Op weg naar een revolutie bij onderdakfolies

DIN EN 13859-1 specificeert niet alleen de productrelevante kenmerken van een onderdakfolie, maar beschrijft ook de testmethoden op basis waarvan deze worden getest. Hierdoor wordt gewaarborgd dat de kenmerken in de prestatieverklaringen van verschillende producten vergelijkbaar zijn. Een van de grootste uitdagingen op het gebied van productnormen voor duurzame producten is de eigenschap " levensduur na kunstmatige veroudering ".

Hoewel ook dit volgens gestandaardiseerde testmethoden wordt getest, is het toch een productspecifieke test op basis van gebruiksrelevante verouderingsfactoren, parameters en testperioden. Hierbij moet het natuurlijke verouderingsproces binnen een zo kort mogelijke periode worden gesimuleerd.

Ten tijde van het opstellen van de productstandaard voor de onderdakfolie was er weinig informatie beschikbaar over het verouderingsgedrag van deze folies op lange termijn. Met betrekking tot kunstmatige veroudering houdt de versie van 2010, die ook nu nog geldig is, rekening met de relatief korte periode tot het afdekken, met een simulatie van UV-straling (336 uur blootstelling aan UV-straling / 55MJ/m²), alsook een volledige levenscyclus onder de dakbedekking door een blootstelling aan een verhoogde temperatuur (90 dagen bij 70°C). Tot op heden zijn deze methoden voor verouderingssimulatie niet gewijzigd.

In de loop der jaren is echter duidelijk geworden dat niet alle producten die het normatieve verouderingsproces doorstaan, in de praktijk een voldoende hoge verouderingsbestendigheid vertonen. Daaronder vallen ook verschillende gevallen waarin de folie niet werd blootgesteld aan UV-straling aangezien deze direct werd afgedekt. UV-schade kan daarom niet als belangrijkste argument worden aangehaald. De oorzaak van het functieverlies moet daarom logischerwijs “onder de dakbedekking” worden gezocht. Het kunstmatige verouderingsproces van de norm blijkt het werkelijke proces onvoldoende te simuleren.
 

Met ruim 60 jaar ervaring in de ontwikkeling van onderdakfolies voor hellende daken, begon Dörken enkele jaren geleden nauwkeuriger naar de klimatologische omstandigheden ter hoogte van de tengellatten van diverse daken te kijken en onderzocht de invloed van deze omstandigheden op het verouderingsproces van de onderdakfolie. Ter hoogte va de tengels werd naast de temperatuur en vochtigheidsgraad ook de luchtverplaatsing gemeten en geregistreerd. Hierbij kon regelmatig worden vastgesteld dat de luchtbewegingen onder de dakbedekking toenam zodra de zon op het dakoppervlak scheen. 

Luchtsnelheden van 1 m/seconde waren geen uitzondering. Een van de oorzaken van de relatief hoge luchtsnelheden bleek zonnestraling die zorgt voor een thermische lift ter hoogte van de tengels. Anderzijds bleek dat ook op bewolkte dagen vergelijkbare luchtsnelheden werden gemeten. In dit geval vormt wind de trigger. Die stroomt rechtstreeks in de opening van de dakranden en over de nok. De trek zorgt voor een schoorsteeneffect tussen de harde dakbedekking en de onderdakfolie. Deze bevindingen over luchtverplaatsing tussen de tengels zijn niet nieuw.

Uiteindelijk is de waterdichtheid de doorslaggevende producteigenschap, die ook tot op zekere hoogte onderhouden moet worden tijdens de levensduur van het dak.

Als voorbeeld werd een standaard product gekozen dat, volgens voorgaande testen en onder normale praktijkomstandigheden, reeds na 3 jaar gebruik zijn waterdichtheid had verloren (W1, waterkolom 200 mm gedurende 2 uur). De rode curve geeft de veroudering bij een warme opslag zonder luchtverplaatsing aan - grotendeels in lijn met de voorwaarden van DIN EN 13859-1 (2010), beter gezegd bij een verwaarloosbare luchtsnelheid van <0,05 m/s. De gevolgen van het verouderingsproces worden na 70 weken steeds duidelijker. Het product kan de druk van de waterkolom niet meer weerstaan zoals in nieuwe toestand en geeft zelfs bij een lagere waterkolom toe aan de waterdruk als gevolg van het beginnende verouderingsproces. Na een periode van ongeveer twee jaar van kunstmatige veroudering, volgens de huidige testmethode, laat het product het volledig afweten. Na plaatsing bedraagt de daadwerkelijke levensduur slechts drie jaar. 
 

Om dit probleem op te lossen, werd in samenwerking met een vooraanstaande fabrikant van industriële ovens een verouderingsoven ontwikkeld met een gemiddelde luchtsnelheid van 5 m/seconde, waardoor hij een aanzienlijk hogere luchtverplaatsing kan genereren dan gangbare commerciële ovens.

Na een gemiddelde verouderingsduur van zes tot acht weken, is het geselecteerde standaardproduct al aangetast door het verouderingsproces (diagram: blauwe curve). De aantasting van een product dat in de praktijk na drie jaar zijn functie verliest, wordt reeds duidelijk na deze korte testperiode waarvoor onder normatieve verouderingsomstandigheden twee jaar nodig waren geweest. Maar hoe zit het met producten die na 10 of 15 jaar defect zijn? Hoe lang moet deze test, onder deze omstandigheden duren om een adequate verouderingsbestendigheid aan te kunnen tonen? Hier helpt de regel van 3: als drie jaar veroudering in de praktijk vergelijkbaar is aan zes tot acht weken kunstmatige veroudering, is – om helemaal zeker te zijn – een 64 weken durende verouderingstest nodig om een levensduur van 25 jaar aan te tonen.

Hoe beïnvloedt de luchtverplaatsing het verouderingsproces?
De polymeren waaruit het foliemateriaal bestaat zijn in verschillende mate onderhevig aan een oxidatieproces. Oxidatieprocessen zijn bijvoorbeeld bekend van de vorming van roest op ijzeren onderdelen. Het verbranden van calorieën in het menselijk lichaam is ook een oxidatieproces op basis van ingeademde zuurstof. Tijdens het sporten wordt het oxidatieproces door de verhoogde ademhaling alleen maar versneld, zodat de afbraak van vetcellen wordt gestimuleerd. Ook in houtkachels oxideert het brandhout sneller of langzamer afhankelijk van de luchttoevoer die via een vlinderklep kan worden geregeld. Hoe meer frisse lucht wordt aangevoerd, des te sneller het oxidatieproces verloopt. Dit eenvoudige principe is ook van toepassing op onderdakfolies.

Wat betekent dit voor het gebruik en de ontwikkeling van een onderdakfolie?
Het lijkt logisch om het principe van het ventilatieniveau als belangrijkste constructie-element van hellende daken te laten varen en de openingen langs de dakrand en nok af te sluiten. Dit zou echter de slechtste oplossing zijn aangezien dit tot nog ernstigere problemen zou leiden. In plaats daarvan moeten fabrikanten van onderdakfolies in de toekomst rekening houden met de luchtverplaatsing in het dakschild als een belangrijke factor bij de ontwikkeling van verouderingsbestendige producten. Op basis van wetenschappelijke kennis van de geschikte materialen en additieven zoals stabilisatoren met hun onderlinge interacties, kunnen producten worden ontwikkeld die bestand zijn tegen de daadwerkelijke omstandigheden. Deze producten zijn nu al verkrijgbaar.