2 Kunststof & Vormgeving

De laatste decennia hebben de vormgeving en de esthetica van het kunststof kozijn een enorme ontwikkeling doorgemaakt. De profielen kunnen in veel meer kleuren geleverd worden. De specifieke vormgeving van het traditionele Nederlandse kozijn heeft geleid tot de ontwikkeling van verdiepte systemen. Daardoor kwam er een nieuwe generatie kunststof kozijnen op de markt.

In dit onderdeel; behandelen we achtereenvolgens:

• Nieuwbouw en renovatie;
• Esthetica;
• Het ‘gezicht’ van kozijnen;
• Vervanging van kozijnen;
• Kunststof;
• Mechanische en fysische eigenschappen;
• Veroudering;
• Kleursystemen;
• Kleur.

2.1 Nieuwbouw en renovatie

De historische Nederlandse bouwmethodiek brengt met zich mee dat een nieuw kozijn nooit op dezelfde manier geplaatst kan worden als in de oorspronkelijke situatie. In de bouw is er rond het kozijn gemetseld. De daardoor verkregen aansluitingen op het metselwerk (het bouwkundig kader voegt zich rond het kozijn) kan bij een kozijnvervanging niet op dezelfde manier gebeuren (de kozijnaansluiting voegt zich naar het bouwkundig kader). De vormgeving van de aansluiting is dus een belangrijk aspect van de renovatie.

2.2 Esthetica

Nederlandse gevels wijken op een aantal punten principieel af van gevels in de ons omringende landen. Het eerste dat opvalt, is de opbouw van onze ramen. Kozijnen zijn vaak samengesteld uit meerdere delen: ramen, draaidelen, bovenlichten. Deuren worden gekoppeld aan zijlichten, etc. Kortom, veel glasoppervlak, veel kader.

De tweede afwijking wordt deels veroorzaakt door de grote maatvoering in ramen en deuren. Sinds het begin van de vorige eeuw is de spouwmuur in Nederland ingeburgerd. Deze bouwwijze leidt tot geheel eigen technische oplossingen voor aansluitdetaillering en plaats van het kozijn in de gevel. Deze vooral technische afwijkingen hebben uiteraard ook gevolgen voor het beeld van het kozijn.

Kozijnen spelen in de beleving van architectuur een belangrijke rol. Juist omdat kozijnen de interactie tussen binnen en buiten bepalen en een rol spelen bij de eerste confrontatie met een bouwwerk.

2.3 Het 'gezicht' van kozijnen

Een aantal kenmerken speelt een essentiële rol bij de esthetische kwaliteit van kozijnen. In de nieuwbouw bepalen opdrachtgever en architect bij het ontwerp van het gebouw welke eisen worden gesteld aan het uiterlijk van de kozijnen. Bij renovatie gaat het om de combinatie van het bestaande gebouw en de eisen die opdrachtgever en architect stellen.
Wat hieronder wordt gezegd voor renovatie geldt dus in feite ook voor nieuwbouw.

Bij renovatie is het van belang de oude karakteristiek te analyseren om vervolgens vanuit de oorspronkelijke ontwerpuitgangspunten tot een herontwerp te komen. Dat betekent niet de oude situatie letterlijk kopiëren. Zoals bekend, is zo’n kopie vaak technisch onmogelijk. De moderne bouwregelgeving (Woningwet en Bouwbesluit) dwingt tot aanpassingen om te voldoen aan bijvoorbeeld isolatie en ventilatie-eisen.

Het karakter moet behouden blijven. Dat wat de architect heeft bedoeld. Hoe ontdek je echter de kenmerken daarvan? Wij zoeken naar elementen die karakteristiek zijn voor het beeld. Door die te bestuderen bepalen wij waaraan die nieuwe kozijnen moeten voldoen. Die elementen worden heel precies opgenomen in het nieuwe kozijn. De overige (karakteristieke) elementen doen minder ter zake. Architecten noemen dat “een citaat van de oude situatie zijn”. Zoals een tekenaar een gezicht met een paar karakteristieke lijnen op papier weet te zetten.

2.4 Vervanging van kozijnen

Door aandacht te schenken aan de factoren die in § 2.4.1. t/m § 2.4.8. worden genoemd ontstaat na de renovatie een beeld dat in overeenstemming is met de karakteristiek van de oorspronkelijke situatie. Zonder het beeld principieel aan te tasten ontstaat met de nieuwe kozijnen een fraai beeld dat vele jaren onaangetast blijft. Eigenaren en gebruikers hebben niet alleen een duurzame oplossing gekregen, maar ook een esthetisch passende.

2.4.1 Vlakverdeling

Vuistregel: behouden.

De verdeling van de vlakken in het aanzicht van de gevel overeenkomstig de oorspronkelijke situatie houden. De onderlinge verhoudingen en vormen spelen een grote rol. Een aantasting zal al snel een verarming van het beeld betekenen. Dit is ook van belang voor het totale straatbeeld. Samenhang van het gevelbeeld in de wijk is een belangrijk thema voor welstanden. Zie figuur 2a.

2.4.2 Profielvorm

Vuistregel: de verhouding tussen aanzichtzijde en diepte van het profiel handhaven.

De doorsnede van het oorspronkelijke kozijn laat een aantal karakteristieke verhoudingen zien. Daarbij gaat het om de maten van de diepte, de aanzichtbreedte, de hoekscherpte, eventuele schuintes en de plaats van het glas. De vervangende profielen moeten daar in principe aan voldoen. Per periode van de gevelgeschiedenis kunnen andere marges worden aangehouden. Puien uit de jaren zestig laten over het algemeen meer vrijheden toe dan schuiframen uit de negentiende eeuw. Zie figuur 2b.

2.4.3 Verhoudingen in maatvoering

Vuistregel: binnen de vlakverdeling moeten de profielmaten gelijk blijven.

De maatvoering van de kozijnen en ramen en respectievelijke doorsneden moeten dezelfde verhoudingen behouden. Precies dezelfde maten als in de oorspronkelijke situatie zijn niet mogelijk vanwege de afwijkende materialisering en technische eisen. De karakteristiek kan echter met wat aandacht in stand blijven. Zie figuur 2c.

plaatje 2.4.3.jpg

2.4.4 Plaats van het kozijn

Vuistregel: verspringende vlakken behouden.

Het gaat hier in de eerste instantie om de negge. Maar er zijn meerdere verspringende vlakken aan te duiden die bepalend zijn voor de dynamiek. Denk ook aan de vlakken van het glas, de te openen delen, het metselwerk, het glas en de voorkant van de kozijnen. Deze vormen samen vaak een interessant spel dat diepte en dynamiek aan de gevel geeft. Daar moet bij kozijnvervanging voorzichtig mee worden omgesprongen.

De plasticiteit van de gevel wordt bepaald door de verhoudingen in de doorsnede. Zie figuur 2d.

2.4.5 Aansluitdetails

Vuistregel: voorkeur voor strakke aansluitingen. Anders in overleg kiezen voor een eigen (ruime) aansluiting, passend in het gevelbeeld.

De aansluitdetails bepalen voor een groot deel het beeld. Een mooi kozijn kan door een onaangepaste montage volledig uit de toon vallen. Ook details moeten worden aangebracht met oog voor het gewenste beeld. Vaak vormen de aansluitmarges een probleem; die mogen niet te groot worden. Oorspronkelijk zaten de kozijnen strak op het metselwerk. Bij vervanging is dat door de technische randvoorwaarden en de montagemogelijkheden niet meer mogelijk. Door een aangepaste detaillering kan de oorspronkelijke karakteristiek echter heel goed worden benaderd. De kleur van het materiaal tussen het metselwerk en het kozijn (vaak rubbers) speelt hierbij een belangrijke rol. Zie figuur 2e.

plaatje 2.4.5.jpg

2.4.6 Vorm van te openen delen

Vuistregel: beeld in overeenstemming met de oorspronkelijke situatie. Draairichting van minder belang.

De te openen delen zijn vaak anders gedetailleerd dan in de oorspronkelijke situatie. Schuiframen worden vervangen door draaivalramen. Die geven in gesloten toestand een bevredigend beeld (let wel op de verspringende glaslijn in het aanzicht!). Geopend is de situatie echter anders. Bij de latere gevels zijn de naar buiten draaiende delen een probleem. Omdat bij kunststof vaak opdekdraaidelen worden gebruikt, ontstaat een ander beeld. De scharnieren versterken dat beeld. Door aangepaste profileringen kan hier veel aan worden gedaan. Naar buiten draaiende delen kennen ook vaak een afwijkende maatverhouding ten opzichte van hout.

2.4.7 Winkelpuien, entreepartijen en ­trafodeuren

Vuistregel: projectsgewijs zoeken naar de beste inpassing van dit nieuwe element.

De ventilatieroosters verdienen aandacht, omdat het beeld van een mooi vormgegeven en geplaatst kozijn volledig teniet kan worden gedaan door een onaangepast rooster. Door de roosters daar te plaatsen waar ze het minst kwaad kunnen voor het gewenste beeld, voorkom je problemen. Soms kan door de kleur nog iets worden gered. Als plaatsing het beeld te veel aantast, kan op andere plaatsen naar een oplossing worden gezocht. Bijvoorbeeld een slank rooster boven het kozijn. In de schaduw onder het metselwerk (negge) valt dat niet op. Anders kan een oplossing achter open stootvoegen worden gezocht, maar dat is erg duur. De financiële ruimte bepaalt voor een groot deel of die oplossing mogelijk is.

Zie figuur 2f

plaatje 2.4.7.jpg

2.4.8 Kleur

Vuistregel: wees terughoudend met felle kleuren en modekleuren.

Het kleurenpalet van kunststof kozijnen is de laatste jaren sterk uitgebreid. De markt vraagt een groot kleuraanbod. Felle kleuren en modekleuren gebruiken is over het algemeen niet verstandig. Modekleuren zijn kleuren waarmee op opvallende wijze een ander beeld optreedt en die na enkele jaren weer achterhaald zijn. Dit valt achteraf altijd te traceren tot een bepaalde periode. Denk aan de typische kleuren uit de jaren zestig en zeventig in interieurs en bij auto’s. Bij een relatief vergankelijk product geen probleem, maar bij een duurzaam product als kunststof kozijnen is het zonde als het beeld al na een fractie van de levensduur als oubollig of schreeuwerig wordt ervaren.

2.5 Kunststof
2.5.1 Historische ontwikkeling

Kunststoffen werden omstreeks 1860 voor het eerst geproduceerd. Zij dienden vooral als vervangers voor natuurlijke materialen waaraan een tekort dreigde te ontstaan. Een voorloper was bakeliet. Al spoedig bleken kunststoffen net zo goed of beter te zijn dan de materialen die zij moesten vervangen. Bovendien waren zij goedkoper te maken. Het aantal soorten nam snel toe, omdat telkens nieuwe toepassingen werden ontwikkeld.

Vanaf 1945 is de productie en toepassing van kunststoffen op grote schaal op gang gekomen. Daarvoor zijn veel redenen:

• kunststof biedt unieke mogelijkheden producten water- en luchtdicht te verpakken;
• kunststof is relatief licht, waardoor de energiekosten bij vervoer laag zijn;
• kunststof kan naar wens gevormd en ingekleurd worden;
• de productie van kunststof vergt relatief weinig energie;
• vele kunststofsoorten zijn heel goed te recyclen.

Polyvinylchloride (pvc) werd in de jaren dertig ontwikkeld en heeft goede materiaaleigenschappen. Daarom zijn al in 1960 de eerste profielen geëxtrudeerd om er kozijnen, ramen en deuren van te maken. Kunststof kozijnen zijn allang geen vervangers meer. Het is een zeer nuttig product met een eigen identiteit en bestaansrecht.

2.5.2 Soorten kunststof

Veel kunststoffen, zoals polyethyleen, polyamide en polystyreen, worden gemaakt uit aardolieproducten, Pvc, onderscheidt zich van andere kunststoffen doordat het maar voor een deel gemaakt wordt uit aardolie en voor een ander deel uit keukenzout.

Etheen, propeen en butadieen bestaan uit ‘lineaire’ moleculen: de atoomgroepen in de moleculen liggen recht achter elkaar in een rij. Andere kunststoffen zijn opgebouwd uit ‘aromatische’ of ‘cyclische’ moleculen. Dat betekent dat de atoomgroepen in het molecuul in een gesloten ring met elkaar zijn verbonden. Ook deze aromatische grondstoffen, zoals fenol en styreen, worden meestal uit aardolie gemaakt. Als de ringen bij polymerisatie met elkaar worden verbonden, ontstaan kunststoffen als polyester, polyamide en polystyreen.

Enige begrippen, benamingen en toepassingen van kunststoffen:

PVC polyvinylchloride - plaat- en profielmateriaal

PE polyethyleen - vuilniszakken

PS polystyreen - verpakkingsmateriaal
PP polypropyleen - luidsprekerboxen
ABS acrylonitrilbutadieenstyrene - autobumpers
PC polycarbonaat - brillenglazen
PA polyamide - auto-onderdelen

2.5.3 Grondstof
2.5.3.1 PVC

Pvc is een kunststof die al ruim zeventig jaar bestaat. Pvc-producten worden gebruikt omdat pvc:

• een zeer veelzijdige kunststof is,
• een goede prijs-prestatieverhouding heeft,
• een lange levensduur heeft en
• zich goed laat verwerken.

Bovendien kunnen de eigenschappen van pvc door compounderen gevarieerd worden en dus goed afgestemd worden op de toepassing. Pvc wordt voor 57 procent vervaardigd uit chloor uit keukenzout en voor 43 procent uit ethyleen uit aardolieproducten. De productie vindt plaats in een gesloten proces.

2.5.3.2 Fabricage

Pvc verlaat de fabriek in de vorm van een wit poeder. Aan dit poeder worden - afhankelijk van de gewenste eigenschappen, sterkte, stijfheid of flexibiliteitsmiddelen toegevoegd, waarna een compound ontstaat die verder verwerkt kan worden. Via extrusie worden tal van producten gemaakt. Bij het extruderen wordt onder druk en verhoogde temperatuur de compound door een metalen matrijs geperst. Daarna wordt de compound, om de gewenste vorm te behouden, in een kalibreereenheid vacuüm gezogen, waarna hij langzaam wordt afgekoeld.

Van nature is pvc een hard en nogal bros materiaal. Daarom worden aan pvc enkele stoffen toegevoegd. Afhankelijk van de gekozen toevoegingsmiddelen krijgt het pvc de gewenste sterkte, stijfheid of flexibiliteit. Met toevoegingen is bijvoorbeeld de kerfslagwaarde ten opzichte van puur pvc meer dan tien keer te verhogen tot circa 50 kJ/m2.

2.5.3.3 Twee groepen

Met betrekking tot sterkte, stijfheid of flexibiliteit worden globaal twee groepen van pvc-toepassingen onderscheiden:

• hard pvc voor toepassingen als kozijnprofielen, buizen en platen 
• zacht pvc voor toepassingen als vloerbedekking, slangen en folies.

Het pvc dat in deze VKG-kwaliteitseisen en adviezen® wordt omschreven, is altijd uit de eerste groep: hard pvc.

2.6 Mechanische en fysische eigenschappen

Hieronder staan enkele technische specificaties van kunststof kozijnprofielen:

plaatje 2.6.1.jpg


Pvc is bestand tegen logen, niet-oxiderende zuren, zouten, alcoholen, minerale vetten en oliën.
Pvc is niet bestand tegen gechloreerde oplosmiddelen, benzeen, xyleen, tolueen, ketonen, esters en is minder goed bestand tegen oxiderende zuren. In tabel 3a zijn producten opgenomen die pvc wel of niet aantasten.
Tabel 2a: Producten die pvc wel of niet aantasten (bij graden Celcius)

plaatje 2.6.2.jpg

2.7 Veroudering

Kunststoffen gedragen zich als non-corrosief materiaal van zeer grote duurzaamheid. Dit betekent echter niet dat zij absoluut chemisch onaantastbaar zijn! Afhankelijk van hun aard vertonen zij onder invloed van atmosferische invloeden (luchtzuurstof, temperatuur en uv-straling) de neiging tot veroudering (spanningscorrosie).

Door toevoeging van stabilisatoren in de receptuur kunnen deze verschijnselen worden vertraagd. Het verouderingsproces van profielen vormt geen probleem bij de in Nederland voorkomende atmosferische invloeden en omstandigheden.

Er zijn twee methodes ontwikkeld om het verouderingsgedrag van kunststof kozijnprofielen te beoordelen. Deze worden beschreven in NEN 7034. NEN 7034 is de basis voor de kwaliteitskeuringen die de certificerende instellingen uitvoeren. Hierna worden beide methodes kort beschreven.

2.7.1 Natuurlijke veroudering

Kenmerken test:
• Lange duur:

Door middel van buitenexpositie onder een hoek van 45º op het zuiden, gedurende een periode van twee jaar ? 7 GJ/m2.

• Versterkte blootstelling:

- door middel van buitenexpositie in landen met een (veel) hogere temperatuur en meer zonuren;

- de proefstukken draaibaar opstellen en in de richting van de zon laten meedraaien;

- door middel van spiegels de straling versterken (intensiveren);

- door middel van het uitvoeren van een kunstmatige beregening;

- de verschillende methodes te combineren.

Ook hier geldt een totale stralingsenergie van 7GJ/ m2.

2.7.2 Kunstmatige veroudering

Kenmerken test overeenkomstig NEN-ISO 4892. Door middel van xenonbooglampen waarvan het spectrum, voorzien van filters, in overeenstemming wordt gebracht met dat van het zonlicht.

Door inwerking van de uv-stralen ontstaat een dun kristallijnlaagje (± 0,01 mm) dat de kunststof afsluit voor verdere inwerking van de straling.
Aan de hand van bovengenoemde beproevingsmethodes, maar vooral door de praktijkervaring sinds de toepassing van kunststof voor gevelelementen, is gebleken dat de toegevoegde stabilisatoren ruim voldoende zijn.

2.8 Kleursystemen

Kunststof is een materiaal dat geen oppervlaktebehandeling of conservering nodig heeft voor het behoud van de constructie. Dat wil zeggen, dat de optredende neiging tot natuurlijke veroudering geen invloed heeft op de sterkte van de constructie. Het gevelelement blijft daardoor aan alle functionele eisen voldoen.

2.9 Kleur
2.9.1 Algemeen

Er kan onderscheid gemaakt worden tussen profielen die door en door wit of lichtgekleurd zijn volgens NEN-EN 12608 en profielen waarbij een gekleurde laag op de profielen is aangebracht volgens NEN-EN 7034-2. Bij profielen met een gekleurde laag kan deze laag, per profiellengte, afhankelijk van het kleursysteem, tijdens of na het extruderen worden aangebracht. Gevelelementen kunnen ook achteraf voorzien worden van een laklaag op het zichtvlak. Uitsluitend bij verdiepte profielen met een temperatuurgradiënt groter dan 59° C moet voldaan worden aan § 4.3.2. uit beoordelingsrichtlijn BRL 0702.

2.9.2 Kleursystemen

De volgende kleursystemen of kleurtechnieken kunnen worden onderscheiden:

• witte of lichtgekleurde profielen volgens NEN 12608. Het kleurpigment is een onderdeel van de receptuur;

• witte of lichtgekleurde profielen met aan de buitenzijde een kleurlaag volgens NEN 7034-2:

- profielen met een gecoëxtrudeerde laag van doorgekleurd pvc op het zichtvlak;

- profielen met een gecoëxtrudeerde laag van doorgekleurd PMMA op het zichtvlak;

- profielen voorzien van een folie op het zichtvlak;

- profielen voorzien van een laklaag op het zichtvlak;

- elementen voorzien van een laklaag op het zichtvlak.

2.9.3 Kleurechtheid

De kleurechtheid van de genoemde kleursystemen is afhankelijk van de toegepaste kleur en de kleurtechniek. Een lichte kleurverandering is toegestaan. Deze mag echter niet gepaard gaan met het ontstaan van vlekken of strepen die de constantheid van de kleur ongunstig beïnvloeden. De kleurverandering die is toegestaan is vastgelegd in NEN 7034-2 en NEN-EN 12608. Daarnaast geeft de toeleverancier van de profielen de toe te passen maximale lengtes per kozijntype en per kleur aan. Aanvullende producteisen kunnen zijn duurzaamheid, kleurechtheid, oppervlaktetemperatuur en vormveranderingen ten gevolge van opwarming.