Waarom het belangrijk is om te weten in welke windzone je tuinhuis staat
Je tuinhuis staat het hele jaar door bloot aan weersinvloeden. Vooral de wind kan krachten uitoefenen die sterk op je gebouw inwerken. De sterkte hiervan hangt in belangrijke mate af van de locatie van je bouwwerk en het daar heersende windklimaat. Er worden verschillende windklimaten onderscheiden: de zogenaamde windlastzones. We leggen uit waarom het belangrijk is om al bij de planning van je tuinhuis en aanverwante bouwwerken te weten in welke windzone jouw tuin ligt.
)
Een avond in het behaaglijk verwarmde tuinhuisje krijgt een knusse sfeer met de geluiden die de wind maakt als hij langs het huis fluit. Of het nu lente- of herfstwind is, sterke wind kan een stevig tuinhuisje niet deren. Of kan het?
Wat windkracht - natuurkundigen noemen: Windbelasting - is uw tuinhuisje bestand tegen windbelasting? Hoe stabiel moet het gebouwd zijn, zodat de wind niet de dakspanen van uw dak veegt of zelfs de hele constructie uit zijn scharnieren tilt? Biedt een houten tuinhuis voldoende weerstand tegen de wind? Vragen na vragen. Laten we bij het begin beginnen met de antwoorden:
Wat is wind?
De energie die de zon ons in de vorm van licht en warmte levert, ongeveer 47 miljard kilowattuur per seconde, is heel anders verdeeld. De redenen hiervoor zijn onder andere:
...de bolvorm van de aarde..,
...de ongelijke warmtecapaciteit van zijn oppervlak..,
de aard van het aardoppervlak (oppervlakteruwheid onderverdeeld in ruwheidsklassen, topografie),
de beweging van de aarde om haar as,
weersomstandigheden, en
de heersende vochtigheid.
Samengevat resulteert dit in globale en regionale luchtbewegingen (luchtcirculaties): Warme lucht zet uit en stijgt op door zijn lagere dichtheid, terwijl koele lucht met een navenant hogere dichtheid in de aldus vrijgekomen ruimte stroomt. De compenserende stroming die optreedt omdat er verschillende luchttemperaturen heersen, waardoor drukverschillen ontstaan, is de wind.
)
Wat is de windkracht?
De snelheid waarmee een wind langskomt wordt windsnelheid of windkracht genoemd en wordt gewoonlijk uitgedrukt in kilometers per uur (km/h) of meters per seconde (m/s). De windkracht is afhankelijk van de volgende factoren:
Verloop van een terrein (orografie)
Oppervlaktegesteldheid (ruwheid, topografie)
mechanische turbulentie veroorzaakt door obstakels in de nabijheid van het terrein
Luchtdichtheid
Temperatuur
Zonnestraling
Wind kan systematisch worden ingedeeld op basis van zijn kracht. Het eerste systeem werd ontwikkeld door de Ierse admiraal Sir Francis Beaufort in 1805: de zogenaamde Beaufort-schaal. Hij maakt onderscheid tussen 12 windsterktes.
| Beaufort | m/s | Benaming |
|---|---|---|
| 0 | 0,0 - < 0,3 | Kalmeer |
| 1 | 0,3 - < 1,6 | rustige tocht |
| 2 | 1,6 - < 3,4 | licht briesje |
| 3 | 3,4 - < 5,5 | zwakke bries |
| 4 | 5,5 - < 8,0 | matig briesje |
| 5 | 8,0 - < 10,8 | frisse bries |
| 6 | 10,8 - < 13,9 | sterke wind |
| 7 | 13,9 - < 17,2 | harde wind |
| 8 | 17,2 - < 20,8 | stormkracht wind |
| 9 | 20,8 - < 24,5 | Storm |
| 10 | 24,5 - < 28,5 | hevige storm |
| 11 | 28,5 - < 32,7 | orkaanachtige storm |
| 12 | > 32,7 | Orkaan |
Wat is een windbelastingszone?
De kracht van de wind, en dus de belasting waarmee hij op uw tuinhuisje werkt, verschilt van wind tot wind. Omdat wind deel uitmaakt van het klimaat, kunnen windbelastingszones op dezelfde manier worden geïdentificeerd als klimaatzones. Deze worden windbelastingszones of kortweg windzones genoemd. Kennis van de windbelastingszone waarin een gebouw zich bevindt of moet worden opgericht is van invloed op het ontwerp van het gebouw, met name op de eisen die aan de statica worden gesteld.
Welke rol speelt de windbelasting bij de aankoop of de bouw van een tuinhuisje?
Uw tuinhuisje wordt blootgesteld aan verschillende krachten en belastingen, waaronder:
constante belastingen, bijvoorbeeld ten gevolge van het eigen gewicht van de constructie,
variabele belastingen, waaronder windbelasting en sneeuwbelasting, levende belasting (ook wel laadvermogen genoemd), temperatuurverschillen, waterdruk, gronddruk, ijsbelasting, ijsdruk en diverse trillingen, en
buitengewone belastingen, bijvoorbeeld ten gevolge van een aardbeving.
Wind oefent druk uit op uw tuinhuisje: Aan de loefzijde, d.w.z. de kant van het gebouw die naar de wind is gericht, bouwt zich positieve druk op; aan de lijzijde, d.w.z. de kant die van de wind is afgekeerd, bouwt zich negatieve druk op.
Opdat uw tuinhuis stabiel en draagkrachtig zou zijn als totaalconstructie (draagconstructie) bestaande uit balken, dragers, kozijnen, dak, panelen, ruiten, plafonds, wanden en fundering, moeten de onderdelen enerzijds op elkaar zijn afgestemd en anderzijds vakkundig zijn geconstrueerd. Alleen dan worden de op de constructie werkende krachten en belastingen optimaal verdeeld (overgebracht), zodat noch een afzonderlijk onderdeel, noch de constructie als geheel eronder lijdt. Een dragend zomerhuis draagt dus letterlijk zijn lasten: het is zo geconstrueerd dat het voor een evenwicht van krachten zorgt.
Een optimale statica of berekening voorkomt dat uw zomerhuis (of een deel ervan)
vervormt,
verschuiven of..,
dat het instort.
)
De constructieve eisen voor een gebouw zoals uw zomerhuis zijn bij wet voorgeschreven om redenen van veiligheid. Ook als voor uw bouwproject geen bouwvergunning vereist is en geen bouwattest aan de bouwinstantie hoeft te worden voorgelegd, moet uw zomerhuis volgens de normen worden gebouwd.
De berekening van de bouwconstructie is dan ook geen vingervlugge zaak, maar een uitgebreide en ingewikkelde berekeningstaak voor professionals zoals civiel ingenieurs, gediplomeerde bouwkundig ingenieurs en architecten.
)
De nationale en Europese wetgevers hebben de normatieve voorschriften voor het ontwerp van constructies, ook wel dimensionering genoemd, in detail geregeld. De som van de voorschriften en DIN EN-normen wordt ook wel de"Eurocodes" genoemd. De stabiliteit van hout als bouwmateriaal, bijvoorbeeld, wordt bepaald op basis van de
zogenaamd partieel veiligheidsconcept voor de stabiliteitsberekening van constructies,
de Eurocode 1: "Acties op structuren"
en Eurocode 5: "Ontwerp en constructie van houtconstructies".
Houten zomerhuisjes worden gedimensioneerd volgens Eurocode 5 DIN EN 1995-1-1.
Vanuit het oogpunt van de bouwfysica zijn een correct geconstrueerd en dus belastbaar zomerhuis en de dimensionering van de onderdelen ervan afhankelijk van de volgende factoren
de noodzakelijke afmetingen van de onderdelen,
hun afstanden van elkaar,
hun doorsneden,
de maten,
de structurele materialen..,
alsook versterkingen en
Posities
er moet rekening worden gehouden met de heersende belastingen en optredende krachten, zodat wind & co. geen negatieve invloed hebben op de tuinhuisconstructie.
Hoe is het bouwmateriaal hout bestand tegen windbelasting?
In het verhaal van de drie biggetjes (zie video) bood alleen het stenen huis bescherming tegen de blazende en briesende boze wolf, terwijl de huizen van stro en hout door de wolfswind werden weggevaagd. Geen wonder, de varkentjes hebben zeker niet op statica gelet toen zij hun huis van stro en hout bouwden.
Een statisch goed gepland, berekend en op de juiste wijze gebouwd houten tuinhuisje wordt daarentegen niet gemakkelijk door de wind aangetast: Het hernieuwbare materiaal hout heeft van nature eigenschappen die de statica van een tuinhuis positief beïnvloeden. Zo heeft hout een hoge treksterkte en elasticiteit - twee eigenschappen die zijn grote draagkracht en stabiliteit rechtvaardigen. Hout is dan ook zeer geschikt als dragend materiaal: dragende palen, balken, daksparren, gordingen en wanden van hout hebben hun waarde bewezen. Op voorwaarde dat het draagvermogen van de onderdelen nauwkeurig is berekend. Maar: Afhankelijk van de soort zwelt of krimpt hout onder veranderende klimatologische omstandigheden. U moet hiermee rekening houden bij de keuze van de houtsoort, de verwerking en de verzorging.
Onder belasting kunnen bijvoorbeeld de houten dakbalken van een houten tuinhuis
Longitudinaal,
Buigen en
Transversale vervormingen
show. De balken moeten worden gedimensioneerd volgens Eurocode 5 voor een optimale statica. Er moet rekening worden gehouden met de dode belasting van de balken, de balklengte, de balkdimensionering, de steunpunten, de materiaalelasticiteit en de verbindingen.
De verankering van het tuinhuisje in de grond speelt ook een belangrijke rol in de statica ervan. Afhankelijk van de grootte en het gewicht van het tuinhuisje moet een geschikte fundering worden gebouwd, bijvoorbeeld een strokenfundering of een vloerplaat van gewapend beton, die de belastingen gelijkmatig verdeelt en in de grond afvoert. In ons artikel "De fundering voor het tuinhuis" hebben wij alle informatie verzameld die u moet weten over de fundering.
Als u besluit een tuinhuisje te kopen dat u als kant-en-klaar bouwpakket wordt geleverd, moet u er absoluut zeker van zijn dat de documenten erbij horen, dat ze zijn meegeleverd en, vooral, dat ze zijn getest en beoordeeld als zijnde in overeenstemming met de normen.
Hoe bereken je de windbelasting?
De berekening van de windbelasting is uiterst complex. Een gedetailleerde voorbeeldberekening voor een tuinhuisje, met de som van de windbelasting op muren, dak en meer, valt buiten het bestek van dit artikel. Als leidraad kunt u gebruik maken van diverse geautomatiseerde programma's voor de berekening van windbelastingszones die op het internet te vinden zijn. Daar voert u de specifieke gegevens van uw tuinhuis in en het programma berekent automatisch de windbelasting waarmee u te maken heeft.
U weet nu hoe de wind ontstaat en hoe hij uw tuinhuisje belast. Aan de hand van de windbelastingszonekaarten kunt u nagaan in welke windbelastingszone uw tuinhuisje geplaatst is of moet worden, en met deze kennis kunt u bijvoorbeeld bij uw aankoopbeslissing zo goed mogelijk rekening houden.
***
Titelbeeld: ©iStock/artJazz
Artikelbeelden: ©iStock/fotorince; ©iStock/Gueholl; ©iStock/kulkann