Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Kunststoff-Dachbahnen für Unterdächer, Unterdeckungen und Unterspannungen bestehen aus Vliesen und Folien, die aus Kunststoffen und teilweise aus Glasfasern gefertigt sind. Die häufigsten Kunststoffe für die eingesetzten Vliese und Folien sind:

• Polyester
• Polyurethan (PUR oder PU)
• Polyvinylchlorid (PVC)
• Polypropylen (PP)
• Polyethylen (PE)
• Flexible Polyolefine (FPO): Mit Polyolefinen (PO) wird eine Gruppe von Kunststoffen bezeichnet, zu denen so bekannte Vertreter wie Polyethylen, Polypropylen und Polybutylen gehören. Das Gerüst dieser Kunststoffe besteht nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff.

Die Herstellung der Polymere sowie die damit verbundenen umweltrelevanten Aspekte sind in den entsprechenden Abschnitten im Kapitel Kunststoffe beschrieben.

Kunststoff-Dachbahnen aus PVC weisen einen relativ hohen Anteil an Weichmachern auf. Bei der Produktion von Kunststoff-Dachbahnen werden auch in geringen Mengen Flamm­schutzmittel eingesetzt, welche die Brennbarkeit des Kunststoffs verringern. Es werden bromierte oder chlorierte Verbindungen sowie Aluminiumhydrat verwendet. Hinzu kommen bei manchen Bahnen mineralische Füllstoffe (Talkum, Kalksteinmehl), Pigmente und Stabilisatoren in geringen Gewichts­anteilen. Nachfolgende Tabelle gibt die Zusammensetzung von einigen Kunststoff-Dachbahnen wieder, welche als Unterdach- Unterdeck- oder Unterspannbahnen verwendet werden.

	PE–Spinnvlies	PVC–Folie	Polyestervlies mit Acrylat-Beschich­tung	FPO–Folie
Zusammen­setzung:	- Polyethylen  HDPE 48%   - Polypropylen PP 48%   - Flammschutzmittel 4%	- Glasfaservlies 5%   - Polyvinylchlorid PVC 58%   - Weichmacher 32%   - Füllstoffe 1,5%   - Stabilisatoren, Flammschutz, Pigmente 3,5%	- Polyester  31,5%   - Polyacrylat und Flammschutz 68,5%	- Glasfaservlies 7%   - Flexible Polyolefine FPO 79%   - Füllstoffe 3,5%   - Flammschutz 10%   - Pigmente,  Stabili­satoren 0,5%
sd-Wert	0,02 m	14,3 m	0,12 m	0,3 m
Dicke	0, 75 mm	0,70 mm	0,55 mm	0,8 mm
Flächen­gewicht	220 g/m2	950 g/m2	400 g/m2	690 g/m2

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Der wichtigste Rohstoffe in der Kunststoffherstellung ist Erdöl. Die Gewinnung der fossilen Rohstoffe aus Erdöl, Erdgas und Kohle ist mit Umweltrisiken verbunden. Die Kunststoffherstellung benötigt insgesamt rund 4% des weltweit geförderten Erdöls und Erdgases.

Verfügbarkeit

Mit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von Kunststoffen in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe zur Herstellung von Kunststoffen auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwand verbunden wäre.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Die Wiederverwendbarkeit von Produktionsabfällen hängt vom Kunststofftyp ab. Grundsätzlich können Thermoplaste wieder eingeschmolzen und erneut in der Produktion eingesetzt werden, während Duroplaste nach dem Abkühlen nicht mehr aufgeschmolzen werden können. Genauere Angaben für einzelne Kunststoffklassen sind in den Grundstoff-Datenblättern angegeben.

Radioaktivität

Kunststoffe weisen keine erhöhte Radioaktivität auf. Da Dachbahnen nicht zur Abdichtung gegen das Erdreich eingesetzt werden, spielen sie für die Abdichtung des Gebäudes gegen eindringendes Radon keine Rolle. Über die Entstehung von Radon im Untergrund und die damit einhergehende Radonproblematik informiert der Lexikonbegriff natürliche Strahlenexposition ausführlich.

Weitere Informationen zur Radioaktivität sind auf der Webseite des Bundesamts für Strahlenschutz abrufbar.

Landinanspruchnahme (Landuse)

Die Erdölgewinnung für die Kunststoffherstellung ist mit geringem Flächenverbrauch für die Erdölgewinnung und die Raffineriestandorte verbunden. Durch Leckagen während der Erdöl-Förderung oder des Erdöl-Transports können allerdings die Ökosysteme beträchtlicher Flächen längerfristig geschädigt werden.

Quellen

Keller, G., et al (2001): Radon permeability and radon exhalation of building materials, In: The Science of the Total Environment 272 (2001) 85-89

Kaiser, Wolfgang (2007): Kunststoffchemie für Ingenieure, 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München

Informationen zu Radon in Gebäuden: Online-Quelle

 

Herstellung

Prozesskette

Herstellungsprozess

Zur Herstellung von Kunststoff-Dachbahnen werden verschiedene Vliese und Folien mittels Klebstoffen oder thermischer Bondierung verbunden. Bei beschichteten Vliesen wird die Funktionsschicht mittels Extrusion auf das Vlies aufgebracht. Zusatzmittel wie Flammschutzmittel, UV-Stabilisatoren oder Hydrophobierungsmittel werden meist bereits bei der Vliesstoffproduktion mitverarbeitet und sind dann in den Vliesen enthalten.

Aus denselben Kunststoffen können sowohl Vliese als auch Folien hergestellt werden. Als Rohstoffe kommen die oben bereits aufgeführten Polymere zum Einsatz. Die unterschiedlichen Materialien werden durch verschiedene Produktionsverfahren erzeugt. Zur Herstellung der Vliese werden die zwei Verfahren Nassvlies- und Spinnvliesverfahren verwendet.

Vliesherstellung im Nassverfahren

Beim Nassverfahren werden Kunststoff-Fasern in Wasser dispergiert. Der Dispersion werden zusätzlich Bindemittel, Flammschutzmittel, UV-Stabilisatoren und weitere Additive zugegeben. Die Dispersion wird dann auf einem Förderband aufgeschwemmt, wobei das Wasser abfiltriert wird und nur die Fasern mit dem Bindemittel auf dem Förderband das Vlies formen. Die Morphologie der Vliese wird von der Fließbandgeschwindigkeit und der aufgelegten Polymermasse bestimmt.

Herstellung von Spinnvliesen

Bei der Produktion von Spinnvliesen wird zunächst das Kunststoff-Polymer in einem Extruder erhitzt und auf hohen Druck gebracht. Bereits im Extruder werden die Additive wie z. B. Flammschutzmittel oder UV-Stabilisatoren eingebracht. Das Gemisch wird anschließend in genauer Dosierung mittels Spinnpumpen durch eine Matrize, die so genannte Spinndüse gepresst. Das Polymer tritt aus der Düsenplatte als feiner Faden noch in geschmolzener Form aus. Durch einen Luftstrom wird es abgekühlt und noch aus der Schmelze gestreckt. Diese Fasern werden unter Einwirkung des Luftstroms in mehreren Schichten auf einem Förderband abgelegt, nachdem sie statisch entladen wurden. Das Förderband selbst ist als feines Sieb ausgebildet. Durch eine Luft-Absaugung unter dem Siebband werden die Fäden fixiert. Das mehrschichtige Fasergelege wird dann durch beheizte Walzen (Kalander) oder durch einen Dampfstrom unter Zufuhr thermischer Energie verbunden bzw. „verbacken“.

Diffusionsoffene thermisch verfestigte Mikrovliese können durch die Anwendung von hydrophilen Polymeren erzeugt werden. Bei der Herstellung wird Polyethylen in Butan gelöst und unter hohen Temperaturen sowie hohem Druck soweit erhitzt, dass bei der plötzlichen Druckent­lastung in der Spinndüse das Spinnmedium (Butan) verdampft und sich das Polyethylen zu Endlosfasern zusammenzieht. Durch den Einsatz von hydrophilen Polymeren kann die wasseranziehende Eigenschaft des Kunststoffs zum Dampftransport durch das Vlies ausgenutzt werden. Hierbei werden Wassermoleküle aufgenommen, die aufgrund eines anliegenden Dampfdruckgefälles durch das Polymer transportiert und auf der gegenüberliegenden Seite wieder an die Luft abgegeben werden.

Herstellung von Folien und Beschichtungen

Folien oder Beschichtungen werden durch Extrusion hergestellt. Als Extrusion wird ein Verfahren bezeichnet, bei dem Kunststoff in einem Extruder erhitzt wird. Ein Extruder besteht im Wesentlichen aus eine Schneckenpumpe, die den Kunststoff unter hohem Druck aus einer Düse presst. Das Material wird nach der Düse auf einem Förderband abgelegt und kontinuierlich wegbefördert. Wenn der flüssige Kunststoff durch eine schmale Schlitzdüse gepresst wird, entsteht bei der Abkühlung des Kunststoffs eine Folie. Eine Beschichtung wird nach dem gleichen Verfahren hergestellt, der Kunststoff wird jedoch gleich auf dem Vlies oder einer weiteren Folie der endgültigen Dachbahn aufgebracht.

Zur Erzeugung von mikroporösen Folien werden die Polymermassen vor der Extrusion mit Inertmaterial (meistens feines Kalkpulver) angereichert. Nach der Extrusion und nach dem Abkühlen werden durch eine Reckung der Folien feine Risse um das eingeschlossene Inertmaterial gebildet. Die Dampfdurchlässigkeit der Folie wird dadurch erzeugt, das sich mehrere dieser feinen Risse über den Folienquerschnitt verbinden und so eine Pore bilden können. Eine weitere Methode zur Erzeugung von Folien mit kleinen Poren ist die Perforation mittels mechanischer, akustischer oder optischer Einwirkung. Mechanisch werden Mikroporen durch Nadeln hergestellt, die auf Kalanderwalzen aufgeschweißt sind. Zur optischen Erzeugung werden Laserstrahlen eingesetzt, wobei die Löcher durch Mikrobohrungen in den noch flüssigen Kunststoff hineinziehen. Solche Löcher können auch durch Schallwellen oder durch ein Vakuum erzeugt werden.

Umweltindikatoren / Herstellung

Graue Energie

Die Graue Energie von verschiedenen Kunststoff-Dachbahnen berechnet sich aus den verschiedenen Bestandteilen. Der nicht erneuerbare Primärenergieaufwand ist vor allem vom Flächengewicht abhängig. Die Unterschiede zwischen den für die Herstellung der Bahnen verwendeten Polymere spielt eine untergeordnete Rolle. Die PVC–Folie mit einem Flächengewicht von 950 g/m² generiert doppelt soviel Graue Energie wie ein Polyestervlies mit Acrylat–Beschichtung und einem Flächengewicht von 400 g/m².

In Bezug auf den Rohstoffeinsatz und die Graue Energie sind Unterspannbahnen mit geringerem Flächengewicht zu bevorzugen.

	PE–Spinnvlies	PVC–Folie	Polyestervlies mit Acrylat-Beschich­tung	FPO–Folie
sd-Wert	0,02 m	14,3 m	0,12 m	0,3 m
Dicke	0,75 mm	0,70 mm	0,55 mm	0,8 mm
Flächen­gewicht	220 g/m2	950 g/m2	400 g/m2	690 g/m2
Graue Energie	19,6 MJ/m2	67 MJ/m2	33,5 MJ/m2	54,2 MJ/m2

Quelle: ecoinvent Centre, (2010)

Charakteristische Emissionen

Die Emissionen unterscheiden sich für die unterschiedlichen Verfahren zur Vlies- oder Folien-Herstellung. Angaben zu den Emissionen der Kunststoffherstellung finden sich in den entsprechenden Datenblättern zu den Grundstoffen.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Die Maßnahmen zum Gesundheitsschutz unterscheiden sich für die unterschiedlichen Verfahren zur Vlies- oder Folien-Herstellung. Angaben zu den Maßnahmen zum Gesundheitsschutz in der Kunststoffherstellung finden sich in den entsprechenden Datenblättern zu den Grundstoffen.

Maßnahmen Umweltschutz

Die Maßnahmen zum Umweltschutz unterscheiden sich für die unterschiedlichen Verfahren zur Vlies- oder Folien-Herstellung. Angaben zu den Maßnahmen zum Umweltschutz in der Kunststoffherstellung finden sich in den entsprechenden Datenblättern zu den Grundstoffen.

Transport

Je nach eingesetzten Kunststoffen werden in der Herstellung Gefahrengüter transportiert. Näheres für bestimmte Kunststoffe findet sich in den entsprechenden Datenblättern.

Der Transport der Halbfertigprodukte Vliese und Folien unterliegt keinen Transporteinschränkungen.

Quellen

ecoinvent Centre, (2010): ecoinvent data v2.2, Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, Online-Quelle

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Unterdach-, Unterdeck- und Unterspannbahnen müssen überlappend verlegt werden. Die Überlappungen, Anschlüsse und Durchdringungen müssen regensicher verklebt werden. Zur Verklebung werden u.a. Klebbänder und Flüssigklebstoffe eingesetzt. Poröse, staubige und vliesartige Untergründe müssen zur Verbesserung der Haftung der Klebbänder mit einem Primer vorbehandelt werden.

Bei der Verarbeitung muss beachtet werden, dass diverse Chemikalien, Holzschutzmittel und alkalische Baustoffe die Widerstands­fähigkeit der Kunststoff-Dachbahnen gegen Wasserdurchgang herabsetzen können.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Die Verlegung von Kunststoff-Dachbahnen im Unterdach, als Unterdeckung oder Unterspannung birgt keine besonderen arbeitshygienischen Risiken. Jedoch sind die eingesetzten Primer und Flüssigklebstoffe, um eine Verarbeitbarkeit auch bei tiefen Temperaturen zu ermöglichen, oft lösemittelhaltig und enthalten mehr als 10% Lösemittel (z.B. Ethanol oder Toluol). Die Verarbeitung dieser Produkte kann je nach eingesetztem Lösemittel und Lösemittelgehalt mit einer Gesundheitsge­fährdung verbunden sein.

AGW-Werte

Beim Einsatz lösemittelhaltiger Primer sind die anwendbaren Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) für Lösemittel zu beachten. Vor der Verarbeitung sollte das Sicherheitsdatenblatt des verwendeten Produkts konsultiert werden.

Emissionen

Von den Unterspannbahnen gehen bei der Verarbeitung keine Emissionen aus. Jedoch sind die eingesetzten Primer und Flüssigklebstoffe, um eine Verarbeitbarkeit auch bei tiefen Temperaturen zu ermöglichen, oft lösemittelhaltig und enthalten mehr als 10% Lösemittel (z.B. Ethanol oder Toluol). Die Verarbeitung dieser Produkte ist je nach eingesetztem Lösemittel und Lösemittelgehalt mit unterschiedlich bedeutenden VOC-Emissionen verbunden.

Quellen

Zentralverband des Deutschen Dachdeckerhandwerks (2010): Merkblatt für Unterdächer, Unterdeckungen und Unterspannungen

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Von den eingesetzten lösemittelhaltigen Primern und Flüssigklebstoffen können VOC-Emissionen ausgehen.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Im Neuzustand sind keine Emissionen in den Außenraum mit bedeutenden Auswirkungen in der Umwelt zu erwarten.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Kunststoff-Dachbahnen für Unterdach-, Unterdeck- und Unterspannbahnen werden über der Dämmschicht eingesetzt. Von ihnen und den möglicherweise eingesetzten Primern werden deshalb keine Schadstoffe in den Innenraum abgegeben.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Über die Abgabe von Schadstoffen von Unterdach-, Unterdeck- und Unterspannbahnen in die Luft über größere Zeit­räume liegen keine Messungen vor. Als umweltrelevante Bestand­teile können die Bahnen Flammschutzmittel, Stabilisatoren und Weichmacher enthalten. Durch Verwitterung und Versprödung der Kunststoff-Dachbahnen könnten diese über längere Zeiträume diffus in die Umwelt gelangen.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Die Kunststoff-Dachbahnen für Unterdächer, Unterdeckungen und Unterspannungen sind meist als normalentflammbar (EN Klasse E) eingestuft.

Das Brandverhalten der verschiedenen Kunststoffe sowie die mögliche Entwicklung von toxischen Brandgasen geht aus den entsprechenden Kapiteln zu den Kunststoffen hervor (siehe Polyester, Polyurethan, Polypropylen, Polyethylen).

Wassereinwirkung

Kunststoff-Dachbahnen sind gegen Wassereinwirkung unempfindlich.

Beständigkeit Nutzungszustand

Für das Alterungsverhalten von Unterdach-, Unterdeck und Unterspannbahnen aus Kunststoff sind noch keine Langzeitbeobachtungen verfügbar. Die Bahnen sind über die Jahre, in Bezug auf ihre technischen Eigenschaften, immer weiter verbessert worden. Vor allem zwei Faktoren sprechen für die Folien und Vliese aus Polyolefinen im Vergleich zu Folien aus PVC: Die mechanischen und thermischen Eigenschaften sind gleichwertig bis besser und das Fehlen von Weichmachern kann vermutlich die Folienschrumpfung verhindern

Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“.
→ Datenbank als PDF

Instandhaltung

Die Instandhaltung von Kunststoff-Dachbahnen beschränkt sich auf das Überkleben entstandener Leckagen oder den Ersatz der Bahnen.

Nachnutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Beim Ausbau von Kunststoff-Dachbahnen entstehen keine besonderen Gefahren.

Wiederverwendung

Eine Wiederverwendung wird nur in jenen Fällen möglich sein, in denen die Bahnen nicht mit dem Untergrund verklebt oder verschweißt sind. Allerdings sind abdichtende Bauteile bezüglich ihrer Wiederverwendung generell heikel. Es ist kaum anzunehmen, dass ein Handwerker bereit ist, die Garantie für eine Abdichtung aus wiederverwendetem Material zu übernehmen.

Stoffliche Verwertung

Eine stoffliche Verwertung von gebrauchten Kunststoff-Dachbahnen für Unterdächer, Unterdeckungen und Unterspannungen ist grundsätzlich möglich. Voraussetzung dafür ist ein einfacher Ausbau, der nur bei lose verlegten Kunststoffbahnen problemlos möglich ist. Das Recycling von Kunststoff-Dachbahnen wird von den Herstellerverbänden angeboten und ist ökologisch sinnvoll.

Energetische Verwertung

Gemäß der Gewerbeabfallverordnung (GewAbfV) sollen Abfälle aus Kunststoff-Dachbahnen mit den Kunststoffen gesammelt und einer thermischen Verwertung zugeführt werden. Falls die Abfälle gemischt erfasst werden, sind sie einer Vorbehandlungsanlage zuzuführen. Die Verwertung ist in beiden Fällen vorgeschrieben. Kunststoffdachbahnen weisen hohe Brennwerte um 100 MJ/kg aus und sind für die thermische Verwertung geeignet. Allenfalls enthaltene bromierte Flammhemmer können je nach installierter Rauchgasreinigung zu Luft- oder Wasseremissionen von Bromverbindungen aus der MVA führen. Die mineralischen Bestandteile bleiben in der Schlacke zurück und müssen deponiert werden. Besondere Schadstoffe in den Rückständen sind nicht zu erwarten. Das Verbrennen von Kunststoffen mit energetischer Nutzung wird heute nach dem Recycling als zweitbester Entsorgungsweg angesehen.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Kunststoff-Dachbahnen sind keine besonders überwachungsbedürftigen Abfälle. Unter Deponiebedingungen werden Kunststoffe in geologischen Zeiträumen abgebaut. Detaillierte Erhebungen zum Abbau von Dachbahnen sind nicht verfügbar. Kurzfristig stellt die wilde Ablagerung und Verfrachtung von Kunststoffen in diverse Ökosysteme an Land und zu Wasser das weitaus größere Problem dar.

EAK-Abfallschlüssel

Die Zuordnung von Abfallschlüsseln kann in der Praxis je nach Bundesland unterschiedlich gehandhabt werden. Im konkreten Fall ist immer eine Abklärung der anzuwendenden EAK-Schlüssel notwendig.

Für Kunststoff-Dichtungsbahnen können folgende EAK-Abfallschlüssel in Frage kommen:

17 02 03	Kunststoff
17 09 04	gemischte Bau- und Abbruchabfälle mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 09 01, 17 09 02 und 17 09 03 fallen

Quellen

Verordnung über das Europäische Abfallverzeichnis (Abfallverzeichnis-Verordnung – AVV, zuletzt geändert am 24. Februar 2012). Online-Quelle abgerufen am 11.7.2012

LAGA (2003): Vollzugshinweise zur Gewerbeabfallverordnung (Download)