Acrylaat, PC en GRP zijn met name geschikt voor lichtkoepels en daklichten

De specifieke eigenschappen van acrylaat, PC en GRP maken ze erg geschikt voor met name lichtkoepels en daklichten. Maar er zijn ook een aantal instinkers, waar even goed op gelet moet worden, zoals de eigenschappen bij brand en de bestandheid tegen chemische stoffen. Daarover en meer vind je hieronder een overzicht.

 

Mechanische eigenschappen van lichtkoepels, daklichten

Materiaalsterkte

Materiaalsterkte van enkele kunststoffen:

 

 

Elasticiteitsmodulus MPa

Treksterkte MPa    

Buigsterkte MPa    

Rek bij breuk %

Schokbestendigheid Charpy kJ/m2

Acrylaat

3.300

75-80

110-140

3,5-5,5

15

PC

2.200

60-70

75-90

> 110

35

GRP

5.000-50.000

65-150

150

1,7-1,86

1,2

 

Indien spanningen in het element aanwezig zijn, b.v. ten gevolge van een starre bevestiging zal na verloop van tijd spanningscorrosie (het ontstaan van scheurtjes ter plaatse van de spanningen) optreden. De mate waarin dit gebeurt is afhankelijk van het milieu, de grootte van de spanning en de tijdsduur.

 
Oppervlakte-eigenschappen
  • Krasvastheid: sommige kunststoffen kunnen  gemakkelijk bekrast worden. Acrylaat is zeer goed krasvast, krassen kunnen slechts ontstaan met materialen die even hard of harder zijn dan een 9H-potlood. In PC in normale uitvoering kunnen geen zichtbare krassen gemaakt worden met een 3B-potlood. Voor een betere bestandheid tegen krassen is PC verkrijgbaar met een kraswerende coating.
  • Slijtvastheid: de slijtvastheid van acrylaat is vergelijkbaar met die van aluminium.

 

Vuur, explosie en lichtkoepels, daklichten

Brandbaarheid

Acrylaat, PC, GRP en PVC zijn brandbaar in de zin van NEN  6064.

In NEN  6063 wordt een methode beschreven, waarmee kan worden bepaald of een daklicht al dan niet als brandgevaarlijk moet worden beschouwd, bij blootstelling aan vliegvuur en een beperkte warmtestralingsintensiteit.

 
Brandvoorplanting

Enkele lichtkoepels en daklichten van GRP met zelfdovende eigenschappen voldoen aan klasse B of C volgens NEN-EN 13501-1.

 
Rookontwikkeling

Het Bouwbesluit gaat anders om met rook-, brand-, subbrandcompartimenten. Als de opdeling van een ruimte in brandcompartimenten onmogelijk of onwenselijk is, kan volgens het ‘gelijkwaardigheidsbeginsel’ een andere, maar gelijkwaardige, oplossing worden voorgesteld. Als het niet mogelijk is om rookcompartimentering of voldoende uitgangen te realiseren, kan een rookwarmteafvoer-installatie (RWA) een gelijkwaardige oplossing bieden. Er zijn dakluiken in de handel die lichtdoorlatend zijn en die als rookluik kunnen fungeren.

 

Een RWA-installatie moet ten alle tijden functioneren. Daarvoor moet de bekabeling volgens NEN 1010 zijn uitgevoerd. Als er onverhoopt toch een storing optreedt, dan moeten de rookluiken automatisch openen. De rookluiken mogen in geopende stand niet nadelig door wind beinvloed worden.

 
Brandwerendheid

Een brand zal eerder via de gevel overslaan op naastliggende gebouwen, dan via het dak. Toch kunnen er brandwerendheidseisen gesteld worden aan de brandwerendheid van daglichtopeningen in platte daken.

 

Met NEN 6068, de bepalingsmethode voor brandoverslag tussen brandcompartimenten, kan worden vastgesteld of voldoende afstand in acht genomen wordt tussen twee dakopeningen. Daarin staat in een nieuwe paragraaf een vuistregel voor brand­overslagtrajecten van dakopeningen naar opgaande gevels. Met deze vuistregel kan vastgesteld worden of de plaats en de afmeting van de gekozen dakopening voldoende afstand tot de erfgrens overblijft om brandoverslag naar een opgaande gevel te voorkomen.

 

Ten opzichte van de buren wordt brandoverslag bepaald spiegelsymmetrie beginsel. Daarbij moet je ervan uit gaan dat aan de andere kant van de erfgrens  een identiek object staat opgesteld.

 

Uit bovenstaande kan volgen dat daklichten in platte daken 30 minuten of zelfs 60 minuten brandwerend moeten worden uitgevoerd. Aan deze eisen is met glazen daklichten te voldoen, of met kunststof lichtkoepels waaronder brandwerend draadglas is opgenomen. Die laatste optie staat of valt met goede aansluitingen rondom.

 
Gedrag bij brand

Het gedrag van acrylaat- en PC-daklichten bij brand wordt hoofdzakelijk bepaald door het thermoplastisch gedrag en de brandbaarheid van het materiaal. Bij brand wordt het materiaal zachter en vervormt het element onder invloed van het eigen gewicht en zal tenslotte in elkaar zakken. Bij toepassing van dubbelwandige elementen zal t.g.v. de afschermende werking van het onderste element, het bovenste langer intact blijven.

 

Het gedrag bij brand van GRP-daklichten wordt bepaald door het feit dat GRP een thermohardende kunststof is (smelt niet, wordt weinig week) en de aanwezige nabijheid van de onbrandbare glasvezels. Zonder open vuur in de nabijheid zal het materiaal zijn samenhang behouden, ook bij hogere temperatuur. Bij aanraking met open vuur zal GRP gaan branden, waarbij de samenhang van de glaswapening geringer wordt. Tenslotte zal het element inzakken en naar beneden vallen. GRP met zogenaamde "zelfdovende" eigenschappen zal bij aanraking met een vlam, evenals "gewone" GRP, gaan branden. Na het wegnemen van de vlam, dooft het materiaal echter.

 

Vliegvuur zal weinig of geen (zichtbare) invloed hebben. Grotere brandende delen kunnen  zogenaamde "niet-zelfdovende" GRP daklichten, vooral aan de randen, tot ontbranding brengen.

 

Daklichten van brandwerend glas kunnen een brandwerendheid tot 60 minuten leveren, mits de opstanden en aansluitingen ook aan die eis voldoen.

 
Verbrandingsproducten

Voor acrylaat bestaan de gasvormige verbrandingsproducten uit kooldioxide, koolmonoxide en water; voor GRP in hoofdzaak uit kooldioxide, koolmonoxide, koolwaterstoffen, water en variërende hoeveelheden styreen of een ander bij de vervaardiging gebruikt monomeer. GRP, dat "zelfdovend" is gemaakt met behulp van chloorverbindingen, zal bij verbranding zoutzuur afscheiden.

 

Gassen, vloeistoffen, vaste stoffen en lichtkoepels, daklichten

Luchtdoorlatendheid, waterdichtheid

Bij enkelwandige lichtkoepels en daklichten ontstaat het gevaar op condensatie. Om dat tegen te gaan moeten enkelwandige daklichten aan de binnen zijde geventileerd worden met buitenlucht. Dit betekent, dat de ruimte tussen het lichtdoorlatend element en de opstand niet geheel mag worden afgesloten. Door het afdichtingsprofiel tussen bijvoorbeeld daklicht en opstand op enkele plaatsen te onderbreken, kan de noodzakelijke ventilatie verkregen worden.

 

Indien lichtkoepels en daklichten niet geventileerd kunnen worden, dienen voorzieningen t.b.v. afvoer van condenswater te worden getroffen. Sommige fabrikaten zijn uitgevoerd met condensgootjes.

 

Het gevaar van naar beneden vallend condenswater ontstaat bij hellingen < 40°.

 

Warmtedoorgangscoëfficiënt en omstandigheden, waarbij nog juist geen condensatie optreedt.

 
Bestandheid

De chemische bestandheid van kunststoffen en glas voor daklichten staan in de onderstaande tabel vermeld. De fabrikant zal in het algemeen uitgebreide lijsten betreffende chemische bestandheid van het door hem verwerkte basismateriaal ter beschikking stellen.

 

Chemische bestandheid van enkele kunststoffen

 

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

Acrylaat

+

+

o

o

+

+

+

-

o

-

-

-

+

+

PC

+

+

o

o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GRP

+

+

o

+

o

-

+

+

+

+

+

+

+

+

 

a = water; b = anorganische zwakke zuren; c = anorganische sterke zuren; d = oxiderende zuren; e = zwakke logen; f = sterke logen; g = benzine; h = benzeen, xyleen, tolueen; i = alcoholen; j = ketonen; k = esters; l = gechloreerde oplosmiddelen; m = minerale vetten en oliën; n = zoutoplossingen  

 

+ = bestand; o = beperkt (voorwaardelijk) bestand; - = niet bestand

 

Ter vergelijking

 

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

glas

+

+

o

+

o

-

+

+

+

+

+

+

+

+

staal

-

-

-

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

aluminium

+

-

-

-

-

-

+

+

+

+

+

+

+

+

hout

-

+

o

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

beton

+

-

-

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

 

Thermische eigenschappen van lichtkoepels, daklichten

Uitzetting

Bij de bevestiging van kunststof lichtkoepels of daklichten met behulp van schroeven of bouten moet rekening worden gehouden met het vrij grote verschil in uitzettingscoëfficiënt tussen verschillende materialen, die worden gebruikt voor daklicht enerzijds en opstand of dak anderzijds.

 

Materiaal

Lineaire uitzettingscoëfficiënt (·10-6K-1)

Daklichten

 

Acrylaat

50 - 90

PC

50 - 70

glas

8 - 10

Opstanden/dak

 

PVC

80 - 100

AVP

 

polyester

 

aluminium

23,8

naaldhout/loofhout

8/5

 
Geleiding

Uit warmtetechnische overwegingen is het van belang de warmtedoorgangscoëfficiënt (U) van het lichtdoorlatende element (inclusief mogelijke opstand), afhankelijk van de toepassing, als criterium te laten gelden bij de keuze van daklichten, i.v.m. warmteverlies en condensvorming.

 

Daklichten met meerwandige opbouw hebben een ingesloten luchtspouw met een dikte van minimaal 20 mm. Daar, waar binnen - en buitenblad van deze elementen bij elkaar komen, zal de warmtedoorgangscoëfficiënt snel een zodanige waarde bereiken, dat gevaar voor condensvorming optreedt.

 

Als waarden voor de warmtedoorgangscoëfficiënt kunnen  ter indicatie worden aangehouden:

 

 

Warmtedoorgangscoëfficiënt U, W/(m2·K)

Enkelwandige panelen

6-5

Dubbelwandige panelen

3,0-2,5

Driewandige panelen

2,0-1,85

Extra isolerende uitvoeringen

1,5-1,3

Blank enkel glas

5,7

Blank dubbel glas

2,8

HR-glas (niet zonwerend)

> 1,6 - 2,0

HR+ glas (niet zonwerend)

> 1,2 - 1,6

HR++ glas (niet zonwerend)

0,8 - 1,2

3-voudig glas

0,53 - 0,52

 
Gebruikstemperatuur, bestandheid

Voor lichtdoorlatende lichtkoepels en daklichten van kunststof gelden onderstaande temperaturen in °C:

 

 

Gebruikstemperaturen (onbelast)

Acrylaat

-40 tot +70

PC

-100 tot +130

GRP

-40 tot +130

 

Optische eigenschappen van lichtkoepels, daklichten

Kleurechtheid

Glas zal enigszins verweren, als gedurende lange tijd een laagje vocht op het glas aanwezig is. Acrylaat zal onder invloed van UV-stralen verouderen. De afbraakproducten zijn echter lichtdoorlatend. Op de lange duur uit deze veroudering zich dan ook voornamelijk in een achteruitgang van de mechanische eigenschappen.

 
Reflectievermogen

Er zijn acrylaat lichtkoepels leverbaar, die aan de binnenzijde zijn voorzien van een opgedampt goudlaagje. De infraroodstraling wordt hierdoor gereflecteerd, waardoor de zontoetredingsfactor met ca. 50% afneemt.

 

Daglichtbuizen worden vaak met vaste buizen en voorgevormde bochtstukken uitgevoerd. Vaste buizen hebben een hogere reflectiegraad (tot 99,7%) dan flexibele buizen. Om daglicht op donkere dagen of van een laagstaande zon op te vangen, worden er door fabrikanten reflectoren (aan de noordzijde), ringachtige of prismavormige voorzieningen in de koepel verwerkt.

 
Lichtdoorlaatbaarheid

De mate van helderheid en graad van diffusie is afhankelijk van het soort materiaal (helder, opaal, diffuus), de bewerking (gefigureerd) en de uitvoering (enkel- of meerwandig, met of zonder onderlegplaat).

 

De lichttoetredingsfactor TL-waarde (= oude LTA-waarde), d.w.z. de verhouding tussen direct ingestraalde spectrale zonne-energie en de totale opvallende zonne-energie van de verschillende materialen:

 

Kunststof

Lichttoetredingsfactoren (TL-waarde)

 

helder

opaal gekleurd

meerwandig

Acrylaat

0,78-0,92

0,17-0,75

0,50-0,84

PC

0,74-0,90

0,46-0,70

0,65-0,80

GRP

n.v.t.

0,75-0,92

n.v.t.

 

Bovenstaande waarden kunnen  negatief worden beïnvloed ten gevolge van vervuiling van het daklicht aan de buitenzijde (bijvoorbeeld. bosrijk gebied of zware industrie) een aan de binnenzijde (bijvoorbeeld tekenkamer of gieterij):

 

Mate van vervuiling

Correctiefactor

 

 

Stand van het daklicht t.o.v. de horizon

Buiten

Binnen

90°-75°

60°-45°

30°-0°

Buiten of aan de rand van een stadsgebied

schoon

vuil

0,9

0,7

0,85

0,6

0,8

0,55

In een woongebied

schoon

vuil      

0,8

0,6

0,75

0,5

0,7

0,4

In een industriegebied

schoon

vuil

0,7

0,5

0,6

0,35

0,55

0,25

 

Akoestische eigenschappen van lichtkoepels, daklichten

Luchtgeluidsisolatie

Lichtkoepels en daklichten met geluidsisolerende eigenschappen worden meestal toegepast om geluidshinder vanuit een ruimte (bijvoorbeeld een fabriekshal) naar buiten te beperken. Het geringe gewicht van lichtdoorlatende kunststofplaten beperkt namelijk de luchtgeluidsisolatie.

 

Voor enkelwandige platen met een dikte van 4 mm kan een geluidsisolatie van ongeveer 25 dB worden aangehouden, die van meerwandige platen ligt in dezelfde orde van grootte.

 

Glazen daklichten kunnen tot 38 dB aan geluid tegenhouden.

 
Geluidsproductie

Ten gevolge van hagel- en regenbuien kan geluidshinder ontstaan bij lichtkoepels en daklichten in enkelwandige uitvoering zonder onderlegplaat.

 

Elektriciteit van lichtkoepels, daklichten

Statische elektriciteit: door de veelal hoge elektrische weerstand van kunststoffen, ontstaat er gemakkelijk een oppervlaktelading, vooral bij droog weer. Deze lading kan stof aantrekken, hetgeen de lichtdoorlatendheid vermindert.