Roofs 2000-02-28 Koper als dakbedekking: uitstraling gekoppeld aan duurzaamheid

Koper is als dakbedekking een materiaal dat een zeer specifieke uitstraling koppelt aan een uitzonderlijk lange levensduur. Deze twee punten horen ook onverbrekelijk bij elkaar: onder invloed van lucht en neerslag vormt koper een ondoordringbare oxidehuid die in eerste instantie donkerbruin van kleur is en in enkele tientallen jaren verder verkleurt naar het zeer koperkarakteristieke patinagroen.

De gevormde huid beschermt het koper reeds na korte tijd tegen verdere invloeden van buiten af: de dikteafname van koper bedraagt na het vormen van de oxidehuid ca. 0,1 mu tot 0,01 mu per jaar. Bij een dikte van het koper van 0,7 mm bedraagt dan de theoretische levensduur 7.000 tot 70.000 jaar. Het oudste bekende project met origineel koper dateert echter uit de dertiende eeuw.
Koper voor dakbedekking bestaat uit materiaal met een zuiverheid van min. 99,90 % en wordt tegenwoordig aangeduid als Cu-DHP, zuurstofvrij d.m.v. fosfor gedesoxideerd koper.
De zuiverheid van het koper is vastgelegd in de nieuwe Europese norm EN 1172. Het smeltpunt van koper is 1.083 Cº, het soortelijk gewicht bedraagt 8,93 kg/dm3. Voor dakbedekking wordt plaat- of bandmateriaal volgens dezelfde norm gebruikt, in een hardheid van R240 (F24) met een bijbehorende trekvastheid van 240 - 300 N/mm2. In speciale gevallen wordt ook wel met koper in zachte kwaliteit gewerkt, R220 (F22), trekvastheid 220 - 260 N/mm2. De rek (A10) van het materiaal in R240 ligt op meer dan 30 %. Koper laat zich derhalve ook bij lage temperaturen nog probleemloos verwerken zonder dat het risico van scheuren bestaat.
In de EN norm is tevens vastgelegd dat de herkomst van het materiaal onuitwisbaar op het materiaal gestempeld wordt, zodat dit ook na langere tijd nog geïdentificeerd kan worden.

Vakregels

De uitzonderlijk lange levensduur van koper kan echter alleen bereikt worden indien het materiaal op de juiste wijze verlegd wordt. Hiertoe zijn vakregels opgesteld die in vrijwel geheel Europa nagevolgd worden, de ZVSHK-regels. Deze regels zijn in samenwerking opgesteld door overkoepelende organisaties van installateurs, fabrikanten, groothandelsondernemingen, architecten en universiteiten.
De belangrijkste punten die in deze vakregels beschreven worden zijn:

• Toepassingsgebied: de richtlijnen behandelen daken en gevels bekleed met platen of band uit metalen en geven hiervoor een aantal uitvoeringsrichtlijnen.
• Materiaalsoorten: de vakregels gelden niet alleen voor koper, maar ook voor diverse andere metalen zoals aluminium, lood, staal (al dan niet voorzien van coating), zink en roestvaststaal.

Voor ieder materiaal worden de betreffende normen genoemd, alsmede wat de eigenschappen van de materialen zijn en in welke vorm en uitvoering zij geleverd kunnen worden.
Ook wordt aangegeven welke materiaalcombinaties al dan niet samen toegepast kunnen worden De combinatie koper-zink bijvoorbeeld moet zoveel mogelijk vermeden worden, maar koper-aluminium is wel mogelijk, mits aan bepaalde voorwaarden voldaan wordt (gemoffeld of geanodiseerd aluminium met extra scheidingslaag).

• Bouwfysica: een koperen dak dient normalerwijze vanwege verschillende binnen- en buitenomstandigheden geventileerd te worden. Onder het dakbeschot waarop het koper ligt dient, afhankelijk van daklengte en dakhelling, een van voet naar nok doorgaande ventilatieruimte aanwezig te zijn. Gevels bijvoorbeeld hebben aan 2 cm ruimte over een lengte van 10 meter genoeg, voor een dak met een helling van minder dan 20º en een lengte van 10 meter is 5 cm ventilatieruimte een absoluut minimum.

Evenzo belangrijk is dat aan de voet en de nok voldoende toevoer- en afvoermogelijkheden van ventilatielucht gecreëerd worden. In getal: 1/500 van het te beluchten dakoppervlak als toevoeropening en 1/400 van het te beluchten oppervlak als afvoeropening. Kan dit in de praktijk niet aan de voet en de nok gerealiseerd worden, dan moeten aanvullende mogelijkheden (b.v. via hoekkepers) gemaakt worden.
In tegenstelling tot andere materialen hoeft koper zelf, dat wil zeggen direct onder het materiaal, niet geventileerd te worden, daar koper ongevoelig is voor condenscorrosie. Als dakbeschot kan daarom een plaatmateriaal toegepast worden, wat in de praktijk veel timmerwerk besparen kan.
Dit maakt het tevens mogelijk dat een koperen dak als niet geventileerd dak uitgevoerd kan worden. Door de toepassing van een zeer sterk dampremmende laag onder de isolatie (?.d- waarde meer dan 100 meter) kan geen vocht van binnenuit in de dakconstructie diffunderen, en hoeft dit derhalve ook niet weggeventileerd te worden.

• Uitvoeringsdetails: Afhankelijk van de dakhelling kunnen bepaalde verbindingsdetails niet geheel regendicht meer zijn, en moet op een andere wijze de verbinding gemaakt worden. Hoe kleiner de dakhelling, des te meer kans bestaat dat b.v. een enkele dwarsfels bij sterke wind en regen gaat inwateren.

Tevens moet het koper als gevolg van temperatuurverschillen kunnen 'werken' zonder dat op langere termijn schade aan materiaal en/of onderconstructie ontstaat. Door middel van speciale bevestigingsklangen kan koper de uitzetting door temperatuurstijging probleemloos opvangen. De maximale baanlengte echter zoveel mogelijk korter dan 10 meter houden en de maximale baanbreedte wordt over het algemeen op 60 cm genomen.

• Windbelasting: afhankelijk van de ligging van het gebouw, de hoogte alsmede de dakhelling wordt het aantal bevestigingen (klangen) per m2 bepaald, uitgaande van de EN-norm 1055. Deze klangen dienen op correcte wijze, d.w.z. met geruwde koperen nagels van 25 mm lengte, in het dakbeschot bevestigd te worden. Aan het dakbeschot worden daarom ook eisen gesteld (minimale dikte 24 mm). Als alternatief kunnen de klangen geschroefd worden i.p.v. genageld. De schroeven dienen wel van RVS te zijn.
• Hemelwaterafvoer: voor een juiste afvoer van hemelwater wordt aangegeven hoe de capaciteit van het HWA-systeem bepaald kan worden.

Zoals reeds eerder genoemd zal koper in het algemeen verkleuren van blank naar donkerbruin, waarna er geleidelijk een groene zweem over het materiaal komt. Dit groen zal zich steeds verder manifesteren totdat het koperen dak volledig groen is, de typerende kleur van koper. We zijn dan in tijd echter wel 20 tot 30 jaar verder!

door: Ing. J.E. van Nieuwkoop, KME Benelux Nederland b.v.