde type-aanduidingen en de daarbij behorende eenvoudige benaming, die is gekozen om de verschillende typen zo duidelijk mogelijk te kunnen onderscheiden. Andere benamingen die in de praktijk en in de literatuur ook voorkomen staan eveneens vermeld. Tabel 1 Type-aanduiding hellend onderdakconstructies en benamingen. Aanduiding Benaming in dit boekje Overige voorkomende benamingen Type 0 Traditioneel dak Gordingen- of sporenkap met dakbeschot Type 1 Foliekap element Daksegment, dooselement, open dakdoos, sporenkap Type 2 Dakdoos Gesloten dakdoos, gesloten sporenkap, gesloten daksegment Type 3 Sandwichelement Sandwich dakelement, sandwich dakplaat Het traditionele dak is opgenomen als referentie en wordt verder niet beschreven. De typen 1, 2 en 3 worden hierna kort behandeld met een beschrijving en kenmerken, de principeopbouw, nok- en voetdetail. Bovendien wordt van ieder type een aantal bekende fabricaten genoemd. 8

9 Type 1: Foliekap element (daksegment, open dooselement, open dakdoos, sporenkap) De foliekap elementen zijn samengesteld uit langsribben en eventueel dwars- of eindribben waarop aan de onderzijde plaatmateriaal is bevestigd. Tussen de ribben is isolatie opgenomen, in de praktijk is dit meestal minerale wol (MWG of MWR). De langsribben zijn aangebracht in de richting van de overspanning en lopen door tot op de oplegging. Indien dwars- of eindribben zijn toegepast dan zijn deze tussen de langsribben geplaatst. Deze ribben dienen voor afsluiting van het element, ondersteuning van de plaatranden en aansluiting op de andere elementen. Alle naden en aansluitingen moeten stromingsdicht worden afgewerkt, bijvoorbeeld met PUR/PIR-schuim, en tape vastgeklemd met latten. De elementen worden aan de bovenzijde voorzien van een onderdakfolie. Dit dient bij voorkeur een waterdicht dampopen membraan te zijn (WDO), hoewel in de praktijk ook vaak een waterkerende damopen membraan (WKD) wordt toegepast. Figuur 3 Principe-opbouw type 1: foliekap element Figuur 4 Nokdetail type 1: foliekap ruiter tengels en panlatten onderdakfolie isolatie dampremmende laag aftimmering 9

10 Figuur 5 Voetdetail type 1: foliekap Fabrikanten Bekende fabrikanten van foliekapelementen zijn: De Mâr Houtkonstrukties, De Groot Vroomshoop, Vurenhawa en Brabant Prefab B.V. 10

11 Type 2: Dakdoos (gesloten dakdoos, gesloten sporenkap, gesloten daksegment) Dakdozen zijn in feite hetzelfde opgebouwd als foliekapelementen, met het verschil dat niet alleen aan de onderzijde maar ook aan de bovenzijde plaatmateriaal is bevestigd. Ook bij dakdozen wordt een onderdakfolie toegepast, die in het algemeen wordt geplaatst onder de bovenplaat, voornamelijk om beschadiging van de folie tijdens het transport te voorkomen. Het is uiteraard ook mogelijk om de onderdakfolie in het werk te plaatsen. Aangezien bij dakhellingen 25 wordt aanbevolen altijd een waterdichte laag aan te brengen onder de pannen, wordt het toepassen van dakdozen voor dergelijke flauwe dakhellingen ontraden in verband met de grote kans op vochtinsluiting tijdens de uitvoering, waardoor aantasting van vooral de bovenplaat kan ontstaan (zie ook schadevoorbeelden 11, 13 en 15). Figuur 6 Principe-opbouw type 2: dakdoos Figuur 7 Nokdetail type 2: dakdoos ruiter tengels en panlatten onderdakfolie bovenplaat isolatie dampremmende laag aftimmering 11

12 Figuur 8 Voetdetail type 2: dakdoos Fabrikanten Bekende fabrikanten van dakdozen zijn: De Mâr Houtkonstrukties, De Groot Vroomshoop, Vurenhawa en Brabant Prefab B.V. 12

13 Type 3: Sandwichelement (sandwich dakelement, sandwich dakplaat) Sandwichelementen bestaan uit relatief dunne onder- en bovenplaten van vochtbestendige spaanderplaat waartussen een hardschuimkern (meestal PUR/PIR of EPS) volledig is gehecht aan het plaatmateriaal, waardoor deze kern bijdraagt aan de sterkte en stijfheid van de elementen. Op de bovenplaten zijn tengels gelijmd; de verticale naden worden afgedicht met een kunststof afdekprofiel of met PUR/PIR-schuim. Voor bijzondere toepassingen, zoals bij dakhellingen onder 25 kan de bovenplaat worden afgewerkt met een waterdichte folie. In dat geval moeten in het werk, direct na het monteren de naden worden afgeplakt met een geschikte tape. Figuur 9 Opbouw van sandwichelement met kopse stootvoeg type 3: sandwichelement Figuur 10 Nokdetail type 3: sandwichelement 13

14 Figuur 11 Voetdetail type 3: sandwichelement Fabrikanten Bekende fabrikanten van zijn: Unidek (EPS), IsoBouw (EPS), Unilin (PUR/PIR) en Opstalan (PUR/PIR). 14

15 4. BELANGRIJKE BEGRIPPEN In dit boekje worden diverse begrippen gehanteerd, zowel bij de behandeling van bouwfysische aspecten, isolatiematerialen en soorten hellend dakelementen als de schadevoorbeelden. Deze begrippen worden hierna toegelicht. Warmtegeleidingscoëfficiënt ( ) De warmtegeleidingscoëfficiënt van een bepaald materiaal is de warmtestroomdichtheid (W.m -2 ), die in een laag van 1 m ontstaat bij 1 K ( C) temperatuurverschil. Aan weerszijden van die laag, in eenheden uitgedrukt dus W.m -1.K -1. Warmtestroomdichtheid De warmtestroomdichtheid is de hoeveelheid warmte die per tijdseenheid (J.s -1 ) per m 2 door een bepaalde constructie stroomt; omdat 1 J.s -1 1W, is de eenheid W.m -2. Warmteweerstand (R) De warmteweerstand van een constructie is letterlijk de weerstand van deze constructie tegen warmte (doorgang); deze weerstand is evenredig aan de dikte en omgekeerd evenredig aan de mate van warmtegeleiding (warmtegeleidingscoëfficiënt) in eenheden uitgedrukt dus m 2.K.W -1. U-waarde De U-waarde van een constructie (warmtedoorgangscoëfficiënt) is de reciproke waarde van de warmteweerstand van een constructie inclusief de overgangsweerstanden R i (binnen) en R e (buiten). De U-waarde geeft de hoeveelheid warmte aan die per K ( o C) en per m 2 oppervlak door de constructie gaat. De eenheid is W.m -2.K -1. Vochtinvloed Vocht kan bij isolatiemateriaal diverse effecten teweeg brengen. Het kan bijvoorbeeld de samenhang van isolatiemateriaal doen afnemen, maar het heeft vooral invloed op de warmtegeleidingscoëfficiënt. Die invloed is nogal gecompliceerd. Bij een in meer of mindere mate vochtig isolatiemateriaal bestaat de totale warmtestroom uit drie verschillende componenten: component 1 warmtetransport door uitsluitend geleiding in de natte vaste fase, maar zonder massa (vocht) stroom. Dit is wat bedoeld zou moeten worden met de warmtegeleiding van nat materiaal. component 2 warmtetransport door enthalpiestroom wanneer sprake is van vochttransport in vloeibare of dampfase. Enthalpie kan hier worden gezien als de extra warmtestroom die ontstaat door een vochtstroom. De vochtstroom zelf ontstaat door een verschil in dampdruk. 15

16 component 3 warmtestroom als gevolg van faseveranderingen van het vocht. Hiermee wordt bedoeld dat bij een vochtig isolatiemateriaal, vloeibaar vocht aan de warme zijde verdampt, waardoor warmte aan de contactzijde wordt onttrokken en aan de koude zijde waterdamp condenseert, waardoor warmte wordt afgegeven. Vooral bij open poreus materiaal, zoals minerale wolisolatie, versterken de faseveranderingen de schijnbare warmtestroom gedurende het vochttransport, maar aan het eind van dit proces komt de warmtestroom dichtbij de droge conditie waarden onder de voorwaarde dat de hoeveelheid vocht in de vloeibare fase relatief klein is. Wanneer echter de hoeveelheid vocht zodanig hoog is dat een belangrijk deel van de open ruimte in de isolatie gevuld is met water, dan zal de warmtegeleiding het droge conditie niveau niet bereiken. Bij relatieve dichte kunststof schuimen zoals EPS en PUR/PIR is het vochttransport en de daarmee samenhangende faseverandering duidelijk aanzienlijk lager dan bij minerale wolisolatie (glaswol en steenwol), waardoor dus ook de additionele warmtestroom veroorzaakt door de componenten 2 en 3 typisch kleiner is dan bij minerale wolisolatie. Het bovenstaande betekent dat het nauwkeurig meten van de invloed van vocht op de warmtegeleidingscoëfficiënt van poreuze isolatiematerialen zoals minerale wol niet goed mogelijk is. In het bijzonder de faseveranderingen verstoren de meetresultaten. Figuur 12 laat het resultaat zien van metingen in het BDA Laboratorium aan respectievelijk PUR/PIRschuim, EPS en steenwol. Vooral door de genoemde faseveranderingen heeft steenwol bij lage vochtgehaltes (0 8 vol.%) een schijnbaar aanzienlijke hogere waarde dan op grond van berekeningen te verwachten zou zijn. Deze berekende resultaten zijn aangegeven met de zwarte bolletjes in de grafiek. Hieruit blijkt dat bij relatief hoge vochtgehaltes ( 10 vol.%) de gemeten waarden goed overeenkomen met de berekende waarden. 16

17 Figuur 12 Invloed vochtgehalte op de gemeten warmteweerstand van isolatiematerialen (PUR/PIR, EPS en MWR), voor MWR vergeleken met berekende waarden, aangegeven met [lit. 3]. Benadrukt wordt dat vochtgehaltes 5 vol.% in de praktijk alleen voorkomen onder extreme omstandigheden. Bij prefab dakelementen kan dit het geval zijn wanneer deze na montage geruime tijd verder onafgewerkt blijven, zodat grote hoeveelheden regenwater in de elementen kunnen dringen. Sandwichelementen met een waterdichte cachering zijn hierbij in het voordeel, waarbij direct moet worden aangetekend dat bij dergelijke elementen de naden direct na het monteren zorgvuldig waterdicht afgeplakt moet worden. 17

18 Convectief warmtetransport Met warmteverlies als gevolg van luchtstromingen door en langs de isolatie in hellende daken (convectief warmteverlies) wordt in de gebruikelijke berekeningen nauwelijks meegenomen. Deze berekeningen zijn immers gebaseerd op warmtetransport door diffusie. In het algemeen wordt wel het effect meegenomen van een met de buitenlucht in verbinding staande luchtspouw, dat wil zeggen dat de warmteweerstand daarvan in de berekening wordt verwaarloosd. In werkelijkheid speelt convectief warmteverlies een grote rol. Figuur 13 toont allereerst de luchtstromen langs de dakschilden en boven de isolatie in de dakschilden. Hieruit volgt al direct dat wanneer het dakgedeelte onder de luchtspouw niet luchtdicht is er op allerlei plaatsen luchtstromingen kunnen ontstaan die aanzienlijke warmteverliezen met zich meebrengen. Figuur 13 - Luchtstromen langs en in de dakschilden. Figuur 14 geeft een schematisch overzicht van de mogelijke luchtstromen om en in de isolatielaag [lit. 2]. Hierbij kan onderscheid worden gemaakt in vier soorten langsstroming en verder rotatiestroming. De langsstromen zijn: 1. dakventilatie met buitenlucht; 2. stroming van buitenlucht onder en door de warmte-isolatie, ook wel genoemd windspoeling; 3. stroming van binnenlucht langs de binnenzijde van de warmte-isolatie; 4. stroming van binnenlucht langs de buitenzijde van en door de warmte-isolatie. Dit wordt ook wel binnenluchtspoeling genoemd. 18

19 Figuur 14 Vier mogelijke luchtstromen langs en door de isolatie in de dakschil. Langsstroming kan alleen optreden wanneer de lagen onder of boven de warmte-isolatie ergens lekken vertonen. Als ook nog de isolatielaag zelf poreus is zoals bij minerale wol dan combineren de vier soorten langsstromen zich met in- en exfiltratie en de rotatiestroming tot één stromingsbeeld. Hiervan zijn de stroom-modellen 1 en 3 vrij onschuldig, maar de modellen 2 en 4 hebben een zeer negatieve invloed op de thermische prestatie van het dakschild. Hierbij komt ook nog dat windspoeling (model 2) leidt tot lage winterse binnenoppervlaktetemperaturen en zomers tot infiltratie van warme lucht. Binnenlucht-spoeling (model 4) verhoogt de kans op inwendige condensatie in de winter. De meest beruchte combinatie van de beschreven luchtstromingen is die van de rotatiestroming, zoals weergegeven in figuur 15. Deze luchtstroom treedt alleen maar op bij poreuze isolatie zoals minerale wol. Een dergelijke stroming doet zich bij EPS en PUR/PIR niet voor. Dit verschijnsel is ook bekend van spouwisolatie in gevelconstructies. 19

20 Het risico van rotatiestroming is echter bij hellende daken aanzienlijk groter omdat het enerzijds veel voorkomt dat zich aan beide zijden van de isolatielaag een luchtspouw bevindt en er in het dakelement allerlei naden voorkomen, die lang niet altijd zorgvuldig gesloten zijn. Diverse onderzoeken en berekeningen laten zien dat de gevolgen van rotatiestroming, vooral bij poreuze isolatiematerialen, vrij gemakkelijk kunnen leiden tot een verlaging van de warmteweerstand met 50%. Figuur 15 - Rotatiestroom rond de (minerale wol) isolatie. Daarnaast leidt ook luchtinfiltratie als gevolg van niet verkleefde overlappen van de onderdakfolie tot grote extra verliezen, zoals figuur 16 laat zien, voor een zadeldak met een foliekap en minerale wolisolatie [lit. 4]. Figuur 16 Afname van thermische prestatie van een dakelement met minerale wolisolatie door luchtinfiltratie [Lit. 4]. 20

21 Het betreft hier een dak onder een helling van 45, waarbij de onderdakfolie rechtstreeks is aangebracht op de minerale wol. Hierbij is een vergelijking gemaakt tussen normale, dat wil zeggen niet gekleefde overlappen en gekleefde overlappen. Uit figuur 16 blijkt het volgende: bij gebruik van een onderdakfolie met losse overlappen is er tot 40% verlies in thermische prestatie aan de loefzijde als gevolg van luchtinfiltratie; als gevolg van luchtinfiltratie is er bij een onderdakfolie met losse overlappen een warmtewinst aan de lijzijde; deze wordt veroorzaakt door de warme lucht die door de wind wordt meegenomen vanuit de isolatie aan de loefzijde. Dit effect is er uiteraard niet bij een onderdakfolie met gekleefde overlappen; de thermische prestatie is aanzienlijk beter bij gebruik van een onderdakfolie met gekleefde overlappen. Koude-brugwerking Een koude-brug is dat relatief kleine gedeelte van een constructie dat een belangrijk lagere warmteweerstand heeft dan het grootste deel van de constructie. Het is eigenlijk beter te spreken van thermische brug, omdat het niet de koude is die wordt getransporteerd, maar juist de warmte. Koudebrugwerking speelt ook bij dakelementen een belangrijke rol. 21

22 De invloed van houten ribben in dakelementen waar tussen zich de isolatie bevindt, kan berekend worden volgens NEN 1068: NEN 1068: 2001/A5:2008. Hiervoor worden twee methoden gegeven, te weten een wat behoudende handrekenmethode en een nauwkeurige methode, waarbij gebruik wordt gemaakt van een computerprogramma, uitgaande van een 3D modellering volgende de eindigeelementenmethode. Constructieve aspecten Dakelementen kunnen een belangrijke constructieve functie vervullen in een hellend dak. Allereerst is er de overspannende functie, waarbij dakelementen zijn onder te verdelen in: elementen met een klein draagvermogen, dat wil zeggen een kleine overspanning, die naast de eindopleggingen op meerdere plaatsen worden ondersteund door gordingen of sporen; elementen met een groot draagvermogen en dus een grote overspanning, die uitsluitend worden ondersteund ter plaatse van opleggingen op eind- of tussenwanden of zonder steunpunt dragen van muurplaat tot nok. Daarnaast kunnen dakelementen een bijdrage leveren aan de windstabiliteit. Deze functie kan vooral vervuld worden door ruimtelijke elementen met een grote overspanning. Dit zijn de dakelementen zoals beschreven in hoofdstuk 3 van dit boekje. Geluid Alle bekende geprefabriceerde dakelementen zoals omschreven in hoofdstuk 3 kunnen aan de basiseisen die gesteld zijn in het Bouwbesluit voldoen. Indien er in een project specifiek hogere eisen gesteld worden zullen er aanvullende maatregelen getroffen moeten worden. Deze verschillen per type hellend dakelement. 22

23 5. EIGENSCHAPPEN VAN ISOLATIEMATERIALEN Geëxpandeerd polystyreen (EPS) Beschrijving EPS is de Engelse afkorting van Expanded Polystyrene en is een vrijwel altijd wit kunststof schuim. EPS bevat per m 3 ongeveer 10 miljoen parels. Iedere parel bestaat uit ongeveer 3000 gesloten cellen die met lucht gevuld zijn. De parels zijn onderling versmolten door een stoomproces. Aldus bestaat EPS voor 2% uit polystyreen en voor 98% uit lucht. EPS producten worden vervaardigd in de vorm van blokken, platen of vormdelen. De aanduiding van de EPS kwaliteiten was oorspronkelijk gebaseerd op de volumieke massa. Volgens de nieuwe norm NEN-EN is de aanduiding thans gebaseerd op de druksterkte bij 10% vervorming. Karakteristieke eigenschappen [Lit. 12] Volumieke massa ( ) : kg.m -3 Soortelijke warmte (c) : ± 1470 J.kg -1.K -1 Warmtegeleidingscoëfficiënt ( ) : 0,031 0,040 W.m -1.K -1 Hygrisch gedrag : weinig hygroscopisch en niet capillair Diffusieweerstandsgetal ( ) : ,1 ( - 15) Voor overige eigenschappen in vergelijking met andere isolatiematerialen zie tabel 2. 23

24 Glaswol (MWG) Beschrijving De internationale afkorting voor glaswol is MWG (Mineral Wool Glassfibre). In het huidige productieproces wordt glaswol voor 75% vervaardigd uit gerecyclede glasscherven, 5% zand, 3% soda en 17% andere grondstoffen. Deze grondstoffen worden gemengd en in een oven omgesmolten tot vloeibaar glas. Via een spinproces, waarbij een bindmiddel wordt toegevoegd worden vezels vervaardigd die na het uitharden door dit bindmiddel bij elkaar gehouden worden. Aldus worden platen of rollen verkregen. Glaswol wordt gekenmerkt door lange amorfe vezels en een elastisch (terugverend) gedrag. Karakteristieke eigenschappen [Lit. 12] Volumieke massa ( ) : kg.m -3 Soortelijke warmte (c) : ± 1030 J.kg -1.K -1 Warmtegeleidingscoëfficiënt ( ) : 0,031 0,045 W.m -1.K -1 Hygrisch gedrag : weinig hygroscopisch. De hydrofobe bindhars maakt de vezels waterstotend. Diffusieweerstandsgetal ( ) : 1,2 Voor overige eigenschappen in vergelijking met andere isolatiematerialen zie tabel 2. 24

25 Polyurethaan- en Polyisocyanuraatschuim (PUR / PIR) Beschrijving Polyurethaanschuim en Polyisocyanuraatschuim (PUR / PIR) kunnen zowel in een discontinu productieproces worden vervaardigd als in een continu productieproces. Dit harde kunststof schuim wordt verkregen door een reactie van polyisocyanaten met polyolen al dan niet in combinatie met isocyanuraat groepen. Het gesloten poriëngehalte bedraagt ten minste 92%. Het verschil tussen PUR en PIR zit hem in de hoeveelheid isocyanaat: bij PUR bedraagt dit 50 tot 55 gew.% en bij PIR 60 tot 65 gew.%. Bij PIR is dit zoveel dat het met zichzelf een polymeergroep vormt. Karakteristieke eigenschappen [Lit. 12] Volumieke massa ( ) : kg.m -3 Soortelijke warmte (c) : ± 1470 J.kg -1.K -1 Warmtegeleidingscoëfficiënt ( ) : 0,023 0,026 W.m -1.K -1. Dit zijn de gemiddelde eindwaarden na veroudering. Hygrisch gedrag : weinig hygroscopisch en niet capillair Diffusieweerstandsgetal ( ) : Voor overige eigenschappen in vergelijking met andere isolatiematerialen zie tabel 2. 25

26 Steenwol (MWR) Beschrijving De internationale afkorting voor steenwol is MWR (Mineral Wool Rock) en wordt daarom ook wel eens rotswol genoemd. Steenwol wordt vervaardigd uit diabaas of basalt. Bij 1400 C wordt de steenmassa gesmolten en vervolgens met een zogenoemde spinner weggeslingerd. Hierdoor stolt de vloeistof weer tot draden, die met een bindmiddel en door een verwarmde pers worden gevoerd, waar het hars uithardt en de platen of dekens hun definitieve massa en dikte krijgen. De hardheid van de platen wordt bepaald door de hoeveelheid bindmiddel. Steenwol wordt gekenmerkt door korte, kris kras door elkaar lopende kristallijne vezels en een weinig elastisch gedrag. Karakteristieke eigenschappen [Lit. 12] Volumieke massa ( ) : kg.m -3 Soortelijke warmte (c) : ± 840 J.kg -1.K -1 Warmtegeleidingscoëfficiënt ( ) : 0,032 0,045 W.m -1.K -1 Hygrisch gedrag : weinig hygroscopisch. Het hydrofobe bindhars maakt de vezels waterafstotend. Diffusieweerstandsgetal ( ) : 1,2 Voor overige eigenschappen in vergelijking met andere isolatiematerialen zie tabel 2. 26

27 Tabel 2 Vergelijking eigenschappen van isolatiematerialen voor dakelementen [Lit. 12] Eigenschap EPS Glaswol (MWG) PUR / PIR Steenwol (MWR) Mechanisch gedrag Druksterkte bij 10% vervorming Temperatuurinvloed Uitzettingscoëfficiënt ( ) K kpa??? kpa kpa Afhankelijk van volumieke massa 5 30 kpa Tot 70 C is vervorming reversibel K -1 Geen irreversibele vormverandering K -1 Tot 90 C is vervorming reversibel K -1 Geen irreversibele vormverandering Vochtinvloed Brandgedrag *) Brandklasse Geluidwering Geschikt voor: Goed bestand tegen vocht. Euroklasse E Standaard brandvertragend gemodificeerd. Voldoende voor Bouwbesluiteisen, anders extra maatregelen. Vrij vochtongevoelig. Bij langdurige vochtigheid gaat vormvastheid verloren. Goed bestand tegen vocht. Vormstabiliteit neemt af, door vocht Vrij vochtongevoelig. Bij langdurige vochtigheid gaat vormvastheid verloren. Euroklasse A1/A2 Euroklasse B t/m F Euroklasse A1/A2 Ruim voldoende voor Bouwbesluiteisen, anders extra maatregelen. Voldoende voor Bouwbesluiteisen, anders extra maatregelen. Goed. Traditioneel dak ja ja ja ja Foliekap ja ja ja ja Dakdoos ja ja ja ja Sandwichelement ja nee ja nee *) De brandwerendheidseisen (WBDBO) zoals gesteld in het Bouwbesluit hebben uitsluitend betrekking op de scheidingsconstructie als geheel, in dit geval het dak, en dus niet op de samenstellende materialen afzonderlijk. 27

28 6. SCHADEVOORBEELDEN Tabel 3 geeft een overzicht van de schadevoorbeelden zoals die hierna worden besproken, waarbij telkens per voorbeeld wordt genoemd om welk type dakelement het gaat, om welk probleem, wat daarvan de kenmerken en de oorzaak zijn, hoe de schade is hersteld, maar vooral ook hoe deze had kunnen worden voorkomen. Tabel 3 Overzicht schadevoorbeelden. Nr. Type dakelement Isolatiemateriaal Probleem 1 Traditioneel MWG Lekkages bij koude buitencondities 2 Foliekap element PUR/PIR Lekkages door beschadiging onderdakfolie 3 Foliekap element MWG Lekkages aan de voet en bij de goot 4 Foliekap element PUR/PIR Diverse lekkages bij aansluitingen 5 Foliekap element MWR Beschadigingen onderdakfolie en ontbreken dampremmende laag 6 Foliekap element MWG Lekkages in dakoverstek 7 Foliekap element MWG Gebreken door opbollende spaanplaat (vochtinvloed) 8 Foliekap element MWG Lekkages door beschadiging onderdakfolie 9 Foliekap element MWG Lekkages door beschadigde onderdakfolie 10 Dakdoos MWG Lekkages aan de dakvoet 11 Dakdoos MWG Lekkages en inwendige condensatie 12 Dakdoos MWR Vochtoverlast op zolderverdieping en in dakconstructie 13 Dakdoos MWG Houtrot en zwamvorming in dakconstructie 14 Dakdoos MWR Lekkages door gebreken bij dakdoorvoer 15 Dakdoos EPS-korrels Aantasting dakelementen door houtrot 28