Fels

Metaal werkt. Altijd. Temperatuurverschillen laten zink, koper of staal uitzetten en krimpen, soms centimeters per baan. Een fels vangt deze thermische werking op zonder dat de waterdichtheid in het geding komt. In plaats van platen rechtstreeks op het dakbeschot te schroeven – wat lekkage en spanning veroorzaakt – haakt de vakman de randen in elkaar. Het creëert een strak lijnenspel dat zowel technisch als esthetisch superieur is aan overlappende platen met zichtbare bevestigers. De felsnaad vormt een barrière tegen stuifsneeuw en slagregen, mits de juiste vouwtechniek wordt gekozen voor de betreffende dakhelling. De techniek is eeuwenoud maar blijft onmisbaar in de moderne architectuur voor zowel daken als gevels.

De uitvoering vangt aan bij de profilering van de metalen banen. Vaak gebeurt dit direct op de bouwplaats met een mobiele profileermachine, waarbij de vlakke plaat aan de zijkanten wordt voorzien van een opstaande rand. Deze profilering creëert een mannelijk en vrouwelijk deel, ook wel de onder-fels en over-fels genoemd. Na het positioneren van de eerste baan op de onderconstructie worden klangen aangebracht. Deze metalen bevestigingsclips haken over de opstaande rand en worden op de ondergrond vastgeschroefd. Hierdoor blijft het metaal ononderbroken; er gaan geen schroeven door de plaat zelf heen.

Vervolgens wordt de volgende metaalbaan over de klangen en de rand van de vorige baan geplaatst. De eigenlijke verbinding ontstaat door het mechanisch ombuigen van deze opstaande randen. Bij een enkele staande fels wordt de rand eenmaal 90 of 180 graden omgezet, terwijl bij een dubbele staande fels een tweede vouwbeweging volgt voor een volledig regendichte afsluiting. Dit vouwen gebeurt handmatig met felsijzers en speciale tangen bij complexe aansluitingen of machinaal met een elektrische felsmachine bij lange, rechte trajecten. De machine rolt over de naad en drukt de metaallagen met constante kracht samen. Het resultaat is een dichte verbinding die thermische uitzetting toelaat door de speling binnen de klangen en de vouwconstructie.

Enkele en dubbele staande fels

De hellingshoek van een dak dicteert de vereiste felsechniek. Een dubbele staande fels is de standaard voor flauwe daken met een helling vanaf 7 graden, en in specifieke gevallen zelfs vanaf 3 graden mits er extra afdichtingsband wordt gebruikt. Hierbij wordt de naad twee keer 180 graden omgezet. Water krijgt geen schijn van kans. Bij steilere daken, doorgaans boven de 25 graden, volstaat de enkele staande fels. Deze variant, waarbij de overfels slechts 90 graden over de onderfels wordt gebogen, wordt ook wel de hoekfels genoemd. Architecten kiezen hier vaak voor bij gevels. De schaduwwerking is markanter. Het oogt robuuster dan de dubbele variant.

Liggende en dwarsfelsen

Niet elke verbinding staat haaks op het vlak. Liggende felsen worden toegepast bij horizontale aansluitingen of wanneer een nagenoeg vlakke overgang gewenst is, zoals bij gevelbekleding waar de banen in de lengterichting worden gekoppeld. De naad ligt plat. Het visuele effect is subtiel. Bij extreem lange dakvlakken waar de maximale lengte van een metaalbaan wordt overschreden, is een dwarsfels of een trapverbinding noodzakelijk om de thermische expansie in de lengteas op te vangen. Dit voorkomt dat het metaal gaat bollen of dat klangen losscheuren uit de ondergrond.

Felsen wordt vaak verward met de roevenconstructie. Het verschil is fundamenteel. Een roevendak maakt gebruik van houten roevenlatten die tussen de banen worden gemonteerd en vervolgens worden afgedekt met een losse roevenkap. Felsen is puur metaal-op-metaal. Geen houten kern. Slanker van vorm. Daarnaast is er de opkomst van de klikfels. Dit is een industrieel geprefabriceerd systeem waarbij de banen zonder felsmachine in elkaar grijpen. Het werkt sneller. De kosten liggen lager. Echter, de technische superieure waterdichtheid van een handmatig of machinaal gerolde dubbele fels wordt door kliksystemen zelden geëvenaard, zeker niet bij complexe detailleringen rondom dakkapellen of schoorstenen.

Een modern woonhuis met een flauw hellend dak van acht graden. Hier zie je de dubbele staande fels in zijn meest functionele vorm. De banen gepatineerd zink lopen ononderbroken van de nok tot de dakvoet. Strakke, opstaande ribben die de afwatering sturen. Water krijgt simpelweg geen kans om tussen de naden te kruipen door de dubbele vouw. Geen kit, geen lijm. Alleen metaal op metaal.

Verticale gevelbekleding bij een museum. Antracietkleurig staal. De architect heeft hier bewust gekozen voor een hoekfels. Waarom? Vanwege de schaduw. Bij zijdelings strijklicht ontstaat een krachtig lijnenspel dat de hoogte van het gebouw benadrukt. De ribben zijn geprononceerder dan bij een dubbele fels. Geen zichtbare schroeven die het esthetische beeld verstoren. Een minimalistisch pantser.

Rondom een complexe dakkapel wordt het specialistisch. De aansluiting tussen het dakvlak en de zijwangen vraagt om precisie. De vakman gebruikt hier een felse-tang. Geen machine komt eraan te pas. Handmatig wordt de overgang gevouwen. Het metaal volgt de vorm van de constructie nauwgezet. Een technisch detail waarbij de waterdichtheid volledig afhankelijk is van de juiste vouwvolgorde en overlap. Vakmanschap in de kleinste hoekjes.

In Nederland is de wetgeving onverbiddelijk over de schil van een gebouw. Het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL) eist een waterdichte constructie. De praktijkvertaling hiervan vindt plaats via NEN 2778. Deze norm stelt de grenswaarden voor de regendichtheid van daken en gevels. Een dubbele staande fels is vaak het antwoord op deze strenge eisen bij geringe hellingshoeken. Windlasten vormen een ander kritiek punt. NEN 6707 regelt de bevestiging van dakbedekkingen. Omdat een felsdak fungeert als een groot zeil, moet de klangafstand exact worden berekend op basis van de gebouwhoogte en de windzone. Te weinig klangen? Dan trekt een storm de banen simpelweg van het dak. De constructeur berekent, de vakman voert uit volgens deze normatieve kaders.

Niet elk metaal mag zomaar op een dak. Producten moeten voldoen aan specifieke Europese geharmoniseerde normen. Voor zink en koper is dat NEN-EN 506. Staal valt onder NEN-EN 14782. Deze normen waarborgen dat de dikte en de kwaliteit van de legering voldoende zijn om de beloofde levensduur waar te maken. Brandveiligheid is eveneens een factor. Hoewel metalen banen onbrandbaar zijn, kijkt NEN 6050 naar de vliegvuurbestendigheid van het totale daksysteem. De combinatie van het type fels, de klangen en de onderliggende isolatie bepaalt of het geheel voldoet aan de brandklasse-eisen binnen het BBL. Geen overbodige luxe. Veiligheid is de basis.

De techniek van het felsen vindt zijn oorsprong in de ambachtelijke koper- en loodbewerking van de late middeleeuwen. Solderen op grote hoogte was riskant door brandgevaar en de beperkte rekbaarheid van stijve verbindingen. Dakdekkers zochten een oplossing. De oplossing lag in het vouwen. Metaal op metaal. Door platen mechanisch in elkaar te haken, ontstond een naad die kon ademen zonder te lekken. Deze vroege vormen van felsen werden uitsluitend toegepast op monumentale gebouwen en kerken. Het was een kostbaar en tijdrovend ambacht.

Met de industriële revolutie in de negentiende eeuw veranderde het speelveld radicaal. De opkomst van gewalst bladzink maakte metaal toegankelijk voor de burgerlijke architectuur. Platen werden gestandaardiseerd. In deze periode ontwikkelde de techniek zich van grove, handmatige vouwen naar meer verfijnde profileringen met behulp van de eerste handmatige felsijzers. De echte versnelling volgde echter in de twintigste eeuw. De introductie van de schuifklang was een technisch kantelpunt; voorheen werden banen vaak te star bevestigd, wat leidde tot metaalmoeheid door thermische spanningen.

Vanaf de jaren zestig en zeventig deed de mechanisering zijn intrede. Profileermachines konden banen op locatie over de volle lengte van het dak vormen. Geen dwarsnaden meer. De elektrische felsmachine verving de zware handarbeid van het dichtslaan van de naden. Vandaag de dag is de felsverbinding geëvolueerd van een pure noodzaak voor waterdichtheid naar een esthetisch instrument in de moderne architectuur, waarbij de historische principes van de dubbele vouw nog steeds de basis vormen voor de meest kritische constructies.

• https://www.joostdevree.nl/shtmls/fels.shtml
• https://www.nedzink.com/nl-be/felssysteem/
• https://www.novotegra.com/nl/monteringssystemen/felsdak/inlegsysteem
• https://riddermeyer.nl/systemen
• https://www.sirisbv.nl/systemen/losagnesysteem/
• https://www.nedzink.com/nl/gevelsystemen/felssysteem/
• https://www.novotegra.com/nl/monteringssystemen/felsdak
• https://www.kuka.com/nl-be/applicaties/andere-robottoepassingen/felsen-automatisering
• https://abc-zonne-energie.nl/felsdak/
• https://www.joostdevree.nl/bouwkunde2/jpgf/felsverbinding_4_felsnaad_www_vmzinc_nl.pdf
• https://www.nedzink.com/nl-be/gevelsystemen/felssysteem/
• https://www.trumpf.com/nl_NL/producten/elektrogereedschap/felsmachine/trutool-f-125/