Dakbalken berekenen: aantal en strekkende meter

Hoe de berekening werkt

Dakbalken: hoeveel en welke lengte

Dakbalken vormen het draagskelet van een houten dak. Ze lopen horizontaal van de ene dragende muur naar de andere en nemen het gewicht van de dakbedekking, de sneeuwbelasting, de windbelasting en eventuele onderhoudsbelastingen over naar de muren. Het aantal balken en de lengte van elke balk bepalen hoeveel hout er besteld moet worden. Dat zijn de twee getallen die deze calculator berekent. De dimensionering van de doorsnede, die bepaalt of de balk de belasting ook daadwerkelijk kan dragen, volgt een andere methode en valt buiten dit hulpmiddel.

Hoe het aantal balken wordt berekend

De formule gaat uit van de lengte van het dak, gemeten langs de nok van uiterste rand tot uiterste rand. Die lengte wordt gedeeld door de hart-op-hartafstand tussen de balken en naar boven afgerond op een geheel getal. Daarna wordt één balk toegevoegd voor de laatste positie aan het andere uiteinde. Voor een dak van 8 m lengte met balken op 1 m afstand geldt dus: 8 gedeeld door 1 is 8, plus 1 is 9 balken. Op 1,2 m afstand: 8 gedeeld door 1,2 is 6,67, naar boven afgerond is 7, plus 1 is 8 balken.

Hart-op-hart is de afstand tussen de middellijnen van twee naast elkaar liggende balken, niet de vrije ruimte ertussen. Bij balken van 10 cm breed en een hart-op-hartafstand van 100 cm is de vrije ruimte tussen twee balken dus 90 cm. Dit onderscheid is belangrijk bij het aflezen van tabellen van fabrikanten, die vaak met hart-op-hartafstand werken.

Voor een snel overzicht van het aantal balken per afstand geldt onderstaande tabel, berekend met dezelfde formule voor 10 m lengte:

Een kleinere afstand betekent meer balken en meer hout, maar elke balk draagt minder belasting. Een grotere afstand bespaart balken, maar vraagt dat elke individuele balk meer belasting draagt, waardoor de doorsnede moet toenemen om de doorbuiging te beperken. De afstand die voor een woning geschikt is, wordt bepaald door het ontwerp en door de tabellen van de houtleverancier of fabrikant. Bij afwijkende afstanden is een constructieve berekening nodig, en de uitkomst van deze calculator geldt dan alleen als rekenkundige hoeveelheid.

Overspanning en lengte van de balk

De overspanning is de afstand tussen de twee dragende muren waarop de balk rust. Dat is niet hetzelfde als de buitenmaat van het huis. Het verschil zit in de wanddikte en in de oplegging: de balk moet aan beide uiteinden voldoende steun hebben op de muurplaat of op het metselwerk. De lengte van de balk die besteld wordt, is daarom altijd iets groter dan de overspanning.

Een voorbeeld: bij een overspanning van 4,8 m is een balk van 5 m een logische keuze uit het gangbare assortiment. De 20 cm extra lengte wordt over beide opleggingen verdeeld. De precieze oplegging wordt bepaald in de constructieberekening en is niet afhankelijk van deze calculator.

Houtsoort, behandeling en doorsnede

Voor dakbalken wordt in Nederland vaak vurenhout of grenen gebruikt, al naar beschikbaarheid en de eisen van het project. Het hout wordt vaak drukgeïmpregneerd geleverd. De gebruiksklasse volgens de Europese norm NEN-EN 335 bepaalt welke behandeling nodig is voor de plaats waar de balk komt te liggen. De keuze van de gebruiksklasse voor een specifieke plaats hoort bij de constructeur of de houtleverancier. Voor balken die in aanraking kunnen komen met vocht of met vochtig metselwerk kan een hogere gebruiksklasse nodig zijn.

De breedte en hoogte van de doorsnede gebruikt de calculator uitsluitend voor het houtvolume. De juiste doorsnede volgt uit de overspanning, de hart-op-hartafstand, de belasting en de houtsoort. Voor de berekening van sterkte en doorbuiging wordt in Nederland gewerkt met NEN-EN 1995, de Eurocode 5 voor houtconstructies, en voor de belastingen met de reeks NEN-EN 1991 (Eurocode 1). Het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl) stelt de eisen voor de constructieve veiligheid. Afmetingen als 8×16 cm, 10×20 cm, 12×20 cm en 14×22 cm komen in het assortiment van houtleveranciers veel voor, maar geen enkele afmeting is in deze calculator als vuistregel opgenomen.

Leverlengtes en snijverlies

Houtleveranciers leveren balken in vaste lengtes, waarbij langere stukken vaak op bestelling komen. Bij het bestellen moet daarom de eerstvolgende beschikbare lengte boven de overspanning plus oplegging worden gekozen. Dat kan betekenen dat een balk iets langer is dan nodig, en die reserve is een normaal onderdeel van het budget voor de kap.

Naast de berekende balken wordt in de praktijk een marge aangehouden voor snijverlies, beschadigde stukken en onregelmatige geometrie. De grootte van die marge is qualitatief: bij een eenvoudig zadeldak met rechte gevels is ze kleiner dan bij een dak met dakkapellen, schuine hoeken of meerdere kapvlakken. Deze marge hoort in de bestelling, niet in de formule van deze calculator.

Veelgemaakte fouten

Vier fouten komen het vaakst voor.

De eerste fout is de lengte van het huis op de plattegrond verwarren met de overspanning. De buitenmaat bevat de wanddikte en de oplegging niet correct. Meet de vrije afstand tussen de dragende muren.

De tweede fout is de eindbalk vergeten. De formule telt die altijd mee, maar wie met de hand rekent, telt vaak één balk te weinig doordat alleen de intervallen worden geteld. Bij een dak van 8 m met balken op 1 m zijn er 8 intervallen en 9 balken.

De derde fout is de muurplaat, de nokbalk, de windverbanden en de verbindingsmiddelen niet opnemen in de bestelling. Deze calculator rekent alleen de horizontale dakbalken. De overige onderdelen moeten apart worden berekend met de timmerman of de constructeur.

De vierde fout is de behandeling van het hout niet controleren. De verklaring van de behandeling hoort bij de levering te zitten. Zonder die verklaring is niet vast te stellen of het hout geschikt is voor de gebruiksklasse van de plaats waar het komt te liggen.

Wanneer een constructeur of ingenieur nodig is

Bij een eenvoudig zadeldak met een korte overspanning, een gangbare houtsoort en een standaard hart-op-hartafstand kan een ervaren timmerman of houtbouwer de balken dimensioneren met de tabellen van de fabrikant van het hout of van de verbindingsmiddelen. In de praktijk gebeurt dat vaak zo, mits de omstandigheden overeenkomen met de tabel.

Een constructief ontwerp door een constructeur of ingenieur is in de volgende situaties gebruikelijk:

• grote overspanningen;
• een dakkapel, dakraam of schoorsteen die balken onderbreekt;
• een verbouwing waarbij een dragende muur wordt verwijderd of de belasting op bestaande muren toeneemt;
• onzekerheid over de draagkracht van bestaande muren.

Bij nieuwbouw en bij constructieve wijzigingen kan de gemeente in het kader van de omgevingsvergunning een constructieve berekening eisen. De regels voor de constructieve veiligheid staan in het Besluit bouwwerken leefomgeving. Bij twijfel is het verstandig de gemeente vooraf te raadplegen.

Wanneer deze calculator niet geschikt is

De calculator werkt voor rechte, horizontale balken met een gelijkmatige afstand tussen twee dragende muren. Hij is niet geschikt voor gebogen of gebroken daken met balken van verschillende lengte, voor balken die over meerdere steunpunten doorlopen, en voor situaties waarin de afstand tussen de balken niet constant is. Bij een dakkapel, een schoorsteen of een trap die de kap onderbreekt, moeten de balken per vak worden berekend.

Samenvatting

Met het aantal balken, de totale strekkende meter en het houtvolume is de houtbestelling voor de horizontale balken bepaald. De overige onderdelen van de kap, de dimensionering van de doorsnede en de controle op sterkte en doorbuiging volgen daarna, bij voorkeur met de constructeur of de timmerman die het werk uitvoert.