Grote ramen met veel lichtinval ook mogelijk in pvc

Bepalende factoren voor de grootte van pvc-ramen

Pvc-ramen hebben de reputatie dat ze eerder beperkt zijn in afmetingen. Slanke raamprofielen zouden eerder een kenmerk zijn van aluminiumprofielen. In dit artikel tasten we de grenzen af van wat mogelijk is in pvc en welke factoren die grenzen precies bepalen. 

Situering

De hedendaagse moderne architectuur vereist in de meeste gevallen grote raampartijen en profielen met smalle aanzichtbreedtes, gekoppeld aan hoge isolatiewaardes. Zeker in België zijn architecten tuk op veel lichtinval.

Tot enkele jaren geleden was het moeilijk om bij pvc ramen voor veel lichtinval te zorgen en was dit vooral iets dat bij aluminium kon gerealiseerd worden. Vandaag is dit anders en kan er ook bij pvc ramen voor veel lichtinval gezorgd worden. In wat hieronder volgt, proberen we te duiden welke factoren van invloed zijn op de grootte van een pvc-raam en welke (deel)-oplossingen er vandaag de dag circuleren.

Geringe eigen sterkte

Hoe groter de afmetingen van het raam, hoe zwaarder, logger en dikker de profielen die het glas moeten ondersteunen. Vanwege de geringe eigen sterkte van pvc, ten opzichte van bijvoorbeeld aluminium en staal, is er de noodzaak om stalen versterkingen in te schuiven of gebruik te maken van glasvezels.

Hefschuiframen

Het ideale voorbeeld om deze problematiek te illustreren, is het hefschuifraam. In België zijn grote hefschuiframen zeer populair. Bij voorkeur hebben ze een zo slank mogelijk profielaanzicht. Om aan die vraag te beantwoorden, moeten pvc-profielfabrikanten en raam-constructeurs inventief zijn.

De hefschuifvleugel

De maximale afmetingen van het raam en de hefschuifvleugel worden vastgelegd door de profielleverancier en worden afgeleid uit testrapporten (o.a. lucht, wind en water), waarbij het maximale gewicht van de hefschuifvleugel ook in overeenstemming moet zijn met het type beslag. Dit om een vlotte bedienbaarheid van het raam te kunnen garanderen.

Bij pvc spreekt men eerder van een hogere uitzettingscoëfficiënt, dan zeg maar aluminium of staal

Verder is de maximaal haalbare grootte ook afhankelijk van de geografische zone (bv. een appartement op de Zeedijk tegenover een woning midden in de stad), de windbelasting (bv. een raam aan de zuidwestzijde tegenover een raam aan de noordoostzijde) en de maximale lengte van de pvc profielen. 

Bepalende factoren

Wat zijn nu de doorslaggevende factoren bij het bepalen van de maximale afmetingen van een raam?

Uitzettingscoëfficiënt

De thermische uitzettingscoëfficiënt is de waarde die vooral bepalend is voor de maximaal toelaatbare afmetingen van het raamkader. De term verwijst naar de temperatuurafhankelijkheid van de dichtheid van het materiaal. Bij pvc spreekt men eerder van een hogere uitzettingscoëfficiënt, dan zeg maar aluminium of staal.

Met andere woorden: pvc is temperatuursgevoeliger. Er zijn echter enkele zaken waar we rekening mee dienen te houden. 

• Staalversterkte profielen:
  Staalversterkte profielen zetten veel minder uit dan niet-versterkte pvc-profielen. De metalen versterkingen perken de reële uitzetting van de pvc-profielen gevoelig in en laten zo grotere afmetingen toe.
• Glasvezelversterkte profielen:
  Een standaard pvc-profiel zet meer uit dan een pvc-profiel versterkt met glasvezel. Het grote voordeel van deze techniek is dat men op deze manier beter in staat is de koudebrug te neutraliseren. 
• Wit versus gekleurd:
  De uitzettingscoëfficiënt voor pvc is identiek, of dit nu witte of gekleurde profielen betreft. De opgebouwde oppervlaktetemperatuur is echter hoger bij donkere profielen. Daardoor zullen die profielen dan ook meer uitzetten.  

Elasticiteitsmodulus (materiaal)

De elasticiteitsmodulus is een waarde die vooral bepalend is voor de maximaal toelaatbare afmetingen van de bewegende raamdelen. Hoe groter de waarde, hoe sterker de vleugelprofielen, hoe meer gewicht ze kunnen dragen en dus hoe groter men de vleugels kan maken. Kortom komt het neer op in welke mate het materiaal in kwestie een bepaalde stijfheid bezit. 

De elasticiteitsmodulus van pvc ligt beduidend lager dan deze van aluminium of staal. Dat is ook logisch, maar ook hier zorgen staalversterkingen, glasvezels... voor betere waardes. Over de jaren heen werd bij pvc dan ook een alsmaar hogere E-modulus toegekend.

Traagheidsmoment (vorm)

De sterkte van een raamprofiel wordt niet enkel bepaald door de elasticiteitsmodulus (E) van de materialen waaruit het is opgebouwd, maar ook door zijn traagheidsmoment (I). Het traagheidsmoment is een waarde die samenhangt met de specifieke geometrie van het profiel.

In mensentaal vertaalt zich dit in de mate waarin de profielen weerstand bieden tegen doorbuiging in een bepaalde richting. Het bepaalt dus, zoals de E-modulus, de sterkte van de constructie. Het grote verschil ten opzichte van de E-modulus is dat die laatste een materiaalconstante is. Het traagheidsmoment is afhankelijk van de vorm en de afmetingen van de constructie.  

Versterkte pvc-profielen

Versterkingen

Pvc-profielen kunnen extra versterkt worden door het gebruik van glasvezel, aluminium, kunststof, composiet of stalen versterkingen. Dit vergroot de stabiliteit en dus de draagkracht. De keuze viel vroeger vaker wel dan niet op een stalen versterking. Dit vergroot de stabiliteit en dus de draagkracht. Enkel bij zeer kleine ramen zullen er niet-versterkte pvc-profielen gebruikt worden.

De laatste jaren zijn er echter andere oplossingen die niet enkel zorgen voor een slanker raam, maar ook voor betere prestaties (bijvoorbeeld een beter isolerend vermogen), zoals een thermische versterking, een glasvezelversterking, extra isolatiekamers in het pvc-profiel... Op deze manier kan men met pvc-profielen ook grotere afmetingen aan.  

Beslag

Als algemene regel geldt dat men steeds beslag dient te gebruiken, aangepast aan het gewicht van het raam. De ophangpunten dienen berekend te zijn op het gewicht van het volledige raam. Eenmaal men de afmetingen van het raam berekend heeft en de te gebruiken types raamprofielen vastgelegd heeft, kan men het gewicht van het raam berekenen. Ook kan men het gewicht van het glasblad berekenen.

Performantieniveaus

Het is belangrijk te benadrukken dat opmerkingen over prestatieniveaus van ramen niet louter onder de noemer “beslag” mogen worden geplaatst. Prestaties worden immers bepaald op basis van het volledige element: dit omvat de combinatie van het gebruikte profiel, het glas, de dichtingen én het beslag. Hoewel het beslag een bepalende factor is, is het zeker niet de enige. Ook de opbouw van het raam speelt een cruciale rol: bijvoorbeeld, meer sluitpunten leiden doorgaans tot een betere afdichting.

Deze prestaties worden meestal getest en vrijgegeven door de profielleverancier. Ze zijn dus niet exclusief afhankelijk van het beslag, maar van het totaalconcept.

De norm NBN B25-002-1 heeft de prestatieniveaus van waterdichtheid, luchtdoorlatendheid en weerstand tegen windbelasting vastgelegd voor normale ramen, onafhankelijk van het materiaal. In functie van de hoogte van het gebouw en de terreinruwheid vermeldt die de minimumprestaties. Het betreft hier de prestatie die het raam zou moeten halen als dit getest zou worden in een erkend labo (Notified Body), bv. het WTCB. Indien het lastenboek hier naar refereert, dient hiermee rekening gehouden te worden.

Op 13 maart 2019 ging de nieuwe Belgische norm NBN B25-002-1 van kracht. Ze vervangt de bestaande norm van 2009. De grote wijziging in de recentste versie is de manier waarop de vereiste prestatieniveaus tegen windbelasting worden gespecifieerd, namelijk aan de hand van '8 blootstellingsklassen aan wind'. 

Met medewerking van Siegenia | Beeldmateriaal: Schüco