Opleiding Duurzaam Gebouw Groendaken: van ontwerp tot onderhoud

Opleiding Duurzaam Gebouw Groendaken: van ontwerp tot onderhoud Leefmilieu Brussel Technische aspecten door TV 229 en werken van het WTCB Edwige NOIRFALISSE WTCB

1

Groendaken: Resultaten en valorisatie van het onderzoek uitgevoerd bij het WTCB

Edwige Noirfalisse, WTCB

Laboratorium ‘Isolatie en Dichtingsmaterialen’

2

Inhoud 1. Inleiding 2. Definitie en types groendaken 3. Voor- en nadelen a. Waterbeheer b. Thermisch comfort c. Akoestisch comfort d. Brandveiligheid

4. Ontwerp en opbouw van het platte dak 5. Ontwerp en opbouw van het groendak

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden 3

1. Inleiding Groendaken: het ontwerp is niet echt nieuw… De hangende tuinen van Babylon VII eeuw voor Christus

Vandaag

4

1. Inleiding

Interesse van de sector voor dit type daken (Technische Comités, technisch advies, …)

Onderzoeksproject 2002-2004

Werkgroep 2001

TV 229 ‘Groendaken’

Artikel betreffende waterbeheer

Onderzoeksrapport

Dienstverlening … 5 5

1. Inleiding Onderzoek 2002-2004 11 modeldaken op het dak van een gebouw van het WTCB 2 klassieke daken

9 groendaken 7 extensieve

2 intensieve

1 naakt

1 geballast

 Thermiek, akoestiek, afvoer/kwaliteit van regenwater, … 6

2. Definitie en types Definitie Een groendak is een plat dak bedekt met vegetatie en de nodige lagen voor de ontwikkeling ervan (draineerlaag, substraat, …)

Daktuin

Lichte daktuin

Begroend dak

Groendak bedekt met Uitgewerkte intensieve vegetatie

Eenvoudige intensieve vegetatie

Extensieve vegetatie

(gazon, bloemen, struiken, bomen, …)

(gazon en bepaalde decoratieve traaggroeiende planten)

(mossen, vetkruid, bepaalde winterharde planten)

7

2. Definitie en types Types groendaken Intensieve vegetatie Daktuin

Lichte daktuin

Extensieve Begroend dak

8

2. Definitie en types Types groendaken Intensieve vegetatie

Extensieve

Daktuin

Lichte daktuin

Begroend dak

≥ 0.25 m

0.10-0.25 m

≤ 0.10 m

≥ 400 kg/m²

100-400 kg/m²

30-100 kg/m²

Ja

Ja

Neen*

2-10 %

2-58 %

2-70 %

Onderhoud

Belangrijk

Middelmatig

Beperkt

Renovatie Nieuwbouw

Vaak onmogelijk Te bestuderen

Soms Te bestuderen

Ja Ja

Indicatieve dikte Gewicht (verzadigd) Toegankelijk Gewone helling

* Tenzij er specifieke maatregelen getroffen worden 9

3. Voor- en nadelen Levenskwaliteit en biodiversiteit Langere levensduur afdichting Betere waterbeheersing Thermisch comfort en energetisch verbruik Akoestisch comfort

10

3. Voor- en nadelen Brandveiligheid (ingewikkelder om te evalueren met de vegetatie)

Beperkingen gelinkt aan de vegetatie (wortels, herstellen van lekken) Overbelasting (draagstructuur na te kijken) Onderhoudsplicht (meestal bij intensieve daken)

Dakdetails (voorzorgsmaatregelen bij opstanden, voegen, …)

11

3. Voor- en nadelen

12

3. Voor- en nadelen a. Waterbeheer Lange termijn regenwaterafvoer Evacuatie in geval van stortbuien Kwaliteit van afgevoerd regenwater?

Bron: www.lesoir.be

Bron: www.lalibre.be

13

3. Voor- en nadelen Lange termijn regenwaterafvoer Totaal Zomer Afvoerfractie (%)

Herfst Winter Lente

ballast met grind

extensieve

Afvoerfractie Lente

Winter

6 à 51 %

86 à 98 %

intensieve

 Afvoerfractie ↓ voor alle groendaken, vooral bij intensieve  Belangrijke vermindering in de lente (verhoogde vasthouding, toegenomen waterbehoefte van planten) 14

3. Voor- en nadelen

Lange termijn afvoerfractie (-)

Lange termijn regenwaterafvoer

Waterbehoud – 1 jaar extensieve

± 30 %

intensieve

± 50 %

Substraatdikte (mm)

 Hogere substraatdikte ↑ meer afvoerfractie ↓  Afhankelijk van substraat maar ook van de waterophoudende lagen 15

3. Voor- en nadelen

HOEVEELHEID AFGEVOERD WATER (l/m²)

Evacuatie in geval van stortbuien naakt ballast grind

extensieve intensieve

TIJD

1e gevolg: vermindering van de afgevoerde hoeveelheid 16

3. Voor- en nadelen Evacuatie in geval van stortbuien

naakt

DEBIET (l/min.m²)

extensief substraat 40 mm intensief substraat 200 mm

TIJD Piekdebiet ÷ naakt dak Extensief 40 mm

- 48 %

+ 8 min.

Intensief 200 mm

- 74 %

+ 16 min.

2e gevolg: vertraging van het afgevoerd piekdebiet 17

3. Voor- en nadelen Vertragingscoëfficiënt Q = r · A · C (l/s)

Q r A C

= afvoerdebiet (l/s) = regenintensiteit (l/s.m²) (per land) = dakoppervlakte (m²) = vertragingscoëfficiënt

Duits voorstel Proef WTCB

 Hoe dikker het substraat, hoe kleiner C  Niet te verwaarlozen invloed van andere lagen  Bij afwezigheid van de genormaliseerde waarde C=1 18

3. Voor- en nadelen Kwaliteit afgevoerd water  ↓ zuurtegraad (↑ pH) (naakt dak: zuurvormend effect)  Verkleuring (vergeling) van het water  ↑ conductiviteit, gesuspenseerde stoffen, hardheid (geen filtratie)  ↑ aantal organische stoffen (BZV, CZV)  Aanwezigheid oxydeerbare chemicaliën (meststoffen)  ↑ aantal bacteriën Watervervuiling, aangepaste waterbehandeling nodig voor hergebruik (toiletten, wasmachine…), en zelfs voor de afvoer van oppervlakte-, vis- of badwater Strijdig met het hergebruik gezien de aanzienlijke vermindering van het beschikbare debiet? 19

3. Voor- en nadelen Kwaliteit van afgevoerd water – vergeling

ballast | naakt

 

extensieve

intensieve

Varieert volgens het seizoen (droogte  donkerder) Eveneens geobserveerd voor het naakte dak 20

3. Voor- en nadelen b. Thermisch comfort Winter Weinig meerwaarde voor extensieve daken

(geringe substraatdikte + hoger watergehalte)

Vermindering van de consumptiepieken voor intensieve daken (thermische inertie van het substraat)

Zomer Meerwaarde afhankelijk van de substraatdikte Vermindering van bezonning ifv het type vegetatie en de dichtheid van het gebladerte Natuurlijke verkoeling via verdamping

(daling van de temperatuur onder de vegetatie)

21

3. Voor- en nadelen WTCB meetonderzoek

Gemiddelde temperatuur van het membraan: Gunstig effect (hogere en constantere temperatuur van het membraan)

22

3. Voor- en nadelen WTCB meetonderzoek

Gemiddelde temperatuur van het membraan: Gunstig effect (sterke daling van de max. temperatuur van het membraan en minder schommeling) 23

3. Voor- en nadelen c. Akoestisch comfort Bijkomende massa gebracht door de vegetatie  Positief effect als luchtgeluidsisolatie

+ 10 dB + 5 dB

Systeem massa-veer-massa mogelijk  Soepele verbinding tussen structuur en vegetatie (isolatie)  Impact op luchtgeluid en schokgeluid

24

3. Voor- en nadelen d. Brandveiligheid Regelgeving van kracht – platte daken  Preventie-basisnormen: KB 7-7-1994 (en modificaties, o.a. KB 12-7-2012)  Minimale voorschriften voor alle nieuwe gebouwen

Laag (h < 10 m) Gemiddeld Hoog (h > 25 m) Industrieel

25

3. Voor- en nadelen Weerstand tegen interne brand van het dak Structureel element van het dak  Voorkomen van voortijdige instorting van de dakstructuur  Voorkomen van een ‘geleidelijke’ instorting van de structurele elementen van het gebouw Lage gebouwen

R 30

Gemiddelde gebouwen

R 60

Hoge gebouwen

R 120

Industriële gebouwen

R 15 à R 120

26

3. Voor- en nadelen Gedrag van het dak tegenover externe brand « Dakbekleding » Voorkomen van het ontstaan van bijkomende vuurhaarden op het dak  Voorkomen van dakperforatie (buiten  binnen)  Voorkomen van de verspreiding van de brand over het oppervlak (membraan en isolatie)

27

3. Voor- en nadelen

28

3. Voor- en nadelen Gedrag van het dak tegenover externe brand « Dakbekleding » Eis: BROOF(t1) op het complete dakelement Test CEN TS 1187

C

D 29

3. Voor- en nadelen Gedrag van het dak tegenover externe brand En voor groendaken ?  Eis BROOF(t1) eveneens van toepassing maar… • •

Hoe te testen? Met/ zonder beplanting? Welke beplanting? Welke vochtigheidsgraad? Welke criteria? Testnorm CEN TS 1187 niet aangepast aan groendaken

 Groendaken niet conform aan de Belgische reglementering… • • •

Weigering van Bevoegde Brandweer Dossier bij de commissie voor afwijking Voorschriften « geval per geval »

 Modificatie van de KB basis preventienormen (1/12/2012)  Belgische eenduidige voorschriften, geen weigering meer nodig noch afwijkingsaanvragen. 30

3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 1. Interne verspreiding van de brand (bvb. via de isolatie) 2. Verspreiding van de brand over het oppervlak 3. Verspreiding van de brand van buiten naar binnen

31

3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 1. Voorkomen van het interne verspreiden van de brand Vereisten voor de substraatlaag: 1. 2.

Dikte ≥ 3 cm Indien dikte ≤ 10 cm  ≤ 20% organische stoffen

Indien niet voldoet aan (1) en (2) moet de substraatlaag onderworpen worden aan laboratoriumtesten en BROOF(t1) behalen (15°, droge toestand, zonder vegetatie)

32

3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 2. Voorkomen van het verspreiden van de brand over het oppervlak Compartimentering van de groene zones: 1. 2.

Compartiment (groene zone) van max 40 m Hoogte van de omliggende vegetatie aan weerskanten van de grens van het compartiment ≤ hv,max

 Strook in onbrandbare materialen (A2FL-s2) van bepaalde breedte tussen twee compartimenten (groene zones): betontegels, grindlaag van meer dan 3 cm dikte, …

Bron: LMP

33

3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 2. Voorkomen van het verspreiden van de brand over het oppervlak Compartimentering van de groene zones: hv,max = dv – 0,4 + he [m] Voorbeeld: Vegetatie met hoogte 10 cm  0,1m = dv – 0,4 + 0  dv = 0,5 m  Onbrandbare strook, breedte t.o.v. de referentie-as dv = 0,5 m  Onbrandbare weg met een breedte van 2 x 0,5 = 1 m dv

horizontale afstand tussen het hoge punt van de vegetatie op de beschouwde plaats en de referentie-as van de compartimentering

0,5 m

he hoogte van het eventuele muurtje van de compartimentering t.o.v. de bodem 34

3. Voor- en nadelen Eisen eigen aan groendaken (sinds 1/12/2012) 3. Voorkomen van het verspreiden van de brand naar binnen Hoogte van de vegetatie/ onbrandbare strook dichtbij vensters, lichtkoepels, … hv,max = dv – 0,4 + he [m]

Voorbeeld: opening op het dak  Ofwel steunmuur hoogte he = 0,5 m  Of onbrandbare strook met breedte d = 0,5 m

35

4. Ontwerp en opbouw van het platte dak

Noodzakelijke lagen voor de ontwikkeling van de vegetatie

TV 215

Plat dak

Draagstructuur: ! Permanente belasting van het groendak

Afschot: Voorkomen van stagnatie en infiltratie  2% (waterophouding in de bovenste lagen) 36

4. Ontwerp en opbouw van het platte dak Dampscherm: Ja, tegen bevochtiging van de isolatie (aantrekkingspunt voor de wortels)

Isolatie: Drukweerstand (permanente belasting groendak)

Eisen voor - de dimensionele stabiliteit onder belasting en t° (DLT) - de drukweerstand (CS) - de ponsweerstand (PL) 37

4. Ontwerp en opbouw van het platte dak Afdichting:  Moeilijk toegankelijk  tweelaags in totale hechting of gecompartimenteerd (eerder dan losliggend of partieel hechtend)  Grote oppervlakte  isolatie compartimenteren

 Doorponsrisico vóór/tijdens/na de plaatsing van het groendak (spade, …)  Toegang verboden? Weinig realistisch…  voorlopige bescherming  1e afdichtingslaag (2e juist vóór het groendak)  Mechanische beschermingslaag  … 38

4. Ontwerp en opbouw van het platte dak Afdichting: Of wortelwerend (droge periodes, overlappingen, opstanden, …)

 intensieve of extensieve daken (zonder afgeraden vegetatietypes) Of bedekt met een wortelwerende bescherming (PE ≥ 0,4 mm)  enkel extensieve daken, eenvoudige geometrie (weinig obstakels)

39

4. Ontwerp en opbouw van het platte dak

40

5. Ontwerp en opbouw van het groendak Mechanische bescherming Schade vermijden veroorzaakt door verkeer, opslag van materialen, het aanleggen van het groendak, het onderhoud, …

Drainage en filtreren Afvoer overtollig regenwater

Waterophoudbaarheid Waterreserve verzekeren voor de overleving en groei van planten

Inworteling van de planten Substraat

Vegetatie 41

5. Ontwerp en opbouw van groendaken Mechanische bescherming van de afdichting  Mogelijke materialen:

Panelen in gerecycleerd rubber Geotextiel (hoge doorponsweerstand) Gietasfalt Platen in PVC Platen in polyethyleen / polypropyleen Drainage (onmiddellijk na de afdichting) …

 Makkelijk demonteerbaar  toegang tot afdichting bij infiltratie

42

5. Ontwerp en opbouw van groendaken Drainage en filters  Mogelijke materialen:

XPS-platen met groeven Composiettextiel van synthetische materialen Geëxpandeerde kleikorrels Kunststof noppenplaten

 Meestal vergezeld van een filtratielaag om dichting van de drainage door fijne deeltjes te voorkomen (niet geweven - synthetisch)

Waterophoudbaarheid  Geëxpandeerde klei tussen de filter en drainage, kunststof noppenplaten 43

5. Ontwerp en opbouw van groendaken Inworteling van planten: substraat  Fixatie van planten, stockage van lucht, water, minerale en organische elementen, en aanvoer van deze elementen naar de planten  Vrij licht, capaciteit van water- en luchtbehoud  Intensieve vegetatie: verbeterde tuingrond met  organische elementen (turf, compost, ..)  minerale elementen (zand, geëxpandeerde klei, gemalen dakpannen, …)  chemische elementen (polystyreen vlokken, meststoffen, …)  Extensieve vegetatie  Voornamelijk minerale elementen (beperken van de ontwikkeling van de vegetatie en van het onderhoud): lavasteen, geëxpandeerde kleikorrels, klei, zand, … 44

5. Ontwerp en opbouw van groendaken Vegetatie  Extensief, intensief weinig uitgewerkt, intensief uitgewerkt

of combinatie  Weerstand tegen vorst, droogte, hitte, wind, …  Wortelnetwerk niet te compact of agressief  Lijst met afgeraden planten

Tabel 7 Afgeraden planten op groen dak

45

5. Ontwerp en opbouw van groendaken Vegetatie Niet te vergeten…

 Ontwikkelt zich niet onmiddellijk!  Aspect varieert in functie van de seizoenen  Invloed is sterker op een dak dan in de tuin (blootstelling, gereduceerd substraat)

46

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van platte daken TV 244 (2012)  Traditioneel ‘papieren’ document  Details uitvoering: elektronisch (www.wtcb.be)

47

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken

48

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken

49

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken

50

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Enkele aanpassingen zijn nodig… Tapbuizen   

moeten toegankelijk blijven voorzieningen tegen verstopping overlopen voorzien

51

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Tapbuizen Extensief dak (rooster + tegel of grind)

Tuindak (bezoekkamer)

52

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Opstanden, randen  ≥ 150 mm, zelfde principes als bij klassieke platte daken  eventuele grindzone

53

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Bewegingsvoegen  moeten toegankelijk blijven

54

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Details en aansluitingen van groendaken Compartimentering

55

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Bijzonderheden van groendaken Grindzones of tegels langs de randen / details Waarom?    

Brandeis (verspreiding beperken) Circulatie toelaten (inspectie, onderhoud) Onderhoud van de beglazingen, installaties op het dak Inspectie van de tapbuizen, overwoekering door vegetatie vermijden

Hoe?  

Rolgrind (of gebroken op bescherming), tegels op tegeldragers, (hout) Grindvang

56

6. Aansluitingen en constructieve bijzonderheden van groendaken Bijzonderheden van groendaken Circulatiewegen Zonder onderbreking van de drainering en de afdichting (waterafvoer)

Bekken, fonteinen, vijvers Afdichting onafhankelijk van deze van het dak

57

Groendak - Checklist Keuze en aspect van de vegetatie  Schuim, sedum ≠ daktuin (aspect)  Expositie, bezonning  Type en dikte van het substraat, drainering, permanente belasting, onderhoud, …

Toegankelijkheid  Extensieve (regelmatige circulatie) – Intensieve (geen limiet)  Circulatiewegen aanbevolen

Onderhoud  Extensief: zeer beperkt – Intensief: zoals een tuin  Intensief: irrigatiesysteem

58

Groendak - Checklist Permanente belasting van het dak  Dragende structuur: in die mate dimensioneren of verifiëren (renovatie)  Extensief: zelden problematisch

Ontwerp van het plat dakcomplex     

Dampscherm (µ) Isolatiemateriaal (λ, drukweerstand) Afdichthing (type en plaatsing, wortelweerstand) Mechanische bescherming van de afdichting (werf, onderhoud) Op een bestaand plat dak:  Nagaan of het isolatiemateriaal en afdichting aangepast zijn  De afdichting niet beschadigen tijdens de werken

59

Groendak - Checklist Windweerstand  Plat dakcomplex bestand tegen wind  Voldoende massa van groendak om te weerstaan aan opheffing  Eventuele voorzorgsmaatregelen (erosie van substraat verhinderen, planten verankeren)

Regenwaterafvoer  Evacuatiesysteem aangepast aan groendak  Tapbuizen toegankelijk, grindzones errond  Overlopen

Andere detailwerken  Aangeapaste randen, opstanden, uitzetvoegen, doorboringen, …  Grindzones 60

Andere behandelde aspecten in de TV 229

61

Bedankt voor uw aandacht! Edwige Noirfalisse

Labo Isolatie- en Dichtingsmaterialen

WTCB

Met de steun van de Technologische Dienstverlening “Ecobouwen en Duurzame ontwikkeling” in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest gesubsidieerd door het Brussels Instituut 62 voor Onderzoek en Innovatie (InnovIRIS)

Interessante tools, websites enz.:  www.wtcb.be   

 TV 229 ‘Groendaken’  WTCB-Dossier ‘Brandveiligheid van groendaken’  WTCB-Dossier ‘Groendaken: regenwaterafvoer’

 www.normen.be   

Normen-Antennes van het WTCB

 Normen-antenne ‘H2O en daken’  Normen-antenne ‘Brand’ …

 www.wtcb.be/go/td-duurzaambouwen Brusselse Technologische Dienstverlening Duurzaam Bouwen

Referenties Praktische Handleiding voor de duurzame bouw en andere bronnen: • Praktische handleiding voor de duurzame bouw en renovatie van kleine gebouwen: http://app.leefmilieubrussel.be/handleiding_duurzaam_gebouw Fiche TER06 „Een groene dakbedekking realiseren‟

• KB van 12-7-2012 tot wijziging van het KB van 7-7-1994 tot vaststelling van de basisnormen voor de preventie van brand http://www.wtcb.be/homepage/index.cfm?cat=services&sub=standards_regulations& pag=fire&art=library&niv01=belgian_regulation 63

Contact

Edwige NOIRFALISSE Adjunct-Laboratoriumhoofd ‘Isolatie- en Dichtingsmaterialen’ CSTC – WTCB - BBRI Av. P. Holoffe 21, 1342 Limelette  : 02 655 78 75 E-mail : [email protected]

64

64