Voorkom koudebruggen in staalconstructies Met Schöck Isokorb

Voorkom koudebruggen
in staalconstructies
Met Schöck Isokorb® KS en KST
Duurzaam ontwerpen
Tot in het kleinste detail
In 2002 keurde het Europees Parlement de richtlijn
over de energieprestatie en het binnenklimaat in
gebouwen goed (2002/91/CE). Ondertussen is door
de verschillende gewesten in België een regelgeving opgesteld om deze richtlijn in te voeren:
——Het Waalse gewest heeft deze regelgeving gefaseerd ingevoerd en hanteert nu een K-waarde van 45 en U-max voor woningen en een K55 en U-max voor industriële gebouwen. Vanaf 2011 is een 3e fase van kracht, met een energie prestatiepeil (EPB) E=80.
——In Vlaanderen hanteert men K45 en U-max voor woningen en K55 en U-max voor indust-
riegebouwen. De EPB wetgeving is ondertus sen aangescherpt en eist vanaf 01/01/2010
een E-peil van E80.
——In het Brussels Hoofdstedelijk gewest moeten woongebouwen voldoen aan K40 en U-max en vanaf 07/2009 een E-peil van E90 halen.
2
Voorkomen van klimaatverandering
Smeltende gletsjers, afname van het winterijs op de
Noordpool, ontdooiende permafrost, zeespiegelstijging
en hittegolven. Natuurverschijnselen die erop wijzen
dat we wereldwijd te maken hebben met een snel
veranderend klimaat. Een verandering die ecosystemen
ernstig aantast en natuurrampen tot gevolg kan hebben.
De bewustwording van het belang van een duurzame
samenleving heeft geleid tot het treffen van bindende
maatregelen door regeringen, zoals het Kyoto
Protocol 2005. Dit is een engagement van Europese
landen om de uitstoot van CO2 aanzienlijk terug te
dringen t.o.v. 1990. De doelstelling van de Belgische
regering is vastgelegd op 7,5% in 2012. In 2010 wordt in
België een stijging van 13% van de uitstoot verwacht. Dit
betekent dat de totale reductie rond de 20% moet liggen.
De noodzaak om energiezuinig te bouwen neemt dus
steeds meer toe. In 2050 wordt zelfs gesproken over
uitstoot beperkingen van 60%-80%.
Maatschappelijke en technologische ontwikkelingen kunnen een grote invloed hebben op het ontwerp van gebouwen.
De veranderende behoeften van de mens, nieuwe materialen en schaarste aan grondstoffen, zijn voorbeelden hiervan.
De industrie, ontwerpers en bouwers staan hierdoor keer op keer voor nieuwe uitdagingen: Moderne, slanke en
transparante architectuur mogelijk maken met behoud van constructieve en bouwfysische kwaliteit. Hiervoor zijn
de Schöck Isokorb® types KS en KST ontwikkeld, constructieve koudebrug onderbrekingen voor staalconstructies.
Project:
Brandweerkazerne Zwolle
Architect:
Herman Hertzberger, Architectuurstudio
HH Architects and Urban Designers, Amsterdam
Ingenieur:
ABT adviesbureau b.v., Velp
3
Koudebruggen in staalconstructies
Herkennen en voorkomen
Energieverlies
Om warmteverlies te voorkomen wordt er vaak voor
gekozen om het gebouw langs buiten te isoleren. Dit
is een oplossing die enerzijds duur is en anderzijds een
grote esthetische invloed heeft op het ontwerp.
Thermografie van een stalen ligger, waarbij geen koudebrug
onderbrekingssysteem is toegepast!
4
Condens- en schimmelvorming
Een ernstig bouwtechnisch probleem is de vorming van
condens als gevolg van koudebruggen. Condens kan
het materiaal aantasten, wat de stabiliteit in gevaar kan
brengen en ook esthetische of functionele schade tot
gevolg kan hebben. Verder zijn er gezondheidsrisico’s
voor gebruikers als gevolg van schimmelvorming op
langdurig vochtige plekken.
Staal is een vaak toegepast bouwmateriaal en is zeer goed warmtegeleidend (λ= 50 W/mK). Bij een stalen ligger, die
van binnen naar buiten loopt of direct verankerd is aan de dragende binnenconstructie, kan daardoor de warmtestroom van binnen naar buiten zeer gemakkelijk plaatsvinden. Bij goed geïsoleerde woningen en gebouwen ontstaat
er bij deze thermische lekken, naast het warmteverlies, ook gevaar voor bouwschade door vocht en schimmelvorming. Dit zijn kritische punten die al in het ontwerpstadium aangepakt kunnen worden.
Project:
Alte Glockengießerei, Heidelberg, Duitsland
Architect:
Hartmann & Hauß Architekten, Heidelberg
Ingenieur:
Ingenieurbüro Gerhard Brauch, Heidelberg
5
Thermisch onderbreken van staal – betonconstructies
Schöck Isokorb® KS
Balkon
Staalconstructie
Gewapende
betonvloer
Unieke onderbreking tussen staal en beton
De unieke combinatie: thermisch ontkoppelen
en verankeren van staal-beton verbindingen,
geïntegreerd in één element. Een verankering
tussen twee verschillende materialen zonder
gevaar voor koudebruggen.
Kopplaat
Elastische voeg
Balkon/Luifel
d ≥ 240
Staalconstructie
Kopplaat
Flexibel maatwerk
Dankzij de flexibiliteit van
het systeem kunnen oplossingen
op maat worden ontworpen en
geproduceerd.
6
Schöck Isokorb® KS is enerzijds het logische en anderzijds een uniek antwoord op de thermische ontkoppeling
tussen staal- en betonconstructies. De combinatie van de Schöck Isokorb® knooppuntoplossing in beton, op basis van
“vakwerkanalogie” en het principe van boutverbindingen in de staalbouw, zorgen samen voor een optimale verankering. Deze sluit perfect aan op de gangbare bouwmethoden van staal in combinatie met beton. De Schöck Isokorb® KS
is al voor vele projecten de passende oplossing gebleken.
Modulen voor staal-beton aansluitingen
Moment- en dwarskrachtverbindingen: Schöck Isokorb® type KS
Kant-en-klaar
Complete en kant-en-klare elementen voor een snelle
inbouw en montage op de werf.
Balkon
Staalconstructies
Gewapende betonvloer
Kopplaat
Elastische voeg
Steltolerantie op de bouw
Om afwijkingen op te vangen hebben de elementen een
steltolerantie tot 10 mm.
Complete technische documentatie
Uitgebreide technische informatie beschikbaar voor
ontwerpers en bouwers. Voorzien van o.a. typenoverzicht, capaciteiten, rekenvoorbeelden, bijlegwapening,
inbouwhandleidingen, besteksteksten en checklisten.
Bouwkundig aansluitdetail Schöck Isokorb® type KS
Dwarskrachtverbindingen: Schöck Isokorb® type QS
Stalen kolom
Balkon
Kwaliteit en duurzaamheid
Hoogwaardige materialen, permanente productiecontroles en typegoedkeuringen waarborgen een kwalitatieve en duurzame oplossing.
Staalconstructie
Gewapende
betonvloer
Kopplaat
Elastische voeg
Bouwkundig aansluitdetail Schöck Isokorb® type QS
7
Thermisch onderbreken van staalconstructies
Schöck Isokorb® KST
Staalconstructie
Uitkragende ligger
Doeltreffende koudebrug onderbreking
Schöck Isokorb® type KST is in de staalbouw de
nieuwste techniek, waarmee heel effectief
schadelijke koudebruggen worden voorkomen.
Kopplaat
Buiten
Staalconstructie
Kopplaat
Dakplaat
Damwandprofiel
Dakligger
Dakplaat
Damwandprofiel
Kolom
Dakligger
Binnen
Kwaliteit
Duurzame constructie van
roestvrijstaal en permanente
in- en externe productiecontrole
garanderen de beste kwaliteit.
8
De Schöck Isokorb® KST is een nieuwe ontwikkeling van Schöck. Testen tonen aan dat dit de beste oplossing is om
koudebruggen in staalconstructies te voorkomen. In heel Europa is de Schöck Isokorb® KST ondertussen met veel succes
toegepast in de woning-, utiliteit- en industriële bouw. Een reden voor de keuze van dit systeem in veel projecten is de
combinatie van bouwfysische met constructieve kwaliteit en uitvoeringsvriendelijkheid van het systeem met respect
voor de architectuur.
Modules voor staal-staal aansluitingen
Ontwerpvrijheid
Modulen met hoge toelaatbare krachten zijn perfect te
combineren en aan te sluiten op alle gangbare staalprofielen.
Dwarskrachtverbindingen: Schöck Isokorb® type QST
Kopplaat
Stalen
ligger
Staalconstructie
Unieke non-verbale inbouwhandleiding
Stapsgewijze visuele en taalonafhankelijke inbouwinstructie. Handig en uiterst veilig bij de toenemende
internationalisering op bouwwerven.
Eenvoudige inbouw
Montage van moduulelementen op en tussen normale
kopplaatverbindingen.
Stalen kolom
Bouwkundig aansluitdetail Schöck Isokorb® type QST
Trekkrachtverbindingen: Schöck Isokorb® type ZST
Kopplaat
Stalen
ligger
Staalconstructie
Constructief ontwerpen
Met behulp van de technische documentatie, CAD-tekeningen en het speciaal voor Schöck Isokorb® KST ontwikkelde rekenprogramma beschikt u over ideale hulpmiddelen om uw knooppuntverbindingen te ontwerpen.
Stalen kolom Stalen kolom
Bouwkundig aansluitdetail Schöck Isokorb® type ZST
9
Onderzoek
Het overtuigende bewijs
Doorgaande stalen ligger
Minimale
oppervlaktetemperatuur
Experimenteel onderzoek: Hotbox-methode
Binnenoppervlaktetemperatuurfactor
qmin = 6,1°C
fn;ri =
0,45
Traditionele oplossingen voldoen niet aan de
isolatie eisen
Met het Europees onderzoeksproject EEBIS heeft de
Universiteit RWTH in Aken gedetailleerd onderzoek
gedaan naar het efficiënt voorkomen van koudebruggen in staalconstructies. De isolatie oplossingen die nu
toegepast worden, werden hierbij op hun effectiviteit
getest.
Het resultaat: de minimum eisen, waaraan moet worden voldaan om koudebruggen te voorkomen, werden
niet gehaald.
Stalen ligger met 10 mm neopreen
tussenlaag
Minimale
oppervlaktetemperatuur
qmin = 6,9°C
10
Binnenoppervlaktetemperatuurfactor
fn;ri = 0,47
Aansluitingen: Traditioneel en met Schöck
Isokorb® KST 22
In het kader van het project ter bepaling van de koudebrug werking van een doorgaande staalconstructie
door een geïsoleerde gevel zijn vier verschillende
aansluitingen getest. Voor de staalconstructie is in alle
gevallen een HEA 220 aangehouden. Toegepaste materialen zijn: Gevelisolatie (λ = 0,035 W/mK), Neopreenlaag tussen de kopplaten (λ = 0,23 W/mK).
Experimenteel onderzoek: Infrarood opname
Stalen ligger met 10 mm neopreen tussenlaag en 30 mm isolatie aan buitenzijde
Onderzoek: Numeriek en Experimenteel
De aansluitingen zijn op vlak van hun warmteverliezen
numeriek en experimenteel beoordeeld. Numeriek zijn
ze gesimuleerd met een driedimensionaal computermodel in een EEM-programma. Experimenteel worden
de aansluitsituaties in een reëele opstelling getest
volgens de Hotbox-methode. Tijdens de meting van het
experimenteel onderzoek bevindt de aansluiting zich
tussen twee ruimten met elk een verschillende temperatuur. Op meerdere plaatsen wordt in de proefopstelling de temperatuur gemeten. Tevens wordt de verdeling van de oppervlaktetemperatuur aan de warme
zijde met een infrarood-camera vastgelegd.
Overtuigend resultaat voor Schöck Isokorb® type KST
Alleen Schöck Isokorb® KST voldeed in het onderzoek
van de RWTH in Aken aan de minimum eisen ter
vermijding van schimmelvorming. Hiervoor moet de
temperatuurfactor fn;ri van het binnenoppervlak op de
Minimale
oppervlaktetemperatuur
Binnenoppervlaktetemperatuurfactor
qmin = 8,7°C
fn;ri = 0,55
Stalen ligger met Isokorb® KST 22
Minimale
oppervlaktetemperatuur
qmin = 13,6°C
Binnenoppervlaktetemperatuurfactor
fn;ri = 0,74
meest ongunstige plaats van de aansluiting groter zijn
dan fn;ri ≥ 0,70. Dit betekent dat de minimale
oppervlaktetemperatuur θmin ≥ 12,6°C moet bedragen.
De thermische ontkoppeling van een staalprofiel met
Schöck Isokorb® KST voldoet als enige, ruimschoots aan
deze eisen.
11
Praktijk
Schöck Isokorb® in staalconstructies
Project: Sportstadion met voetbaltribune, Nieuwpoort
Architect: Studiebureau Plantec nv, Oostende
Bij de aanleg van een nieuw voetbalterrein met kunstgras, werd een nieuwe tribune voorzien. De verbinding van
de stalen bovenstructuur met een deel van de onderliggende constructie uit beton werd uitgevoerd met Schöck
Isokorb® KST koudebrug onderbrekingen, welke in deze een dragende functie hebben.
12
Project: Mercedes-Benz, Aalst
Architect: Architectenbureau M. & J-M. Jaspers – J. Eyers & partners, Leuven
Ingenieur: Studiebureau ELD partnership, Antwerpen
Het samenbrengen van alle activiteiten van Mercedes-Benz Aalst hebben er toe geleid een nieuwe infrastructuur
te bouwen. Bij de realisatie van deze nieuwbouw werd bijzondere aandacht besteed aan milieuvriendelijke maatregelen. Er is veel aandacht geschonken aan het behoud van de groenzone, afvalstromen en ook koudebruggen.
Vandaar dat Schöck Isokorb® KST een integraal deel uitmaakt van dit project.
13
Praktijk
Schöck Isokorb® in staalconstructies
Project: RWZI, Amsterdam
Architect: Herman Hertzberger, Architectuurstudio HH Architects and Urban Designers, Amsterdam
Ingenieur: Witteveen + Bos, Deventer
De RWZI te Amsterdam is een bijzonder gebouw. Ten eerste wordt voor een industrieel gebouw meestal geen
architectenbureau ingeschakeld met de kwaliteiten zoals Architectuurstudio Herman Hertzberger. Echter is deze
opdracht voortgekomen uit de duurzame relatie die was ontstaan bij de bouw van het hoofdkantoor voor het waterbedrijf in Amsterdam. Ten tweede is de RWZI het eerste project geweest in Nederland, waar de Schöck Isokorb®
KS en KST zijn toegepast. De stalenomloop aan het bedieningsgebouw van de RWZI is met Schöck Isokorb® KS,
na het aanbrengen van de stalen-vliesgevel, aan de achterliggende (prefab)betonconstructie gekoppeld met als
resultaat een perfecte bouwfysische constructieve oplossing.
14
Project: Gibas Numeriek BV, Almere
Architect: ir. T. Verbruggen, Versnel & Partners architecten en ingenieurs bv, Deventer
Ingenieur: ir. A Strobos, JVZ ingenieurs, Deventer
Dit bedrijfsgebouw kent een transparante opzet, waarbij een groot terras aan de waterzijde en een grote luifel het
gebouw lijken te laten zweven. Om deze luifel mogelijk te maken, zonder negatieve bouwfysische effecten, heeft
de architect gekozen voor Schöck Isokorb® KST.
15
Praktijk – isokorf® in staalconstructies
xxx xxxIsokorb®
Schöck
xxx xxxxinxxxx
staalconstructies
xxx
Project: Albion Riverside, Londen, Groot-Brittannië
Ontwerper: Norman Foster and Partners, Londen
De internationaal gerenommeerde top-architect Norman Foster heeft het bijzondere woon- en werkcomplex
“Albion Riverside” in hartje Londen ontworpen. Het adembenemende hoogtepunt is de stalen dakconstructie. Het
probleem echter; zeer veel koudebruggen. De Schöck Isokorb® KST is hier de oplossing: minimale warmteverliezen
en bouwfysische schade is voorkomen.
16
Project: Zwembad Duisburg Wedau, Duitsland
Ontwerper: Dr. Krieger, Architect en ingenieur, Velbert
Deze futuristische staalconstructie aan de buitenkant is verbonden met de stalen liggers in het zwembad. De tuien
dragen de dakconstructie. In het bouwfysisch kritische gebied door de gevel worden de grote stalen liggers thermisch ontkoppeld met Schöck Isokorb® KST. Een mooi voorbeeld van een technische oplossing met respect voor
het ontwerp.
17
Ontwerpen en dimensioneren
CAD-tekeningen en rekensoftware
Vooraanzicht
Zijaanzicht
1801)
210
25
150
402)
80
Isometrie
402)
25
452)
20
M16
60
KST-ZST 16 module
40
601)
100
20
Isolatietussenstuk 20 mm
30
Isolatietussenstuk 30 mm
210
1801)
20
150
452)
80
KST-ZST 16 module
80
M16
60
801)
100
Voor ontwerptekeningen en werktekeningen kunt u
ook handig gebruik maken van de CAD-tekeningen
in .dwg of .dxf formaat. Deze tekeningen zijn o.a. beschikbaar voor Schöck Isokorb® types KST, QST, ZST, KS
en QS. Een perfect hulpmiddel bij het ontwerpen van
deze bouwtechnische knooppunten. Besteksteksten zijn
beschikbaar voor alle modellen Schöck Isokorb®, compleet met productomschrijving en omschrijving van het
toepassingsgebied.
18
Naast de uitgebreide technische documentatie stelt Schöck u haar rekenprogramma ter beschikking voor het ontwerp
van thermisch te isoleren knooppunten met Isokorb® type KST. Met behulp van deze software kunt u snel en eenvoudig bepalen welke module of combinatie van modules u in uw situatie nodig heeft. Door het invoeren van de geometrie en opgave van de belastingen wordt door het programma een voorstel van de types gedaan en een controleberekening uitgevoerd op basis van Eurocode 3.
Download rekensoftware en CAD-tekeningen via
www.schock-belgie.be
Ga naar www.schock-belgie.be voor de rekensoftware
als hulpmiddel bij het ontwerpen van Schöck Isokorb®
KST oplossingen in uw staalconstructie of de handige
CAD-tekeningen, eenvoudig op te nemen in uw detailtekeningen.
Complete technische documentatie
De complete technische documentatie als handboek,
met alle modellen, constructieregels, constructievarianten, inbouwhandleidingen, bouwkundige details,
besteksteksten, checklisten, etc. kunt u kosteloos opvragen via www.schock-belgie.be.
19
Schöck service
Advisering en engineering zijn bij Schöck niet weg
te denken in haar dagelijkse activiteiten. Technische
ondersteuning is onlosmakelijk met haar producten
verbonden. Als gespecialiseerd leverancier realiseert
Schöck zich dat ontwerpers en bouwers onmogelijk alle
technische aspecten van speciale bouwsystemen kunnen
beheersen. De afdeling techniek van Schöck ziet bijzondere situaties als een uitdaging. Schöck wil voor ontwerpers en bouwers een partner zijn in een bouwteam dat
denkt in oplossingen.
Schöck België
Kerkstraat 108
9050 Gentbrugge
Tel.: + 32 9 261 00 70
Fax: + 32 9 261 00 71
www.schock-belgie.be
[email protected]
07.2013/BE-nl/130488
Speciale klantenservice
en ondersteuning zijn de
schakel tussen u en onze
producten. Een service
die voorziet in:
——Technische product
advisering
——Complete projectengineering
——Oplossingen op maat
——Scholing en begelei-
ding
——Productpresentaties
Bezoek onze homepage
op www.schock-belgie.be
voor uitgebreide informatie over onze producten:
——Algemene bedrijfs-
informatie, project-
referenties
——Productinformatie
——Downloads van
documentatie en CAD-
bestanden
——Handige rekensoftware