Transcript advies-inzake-toe-te-passen-dakbedekking-op-de-gebouwen

,
,-
\
'I
RI JKSDI ENST
VOOR DE I JSSELMEERPOLDERS
L E L Y S T A D
Hoofdafdeling Stedebouw
en Openbare Werken
Afdeling Onderzoek
-Y-*--..---.,,
L , : S ! L ! r d . ; ..1
I
:i
:
.
.. .-:\
,
..--.
,
.
f1
.
! t i : . : . , L ~ - ; ~ ; , f - ~ l : . ~ ~ . 1~ ~ ~ - ~ ~ a
I
Werkdocument 1975
-
_
561 Bdo
ADVIES INZAKE TOE TE PASSEN DAKBEDEKKING OP DE GEBOUWEN
VAN HET DRINRWATERZUIVERINGSTATION FLEDITE
door
ir. M. Ploeger
- 1 I
1
.
,
,
Ten behoeve van de drinkwatervoorziening in Zuidelijk Flevoland heeft
de Rijksdienst voor de IJsselmeerpolders opdracht gegeven tot de voorbereiding van de bouw van een drinkwaterz~iverin~sinstallatie.
Deze
opdracht omvat een pompgebouw, een filtergebouw en twee dienstwoningen.
Voor het ontwerp van het pompgebouw en het filtergebouw is het Rijksinstituut voor de Drinkwatervoorziening R.I.D. als adviseur ingeschakeld.
In dit ontwerp is gekozen voor een dakconstructie op beide gebouwen
bestaande uit:
- 15 cm dik gewapend grintbeton
-- 4 cm gegxpandeerde kurkplaten als thermische isolatie en
- een drlelaagse dakbedekking van leermastiek, afgedekt met grof grint.
De warmteweerstand R van deze constructie bedraagt (in droge toestand
van de beton) maximaal 1,l m2 K/W. De Nederlandse norm NEN 1068 (1964)
vereist voor woningen met een dergelijke dakconstructie minimaal
1.29 m2.K/W in de klasse "goed".
Vooi deze warmteweerstanden is uitgegaan van de eenheden zoals die
volgens de internationale SI-norm zijn vastgesteld. Voor de omrekening
naar de oude eenheden of omgekeerd gelden de volgende waardkn:
0
1 m2.K/W = 1 m2 C.s/J = 1,16 m2.h
C/kgal.
0
1 m2.h. C/kcal = 0,86 m2.K/W = 0,86 m2. C.s/J.
.
Afgezien van de thermische kwaliteit van de gekozen constructie- de
0
luchttemperatuur in degebouwen behoeft slechts-op 1 0 C te worden gehandhaafd
geeft het vochttechnisch gedrag van de constructie aanleiding tot problemen, met name bij het filtergebouw.
In dit gebouw wordt voortdurend water over de filterbedden verstoven,
zodat er alle reden is dm aan te nemen dat het vochtgehalte in de ruimte
onder het dak continu hoog is. Gezien de lage temperatuur zal de lucht
in deze ruimte constant verzadigd zijn met water waardoor voor de vochttechnische berekening van de dakconstructie moet worden uitgegaan van
een relatieve vochtlgheid van 100% waarmee het filtergebouw in de klimaatconditie IV komt.
Dat houdt in dat tegen het vochttransport door de constructie extra dampremmende voorzieningen zijn vereist om de duurzaamheid en het isolerend
vermogen van de constructie te behouden.
Het dampremmend vermogen van een materiaal wordt uitgedrukt in de 2.g.
u d waarde, w a a r i n d d e d i k t e v a n h e t m a t e r i a a l is, uit,gedrukt in meters
en41 het dimensieloze diffu~ieweerstands~etal
is van dat materiaal. Het
getal& geeft aan-hoeveel maal, de~weerstand.8.
die ,,~eh,.materiaal
biedt
tegen dampdiffusie, groter:i s dan:.die.
van een,luchtlaag,van gelijke dikte.
D ~ A - w a a r d evan lucht is dus per definitie gelijk aan'l.
-
I
Dam~remmendelaxen
Voor de dakconstructie exclusief de'dakbedekking zoals die voor het
filtergebouw is voorgesteld geldt onder de gegeven klimaatconditie
dat e e n l d -waarde is vereist van minimaal 25 m (1). Het betondak en
de kurkisblatie leveren een dampdiffersieweerstand van resp. 15 en 1 meter.
Hieruit blijkt dat een dampremmende laag nodig is om aan de vereiste
Ad-waard6 te komen. Deze laag dient tussen het betondak en.de kurkisolatie te worden aangebrach? en kan bestaan uit:
.. .
0,15 mm polyaethyleenfolie
of 0,05 Am gecacheerd aluminiumfolie
of 2 lagen.,dakbedekking.
Het gebruik van p.v.c.-folie moet worden afgeraden in verband met de
mogelijke aantasting daarvan door het impregneringsmiddel van de geexpandeerde kurkplaten.
.
-
Dampdrukverdelende lagen
'
D e functie van een dampdrukverdelende laag is de plaatselijk optredende hoge damp- of luchtdrukken, ontstaan door temperatuurverhoging, te
vereffenen en door afvoer naar buiten toe te verminderen.
Experimenten hebben aangetoond, dat vochtafvoer via deze laag minimaal
is en een te verwaarlozen invloed heeft op de droogsnelheid van de
draagconstructie of op de inwendige condensatie van "woonvocht". Het nut ..
van de toepassing van een dergelijke laag komt voornamelijk voort uit
de grotere beweeglijkheid van de isolatieplaten ten opzichte van de
draagvloer. Verschillende Nederlandse dakbedekkingsbedrijven bevelen,
vooral in de dakconstructies boven vochtige ruimten, waar de lengte
veranderingen van de draagvloer kennelijk groter zijn dan bij die boven
droge ruimten, het aanbrengen van ee'n dampdrukverdelende laag tussen
draagvloer en isolatielaag sterk aan (2). Er zijn isolatieplaten verkrijgbaar die reeds bij de fabricage zijn voorzien van een dergelijke
laag. Als dampdrukverdelende laag wordt meestal dakbedekkingsmateriaal
toegepast dat is voorzien van fijn grint of van ribbels of noppen van
enkele milimeters hoog. Ook vindt eenzijdig begrint glasvlies veel toe?
passing als dampdrukverdelende,laag, Het aanbrengen van een tweede dampdrukverdelende laag tussen de dakbedekking en de isolatielaag is van
nog groter belang omdatdaarmeeblaasvorming onder de dakbedekking wordt
voorkomen. Hetontstaan van blazen wordt veroorzaakt door de aanwezigheid
van lucht en waterdamp onder de dakbedekking. Bij zonbestraling ontstaan door uitzetting van het lucht-waterdampmengsel een kleine opbolling in de dakbedekking. Na zonsondergang of tijdens eeri regenbui
koelt eerst de dakbedekking af, die daardoor stug wordt, en daarna pas
het waterdamp-luchtmengsel. Hierdoor ontstaat in de stijve "ballon"
een onderdruk waardoor meer waterdamp en lucht uit de omgeving wordt
aangezogen. Tijdens de volgende temperatuursverhoging door zonbestraling
herhaalt dit proces zichg waardoor de opbolling steeds verder toeneemt
en scheur,vorming kan optreden.
De open verbinding van de dampdrukverdelende laag met de buitenlucht
blijkt in de praktijk niet noodzakelijk te zijn voor een goede werking
van deze laag.
Mede op grond van praktijkervaringen moet bij extreem vochtige situaties
(k1imaatconditi.e 1V)tussen draagvloer en isolatielaag de toepassing
van een dampremmende laag te zamen met een dampdrukverdelende laag worden
aanbevolen in combinatie met een dampdrukverdelende laag onder de dak'bedekking (2).
D e isolatielaag
In plaats van do-toepassing van een dampremmende laag kan man de benodigda dampdiffusiewe~rstand,vanda dakconstructie ook verkrijgen door
het aanbrengen van e m geschikt isolatiemateriaal zoals geextrudeerd
polystyreenschuim of schuimglas. Voor het filtergebouw.kan de vereiste
minimale4d-waarde worden bereikt door minstens 6 cm dikke polystyreenplaten ( P . S . ) toe te passen in plaats van 4 cm kurk.
Daarmee kan de dampremmende laag achterwege blijven en wordt tevens
een tweemaal zo grote thermische isolatie ber~ikt.Een nadeel van
PS schuim is echter dat op ongecache~rdeplaten niet zonder meer een
teerhoudende dakbedekking kan worden gelegd, omdat het door stoffen
uit de teermastiek wordt aangetast. Bij toepassing van aen dakbedekking van het type TI volgens de Vibidak-code is tussen de isolatieplaten en de dakbedekking een iaag watervast onderlaagpapier vereist, '
waarvan de banen elkaar 50% overlappen. Bij het aanbrengen van een
geplakte dakbedekking op ongecacheerde P.S.-platen dient er op te warden toegezien dat de temperatuur van dt? plaklaag bij aanraking met de
0
,
isolatieplaten niet hoger is dan.160 C. Hiertoe moet het bitumen of de
teermastiek op een geschikte afstand, die onder andere afhapkelijk is
van de mersomstandigheden, achter de rol worden uitgegegoten..Bij het
aanbrengen van.een tweede laag dakbedekking mag deze temperatuur oplo0
pen tot-200 C. Deze-temperatuur kanook als criterium~wordenaangehouden vpor de eerste plaklaag, mits gecacheerde platen worden toegepast.
De dampremmende ,laag kan in alle klimaatcondities achterwege blijven , ,
als schuimglas wordttoegepastals isolatiemateriaal. Dit materiaal,
heeft ,een zeer hoge dampdiffusieweerstand, zodat reeds bij geringe
diktede dampremming achterwege kanblijven. Een nadeel van schuimglas
is echter de, relatief lage isolatiewaarde van het materiaal. In plaats
v a n 4 cm' kurk.is eenlaagdikte van 6 cm schuimglas npdig om dezel.fdet
thermische isolatiewaarde te bereiken, hetgeen de toepassing van . ..
schu'imglas relatief duur maaxt.
In verband met'de beloopbaarheid van daken tijdens reparati;werkzaamheden
en dergelijke.'moet erop worden gelet dat de samendrukbaarheid van het
isolatiemateriaal beneden een bepaalde grens blijft. P.S.-schuim wordt
geacht aan deze maatstaf te voldoen mits het materiaal e e n v o l ~ m e ~ e w i c h t
bezit van minimaal
35 kg/m3. Roofmate b.v. -voldoet asn deze eis,
. ,
,,
Styrofoam'niet... '
De massa per volume-eenheld van schuimglas varieert van 130-150 kg/m3
,zodat de beloopbaarheid, zelfs voor toepassing op dakterrassen en onder
looppaden, geen probleem vormt.
Het aanbrengen van een dampdrukverdelende laag tussen dakbedekking en
is~latie~laten
bli jft, ongeacht de dampdiffusieweerstand van,het toegepaste isolatiemateriaal, gewenst omdat via de naden tussen de isolatieplaten vocht onder de dakbedekking kan komen en daar aanleiding kan
geven tot .blaasvorming.
Deze dampverdelende l a g is van weinig invloed op de vorming van plooien in dakbedekkingen. Uit de praktijk is bekend dat zich vaak plooien
aftekenen boven de naden tussen gee~trudeerdeP.S;-platen, vooral als een
dakbedekking op basis van wolvilt is toegepast. Bij inspectie blijkt
zich in deze naden water te bevinden, dat aanleiding kan geven tot
plooivorming.
De afdeklaag
Met uitzondering van enkele moderne kunstrubber dakbedekkingen en
p.v.c.-folies zijn de meeste materialen in dakbedekkingen niet bestand
tegen de ultra-violette zonnestralen. ~ a a r o m'is het noodzakelijk deze
dakbedekkingen af te dekken met een schutlaag van ingewalste leislag
of fijn grint. Uit experimenten is gebleken dat de temperatuur van
dakbedekkingen, voorzien van een dergelijke schutlaag, door zonbestaling
0
kan oplopen tot 60 tot 70 C. Ter plaatse van dakdoorbrekingen en dakophorlwen kunnen door reflectie tegen opgaande gevels en schaduwwerking
,
achter deze gevels e n o r m e t e m p e r a t u u r v e r s c h i l l e n ontstaan, waardoor
hoge spanningen in de dakbedekking kunnen optreden die -schadelijk zijn
voor zowel de dakbedekking als het er onder gelegen isolatiemateriaal,
dat deze hoge temperaturen mede veroorzaakt doordat het de warmte-afgifte naar beneden verhindert.
Praktijkmetingen hebben uitgewezen dat een ca. 3 cm dikke lzag grof
'
grint deze maximaal bereikbare temperaturen met ongeveer 20 C reduceert. De schutlaag tegen U.V.-straling krijgt dan tevens de functie
van ballastlaag', die het mogelijk maakt de dakbedekking 10s te leggen,
zodat 'de lagen onderling onafhankelijk van elkaar kunnen werken, waardoor de kans op plooivoiming afneemt, en de onderste dampdrukverdelende
laagachterwege kan blijven. Bij toepassing van een losliggende dakbedekking dient in verband met de hoogte en de origntatie van hetgebouw
extra aandacht te worden besteed aan de stabiliteit van de dakbedekking.
Windtunnelproeven hebben uitgewezendat de windzuiging bovenplatte
daken kan oplopen tot het viervoudige van de stuwdruk. Daarom is het
noodzakelijk de bevestiging van de dakbedekking aan de dakranden, die
minimaal 30 cm moeten zijn, goed uit te voeren. Het desondanks verschuiven van het ballastgrint kan worden voorkomen door het schone grint,
bij voorkeur direct voor het opbrengen en egaliseren, te mengen met
een grintstabilisatiemiddel, dat na verharding de stenen onderling aan
elkaar kit, zonder'de drainerende werking te verstoren. Extra ballast
op de hoeken door middel van betontegels is aan te bevelen. Deze tegels
dienen op tegeldragers of rubber strips te worden gelegd zodat de afvoer
van regenwater niet wordt gehinderd.
Het "omgekeerde dak"
\
1
Uit het voorgaande is gebleken dat bij dakbedekkingen boven extreem
vochtige ruimten de nodige aandacht dient te worden besteed aan het
vochttransport door de dakconstructie. In geplakte uitvoering betekent
dit de volgende opbouw, van onder naar boven:
- een dampdrukverdelende laag, plaatselijk gehecht door "spotmoppen"
of slingermethode
- een dampremmende laag
- de isolatielaag
- een tweede dampdrukverdelende laag
- de dakbedekking
- een schutlaag, als de dakbedekking niet tegen U.V.-straling is bestand.
In losliggende uitvoeringzou theoretisch
de onderste dampdrukverdelende
laag achterwege kunnen blijven, omdat deze laag in de praktijk alleen
het voordeel biedt dat de dakbedekking onafhankelijk van de draagconstructie kan werken. Door zonbestraling, waarbij de temperatuur ondanks
de isolatielaag redelihk hoog kan oplopen bestaat echter de kans dat
de dampremmende laag zich op de draagvloer gaat hechten. Daarom verdient
het aanbeveling om ook in losliggende dakbedekkingen boven vochtige
ruimten onder de dampremmende laag een dampdrukverdelende laag aan te
brengen (2). Deze beide functies kunnen worden gecombineerd door een
dakbedekkingsmateriaal met begrinte onderzijde toe te passen. Omdat echter
voor de klimaatconditie IV een dermate hoge waterdampdiffusieweerstand
wordt vereist dat bij normale isolatiedikte toch een'dubbele laag dakbedekking nodig'is kan worden gesteld dat een losliggende dakbedekking
als volgt samengesteld moet worden.
- een dampdrukverdelende laag, 10s gelegd
- een dampremmende laag, alleen op de naden geplakt
- de isolatielaag.
- een tweede dampdrukverdelende laag '
- de dakbedekking
- een ballastlaag van minimaal 3 cm grof grint 5/30, tevens schutlaag..
In verband met de hoogte van het gebouw mbet aan de stabiliteit van de
dakbedekking en de ballastlaag voldoende zorg worden besteed.
De ingewikkelde en daardoor kostbare opbouw van de hiervoor omschreven
dakbedekkingen heeft geleid tot de ontwikkeling van een (vrij) nieuw
type dakbedekking waarbij de functie van de dampremmende laag wordt
overgenomen door de waterdichte toplaag, het dakleer.
Deze methode istoegepast in de zgn. "omgekeerd dak" constructie of
het IRMA-systeem (Insulated Roof ~embraneAssembly), voor het eerst
toeggpast in 1951 in Midland, Michigan, U.S.A., bestaande uit een
dakbedekking, waarop 4 cm geextrudeerd P.S.-schuim, afgedekt met een
2 cm dikke cementmortellaag. In 1965 bleek bij inspectie de mortellaag
volkomen stukgevroren, het achtergebleven puin behield echter dezelfde
functie van schutlaag, de isolatielaag bleek in uitstekende conditie
te verkeren. Sindsdien is het omgekeerde dak herhaaldelijk toegepast
met goed resultaat.
Isolatiematerialen die in omgekeerde dakconstructies zijn toegepast
zijn:
a. schuimglas (Foamglas,. Eterglas)
b. styrowil
c. geextrudeerd polystyreenschuim P.S. (Roofmate, Styrodur)
ad a. Schuimglas is bestand tegen U.V.-straling hetgeen het materiaal bij uitstek gesthikt zou maken voor toepassing op het geplakte omgekeerde dak
zonder schutlaag. Het bezwaar van schuimglas is echter dat het aan de
oppervlakte vorstgevoelig is. Dit bezwaar zou te ondervangen zijn door
de platen geheel of gedeeltelijk in te bedden en vol af te dekken met
teermastiek pf'asfaltbitumen die echter op hun beurt weer niet bestand
zijn tegen de U.V.-straling vanzonlicht, zodat weer een schutlaag nodig is met alle bezwaren van hoge temperaturen, verweking van de mastiek
c.q: bitumen, plaatselijk vrij komenvan schuimglas en gevaar voor
stukvriezen.
Bovendien moet men, omdat bij de omgekeerde dakconstructie water onder
tiet isolati.emateriaa1 komt en daardoor warmteverlies optreedt, de isolatiedikte met 10-20% overdimensiqneren, hetgeen voor foamglas neerkomt
op ruim 7 cm dikte, in verbandmet handelsafmetingen een dubbele laag
van 2 x 4 cm, zo<at.toepassing van schuimglas ook om financigle redenen weinig aantrekke1ijk.i~.
ad b. Styrowilplaten zijn opgebouwd uit met asfaltbitumen omhulde en met dement gebonden polystyreenbolletjes. Nog afgezien van de bestendigheid
tegen weersinvloeden, waarover de meningen zeer uiteenlopen, is voor
.
het verkrijgen van dezelfde thermische isolatie als 4 c m kurk een totale
dikte nodig van 8 cm, h-etgeen neerkomt in handelsafmetingen op twee
lagen van 6 cm dikke platen. Over deze isolatielaag is weer een schutlaag van 3 cm grint vereist, wat, gezien de dikte van het isolatiepakBet problemen kan opleveren met de minimaal vereiste dakopstand! Een
' en ander maakt de toepassing van dit materiaal minder aantrekkelijk.
ad c ,en d. Roofmate en Styrodur kijnbeide isolatieplaten, vervaardigd van'geextrudeerd P.S.-schuim, waarvan Roofmate reeds op ruime sciiaal in omgekeerde dakconstructies is toegepast met gunstige resultaten. Het materiaal blijkt goed bestand te zijn tegen weersinvloeden en reeds jaren goed te voldoen. P.S.-schuim is echter niet U.V. bestendig en moet
daardoor worden afgedekt met grint ter dikte van de isolatielaag met '
een minimum van 5 cm in losgelegde uitvoering. 1n.geplakte uitvoering '
kan worden volstaan met 4 cm grint. Om'aan de thermische eis te voldoen
.gelijkwaardig aan 4 cm kurk kan met minimaal 4 cm dikke platen worden
volstaan inclusief de overdimensionering ten gevolge van het warmte,
verlies door regenwater onder de isolatielaag.
De bepalingen omtrent de dakrandhoogte en destabiliteit van deze losI
liggende dakbedekking blijven onverminderd van kracht.
Daar P.S.-schuim ook niet is bestand tegen teer en P.V.C; is toepassing ervan altijd op teerhoudende dakbedekkingen en in sommige gevalLen op P.v.c.-folie.uitgesloten. We1 in aanmerking komende dakbedekkingen zijn asfaltbitumen, zonder wolviltinlage in verband met langdurig aanwezig vocht. Daardoor komen alleen asfaltbitumendaken met
glasvlies of glasweefselinlage in aanmerking. Er zijn momenteel fairikaten in de handel waarbij drie lagen, a1 of niet voorzien van een,
dampdrukvereffenende laag, in een handeling vanaf de rol kunnen worden
gelegd (bijv. Alu-ventilag en Alu-villadrit van Klaus:Esser).