Wat te doen voor luchtgedragen daken bij sneeuw & wind


BESCHERM LUCHTGEDRAGEN DAKEN BIJ WIND EN EXTREEM VEEL SNEEUW?

Hoe bescherm je luchtgedragen daken tegen sneeuw en wind? In biogasinstallaties en afvalwaterverwerking worden veelal luchtgedragen systemen gebruikt, zoals dubbellaagsmembraandaken en gasbollen. Deze worden technisch ontworpen om lokale weersomstandigheden te weerstaan. Zelden komt het voor het weer dermate exeptioneel is dat aanvullende maatregelen nodig zijn. Maar als het voorkomt, is het goed om te weten wat te doen en hoe te handelen. In dit blog worden voor deze extreme omstandigheden een aantal tips gegeven.

DUBBELLAAGS MEMBRAANAFDEKKING OP BIOGASTANK
Voordat we kunnen uitleggen hoe krachten op dubbellaags biogasdak werken, is het handig te weten hoe dit dak wordt ontworpen. Tussen de beide membranen wordt met een ventilator lucht geblazen. Deze lucht stroomt door de ruimte tussen de beide membranen en wordt middels een aflaatklep aan de overzijde weer afgevoerd in de omgeving. Deze overstromende lucht zorgt voor verversing van de lucht tussen de membranen. Door de aflaatklep te voorzien van een vooraf berekend gewicht wordt mechanisch een druk tussen de beide membranen ingesteld.

Het onderste membraan kan hierbij vrij bewegen om te reageren op de meer- of minderproductie van biogas. Dit is een dynamisch geheel dat al tientallen jaren zo wordt toegepast.Dit systeem heeft ook bewezen extreme weersomstandigheden te kunnen weerstaan. In de standaard uitvoering is het geschikt voor temperaturen tussen -30 °C en +70 °C, UV-straling, stormen, sneeuwval, wisselende biogasdrukken en zwavelhoudend biogas. De exacte ontwerpparameters zijn opgenomen in de bij de afdekking behorende statische berekening.

HET ONTWERP VAN FLEXXOLUTIONS IS BEREKEND OP EXTREME WINDSNELHEDEN EN WINDDRUKKEN
Dubbellaags membraanafdekkingen worden om hun bolle/ronde vorm te verkijgen gemaakt uit ovale/gekromde foliedelen welke middels 3D modeleringssoftware berekend worden. In deze 3D-berekeningen worden ook alle extreme situaties m.b.t. vervorming door storm, biogasdruk etc berekend. Bij een standaard dak in bijvoorbeeld Nederland en Noord-Duitsland wordt gerekend met windsnelheden van 22,5 tot 25 m/s en een maximale winddruk van ca. 0,74 kN/m2. Dit kan in het extreem een vervorming geven als in bijgaande afbeelding. Als je dit in de praktijk ziet is dit dus een ‘acceptabele’ situatie!

EXTREEM VEEL SNEEUW
Bij gebruik van een druk tussen de membranen van 2,0 mbar kan het bovenste membraan een sneeuwlast dragen van bijna 20 kg/m2. Bij vers gevallen losse sneeuw komt 20 kg/m2 overeen met ongeveer 10 cm sneeuw.[2]  Als dit natte sneeuw is, stijgt het gewicht per cm al heel snel. Bij water wordt 20 kg/m2 tenslotte al bereikt bij een waterlaagje van 2 cm! Plakkerige sneeuw is daarbij niet alleen zwaarder, maar blijft ook gemakkelijker liggen en kan ervoor zorgen dat de draaglucht het bovenste membraan niet meer omhoog kan houden en langzaam naar beneden zal zakken.

Aangezien in Nederland volgens de normen standaard gerekend wordt met maximaal 70 kg/m2 sneeuw kunnen beide membranen op de onderliggende ondersteuningsconstructie komen te liggen welke onder dit gewicht zal gaan doorhangen. Dit doorhangen is in bijgaande afbeelding te zien. Het ‘plakken’ van de sneeuw zal vooral optreden als de silo waarop een dergelijke afdekking is geplaatst koud is. (Vaak het geval bij naopslag of ‘na-vergisters’.)

EXTREME VERVORMING BIJ WIND BIJ EEN GASBOL
Bij gasbollen kan door het grote oppervlakte, welke wind ‘vangt’ de vervorming bij storm nog veel extremer zijn. Dit is goed te zien in bijgaande afbeelding van een gasbol met een diameter van 30,5 meter. Ook deze extreme vervorming met een zijwaartse verplaatsing van ruim 3 meter is gecalculeerd en hiervoor is het product berekend.

AANVULLENDE MAATREGELEN BIJ EXTREEM VEEL SNEEUW
Indien de verwachtte sneeuwval groter is dan is berekend in de bijgeleverde statische berekening kunnen een aantal aanvullende maatregelen worden genomen om zo mogelijk omstandigheden als in het naastgelegen krantenbericht [1] te voorkomen:

  1. Onderste membraan zoveel mogelijk gevuld houden met biogas. (Tot maximale druk in statische berekening.) Hierdoor kan het onderste membraan ‘helpen dragen’.
  2. Als een inlaatstoffilter is geplaatst, deze controleren op vervuiling en eventueel reinigen.
  3. Drukaflaatklep checken op juiste werking. Let op vervuiling!
  4. Ventilator controleren op werking en mogelijke vervuiling of insneeuwen.
  5. Eventueel noodstroom beschikbaar houden. Controleren of een reserveventilator beschikbaar is.
  6. Over-/onderdrukveiligheid controleren op juiste werking. (Tevens de antivriesvloeistof controleren!)
  7. Bij zeer extreme verwachtingen kan -in overleg met de leverancier- tijdelijk de druk tussen de membranen verhoogd worden.

Bovenstaand geldt zowel voor dubbellaagsmembraanafdekkingen als voor gasbollen.

AANVULLENDE MAATREGELEN BIJ EXTREEM HARDE WIND
Indien windsnelheden of -drukken worden verwacht hoger dan in de statische berekening, bijvoorbeeld bij orkaankracht dan kunnen tevens alle bovenstaande maatregelen worden genomen. Belangrijkst is dat ervoor wordt gezorgd dat er altijd draagluchtdruk aanwezig blijft. Dus een goede werking van de ventilator is hier de meest cruciale voorzorgsmaaregel.

WAT ALS TOCH HET DAK IS ‘INGEZAKT’
Als door extreme sneeuw of wind en ondanks eventueel genomen extra maatregelen toch luchtgedragen daken of een gasbol is ’ingezakt’ dient met grote voorzichtigheid de sneeuw van de afdekking te worden verwijderd. Bij ‘losse’ sneeuw werken bladblazers soms goed. Bij plakkende ‘natte’ sneeuw dient dit handmatig met zachte, niet scherpe voorwerpen verwijderd te worden. Tijdens het verwijderen van de sneeuw dienen afdoende voorzorgsmaatregelen genomen te worden, zodat er veilig op en rond de afdekking gewerkt kan worden. Enkel van binnenuit met warme lucht verwarmen werkt in de praktijk meestal niet omdat hiervoor extreem veel warmte nodig is en de smeltende sneeuw ‘waterzakken’ vormt welke afhankelijk van het ontwerp van de onderconstructie schade kunnen veroorzaken.

Met name om schade in de extreme gevallen te voorkomen ontwerpt Flexxolutions haar onderconstructies bij Flexxodomers altijd voor minimaal 70-85 kg/m2 sneeuwlast en voorziet deze standaard van een net op de ondersconstructie om extreme krachten zoveel mogelijk te verdelen.

Door: Martin Nieuwmeijer, MSc Chemical Engineering.

Aan dit document kunnen geen rechten worden ontleend.

Referenties
[1] Agrarheute:  ‚Schneemassen: Biogasanlagen drohen einzustürzen‘
[2] nl.wikipedia.com ‚Sneeuwbelasting‘

Scroll naar top