Basiskennis Bouwkunde: Technische prestaties van vliesgevels

Referentienummers

• Vliesgevels
• (21) Buitenwanden
• 30.51 vliesgevelsystemen
• Brandwerende vliesgevel, Luchtdichtheid vliesgevel, Geluidwering vliesgevel

Prestaties

Mechanische eigenschappen van vliesgevels

Productsterkte

De belangrijkste belastingen bij vliesgevels worden gevormd door de windbelasting, het eigen gewicht en de uit een eventueel dragende functie voortvloeiende belastingen.

Voor de sterkteberekeningen zijn NEN-EN 1991-1 (Eurocode 1, Algemene belastingen), voor staal NEN-EN 1993-1-1 (Eurocode 3) en voor hout NEN-EN 1995-1-1 en NEN-EN 1995-1-2 (Eurocode 5) van toepassing.

Voor de stijfheidsberekening van zelfdragende vliesgevels kunnen de in NEN 3661 aangegeven lagere waarden worden gehanteerd. Beperking van doorbuiging in het horizontale vlak, met name als gevolg van windbelasting, is vooral belangrijk om glasbreuk te voorkomen en de dichtheid van de verbindingen te garanderen. Daarom geldt bij stijlen en regels die een ruit steunen een extra voorschrift. Soms worden door glasleveranciers zwaardere eisen gesteld.
Als met stalen of aluminium profielen an sich niet voldoende sterkte en/of stijfheid is te bereiken, dan is het mogelijk om de stijlen te verstijven met een extra koker die in de grote kamer wordt geplaatst.

Bij de berekening van de verankering en bevestiging van het frame, de bekleding en de profielen waarmee glas- en winddichte panelen worden vastgehouden, kan naar de winddruk ook de windzuiging van grote invloed zijn. De verbindingen zelf moeten eventuele bewegingen die hieruit voortkomen ook kunnen opvangen.

Gegevens voor de bepaling van afmetingen en ondersteuningsafstanden van bekledingsmaterialen kunnen vaak bij de fabrikanten in de vorm van tabellen en grafieken opgevraagd worden.

Materiaalsterkte

De hogere materiaalsterkte en stijfheid van staal ten opzichte van aluminium en van aluminium ten opzichte van hout, maken het mogelijk om slankere profielen toe te passen in het frame van vliesgevels.

Vuur, explosie en vliesgevels

Brandwerendheid

De brandwerendheid van glasvlakken is gering omdat glas bij brand vrijwel onmiddellijk springt. Als er aan 30 of 60 minuten brandwerendheid moet worden voldaan, dan moet men op zoek naar brandwerend glas dat aan die eisen voldoet. De dichte delen in de vliesgevel, alsmede het frame moeten ook tijdens die 30 of 60 minuten stand houden. Fabrikanten van aluminium vliesgevels zijn hierop ingesprongen door de profielen in de grote kamer te verstijven en de nieuw ontstane holle ruimten te vullen met brandwerend materiaal. Voor stalen profielen zijn andere maatregelen genomen, omdat de smelttemperatuur staal aanmerkelijk hoger ligt dan van aluminium.

Verder moet brandoverslag naar hoger gelegen verdiepingen worden beperkt. Dat kan opgevangen worden door brandwerend glas, brandwerende panelen in de vliesgevel. De afstand van kritieke vlakken ten opzichte van de bovengelegen verdieping speelt hierbij ook een rol.

Ten slotte spelen alle aansluitingen van de vliesgevel tegen scheidende binnenwanden en vloeren een grote rol. Alle openingen moeten worden afgewerkt met onbrandbare en isolerende materialen die ook aan de eisen voldoen.

Gassen, vloeistoffen, vaste stoffen en vliesgevels

Luchtdoorlatendheid, waterdichtheid

De luchtdoorlatendheid en de mate van waterdichtheid (regendichtheid) van montagewanden wordt in hoofdzaak bepaald door de uitvoering van de voegen tussen bekledingsplaten onderling en de aansluiting tussen frame en invulpanelen.

De luchtdoorlatendheid wordt door leveranciers bepaald en getest volgens NEN-EN 12152 en NEN-EN 12153. Waarden die genoemd worden zitten tussen 600-700 Pa en voldoen daarmee aan klasse A4.

De waterdichtheid wordt door leveranciers bepaald en getest volgens NEN-EN 12154 en NEN-EN 12155. Waarden die genoemd worden zitten rond 900-1200 Pa.

De luchtdoorlatendheid (Qv;10) is de luchtvolumestroom (qv) die ontstaat via de kieren en naden die zich in de gebouwschil bevinden, bij een drukverschil van 10 Pascal. Waar moet je tot 2020 precies aan voldoen met de luchtdichtheid?

• Bouwbesluit (artikel 5.4): ≤ 200 dm³/s (eis);
• NOM-keur: < 0,4 dm³/s/m² (advies);
• Passiefbouw: < 0,15 dm³/s/m² (benodigd)

Wat aangehouden moet worden in 2020 voor BENG is nog niet bekend. Er wordt wel aangegeven dat voor energiezuinig bouwen rekening gehouden moet worden met een Qv;10 tussen 0,3-0,6 en voor zeer energiezuinig bouwen hetzelfde als voor passiefhuis (Bureau Nieman)

Diffusie

Door diffusie van waterdamp kunnen condensatieverschijnselen optreden:

• Oppervlaktecondensatie kan optreden op een min of meer dampdicht binnenoppervlak bij een te geringe isolatie van de wand of bij plaatselijke koudebruggen;
• Inwendige condensatie wordt in het algemeen tegengegaan wanneer voor de verschillende lagen waaruit de wand is opgebouwd, geldt dat van binnen naar buiten de dampdiffusieweerstand afneemt en de warmteweerstand toeneemt.

Vochtopname

Vochtopname van buitenbekledingsmaterialen speelt bij vliesgevels nauwelijks een rol. Het merendeel van de toegepaste materialen neem geen vocht op. Sterk hygroscopische materialen als hout worden voorzien van een waterdichte laag of toegepast met een geventileerde spouw, zodat vochtopname nauwelijks van invloed is op het bouwfysisch gedrag van de wand.

Verandering

Zwelling en krimp van vochtgevoelige materialen zoals van hout en houtachtige materialen moet door de het bevestigingssysteem opgevangen kunnen worden. Dit hoeft verder geen nadelige invloed te hebben op de vliesgevel.

Thermische eigenschappen van vliesgevels

Uitzetting

Veel van de in vliesgevels verwerkte materialen hebben een relatief hoge lineaire uitzettingscoëfficiënt.

De klemlijsten van de vliesgevel bevinden zich aan de buitenzijde van de thermische isolerende laag. Daar moet in verband met de sterk wisselende buitentemperatuur rekening gehouden worden met belangrijke lengteveranderingen. Leveranciers zijn zich hiervan bewust en adviseren in de aan te houden maximale lengtematen en toe te passen dilataties. Wel moet er nagegaan worden of dit gedeelte ook in het bestek wordt gedekt.

Geleiding

De bepaling van de EPC ligt vast in de norm NEN 7120 Energieprestatie van gebouwen (EPG). Deze norm geldt voor zowel nieuwbouw van woningen als utiliteitsbouw. Om te voorkomen dat te zwakke bouwdelen in de EPC berekening gecompenseerd kunnen worden door energieverslindende oplossingen, geldt voor gevels in nieuwbouw dat minimaal een warmteweerstand Rc van 4,5 m²K/W moet worden aangehouden (volgens Bouwbesluit tabel 5.1).

Voor transparante geveldelen is de eis lager bijgesteld. Voor alle transparante delen gezamenlijk mag een gemiddelde warmtedoorgangscoëfficiënt, de U-waarde, van 1,65 W/m²K worden aangehouden, die moet worden berekend volgens NTA 8800.

Straling

De binnentemperatuur kan bij een zonnige dag flink stijgen, bij de toepassing van vliesgevels. De hoeveelheid warmte die door middel van straling de binnenruimte bereikt, kan beperkt worden door:

• een goede zonwering. Die kan bestaan uit vaste elementen als verticale of horizontale lamellen, of uit screens of zonwerend glas met regelbare zonwering;
• absorberend glas, absorberend-reflecterend glas of zonreflecterend glas toe te passen;
• temperatuurstijging van het aangestraalde oppervlak te beperken met een licht gekleurde, reflecterende buitenbekleding, zo mogelijk aan de achterzijde geventileerd;
• naast een goede thermische isolatie, de spouwruimtes (bij een onzuivere vliesgevel) te voorzien van reflecterende oppervlakken.

Absorptie

Het warmte-accumulerend vermogen van vliesgevels is gering. Vliesgevels reageren dan ook snel op een wisselende warmtebelasting:

• Snelle opwarming onder invloed van zonnestraling en snel doorgeven van warmte aan de binnenruimte;
• Snelle afkoeling bij het wegvallen van verwarming.

In ruimten die incidenteel verwarmd worden, werkt de afwezigheid van een warmte-accumulerende buitenwand gunstig, omdat daarmee een lange opwarmtijd wordt voorkomen. In gebouwen met een luchtbehandelingsinstallatie kan bi het ontbreken van een warmte-accumulerende buitenwand de installatie voorkomen dat oppervlaktecondensatie optreedt.

Optische eigenschappen van vliesgevels

Kleurechtheid

De kleurechtheid van vliesgevels is vooral van belang voor de buitenzijde die onder directe invloed van het zonlicht staat: het frame en de dichte paneelvullingen. De kleurechtheid van de verschillende materialen is sterk afhankelijk van de toegepaste oppervlaktebehandeling.

Roestvast staal is kleurecht. Blank aluminium krijgt door oppervlakte-oxydatie een matte licht- tot donkergrijze kleur. Naturel geanodiseerd aluminium ondergaat geen kleurverandering. Elektrolytisch ingekleurde anodiseerlagen zijn over algemeen in hoge mate kleurecht. Niet-elektrolytisch ingekleurde lagen kunnen na verloop van tijd een kleurverschil vertonen.

Veel van de als paneelvulling gebruikte materialen zijn voorzien van een coating. Coatings kunnen door inwerking van UV-straling verweren, waardoor ze geleidelijk glans en kleur verliezen.

Kunststof platen, met name de transparante, kunnen verkleuren onder invloed van UV-licht.

Onbehandeld hout vergrijst na verloop van tijd. Bij hout dat behandeld is met transparante middelen treedt na enige tijd verkleuring op.

Reflectievermogen

Vliesgevels, die geheel of voor een groot deel voorzien zijn van reflecterend glas het een hoge reflectiecoëfficiënt kunnen hinderlijke schitteringen veroorzaken.

Lichtdoorlatendheid

Met zonwerend glas is ca. 25-85% zonnestraling te blokkeren = de LTA of TL-waarde.

Akoestische eigenschappen van vliesgevels

Luchtgeluidisolatie

Wat betreft de luchtgeluidsisolatie zijn montagewanden door hun geringe massa over het algemeen in het nadeel ten opzichte van zware gevelconstructies. Volgens de VKG moet bij een vliesgevel met de volgende geluidsoverdracht rekening worden gehouden:

• Geluidsisolatie buiten – binnen;
• Geluidtransport via stijlen (contact- en luchtgeluid);
• Geluidtransport via regels (contact- en luchtgeluid);
• Aansluiting tussen gevel en plafond (luchtgeluid);
• Aansluiting tussen gevel en wand (luchtgeluid).

Bouwbesluit afdeling 3.1 wil dat een uitwendige scheidingsconstructie zoals een vliesgevel een geluidwering biedt van 20 dB. Bij industrielawaai geldt dat de geluidwering niet kleiner mag zijn dan het verschil tussen de hoogst toelaatbare geluidsbelasting van 35 dB(A); bij weg- of spoorweglawaai is dit op 33 dB(A) gesteld. Bij luchtvaartgeluid kan er volgens het Bouwbesluit een geluidwering van maximaal 40 dB worden geëist.

Alle aan te tonen geluidsbelastingen en geluidweringen moeten worden bepaald en aangehouden volgens NEN 5077.

Vliesgevels met HR++ glas hebben al waardes van 52-53 dB aan geluidwering gehaald. Een vliesgevel ophangen aan de dakrand sorteert ook groot effect bij het bereiken van voldoende geluidwering, omdat er geen drukkracht aanwezig is. De dakrand moet daar dan uiteraard wel constructief op berekend zijn. De vliesgevel wordt dan slechts met afstandhouders in het gevelvlak gefixeerd. Door de ‘slappe’ gevel die op deze manier ontstaat, zijn ook een aantal decibellen te winnen.

Contactgeluidsisolatie

Bij over meer verdiepingen doorlopende gordijngevels moet geluidoverdracht via het frame voorkomen worden. Toepassingen van elastisch verende tussenlagen bij aansluitingen tussen onderdelen van de vliesgevel, onderling en op de hoofddraagconstructie kan geluidsoverdracht verminderen.

Geluidsabsorptie

Op paneelvullingen van dunne metaalplaten kan hinderlijk geluid ontstaan door regen en hagel. Deze overlast is te reduceren door de platen te voorzien van een geluidsabsorberend backing of een laag die massa verhoogd.

Geluidsproductie

Dunne plaatmaterialen kunnen door slechte detaillering of uitvoering zelf ook geluid produceren:

• in de vorm van tikken of zelfs knallen, dat ontstaat doordat gelijkmatige uitzetting en krimp wordt belemmerd;
• fluiten door het ontstaan van een sterke luchtverplaatsing via kieren en gaatjes.

Elektriciteit, magnetisme en straling bij vliesgevels

Bliksembeveiliging

Vliesgevels kunnen een onderdeel zijn van bliksemafleiderinstallaties. Metalen profielen van voldoende afmetingen kunnen met name dienst doen als afgaande leidingen voor de verbinding van de opvanginrichting op het dak naar de in de grond aangebrachte aardingssystemen. Onderbroken stijlen bij vliesgevels moeten hiervoor doorverbonden worden, bijvoorbeeld door een inwendige mofverbinding.

NEN-EN-IEC 62305 geeft aan of het noodzakelijk is om een bliksembeveiliging nodig.

Referenties

Alle genoemde normen en artikelen; productinformatie van leveranciers en fabrikanten.