MAT02 - Metal_top

Voorziening | Metalen structuren

Metalen structuren

© Alexandru Rosu / Shutterstock.com

De mogelijkheden van metalen structuurelementen zijn vrijwel eindeloos, van een geprefabriceerd profiel tot het metalen geraamte van een gebouw. Hoewel de fabricage of recyclage van de metalen veel energie vraagt, kan dit type structuren een interessante keuze zijn op het vlak van duurzaamheid, met name dankzij de levensduur en de kostprijs ervan. Maar ze bestaan uit grondstoffen waarvan de winningshoeveelheden beperkt blijven.

De eerste tabel hieronder – " Metaal als structuurmateriaal " – biedt algemene informatie. Deze is geldig voor alle vormen van structurele toepassing. De toepassingen van metalen elementen zijn vrijwel eindeloos en zeer gevarieerd. Er kan hier niet in detail op worden ingegaan. Voor dit type toepassing verwijzen we naar deze eerste tabel .

Vervolgens vermeldt de tabel " Metalen structuurelementen " de informatie inzake de voornaamste geprefabriceerde metalen structuurelementen die algemeen op de Belgische markt verkrijgbaar zijn. Binnen een en hetzelfde gebouw kunnen uiteraard meerdere soorten metalen structuurelementen worden gebruikt. De mogelijke combinaties zijn vrijwel onbeperkt en zeer gevarieerd. De verschillende technieken voor de toepassing ervan worden daarom niet onder deze paragraaf behandeld: daarvoor verwijzen we naar "Specifieke uitvoering".

Metaal als structuurmateriaal

Beschrijving

Staal wordt vervaardigd op basis van ijzer. Het bevat minstens 2% koolstof. Voor stalen structuurelementen is het koolstofgehalte ca. 0,2%.

Het gamma geprefabriceerde producten is zeer uitgebreid: ze kunnen met elkaar worden verbonden (geraamte, vlechtwerk) en tal van vormen aannemen.

Gebruik

Zuilen

Balken

Vlechtwerk (combinatie van verschillende geprefabriceerde elementen)

Vloer

Geprefabriceerde profielen (gestandaardiseerd of op maat, in serie)

Op de werf geassembleerd metalen geraamte

Milieubalans

(*)

Het NIBE beoordeelt stalen structuurelementen niet individueel.

Wel worden per gebouwtype en -formaat globale evaluaties geboden van "gemengde" structurele oplossingen (bijv. metalen geraamte in combinatie met holle betonnen elementen) op het niveau van het gebouw (zie http://www.nibe.info ).

Deze beoordelingen schuiven vooral stalen structuren naar voren, onder meer met het oog op het beperkte gewicht en de beperkte hoeveelheid vereist materiaal (hoewel voor de fabricage en recyclage veel energie nodig is). Gemengde structurele oplossingen die stalen structuurelementen omvatten vormen voor alle gebouwtypen de voorhoede: de scores gaan van 1a (Beste keuze) tot 2b (Zeer goede keuze).

Voordelen

Zeer brede waaier aan vormen en producten

Zeer goede weerstand tegen druk (berekening door een stabiliteitsingenieur of aan de hand van abaci voor eenvoudige elementen)

Zeer lange levensduur (mits voorzien van adequate bescherming tegen roest)

Grote maatnauwkeurigheid

Beheersing van het afval op de werf

Grote reikwijdte mogelijk

Snelle uitvoering

Eenvoudig te hergebruiken

Kostprijs

Het recyclagepercentage voor metalen in het algemeen ligt rond de 90% en voor staal is dit bijna 100%. De hoge metaalprijzen hebben het economisch belang van recyclage vergroot. Dit heeft een gunstige invloed op de milieubalans van gerecycleerde metalen bouwproducten (de totale hoeveelheid energie die nodig is voor de recyclage is hoog, maar lager dan die voor de productie van nieuwe metalen elementen op basis van nieuw ontgonnen grondstoffen).

Nadelen

Producten met een aanzienlijke hoeveelheid grijze energie

Metalen zijn niet ontvlambaar, maar ze verliezen hun stabiliteit bij hoge temperaturen. Er zijn dus adequate beschermingsmaatregelen nodig (bijv. bekleding met brandwerende materialen)

Metalen behoren tot de grondstoffen waarvan de beschikbaarheid (bij gelijkblijvend winningstempo) beperkt is. Het zeer hoge recyclagepercentage van metalen maakt het evenwel mogelijk die impact te verzachten.

Realisatie van zelfbouw beperkt tot individuele, kleine, lichte elementen. De realisatie van een metalen geraamte (ongeacht of de assemblage via lassing of verankering gebeurt) vereist specifieke vaardigheden.

Voor de realisatie zijn meestal heftoestellen nodig

Plaatsing

Er bestaan verschillende assemblagetechnieken

Zie onder "Specifieke uitvoering".

Theoretische levensduur100 jaar
Einde van de levensduur

Bij voorkeur: Hergebruik van het volledige element (opgelet: precieze studie van de details en assemblagetechnieken nodig)

Tweede keuze: recyclage (metalen kunnen volledig opnieuw in de productiecyclus worden ingevoerd, zonder kwaliteitsverlies)

Te vermijden: Afvalstorting (weinig voorkomende praktijk gezien de hoge prijs van metaal)

(*) Gebaseerd op de NIBE-evaluatie, per gebouwtype en -formaat, van de "gemengde" structurele oplossingen (bijv. metalen geraamte in combinatie met holle betonnen elementen) op het niveau van het gebouw. Zie http://www.nibe.info

Metalen structuurelementen

Deel 1

Warm gelamineerde stalen profielenKoud gevormde profielenBuizen

image32.jpeg

Bron: http://www.huisman-gemert.nl

image33.jpeg

Bron: http://www.technique-acier.ch

image34.jpeg

Bron: http://www.finexto.com

Beschrijving

Profielen worden onder de lange producten geschaard, d.w.z. producten met één aanzienlijk langere afmeting (de lengte) dan de twee andere dimensies die de doorsnee bepalen (hoogte en breedte).

De profielen krijgen hun vorm (I, H, U…) door een lamineerproces op hoge temperatuur. Ze worden aangeduid in functie van de vorm van hun doorsnede.

Fijne producten met een andere geometrie dan warm gelamineerde stalen profielen. Het metaal is thermisch gegalvaniseerd.

Gebruikt als metalen geraamte (er bestaan voorbeelden van volledige geraamtes voor eengezinswoningen die met dit type product zijn gerealiseerd).

Het gamma afmetingen is zeer uitgebreid.

Holle ronde, vierkante, rechthoekige of elliptische structuurelementen met variabele diameter. Ze worden vervaardigd op basis van platte producten die lineair worden gebogen en gelast. Ze kunnen warm of koud worden gevormd.
Gebruikelijke afmetingen

Zie "Vademecum van de staalproducten" ( http://www.infosteel.be )

voor het volledige productgamma.

Toepassing

Zuil (afhankelijk van het profiel)

Balk

Fundering (afhankelijk van het profiel)

Volledig metalen geraamte

Zuil (afhankelijk van het profiel)

Balk

Volledig metalen geraamte

Zuil

Vlechtwerk

Voordelen

Grote reikwijdte mogelijk: 1,5 tot 16 m lang

Materiaalbesparing

Zeer licht: gemakkelijk te hanterenMateriaalbesparing (hol)
Nadelen

Hef- en plaatsingstoestel nodig

Bescherming tegen brand noodzakelijk

Op dit moment nog duurder dan andere stalen geraamte-elementen (het systeem wordt nog niet algemeen gebruikt)

Bescherming tegen brand noodzakelijk

Bescherming tegen brand noodzakelijk

Mogelijk hef- en plaatsingstoestel nodig

Plaatsing

Via lassing

Via verankering

Via verankering

Via lassing

Via verankering

Deel 2

Geperforeerde liggersStaalplaatbetonvloeren

image35.jpeg

Bron: http://www.infosteel.b e

image36.jpeg

Bron: http://www.europerfil.es

Beschrijving

Ook bekend als raatligger en litskaligger (vooral bij zeshoekige openingen).

Deze balken bestaan in de volgende basisprofielen: IPE, HE, HL.

Optimale reikwijdte van 12 tot 25 meter.

Dit element combineert:

beton: efficiënt onder druk

staal: efficiënt onder trek.

Het stalen element is zelfdragend. De betonlaag die erbovenop wordt gegoten, moet gewapend zijn.

Gebruikelijke afmetingen

Zie "Vademecum van de staalproducten" ( http://www.infosteel.be )

voor het volledige productgamma.

Toepassing

Balk

Volledig metalen geraamte

Vloer
Voordelen

Zeer grote reikwijdte mogelijk

25 tot 30% minder materiaal (en dus gewicht) dan klassieke profielen

Licht

Besparing van beton in vergelijking met breedplaten en ter plaatse gegoten vloerplaten.

Beperkte vloerhoogte

"Permanente" bekisting

Brandbescherming van het vloerelement wordt verzorgd door het beton: geen specifieke bescherming van het metalen element nodig

Nadelen

Hef- en plaatsingstoestel nodig

Bescherming tegen brand noodzakelijk

Metalen onderzijde: dit is mogelijk niet geschikt voor alle typen vertrekken/bestemming.

Akoestiek in de ruimte (onderzijde weerkaatst geluid)

Plaatsing

Via lassing

Via verankering

Via lassing

Via verankering

bijgewerkt op 01/01/2013

Code n° : G_MAT02 - Thema's : Materiaal - Andere thema's : Werf - Gerelateerde project components : Buitenwand | Binnenwand | Vloerplaat | Dak