T
C
B
I T D E P R A K T IJ K t
t
U
W
HOUTEN TERRASVLOEREN
Geert Lejeune, ir., vzw Hout Tom Van den Bossche, ing., adviseur bij de afdeling Technisch Advies, WTCB Dit artikel is een bewerking van het artikel door dezelfde auteurs, verschenen in Houtnieuws nr. 105 [5].
De tendens om steeds meer natuurlijke produkten toe te passen, is ook merkbaar bij de vloerbedekkingen van terrassen, waar tegenwoordig vrij frequent voor hout gekozen wordt. Een aantal technische overwegingen dient bij het ontwerp van een dergelijke vloerafwerking gemaakt te worden, ten einde een bevredigend resultaat te bekomen. Hierbij denken we onder andere aan de levensduur, het estetisch aspekt, de sterkte en de bruikbaarheid bij langdurig hoog vochtgehalte van de houten terrasvloeren.
1
HOUTSOORTEN
De houtsoorten, die voor een terrasvloer gebruikt worden, moeten aan een aantal technische eisen voldoen. De belangrijkste eigenschappen zijn wellicht de duurzaamheid en de hardheid van het materiaal. Aangezien het hout zonder enige bescherming bloot staat aan de weersinvloeden en vaak over langere periodes vochtig blijft, kan enkel zeer duurzaam hout gebruikt worden. Deze duurzaamheid kan natuurlijk zijn of kan bereikt worden door middel van een verduurzamingsprocédé. Het laatste is voornamelijk het geval bij gebruik van naaldhoutsoorten, die door een vacuüm-drukbehandeling geïmpregneerd worden. De meeste daarbij gebruikte produkten zijn fixerende zouten; soms
neemt men zijn toevlucht tot middelen in organische oplossingen. Voor hout in kontakt met de grond wordt het goedkeuringsprocédé A4 toegepast. Voor hout bestemd voor buitengebruik, doch niet in kontakt met de grond, geldt procédé A3. Beide procédés worden toegepast op hout dat normaal geen machinale bewerkingen meer moet ondergaan, zoals zagen, boren, schaven, frezen en dergelijke. Het drenkingsstation moet een technische goedkeuring hebben, uitgereikt door de Belgische Unie voor de technische goedkeuring in de bouw (BUtgb). Het eenvoudig instrijken van een niet-duurzame houtsoort met een houtbeschermingsmiddel is bij lange
Afb. 1 Houten terrras.
17
HERFST 1994
f
i
j d i s c h r
T
C
B
t
t
W
slijten. Deze eisen stellen voor de meeste tropische houtsoorten geen probleem. Een lichte houtsoort als Western Red Cedar wordt daarom slechts toegepast bij terrasvloeren voor privégebruik. In dat geval houdt men rekening met een mogelijke versnelde slijtage en met estetische beschadigingen (b.v. indrukking). Men kan stellen dat vanaf een volumieke massa van 600 kg/m3 er zich op dit vlak geen probleem meer voordoet.
na niet voldoende om houten terrasvloeren een voldoende levensduur te garanderen. Er is evenwel ook een groot aantal houtsoorten die van nature voldoende duurzaam zijn en geen verduurzaming behoeven. Aan te raden is om voor terrasvloeren houtsoorten te kiezen die tot de duurzaamheidsklasse I of II behoren. Het is belangrijk op te merken dat de duurzaamheidsklasse van hout enkel slaat op het kernhout en niet op het spint. Spint is ook bij zeer duurzame houtsoorten niet bestand tegen schimmels. Het is onmogelijk uit het duurzaamheidsonderzoek de exacte levensduur te bepalen, toch kunnen ruime grenzen vastgelegd worden.
Verder mogen de houtsoorten niet te veel werken, scheuren of kromtrekken. Deze laatste eisen zijn voor terrasvloeren veel minder streng dan bij voorbeeld voor ramen en deuren : het is immers niet te vermijden dat een plank in een terrasvloer krom trekt onder invloed van afwisselende zon en regen. Hierdoor komt het dat men voor terrasvloeren vaak houtsoorten kiest, die weliswaar duurzaam zijn maar toch
Behalve een goede duurzaamheid moet hout voor terrassen ook een voldoende mechanische sterkte hebben en weerstand bieden tegen afTabel 1 Enkele eigenschappen van houtsoorten.
HOUTSOORT
DUURZAAMLEVENSDUUR VOLUMIEKE HARDHEID VERDUURZAHEIDS(hout in weer MASSA VOLGENS MING NOODKLASSE en wind) [jaar] (1) [kg/m3] JANKA (2) [N] ZAKELIJK
Inlands grenen
III - IV
15 - 30
500
–
ja
Noords grenen
III - IV
15 - 30
500
2940
ja
Oregon Pine
III
20 - 30
550
2940
ja
Vuren
IV
10 - 20
450
1570 - 1910
ja
Western Red Cedar
II
30 - 50
350
1470
neen
Afzelia
I - II
50 en meer
800
8200
neen
Azobé
I - II
25 en meer
1050
17000
neen
Balau, yellow (Bangkirai)
II - III
25 en meer
950
7300
neen
Iroko
I - II
25 en meer
650
5600
neen
II - IV
10 - 50
550 (3)
4310
neen
Merbau (4)
I - II
25 en meer
800
6700 - 8670
neen
Tatajuba
I - II
25 en meer
800
7700
neen
Teak
I (5)
50 en meer
650
4450
neen
Meranti, red
(1) Levensduur na behandeling. (2) Gemiddelde hardheid volgens Janka (overgenomen uit Hout Vademecum) [2] : zeer hard > 10500 N; hard > 7500 N; vrij hard > 5000 N; vrij zacht > 3000 N; zacht > 1500 N; zeer zacht < 1500 N. (3) Opdat rood meranti in deze toepassing een te verwachten levensduur zou hebben van minstens een tiental jaar, wordt aangeraden hout te gebruiken van minstens 550 kg/m3, dit in overeenstemming met wat voor buitenschrijnwerk wordt voorgeschreven. (4) Merbau bevat in water oplosbare stoffen, die kunnen uitlopen en vlekken veroorzaken. Men dient er rekening mee te houden dat deze stoffen giftig kunnen zijn, onder andere voor vissen. De vlekken kunnen best verwijderd worden met lauw bleekwater. (5) Van teakhout uit plantages kan de natuurlijke duurzaamheid lager zijn : klasse I - III.
18
HERFST 1994
f
i
jd i s c h r
T
C
B
I T D E P R A K T IJ K t
t
U
W
3.1
niet geschikt zijn voor buitenschrijnwerk, en daardoor meestal iets goedkoper zijn.
Details in verband met de helling en de waterafvoer van balkons zullen opgenomen worden in een Technische Voorlichting over de uitvoeringsprincipes van details bij platte daken, die binnenkort zal verschijnen.
Tenslotte spelen ook de gladheid en de versplinterbaarheid van het hout een rol. Het profileren van het oppervlak van het hout kan het slipgevaar in belangrijke mate beperken. Om het uitglijden over het eventueel aanwezige mos te verhinderen, dient men de planken regelmatig af te schuren met een harde borstel en water waaraan 10 % bleekwater is toegevoegd.
Indien onder de waterdichting een warmte-isolatie is aangebracht, dient men er steeds op te letten dat de belasting onder de steunpunten van de houten vloerbekleding beperkt wordt. In dit verband dient opgemerkt dat een balkonvloer ontworpen moet worden rekening houdend met de toegankelijkheidsvoorwaarden.
Het is aan te raden bij het schaven van de beplanking de scherpe hoeken te breken, dit om splinters te vermijden. Bij zware tropische soorten is het risico op splinters het grootst.
2
De toelaatbare belasting is afhankelijk van het toegepaste isolatiemateriaal. Naargelang van hun drukweerstand worden isolatiematerialen volgens de UEAtc-richtlijnen onderverdeeld in vier klassen. Isolatiematerialen van de klassen C en D mogen toegepast worden op toegankelijke daken. Isolatiematerialen van de klasse C vertonen onder een belasting van 40 kN/m2, uitgeoefend bij een temperatuur van 60 °C (of bij 80 °C voor warme daken), geen indrukking van meer dan 5 %, terwijl isolatiematerialen van de klasse D aan dezelfde voorwaarden voldoen bij een belasting van 80 kN/m2. Voor daken voorzien van een houten vloerbekleding kan uitgegaan worden van de proefresultaten bij 60 °C.
AFWERKING VAN HOUTEN TERRASVLOEREN
Van hout dat onbehandeld in de zon ligt, zal onder invloed van de lichtstralen het buitenste, mikroskopisch dunne laagje ontbinden. Het hout krijgt daardoor een grijze kleur. In gebieden waar de lucht zeer vervuild is, kan de kleur donkerder zijn dan het normale zilvergrijs. Het vergrijzen kan enkel tegengegaan worden door op het hout een laag aan te brengen, die de UV-stralen tegenhoudt. Deze laag moet gekleurd zijn : een doorzichtige laag laat de UVstralen namelijk door. Hierdoor degradeert het hout onder de vernislagen, waardoor het vernis zijn hechting verliest en afschilfert.
Om de steunvlakken van een houten vloerbekleding te dimensioneren, dient men de rekenspanningen bij langdurige belasting te vergelijken met de proefresultaten. Voor kortstondige belastingen stellen we voor, de rekensterkte van het isolatiemateriaal met 50 % te verhogen. Hierbij zou men rekening kunnen houden met een partiële veiligheidskoëfficiënt van 1,5.
Het is echter moeilijk om op een terrasvloer een afwerklaag in goede staat te behouden. Men loopt immers vanuit de tuin op het terras, verschuift er meubels op enz. Vandaar dat het bijna steeds aan te raden is, het hout niet af te werken en gewoon te laten vergrijzen.
Indien er plaatselijk zware puntlasten kunnen optreden (b.v. zware bloembakken), dienen bijzondere maatregelen getroffen te worden om te vermijden dat het isolatiemateriaal overbelast wordt. Vanuit dit standpunt kan men stellen dat de oplegvlakken enkel bij homogeen verdeelde gebruiksbelasting dienen gedimensioneerd te worden. Indien de drukweerstand van het isolatiemateriaal niet overschreden wordt, dient er geen nazicht te gebeuren van de spanningen in het waterdichtingsmembraan.
Over het gebruik van oliën zijn de meningen verdeeld. In ieder geval is het gebruik van zuiver plantaardige oliën af te raden. Ze kunnen immers de voedingsbodem vormen voor ongewenste mikro-organismen.
3
BALKONS
OPBOUW VAN HET TERRAS
Houten terrasvloeren kunnen als balkon en als terras op het grondniveau uitgevoerd worden. Verschillende uitvoeringswijzen komen daarbij in aanmerking. Hierna bespreken we er een tweetal van.
Volgens de norm NBN B 03-103 dient men voor het dimensioneren van balkons een gebruiksbelasting van 4000 N/m2 in rekening te brengen. Voor de dimensionering van terrassen en dakterrassen dient men rekening te 19
HERFST 1994
f
i
j d i s c h r
T
C
B
t
t
W
houden met een gebruiksbelasting van 2000 N/m2. Wanneer de steunvlakken van tegeldragers of houten vloerbekledingen berekend worden met een gebruiksbelasting van 4000 N/m2 leidt dit tot weinig realistische dimensies. Gezien de korte duur van deze hoge belasting en het beperkte risico lijkt het ons aanvaardbaar ook de vloerbekleding van balkons te dimensioneren met een gebruiksbelasting van 2000 N/m2.
f
i
jd i s c h r
van het hout te verhinderen. Deze blokjes dienen minstens 10 tot 20 mm hoog te zijn. Doorgaans zal men hier rubberen blokjes toepassen. Omwille van het onderhoud is een vrije hoogte van minstens 5 cm tussen de afdichting en de planken gewenst. De dragende kepertjes worden zoveel mogelijk evenwijdig met de helling van het balkon geschikt. In geen geval mag de waterafvoer verhinderd worden. Om de bewegingen van het hout onder invloed van de wisselende relatieve luchtvochtigheid vrij en spanningsloos te laten verlopen, is het noodzakelijk de planken met open voegen te plaatsen. Voor courante plankbreedten (10 tot 14 cm) zijn voegbreedten van 5 tot 10 mm aan te raden. Bij de keuze van de plankbreedte dient men er rekening mee te houden dat brede planken gemakkelijker schotelen dan smalle planken. De dikte van de planken kan berekend worden aan de hand van de STS 31 [3].
Uitgaande van deze hypotesen vindt men voor bevloeringen voor privé-gebruik een minimale oplegvlak van 9 % van het horizontale oppervlak, indien het toegepaste isolatiemateriaal van de klasse C is, en 4,5 % indien de isolatie van de klasse D is (zie rekenvoorbeeld). Rekenhypotesen Gebruiksbelasting : 2000 N/m2 Eigen gewicht van de vloerafwerking : 500 N/m2 Isolatiemateriaal van de klasse C
Gegevens : Q = gebruiksbelasting (bij terrassen voor privé-gebruik : 2000 N/m2) G = blijvende belasting (in N/m2) F = plaatselijke puntlast (in N) b = breedte van de plank (in m) e = breedte van de voeg tussen de planken (in m) B =b+e l = afstand tussen de ondersteuningen van de planken (van as tot as gemeten in m) d = dikte van de beplanking (in m) fck = karakteristieke buigsterkte van het hout (in N/m2) E = elasticiteitsmodulus van het hout (in N/m2)
Gelijkmatig verdeelde belasting van lange duur ◆ Rekenwaarde van de belasting : γg x Gk + γq x ψ21 x Q γg en γq : partiële veiligheidsfaktoren (γg = 1,35 en γq =1,5) (1) ψ21 : partiële samenstelfaktor = 0,5 (1) Gk : karakteristieke waarde van de blijvende belasting Q : karakteristieke waarde van de gebruiksbelasting 1,35 x 500 N/m2 + 1,5 x 0,5 x 2000 N/m2 = 2175 N/m2 ◆ Rekenwaarde voor de drukweerstand van het isolatiemateriaal bij langdurige belasting : 40 000 N/m2 / 1,5 = 26 667 N/m2 ◆ Minimale oplegoppervlakte bij belasting van lange duur : 2175 N/m2 / 26 667 N/m2 = 0,08 (8 %)
Sterktecriterium bij gelijkmatig verdeelde belasting : d ≥ l.2
Gelijkmatig verdeelde belasting van korte duur ◆ Rekenwaarde van de belasting : γg x Gk + γq x Q 1,35 x 500 N/m2 + 1,5 x 2000 N/m2 = 3675 N/m2 ◆ Rekenwaarde voor de drukweerstand van het isolatiemateriaal bij kortstondige belasting : (40 000 N/m2 x 1,5) / 1,5 = 40 000 N/m2 ◆ Minimale oplegoppervlakte bij belasting van korte duur : 3675 N/m2 / 40 000 N/m2 = 0,09 (9 %)
1, 313(1, 35G + 1, 50Q) B . fck b
(1)
Doorbuiging bij gelijkmatig verdeelde belasting : 46, 88(2G + 0, 50Q) B . E b Sterktecriterium bij plaatselijke puntlast : d ≥ l.3
d≥2
10, 5
2
. (0, 375Fl + 0,169GBl )
(2)
(3)
fck b Doorbuiging bij plaatselijke puntlast :
1
( ) Uitgewerkt voorbeeld volgens de norm NBN B 03-001 [1]. d ≥ 3 75.
F
2
. l + 93, 76 .
Eb
Doorgaans zal men als vloer een raster van houten kepers toepassen, waarop de planken, die de vloerbekleding uitmaken, bevestigd worden. Onder de kepers dient men blokjes van onrotbaar en niet-capillair materiaal aan te brengen, ten einde de ponsdruk op de afdichting te beperken, de afvoer van het water mogelijk te maken en het kontinu vochtig-zijn
GB
.l
3
Eb
Voor enkele courante gevallen werd een overzichtsgrafiek opgenomen (afb. 2). Bij de berekeningen werd uitgegaan van volgende hypotesen : ◆ gebruiksbelasting : Q = 2000 N/m2 ◆ plaatselijke puntbelasting : F = 2000 N, verdeeld over twee planken (2 x 1000 N)
20
HERFST 1994
(4)
T
C
B
I T D E P R A K T IJ K t
t
U
W
30
Berekende dikte van de planken [mm]
Berekende dikte van de planken [mm]
40
40
vgl. 4
vgl. 3
20
f
j d i s c h r
i
50
35
30
vgl. 2 10 vgl. 1
25
0 0,100,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 Overspanning van de planken as op as [m]
Afb. 2 Berekening van de plankdikte afhankelijk van de overspanning.
20
◆ sterkteklasse van het hout : C7 ◆ elasticiteitsklasse van het hout : C7 ◆ toelaatbare, uitgestelde doorbuiging : 1/300 van de overspanning l.
15 1
10
Men kan uit afbeelding 2 afleiden dat de gelijkmatig verdeelde gebruiksbelasting nooit bepalend is voor de sektie van de planken. De plaatselijke puntlast is steeds de maatgevende faktor (vergelijkingen 3 en 4).
2 3
Afb. 3 Berekening van de plankdikte afhankelijk van de overspanning (vergelijkingen 3 en 4). 1. plank van 10 cm breedte 2. plank van 12 cm breedte 3. plank van 14 cm breedte
0,100,200,30 0,40 0,50 0,60 0,70
Overspanning van de planken as op as [m]
3.2 Voor de eenvoud van het gebruik werden de takken van vergelijkingen 3 en 4, die bepalend zijn voor de vereiste minimum plankdikte, voorgesteld in afbeelding 3. Uit die grafiek blijkt duidelijk de invloed van de breedte van de plank. Om de vervormingen door wisseling van het houtvochtgehalte te beperken, worden soms grotere dikten aangehouden dan deze afgelezen in afbeelding 3.
TERRAS OP GRONDNIVEAU
Voor de opbouw van houten terrasvloeren op grondniveau zijn diverse oplossingen te bedenken. Het voorbeeld van afbeelding 5 (p. 22) is dan ook slechts één van de vele mogelijkheden. Het terras bestaat uit dragende balken, waarop kepers en tenslotte planken worden bevestigd. De dragende balken worden ondersteund door kolommetjes van metselwerk. Het metselwerk wordt bovenaan best hellend afgewerkt, zodat er geen water blijft staan ter hoogte van de oplegging van de houten balken. Tussen het metselwerk en de houten balken dient men een stuk polymeerbitumen of syntetisch membraan aan te brengen, ten einde het hout te beschermen tegen opstijgend vocht. De balken dienen zo gedimensioneerd te worden, dat zij voldoende stijf zijn en de normaal te verwachten belastingen kunnen opnemen.
Op plaatsen waar langdurig zware belastingen kunnen optreden, moet de overspanning beperkt worden of dient men dikkere planken te gebruiken. Volgens de oude norm NBN B 46-401 (1982) diende men de opstanden van de waterdichting minstens 15 cm hoger op te trekken dan de bovenkant van de vloerbekleding. Voor vloerbekledingen zoals hier beschreven, bestaat de tendens evenwel om de hoogte van de opstanden te beperken tot 15 cm boven de afdichting, doch mits er een hoogteverschil is van 5 cm tussen de bovenkant van de beplanking en de bovenkant van de opstand (afbeelding 4, p. 22).
Om kruidgroei te vermijden, kan men de grond onder het terras afdekken met een zwart, geperforeerd membraan of geotextiel, waarop een laag grind of keien wordt gestort.
21
HERFST 1994
T
C
B
t
t
W
1. beton 2. hellingsbeton 3. isolerende bouwblok 4. dampscherm 5. loden slab 6. waterkering 7. dorpel 8. isolatie 9. dakafdichting 10.plankenvloer
6 3
AAA AAA AAA AAAAA AAAA AA AA AA 3
1
7
5
8
9
10 ≥ 50 mm
AAA AAA 2
≥ 150 mm
Afb. 4 Aansluiting terras/dorpel, waarbij de dorpel bij de renovatie niet weggenomen wordt.
4
7
zo dat bij het inschroeven grote krachten ontwikkeld worden, die de zinklaag in de kruiskop van de schroef beschadigen, waardoor de schroef van hieruit begint te roesten. Bovendien bevatten vele duurzame houtsoorten, als Western Red Cedar, stoffen die non-ferrometalen kunnen aantasten. Het is dan ook aan te raden steeds met roestvrije schroeven te werken.
6
AAA 3
5
Door het zwellen van het hout kunnen soms aanzienlijke spanningen optreden in de schroeven. Hierbij kan het gebeuren dat de kop van de schroeven afbreekt. De spanningen zullen des te hoger zijn, naarmate het hout meer zwelt en de elasticiteitsmodulus alsook de evenredigheidsgrens van het hout groter zijn (b.v. azobé). Bij deze houtsoorten verdient het aanbeveling om het aanvangsvochtgehalte niet lager te nemen dan 18 % en/of de schroeven na het vastdraaien lichtjes terug te draaien. ■
4
2 1
Afb. 5 Mogelijke opbouw van een houten terrasvloer. fundering kolom van metselwerk zwarte folie grind
3.3
5. afdichting 6. draagstruktuur 7. plankenvloer
Spanning
1. 2. 3. 4.
BEVESTIGINGSMIDDELEN Het gebruik van gewoon stalen schroeven voor buitenterrassen is uiteraard uit den boze : niet alleen roesten ze sneller dan normaal onder invloed van sommige bestanddelen van het hout, maar bovendien kunnen ze belangrijke en moeilijk te verwijderen verkleuringen veroorzaken.
Breuksterkte
Evenredigheidspunt
Afb. 6 Spanning/rekdiagram van hout.
Vaak worden gegalvaniseerde schroeven gebruikt. Alhoewel deze soms voldoen, worden toch problemen vastgesteld. Het is inderdaad Relatieve vervorming
22
HERFST 1994
f
i
jd i s c h r
T
C
B
I T D E P R A K T IJ K t
t
U
W
LITERATUURLIJST Instituut voor Normalisatie 1 Belgisch NBN B 03-001 Algemene beginselen voor de bepaling der veiligheid en gebruiksgeschiktheid
van draagwerken. Brussel, BIN, 2de uitgave, 1988.
2
Heilig P.M. Hout Vademecum. Deventer - Antwerpen, Kluwer Technische Boeken BV, Stichting Centrum Hout, in samenwerking met het Houtinstituut TNO, 1989. van Verkeer en Infrastruktuur 3 Ministerie STS 31 Timmerwerk. Brussel, MVI, Eengemaakte Technische Specificaties, december 1990. L. 4 Salomez Konstruktiehout : een stand van zaken. Brussel, Wetenschappelijk en Technisch Centrum
voor het Bouwbedrijf, WTCB-tijdschrift, zomer 1994.
den Bossche T. en Lejeune G. 5 Van Houten terrassen : constructieprincipes. Brussel, Interfederaal Houtvoorlichtingscentrum,
Houtnieuws, nr. 105, 2de trimester 1994.
23
HERFST 1994
f
i
j d i s c h r