Roofing Holland 1996-07-06 Mechanisch bevestigd eenlaagse bitumineuze dakbedekking

Los van de discussie of eenlaagse mechanisch bevestigde bitumineuze dakbedekkingssystemen verantwoord zijn moet worden vastgesteld dat dit type dakbedekkingssysteem in toenemende mate wordt toegepast.
Tijdens mijn dakinspecties wordt ik nogal eens geconfronteerd met ontwerpen en uitvoeringswijzen welke niet zijn afgestemd op de uitgangspunten die gehanteerd moeten worden voor dit type dakbedekkingssysteem. De belangrijkste aandachtspunten bij eenlaags mechanisch bevestigde dakbedekkingsconstructies worden in dit artikel in het kort toegelicht.

Windweerstand en bezwijkmechanismen

De windweerstand van het dakbedekkingssysteem wordt bepaald door een samenspel van verschillende factoren in en rondom de langsoverlappen van het dakbedekkingssysteem. In principe is het gedrag van het systeem uitsluitend te voorspellen aan de hand van zogenaamd prototype onderzoek. Uit figuur 1 kunnen de verschillende aspecten welke mede bepalend zijn voor de windweerstand van het systeem worden afgeleid. Bij prototype onderzoek worden in de regel de volgende vormen van bezwijken bij eenlaags mechanisch bevestigde bitumineuze dakbanen gevonden.

Uittrekken van het bevestigingsmiddel

Prototype onderzoek (windbelastingsproeven) worden vrijwel overwegend met een onderconstructie van geprofileerde staalplaat uitgevoerd. Bezwijken van het model door uittrekken van de 'parker' uit het staal komt voor, maar is niet altijd het bezwijkbeeld. Uit proefresultaten blijkt niet dat zogenaamde 'Aziatische parkers' per definitie slechter zijn dan 'Europese of Amerikaanse bevestigingssystemen'.

Loslaten van de overlap

Loslaten van de overlap kan optreden doordat de bitumencoating loslaat van de inlage of doordat in de overlap ter plaatse van het grensvlak tussen beide dakbanen onthechting optreedt. Het laatste bezwijkmechanisme is een gevolg van onvoldoende samenvloeien tussen de ondercoating van de bovenste dakbaan en de bovencoating van de onderliggende toplaag. Dit kan een aanwijzing zijn voor onvoldoende of op een onjuiste wijze branden van de overlap. Het bezwijkbeeld 'loslaten van de overlap' wordt tijdens prototype onderzoek overwegend aangetroffen bij APP gemodificeerde dakbanen. Omdat SBS gemodificeerde bitumen met betrekking tot de hechting op andere materialen en ter plaatse van overlappen populair gezegd plakt als kauwgom treedt bij proeven dit bezwijkbeeld slechts bij uitzondering op.

Het bezwijken van de overlap bij een APP gemodificeerde dakbaan betekent niet noodzakelijkerwijs dat dit systeem slecht is. Belangrijk is immers de rekenwaarde per bevestigingspunt welke voor het systeem gehanteerd kan worden. Zowel voor SBS als APP gemodificeerde dakbanen welke als eenlaags (mechanisch bevestigd) systeem worden toegepast worden in het kader van een KOMO attest-met- productcertificaat eisen gesteld aan de initiële (=verse) pelsterkte van de overlap en de pelsterkte na thermische veroudering. Uit de vele proefresultaten die inmiddels bekend zijn blijkt dat de eis inzake de pelsterkte van de overlap na thermische veroudering voor APP gemodificeerde dakbanen zwaar is.

Uitscheuren van de dakbaan

Twee vormen van uitscheuren kunnen optreden. Enerzijds kan sprake zijn van uitscheuren van de dakbaan rondom de drukverdeelplaat. Anderzijds kan de dakbaan uitscheuren rondom het bevestigingsmiddel (de parker). De eerste vorm van uitscheuren komt slechts zelden voor. Meestal is dan sprake van een dakbaan met lage sterkte-eigenschappen of drukverdeelplaten met te scherpe randen. De tweede vorm van uitscheuren treedt voornamelijk op als de zogenaamde 'klemwerking van de drukverdeelplaat' niet (meer) aanwezig is. In windbelastingsproeven treedt dit weleens op bij isolatiematerialen met een lage druksterkte. In dit verband moet opgemerkt worden dat (nog) geen eisen gesteld worden aan de druksterkte-eigenschappen van isolatiematerialen welke aan eenlaagse dakbedekkingssystemen worden gesteld. Een ondergrens voor de 'kritische druksterkte' welke is gedefinieerd als de laagste waarde van de 'spanning bij 10% vervorming' of 'spanning bij elasticiteitsgrens' kan hierbij een goede maat zijn. In de praktijk kan dit consequenties hebben voor de toepassing van bepaalde minerale wol en resolschuim typen.

De rekenwaarde

Voordat in het kader van de afgifte van kwaliteitsverklaring proeven werden gedaan werd door kunststofdakbaan fabrikanten een rekenwaarde van 400N per bevestigingspunt geadviseerd. Het op grote schaal uitvoeren van windbelastingsproeven en het op een wiskundige manier vertalen van de resultaten naar rekenwaarden heeft er toe geleid dat er nu gerekend wordt met schijnbaar nauwkeurige waarden zoals bijvoorbeeld '639N per bevestigingspunt'. Terecht gaan steeds meer stemmen op om de 'wiskundige' benadering van het bepalen van rekenwaarden te verlaten en meer veiligheid in acht te nemen met betrekking tot rekenwaarden. Er is immers niet alleen sprake van een wisselende kwaliteit van: uitvoering, materiaaleigenschappen van dakbedekking, isolatiemateriaal, variatie in staaldikten maar ook grote onduidelijkheid over de invloed van veroudering op de prestaties van mechanisch bevestigde dakbedekkingssystemen. Met name dit laatste aspect wordt bij de afgifte van kwaliteitsverklaringen niet in directe relatie met praktijkomstandigheden onderzocht.
Daarnaast zijn waarden welke berekend zijn uit een windkistproef ontleend aan enkele proeven waarbij een beperkt aantal bevestigers reëel zijn belast. In het geval van bijvoorbeeld de UEAtc windkistproef is de rekenwaarde ontleend aan slechts één proef waarbij circa 5 bevestigingspunten reëel worden belast. Diverse dakbedekkings- en schroevenleveranciers alsmede in de dakbranche actieve verenigingen zijn vanwege bovenstaande aspecten voorstander van gelijke rekenwaarden voor vergelijkbare systemen. Voor eenlaags mechanisch bevestigde bitumineuze dakbedekkingssystemen gaan de gedachten uit naar een rekenwaarde van 400N ongeacht het systeem, uiteraard nadat de geschiktheid voor de betreffende toepassing is aangetoond.

Specifieke eisen

Ondergrond

De ondergrond moet geschikt zijn om de overlappen van de dakbaan te branden of in sommige gevallen te föhnen. Dit betekent dat geen naakt polystyreenschuim kan worden toegepast. Ook op houten ondergronden moeten maatregelen worden genomen om verbranden van het hout te voorkomen. Dit kan door bijvoorbeeld door een grotere overlapbreedte te kiezen in combinatie met het föhnen van de overlap of een geschikte scheidingslaag toe te passen. Als een scheidingslaag tussen dakbedekking en ondergrond gewenst is kan hiervoor geen onderlaag papier worden gekozen in verband met het verbranden van het papier. Het is dan mogelijk om een naakt of gebitumineerd glasvlies als scheidingslaag toe te passen.

Dakbaan

Volgens het Bouwbesluit moet door middel van een windbelastingsproef (TNO-proef of UEAtc-proef) worden aangetoond dat de dakbaan geschikt is voor eenlaags mechanisch bevestigde systemen. Het aantonen van de geschiktheid is mogelijk door middel van een KOMO Attest-met-productcertificaat, een dergelijke kwaliteitsverklaring is echter niet verplicht. Daarnaast mag de dakbaan een vrije krimp bezitten van maximaal 0,3%. Deze eis wordt internationaal en in het kader van de afgifte van een KOMO Attest-met-productcertificaat gesteld voor dakbanen welke eenlaags worden toegepast. In de praktijk voldoen hieraan de meeste dakbanen met een inlage van polyester-glascombinatie (370- en 470-code) en een dubbele inlage van polyester + glasvlies (446- en 464-code). Dakbanen met uitsluitend een polyestermatinlage (360- en 460-code) voldoen slechts bij hoge uitzondering aan de gestelde krimpeis.
In het kader van een KOMO Attest-met-productcertificaat worden tevens eisen gesteld aan de trek- en pelsterkte waarden (zowel initieel als na veroudering) van de overlappen van de dakbaan.

Bevestigingssysteem

Volgens het Bouwbesluit moet een rekenwaarde worden vastgesteld. In een erkende kwaliteitsverklaring is een rekenwaarde vermeld, een dergelijke verklaring is echter niet verplicht. Ook door een onafhankelijk laboratorium vastgestelde rekenwaarden kunnen in dit verband worden gebruikt. Rekenwaarden kunnen worden ontleend aan statische proeven volgens de norm NEN 6707 en de (ontwerp NPR 6708) of door beproeving in een windkist. De UEAtc windkist wordt gebruikt in het kader van de afgifte van kwaliteitsverklaringen. De vele discussies, van voornamelijk bevestigingsmiddelen leveranciers onderling, omtrent het geldigheidsgebied van de windkist proefresultaten (geldt het resultaat uitsluitend voor de beproefde combinatie tussen bevestigers en dakbaan of is een ruimere interpretatie mogelijk?) en het toepassingsgebied van rekenwaarden bepaald volgens NEN 6702 of NPR 6708 vertragen het opstellen van een Nationale Beoordelingsrichtlijn welke als basis moet dienen voor de afgifte van KOMO Attesten-met-productcertificaat.
Naast een rekenwaarde worden in het algemeen ook eisen gesteld aan de duurzaamheid van bevestigingssystemen. Het Bouwbesluit doet hierover geen uitspraken. Voor normale omstandigheden wordt in zijn algemeenheid een corrosieweerstand van tenminste 12 cycli Kesternich test voor metalen bevestigingssystemen als voldoende beschouwd.

Uitvoeringsaspecten

De overlap

Het schema met de maatvoering van de overlap van de dakbaan is in figuur 1 gegeven. Bij een 40mm brede drukverdeelplaat moet een overlapbreedte van minimaal 120mm worden toegepast. De in de praktijk meest gemaakte fout is het te dicht bij de rand van de dakbaan plaatsen van de drukverdeelplaten. Tussen de rand van de dakbaan en de rand van de drukverdeelplaat moet een afstand van tenminste 10mm worden aangehouden. Het afwijken van deze uitvoeringsregel kan tot gevolg hebben dat een aanzienlijke vermindering van de windweerstand van het aangebrachte dakbedekkingssysteem optreedt. De dakbaan wordt in die situatie namelijk extreem op uitscheuren rond het bevestigingsmiddel (de schroef) belast.

Het bevestigingspatroon

Er zijn diverse windbelastingsprogramma's waarmee het aantal bevestigingsmiddelen per vierkante meter kan worden berekend. Sommige programma's berekenen zelfs, uitgaande van een opgegeven dakbaanbreedte, de hart op hart afstand van de bevestigingspunten in de rij bevestigers. Bij windkistproeven wordt uitgegaan van een hart op hart afstand in de rij van 250 mm. De uit de proef gevonden rekenwaarde is hierop gebaseerd. Teneinde te voorkomen dat een te grote 'afpelspanning' in de overlap optreedt, wordt sterk ontraden kleinere hart op hart afstanden dan 250mm toe te passen. In de praktijk betekent dit dat niet meer dan 4,5 bevestigingspunten per vierkante meter kunnen worden gerealiseerd met een baanbreedte van 1.00 m.

Hoe kunnen meer bevestigers per vierkante meter worden aangebracht?
Bij PVC-dakbanen geschiedt dit bijvoorbeeld door bevestigers door de folie te plaatsen en hierover een rozet of strook aan te brengen (foto 1). Bij bitumineuze dakbanen is dit technisch gezien ook mogelijk, echter uit esthetische of gevoelsmatige overwegingen wordt dit door opdrachtgevers niet geaccepteerd. Het toepassen van halve baanbreedten stuit eveneens op esthetische bezwaren. Met deze oplossing worden bij een hart op hart afstand van 250mm 10,5 bevestigers per vierkante meter aangebracht. Een oplossing waarbij ieder aantal bevestigspunten per vierkante meter kan worden aangebracht is het aanbrengen van een tweelaags mechanisch bevestigd dakbedekkingssysteem, met een onderlaag van bijvoorbeeld eenzijdig gebitumineerde polyestermat, in die zones waar meer dan 4,5 bevestigers per vierkante meter moeten worden aangebracht (foto 2). Van een tweelaags mechanisch bevestigingssysteem is het gedrag uit windbelastingsproeven meestal bekend. Ter beperking van het materiaalgebruik op de onderlaag is een variant ontstaan waarbij stroken worden aangebracht op de ondergrond. Hierop wordt de toplaag gebrand (foto 3). Van een dergelijk systeem ontbreken meestal proefresultaten zodat het inschatten van het praktijkgedrag niet mogelijk is. Een dergelijk systeem moet uit oogpunt van stormvastheid als 'onbekend' worden gekwalificeerd.

Detailafwerking

Een eenlaags bitumineus systeem impliceert niet dat detailafwerkingen ook eenlaags kunnen worden afgewerkt. De 'traditionele' tweelaagse afwerkingen dienen te worden gehanteerd.

door: Janus Smits