Energietransitie vereist nieuwe test- en beproevingsmethoden

Als onafhankelijk onderzoeks- en keuringsinstituut test Kiwa BDA Testing alle relevante materialen en systemen voor daken en gevels volgens (inter)nationale normen en richtlijnen. Naast laboratoriumonderzoek voor materiaalinspecties, bijvoorbeeld om de isolatiewaarde van een polystyreen paneel te bepalen of bij welke trekkracht een stukje dakbedekking bezwijkt, zijn er testhallen om delen van dakconstructies bloot te stellen aan weer en wind in een geconditioneerde setting. Steeds vaker zijn dat ‘groene daken’ die nieuwe testeisen stellen en creativiteit verlangen van het laboratoriumteam.

Laboratoria en testhallen

Materialen worden in een goed geoutilleerd laboratorium aan onderzoek onderworpen om ze te testen op bijvoorbeeld:

• Isolatiewaarde
• Treksterkte
• Indrukbaarheid
• Breukgevoeligheid bij temperatuurschommelingen
• Impact door een vallend voorwerp

Voor grote bouwconstructies, zoals complete isolatiepanelen of een zonnepanelendak, is er de beschikking over testhallen om de invloed van zon, wind, regen en temperatuur te kunnen bepalen.

Met bijvoorbeeld een sprinklerinstallatie en een windturbine kan er getest worden of een dakconstructie bij extreem weer voldoende waterdicht is. Met versnelde verouderingsproeven, zoals blootstelling van dakpanelen aan extreem uv- of infrarood licht, is het mogelijk de uv-bestendigheid van dak- of gevelconstructies vast te stellen. En met vuurkorven kan beproefd worden of een dakconstructie voldoende brandwerend is tegen vliegvuur.

Testen van ‘groene’ daken

Vanwege de trend naar duurzamer bouwen krijgt het laboratorium steeds meer vraag naar het onderzoeken en testen van ‘groene’ daken, alternatieve isolatiematerialen, en constructies met pv-panelen. Gezien de energietransitie is het de verwachting dat deze activiteiten de komende jaren gestaag verder zullen groeien.

Kwaliteitsadviseur Benjamin Middag: “Je merkt dat de markt verandert. Energiezuinigheid, daken met plantenbegroeiing en waterberging, zonnepaneelsystemen, andere kleurstellingen tegen de warmte, CO2-reductie… Er wordt veel geïnnoveerd en we zijn regelmatig betrokken bij het testwerk. Je ziet hier de geboorte van een product tot de marktlancering, dat maakt het werk leuk.”

30 dak- en gevelexperts

Op de locatie van Kiwa BDA Testing bevindt zich ook Kiwa BDA dak- en geveladvies, een Ingenieursbureau met rond de dertig dak- en gevelexperts, adviseurs en inspecteurs. De twee werken onafhankelijk van elkaar, al is er synergie.

Nico Haanappel, unitmanager Testing: “Zeker, het kan gebeuren dat er bij een inspectie een dak is waar wat aan mankeert. In samenwerking kan er dan bijvoorbeeld microscopisch en/of weekmaker-onderzoek uitgevoerd worden om te zien waarom dat dak minder functioneert dan verwacht. Onze meeste opdrachtgevers zijn echter de producenten van isolatie- en dakbedekkingsmaterialen, zonne-energiepanelen, en certificerende instanties die bij ons testen laten doen.”

Verificatieonderzoeken

Veel testen op het lab betreffen verificatieonderzoeken voor KOMO-certificaten en CE-markering voor producenten van bouwmaterialen.

Haanappel: “De kwaliteitsborging zelf wordt tegenwoordig door de fabriekslaboratoria gedaan; wij zijn de laatste stap in dat proces. Als fabrikanten hun producten willen laten certificeren, dan kunnen ze niet om een onafhankelijke partij als de onze heen.”

Hij vervolgt: “Als Kiwa BDA en Kiwa BDA Testing zijn we een gerenommeerd instituut in de markt, met een Expert Center dat in de markt erkende kwaliteitsverklaringen uitgeeft zoals Agréments, Product Performance en System Performance Assessments. We zijn ook actief in de normcommissies en helpen waar nodig mee aan de ontwikkeling van nieuwe testmethoden. Want niet overal zijn beoordelingsrichtlijnen en productnormen voor in dit vakgebied. Als producten en systemen tussen wal en schip vallen, dan kunnen ze daar een Agrément voor maken. Dit is een document dat verklaart dat bouwproducten of systemen geschikt zijn voor de beoogde toepassing als het bouwproduct of systeem is ontworpen.”

Drie basisonderzoeksrichtingen

Iedereen herkent het wel: dakbedekkingsplaten die bij zware windstoten als losse velletjes papier de lucht in worden geblazen; gevelbekleding die met een rukwind op straat belandt; platte daken die bij een zware regenbui bezwijken; of rondvliegend vuur van een kerstbomenverbranding dat een woonhuis in lichterlaaie zet.

“Windvastheid, waterdicht zijn en niet in de brand vliegen, dat zijn de drie basis onderzoeksrichtingen hier”, reageert Benjamin Middag. “Dat blijft zo, maar wat we onderzoeken verandert wel”, haakt Haanappel in. “Groene gevels, begroeide daken en pv-zonne-energiedaken maken dat we op andere zaken moeten testen. Bijvoorbeeld op de brandwerendheid van retentiekratten voor het vasthouden van water of de systemen voor hellend en platte sedum, kruidendaken.”

Of neem de ontwikkeling van daksystemen met nieuwe biobased isolatiematerialen van lisdodde, bermgras, riet met schimmels of vlas. “Echt nieuwe producten, waarvoor we regelmatig vragen krijgen uit de markt om die te testen.”

Groendaken testen

Groendaken zijn een trend. Kiwa BDA Testing doet er steeds meer onderzoek naar. Dit soort daken wijkt duidelijk af van de standaard. Zo is er sprake van extra gewicht van zo’n groen dak door planten, substraat en waterberging. De dakbedekkingsconstructie moet dat aankunnen.

Haanappel: “Dat kunnen we in de testhallen representatief testen met nagebouwde daken.”

Waterretentie op daken is ook zo’n dingetje. Steegman vult aan: “Want het platte dak moet gereed gemaakt worden voor wateropslag vanuit het veranderende klimaat, en dus anders worden ingericht, voor de eerste opvang van piekbuien. En met betrekking tot het aanvullen van beplanting op een dak doen we onder meer onderzoek naar de worteldoorgroeibestendigheid van de dakbedekkingsmaterialen.”

Impact door wind en regen

Voor het testen van de impact op dak- en gevelconstructies door wind en regen, staat in een van de testhallen een opstelling met een schuin dak, sprinklers en een windturbine. Zo kan er gesimuleerd worden welke natuurkrachten er loskomen bij zware regen met harde wind. Haanappel: “Bij deze opstelling hebben we aan de bovenzijde extra slangen om nog eens 5 meter afstroming van hoger liggend dak na te bootsen. Door bovendien onder het dak onderdruk te creëren simuleren we de praktijksituatie en bepalen we de waterdoorlatendheid van de daken.

De opbouw van die testopstellingen doen de fabrikanten zelf. Dit om er zeker van te zijn dat de uitgangssituatie bij het testen van dak- en gevelconstructies overeenkomt met de bouwpraktijk.

Destructief onderzoek

Het bepalen van de windweerstand bij platte daken gebeurt door te zuigen aan een dakopbouw met een steeds dieper vacuüm. Haanappel: “Een dak wordt er namelijk niet afgeblazen, maar er afgezogen. Door onderdruk op het dak komt dat omhoog. We simuleren dat net zo lang tot het dak bezwijkt. Zijn het de schroeven, is het verlijming, is het de isolatie of dakbedekking enzovoort?”

Benjamin Middag sluit aan: “Het is allemaal destructief onderzoek; dit kan ook voor gevels, dan zetten we het apparaat tegen gevelbekleding aan. De markt is nu bezig met circulaire bakstenen, gestapeld, zonder cement. Nieuwe geveltechnieken testen we met een wind uplift tester.”

Bij open dakbedekkingssystemen, zoals panelen die op het dak liggen, wordt er getrokken aan de pv-panelen. “Nu simuleer je de trekkracht van de wind”, verklaart Haanappel. “Komt hij terug in zijn oorspronkelijke sponning of vliegen de schroeven uit panlatten, buigen er clipjes om, of breekt de hele plaat.”

Sandwichpanelen versneld verouderen

De nieuwe gevelsystemen worden als prefab in een aluminium frame met daartussen isolatiemateriaal aangebracht, de zogenaamde sandwichpanelen. Dan is het van belang te weten of zulke panelen onder invloed van wind en weer intact blijven. Een trots van BDA testing is de SCUD, wat staat voor ‘System test for Constructions Under Degradation’.

Dit is een schuinstaande container waar prefab panelen ingeschoven kunnen worden om ze bloot te stellen aan honderden infrarood lampen. “Met deze opstelling simuleren we de warmtestraling, de regen (koude) die op dit soort panelen komt, in een versnelde verouderingstest. Na enige tijd kun je visueel vaststellen of er onthechting ontstaat tussen de isolatielaag die vastzit aan het metaal. Houdt de sandwichconstructie stand of komt deze los onder invloed van warmte en koude.”

Accountmanager Erik Steegman voegt toe. “En zijn daarvoor nieuwe testen nodig, dan maken we daar een toestel voor. We ontwikkelen ook testen samen met normcommissie en marktpartijen en dan komt zo’n test uiteindelijk in de norm. En we verkopen die apparatuur ook.”

Brandrisico’s pv-zonnepanelen

Brandrisico’s zijn een zekere zorg bij zonnepanelen bij de verzekeraars en overheidsinstanties, stelt Benjamin Middag. “Er is hier een groot NEN-onderzoek naar geweest. Daaruit is een lijst voortgekomen met aanwijsbare oorzaken van brand bij pv-zonnepanelen.”

“Branden bij pv-zonnepanelen hebben bijvoorbeeld in een aantal gevallen met connectoren te maken. Verkeerde stekkers gebruikt die net niet lekker aansluiten. Daar doen we nu ook onderzoek naar. We zijn bezig een test te ontwikkelen, waarbij we met een kortsluiting een brand simuleren. We maken een vlamboog [die ontstaat wanneer twee elektroden worden losgetrokken en de elektrische lading door de lucht als plasma verder wordt geleid, red.]. We bekijken hoe dat zich ontwikkelt en of de beschermende huls om de connectoren hiertegen voldoende bescherming biedt.”

Testen op vliegvuurbestendigheid

De brandproeven op dak- en gevelsystemen doet Kiwa BDA Testing deels op locatie, deels met partners. Groene daken, innovatieve gevelbekleding, nieuwe milieuvriendelijkere isolatiematerialen en de opkomst van zonnepanelen maken dat brandrisico’s aan het verschuiven zijn. Neem alleen al de brand in Arnhem, waarbij de brandweer door aaneengesloten zonnepanelen geen gat in het dak kon maken om de brand te kunnen bestrijden.

“Hierdoor is de visie door sommige verzekeraars op brandrisico’s behoorlijke veranderd”, weet Steegman. “We testen hier overigens op vliegvuurbestendigheid”, vult Benjamin Middag aan. “Volgens vier internationale methodes, maar in het kort komt het erop neer dat als er zogeheten vliegvuur op een constructie komt, deze brandhaard zich niet mag uitbreiden. We testen dat met een korf, voor de Nederlandse situatie gevuld met 600 gram houtwol, in brand gestoken zonder ventilator. Je kijkt dan hoe ver eromheen dit gevolgen heeft.”

Haanappel: “Voor ander brandonderzoek op grotere schaal werken we samen met Twente Safety Campus, onderzoekscentrum op gebied van brand. Daar gaan we regelmatig heen voor brandproeven op grote schaal op daken van 6 x 6 meter. Bijvoorbeeld met meerdere zonnepanelen om te bekijken wat de brandoverslag is. Voor grotere gevelbranden is er een samenwerking met MPA Dresden dat ook inmiddels onder Kiwa valt.”

Labonderzoeken bij Kiwa BDA Testing

Toepassingsgebieden:

• Dakbedekkingssystemen, zowel vlak als hellend
• Producteigenschappen van isolatiematerialen en dakbanen
• Bevestigingsmiddelen
• Buitengevelisolatiesystemen
• Sandwichpanelen
• Gevelbeplating
• Waterdampdoorlatende membranen voor daken en gevels
• Hele gevelsystemen

Onderzoek en R&D:

• Stabiliteit, samenstelling en weerstand tegen vaste en variabele belastingen.
• Ontwikkeling van onderzoeksmethoden en testapparatuur als traditionele methoden niet toereikend zijn
• Researchprojecten bij (half)fabricaten of voor gevestigde producten in nieuwe systemen.
• Fluorescentiemicroscopie, waterdichtheidsbepalingen en diverse sterktemetingen voor schadeonderzoek

Brandproeven op:

• Platte en hellende daksystemen