Oplossingen voor het gevreesde bimetaaleffect
De keerzijde van steeds strengere isolatie-eisen voor buitendeuren
Strengere energie-eisen leiden tot een betere isolatie, ook van onze voordeuren. Deze isolatie brengt voor aluminium voordeuren soms echter een probleem met zich mee: het bimetaaleffect. Gelukkig zijn er al tal van oplossingen en technieken beschikbaar bij leveranciers en fabrikanten. Vervorming door bimetaal is mogelijk en niet 100% te vermijden, maar door de juiste maatregelen beperkt men de vervorming en zorgt men dat de werking van de deur behouden blijft.
De paradox
Door de steeds strengere eisen met betrekking tot energie-efficiëntie wordt er steeds meer en beter geïsoleerd. Het schrijnwerk vormt een belangrijk onderdeel van die isolatieschil en moet dus ook aan strenge isolatie-eisen voldoen. Deuren zijn bijgevolg voorzien van dubbelwandige, thermisch geïsoleerde sandwichpanelen, waardoor de buitentemperatuur geen invloed heeft op de binnentemperatuur.
In het gebruik van zulke isolerende deuren stoot men evenwel op een ander probleem. Omdat er zo goed geïsoleerd wordt, kan er zich namelijk een groot temperatuurverschil voordoen tussen de binnen- en buitenkant van een deur. De goede warmte-isolatie vermindert namelijk de warmtetransmissie. Vooral in de winter is dit gevoel zeer aangenaam, omdat de elementen geen koude uitstralen.
Aan de andere kant, is het temperatuurverschil tussen het profiel van de binnenzijde en buitenzijde relatief groot, het grootste in de winter en zomermaanden. Het verschil kan wel 60 °C zijn afhankelijk van de oriëntatie ten opzichte van de zon, de kleur en de klimatologische omstandigheden. Dit temperatuurverschil zorgt op zijn beurt voor een verschil in spanning op de beide kanten.
Het gevolg is dat vooral op de buitenste schil vervorming op kan treden - aangezien die de grootste temperatuurschommelingen moet ondergaan. Bovendien duwen de verstekken in de hoeken tegen elkaar, zelfs bij flexibele thermische onderbrekingen.
Anders gezegd: op warme dagen, wanneer de zon volop schijnt op de voordeur, kan de buitenkant van die deur gaan opwarmen en zal die bijgevolg vervormen en kromtrekken door het grote temperatuurverschil met de (koelere) binnenkant. Hoe groter de isolerende werking van de deur, hoe groter het bimetaaleffect.
Snelle opwarming
Aluminium zet 1 mm uit per 40 °C verschil. Als je weet dat de deur op een gewone zonnige lentedag vlot 80 °C kan bereiken, dan kunnen de gevolgen op een snikhete zomerdag groot worden. Daarbij komt nog eens dat de kleur en de glansgraad een rol spelen; het spreekt voor zich dat een donkere kleur voor meer opwarming zal zorgen, en dat een matte deur meer warmte zal absorberen dan een glanzende.
Naast de tijdelijke problemen behoort een permanente vervorming echter ook tot de mogelijkheden – al is dat een zeldzaam verschijnsel
De invloed van dimensionering
Bij het bimetaaleffect speelt de grootte een rol. Hoe hoger en breder de deur, hoe groter het effect. Dat komt deels ook omdat sloten steeds enkel het bovenste punt verhogen als de deur of het raam hoger wordt. Daardoor nadert net dit punt de zone waar de kromming maximaal is bij vervorming.
Zodra het temperatuurverschil weer klein genoeg is, zal het aluminium zich opnieuw in zijn oorspronkelijke positie plooien
Recente piek
Het bimetaaleffect betreft in feite pure fysica. Het is dan ook van alle tijden. Desalniettemin is het fenomeen de laatste jaren erger geworden. Dat komt onder andere omdat deuren (en ramen) groter en breder worden (zoals bij pivoterende deuren).
Grotere deuren ondervinden zoals eerder gezegd meer uitzetting. Daarnaast wordt tegenwoordig gewerkt met drie- en meerpuntssloten, die gevoeliger zijn voor de kromtrekking van de deuren.
Ten slotte is er nog steeds geen lijm of (tweezijdige) tape op de markt die flexibel genoeg is om het effect op te vangen. Een uitzetting tot 3 mm op een deurvlak kan vooralsnog door geen enkel lijmsysteem worden opgevangen.
Tijdelijke gevolgen
Het bimetaaleffect heeft vooral gevolgen voor de dichtingen van het schrijnwerk. Het dient wel gezegd dat het effect meestal van tijdelijke aard is. Zodra het temperatuurverschil tussen binnen- en buitenschil klein genoeg is, zal het aluminium zich opnieuw in zijn oorspronkelijke positie plooien.
Tijdens de duur van het effect is het een ander verhaal en kan de gebruiker wel in de problemen zitten. Omdat de deur kan vervormen en dus de dichting van het schrijnwerk is aangetast, kan het zijn dat je niet naar binnen of buiten kan omdat je niet in staat bent de deur te openen of te sluiten.
Permanente vervorming
Naast tijdelijke problemen kan in zeldzame gevallen ook permanente vervorming optreden. Dankzij bepaalde innovaties zijn er echter deurtypes ontwikkeld waarbij fabrikanten geen meldingen meer ontvangen over permanente kromtrekkingen.
Speelt het materiaal een rol?
Aluminium
Het effect van de vervormende deur beperkt zich niet enkel tot aluminium, elk materiaal heeft zijn eigen uitzettingscoëfficiënt, al zal het effect op dit materiaal wel het grootst zijn. Aluminium is immers een goed geleidend materiaal dat ook bij hogere temperaturen nog een sterke rigiditeit behoudt, maar op die manier wel krachten uitoefent op andere elementen die ermee zijn verbonden.
Bovendien wordt aluminium voor grotere schrijnwerkgehelen gebruikt, waardoor het effect vergroot wordt en er dus ook meer gevallen van bekend zijn. Los daarvan hangt de mate van het effect af van de specifieke uitzettingscoëfficiënt van de materialen.
Hout en pvc
Bij hout en pvc kan er dus ook sprake zijn van vervorming, maar hier gaat het dan enkel om een thermische uitzetting. Hout vervormt in dit geval door bijvoorbeeld de vochtigheid.
Bij pvc zullen we veranderingen in de lengte zien ten gevolge van het uitzetten van het materiaal. Daarenboven zal het materiaal zelf ook verzwakken bij hogere temperaturen.
Wie is verantwoordelijk?
Doordat het bimetaaleffect ontstaat en beïnvloed wordt door alle onderdelen van de deur, leidt die combinatie van factoren in de praktijk soms tot problemen over verantwoordelijkheden.
Tussen profielleverancier, paneelleverancier, beslagleverancier, raamfabrikant en plaatser is het niet steeds eenvoudig te beslissen waar de eigenlijke oorzaak ligt van het niet behoorlijk functioneren van een deur met bimetaaleffect. Bijgevolg ontstaan er vaak discussies over de verantwoordelijkheid voor interventie- en vervangingskosten.
Om dergelijke discussies te vermijden, kunnen fabrikanten complete deurgehelen op maat aanbieden. Door de aanschaf van een eigen zonnesimulator is het vervolgens mogelijk om het ontwerp van de deuren in alle onderdelen te testen op hun gedrag onder warmtebelasting.
In het eindproduct zit dan ook alle technologie verwerkt om het bimetaaleffect tegen te gaan op zowel de profielen, sluitingen, verlijmingen, montagemethode als paneelopbouw. Bij discussie is er slechts één verantwoordelijke en is de eindklant snel en efficiënt geholpen.
Oplossingen voor het bimetaaleffect
Fabrikanten hebben verschillende oplossingen bedacht tegen het bimetaaleffect. Zo kan men door aangepaste sluitingen van de deur garanderen dat deuren die kromtrekken onder bimetaal blijven functioneren.
Sowieso is het zoeken naar de juiste combinatie van factoren: de profielen, het sluitwerk (een aangepast slot), de montagemethode, de verlijming en de opbouw van het deurpaneel spelen alle een rol om het bimetaaleffect te minimaliseren, of mogelijk zelfs te elimineren.
Soepele verbinding
Door te werken met 'soepele' stegen als thermische onderbreking, zijn de beide aluminium schalen minder star verbonden met elkaar, waardoor de mate van vervorming wordt gereduceerd. Vaak is die oplossing al voldoende.
Vervorming weerstaan
Een andere oplossing is de stijfheid van het profiel vergroten, bijvoorbeeld met een continue deurtrekker. Daarnaast worden dan weer rigide vleugelprofielen uit glasvezelversterkt carbon gebruikt, waarop de aluminiumplaten van de deurvleugels bevestigd worden.
Hierdoor is de stijfheid van zulke profielen hoger dan de thermische uitzettingskracht van het aluminium, waardoor de deur zijn vormvastheid behoudt. Bij zulke profielen wordt bij bepaalde deurtypes ook een regelbare sluitplaat met zomer- en winterstand gebruikt, om problemen met de bediening te voorkomen.
Ook een extra scharnier kan helpen tegen de vervorming van een deur, zelfs als retrofitoplossing. In dat geval kan het scharnier enkel in opliggende uitvoering worden geplaatst en is die niet verdekt.
Magnetische werking
Ten slotte is het mogelijk de panelen van de deur de nodige bewegingsvrijheid te geven om de vervormingen bij temperatuurschommelingen op te kunnen vangen. Eigenlijk gaat het hier om de buitenplaat die onafhankelijk van de binnenschaal moet kunnen uitzetten. Deze nieuwe technologie gaat uit van een magnetische werking. De deur bestaat dan uit twee losstaande elementen: enerzijds een isolerend sandwichpaneel in de vleugel geplaatst en voorzien van magneten, anderzijds een aparte buitenplaat in aluminium, voorzien van staallatten. Die wordt magnetisch bevestigd en kan vrij bewegen ten opzichte van de vleugel.
Dat heeft het voordeel dat het bimetaaleffect in dit geval nagenoeg verwaarloosbaar is, doordat het zich enkel beperkt tot die buitenplaat. Zelfs wanneer die plaat opwarmt tot 90° C, kan de deurvleugel makkelijk gesloten en geopend worden, aangezien die vleugel geen vervorming ondergaat. Deuren die kromgetrokken zijn, kan men op die manier overigens ook opnieuw rechttrekken.
Met medewerking van Reynaers Aluminium, Deceuninck, Schüco en Frager
