De realisatie van een bespanningssysteem vangt aan bij het fixeren van de randpunten aan een vaak stijf achterliggend frame of een netwerk van masten en kabels. Het membraan wordt gecontroleerd uitgerold of gehesen. Geen ruimte voor fouten hier. Terwijl de eerste verbindingen aan de hoekplaten worden gemaakt, blijft het weefsel nog relatief slap, wachtend op de gecontroleerde overdracht van krachten die het systeem zijn uiteindelijke stijfheid verlenen.
Geleidelijk wordt de mechanische spanning opgevoerd. Dit gebeurt door het aandraaien van randsnoeren of het hydraulisch uitdrukken van drukstaven, waarbij de onderlinge balans tussen de verschillende trekrichtingen nauwlettend wordt gemonitord om de karakteristieke anticlastiche vorm — de dubbele kromming — te waarborgen. Het materiaal reageert direct. Waar een plat vlak zou gaan klapperen, zorgt de zadelvormige geometrie voor een stabiel evenwicht. Spanningsmeters op de kabels. De krachten lopen op. De montagevolgorde is hierbij bepalend voor het eindresultaat.
Men gebruikt vaak klemprofielen om de randen egaal te belasten, wat essentieel is bij grote oppervlakken waar lokale overbelasting tot scheurvorming zou kunnen leiden. Uiteindelijk worden de definitieve borgingen vastgezet. De voorspanning blijft permanent in het systeem aanwezig. Hierdoor kunnen externe belastingen zoals sneeuw of wind effectief worden afgedragen naar de fundering. Het samenspel tussen componenten ziet er als volgt uit:
Bij complexe geometrieën wordt er vaak gewerkt met vijzelstappen waarbij het doek in kleine intervallen 'gezet' wordt. Dit voorkomt dat de weefselstructuur ongelijkmatig vervormt. Een strakgetrokken vlak dat doorbuigt onder belasting maar altijd terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm. Dat is de essentie van de uitvoering.
In de wereld van de membraanarchitectuur maken we een fundamenteel onderscheid op basis van de kromming. De meest voorkomende variant is de anticlastische vorm. Denk aan een zadel of een hyperbool. Hierbij liggen de middelpunten van de krommingen aan weerszijden van het oppervlak. Dit is essentieel voor de stabiliteit; de spanning in de ene richting houdt de spanning in de andere richting in evenwicht. Zonder deze dubbele, tegengestelde kromming zou het doek onherroepelijk gaan klapperen onder windbelasting.
Daartegenover staat de synclastische vorm. Hierbij wijzen de krommingen naar dezelfde zijde. Dit zie je hoofdzakelijk bij luchtdraagconstructies of 'ballonconstructies'. Het membraan krijgt zijn vorm niet door mechanische trek aan de randen alleen, maar door een constante overdruk van binnenuit. Hoewel beide systemen onder de noemer bespanning vallen, is de natuurkundige benadering totaal verschillend. Een lek in een synclastisch systeem is fataal voor de vorm, terwijl een mechanisch bespannen zadelvlak blijft staan, ongeacht de luchtdichtheid.
Niet elk bespanningssysteem steunt op masten. We onderscheiden drie hoofdtypes:
Het verschil met een eenvoudige overkapping? De actieve voorspanning. Een zeil dat losjes over een frame hangt is geen bespanningssysteem, maar een afdekking. Pas wanneer de mechanische kracht het materiaal in zijn elastische bereik trekt, spreken we van een constructief systeem.
Binnenshuis transformeert het bespanningssysteem tot een afwerkingsproduct. Een spanplafond is technisch gezien een verfijnde variant van de grote buitenmembranen. Vaak gemaakt van PVC-folie of polyesterweefsel met een PU-coating. De montage verschilt echter wezenlijk. Waar buiten hydraulische vijzels aan te pas komen, wordt binnen vaak gebruikgemaakt van warmte. Door de ruimte te verhitten, wordt de folie soepel, waarna deze in profielen wordt geklikt. Bij afkoeling krimpt het materiaal. Spanning. Een snaarstrak resultaat. Geen rimpel te zien.
Een relatief jonge variant is de textiele gevel. Dit systeem dient vaak als tweede huid voor klimaatbeheersing of esthetiek. Hierbij is de spanning vaak lineair. Men trekt het weefsel tussen horizontale of verticale profielen. Het resultaat? Een visueel massief volume dat van dichtbij transparant blijkt te zijn. Het is geen dragend onderdeel van de hoofdbouw, maar een klimatologische schil die de windbelasting direct afdraagt aan de achterliggende gevelconstructie.
Een hypar-luifel bij een ziekenhuisingang. Twee diagonaal tegenover elkaar liggende hoge punten, gekoppeld aan twee lage ankerpunten. Het resultaat is een dubbel gekromd zadeloppervlak. Geen kans op waterzakken. Zelfs bij zware windvlagen blijft de membraanhuid onbeweeglijk door de enorme voorspanning op de rvs-randkabels.
In een drukke kantoortuin wordt een aluminium kader van vier bij drie meter gemonteerd. De monteur drukt een peesdoek met een rubberen rand in de sponning van het profiel. Terwijl hij de hoeken fixeert, trekt het doek zichzelf volledig vlak. Achter het weefsel bevindt zich geluidsabsorberend materiaal. De mechanische spanning in het doek garandeert dat er nooit rimpels ontstaan, ook niet door werking van het gebouw of temperatuurverschillen.
Denk aan een fietsenstalling op een station. Een stalen boogconstructie fungeert als drager. Het doek wordt met klemstrips aan de bogen bevestigd en vervolgens met draadeinden aan de uiteinden op spanning gedraaid. Een snaarstrakke witte kap. Het weefsel is zo strak getrokken dat het bij aanraking klinkt als een trommelvel. De krachten worden via de voorspanning direct afgevoerd naar de fundering van de bogen.
Een verouderde parkeergarage krijgt een tweede huid. Grote banen rvs-gaas of gecoat polyester worden verticaal over de gevel gespannen. Onderaan bevinden zich spanschroeven die elke baan op de exact berekende kilonewtons trekken. Het resultaat? Een visueel dichte gevel die toch 50% transparantie biedt voor natuurlijke ventilatie. Het bespannen weefsel vangt de windbelasting op en fungeert tegelijkertijd als doorvalbeveiliging.
Het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL) vormt het wettelijk fundament voor elk bespanningssysteem dat deel uitmaakt van de gebouwde omgeving. Veiligheid staat centraal. Bij de toepassing van technische textielen is de brandveiligheid vaak het eerste struikelblok in het vergunningstraject. Materialen moeten voldoen aan de Europese brandclassificatie conform NEN-EN 13501-1. Voor publieke ruimtes en vluchtwegen wordt vrijwel altijd klasse B-s1, d0 geëist. Dit betekent een zeer beperkte bijdrage aan brand, minimale rookontwikkeling en geen brandende druppels. Cruciaal bij membraandaken.
Constructieve betrouwbaarheid is de andere pijler. Omdat bespanningssystemen onderhevig zijn aan enorme trekspanningen, moeten de berekeningen aansluiten bij de Eurocodes. Hoewel er voor membranen zelf nog gewerkt wordt aan een specifieke Eurocode, vallen de ondersteunende masten en kabels onder NEN-EN 1993 voor staalconstructies. De windbelasting is hierbij een kritieke factor. Men hanteert NEN-EN 1991-1-4 voor de winddruk, maar de interactie tussen de wind en het flexibele oppervlak — de aero-elastische respons — vereist vaak specialistische engineering die verder gaat dan standaard tabellen. Voor tijdelijke bespanningssystemen, zoals evenementententen, is NEN-EN 13782 de leidende norm. Deze biedt specifieke regels voor de stabiliteit van verplaatsbare constructies die niet permanent verankerd zijn.
Kwaliteitsborging van het materiaal zelf rust op specifieke ISO-normen. Denk aan:
De CE-markering op de toegepaste membranen is verplicht. Hiermee verklaart de fabrikant dat het product voldoet aan alle relevante Europese richtlijnen. Zonder deze prestatieverklaring mag een technisch textiel niet als constructief element in een bouwwerk worden verwerkt. Handhaving vindt plaats via de gemeente of de Omgevingsdienst.
Tentech | Architectura | Modular-hallen | Nl.pvc-coatedfabric | Ibz-albergen