Dakvormen
De vorm van een dak is in veel gevallen bepalend voor het karakter van het gebouw. Globaal kunnen we daken naar de helling van het dakvlak in twee hoofdgroepen verdelen, namelijk platte daken en schuine of hellende daken.

Onder dakhelling wordt verstaan de hoek die het dakvlak maakt met het horizontale vlak, waarbij daken met een helling tot 5 graden nog tot de platte daken worden gerekend. 

De volgende indeling kan worden gemaakt:
- plat dak: 2 graden – 5 graden
- flauw hellend dak: 5 graden – 20 graden
- hellend dak: 20 graden – 40 graden
- steil hellend dak: > 40 graden

De helling van het dakvlak bepaalt de keuze van de toe te passen dakbedekking materialen en vaak ook dat van de toepasbare dakplaten. 

Platte daken
Bij een plat dak, vergt de waterafvoer grote aandacht. Water dat op een dak of in een goot achterblijft heeft uitsluitend nadelige invloeden. De belangrijkste daarvan zijn:

• Vervuiling, door het achterblijvende water wordt vuil vastgehouden. In dit vuil komen plantenkiemen makkelijk tot ontwikkeling. Voor bitumineuze afdichtingen houdt dit het risico van worteldoorgroei in;
   
• Vorstschade, in verband met de uitzetting en krimp (breuk) van de ijsmassa op het dak, zullen, in combinatie met de hechting aan de dakbedekking, spanningen hierin ontstaan die tot scheurvorming kunnen leiden;
   
• Verlies van kwaliteit, door langdurige vochtinvloeden kunnen verschillende materialen nadeel ondervinden, bijvoorbeeld in de vorm van verlies van mechanische sterkte;
• Wateraccumulatie; door het gewicht van achterblijvend water zullen extra doorbuigingen ontstaan, die tevens een lijvend karakter kunnen krijgen onder inloed van de kruip. Bij onvolkomenheden in de dakbedekking of inde afdichtingen bij verhoogf risico van lekkage. Bij toenemende doorbuiging (denk aan de cyclus vorst, sneeuw, dooi) bestaat vooral bij de zogenaamde lichtgewicht dakconstructies een cumulatief (ophopend) effect met het grote gevaar van bezwijken.

Na bovenstaande voorbeelden zal het duidelijk zijn dat water zo snel mogelijk van daken moet worden afgevoerd. Ook al in verband met de kans op verstoppingen moeten dus meerdere afvoeren worden aangebracht.

Hellende daken
Bij hellende daken zijn vele dakvormen mogelijk. Zo onderscheiden we:

• Lessenaarsdak, dik dak bestaat uit een, naar één zijde afwaterend dakvlak.
   
• Zadeldak, dit is wel de meest voorkomende dakvorm en bestaat uit twee dakvlakken (schilden), die vanaf twee overstaande gevels schuin tegen elkaar opstaan. De lijn gevormd door de elkaar ontmoetende dakschilden heet de noklijn en de gevels onder de twee einden van de noklijn worden topgevels genoemd. Tegenwoordig worden wel zadeldaken toegepast waarbij de twee dakschilden ongelijke hellingen of ongelijke afmetingen hebben.
• Schilddak, wanneer vanuit de vier gevels van een gebouw dakschilden worden opgezet, noemen we deze dakvorm het schilddak. Deze daken hebben over het algemeen een korte noklijn. De oplopende snijlijnen van de dakschilden worden de hoekkepers genoemd.
• Tentdak of torendak, het tentdak is in feite een schilddak op een gebouw met een vierkant grondvlak. Hierdoor komen de hoekkepers in een punt samen. Het zeer steile torendak wordt ook wel toegepast op een veelhoekige torenplattegrond. 
• Samengestelde dakvlakken. Een mansardedak ontstaat wanneer bij een zadeldak de dakschilden geknikt worden. Deze dakvorm geeft meer ruimte op de onderliggende zolder. Een dak met wolfseind is een zadeldak waarbij de topgevel is ‘afgetopt’ en wordt afgedekt met een klein schuin oplopend dakvlakje. De topgevel wordt in de Friese boerderijbouw wel lager beëindigd en afgedekt met een wat groter oplopend daklak dat niet op de nok van het hoofddak aansluit. In het zo ontstane verticale vlakje wordt een uilebord aangebracht.
• Als de plattegrond van een gebouw uit meer dan één rechthoek bestaat, wordt de dakconstructie ingewikkeld, wordt de dakconstructie ingewikkeld, vooral bij de inwendige ontmoeting van de dakschilden. Deze ontmoeting wordt de kil of de kilkeper genoemd.
• Zaagdak, het zaagdak ook wel sheddak genoemd, wordt samengesteld uit dakschilden met verschillende hellingen. Deze dakvorm wordt toegepast boven langwerpige plattegronden van werkplaatsen en fabrieken. De steilere dakvlakken worden voorzien van glasstroken en worden meestal op het noorden gericht. Zo wordt voor een goede gelijkmatige verlichting in de onderliggende ruimte gezorgd. Vanwege de zakgoten tussen de sheds is dit een kostbare en ook kwetsbare dakvorm, die bovendien veel onderhoud vergt. Om in grote werkruimten daglicht via het dak toe te laten treden, worden platte daken thans voorzien van daglichtkoepels of van lichtstraten.
• Vouwdak, bij een vouwdak, ook wel schakeldak genoemd, hebben alle dakschilden dezelfde hellingshoek. 

Op genoemde dakvormen met vlakke dakschilden zijn uiteraard vele variaties mogelijk. Ook kunnen de daken worden samengesteld met gebogen dakvlakken. Enkele voorbeelden hiervan zijn:

•  Segmentdak, een dakvorm waarvan het dakvlak bestaat uit een deel van een halve cilinder.
• Koepeldak, een dakvorm waarvan het dakvlak bolvormig is.
• Schaaldak, het schaaldak is een dakconstructie opgebouwd uit cilindervormige (gebogen in een richting) elementen of uit gedeelten die over één as hol zijn en over de andere as bol zijn. Het schaaldak wordt veelal in gewapend beton uitgevoerd, waarbij bij grotere aantallen van dezelfde elementen prefabrikatie goed mogelijk is. Sommige van deze schaaldakvormen zijn ook goed uitvoerbaar in hout, omdat de ‘beschrijvende lijnen’ van de gekromde vlakken uit rechte lijnen bestaan. 

Constructieve eisen
De dakvloer of kapconstructie moet weerstand kunnen bieden tegen de verschillende belastingen ten gevolge van belopen, sneeuw, windbelasting en dergelijke. Door deze belastingen zullen in de constructie spanningen optreden waardoor de constructie zal vervormen. Aan deze vervorming zijn grenzen gesteld, evenals aan de toelaatbare spanningen, welke grenzen per materiaalsoort verschillen. Een constructie mag nu eenmaal niet bezwijken. Bovendien kan als gevolg van de grote vervorming blijvende schade aan de constructie of aansluitende gebouwdelen ontstaan. De door de berekening van constructies aan te houden belastingen staan aangegeven in het normblad NEN 6700, ‘Technische grondslagen voor de berekening van bouwconstructies, TGB 1990′. Deze norm wordt voor bouwwerken van kracht verklaard in het Bouwbesluit. Zoals hiervoor vermeld zijn de toelaatbare spanningen in een constructie materiaal afhankelijk en worden daarom in afzonderlijke delen van de norm behandeld. De TGB omvat dan ook naast het ‘Algemene Gedeelte’ aparte delen betreffende staal, hout, steen en aluminium.

Ten aanzien van optredende belastingen wordt onderscheid gemaakt in:

• permanente belasting;
• veranderlijke belasting;
• geconcentreerde belasting;
• windbelasting.

De permanente belasting bestaat uit het eigen gewicht van de constructie inclusief de afwerking en de permanent op die constructie rustende gebouwdelen. Onder veranderlijke belasting wordt verstaan de niet permanent aanwezige belastingen, zoals veroorzaakt door personen, gereedschap regenwater, sneeuw, enz. In het algemeen geldt dat voor daken een veranderlijke belasting moet worden aangehouden van 1 kN/m. Voor geconcentreerde belastingen wordt in het algemeen gerekend met 2 kN als een lijnlast over 1 meter. Aan windbelastingen is in de TB een apart hoofdstuk gewijd (NEN 6702). Door middel van gegeven stuwdrukwaarden en met inachtneming van de hoogte van het gebouw en de ligging van het gebouw in het land (bijvoorbeeld vlak bij zee) is de in rekening te brengen windbelasting te bepalen.

De wind kan aanzienlijke zuigingen en wervelingen veroorzaken. Deze zullen vooral ontstaan bij grote dakoverstekken, luifels, dakdoorbrekingen en hoger opgaande gebouwdelen. de dakconstructie moet in verticale richting goed worden verankerd en ook de dakbedekking moet tegen opwaaien worden beveiligd. Evenals de verdiepingsvloeren moet de dakconstructie zorgen voor de onderlinge koppeling van de dragende muren. Verankering moet dan ook tevens plaatsvinden in horizontale richting.

Omdat een spant een smalle vlakke constructie is, kan het geen krachten loodrecht op het spantvlak opnemen. Bij grote overspanningen moeten hiervoor speciale voorzieningen getroffen worden met schoren of kruisen, die de spanten onderling koppelen. We noemen dit stelsel van kruisen het windverband. Ook tijdens de montage geven deze windverbanden de nodige stabiliteit.

Bouwfysische eisen
De gebruiker van een gebouw zal het waarderen als het klimaat in dat gebouw zo aangenaam en zo constant mogelijk is. Dit speelt zowel onder winterse als onder zomerse omstandigheden. Uit oogput van beperking van het energieverbruik zijn in het Bouwbesluit en in de norm NEN 1068 ‘Thermische isolatie van gebouwen’ eisen en rekenwaarden gegeven voor de thermische kwaliteit van gebouwen en van gebouwonderdelen zoals de dakvloer. Met betrekking tot de warmtedoorgang van daken onder zomerse omstandigheden worden in de zomer veen eisen gesteld. Niet alleen voor de gebruikers van een gebouw is het belangrijk tegen de invloeden van neerslag, warmte en kou beschermd te zijn. Dit geldt ook voor de gebouwconstructies zelf. De warmteisolerende werking van de dakconstructie is belangrijk om de optredende lengteveranderingen onder invloed van temperatuurwisselingen tegen te gaan en zogenaamd thermische spanningsscheuren in vooral steenachtige constructies te voorkomen. Een andere invloed waartegen het dak bescherming moet bieden is geluidoverlast. En wel tegen geluid van buiten en, zoals bij geschakelde woningen, het geluid dat via de dakconstructie uit de belendende woningen kan doordingen. ten aanzien van deze geluidwering worden eveneens in het Bouwbesluit eisen gesteld.

Brandveiligheid
In het Bouwbesluit worden ook eisen gesteld ten aanzien van de brandveiligheid van gebouwen, welke vooral in grote steden kunnen worden aangevuld met eisen van de plaatselijke Brandweerinspectie. In verband met de brandveiligheid van gebouwen speelt de materiaalkeuze voor de diverse constructie-onderdelen en afwerkingen, zoals voor daken, natuurlijk een belangrijke rol. De dakconstructie mag niet makkelijk kunnen ontvlammen. Bun brand moet brandoverslag naar aangrenzende woningen zoveel mogelijk worden belemmerd. Onder invloed van vliegvuur mag de dakconstructie niet snel in brand raken. De materialen voor de dakconstructie moeten bij brand zo min mogelijk gevaarlijke rook ontwikkelen.

Principe constructieve opbouw
Bij zowel platte daken als hellende daken zijn in het algemeen een viertal onderdelen te onderscheiden. Bij platte daken zijn dit:

• de ondersteuning van het dakvlak door balken (gordingen) of liggers. Ook kan bij kleinere overspanningen de dakplaat direct op de bouwmuren dragen;
• de dakvloer of dakplaat voor de bevestiging van de dakbedekking;
• bij gebruiksruimten de warmteisolatie, die boven of onder de dakvloer wordt aangebracht. tegenwoordig worden de fabrieksmatig vervaardigde dakplaten al van een isolatielaag voorzien;
• de waterdichte dakbedekking, welke bij een plat dak meestal tot één geheel is samengesteld (membraan).

Bij hellende daken zijn de soortgelijke onderdelen:

• de ondersteuning door bouwmuren, of door gordingen, sporen en spanten;
• de dakschilden waarop de dakbekleding komt te rusten;
• de warmte-isolatie, welke meestal onder de dakschilden wordt aangebracht of weer in de dakplaten is verwerkt;
• de waterafvoerende dakbedekking welke meestal uit kleine eenheden is opgebouwd. Het voordeel van een dakbedekking opgebouwd uit kleinere elementen is dat herstel en gedeeltelijke vervanging vaak eenvoudig is.

Plaats van de thermische isolatie
De genoemde thermische isolatielaag kan, zowel bij platte daken als bij hellende daken, op verschillende plaatsen in het dak worden aangebracht, namelijk:

a) in of onder de dakvloer;
b) op de dakvloer, doch door een spouw gescheiden van de dakbedekking;
c) op de dakvloer direct onder de dakbedekking;
d) op de dakbedekking

In de gevallen a en b zal een relatief groot gedeelte van de dakconstructie’s winters ook een vrij lage temperatuur krijgen. Men spreekt bij dit constructieprincipe wel van een kouddak-constructie. Wanneer de thermische isolatielaag, zoals in de gevallen c en d aan de buitenzijde van de dakconstructie is aangebracht en deze dus tegen de lage wintertemperaturen beschermt, wordt van een warmdak-constructie gesproken. De beide constructieprincipes kunnen als volgt worden gedefinieerd.

- Kouddak
Een kouddak is een dakconstructie waarbij tussen thermische isolatielaag en de waterkerende laag een spouw is aangebracht die met buitenlucht wordt geventileerd. In deze spouw heersen dus in principe buitenluchtcondities. Als gevolg van de lage temperaturen is ‘s winters de kans op condensatie van waterdamp erg groot. Het kouddak met zijn relatief groot conditie waarin ‘s winters lage temperaturen heersen, is vochttechnisch gezien veel kwetsbaarder dan het warmdak. Omdat het vocht uit de spouw door ventilatie afgevoerd moet worden, is het kouddak in belangrijke mate afhankelijk van het goed functioneren van de ventilatie. Deze ventilatie is bij platte daken volledig afhankelijk van overdruk en onderdruk als gevolg van windaanval. Wanneer daarnaast in aanmerking wordt genomen dat de dakvloer niet wordt beschermd tegen thermische spanningen, zal in het algemeen bij platte daken de voorkeur uitgaan naar het warmdak.

Bij hellende daken met een ‘open’ nokdetail zal in de hellende spouw een luchtbeweging tot stand komen door de opwarming van de lucht in de spouw, het zogenaamde schoorsteeneffect. Hoe groter de hellingshoek en hoe langer het dakvlak, hoe sterker dit effect zal zijn.

Het kouddakprincipe zal voor hellende daken, voorzien van schubvormige afdekking in het algemeen tot zeer bevredigende resultaten kunnen leiden.

- Warmdak
Een warmdak is een dakconstructie waarbij de thermische isolatie is aangebracht aan de buitenzijde van de dakconstructie direct onder de waterkerende laag. In deze constructie is daar dus geen spouw aanwezig. Bij platte daken moeten de voor deze thermische isolatielaag toegepaste materialen voldoende mechanische eigenschappen hebben om de via de waterkerende laag overgebrachte druk-, trek- en schuifspanningen zonder schade te kunnen weerstaan. Ook moeten deze materialen vochtbestendig zijn. Bij een groot vochtaanbod aan de onderzijde kan onder de dakbedekking in de isolatielaag condensatie optreden. Dit vocht doet de isolatiewaarde teruglopen en kan een niet vochtbestendig isolatiemateriaal aantasten. Door dit vocht kunnen ook blazen in de dakbedekking ontstaan, hetgeen vooral bij bevriezen van op het dak staand water funest kan zijn. Bij deze daken boven vochtige ruimten zal onder de isolatie dan ook een dampremmende laag worden aangebracht.

- Omgekeerd dak
Dit warmdakprincipe kan ook worden uitgevoerd met de thermische isolatielaag op de waterdichte dakbedekking. Deze voor platte daken toegepaste constructie staat bekend als het omgekeerd dak. Het isolatiemateriaal moet langdurig contact met water kunnen doorstaan en worden geballast tegen het opdrijven. Dit principe leent zich uitstekend voor de afwerking van bijvoorbeeld dakterrassen. De tegelbestrating beschermt de onderliggende constructie tegen beschadiging door de gebruiksbelasting. Ook voor ‘na-isolatie’ van bestaande platte daken kan deze constructie een oplossing bieden.

PLATTE DAKEN

Ondersteuningen voor platte daken
Bij platte daken wordt de dakbelasting door balken, liggers of spantvormige constructies naar de oplegpiten overgebracht. De oplegpunten zijn als regel de buitengevels en tussenwanden. Als deze wanden geen grote krachten kunnen opnemen, moeten kolommen worden toegepast. De ondersteuning kunnen we indelen naar de samenstellende materiaalsoorten, zoals:

• houten balken, liggers en spantvormen;
• metalen balken, liggers en spantvormen;
• balken en liggers van gewapend beton.

Afhankelijk van de overspanning, de brandveiligheid, de optredende belasting en het soort gebouw wordt uit de genoemde materialen en constructiemethoden een keuze gemaakt.

Houten balken, liggers en spantvormen
Wordt de overspanning te groot voor een enkele houten balk dan kan een houten gelijmde ligger worden toegepast. Deze zogenaamde gelamineerde liggers worden door gespecialiseerde bedrijven gemaakt. Ze worden op een onderlinge afstand van 4 tot 6 meter geplaatst om de draagbalken (gordingen) van de dakvloer op te vangen. Bij nog grotere overspanningen kan een houten vakwerkligger worden toegepast, ook wel vakwerkspant. Bij vakwerken worden de samenstellende delen (staven) zo aangebracht dat zij steeds met elkaar driehoeken vormen, die on-vervormbaar zijn. De onderlinge verbindingen van de houten staven kunnen plaatsvinden met kramplaten, ringdeuvels, draadnagels of nagelplaten.

Metalen balken, liggers en spantvormen
Bij grotere overspanningen kunnen de balken opgelegd worden op stalen liggers, bijvoorbeeld stalen IPE-balken, raatliggers en vakwerkliggers.

De raatliggers worden gemaakt uit een normaal handels I-profiel dat zigzagvormig wordt doorgesneden en daarna weer aan elkaar gelast. Op deze wijze ontstaat met dezelfde materiaalhoeveelheid een hoger profiel waarvan de flenzen verder uit elkaar liggen. Zo’n ligger kan dus een groter moment opnemen. De gaten in het lijf zitten ter plaatse van de neutrale lijn, waar nagenoeg geen spanningen optreden. Dit type ligger is bij uitstek geschikt voor toepassing van grote overspanningen met niet te grote belasting.

Door het tussenlassen van rechthoekige platen kan de hoogte van de ligger nog groter worden gemaakt. Het gewicht aan staal is bij de vakwerkligger gering maar de vervaardiging is door de vele knooppunten vrij arbeidsintensief. Met de vakwerkligger kunnen grote overspanningen worden gemaakt.

Er worden ook vakwerkliggers gemaakt van kokerprofielen en van buisprofielen. Hiermee kan men ook ruimtevakwerk systemen samenstellen waarbij de knooppunten aan bollen worden geschroefd of gelast. Deze constructie wordt vooral toegepast voor overspanningsconstructies van tentoonstellingsruimten, tribunes en dergelijke. De liggers en spanten zullen bij grote overspanningen iets doorbuigen. Om zeker te zijn van een goede afwatering geeft men de liggers soms een flauwe boog naar boven. Deze zeeg is ten minste 2% van de overspanning. Ook kan de constructie naar het midden toe met wigstukken of hellinglatten hoger gemaakt worden.

Balken en liggers van gewapend beton
Gewapende betonbalken en voorgespannen liggers worden veelvuldig toegepast in de betonskeletbouw en bij de systeembouw. De voordelen van de voorspantechniek komen vooral tot zijn recht bij de grotere overspanningen in de montagebouw.

Dakvloeren voor platte daken
De dakvloer dient als ondergrond voor het bevestigen van de dakbedekking en het verkrijgen van afschot voor een goede hemelwaterafvoer. De warmte-isolatie kan in het materiaal of in de constructie van de dakvloer gevonden worden (bijvoorbeeld gasbeton dakplaten). Ook kan de isolatie op de dakvloer worden aangebracht. De onderijde van de dakvloer kan in vele gevallen tevens dienst doen als plafond van de onderliggende ruimte. De dakvloer kan in sommige gevallen, waneneer weinig eisen aan de warmteisolatie worden gesteld, tevens als dakbedekking dienst doen, zoals bij geprofileerde metalen platen die bij loodsen en dergelijke worden toegepast. De dakhelling moet minimaal 5 graden zijn.

Houten dakvloeren
Deze constructies worden voornamelijk toegepast in kleine bouwwerken, zoals in de woningbouw. Bij aan elkaar grenzende woningen moet men met het oog op de geluidisolatie en brandpreventie maatregelen treffen zoals:

• geen doorgaande balken;
• geen doorgaande verankeringen;
• geen doorlopende dakvloeren en platen toepassen.

Metalen dakvloeren
Bij toepassing van staal als dakvloer wordt meestal gebruikt gemaakt van geprofileerde staalplaat. Deze constructies komen voornamelijk voor in de staalskeletbouw. De leverancier monteert de staalplaten voor de gevels en voor de daken. de dakbedekking en isolatie worden vaak gelijktijdig aangebracht, zodat de afbouw van het staalskelet snel kan plaatsvinden. Een plat dak met een dakvloerconstructie van verzinkte geprofileerde staalplaat kan als volgt zijn opgebouwd:

• stalen dakliggers, ook wel gordingen genoemd;
• geprofileerde staalplaat;
• isolatieplaten, met zelfborgende schroeven (parkers) in combinatie met volgringen vastgeze;
• dakbedekking.

De geprofileerde aluminium stroken van 300 mm breedte zijn tot een lengte van 34 meter verkrijgbaar en worden met een speciale felsnaad in elkaar gewerkt.

Dakvloeren van gewapend beton
Bij gebruik van steenachtig materiaal is de dakvloer vaak vervaardigd uit ter plaatse gestort beton, of bij woningbouw uit een systeemvloer zoals ook voor de verdiepingvloeren is toegepast. De opbouw kan als volgt zijn:

• de dakvloer van gewapend beton;
• een afschotlaag;
• isolatiemateriaal;
• de dakbedekking.

Zoals al eerder is opgemerkt, is de toepassing van een kouddakconstructie gevaarlijk. In combinatie met een betonconstructie kan het wel omdat de dampremmende laag 100% dampremmend kan worden uitgevoerd. De opbouw kan er als volgt uitzien:

• de dakvloer van een steenachtig materiaal;
• een dampremmende laag;
• regelwerk ten behoeve van het afschot, waartussen het isolatiemateriaal wordt aagebracht. De ruimte tussen de regels moet weer worden geventileerd met buitenlucht;
• een dakvloer van vochtongevoelig plaatmateriaal;
• dakbedekking.

Dakbedekking voor platte daken
De bedekking voor platte daken moet steeds één geheel vormen. We spreken wel van een membraanafdichting. Membraanafdichtingen worden samengesteld uit banen bitumineus materiaal of kunststoffolie. Deze banen worden onderling waterdicht verbonden. Dit membraan kan aan de ondergrond worden bevestigd door volledig of partieel kleven of door mechanische verbindingen. ook kan het membraan losliggend maar wel geballast worden aangebracht. Bij storm is door de zuigkracht van de wind de bedekking van een plat dak erg kwetsbaar. het is dan ook noodzakelijk om bij gebouwen t/m vier verdiepingen op de dakbedekking een laag grof grind als ballast aan te brengen of de dakbedekking goed te kleven of mechanisch te bevestigen. Bij meer dan vier verdiepingen neemt men als ballast betontegels. Sommige gemeenten verbieden het gebruik van grind boven een bepaalde hoogte, omdat grind bij afwaaien gevaarlijk is en schade kan veroorzaken. Door het uitzetten en krimpen van de draagconstructie en door bijvoorbeeld zettingsverschillen kunnen in gebouwen scheuren ontstaan. In grote gebouwen worden daarom dilatatievoegen aangebracht.

De duurzaamheid van de bedekking voor platte daken varieert van 10 tot 25 jaar, afhankelijk van de gekozen soort, kwaliteit en de invloed van de omgeving.