Bladkoper op monumenten

Introductie[bewerken]

Bladkoper wordt al lange tijd toegepast op gebouwen. Men gebruikt het vooral voor dakbedekking, goten en hemelwaterafvoeren. Als materiaal voor dakbedekking zal het door de beeldbepalende oxidatiekleur in eerste instantie vooral gekozen zijn uit architectonische overwegingen. Tegenwoordig past men het op monumenten vaak toe vanwege de duurzaamheid. Dit artikel geeft inzicht in de eigenschappen en het gebruik van bladkoper, de verwerkbaarheid, de schades die kunnen ontstaan en hoe je deze kunt voorkomen.

Koperen toren met groen patina.
Met zijn beeldbepalende kleur is koper van invloed op de architectonische uitstraling van een pand, vooral wanneer er een groen patina is ontstaan.
Koperbedekking op de synagoge in Enschede.
Koperbedekking op de synagoge in Enschede. Het in 2004 aangebrachte koper heeft een donkerbruine patina ontwikkeld. Het ontstaan van een groen patina kan lang duren, misschien wel 30 tot 50 jaar, maar het kan onder de huidige klimatologische omstandigheden ook deze kleur blijven. (Foto: K. Boeder)
Koperen toren met groen patina.
Fraai vormgegeven middentoren op het dak van de Amsterdamse Effectenbeurs. (Foto: K. Boeder)
Koperen toren met groen patina.
Koperbekleding op de spits van de Zuidertoren in Enkhuizen uit 1547. (Foto: K. Boeder)
Bruine en groene koperen koepels.
Bruin en groen gekleurde koperen koepels van de RK kerk St Jan de Doper in Waalwijk. (Foto: K. Boeder)
Koperen dak met verticale platen.
Deel van een koperen felsdak waarbij de platen verticaal zijn verbonden met een staande fels en horizontaal met een aanhaak.
Koperen dak met verticale platen.
Een dakvlak van de synagoge in Enschede waarbij de platen verticaal zijn verbonden met een platte fels en horizontaal met een aanhaak.
Koperen dak.
Een dakvlak waarbij de koper dekking verschervend is gefelst met verticaal een platte fels en horizontaal een aanhaak. (Foto: K. Boeder)


Koperen dakvlakken.
Een deel van een dakvlak van de Cenakelkerk in Heilig Landstichting waarbij de platen verticaal zijn verbonden met een staande fels en horizontaal met een aanhaak. Aan de rechterzijde is de structuurmat zichtbaar die tussen koper en dakbeschot ligt die bijdraagt aan dampvereffening. (Foto: K. Boeder)
Schematische weergave van de manier waarop de klangen aan een losange worden bevestigd.
Losange met de wijze waarop de klangen daaraan worden bevestigd.
Rond gebouw met koperen dak van boven gezien.
Het ANWB-kantoor in Den Haag, in oorsprong voorzien van een Tecuta-dakbedekking, gerestaureerd omstreeks 2002 met een gelijksoortige dakbedekking op basis van een thermoplastische onderlaag met een koperen toplaag. (Foto: Van Det Fotoproducties, Vlaardingen, 2003)
Rond gebouw met koperen dak van boven gezien.
Het dak van het ANWB-kantoor in 2017. (Foto: K. Boeder)
Schematische weergave van de problemen die kunnen ontstaan in koperen felsbanen.
Problemen die kunnen ontstaan in koperen felsbanen door zuiging indien het koper te dun is of de felsbanen te breed zijn (breder dan 60 cm).
Schematische weergave van de wijze waarop een enkele fels en een dubbele fels tot stand komen.
De wijze waarop een enkele fels (boven) en een dubbele fels tot stand komen. De staande versie van een enkele fels komt niet voor, omdat deze niet waterdicht is.
Schematische weergave van de wijze waarop een aanhaak wordt gemaakt.
De wijze waarop een aanhaak wordt gemaakt. De onderste plaat wordt als eerste bevestigd. Daarna wordt de bovenste plaat in de onderste gehaakt.
Schematische weergave van de wijze waarop een plaat koper met een klang aan de onderconstructie wordt bevestigd.
De wijze waarop een plaat koper met een klang aan de onderconstructie wordt bevestigd. Door de klang niet direct aan de plaat vast te maken, maar te werken met losse klangen, blijft het schuiven van de banen of platen koper bij uitzetting mogelijk.
Schematische weergave van de wijze waarop stapsgewijs een dubbele fels wordt gemaakt en hoe de bevestiging met de klang is.
De wijze waarop stapsgewijs een dubbele fels wordt gemaakt en hoe de bevestiging met de klang is.
Schematische weergave van verschillende typen goten.
Verschillende typen goten. Van boven naar beneden: mastgoot (zelfdragend), gebeugelde bakgoot (zelfdragend), bakgoot, schampgoot, zakgoot.
Koperen goot opgedeeld met broekstukken.
Koperen goot opgedeeld met broekstukken om uitzetting van het metaal mogelijk te maken.
Achter een klepje in de waterafvoer zit een bladopvangrooster.
Bladopvangrooster in een koperen hemelwaterafvoer. Effectief en het voorkomt schade aan afvoer en bovenliggende goot door verstopping.
Soldeernaad in een koperen goot.
Soldeernaad in een koperen goot. Links vrijwel geheel opgelost doordat er (te lang) water in de goot blijft staan.
Een blauw verkleurde regenpijp.
De blauwe kleur op het koper verraadt de aantasting door rioolgassen die via de hemelwaterafvoer omhoog stijgen.
Bovenste gedeelte van een prieel.
Bovenste gedeelte van een prieel afkomstig van het landgoed Nijenrode.
De dakbedekking van het prieel heeft een schubpatroon.
De bijzondere dakbedekking van het prieel is vervaardigd uit koper.

Hoe kijkt de RCE tegen het gebruik van koper aan?

De Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed (RCE) streeft zowel naar behoud van het oorspronkelijke materiaal als naar een degelijk herstel; dit laatste om schade en een daaruit voortvloeiende restauratie te voorkomen. Koper verweert uitermate langzaam en is weinig gevoelig voor aantasting. Daarom, en vanwege de goede mechanische eigenschappen, is het materiaal zeer geschikt voor toepassing op monumenten. Maar door een verkeerde wijze van toepassen of verwerken wordt de levensduur van het metaal te vaak niet volledig benut.

Koper in plaats van zink of lood

Het streven naar een lange levensduur leidt steeds vaker tot toepassing van koper in plaats van zink of lood. Wanneer koper het oorspronkelijke materiaal vervangt, gaat dit ten koste van cultuurhistorische waarden. Lood en zink zijn immers bepalend voor de architectuur en de tijd waarin zij zijn toegepast: lood vanaf de Middeleeuwen, zink met name in de tweede helft van de 19de en vroege 20ste eeuw. Zo is bijvoorbeeld het vervangen van een zinken roevendak in koper niet juist omdat een roevendak in koper niet historisch is. Hetzelfde geldt voor een zinken goot van een neogotische kerk uit 1895 die vervangen wordt door een koperen goot. Vervangen in het oorspronkelijke materiaal staat dus voorop.

Geschiedenis

Oudheid

Omstreeks 4000 voor Christus ontdekte men bij toeval de technieken om koper uit erts te winnen. Vooral in het Romeinse Rijk, Assyrië en Babylonië nam het gebruik van koper toe. Men ontdekte dat het koper door drijven harder werd, maar ook dat het met zink en tin gelegeerd kon worden en daarmee andere eigenschappen kreeg, zoals een betere gietbaarheid. De Romeinen noemden het rode metaal Aes Cyprium, naar een van de vroegst bekende vindplaatsen van kopererts: Cyprus. Cyprium werd Cuprum, Latijn voor koper.

Kopermolens en koperslagerijen

In Nederland bevonden zich in de 15de en 16de eeuw diverse kopermolens en koperslagerijen. Voornamelijk op de Veluwe maakte men koperen platen als bekleding van houten schepen tegen aangroei en schijven voor potten en pannen. Het bleef echter altijd een bescheiden tak van industrie die aan het einde van de 18de eeuw grotendeels verdwenen was. Uitzondering was de koperfabriek van De Heus uit Apeldoorn, die pas na 1970 haar deuren definitief sloot.

Voorbeelden in Nederland

Koper voor daken en goten is in Nederland nooit erg populair geweest. Dit kwam vooral door de hoge prijs. Een vroeg voorbeeld in Nederland van een koperen dakbedekking is een plat dak op het Markiezenhof in Bergen op Zoom (16de eeuw). Een ander voorbeeld is de koperbekleding op de spits van de Zuidertoren in Enkhuizen uit 1547. In de tweede helft van de 17de eeuw nam het aantal kopergedekte daken toe. Voorbeelden zijn een kerkje in Sappemeer (1653-1655) en de ronde Lutherse Kerk te Amsterdam (1668-1671, bedekking 1677). Kort na het begin van de 20ste eeuw nam het gebruik van koper toe. Voorbeelden zijn de Effectenbeurs in Amsterdam uit 1913, de koepel van de St. Jan te Waalwijk uit 1924-1925 en de koepel op de Kathedrale basiliek St. Bavo te Haarlem uit 1902-1906.

Eigenschappen

Oxidatie

Met zijn roodgele kleur is koper naast goud het enige gekleurde metaal. In de buitenlucht vormt zich een beschermende oxidehuid - ook wel patina genoemd - die sterk hechtend, vrijwel onoplosbaar en zelfherstellend is. Op den duur krijgt het oppervlak meestal de karakteristieke groene kleur. Het metaal verweert uiterst langzaam (0,1 - 0,3 μm per jaar) en is op enkele uitzonderingen na weinig gevoelig voor aantasting door andere materialen.

Taai, zacht en warmtegeleidend

Zuiver koper is relatief taai en zacht en kan goed worden vervormd. Het heeft een hoge warmtegeleidingscoëfficiënt - respectievelijk ongeveer drie- en tienmaal zo hoog als zink en lood - waardoor het snel warmte geleidt. Dit is bijvoorbeeld van invloed wanneer men koper soldeert of last.

Hogere hardheid en stijfheid door bewerking

Door bewerking, met name door koud walsen, krijgt bladkoper een aanzienlijk hogere hardheid en stijfheid. Standaard koudgewalst koper is door een grote stijfheid moeilijk verwerkbaar. Je kunt de verwerkbaarheid verbeteren door het materiaal uit te gloeien. Bladkoper is standaard echter verkrijgbaar in verschillende hardheden. Tegenwoordig wordt halfhard koper (R240, F24) het meest toegepast, zowel voor daken als voor goten. Daarnaast kun je zacht koper (R220, F22) gebruiken voor complexe dakvormen, bijvoorbeeld bij koepels met rondingen in twee richtingen.

Thermische uitzettingscoëfficiënt

De thermische uitzettingscoëfficiënt is 0,017 mm/m °C. Zo is één meter koper op een warme zomerdag 1,7 mm langer dan op een koude winterdag. De thermische uitzetting van koper is kleiner dan van lood en zink. Daardoor geven bevestiging en detaillering in het algemeen minder problemen en zijn bij goten bijvoorbeeld minder broekstukken nodig.

Géén verwerking bij lage temperaturen

Koper mag niet worden verwerkt onder de 5°C. Bij dergelijke lage temperaturen is het materiaal relatief bros en tijdens het verwerken gevoeliger voor scheurvorming.

Maatvoering

De maatvoering van het op de markt beschikbare bladkoper is in de loop der tijd gewijzigd. Koper werd aan het begin van de 19de eeuw geleverd in lengtes van circa 1,3 m. De breedte bedroeg circa 1,0 m. Deze maten zijn tot in het eerste kwart van de 20ste eeuw gangbaar gebleven. In 1950 was de lengte toegenomen tot 10 m en de breedte tot 2,5 m. Op dit moment is koper leverbaar in platen met een breedte van 1 tot 1,25 m en een lengte van respectievelijk 2, 2,5 en 3 m. Op de rol is koper leverbaar in breedtes van 20 tot 125 cm met een lengte tot 30 m.

Dakbedekking

Algemeen

Koper als dakbedekking komt voor in de vorm van een fels- of roevendak en als losanges. Het roevendak is echter niet historisch. Koper werd ook toegepast in combinatie met teervrij dakvilt in de vorm van rechthoekige leien. Voor dakbedekking wordt koper toegepast met een dikte van 0,7 mm.

Felsdak

Het felsdak wordt aangebracht in platen (smalle stroken) die onderling zijn verbonden met een fels en/of een aanhaking. Afhankelijk van het gewenste verschijningsbeeld en/of het historische beeld kun je het felsdak uit kleinere of grotere platen samenstellen. Te grote platen geven bij uitzetting en krimp, maar ook door windbelasting scheuren in het materiaal. Omdat het gemakkelijker vervormt dan zink, kan het door sterke zuiging van de wind uit de klangen worden gezogen. Dit is een belangrijke reden waarom je een koperen dak met grote eenheidsmaten of te brede banen (breder dan 60 cm) of te dun bladkoper toch vaak na 50 tot 80 jaar moet vernieuwen. In principe worden rechthoekige platen gebruikt, soms - bij koepels en torenspitsen - driehoekige of trapeziumvormige platen.

Losanges

Losanges zijn gevormd uit relatief kleine platen. Zij zijn er in meerdere typen: de rechthoekige en de spitse of ruitvormige modellen komen het meest voor, maar er zijn ook zeshoekige modellen. De losanges werden met geruwde koperen of roestvaststalen nagels op het dak gespijkerd en aan de randen met een haak (liggende fels) aan elkaar bevestigd. De gespijkerde bevestiging varieerde. Ze werden met een losse klang aan het dak bevestigd, maar er waren er ook waar aan de bovenzijde een vaste klang zat als onderdeel van de plaat koper. Tegenwoordig komen losse en gesoldeerde klangen voor. De laatste hebben de vaste klang vervangen.

Tecuta-bedekking en Cubiledekking

In het midden van de 20ste eeuw was er als alternatief voor de geheel koperen dakbedekking de zogenoemde Tecuta-bedekking, gebaseerd op een combinatie van koper en teervrij asfaltvilt. Een één- of tweelaags waterdichte asfaltbedekking bedekte men met platen van een bijzondere legering gepolijst koper met een breedte van 60 cm en een dikte van 0,1 tot 0,3 mm. Zorgde het koper zelf voor de waterdichting, dan was het dikker. Een variant was de Cubiledekking. Deze bedekkingen gingen meestal niet langer dan 20 tot 25 jaar mee en zijn over het algemeen niet te repareren. Deze soorten bedekkingen zijn niet meer leverbaar, maar er zijn wel alternatieven op de markt; de beschikbaarheid daarvan is echter wisselend. Bij de restauratie van het ANWB-kantoor in Den Haag kon een alternatief product worden toegepast.

Wijze van aanbrengen felsdak

In het algemeen geldt dat de bevestigingswijze en de onderlinge verbinding van de platen wordt bepaald door het gegeven dat koper door de thermische werking ruimte moet hebben om te bewegen. Bij het aanbrengen worden de platen daarom niet op het dakbeschot genageld, maar op het dak bevestigd met losse klangen: één of twee brede klangen aan de bovenzijde en drie tot vier klangen aan de linker of rechter zijkant. De klangen zijn van koper, 0,8 of 1,0 mm dik, en bevestigd met geruwde koperen of roestvaststalen nagels. Dekplaten zijn vrij gevoelig voor zuiging. Je kunt dit tegengaan door het toepassen van smallere dekplaten of koper van 1,0 mm dik in plaats van de gebruikelijke 0,8 mm.

Bevestiging

De platen worden aan de zijkant (verticale bevestiging) onderling verbonden met een staande fels of aanhaak en aan de boven- en onderkant (horizontale bevestiging) met een aanhaak (van oudsher ook wel platte fels genoemd). In het midden van de 19de eeuw werden de platen horizontaal niet met een klang bevestigd, maar sloeg men een spijker onder de aanhaking in het koper. Wanneer horizontaal geen aanhaak werd gebruikt, werden de platen aan de bovenzijde gespijkerd en werden de volgende platen er met een overlap van ‘eenige duimen’ overheen gelegd. Afhankelijk van de dakhelling en de hoogte van het dak moet men aanhaakverbindingen enkel of dubbel of met een overlap uitvoeren. Tegenwoordig past men ook wel hulpmiddelen toe, zoals samendrukbaar cellenband, om voldoende regendichtheid te garanderen. De platen hebben een vouwrand van minimaal 3 cm aan de onderzijde naar binnen, aan de bovenzijde naar buiten omgezet. Om het schuiven door het uitzetten van het koper mogelijk te maken, moet je het nadrijven van aanhaakverbindingen vermijden.

Condens

Omdat koper ongevoelig is voor condens, kun je de platen aanbrengen op een dakbeschot bestaande uit plaatmateriaal. Om het dakbeschot tegen condens te beschermen en om een galvanische scheiding aan te brengen tussen het koper en de bevestiging van het dakbeschot, moet een scheidingslaag worden aangebracht van bijvoorbeeld een dampopen, waterkerende folie en moet er onder het dakbeschot geventileerd worden. De folie moet worden bevestigd met koperen of roestvaststalen asfaltnagels.

Fels of aanhaak

De benamingen fels of aanhaak gebruikt men door elkaar. Bij een fels zet men een opstand van 4,5 cm tegen een opstand van 3,5 cm. In het verleden werkte men ook wel met hogere opstanden van 7 cm tegen 5 cm. Het grootste deel wordt over het kleinste deel heen gebogen en één- of tweemaal verticaal omgezet (enkele fels respectievelijk dubbele fels). Wanneer de verbinding haaks op het dakvlak blijft staan wordt het een fels, staande fels of staande naad genoemd. De fels kan plat tegen het dakvlak worden geklopt; in dat geval wordt de enkele fels ook wel aanhaak genoemd. Je kunt een aanhaak ook op een andere wijze tot stand brengen: de platen worden van vouwranden van 3 cm voorzien (180° omgezet), die in elkaar worden gehaakt. De laatste werkwijze kan ten opzichte van de liggende fels een ander beeld geven. Dat verschil wordt teniet gedaan wanneer de verbinding wordt aangeklopt. Nadeel van de aanhaak is dat langsdruipend regenwater door capillaire werking opgezogen wordt. In combinatie met windbelasting kan het water door de bedekking dringen. Daarnaast bestaat het gevaar dat het water, samen met stof, bladeren en verontreinigingen, in de hoeken en naden de corrosie bevordert.

Dichten van naden

In het verleden werd de naad wel gedicht, ‘gebreeuwd’, met een mengsel van 92% loodwit en 8% lijnolie (een soort stopverf). Een staande fels zorgt ervoor dat het druipwater niet in aanraking komt met de naad. Alleen bij opwaaiend en opspattend water kan dat nog wel. Door het omgezette deel iets vrij te houden van de plaat of baan wordt dit voorkomen. Tegenwoordig worden felsen met een felsmachine gevormd. Deze hebben mogelijk net een wat ander uiterlijk dan de historische fels en kunnen daarom niet vanzelfsprekend worden toegepast.

Goten en hemelwaterafvoeren

De invloed die goten en hemelwaterafvoeren kunnen hebben op de instandhouding van monumenten wordt vaak onderschat. De schade die aan exterieur en interieur kan ontstaan door een niet goed functionerend hemelwaterafvoersysteem is enorm. Zo leidt een lekke of verstopte dakgoot regelmatig tot het vernieuwen van het voeg- en pleisterwerk of van grote delen van de houten kapvoet.

Goten

We onderscheiden verschillende typen goten. De meest voorkomende typen zijn de vrijdragende mastgoot en de bakgoot, zowel vrijdragend als bekleed met zink. De dakgoot tussen twee daken is een zakgoot. Voor een koperen goot worden dikten gebruikt van 0,8 mm tot 1,0 mm, afhankelijk van de breedte van de goot. Bij een breedte van meer dan 60 tot 70 cm past men een dikte van 1,0 mm toe.

Onderhoud

Een zeer grote bedreiging voor de levensduur van goten vormt de onwetendheid bij eigenaren en beheerders. Er vindt geen of onvoldoende onderhoud plaats en gebreken worden te laat ontdekt. Eén keer per jaar de goot laten reinigen is veel te weinig. Ook ontstaan veel problemen door verkeerde detaillering en/of materiaalgebruik. Een paar tips:

  • Om het aantal soldeerverbindingen te beperken dien je bij voorkeur langere lengtes te gebruiken. Gootstukken kunnen tegenwoordig gezet worden in lengtes van 3 meter.
  • De achteropstand moet altijd aanzienlijk hoger zijn dan de vooropstand (bij voorkeur 30 mm) en zijn voorzien van een enkele fels van 15 mm als waterkering.
  • Om problemen bij bestaande goten met een te lage achteropstand te voorkomen kun je een verklikker of spuwer aan de voorzijde maken. Met een verlaging van de buitenopstand of een ingesoldeerd pijpje zal bij een verstopping het water aan de voorzijde wegstromen. Hierdoor dringt het niet de constructie binnen en wordt de eigenaar/beheerder gewaarschuwd.
  • Om het water snel uit de goot te voeren is een afschot van 2 tot 10 mm/m essentieel.
  • Stukken langer dan 8 tot 10 m dient men te scheiden door een broekstuk of - in uitzonderlijke gevallen * een expansiestuk. Pas een expansiestuk alleen toe als er geen mogelijkheden zijn om een broekstuk toe te passen, bijvoorbeeld omdat het stroomprofiel gehandhaafd moet blijven of omdat er onvoldoende afvoermogelijkheden zijn. Een goot opdelen met broekstukken houdt namelijk in dat je evenveel afvoeren moet maken. Dit heeft de voorkeur maar is niet altijd mogelijk. Een expansiestuk bestaat uit een strook dubbel gevulkaniseerd rubber tussen twee stroken koper, die het uitzetten van de gootdelen opvangt. De expansiestukken hebben echter een beperkte levensduur van 20 à 25 jaar.
  • Gootstukken mogen nooit worden genageld aan de gootbodem of op de neuslijst en mogen niet te strak in de gootbetimmering worden gelegd, zodat de gootdelen bij uitzetting en krimp vrij kunnen bewegen. (Gootstukken zijn de afzonderlijke delen van een lengte goot; een gootdeel is de lengte van de goot tussen broekstukken of expansieband.)
  • Goten moeten bij voorkeur in het voor- én najaar worden schoongemaakt en geïnspecteerd. Eén keer per jaar de goot laten reinigen is veel te weinig. Om verstopping te voorkomen kun je een boldraadrooster in de steekpijp van de afvoer plaatsen. Let wel: een boldraadrooster heeft niet in alle gevallen het gewenste effect.
  • Voor het vastzetten van koperen gootbekleding moet je koperen klangen gebruiken (met een dikte van 1,5 mm).

Gootbekleding zonder naden

Je kunt een koperen gootbekleding zonder naden maken. In principe heeft dit de voorkeur, omdat de naden de zwakste schakel zijn. Zo kun je voor een bak- of schampgootconstructie uitgegloeid koper van de rol toepassen.

Het koper wordt in de goten geklopt tot maximaal 15 m lengte. Aan de uiteinden wordt het koper opgezet met zogenoemde hondsoren. Door het grote gewicht van een rol koper wordt de lengte van de goot met overlengte voor de beëindigingen vooraf afgepast in de werkplaats.

Hemelwaterafvoeren

De pijpen kunnen gesoldeerd, gefelst of gelast zijn. De normaal in de handel verkrijgbare afvoerpijp is tegenwoordig langsnaad gelast. Een felsnaad is niet altijd direct waterdicht en kan in het begin lekken. De naad zal na verloop van tijd door oxidatie dichtgaan. Een nadeel van een felsnaad is dat een beschadigde pijp nauwelijks is te herstellen en in zijn geheel zal moeten worden vervangen. Ook optrompen (wijder maken) van de pijp is moeilijk. De langsnaad gelaste pijpen kennen dit probleem niet. Gesoldeerde pijpen worden tegenwoordig weinig meer geleverd. De verschillende pijpdelen moeten ten minste 50 mm in elkaar geschoven zijn. De dikte van een pijpwand is minimaal 0,8 mm.

Bevestiging

Je kunt pijpen of pijpdelen bevestigen met manchetten of scharnierbeugels. Koperen scharnierbeugels hebben als voordeel ten opzichte van manchetten dat de pijp en pijpdelen gemakkelijker zijn te demonteren, bijvoorbeeld in geval van verstopping. Vanwege galvanische corrosie kan men beter pijpbeugels met een koperen slagstift toepassen dan pijpbeugels met een gechromatiseerde slagstift.

Een op de pijp gesoldeerd ‘neusje’ voorkomt dat de pijp naar beneden zakt. Bij diameters vanaf 80 mm verdient een dubbele band of wrong op de pijp een sterke voorkeur. Ook bij kleinere diameters heeft dit bij monumenten de voorkeur. Het aantal bevestigingspunten is afhankelijk van de diameter van de pijp. In het algemeen geldt voor diameters kleiner dan 100 mm één bevestigingspunt per 3 meter en voor diameters groter dan 100 mm één bevestigingspunt per twee meter.

Solderen van koper

In het begin van de 19de eeuw maakte men voor het solderen van koper gebruik van een mengsel van 2 delen geel koper en 1 deel tin. In de jaren zestig van de vorige eeuw werd de soldeermethode voor zink ook gepropageerd voor koper. Daarbij dienden de te solderen onderdelen vooraf te worden vertind met een dun laagje tin of een legering van 50% tin en 50% lood of van 40% tin en 60% lood. Vóór het vertinnen moest men het oppervlak bestrijken met een vloeimiddel of ‘flux’, zoals chloorzink of hars. Het solderen zelf gebeurde met eenzelfde samenstelling van tin en lood, meestal 40% tin en 60% lood. Inmiddels is bekend dat dit mengsel, hoewel het prettig soldeert, bij vochtbelasting door elektrolytische werking oplost, waardoor lekkages ontstaan en de verbinding na verloop van tijd geheel loskomt.

Koperverbinding: lassen, hardsolderen en zachtsolderen

Tegenwoordig zijn er drie mogelijkheden om koper te verbinden: lassen, hardsolderen en zachtsolderen. De meest duurzame en sterke verbindingen ontstaan door lassen en hardsolderen. Hierbij moet men echter veel warmte inbrengen, waardoor in veel gevallen problemen ontstaan door thermische uitzetting. Ook kan daardoor bij de uitvoering brandgevaar ontstaan. Alleen mastgoten kunnen worden gelast of met hardsoldeer worden gesoldeerd. Andere typen, zoals vlakke goten, zullen door lassen gaan bobbelen en kromtrekken. Een ander nadeel is dat de goot op de plek van de naad volledig zachtgegloeid wordt en daardoor een deel van zijn stijfheid verliest. Daarom maakt men het meest gebruik van zachtsolderen. Wanneer men dit zorgvuldig uitvoert, met het juiste type soldeer, kan een goede verbinding ontstaan. In de praktijk is de verbinding helaas te vaak onvoldoende.

Op een ondergrond van natuursteen kan men solderen met een vlam, op hout met de bout (koperstuk).

Aandachtspunten

Voor het verkrijgen van een duurzame en sterke verbinding moet men rekening houden met de volgende aandachtspunten:

  • Tin-loodsoldeer is slecht bestand tegen aantasting. Vooral in goten waar lang water blijft staan kan het soldeer snel - zelfs binnen 8 jaar - oplossen. Maak gebruik van koper of zilverhoudend tinsoldeer: 97% tin met 3% koper of tin met 2,5% tot 5% zilver. Tin-koper is iets dikker en is voor goten (achteropstanden) te prefereren. Wel kan het iets lastiger te verwerken zijn.
  • Naden moeten voor het solderen goed geschuurd worden, ook al lijkt het koper volledig blank. Een eerste onzichtbare oxidehuid wordt direct na productie gevormd en verhindert daardoor een goede hechting van het soldeer. Bij koper dat reeds voorgeoxideerd of voorgepatineerd is, moet je het materiaal schuren tot het blank is. IJzeroxide bevordert de aantasting van koper; gebruik daarom geen staalborstel, maar een roestvaststalen borstel of bijvoorbeeld een kunststof schuursponsje.
  • Gebruik voor koper geschikte vloeimiddelen. Na het solderen kunnen kleine restanten achterblijven die de aantasting van de soldeernaad bevorderen. De resten vloeistof dien je na het solderen met een natte lap direct te verwijderen. Eventueel kun je vloeimiddelen met toevoeging van tin gebruiken volgens voorschrift van de fabrikant.
  • Gebruik een voldoende zware bout (500 gram). Door de goede warmtegeleiding van koper zal er meer warmte nodig zijn voor een goede soldeerverbinding.
  • Zorg voor een goede capillairspleet om het soldeer goed te laten vloeien (maximaal 0,5 mm), eventueel door het gebruik van popnagels. Let er hierbij op de nagels niet verkeerd te plaatsen (niet vastzetten in de houten gootbak) of te weinig popnagels te gebruiken (voldoende is grofweg één per 8 cm). De popnagels hebben in principe niet tot doel trekspanningen op te vangen. Wanneer je popnagels gebruikt, moeten het gasdichte koperen popnagels zijn met roestvaststalen of messing pen. Dit is te controleren met een magneet. Popnagels met een stalen kern gaan corroderen en drukken de soldeernaad kapot. Het heeft de voorkeur de popnagels dicht te solderen.

Wanneer er niet mag worden gesoldeerd kun je het koper overlappend popnagelen. De overlap moet 3 cm zijn en de popnagels moeten iedere 2 à 3 cm versprongen worden aangebracht. Door oxidatie van het koper zal de naad na verloop van tijd waterdicht afsluiten.

Brandpreventie

Het gebruik van open vuur bij dakherstel en restauratie kan tot zware beschadiging en verlies van monumenten leiden. Brand ontstaat vaak lang nadat men de werkzaamheden heeft beëindigd. Wanneer open vuur voor loodgieterswerk onontbeerlijk is, dan dient men de hierna volgende voorzorgsmaatregelen te nemen om brand te voorkomen.

  • Tref voldoende organisatorische maatregelen en zorg dat iedereen die bij het werk betrokken is, van timmerman tot loodgieter, doordrongen is van het brandgevaar.
  • Zorg dat de ondergrond en de omgeving stofvrij zijn. Denk ook aan spinrag en sterke tocht die een vlam naar binnen zuigt. Stof kan lang na het beëindigen van het werk nog ontbranden.
  • Verwijder ingerotte houtconstructies. Deze gelden als zeer brandgevaarlijk.
  • Maak houtconstructies onder het te solderen metaal vochtig met een natte doek.
  • Zorg dat 2 brandblussers van 12 kg en 2 blusdekens direct bij de hand zijn.
  • Controleer minimaal 2 uur na het einde van de werkzaamheden het uitgevoerde werk op smeulbranden of laat dit doen door een ingehuurde brandwacht. In overleg met de opdrachtgever kun je hiervan afwijken.
  • Scherm bij het werken met een open vlam de andere constructies af met een vuurvast materiaal.

Meer informatie: dakbedekkingen en goten bij monumenten (URL 4011)

Burgemeester en wethouders kunnen bij het verlenen van de voor de werkzaamheden vereiste omgevingsvergunning(en) nadere eisen stellen aan het uitvoeren van brandgevaarlijke werkzaamheden.

Schade aan koper en de relatie tot andere materialen

Een veel voorkomende schade aan een koperen dak is dat door galvanische werking de ijzeren spijkers in het dakbeschot zijn weggeroest, waardoor het dakbeschot los komt te liggen. Een ander veel voorkomend probleem zijn lekkende naden door slecht uitgevoerde of opgeloste soldeerverbindingen, vooral verbindingen die zijn gesoldeerd met tin-loodsoldeer of verbindingen die continu onder water staan.

Koper is niet gevoelig voor aantasting door andere metalen en is bestand tegen materialen als kalk en cement. Verder is het ongevoelig voor condens. Wel kan condens de onderliggende houtconstructie aantasten. Rioolgassen die via de hemelwaterafvoer omhoog stijgen, kunnen het koper wel aantasten. Het signaal hiervoor is een blauwachtige verkleuring. Deze aantasting is te voorkomen door een waterslot in de riolering aan te brengen. Koper verweert sneller in gebieden met een verhoogde uitstoot van zwavel en/of ammoniak. Het kan optisch worden aangetast door bitumenzuur dat uitspoelt uit bitumineuze dakbedekking. Daarnaast geven houtsappen van western red cedar en eikenhout, maar ook ijzeroxide bevattend water (van bijvoorbeeld gietijzeren kerkkruisen) een optische aantasting van koper.

Onderhoud en herstel

Een goed gelegd koperen dak behoeft in principe geen onderhoud. Wel is het aan te raden regelmatig inspecties uit te laten voeren, zodat eventuele gebreken, zoals slechte soldeernaden, tijdig aan het licht komen. Een goed gelegd dak wil niet altijd zeggen ‘volgens de oorspronkelijke detaillering’. Soms is het noodzakelijk daken op een andere wijze opnieuw te dekken, omdat de oorspronkelijke dekwijze onvoldoende waterdicht is. Het uiterlijk van het dak kan daarbij wijzigen. Een dergelijke wijziging is uiteraard vergunningplichtig.

Bij een eventuele restauratie van een koperen dak bestaat de mogelijkheid om direct groen gepatineerd koper toe te passen. Dit gepatineerde koper is echter enkele malen duurder dan gewoon koper en is moeilijker te verwerken. Ook is de kleur net wat anders dan de kleur die op natuurlijke wijze ontstaat.

Milieu

Ondanks het beschermende patina bevat afkomend regenwater sporen van koper. Om het afspoelen van metaaldelen (de emissie) te verminderen kun je koper coaten. Het coaten heeft echter wel invloed op de uiterlijke verschijningsvorm van koper. Daarmee zou het coaten op gespannen voet kunnen komen te staan met de monumentenzorg. Het direct lozen van de kopersporen op het riool kun je eventueel ook voorkomen door het plaatsen van een filter. Een filtersysteem is relatief kostbaar.

Overigens kan worden aangenomen dat door een verdere afname van de concentratie agressieve stoffen in de lucht, zoals SO₂, de corrosiesnelheid van koper verder afneemt en de emissie vermindert.

De Nederlandse wetgeving bevat geen bepalingen die het gebruik van koper verbieden. De bouwregelgeving bevat weliswaar voorschriften over materialen die niet mogen worden toegepast, maar daar valt koper niet onder. Bovendien geldt dat het bevoegd gezag met het oog op het behoud van een beschermd monument via een omgevingsvergunning voor de monumentenactiviteit kan afwijken van algemene bouwregels.

Vergunning en subsidie

Voor restauratie (werkzaamheden die het normale onderhoud te boven gaan en noodzakelijk zijn voor herstel) van beschermde monumenten is een omgevingsvergunning vereist. Voor normaal onderhoud (noodzakelijke reguliere werkzaamheden die gericht zijn op het behoud van monumentale waarde) is niet altijd een vergunning vereist. Voor gemeentelijke monumenten of provinciale monumenten kan contact worden opgenomen met de gemeente. Voor werkzaamheden ten behoeve van de instandhouding van een rijksmonument kan de eigenaar in veel gevallen subsidie aanvragen.

Nuttige adressen

Stichting Duurzaam Bouwmetaal: www.duurzaambouwmetaal.nl

Literatuur

Tekst: Klaas Boeder

Meer informatie[bewerken]

Zie ook deze artikelen


    Hoort bij deze thema's


    Specialist(en)


    Contact

    Deze pagina is voor het laatst bewerkt op 14 mei 2022 om 03:01.