Roofs 2003-04-20 2D, een wateraccumulatiescan
o Ing Nic-Jan Bruins,
DGI / T-Joint Dak- & Gevelingenieurs BV
o Ing Amarinus Schouten
o Ir. Jan Locht
Schouten Engineering Consultancy Dongen
Een beoordeling van een plat dak op het risico van wateraccumulatie is een zaak van constructeurs. Het aantal verdachte daken, en ook de vraag van opdrachtgevers naar een beoordeling van het dak op dit risico, is dermate groot dat door DGI / T-Joint BV in samenwerking met Schouten Engineering Consultancy een hulpmiddel is ontwikkeld: de 2D wateraccumulatiescan. In dit artikel een uiteenzetting over de methode en het toepassingsgebied.
De inspectie
Uitgangspunt in deze toelichting is de uitvoering van een inspectie op bestaande daken. Uit de inspectiepunten zijn ontwerp en uitvoeringsaanwijzingen, naast wettelijke NEN-normen, voor nieuwe daken vast te stellen. Benadrukt wordt dat het beslist geen doe-het-zelf pakket is. Dit komt voort uit de hoeveelheid velden die interpretatie vereisen - en dus kennis van zaken. Deze methode geeft richting aan de punten waar ook dakgebruikers, dakbeheerders en dakbedekkingsbedrijven op moeten letten.
Tijdens uitvoering van een dakinspectie moeten de volgende risicofactoren inzichtelijk vastgesteld kunnen worden.
1. Afschot in de dakconstructie
2. De hemelwaterafvoeren
3. De noodoverlopen
4. De waterhuishouding
5. De vervuilingsgraad
6. De begaanbaarheid
7. De riolering
8. Onderhoudsdiagnose
Punt voor punt wordt ingegaan op het belang van bovenstaande punten.
Afschot in de dakconstructie
In het bouwbesluit worden geen eisen aan het afschot van daken gesteld. Er wordt in de NEN 6702 wel gesteld dat bij oppervlakken die water moeten afvoeren, een zodanig afschot moet zijn aangebracht, dat ook bij doorbuiging in de eindtoestand elk punt van de oppervlakte water kan blijven afvoeren naar de aanwezige afvoerpunten.
De hemelwaterafvoeren
Het aantal hemelwaterafvoeren en bijbehorende afvoercapaciteit wordt bepaald overeenkomstig toepassing van normen [NEN 3216, NTR 3216]. Tijdens de dakinspectie worden de dakdimensies, aantallen afvoeren, voor zover mogelijk de afvoercapaciteit (mm2 oppervlak vrije doorlaat) en het aangesloten dakoppervlak per afvoer geregistreerd. Vervolgens zijn er twee mogelijkheden:
a. een berekening middels een computerprogramma (arbeidsintensieve controle berekening op locatie door het noodzakelijk invoeren van veel parameters)
b. een praktische beoordeling op basis van een oude vuistregel.
De noodoverlopen
Het aantal noodoverlopen, de bijbehorende afvoercapaciteit en locatie wordt bepaald overeenkomstig voorschriften en aanwijzingen in normen [NEN 6702]. Tijdens de dakinspectie worden de dakdimensies, aantal noodoverlopen, de afvoercapaciteit (mm2 oppervlak vrije doorlaat in relatie tot stijghoogte) en het aangesloten dakoppervlak per noodoverloop geregistreerd.
Vervolgens zijn er de volgende mogelijkheden:
a. De uitvoering van een drie dimensionale berekening middels een computerprogramma (controle berekening wateraccumulatie waarvoor nadere constructieve gegevens noodzakelijk zijn, de berekening kan niet op locatie worden uitgevoerd. De uitgebreide invoer van specificaties en de benodigde rekenkracht maken dit niet mogelijk)
[voor informatie zie 'wateraccumulatie in beeld']
b. De uitvoering van een twee dimensionale berekening middels een computerprogramma (controle berekening wateraccumulatie in relatie tot een ter plaatse maatgevend gekozen spantconstructie, ter plaatse worden de noodzakelijke gegevens ingemeten en ingevoerd)
[voor informatie zie 'wateraccumulatie in beeld']
c. Praktische beoordeling op basis van de aanwezigheid van noodoverlopen. Tijdens de inspectie worden de afmetingen en aangesloten dakoppervlakte gecontroleerd (het uitgangspunt inzake de maximale stijghoogte in relatie tot de hoogte van de noodoverloop tov het dakvlak kan niet gecontroleerd worden). De beoordeling vindt plaats met een computerprogramma op locatie.
De waterhuishouding
De waterhuishouding wordt bepaald door het afschot, de locatie van de hemelwaterafvoeren, de afwerking, op het dak aanwezige objecten en de mogelijk aanwezige vervuiling.
De praktijkregel wordt gehanteerd: 5% van het dakoppervlak mag bedekt zijn met plassen, de plassen mogen niet dieper zijn dan 5 mm, het met water bedekte oppervlak moet verspreid zijn over meerdere plassen.
De vervuilingsgraad
De vervuiling kan de oorzaak zijn van het verstoppen van hemelwaterafvoeren. Regelmatig reinigend onderhoud is dan ook essentieel om verstoppen van afvoeren te voorkomen. De frequentie van reinigend onderhoud wordt bepaald door de omgevingsfactoren.
De ernst van vervuiling (achterstallig reinigend onderhoud) wordt gekwalificeerd naar bedekt oppervlak.
De begaanbaarheid
De begaanbaarheid geeft een indicatie over de stijfheid en sterkte van de onderconstructie. Deze kwalificatie is tijdens een dakinspectie slechts subjectief vast te stellen. Bij het belopen moet de inspecteur zich een oordeel vormen over de (in)vering van de onderconstructie.
De kwalificatie verloopt van zeer sterke (in)vering tot geen (in)vering bij belopen van het dak.
De riolering
De riolering is door een dakinspecteur niet te beoordelen. Op basis van navraag kan er mogelijk een oordeel gevormd worden over de capaciteit. Bedacht moet worden dat deze weging om die reden alleen in negatieve zin ingezet mag worden: als bijvoorbeeld wordt meegedeeld dat de straten regelmatig blank staan, de straatkolken het regenwater niet kunnen verwerken, of dat water terugslaat uit het riool, kan de risico indicator gebruikt worden.
Deze daktechnische beoordeling inzake wateraccumulatie is compleet nadat navraag is gedaan inzake beschikbaarheid van tekeningen en constructieve gegevens.
Onderhoudsdiagnose
Tegelijk met de controle van bovengenoemde aspecten, in relatie tot de bepaling van de gevoeligheid van daken voor wateraccumulatie, en de noodzakelijk te treffen maatregelen (zoals dakrandverlaging of plaatsing van noodoverlopen), verdient het aanbeveling de onderhoudsstaat middels een onderhoudsdiagnose vast te stellen.
Indien een van de te beoordelen aspecten in het rode gebied valt, moet geconcludeerd worden dat deze kwalificatie het risico van wateraccumulatie sterk vergroot. Aanbevolen wordt nader onderzoek te verrichten naar de gevoeligheid voor wateraccumulatie door gebruik te maken van een 3D simulatieprogramma.
Valt de kwalificatie in het gele gebied, dan is er geen expliciete duidelijkheid in de bijdrage tot het risico van wateraccumulatie. Deze indicatie kan zowel negatief als neutraal uitvallen. Aanbevolen wordt nader onderzoek te verrichten naar de gevoeligheid voor wateraccumulatie door gebruik te maken van een 2D simulatieprogramma*.
Indien de beoordeling in de blauwe zone valt, is er geen verder onderzoek noodzakelijk. Valt de beoordeling in de gele zone, dan wordt aanbevolen nader onderzoek te verrichten naar de gevoeligheid voor wateraccumulatie, door gebruik te maken van een 3D simulatieprogramma.
Wanneer de beoordeling in de groene zone gekwalificeerd wordt, is er de zekerheid dat deze indicator geen negatieve bijdrage levert aan het effect wateraccumulatie.
De maatregelen
Met de uitvoering van een dakinspectie en de 2 dimensionale wateraccumulatie check is betrekkelijk eenvoudig een controle uit te voeren of daken het risico lopen te bezwijken ten gevolge wateraccumulatie.
Alle daken, met name licht gewicht daken met een onderconstructie van geprofileerde staalplaat, zouden op deze wijze onderzocht moeten worden. Tijdig onderzoek kan grote economische schade en, gelukkig nog niet van toepassing, persoonlijk letsel voorkomen.
Voor alle nieuw te ontwerpen daken, en de daken waar uit de 2D wateraccumulatie check blijkt dat deze niet voldoet, moet een 3 dimensionale simulatie berekening worden gemaakt. Met deze rekenmethode wordt voldaan aan de uitgangspunten die in wettelijk van toepassing zijnde normen zijn omschreven. Met absolute zekerheid wordt bepaald hoe het dak zich gedraagt tijdens wateraccumulatie. Het gedrag van de constructie is onder iedere belasting te visualiseren. Maatregelen ter voorkoming van overbelasting zijn op deze wijze eenvoudig te bepalen.