Herstellungsprozess

Der Herstellungsprozess von EPS-Dämmstoffen wird hier so weit dargestellt, als er für das Produkt spezifisch ist. Für die Herstellung von Styrol sei auf das Datenblatt für Polystyrol verwiesen.

Der erste Teil der Produktion erfolgt bei weltweit nur wenigen großen Herstellern. Aus Styrol, Pentan und im Falle von grauem EPS-Graphit oder Ruß werden in der Perlpolymerisation EPS-Perlen hergestellt. Die Perlpolymerisation basiert auf einer Suspension des Styrols in Wasser, wobei sich die Polystyrolkugeln als schwimmende "Kunststoffbläschen" ausbilden, die bereits Pentan und evtl. Graphit oder Ruß enthalten. Die Suspension muss durch Hilfsstoffe erhalten werden, die zu geringen Verunreinigungen der Polystyrolkugeln führen. Die Oberflächen der expandierbaren Polystyrolkugeln werden in der Nachbehandlung mit Ammonium- oder Sulfoniumsalzen beschichtet, damit sie sich nicht statisch aufladen. Die Verklumpung der Perlen wird durch Aufbringen von Silikaten oder metallischen Salzen von Fettsäuren verhindert. Diese Additive verbleiben im nun fertigen expandierbaren Polystyrol-Granulat.

Das expandierbare Polystyrol-Granulat wird für den zweiten Teil der Produktion an zahlreiche größere und kleinere Produktionsbetriebe vertrieben. Diese expandieren das Polystyrolgranulat durch Erhitzung mit Heißdampf auf über 100 °C. Das Granulat expandiert um bis zu dem Faktor 50. Dabei entweicht das Pentan größtenteils aus den Perlen. Das expandierte Granulat wird zuerst zwischengelagert, bevor es in einem weiteren Produktionsschritt erneut mit Heißdampf auf über 100 °C erhitzt wird. Dies geschieht in den meisten Fällen in Blockformen, wodurch die Perlen zu Blöcken verschmelzen, die dann zu EPS-Platten geschnitten werden können.

Charakteristische Emissionen

In der Granulatproduktion treten nach Herstellerangaben nur geringe Styrolemissionen auf (0.005 Gramm pro kg EPS-Granulat). Bereits in der Granulatherstellung wird der Flammhemmer beigefügt. Dies ist heute meistens bromiertes Butadien-Styrol-Copolymer kurz Polymer-FR. Weitere Informationen zu Emissionen in der EPS-Herstellung werden in den Ökoprofilen von PlasticsEurope ausgewiesen (siehe Quellen).

Das Granulat wird beim Dämmstoffhersteller geschäumt. Dabei tritt das Pentan aus dem Granulat aus. Diese Emissionen können durch geeignete Anlagen teilweise zurückgehalten werden. Fortschrittliche Hersteller nutzen das so gewonnene Pentan zur Energiegewinnung.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Bei der Herstellung von EPS-Dämmstoffen sind die Arbeiter vor den Pentan-Emissionen zu schützen. Dies geschieht durch ausreichende Frischluftzufuhr.

Maßnahmen Umweltschutz

Die Produktion der EPS-Dämmstoffe aus dem Granulat erfordert keine Massnahmen zum Umweltschutz. Fortschrittliche Hersteller gewinnen jedoch das Pentan aus der Abluft zurück und verwenden es zur Energiegewinnung.

Quellen

Eco-profiles of the European Plastics Industry, Eco-Profile of grey and white Expandable Polystyrene (EPS), Brussels, 2022

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

EPS kann an der Baustelle mit normalen Schneidwerkzeugen einfach zugeschnitten werden.
Durch lange einwirkende UV-Strahlung (mehrere Wochen oder Monate) vergilbt und versprödet die Oberfläche von EPS. Deshalb sollten die geplanten Deckschichten kurzfristig aufgebracht werden.
Dämmstoffe aus EPS sind nicht beständig gegen Lösemittel und Benzine, was beim Aufbringen einer Beschichtung oder beim Kleben unbedingt beachtet werden muss.

EPS ist bedingt wasserabweisend und sollte deshalb nicht lange nasser Witterung ausgesetzt sein. Der Einbau nasser Dämmplatten kann insbesondere im Falle von verputzten Wärmedämmverbundsystemen zu einer Verminderung der Dämmleistung führen.

Beständigkeit Nutzungszustand

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

Wesentlich ist der Schutz der Dämmung vor Feuchte. Risse oder Fehlstellen in einem Wärmedämmverbundsystem sind umgehend zu reparieren.

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Bei EPS-Dämmstoffen ist in diesem Zusammenhang das alte Flammschutzmittel HBCD hervorzuheben (siehe Dämmstoffe im Bestand). Es besteht keine Verpflichtung HBCD-haltige Dämmplatten zu entfernen. Das Aufdoppeln bereits bestehender Dämmsysteme mit HBCD-haltigem EPS ist daher nicht verboten. Beim späteren Rückbau der Fassadendämmung fallen dann aber HBCD-haltige und HBCD-freie Dämmstoffabfälle gemeinsam an. Es ist angezeigt, das Aufdoppeln gemeinsam mit einem Rückbaukonzept in einem Gebäudepass zu dokumentieren. Es sollte sichergestellt werden, dass der neue Dämmstoff bei einem späteren Rückbau schadstofffrei vom alten Dämmstoff getrennt werden kann. Bei vollflächig verklebten und verdübelten Systemen wie dem Wärmedämmverbundsystem wird das aus heutiger Sicht mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht bewerkstelligbar sein.

Wiederverwendung

Referenz

Stoffliche Verwertung

Die Menge an EPS-Abfall aus dem Rückbau von Gebäuden wird in den nächsten Jahrzehnten ansteigen^[3]; laut STREC Studie^[1] (Daten für Österreich) kontinuierlich bis zu einem Höhepunkt 2050. Eine Herausforderung stellen EPS-Dämmstoffe, die bis 2015 eingesetzt wurden, dar. Sie enthalten mit hoher Wahrscheinlichkeit das heute verbotenen Flammschutzmittel HBCD.
EPS-Dämmstoffe aus dem Rückbau werden daher zum überwiegenden Teil nicht recycelt, sondern verbrannt. Für HBCD-haltige Abfälle gibt es derzeit nur das CreaSolv®-Verfahren, das europaweit nur in einer einzigen Pilotanlage im industriellen Maßstab betrieben wird. Alle anderen im Folgenden aufgezählten Recyclingverfahren beziehen sich gegenwärtig nur auf saubere HBCD-freie EPS-Abfälle (Verschnitte, Reste) von Weiterverarbeitern oder von Baustellen.

Werkstoffliches Recycling mit selektiver Auflösung (CreaSolv®-Verfahren)

Es gibt technische Verfahren, bei denen HBCD im Aufbereitungsprozess entfernt werden kann und die somit eine stoffliche Verwertung von HBCD-haltigen Polystyrolabfällen ermöglichen. Eine solche Möglichkeit ist das CreaSolv®-Verfahren. Ziel des Verfahrens ist die Abtrennung des verbotenen HBCD, damit es anschließend selektiv zerstört und das Brom zurückgewonnen werden kann. Dieser Prozess umfasst das Auflösen von Polystyrol in Lösungsmitteln, das Reinigen der Lösung von HBCD und anderen Fremd- und Störstoffen sowie das Fällen des gereinigten Polymers. Um den Grenzwert von 100 mg/kg HBCD für das Inverkehrbringen von Rezykaten zu erreichen, sind mehrere Durchläufe nötig.

Europaweit ist bis heute erst eine einzige Anlage in Terneuzen (Niederlande) im Betrieb, in der dieses Verfahren im industriellen Maßstab angewendet wird.

Theoretisch ist es möglich, auch Polystyrolabfälle mit dem aktuellen Flammschutzmittel (pFR) im CreaSolv-Prozess aufzureinigen und anschließend wieder zu Polystyrol zu verarbeiten. Im Business Case der Demonstrationsanlage in Terneuzen steht aber die irreversible Zerstörung des HBCD inkl. Bromrückgewinnung im Vordergrund. Der Aufwand für die Aufbereitung von HBCD-freien Polystyrolabfällen mit dem CreaSolv-Prozess wird aus heutiger Sicht als zu hoch eingeschätzt.

Mechanische (werkstoffliche) Aufbereitung zu Polystyrolgranulat

Das Recycling von sauberen HBCD-freien Polystyrolabfällen geschieht heute durch mechanische Aufbereitung. Dabei werden die Abfälle gemahlen und entstaubt. Aus dem Mahlgut können unterschiedliche Produkte hergestellt werden, die im Folgenden dargestellt werden. Der anfallende Staub kann zu Briketts weiterverarbeitet werden, aus denen mittels Extrusion wieder Polystyrolgranulat hergestellt wird.

Recycling in der Dämmplattenherstellung

EPS-Dämmplatten können bis zu einem gewissen Anteil Rezyklate enthalten. Die technischen Grenzen, wie hoch der Anteil sein darf, ermitteln die Verbände der Dämmstoffe derzeit noch in Forschungsprojekten. Laut Herstellerberechnung liegen die CO₂-Emissionen für die Bereitstellung von 1 Tonne Recyclingpolystyrol um 80 % unter jenen für die Bereitstellung von Primärpolystyrol₃. 

Recycling zu Rezyklatplatten

Saubere EPS-Dämmstoffabfälle werden auf Korngröße zerkleinert und dann zu Rezyklatplatten weiterverarbeitet. Die Platten können als Grundmauerschutz- oder Drainageplatten sowie als Dämmung für die oberste Geschossdecke eingesetzt werden.

Stoffliche Verwertung zu Ausgleichschüttungen oder Leichtzuschlägen für Beton, Putze, Mörtel

EPS-Mahlgut kann als leichte zementgebunden Schüttung unter Estrichen zum Einsatz kommt (aktuell das Haupteinsatzgebiet von Recycling-EPS aus Baustellenabfällen). Das Mahlgut eignet sich außerdem als wärmedämmender Leichtzuschlag in Betonen, Putzen oder Mörteln.

Bei dieser Verwertungsmethode werden organische und mineralische Materialien vermischt, was sich kritisch auf die nächste Entsorgungsphase auswirkt: Die Deponierung dieser Materialmischung als Teil des Bauschutts muss vermieden werden (hoher Anteil an organischen Bestandteilen, Abwitterung und potenzielle Freisetzung von Plastikteilchen, inkl. dem halogenhaltigen pFR). Eine Verbrennung ist wegen des geringen Heizwerts nicht zielführend. Ein Recycling ist, wenn überhaupt, nur in technisch verminderter Qualität möglich. 

Sonstige stoffliche Verwertung als Porosierungsmittel in der Ziegelindustrie

Unverschmutzte Baustellenabfälle können als Porosierungsmittel bei der Herstellung von porosierten Ziegelsteinen eingesetzt werden. Das Mahlgut wird dem aufbereiteten Ton-/Lehmgemisch beigemengt und verflüchtigt sich beim Brennvorgang.

Sonstige stoffliche Verwertung in der Zementindustrie

Der Einsatz von granulierten WDVS-Abfällen (EPS-Bruch, Feinfraktion, Gewebe und Putz/Kleber) als Brennstoff / Rohstoff in Zementwerken wird erforscht.

Chemisches Recycling

Chemisches Recycling, das sind Kunststoffverwertungsverfahren, welche die Auflösung der Makromoleküle (Polymere) zur Folge haben, werden bei Polystyrol-Dämmstoffen derzeit nicht angewandt. 

Verwendung als Bodenhilfsstoff

Die Verwendung von Polystyrol-Mahlgut als Bodenhilfsstoff zur Dränage, Bodenlockerung oder Kompostierung ist gemäß Düngemittelverordnung unzulässig.

Referenz

Quellen

Fortentwicklung und Evaluierung des BNB-Kriteriensteckbriefs 4.1.4 Rückbau, Trennung, Verwertung. 

Forschungsprogramm. Anlage 4 Nachnutzung von Baustoffen. Hildegund Figl, Maria Fellner, Caroline Thurner.

IBO – Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie GmbH, Wien. Zukunft Bau, Aktenzeichen SWD 10.08.17.7-20.36 (ID 88). Berichtsdatum: 31. Januar 2024. (Online-Quelle)

KATALYSE Institut für angewandte Umweltforschung; Informationsbroschüre „Umweltverträglichkeit von Gebäudedämmstoffen“;06/2003; Ministerium für Umwelt, Natur und Forsten des Landes Schleswig-Holstein, Kiel

EPS-Leitfaden für Weiterverwertung & Recycling, IVH Industrieverband Hartschaum e.V. (Online-Quelle)

Plattform mit-sicherheit-eps.de, abgerufen am 10.01.2024 (Online-Quelle)

Forschungsprojekt PolyStyreneLoop, abgerufen am 10.01.2024 (Online-Quelle)

^[1] F. Eibensteiner: STREC – EPS/XPS Recycling Baubereich. Endbericht 30.8.2016 (Online-Quelle)

^[2] Austrotherm: EPS & XPS Dämmstoffe. Entsorgung, Recycling & Kreislaufwirtschaft. Vortrag im Rahmen des Cau-Cycle-Workshops „Baustoffe im Kreislauf“ am 28.9.2023 in Wien

^[3] Industrieverband Hartschaum e.V. (IVH): EPS-Leitfaden für: Weiterverwendung und Recycling. Sept. 2020.

^[4] Umweltbundesamt: Hintergrundpapier - Häufig gestellte Fragen und Antworten zu Hexabromcyclododecan (HBCD). Stand: Dezember 2017, 7. akt. Aufl. (Online-Quelle)

^[5] Dreier Recycling (Online-Quelle)

 

Nachnutzung aktualisiert 2025