Ingebedde vliesgevelonderdelen: functie, typen en belang

Snel antwoord: Ingebedde delen van vliesgevels zijn stalen verankeringscomponenten die in het structurele frame van een gebouw zijn gegoten (betonplaten, balken of kolommen) en die de vaste verbindingspunten vormen voor het ophangen van een vliesgevelgevel. Zonder deze elementen heeft het vliesgevelsysteem geen betrouwbare lastoverdrachtsroute naar de constructie. Gordijngevels zijn inderdaad een soort gevel: een niet-dragende buitenhuid van glas, metaal of steen die de gebouwschil omsluit zonder vloer- of dakbelasting te dragen.

Wat zijn ingebedde vliesgevelonderdelen?

Ingebedde onderdelen (ook wel instortplaten, ankerplaten of ingegoten ankers genoemd) zijn geprefabriceerde staalconstructies die in de bekisting worden geplaatst voordat het beton wordt gestort. Zodra het beton is uitgehard, worden de platen permanent in de constructie vergrendeld, waarbij een vlak of enigszins trots vlak zichtbaar is aan de plaatrand of het kolomoppervlak. Op deze platen worden vervolgens tijdens de gevelmontage vliesgevelbeugels en kolomverbinders gelast of vastgeschroefd.

Een typische assemblage van ingebedde onderdelen bestaat uit:

• Ankerplaat: Een platte stalen plaat, gewoonlijk 150 x 150 mm tot 300 x 300 mm, met een dikte variërend van 10 mm tot 20 mm, afhankelijk van de ontwerpbelastingen.
• Kopbouten of wapeningsankers: Gelast aan de achterkant van de plaat, steekt uit in het beton om trek- en afschuifcapaciteit te ontwikkelen. Nopdiameters van 13 mm, 16 mm en 19 mm komen het meest voor in vliesgeveltoepassingen.
• Positielussen of lokalisatiestangen: Binddraadhaken of wapeningsframes die het geheel op de juiste hoogte en uitlijning binnen de wapeningskooi houden voor en tijdens het storten.
• Corrosiebescherming: Thermisch verzinken (minimaal 85 µm volgens ISO 1461) of roestvrij staal (kwaliteit 304 of 316) voor kustgebieden en omgevingen met hoge luchtvochtigheid.

Toleranties zijn van cruciaal belang. Bij de meeste vliesgevelsystemen is een positionele tolerantie van ±6 mm op het ingebedde plaatvlak mogelijk. Fouten buiten dit bereik vereisen opvulstukken, gesleufde verbindingshardware of dure herstelvoegen.

Is een vliesgevel een gevel?

Ja. Een vliesgevel is een specifiek type gevel van een gebouw: een gevel die volledig niet-dragend is en hangt aan of vastzit aan het primaire structurele frame. De term "gevel" omvat alle buitenbekledingssystemen, inclusief dragende metselwerkmuren, geprefabriceerde betonpanelen en regenschermbekleding. Een vliesgevel onderscheidt zich door:

• Geen structurele rol: Het draagt alleen zijn eigen gewicht en brengt wind-, seismische en thermische belastingen via ankerpunten over op het frame. Vloer- en dakbelastingen omzeilen deze volledig.
• Doorlopende geglazuurde of gepanelliseerde huid: Unitized of stick-built aluminium frame bevat glas, metalen borstweringpanelen of stenen bekleding in een rastersysteem dat de gevel van het gebouw omhult.
• Overspanningen op volledige hoogte: Gordijngevelpanelen overspannen doorgaans van vloer tot vloer (3-5 m verdiepingshoogte) of van vloer tot twee verdiepingen, waarbij de zwaartekrachtbelasting wordt overgebracht op elke plaatverbinding.

Het onderscheid is van belang voor de techniek: een dragende gevelmuur moet worden gedimensioneerd voor drukspanning, terwijl een vliesgevelverbinding alleen moet worden ontworpen voor spanning (uittrekken door windzuiging), afschuiving (winddruk en eigen gewicht) en thermische bewegingsaccommodatie.

Waar werd de vliesgevel historisch voor gebruikt?

De term "vliesgevel" vindt zijn oorsprong in de middeleeuwse vestingarchitectuur. Bij kasteelontwerp was een vliesgevel de hoge omtrekmuur die verdedigingstorens met elkaar verbond, ontworpen om aanvallers de toegang te ontzeggen in plaats van een dak te ondersteunen. Het droeg geen structurele belasting van het interieur van het kasteel - het enige doel was omheining en verdediging.

De moderne architectonische betekenis ontstond aan het einde van de 19e en het begin van de 20e eeuw, toen de constructie van een stalen frame metselwerk dragende muren overbodig maakte voor hoge gebouwen. Belangrijke mijlpalen zijn onder meer:

• 1851 – Crystal Palace, Londen: De geprefabriceerde structuur van gietijzer en glasplaat van Joseph Paxton demonstreerde dat de gehele gebouwschil een lichtgewicht, niet-structurele huid zou kunnen zijn.
• 1917–1922 - Hallidie-gebouw, San Francisco: Vaak genoemd als de eerste echte glazen vliesgevel van een gebouw met meerdere verdiepingen, waarbij een glazen gevel volledig aan het betonnen frame hangt.
• Jaren vijftig – Lever House en Seagram Building, New York: Mies van der Rohe en SOM hebben de volledig glazen vliesgevel tot de bepalende esthetiek van het bedrijfsmodernisme gemaakt, wat tot wereldwijde adoptie heeft geleid.
• Jaren 70-heden: Unitized vliesgevelsystemen (in de fabriek gemonteerde vloer-tot-vloerpanelen) vervingen de arbeidsintensieve, met sticks gebouwde systemen voor hoogbouw, waardoor de installatietijd ter plaatse met 30-50% werd verkort.

Tegenwoordig worden vliesgevels voornamelijk gebruikt om de natuurlijke daglichttoetreding te maximaliseren, het gewicht van gebouwen te verminderen, de bouwschema's te versnellen en een eigentijdse architectonische expressie te bereiken in commerciële, institutionele en residentiële hoogbouw.

Waarom zijn vliesgevels belangrijk?

Gordijngevels vervullen meerdere kritische functies tegelijk, wat hun dominantie in de moderne commerciële bouw verklaart:

Hebben vliesgevels muurankers nodig?

Ja, verankering is de fundamentele structurele vereiste van elk vliesgevelsysteem. Omdat de vliesgevel zelf geen bouwbelasting draagt, moet elke windkracht, zwaartekrachtbelasting door het eigen gewicht van het paneel en seismische traagheidskracht via discrete ankerpunten worden overgebracht naar het structurele frame. Er zijn geen uitzonderingen op deze vereiste.

Soorten vliesgevelverankeringssystemen

• Ingegoten ingebedde platen (meest gebruikelijk): Geïnstalleerd in de bekisting vóór het beton plaatsen. Zorg voor het hoogste laadvermogen en de meest betrouwbare positionele nauwkeurigheid. Belastingscapaciteiten van 20–100 kN bij trek en afschuiving zijn haalbaar, afhankelijk van de noppengrootte en het patroon.
• Achteraf geïnstalleerde ankers: Expansie- of chemische (epoxy)ankers die na de bouw in verhard beton worden geboord. Wordt gebruikt waar ingebedde platen gemist, verkeerd geplaatst of niet gespecificeerd zijn. Chemische ankers in ≥C25/30 beton kunnen een trekvermogen bereiken van 15–60 kN per anker, maar vereisen een zorgvuldige reiniging van de gaten en beheer van de uithardingstijd.
• Ingegoten kanaalsystemen (type Halfen, Jordahl): Doorlopende sleufkanalen die in de plaatrand zijn gegoten, waardoor vastgeschroefde T-kopconnectoren overal langs de kanaallengte kunnen worden geplaatst. Bied uitzonderlijke installatieflexibiliteit: ±50 mm of meer horizontale aanpassing zonder boren.
• Ondersneden ankers: Mechanisch vergrendeld in een uitlopend gatenprofiel; gebruikt in dunne platen of nagespannen constructies waar de boordiepte beperkt is en conventionele expansieankers beperkt zijn.

Tegen welke belastingen moeten vliesgevelankers bestand zijn?

• Dode belasting (zwaartekracht): Het eigengewicht van glas, aluminium framewerk en borstweringvulling (typisch 30-80 kg/m² voor standaard unitized systemen) wordt overgebracht naar de plaat via draagankers aan de onderkant van elke unit.
• Windbelasting (lateraal): Zowel positieve druk (naar binnen duwen van de gevel) als negatieve druk, of zuiging (naar buiten trekken), moeten worden weerstaan. Hoekzones van hoge gebouwen kunnen een winddruk ervaren die 1,5 à 2 keer hoger is dan het veld van de gevel.
• Thermische beweging: Aluminium zet uit bij 23 × 10⁻⁶/°C: een paneel van 6 m hoog kan ±7 mm bewegen over een temperatuurbereik van 50°C. Ankerontwerpen moeten deze beweging door slobgaten of schuifverbindingen mogelijk maken, anders barst thermische spanning in het glas of knikt de raamstijlen.
• Seismische drift: Rekken tussen verdiepingen tijdens een aardbeving veroorzaakt relatieve horizontale beweging tussen verdiepingen. Ankers moeten deze drift (vaak 10-40 mm) mogelijk maken zonder te binden, terwijl ze toch het draagvermogen door wind en zwaartekracht behouden.

Hoe ingebedde onderdelen aansluiten op het vliesgevelsysteem

De ingebedde plaat is slechts het eerste onderdeel in een meerdelig belastingspad. De volledige verbinding bestaat doorgaans uit:

• ingebedde plaat: In de plaat of balk gegoten; levert het las- of boutbasisoppervlak.
• Stalen beugel of gaffel: Ter plaatse aan de ingebedde plaat gelast of vastgeschroefd; brengt de belasting van de vliesgevel terug naar de plaat. Beugels zijn doorgaans ontworpen met verstelbaarheid over drie assen (±25 mm in elke richting) om toleranties in de betonconstructie te compenseren.
• Aluminium spiegel- of dorpelverbinder: Bouten aan de stalen beugel; overgangen van constructiestaal naar het aluminium vliesgevelframesysteem.
• Thermische onderbreking: Een polyamide- of glasvezelisolator tussen de stalen beugel en het aluminium frame voorkomt geleidend warmteverlies en condensatie op het binnenvlak van de beugel.

Brandbeveiliging is ook een ontwerpoverweging: stalen beugels die door of grenzend aan een brandwerende vloerconstructie lopen, vereisen doorgaans opschuimende coatings of pakkingen van minerale wol om de brandscheidingsgraad van de vloer te behouden, die in de commerciële bouw gewoonlijk 60-120 minuten bedraagt.

Veelvoorkomende fouten veroorzaakt door een slechte installatie van ingebedde onderdelen

Storingen in de verankering van vliesgevels zijn bijna altijd t