Tunnelkas frame berekenen
Over de berekening van het frame van een tunnelkas
Tunnelkas frame berekenen: met deze calculator bepaal je de afmetingen, aantallen en lengtes van de onderdelen van een gebogen kasframe en de totale materiaallengte. De berekening geldt voor kassen met ronde of elliptische bogen, met of zonder deuropeningen.
De resultaten omvatten de kasgeometrie, maattekeningen met onderdeelnummers en een onderdelenlijst van het frame. Daarmee kun je de bouw voorbereiden, de benodigde buislengtes ramen en een eerste inschatting maken van het oppervlak voor de bekleding, bijvoorbeeld van polycarbonaat.
Uitgangspunten en aanbevelingen
Geometrie van de kas en boogvorm
Basisafmetingen. De geometrie wordt bepaald door de kaslengte A, breedte B, totale hoogte H1 en hoogte van de rechte zijwanden H2. Alle ingevoerde maten zijn in millimeters. De dwarsdoorsnede wordt over de volledige kaslengte als constant beschouwd.
Booghoogte. De hoogte van de rechte zijwanden wordt van de totale hoogte afgetrokken. Het verschil is de stijghoogte van het gebogen dakgedeelte.
h = H1 - H2
Cirkelboog. Het bovenste deel is een cirkelboog die door de nok van de kas en de boveneinden van de rechte zijwanden loopt. De straal wordt berekend uit breedte B en booghoogte h.
R = B2 / (8h) + h / 2
De middelpuntshoek van de boog wordt bepaald uit de verhouding tussen de booghoogte en de halve kasbreedte. De hoek wordt in radialen gebruikt om de booglengte en het oppervlak van het cirkelsegment te berekenen.
θ = 4 × arctan(2h / B)
Bij een cirkelboog mag de stijghoogte niet groter zijn dan de helft van de kasbreedte: h ≤ B / 2. Daarmee blijft de boog beperkt tot het bovenste deel van een cirkel, met een middelpuntshoek van maximaal 180°.
Elliptische boog. Het bovenste gedeelte wordt gemodelleerd als een halve ellips met horizontale halve as B / 2 en verticale halve as h. De booglengte en het oppervlak eronder worden numeriek bepaald: de halve ellips wordt verdeeld in 1000 gelijke horizontale intervallen en de lengtes van korte lijnstukken en oppervlakken van trapezia worden opgeteld. Vanwege de symmetrie wordt het resultaat verdubbeld.
Oppervlakte, inhoud en omtrek
Grondoppervlak. De kas heeft een rechthoekige basis. Het oppervlak is lengte A maal breedte B. Het resultaat wordt door 1 000 000 gedeeld om mm² naar m² om te rekenen.
Sbase = A × B / 1 000 000
Omtrek van de basis. Dit is de som van de vier zijden van de rechthoek. Door deling door 1000 worden millimeters omgerekend naar meters.
P = 2 × (A + B) / 1000
Lengte van een dwarsframe. Bij de lengte van het gebogen dak worden twee rechte zijdelen van hoogte H2 opgeteld. Bij de cirkelvorm is de bovenste booglengte de straal maal de middelpuntshoek. Bij de ellips wordt de numeriek berekende lengte gebruikt.
Larch = R × θ
Lframe = Larch + 2 × H2
Oppervlakte van één kopgevel. De dwarsdoorsnede bestaat uit een rechthoek met breedte B en hoogte H2 en een gebogen bovendeel. Bij een cirkelboog wordt het oppervlak van het bovenste cirkelsegment bepaald uit de straal en de middelpuntshoek.
Ssegment = R2 × (θ - sin(θ)) / 2
Send = B × H2 + Ssegment
Bij een elliptische boog wordt het bovenste oppervlak numeriek opgeteld. In beide gevallen wordt het oppervlak van de kopgevel gemeten langs de buitencontour. Deuropeningen worden niet afgetrokken.
Inhoud van de kas. Omdat de dwarsdoorsnede over de gehele lengte gelijk blijft, wordt de binneninhoud berekend als de oppervlakte van één kopgevel maal lengte A. Bij maten in millimeters wordt door 1 000 000 000 gedeeld om m³ te krijgen.
V = Send × A / 1 000 000 000
Oppervlakte van dak en zijwanden. De volledige lengte van de dwarscontour, inclusief rechte wanden en boog, wordt vermenigvuldigd met de kaslengte. Zo ontstaat de oppervlakte van de langszijde en het dak samen.
Slong = Lframe × A / 1 000 000
Totale buitenoppervlakte. De oppervlakken van de twee kopgevels worden bij de oppervlakte van dak en zijwanden opgeteld. Het grondoppervlak telt niet mee. Het resultaat is de geometrische buitenoppervlakte van de kas.
Stotal = Slong + 2 × Send / 1 000 000
Berekening van dwarsframes en langsliggers
Dwarsframes. De kaslengte wordt verdeeld in het opgegeven aantal gelijke lengtevelden. Frames staan op de grenzen tussen de velden, inclusief beide uiteinden. Daarom is het aantal dwarsframes altijd één groter dan het aantal lengtevelden.
Bijvoorbeeld: bij een kas van 6000 mm lang met 5 velden is de frameafstand 1200 mm en zijn er in totaal 6 dwarsframes. De lengte per frame hangt af van de gekozen boogvorm.
Langsliggers. De dwarscontour van de kas wordt verdeeld in het opgegeven aantal horizontale secties. De langsliggers lopen over de hele kaslengte langs de grenzen van deze secties. Er is één ligger meer dan het aantal secties, en elke ligger is even lang als A.
Bijvoorbeeld: 6 horizontale secties van de zijwand vragen om 7 langsliggers. De totale lengte van deze groep is het aantal liggers vermenigvuldigd met de kaslengte.
Uitgevouwen frametekening. Voor een duidelijk overzicht wordt de gebogen dwarscontour als een rechte lijn afgebeeld. De tekening toont de plaats van de dwarsframes en langsliggers, de onderlinge afstanden en de nummers in de onderdelenlijst.
Berekening van kopgevelonderdelen
Onderregel. Voor elke kopgevel wordt één horizontaal onderdeel met lengte B geteld. De totale lijst bevat twee onderregels, ongeacht het aantal deuropeningen.
Kopgevel zonder opening. De hoogte van het frame wordt verdeeld in het opgegeven aantal horizontale secties. Binnenste dwarsregels staan op gelijke hoogtes en hun lengte hangt af van de beschikbare kasbreedte op dat niveau.
Ook de breedte van de kopgevel wordt verdeeld in gelijke verticale secties. Tussen de buitenranden komen binnenstijlen van de basis tot de boogcontour. Bij 3 verticale secties ontstaan 2 binnenstijlen.
Kopgevel met deuropening. De opening bevindt zich midden in de kopgevel. Breedte D2 en hoogte D1 zijn in millimeters. De berekening omvat twee verticale deurstijlen en een horizontale regel boven de opening.
De lengte van de bovenregel volgt uit de breedte van de doorsnede ter hoogte van de opening. Die kan groter zijn dan de deurbreedte doordat de regel doorloopt tot de buitencontour van de kopgevel.
Maximale openingshoogte. De bovenhoeken van de opening moeten binnen de boogcontour liggen. De maximaal toegestane hoogte is de booghoogte op een afstand D2 / 2 van de middenas. Is de ingevoerde hoogte groter, dan wordt deze automatisch verlaagd tot het berekende maximum.
Als de beschikbare booghoogte bij de openingsranden kleiner is dan 1000 mm, wordt de openingsbreedte automatisch ingesteld op de halve kasbreedte en de hoogte opnieuw uit de boogcontour berekend.
Horizontale secties rond de opening. De kopgevel wordt boven en onder de bovenregel apart ingedeeld. Het aantal niveaus wordt evenredig verdeeld volgens de openingshoogte en de totale kashoogte, afgerond op hele secties. Bij meerdere secties blijft er ten minste één boven en één onder de regel.
Boven de opening lopen horizontale onderdelen over de beschikbare doorsnedebreedte. Daaronder worden de regels in een linker- en rechterdeel naast de deur gesplitst. Hun lengte loopt van de buitencontour tot de rand van de opening.
Verticale secties rond de opening. Boven de bovenregel worden stijlen op gelijke afstanden geplaatst. Meer verticale secties kunnen extra zijstijlen aan weerszijden van de deur opleveren. Hun hoogte wordt begrensd door de deuropening of de buitencontour op die positie.
Aantal deuropeningen. Zonder opening worden beide kopgevels als gelijke gesloten constructies berekend. Bij één opening worden voor- en achterzijde apart berekend. Bij twee openingen geldt dezelfde indeling aan beide uiteinden. De lijst bevat de gezamenlijke aantallen onderdelen van beide kopgevels.
Materiaalhoeveelheden en nauwkeurigheid
Onderdelenlijst van het frame. De geometrische lengte van elk onderdeel wordt in millimeters berekend. Even lange onderdelen binnen dezelfde groep worden samengevoegd. Gebogen dwarsframes en rechte langsliggers blijven gescheiden, ook als hun lengtes gelijk zijn.
Onderdeelnummering. Elke groep gelijke onderdelen krijgt een nummer op de tekening en in de materiaallijst. Per regel staan het aantal en de lengte van één onderdeel.
Afronding. Elke lengte wordt afgerond op 1 mm. Het totaal per regel is de afgeronde lengte maal het aantal. De totale materiaallengte wordt weergegeven in meters tot op 0,001 m. Oppervlakken en inhoud worden weergegeven tot op respectievelijk 0,01 m2 en 0,01 m3.
Totale materiaallengte. Dit is de som van alle dwarsframes, langsliggers en kopgevelonderdelen. Er wordt geen opslagfactor toegepast: de rekenfactor is 1,00 en de zaagreserve is 0%. Bij de aankoop van profielen wordt meestal een extra marge aangehouden op basis van handelslengtes en zaagplan.
Praktische adviezen en Europese normen
Afstand tussen dwarsframes. De afstand is de kaslengte gedeeld door het aantal lengtevelden. Kleinere afstanden verkleinen de vrije overspanning van de bekleding, maar verhogen het aantal frames en de totale materiaallengte. Kies de afstand op basis van kasgrootte, soort bekleding en eigenschappen van de profielen.
Polycarbonaatbekleding. De geometrische buitenoppervlakte vormt de basis voor een raming van de bekleding. Het werkelijke plaatverbruik hangt af van standaardformaten, legrichting, naden en snijverlies. Bij gebogen constructies moet ook rekening worden gehouden met de minimale toegestane buigradius van het gekozen polycarbonaat.
Normatieve uitgangspunten. Voor het ontwerpen van kassen in Europa wordt EN 13031-1 «Tuinbouwkassen - Ontwerp en bouw - Deel 1: Kassen voor commerciële productie» gebruikt. De norm bevat eisen voor mechanische sterkte, stabiliteit, bruikbaarheid en duurzaamheid van commerciële kassen met aandacht voor hun bijzondere constructie.
Klimaatbelastingen worden beoordeeld volgens EN 1991-1-3 «Eurocode 1: Belastingen op constructies - Deel 1-3: Sneeuwbelasting» en EN 1991-1-4 «Eurocode 1: Belastingen op constructies - Deel 1-4: Windbelasting». Ontwerpbelastingen en toepassingsregels volgen uit de geldende nationale bijlagen en eisen van het bouwland.
FAQs
Waarom vragen ronde en elliptische bogen bij dezelfde kasafmetingen om verschillende materiaallengtes?
Bij gelijke breedte en hoogte is een ronde boog een deel van een cirkel, terwijl een elliptische boog een halve ellips vormt. Deze krommen verschillen in vorm en lengte, zodat framelengtes, buitenoppervlakte en binneninhoud veranderen. Let bij de keuze ook op de bruikbare hoogte bij de zijwanden.
Waarom zijn er meer dwarsframes dan lengtevelden?
Een veld is de ruimte tussen twee aangrenzende frames. Daarom zijn voor 5 lengtevelden 6 dwarsframes nodig, inclusief het eerste en laatste. Zo worden beide uiteinden van de kas meegenomen.
Hoe beïnvloeden de afmetingen van een deuropening het materiaalverbruik van het frame?
Bij verandering van de breedte of hoogte van de opening worden de lengtes van stijlen, bovenregel en binnenste kopgevelonderdelen opnieuw berekend. De doorsnedebreedte ter hoogte van de regel hangt af van de boogvorm. De totale lengte kan daardoor toenemen of afnemen.
Waarom is de kasoppervlakte niet gelijk aan de benodigde hoeveelheid bekledingsmateriaal?
De oppervlakte volgt uit de geometrie van dak, zijwanden en kopgevels. Bij polycarbonaat spelen ook plaatformaten, indeling, naden en reststukken een rol. De geometrische oppervlakte is daarom het uitgangspunt voor een afzonderlijk zaag- en legplan.
Hoe gebruik je de onderdelenlijst om de bouw van de kas voor te bereiden?
De lijst groepeert gelijke onderdelen op lengte en aantal en de nummers komen overeen met de tekeningen. Hiermee kun je de materiaalbehoefte en een zaaglijst opstellen. Houd bij aankoop ook rekening met handelslengtes, verbindingen en mogelijk snijverlies.