Zoeken

Roofs 2001-05-28 Clip voor felsdak

ir. H.J. Onnes
Voor zijn afstudeerproject koos ir. H.J. Onnes als onderwerp metalen daken. Waar hij aanvankelijk dacht aan het gehele dak, bleek na een grondige studie dat het letterlijk en figuurlijk slechts draait om een ding: de bevestiger of clip. Op dit ogenschijnlijk minieme detail komt het allemaal neer als gaat om het efficiënt en effectief aanbrengen van metalen dakelementen op daken. Zijn afstudeerproject resulteerde dan ook in het ontwerp van een nieuwe clip. De studie geeft een goed beeld van de problemen met de huidige bevestigers.
Het Onderzoek is uitgevoerd als afstudeerproject bij de afstudeerrichting Bouwtechnologie van de faculteit Bouwkunde van de TU-Delft. Het onderzoek gaat in op de problemen, die optreden bij de bevestiging van een felsdakhuid op de onderconstructie met starre clips. Deze hebben onder meer betrekking op:

  • het ontstaan van een koudebrug tussen dakhuid en onderconstructie;
  • bewegingen van de dakhuid ten opzichte van de onderconstructie en de daarbij gepaard gaande schuifspanningen en lawaai;
  • een omslachtige montage wanneer de afstand en hoek tussen dakhuid en onderconstructie over het dak niet constant zijn.

Een bijkomende randvoorwaarde is de lage kostprijs van de huidige clip. Onderstaand een toelichting op de praktische problemen van de starre clip.

Thermische isolatie van het dak en de bijdrage van de clip
De clips vormen een koudebrug tussen de dakhuid en de onderconstructie. Wanneer meer clips worden toegepast of wanneer een hogere R-waarde van het dak is vereist, dan is de invloed van de clip op de warmteweerstand groter. In de onderstaande tabel staat weergegeven wat de percentuele invloed is van het aantal toegepaste clips op de warmtestroom door de dakconstructie. De dakconstructie heeft een R = 3 W/m²K bij toepassing van 1 clip per m².
Aantal toegepaste clips bijdrage warmtetransport door clip R
1 clip per m² 21% 3,0 W/m²K
2 clips per m² 37 % 2,4 W/m²K

Het energieverlies door het dak is zo voor een aanzienlijk deel toe te schrijven aan de clips. Hoe meer clips er per vierkante meter worden toegepast en hoe hoger de warmteweerstand van het dak moet zijn, des te groter is het verlies aan energie via de clips.

Wrijving van de clip in de felsnaad
Ten gevolge van temperatuurschommelingen van de dakhuid zal de dakhuid uitzetten en inkrimpen. De bewegingen van de dakhuid ten opzichte van de op de onderconstructie gemonteerde clips, moeten met geringe wrijvingskrachten kunnen worden toegelaten.
Bij toepassing van de starre clip is dat ten dele het geval en komen er hoge schuifkrachten voor, tussen de dakhuid en de clip in de felsnaad. Deze spanningen kunnen lawaai en schade aan de felsnaad veroorzaken. Uit een onderzoek van BDA bleek dat de nauwkeurigheid waarmee de clips ten opzichte van de felsnaad worden gemonteerd, een grote invloed heeft op de grootte van de optredende schuifkracht. Wanneer clips onnauwkeurig worden gemonteerd, worden de schuifkrachten veel groter.

Verstelbaarheid
De huidige clip is niet verstelbaar. Het stellen van de huidige clip gebeurt met regels en klossen. Dit werkt niet alleen kostprijsverhogend maar werkt ook bouwfouten in de hand. Het belang van nauwkeurig stellen is eerder aangegeven. Tijdens interviews met Hafkon bv uit Maassluis bleek, dat er ook van de zijde van verwerkers, behoefte is aan een verstelbare clip. Die verstelling moet zowel in hoogte als in hellingshoek mogelijk zijn.

Ontwerpstrategie
Om soortgelijke problemen als met de huidige clips te voorkomen, werd gekozen voor het ontwikkelen van een nieuwe clip. Hierbij is gestreefd naar een clip die in hoogte- en hellingshoek verstelbaar is en die bewegingen van de dakhuid toelaat met een zo laag mogelijke wrijving. Het bezwaar van het lawaai als gevolg van bewegingen van de dakhuid, wordt daarbij beschouwd als symptoom van de schuifspanningen. Het warmteïsolerende vermogen van de clip moet zo groot worden gemaakt, dat de invloed van de clip als koudebrug verwaarloosbaar wordt. Bovendien moet de bevestiging controleerbaar zijn.

De Nieuwe clip
De clip bestaat uit diverse onderdelen te beginnen met een aluminium deel dat onschuifbaar in de felsnaad is bevestigd, het zogeheten felsanker. Bij de huidige clip is er namelijk gevaar voor haken van de clip in de felsnaad. De verankering in de felsnaad gaat dit ongewenst haken tegen. Het felsanker is op zijn beurt schuivend bevestigd op het oplegdeel, dat uit kunststof bestaat. De beweging van de dakhuid wordt daarmee op één plaats toegelaten. Tussen het oplegdeel en het felsanker is een teflon glijlaag aangebracht waarmee bewegingen van de dakhuid ten opzichte van de onderconstructie worden toegelaten. Het oplegdeel is tevens een koudebrug onderbreker wat het warmteïsolerende vermogen van de clip vergroot.
De hoogte- en hellingverstelling bevindt zich onder het glijlager en wordt gerealiseerd door één getande spieverbinding. Met deze tanden kan de aluminium spie onder een bepaalde hoek in de ankerplaat worden gefixeerd. De onderzijde is bolvormig en werkt als een scharnier. De instelling van de hoogte gebeurt met de vertanding aan de zijkanten, die in de vertandde slobgaten vallen. De verbinding met de spie is eenvoudig aan te brengen en is in tegenstelling tot een boutverbinding, visueel controleerbaar.De stelnauwkeurigheid van de nieuwe clip verschilt in belangrijke mate van de huidige clip. Ook de toleranties voor het stellen van de nieuwe clip zijn groter dan die van de huidige starre clips, waarbij werd uitgegaan van de - door constructiebedrijf Hafkon geverifieerde -, volgende aannamen:
Vrijheidsgraad Stelnauwkeurigheid Stapgrootte
Hellingshoek 2o 4o
Hoogte 2 mm 4mm

De hoogteverstelling vindt bloksgewijs plaats in stappen, waarna de fijnafstemming verloopt met behulp van de clip. Het verstellen in helling geschiedt geheel in de clip. Vindt verstelling plaats dan moet de clip daarna gefixeerd worden. De mogelijkheden zijn bij hoogteverstelling 30 mm en bij hellingverstelling +/- 30°

Conclusie
Uiteindelijk heeft het afstudeerproject geresulteerd in een nieuw ontwerp voor een clip, die problemen die optreden bij de toepassing van de huidige clip, oplossen. De uiteindelijke oplossing kent weliswaar een hogere (kostprijs en dus verkoop)prijs, maar de besparingen bij de montage en het aanbrengen van isolatiemateriaal, zijn aanzienlijk. Tenslotte zal zeker bij complexe dakvormen, het toepassen van deze clip, voordelen bieden boven de huidige bestaande starre clip.