Focus op patrijs­poorten en de glazen wanden van aquariums 2009/02.08

Op dit ogenblik wordt er binnen het WTCB gewerkt aan een TV omtrent bijzondere bouwwerken uit glas. In het eerste luik ervan wordt de aandacht toegespitst op het ontwerp en de uitvoering van een aantal structurele toepassingen zoals aquariums en patrijspoorten, evenals op vloertegels en traptreden, die reeds aan bod kwamen in WTCB-Contact en de WTCB-Dossiers nr. 4/2008.

1. Een beetje terminologie

Onder de term 'aquarium' verstaat men in de regel een rechthoekig, klein en mobiel 'meubel' dat gewoonlijk bestemd is voor huiselijk gebruik en doorgaans slechts een beperkte waterhoogte bevat (afbeelding 1). De zijwanden en de bodem zijn meestal opgebouwd uit glas en worden afgedicht met een hiertoe voorziene kit. Dit geheel wordt soms met behulp van een soepele kit ingewerkt in een metalen skelet.

Afb. 1 Voorbeeld van een aquarium.
Afb. 2 Voorbeeld van een patrijspoort.

Onder de term 'patrijspoort' verstaat men een beglazing die onderworpen is aan een hydrostatische druk en ingewerkt is in een bouwwerk of een bekken met grote afmetingen, zoals een zwembad, een dolfinarium, een waterreservoir, enzovoorts. Deze realisaties zijn in een sponning geplaatst, kunnen aanzienlijke afmetingen vertonen en/of blootgesteld worden aan een sterke waterdruk. Ze zijn doorgaans toegankelijk voor het publiek (afbeelding 2). De wanden van grote, vaste aquariums kunnen tot deze categorie gerekend worden.

2. Prestaties

Aquariums en patrijspoorten moeten een zodanige dikte en zodanige eigenschappen vertonen dat ze in staat zijn de volgende belastingen op te nemen :

  • de statische belastingen tengevolge van de waterdruk
  • het eigengewicht, indien de beschouwde beglazing niet verticaal is
  • voor buitentoepassingen : de klimatologische belastingen.
Voor aquariumwanden (gewoonlijk opgebouwd uit enkel glas) is het aanbevolen de doorbuiging te beperken tot L/300. Voor patrijspoorten (doorgaans opgebouwd uit gelaagd glas) moet de doorbuiging beperkt worden tot L/500. In beide gevallen mag de doorbuiging evenwel niet groter zijn dan 5 mm. Voor aquariums met zeer grote afmetingen, kan deze doorbuiging aanzienlijk oplopen. Dit kan men vermijden door horizontale, dwarse verstijvers uit glas of een metalen skelet te voorzien.

Naargelang van het gebruik van het bekken, en bijgevolg ook van de chemische aard van het water, dient men erop toe te zien dat de materialen (glas, kit, …) waarmee het in aanraking komt ermee verenigbaar zijn in termen van mechanische prestaties, duurzaamheid, maar ook non-toxiciteit (overleven van de in het water aanwezige fauna en flora).

Ook de veiligheid van de personen die zich vóór een patrijspoort bevinden (aan de buitenkant) en van de gebruikers aan de binnenkant (m.a.w. in het water) moet gewaarborgd zijn. Deze eis, die vooral verband houdt met de uitvoeringsdetails tussen de glazen wand en de aangrenzende wand aan de binnenkant, heeft onder meer tot doel om verwondingen door contact te vermijden. Vermits aquariums kleiner zijn en voornamelijk opgebouwd worden uit enkel uitgegloeid glas, moeten alle nodige voorzorgsmaatregelen getroffen worden om schokken en het risico op verwondingen door contact met de randen van het bouwwerk te voorkomen. Voorwerpen zoals steentjes en andere decoratieve elementen moeten voorzichtig op de bodem van het aquarium geplaatst worden.

Na verloop van tijd kunnen er krassen ontstaan op de wanden van aquariums en patrijspoorten, en dit zowel aan de binnenkant (contact met de dieren, het zand of de steentjes die zich op de bodem van het aquarium of het bekken bevinden) als aan de buitenkant (door de bewegingen van het publiek). Deze krassen kunnen een aanzet vormen voor de breuk van het glas en zijn bovendien nadelig voor de zichtbaarheid doorheen het element.

3. Patrijspoorten

3.1. Keuze van het glas

Voor de uitvoering van patrijspoorten maakt men doorgaans gebruik van gelaagd glas om de veiligheid en de stabiliteit te waarborgen. Meestal gaat het om twee- of meerlagig glas, waarvan de glasbladen even dik zijn en van elkaar gescheiden worden door minstens twee PVB-films (polyvinylbutyral) van 0,38 mm dik.

De glasbladen van het gelaagde glas zijn gewoonlijk opgebouwd uit helder uitgegloeid glas. Wanneer men grotere oppervlakken wenst uit te voeren, kan men gebruik maken van halfgeharde of geharde componenten, voor zover de doorbuiging van de patrijspoort beperkt blijft. In dit geval is het raadzaam de fabrikant te raadplegen.

Bij het gebruik van gelaagd glas dient men bijzondere voorzorgen te nemen om de verwering van de tussenlaag (bv. door contact met water, met bepaalde dichtingskitten of met andere onverenigbare materialen zoals de steun- en spatieblokjes) tegen te gaan.

3.2. Dimensionering

Afb. 3 Dimensioneringstabel voor een patrijspoort (bovenrand op 1 m diepte, tweelagig glas).
Net zoals voor vloertegels en traptreden, kan men voor de dimensionering van patrijspoorten een beroep doen op de volgende documenten :

  • de ontwerpnorm prEN 13474-3, die een methode beschrijft ter bepaling van de glassterkte
  • deel 1-1 van de Eurocode 1, waarin de te beschouwen blijvende (eigengewicht, waterdruk) en veranderlijke (weersinvloeden) belastingen gedefinieerd worden.
Aan de hand van deze twee normen hebben wij een reeks tabellen opgesteld, waarin de te gebruiken glasdikten voor gelaagd glas (met een PVB) opgenomen zijn voor verticale patrijspoorten op vier opleggingen. Dit gebeurde zowel voor tweelagig als voor drielagig glas en voor een aantal opgegeven diepten (afbeelding 3).

3.3. Uitvoering

De beglazingen moeten in een sponning gemonteerd worden aan de binnenkant van het bekken. Dit gebeurt zodanig dat ze ter plaatse gehouden worden door de waterdruk. De sponning, waarvan de hoogte minstens gelijk is aan 1,5 keer de dikte van de beglazing, mag geen vlakheidsafwijkingen van meer dan 2 mm vertonen over de lengte van de beglazing. Het is raadzaam de verticale beglazingen te positioneren met een helling van 5° naar buiten toe om ze op hun plaats te houden als het bekken leeg is.

De randen van de beglazingen moeten afgeschuind of afgeslepen (vlak gepolijst) worden om het risico op verwondingen en belastingconcentraties (breukaanzet) te vermijden.

Om elk contact tussen de ruwbouw en de beglazing te voorkomen, moet deze laatste op twee steunblokjes geplaatst worden. De spatieregeling en de belastingsoverdracht worden gewaarborgd door een doorlopende strook EPDM met een hardheid DIDC 70 of door een gelijkwaardig product dat compatibel is met de kit.

De afdichting gebeurt met behulp van een kit die niet alleen verenigbaar is met het water waarmee hij in contact zal komen, maar ook met de tussenlaag van het gelaagde glas. De kit moet bovendien neutraal zijn voor de gebruikers van het bekken. De dikte en de diepte van de dichtingskit moeten minstens 6 mm bedragen. De sponningbodem moet zodanig gedraineerd worden dat de tussenlaag van het gelaagde glas niet beschadigd raakt. Verder is het aanbevolen om de sponning te voorzien van een recuperatiekanaal voor het eventuele condensatiewater.

De structuur moet corrosiebestendig zijn en zodanig stijf dat haar vervormingen kleiner blijven dan 1/500 van de overspanning onder de hydrostatische gebruiksdruk.

4. Aquariums

4.1. Keuze van het glas

Voor aquariums gebruikt men doorgaans een enkele uitgegloeide beglazing. In geval van een gelijmd aquarium dat volledig opgebouwd is uit glas, moet de glasdikte minstens 4 mm bedragen, opdat men zou beschikken over een toereikend verlijmingsoppervlak. Bij gebruik van gehard glas is het aanbevolen een bijkomende behandeling (de heat soak test) uit te voeren om glastypes met een risico op spontane breuk te vermijden. Gelaagd glas wordt daarentegen bij voorkeur ingewerkt in een kader- of raamsysteem. Daarnaast moeten er een aantal bijzondere maatregelen getroffen worden om de beschadiging van de tussenlaag tegen te gaan (cf. § 3.1).

4.2. Dimensionering

Afb. 4 Dimensioneringstabel voor een verticale wand van een aquarium (met vier opleggingen).
In het algemeen gebeurt de dimensionering van de beglazing van een aquarium op dezelfde manier als bij patrijspoorten. Vermits aquariums echter niet hetzelfde veiligheidsniveau vereisen als patrijspoorten, mag de partiële coëfficiënt op de blijvende belastingen en de maximale doorbuiging beperkt worden (respectievelijk tot 1,2 in plaats van 1,35 en tot L/300 in plaats van L/500). Er werden dimensioneringstabellen opgesteld die toelaten gemakkelijk de vereiste dikte van de verschillende wanden van aquariums te bepalen (zie afbeelding 4).

4.3. Uitvoering

De wanden van een aquarium dat volledig opgebouwd is uit glas kunnen in een metalen skelet gemonteerd worden, of, voor kleinere aqua­riums, afgedicht worden met een kit. In dit laatste geval gaat men na de correcte dimensio­nering van het aquarium over tot het versnijden van de verschillende beglazingen, rekening houdend met hun assemblagevolgorde. De snijvlakken moeten loodrecht staan op het glasoppervlak. Krassen en schrammen moeten vermeden worden. Men gebruikt best glasbladen waarvan de randen afgeslepen, maar niet afgeschuind zijn (vlak gepolijst of gesatineerd).

De procedure voor de verlijming van het glas is onder meer afhankelijk van de assemblagetechniek. De duur van de volledige polymerisatie (snelheid van 1,5 tot 2 mm per 24 uur) hangt af van het producttype, de gebruiksvoorwaarden en de afmetingen van het aquarium (voegbreedte en glasdikte). De kit vervult niet alleen een mechanische functie, maar waarborgt tevens de afdichting. Alvorens de kit aangebracht wordt, dient het glas grondig gereinigd en ontvet te worden. Het gebruik van een primer is niet nodig.

5. Besluit

Glas wordt steeds vaker gebruikt in al dan niet structurele bijzondere toepassingen. Vermits er vooralsnog geen code voor het goede ontwerp en de correcte uitvoering van dergelijke bouwwerken bestaat, zou de TV 'Bijzondere bouwwerken uit glas', die opgesteld wordt op initiatief van het Technisch Comité 'Glaswerken' en een aanvulling vormt op de TV's 214 en 221, deze leemte moeten opvullen.



V. Detremmerie, ir., projectleider, laboratorium 'Dak- en Gevelelementen', technologisch adviseur (*)
G. Zarmati, ir., onderzoeker, laboratorium 'Structuren'


(*) TD 'Le verre dans le bâtiment' (Glas in gebouwen), gesubsidieerd door het Waalse Gewest.

Nuttige informatie
Dit artikel, waarvan de lange versie weldra zal verschijnen op onze website, werd opgesteld in het kader van de NA 'Eurocodes', gesubsidieerd door de FOD Economie (www.normen.be).