Roofs 2014-03-06 Duurzame ballastlaag door dakbegroeiing is (bijna) mogelijk

Kan een dakbegroeiing beschouwd worden als de ballastlaag van de dakbedekking? Dit zou enkele belangrijke voordelen hebben. Het onderzoek hiernaar, waarmee de daken aantoonbaar moeten voldoen aan de geldende normen en eisen, is in een vergevorderd stadium; het is echter nog niet afgerond. Een overzicht van de stand van zaken.

 

Albert Jan Kerssen, Bureau Groenadvies

 

In basis is er voor gesloten dakbedekkingsconstructies een aantal standaardmethoden om te voorkomen dat schade optreedt bij sterke wind of storm. Meest voorkomende methoden zijn verkleven, mechanisch bevestigen of door middel van het aanbrengen van een ballastlaag op een losliggende dakbedekkingsconstructie. Voor elk van deze methoden zijn richtlijnen en normen ontwikkeld om te kunnen berekenen of en op welke wijze de gekozen methode voldoet in een gegeven situatie. Minder vanzelfsprekend is de milieu-impact van de verschillende fixatiemethoden. Als het gaat om duurzaamheid geniet een geballast systeem met grind of tegels wellicht de voorkeur vanwege een relatief lage CO2-uitstoot bij productie van toegepaste materialen. En daarbij is bij sloop van een dak het scheiden van afvalstromen vrij eenvoudig. Maar wanneer de ballastlaag zou bestaan uit een dakbegroeiing, verandert de ballastlaag van een passieve laag met relatief weinig additionele waarde in een bouwdeel die een actieve bijdrage levert aan de omgeving.

Een begroeid dak biedt diverse voordelen zoals waterbuffering en afvoervertraging, CO2-reductie door beperking op koellast, bescherming en verlenging van levensduur van de dakbedekking, beperking van geluidshinder, compensatie van groen, enzovoorts. Eigenschappen die het welzijn van mens en natuur verbeteren, vooral in de bebouwde omgeving, juist daar waar dit welzijn niet altijd even evident is. En eigenschappen waarover ballastlagen van grind en tegels niet of nauwelijks beschikken. Vanuit bouwtechnisch oogpunt kan een begroeid dak beschouwd worden als een opwaardering van de ballastlaag, een toegevoegde waarde. Andersom geredeneerd, als men toch een begroeid dak in gedachten heeft, waarom deze niet tevens gebruiken als ballastlaag? Kunnen de met grind en tegels geballaste daken vervangen worden door esthetisch fraaie begroeide daken?

De belangrijkste vraag hierbij is of een dakbegroeiing gebruikt kan worden als ballastlaag. In 2013 is onderzoek gestart naar dit onderwerp als onderdeel van een breed onderzoeksprogramma ‘Begroeide Daken Classificatie Implementatie Technische Eigenschappen’ vanuit het lectoraat Innovatie Bouwproces en Duurzaamheid van Sustainable Solutions RDM Campus. Daarnaast vormt de windvastheid van begroeide daken een belangrijk onderdeel van de lopende ontwikkeling van de NEN-norm Begroeide Daken.

Het onderzoek wordt uitgevoerd onder leiding van ingenieursbureau Bureau Groenadvies en in samenwerking met Universiteit Wageningen, Universiteit Gent (België), ingenieursbureau Peutz , het Duitse I.F.I. Institut für Industrieaerodynamik te Aken en met kennis, ervaring en medewerking van diverse experts en marktpartijen uit de branche waaronder leveranciers, brancheverenigingen en adviesbureaus. Er is onderzoek gedaan naar praktijksituaties waarbij schade is opgetreden als gevolg van wind. Nationaal en internationaal wetenschappelijk onderzoek, regelgevingen, normeringen en richtlijnen op het gebied van ballastlagen op dakbedekkingen, samenstellingen en technische eigenschappen van dakbegroeiingssystemen en effecten van winderosie op natuurlijke bodems zijn onder de loep genomen en met elkaar in verband gebracht.

Op basis hiervan kunnen voorlopige, tussentijdse resultaten geformuleerd worden:

  • Van de naar schatting 10 tot 20 miljoen vierkante meter dakbegroeiing die de afgelopen twintig jaar in Nederland is aangebracht, zijn zeer weinig gevallen bekend van schades als gevolg van wind die ernstige gevolgen had voor het gebouw of risico vormde voor mens of omgeving (een enkel uitzonderingsgeval met bijzondere, extreme oorzaak daargelaten);
  • Als er schade optreedt, is dit meestal het gevolg van winderosie (veelvuldig wegwaaien van deeltjes substraat, meestal bij onvolledige begroeiing zoals vlak na aanleg) en dat het wegwaaien van een dakbegroeiingssysteem als volledig pakket door windzuiging zelden voorkomt;
  • De meest voorkomende schades zijn het eenvoudigst te voorkomen, niet zozeer door technische aanpassing van systemen, maar door simpelweg eisen/afspraken op te stellen over gebruik van bepaalde toepassingen in bepaalde situaties;
  • Er zijn wetenschappelijke modellen opgesteld om de weerstand tegen winderosie en windzuiging rekenkundig te bepalen en er is een begin gemaakt van validatie van deze modellen, onder andere door het uitvoeren van een aantal windtunneltests;
  • Zodra de modellen zijn gevalideerd kunnen deze vertaald worden in een norm en/of opgenomen worden in bestaande normen.

Een ander bijzonder aspect is dat dit onderzoek mogelijk meer houvast kan gaan bieden in de huidige bepalingsmethoden voor ballastlagen van grind of tegels. Voor zover bekend is deze bepalingsmethode gebaseerd op een statistisch-empirisch bepaalde drukvereffeningscoëfficiënt. Met andere woorden, er is blijkbaar onderzoek gedaan op basis van bestaande gevallen, waarna richtlijnen zijn opgesteld welke laagdiktes, korrelgradaties van grind en afmetingen van tegels voldoen in een gegeven situatie (zie kader). Als gevolg van een veelheid van beschikbare producten en combinaties daarvan is het onmogelijk om één standaard drukvereffeningscoëfficiënt voor begroeide daken op te nemen in de norm.

Dit heeft er toe geleid dat binnen het huidige onderzoek de feitelijke werking van de ballastlaag nauwkeurig onderzocht wordt. Vooralsnog blijkt hieruit dat de weerstand van een begroeid dak tegen windzuiging wordt bepaald door de factoren drukvereffening, vacuümwerking en membraanwerking. Voor begroeide daken is in de normen NEN-EN 1991 deel 1-4 (de Eurocode), NEN 6707 en NPR 6708 geen drukvereffeningscoëfficiënt benoemd, noch een methode om deze te bepalen. Dit geldt eveneens voor membraanwerking en vacuümwerking. Daarom is het noodzaak om een relatief eenvoudige meet- en rekenmethode te ontwikkelen, waarbij de drukvereffeningscoëfficiënt van verschillende producten en verschillende combinaties van producten snel bepaald kan worden. Eventuele onnauwkeurigheden in het proefondervindelijk onderzoek of in de bepalingsmethode zelf, zouden kunnen worden opgevangen door het hanteren van een verhoogde veiligheidsmarge. Het opstellen van een wetenschappelijk rekenkundig voorspellingsmodel behoort in dit geval niet tot de mogelijkheden, aangezien er voor zover bekend geen enkel model bestaat waarop deze gebaseerd zou kunnen worden. Zodoende kan alleen door middel van proefondervindelijk testen een methode ontwikkeld worden.

Kortom, er is veel bekend geworden waarvan hier een beknopt overzicht is gegeven. De in het onderzoek opgestelde wetenschappelijke modellen zijn een innovatie voor de markt die gevolgen kan hebben voor de wijze waarop wordt omgegaan met geballaste daken in het algemeen. Daarbij kan met een redelijk aannemelijke zekerheid gesteld worden dat dakbegroeiingen geschikt lijken om te dienen als ballastlaag, zonder additionele maatregelen zoals mechanische bevestigingen of creatieve constructies met onderliggende ballastlagen van grind of tegels. Zelfs zou kunnen blijken dat in bepaalde situaties dakbegroeiingssystemen effectiever zijn dan grind, tot op heden is dit niet uitgesloten. Al langer bekend is dat begroeide daken een bijdrage kunnen leveren aan het stedelijk klimaat en het welzijn van mens en natuur.

De grote ‘maar’ in dit geval, is dat het onderzoek naar de concrete, rekenkundige aantoonbaarheid van de windweerstand van dakbegroeiingen nog niet volledig is afgerond, en zodoende nog niet voldaan kan worden aan de stringente eisen van het Bouwbesluit. Hiervoor moet nog een slag geslagen worden, die een flinke inspanning vergt door de onderzoekende partijen. De vraag die de onderzoekers bij deze dan ook stellen is of er, ook gezien het brede maatschappelijke belang, partijen zijn die een bijdrage kunnen leveren aan dit onderzoek. Mocht u geïnteresseerd zijn in nadere achtergronden of van mening zijn een bijdrage te kunnen leveren aan dit onderzoek, dan kunt u contact opnemen met de redactie van dit vakblad. Zij zullen u dan verwijzen naar de juiste contactpersoon.

Tekstvak: KADER:  </p />
<p>Oorsprong drukvereffeningscoëfficiënt<br />
Met de ingang van de Eurocode en het vervallen van verschillende normseries is er veel onduidelijkheid ontstaan rondom de berekeningswijze van windbelasting op constructies. De NEN 6702 (NEN, 2007) is vervangen door Eurocode 1 (NEN, 2011a), echter zijn de normen voor de bevestiging van dakbedekkingen, de NEN 6707 (NEN, 2011) en de NPR 6708 (NEN, 2006), nog wel van kracht. Binnen de Eurocode is in sommige gevallen gekozen voor nieuwe benamingen van factoren wat het lastiger maakt om de Eurocode te gebruiken naast de huidige normen voor de bevestiging van dakbedekkingen. In de praktijk wordt, na de ingang van de Eurocode, veel gerekend met software die nog gebaseerd is op de oude norm- en regelgeving.</p>
<p>Uit de normteksten en de in de norm vastgelegde bepalingsmethoden is niet direct af te leiden waar de oorsprong van de drukvereffeningscoëfficiënt   ligt. Ook onder windexperts is hierover schijnbaar weinig bekend. Het TNO-Bouw rapport B-90-0501: “Windbelastingen op daken ten behoeve van NPR 6708”, blijkt door TNO niet te worden uitgegeven in verband met veroudering. De NPR 6708, gebaseerd op dit TNO-Bouw rapport, is wel nog van kracht en wordt in de praktijk veel gebruikt. Het TNO-Bouw rapport, waarin vermoedelijk de toenmalige bepaling van de verschillende drukvereffeningscoëfficiënten is vastgelegd dateert uit 1990. Voor zover nu kan worden ingeschat zijn de coëfficiënten door de jaren heen op basis van praktijkervaring aangepast. Uit gesprekken met experts op het gebied van wind en daken blijkt dat zij deze blijkbaar statistisch-empirische bepaling bevestigen. Dit is echter niet te onderbouwen op basis van de literatuur. Overigens betekent dit niet dat de huidige bepalingsmethode niet zou voldoen, maar alleen dat de onderbouwing ervan niet goed te herleiden is. </p>
<p>

Wilt u deze tekst in opgemaakte vorm lezen met foto's, klik dan deze link aan, dan ontvangt u de tekst in een PDF bestand



Deze website wordt mede mogelijk gemaakt door:

Leveranciernaam

Inschrijven nieuwsbrief