C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gGlasconstr uc ties22 cement 2008 2R e g e l g e v i n g e n n o r m e n * )Het Bouwbesluit vereist dat deuiterste grenstoestand (ugt) bijbelastingscombinaties bepaaldvolgens NEN 6702 [3], niet wordtoverschreden. Toetsing of de ugtal dan niet wordt overschreden,moet gebeuren aan de hand vanNEN 2608 als de bouwconstruc-tie is vervaardigd van glas. Vandeze normenreeks zijn op ditmoment definitief:? NEN 2608-1 `Vlakglas voorgebouwen ? weerstand tegenGlazen vloeren,helder in ontwerp?ing. R. van der Stel, www.ibsconsultants.nlGlas heeft de algemene reputatie van een doorzichtig doch breekbaar materi-aal. Toepassing van glas in vloeren prikkelt daarom de fantasie van architec-ten; zie bijvoorbeeld foto 1. De mogelijkheid om transparantie, ogenschijnlijkebreekbaarheid en constructieve veiligheid te combineren vormt een toege-voegde waarde aan de uitstraling van een gebouw of ruimte. Glazen vloerde-len worden al geruime tijd toegepast. Het is daarom opmerkelijk dat inNederland eenduidige richtlijnen met betrekking tot het ontwerp ontbreken.In dit artikel wordt een overzicht gegeven van de stand van zaken van regel-geving en normontwikkeling. Daarnaast is er aandacht voor de materiaal-kundige aspecten van een glazen vloerdeel en voor esthetische en gebruiksas-pecten. Tot slot komen plaatsing van een glazen vloer en brandveiligheid aande orde.*) Het onderdeel `Regelgeving en normen' is ontleend aan en gebaseerd op hoofdstuk 5 `Beloopbare glazen vloeren en daken' van ir. F.P. Bos en ing. R. van der Stel uitde publicatie `Construeren met glas ? Stand der techniek' [1].1 |Skywalk Grand Canyon -gelaagd glas met SGPtussenlagen(bron: DuPont)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gGlasconstr uc tiescement 2008 2 23windbelasting ? eisen en bepa-lingsmethode' en? NEN 2608-2 `Vlakglas voorgebouwen ? deel 2: Niet-verti-caal geplaatst glas ? weerstandtegen windbelasting, sneeuw,eigengewicht ? eisen en bepa-lingsmethode'.? De normen NEN 2608-3 (niet-verticaal glas, begaanbaar voorreparatie en onderhoud) enNEN 2608-4 (vloerafscheidin-gen ter plaatse van een hoogte-verschil) zijn in ontwikkeling.Glazen vloeren vallen echternadrukkelijk buiten het toepas-singsgebied van de NEN 2608serie. Deel 1 behandelt alleenverticaal geplaatst glas. Deel 2is weliswaar van toepassing ophorizontaal geplaatst glas, maarniet op glazen vloeren of opglazen daken die publiekelijktoegankelijk zijn. Voor onder-houd begaanbare glazen dakenworden behandeld in deel 3. Opdit moment is daar nog geen(ontwerp)versie van gepubli-ceerd.Voor aspecten van persoonlijkeveiligheid en doorvalveiligheidwordt verwezen naar NEN 3569`Veiligheidsbeglazing in gebou-wen'. Deze norm schrijft begla-zingsklassen en ?typen voor aande hand van gebouwfuncties entoepassingen.In de Europese normen die inontwikkeling zijn op het gebiedvan constructief glas, vallenvloeren wel binnen het toepas-singsgebied. Deel 1 van de NEN-EN 13474 serie behandelt dealgemene ontwerpgrondslagenvoor glazen ruiten waarop belas-tingen werken loodrecht op hetvlak van het glaspaneel. Tot nutoe is behalve deel 1 alleen (hetontwerp van) deel 2 van NEN-EN 13474 gepubliceerd. Dit deelbehandelt een methode om debenodigde dikte van glazen rui-ten onder gelijkmatig verdeeldebelastingen te berekenen. Het isopvallend dat bij de voorbeeldenvan gelijkmatig verdeelde belas-tingen die in artikel 1 genoemdworden, belasting door perso-nen, aankleding en meubilairniet is vermeld. Dit duidt eropdat deze norm niet voor vloe-ren is ontwikkeld, alhoewel dietoepassing niet expliciet wordtuitgesloten.Het document `Basiseisen engrondslagen glasconstructies'[2], opgesteld als basis voor deverdere ontwikkeling van deNEN 2608 serie, beschrijft ookmethoden om een benodigdeglassamenstelling te bereke-nen. Behalve voor gelijkmatigverdeelde belastingen wordenhier ook formules gegeven voorlijn- en puntlasten. De aandachtvoor lijn- en puntlasten is vanbelang omdat NEN 6702 in ar-tikel 8 vereist dat op vloeren en(vloeren van) ontsluitingswegenbehalve met gelijkmatig verdeel-de belasting ook met deze tweeverschillende soorten verander-lijke belasting rekening wordtgehouden.In NEN 6702 zijn geen eisengesteld aan de tijdsduur dat dezebelastingen werken. De duurvan de belasting wordt ook nietin de glasnormen NEN 2608 enNEN-EN 13474 gespecificeerd.Daarom is het onduidelijk welkewaarde hiervoor gehanteerdmoet worden. Voor de gebruike-lijke constructiematerialen zoalsstaal en beton is dat normaliterniet van belang, omdat het mate-riaalgedrag van deze materialenvrijwel tijdsonafhankelijk is.Het gedrag van gelamineerdglas is echter zowel afhankelijkvan de duur van de belastingals van de omgevingstempera-tuur waarbij de belasting wordtuitgeoefend. De mate van sa-menwerking tussen de verschil-lende glasplaten wordt namelijkbepaald door het visco-elastischegedrag van de toegepaste folie(vaak polyvinylbutyral; PVB).Bovendien is de rekenwaardevoor de maximaal toelaatbarebuigtrekspanning van het mate-riaal glas eveneens afhankelijkvan de belastingduur. Omdatveranderlijke belastingen alsbedoeld in artikel 8.2 van NEN6702 niet alleen personen, maarook aankleding en meubilairbetreft, lijkt het aannemelijkdat hier van quasi-permanentebelastingen moet worden uit-gegaan. Een volle kast kan bestjaren op dezelfde plek blijvenstaan.Ook over de te hanteren tijds-duur van een belasting in hetgeval van glasbreuk (van de ge-hele of gedeeltelijke doorsnede)2 |Relatieve glassterkte alsfunctie van de belasting-duur0,30,40,50,60,70,80,91,01,0E+005 s 10 s 1 min 5 min 1 uur 1 dag 1 week 1maand 50 jaar1,0E+01 1,0E+02 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 1,0E+08 1,0E+09 1,0E+10belastingsduur (s)relatieveglassterkte(-)ongehard floatglasthermisch versterkt floatglasthermisch voorgespannen floatglas3 |Glazen traptreden voor-zien van zeefdrukpatroon(bron: solar|glassScheuten)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gGlasconstr uc ties24 cement 2008 2door een incident, staat in de ge-noemde normen niets vermeld.Artikel 6.3.4.2 van NEN 6702schrijft bijzondere belastingcom-binaties voor. Hierbij worden inrekening gebracht:? de permanente belasting, maalde veiligheidsfactor;? de bijzondere belasting, maalde veiligheidsfactor;? de som van de veranderlijkebelastingfactoren maal hunrespectievelijke veiligheidsfac-toren en momentaanfactoren.De momentaanfactor bij belas-tingen door personen, meubilairen aankleding is afhankelijk vande functie van de betreffenderuimte (meestal circa 0,5). In hetgeval de belasting slechts doorpersonen wordt uitgeoefend lijkthet redelijk een beperkte tijds-duur na glasbreuk te beschou-wen; ??n persoon zal zich tenslotte snel in veiligheid brengen.Voor meubilair is dit minderduidelijk. Indien men eenbreuk ontdekt, wordt naar allewaarschijnlijkheid de belastingverwijderd, maar dat is medeafhankelijk van de zichtbaarheidvan de schade, het gebruik vande ruimte, het risico voor onder-liggende ruimten, enzovoorts.Uiteraard is het veiliger aan tenemen dat het meubilair nietsnel wordt verwijderd, maar datzal tot conservatievere dimensio-nering leiden. Voor trappen, diemeestal alleen door personenworden belast en niet of nau-welijks door meubilair, lijkt hetoverdreven van een onbeperktebelastingsduur uit te gaan incombinatie met een incident.Hoewel er in de normen geenaanwijzingen te vinden zijn voorde tijdsduur van belastingen ingeval van (gedeeltelijke) glas-breuk, geeft de COB-richtlijnConstructief Glas [5] wel eentoetsingscriterium bij de uitvoe-ring van praktijkproeven voor detoetsing van de weerstand tegenstootbelastingen.? Een begaanbaar glazen dakmoet na uitvoering van eenzandzakvalproef (tegenwoor-dig glaskogelzakvalproef)hetzij onbeschadigd zijn,hetzij beschadigd maar wel instaat de zandzak gedurendetenminste vijftien minuten tedragen. Daarnaast mogen inbeide gevallen geen stukjesgroter dan 100 mm2naar be-neden vallen.? Een glazen vloer moet nauitvoering van een cilinderval-proef hetzij onbeschadigd zijn,hetzij beschadigd maar welin staat de cilinder gedurendetenminste vijftien minuten tedragen.4 |Glazen vloerdelen mettranslucente PVB-folie(bron: AGC Flat Glass)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gGlasconstr uc tiescement 2008 2 25Bij de glaskogelzakvalproefwordt de val van een persoongesimuleerd. Deze moet in staatworden geacht de glasplaat bin-nen een kwartier te kunnenverlaten. De cilindervalproef isongunstiger. De valhoogte isweliswaar kleiner (500 mm inplaats van 700 mm), maar demassa is groter (75 kg tegen 50kg) en het betreft een hard voor-werp. Glas is daar veel gevoeli-ger voor. Met de cilindervalproefkan ook de val van een wille-keurig object (zoals meubilair)worden gesimuleerd. Uiteraardmoet een glazen vloer hier ooktegen bestand zijn.D e s t e r k t e v a n g l a sIn de ugt wordt de maximaalberekende buigtrekspanningin het glaspakket getoetst aande rekenwaarde van de uiterstopneembare buigtrekspanningvan glas (fmt;u;d). De bepalings-methode van fmt;u;dwordt be-schreven in NEN 2608-2 [4]. Uitdeze bepalingsmethode wordtduidelijk dat fmt;u;din belangrijkemate afhankelijk is van de belas-tingduur. Hoewel NEN 2608-2geen betrekking heeft op gla-zen vloeren is het tot op hedenwel het enige normdocumentwaarop men zich kan baserenom een tijdsafhankelijke waardevan fmt;u;dte bepalen. Het ligt zeervoor de hand dat deze methodebij toekomstige normontwik-keling een breder toepassings-gebied krijgt dan glazen dakendie belast worden door eigengewicht, wind en sneeuw.Om een indruk te krijgen van deinvloed van de belastingduur opde glassterkte wordt verwezennaar figuur 2. In deze afbeel-ding is de relatieve glassterktegrafisch weergegeven voorongehard floatglas, thermischversterkt (half gehard) floatglasen thermisch voorgespannen(gehard) floatglas. Hierbij is desterkte bij een belastingduur vanvijf seconden (overeenkomendmet windbelasting) als 1,0 ge-steld. Uit de grafiek wordt met-een duidelijk dat het voor eenjuiste berekening van de samen-stelling van een glazen vloerdeelrelevant is dat vanuit de bouw-regelgeving de belastingduurwordt aangegeven. Ter vergelij-king wordt in dit kader verwezennaar de belastingen die volgensNEN 6702 uitgeoefend wordenop vloerafscheidingen. Hierbijwordt de belastingduur wel ge-specificeerd.V i s c o - e l a s t i s c h g e d r a gt u s s e n l a a gGlazen vloerdelen worden uitveiligheidsoverwegingen samen-gesteld als gelaagd glas. Demeest toegepaste tussenlaagbestaat uit PVB. In aanvullingop de tijdsafhankelijkheid van desterkte van een monolithischeglasplaat, zoals bovenstaandtoegelicht, is de sterkte van eengelamineerde glasplaat door hetvisco-elastische gedrag van dePVB afhankelijk van (eveneens)de belastingduur en tempera-tuur. Bij een grotere belasting-duur en/of hogere temperaturen(boven circa 30 ?C) gaat gelaagdglas zich steeds meer gedragenals los op elkaar geplaatste glas-bladen met een denkbeeldiglaagje olie ertussen. Hierdoorzullen de vervormingen en span-ningen in het glas belangrijktoenemen. Onderlinge verschil-len tussen PVB's van verschil-lende fabrikanten zijn geringen hierdoor te verwaarlozen. Erbestaan echter ook PVB's diezijn geoptimaliseerd voor hetverbeteren van de akoestisch-iso-lerende eigenschappen van glas.Deze PVB's hebben wel een - innegatieve zin - afwijkend visco-elastisch gedrag.Naast PVB kunnen ook anderetussenlagen in gelaagd glas wor-den verwerkt. Het is niet van-zelfsprekend dat elk alternatiefop PVB eveneens veiligheidsver-hogende eigenschappen bezit.Sommige tussenlagen zijn meteen ander gebruiksdoel ontwik-keld zoals gietharsen (akoes-tische isolatie). Een voorbeeldvan een alternatieve tussenlaagmet een toegevoegde waarde tenaanzien van constructieve veilig-heid betreft de SentryGlassPlusinterlayer (SGP) van DuPont.De ontwikkeling van dit productvindt zijn oorsprong in de toe-passing van `hurricane-proof'beglazing in gebieden zoalsFlorida (VS). De beschikbaarheidvan gelaagd glas met SGP op deEuropese markt is echter nogbeperkt.B e p a l i n g v a n d eg l a s s a m e n s t e l l i n gDe bepaling van de benodigdeglassamenstelling is gebaseerdop spannings- en vervormings-berekeningen. Hierbij wordtin de uiterste grenstoestandde berekende maximaal optre-dende buigtrekspanning in hetglaspakket (max) getoetst aande rekenwaarde van de uiterstopneembare buigtrekspanningvan glas (fmt;u;d). Tevens wordt inde bruikbaarheidsgrenstoestandde maximale doorbuiging vanhet glazen vloerdeel getoetst aanNEN 6702.4?1 mm6 mm ongev.voegbodemdraagstructuuropvulling met silicone4 ? 6 mmeafmeting tussen opleggingenneopreenband1,5 x esteunbreedte5 |Principedetail onder-steuning glazen vloer-deel(bron: Saint-Gobain Glass)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gGlasconstr uc ties26 cement 2008 2Zolang in de bouwregelgevinggeen duidelijke richtlijnenzijn opgenomen met betrek-king tot de belastingduur is hetaanbevelingswaardig om in deberekeningen uit te gaan van`geen samenwerking' tussen deafzonderlijke glaslagen in eenvloerplaat. Dit is ook raadzaamindien onder de glazen vloerbijvoorbeeld een lichtbron wordtaangebracht die door warmte-ontwikkeling een temperatuur-verhoging veroorzaakt. Voor eencorrecte toetsing van het criteri-um max< fmt;u;dis het goed dat ineen vroeg stadium afstemmingplaatsvindt tussen de construc-teur, opdrachtgever en Bouw- enWoningtoezicht over de aan tehouden belastingduur. Zolangop dit vlak de regelgeving geenduidelijkheid verschaft, kunnenmogelijke problemen alleen wor-den voorkomen door hierovervooraf gezamenlijk eenduidigeuitgangspunten vast te leggen.Voor de berekeningen wordt,vanwege de aard van de aan-grijpende belastingen, meestalgebruik gemaakt van computer-modellen op basis van de ein-dige-elementenmethode.Een gangbare en conservatievewerkwijze is de vloer op basisvan een constructieve bereke-ning samen te stellen uit eenbepaald aantal lagen (ten minstetwee) en aanvullend een extralaag aan de bovenzijde op tenemen in verband met veilig-heid en slijtage; de zogenoemdeopofferingslaag. Het is gebrui-kelijk de opofferingslaag in eendikte van ten minste 8 mm uit tevoeren.Thermisch voorgespannen glaswordt gekenmerkt door eenbreukgedrag met desintegratiein vele kleine korrels. Indienalleen thermisch voorgespannenglas wordt verwerkt in gelaagdglas bestaat slechts zeer be-perkte restdraagkracht na breuk.Daarom is het een goed gebruikom in een glazen vloerdeel nietuitsluitend thermisch voorge-spannen glas te verwerken.E s t h e t i s c h ee i g e n s c h a p p e nOm het glas in de vloer andereuiterlijke eigenschappen te ge-ven kunnen aanvullende bewer-kingen worden uitgevoerd.Het uitvoeren van oppervlak-tebewerkingen (zandstralen,etsen) en het aanbrengen vanaanvullende oppervlaktelagen(bijvoorbeeld zeefdrukken) vanhet glas behoren tot de moge-lijkheden (foto's 1 en 3). Daar-naast kan de standaard helderePVB-folie gedeeltelijk vervangenworden door een translucente(matterende) of gekleurde folie(foto 4). Ook is het mogelijk om,in plaats van blank floatglas, inde massa gekleurd glas toe tepassen.Om de groenkleuring, die hetgevolg is van een relatief dikpakket floatglas, te verminderenis het bovendien mogelijk ijzer-arm floatglas toe te passen. Dittype glas wordt ook wel aange-duid als `extra blank' glas.A n t i s l i pEen specifiek probleem van glasin beloopbare oppervlakken isgladheid wanneer het nat wordt.Door (delen van) de bovensteglasplaat ruw te maken, bijvoor-glazen vloerdeel glazen vloerdeelbrandwerend glasbrandwerend glas stalen koker 60/30/3stalen koker 140/80/4promatec 20mmkeramische band12mm18mm60-70mmband voorvloerbeglazingsilicone afdichting5mmgietvloer o.d.vloerstalen koker 100/80/4stalen koker50/30/3brandwerend glasglazen vloerdeel3mm3mm5mm10mm60 tot 70mmpromatec 20mm6-7 | Principedetails samen-gestelde brandweren-de glazen vloerdeel(bron: Saint-GobainGlass)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gGlasconstr uc tiescement 2008 2 27beeld door te zandstralen, kandit probleem worden voorko-men. Een andere mogelijkheidbestaat uit het aanbrengen vaneen patroon van een ruwe email-le. Ook kunnen geprofileerdeglassoorten gebruikt worden(figuurglas). Voor glasplatendie op deze wijze bewerkt zijn,moeten echter lagere sterktesworden aangehouden. Ookdaarom verdient het aanbevelingde toplaag als opofferingslaag tebeschouwen.G l a s p l a a t s i n gGlazen gevels, daken en vloer-afscheidingen worden op uiteen-lopende manieren op de draag-constructie bevestigd. Puntge-houden of plaatselijk opgelegdebeglazingen worden steeds vakertoegepast. In vloeren en trappenwordt echter in de meeste situa-ties ten minste een tweezijdigelineaire en vlakke randopleggingtoegepast (fig. 5). Dit komt medevoort uit de relatief grote pakket-dikte. Vanzelfsprekend moet dedraagconstructie voldoende sterken stijf zijn om deze functie tevervullen.Bij de glasplaatsing moet reke-ning worden gehouden dat deomtrekspeling rondom de glas-eenheden voldoende en gelijk-matig is om ondermeer nadieneen voegdichting aan te brengen(bijvoorbeeld een siliconenkit).Bij de voegdimensionering moeteventueel rekening wordengehouden met het feit dat bijgelaagd glas waarin thermischversterkt of thermisch voorge-spannen glas is verwerkt, tijdensde productie een onderlingeverschuiving van de glasbladenkan plaatsvinden.Van belang is dat de voegdich-ting verdraagzaam is met hetmateriaal waaruit de tussenlaagin het gelaagde glas is opge-bouwd.De breedte van de glasopleggingmoet ruim worden uitgevoerd,waarbij als veilige indicatieanderhalf maal de pakketdiktekan worden aangehouden. Hetmateriaal voor de glasopleggingmoet, in verband met het eigengewicht en de aangrijpende be-lastingen, een hardheid hebbenvan circa 75 Shore A. Van belangis dat de materiaaleigenschap-pen van de glasondersteuningtijdens de gebruiksfase niet ver-anderen.B r a n d v e i l i g h e i dGlazen vloerdelen moeten vol-gens het Bouwbesluit in voorko-mende situaties voldoen aan deprestatie-eisen die voortkomenuit brandveiligheid. Hierbijverdienen de aspecten `sterktebij brand' en `weerstand tegenbranddoorslag en brandoverslag'(WBDBO) de aandacht. Als devloer deel uitmaakt van eenscheiding tussen twee brand-compartimenten (boven elkaargelegen verdiepingen) dangelden voor de glazen vloerde-len dezelfde prestatie-eisen alsvoor bijvoorbeeld een betonnenvloerdeel. Hiertoe zijn de criteriavlamdichtheid (E), straling (W),temperatuur (I) en bezwijken(R) van belang. De letteraan-duidingen komen voort uit debrandclassificatie zoals deze isopgenomen in normblad EN13501-2 [8].In vergelijking met uitwendigegevelconstructies is het bij eenglazen vloerdeel tevens belang-rijk dat deze in een brandsituatiezijn constructieve functie blijftvervullen. Daartoe is het nood-zakelijk dat er een maximumwordt gesteld aan de tempera-tuur aan de zijde die niet doorhet vuur wordt belast. Tevensmoeten de belastingen ten gevol-ge van eigen gewicht, personenen meubilair nog gedurende eenvoorgeschreven periode doorhet glazen vloerdeel wordenopgenomen. De brandwerendeeigenschappen van een glazenvloerdeel worden uitgedruktvolgens de classificatie REI.Testen vinden plaats volgens EN1365-2 [9].Als gevolg van de complexeglassamenstelling en kostbareproefuitvoering is in de praktijkslechts een beperkt aantal glas-producten als brandwerendevloerbeglazing op de marktbeschikbaar. Vaak worden bij derealisatie de brandwerende eisendoor een separate glaseenheidingevuld (getest in de klasse EIin horizontale toepassing) terwijleen hierboven geplaatst conven-tioneel glazen vloerdeel de con-structieve belastingen voor zijnrekening neemt (fig. 6, 7). nL i t e r a t u u r1. Construeren met glas? Stand der techniek. Rap-port 2007-1 van CUR Bouw& Infra en KenniscentrumGlas.2. Ottens, R., Basiseisen engrondslagen glasconstruc-ties, ontwerp. Oktober 2005(document niet vrij verkrijg-baar).3. NEN 6702:2007 Technischegrondslagen voor bouwcon-structies - TGB 1990 - Belas-tingen en vervormingen.4. NEN 2608-2:2007 Vlakglasvoor gebouwen - Deel 2:Niet-verticaal geplaatst glas- Weerstand tegen eigen ge-wicht, wind- en sneeuwbelas-ting en isochore druk - Eisenen bepalingsmethode.5. COB Richtlijn ConstructiefGlas ? Toetsingshulpmiddelvoor Bouwtoezichten. 1998.6. Ontw. NEN-EN 13474 (serie)Glas voor gebouwen - Ont-werp van glazen ruiten.7. Brandwerend glas. Kennis-centrum Glas, Gouda, 2007.8. NEN-EN 13501-2:2007Brandclassificatie van bouw-producten en bouwdelen -Deel 2: Classificatie op grondvan resultaten van brandwe-rendheidsproeven, behalvevoor ventilatiesystemen.9. NEN-EN 1365-2:2001 Bepa-ling van de brandwerendheidvan dragende bouwdelen- Deel 2: Vloeren en daken.