Hauptbestandteile

Zusammensetzung Extrudierter Polystyrolschaum (XPS)

Kunststoff-Matrix (XPS)

Die Rohstoffe für die zugrundeliegende Kunststoffmatrix (= Polystyrolgranulat) werden in einem eigenen Datenblatt unter Grundstoffe / Polystyrol beschrieben.

Flammschutzmittel

Da reines EPS gut brennbar ist, muss es in Deutschland für den Einsatz am Bau mit einem Flammhemmer versehen werden. Als Flammschutzmittel wird inzwischen rund 1 Massen-% Polymer-FR (bromiertes Polymer) beigesetzt.

Treibmittel

Heute werden im Hochbaumarkt in Deutschland vor allem mit CO₂ und einem der beiden Co-Treibmittel Ethanol oder Aceton geschäumte XPS-Produkte angeboten.
Zur Verbesserung des Dämmwerts werden in Spezialprodukten auch die Kältemittel R-134a und R-152a als Treibgas eingesetzt. Diese Verbesserung der Dämmeigenschaften wird allerdings mit einem erhöhten Treibhausgaspotential der Kältemittel erkauft. Sofern diese Treibgase im Laufe des Lebenszyklus in die Atmosphäre gelangen, lohnt sich der Einsatz aus ökologischer Sicht nicht.

Anders verhält es sich im Bezug auf den Neuesten auf dem Markt erhältlichen Dämmstoffen mit dem Treibgas HFO-1234ze. Nach den bisher verfügbaren Daten des Herstellers hat das Treibmittel HFO-1234ZE ein Treibhausgaspotential von 6. Ein Kilogramm HFO-1234ZE wirkt also so stark wie 6 kg CO₂. Die Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit gegenüber CO₂-geschäumten XPS ist mit 0.008 W/(m*K) beachtlich. Falls die Dicke des Dämmstoffs vorgegeben ist, wir durch die Verbesserung der Dämmleistung der zusätzlichen Treibhauseffekt des Treibgases bereits in der ersten Heizperiode kompensiert.

"Bis etwa 1989/1990 wurde XPS-Hartschaum mit dem FCKW-12 als Treibmittel geschäumt. 1990 haben die deutschen Hersteller den FCKW-12 durch HFCKW ersetzt. Durch das Verbot der HFCKW 10 Jahre später mussten auch diese FCKW-Ersatzstoffe als Treibmittel substituiert werden. Bis zu diesem Zeitpunkt wurden bei der Herstellung von XPS-Hartschaum keine HFKW eingesetzt. Ein Teil der Produktion von XPS-Hartschaum insbesondere für den Einsatz im Hochbau erfolgte danach zunächst ganz ohne fluorierte Treibmittel." (Quelle Umweltbundesamtes 2004)

Eine 2002 erlassene österreichische Verordnung (HFKW-FKW-SF6-VO: BGBl.447/2002) sieht ein Verbot für die mengenmäßig wichtigsten HFKW-Anwendungen vor. Seit 01.01.2008 dürfen demnach mit einer Übergangsfrist von 6 Monaten z.B. nur noch XPS-Platten ohne HFKW (Ausnahme: HFKW mit GWP / Treibhauspotential kleiner 300) in Verkehr gebracht werden.

Weitere Additive

Das bedeutendste weitere Additiv sind die Farbstoffe, die jedem XPS eine Hersteller-typische Färbung verpassen.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Zu Gewinnung der Rohstoffe der Kunststoff-Matrix siehe auch Grundstoff Polystyrol.
Die Herstellung von XPS erfolgt aus Polystyrolgranulat, einem Erdölprodukt, das an die verarbeitenden Betriebe geliefert wird. Die ökologischen Folgen der Gewinnung von fossilen Rohstoffen sind im zugehörigen Lexikonbegriff beschrieben.

Der Flammhemmer HBCD ist eine Industriechemikalie deren Hauptrohstoffquelle ebenfalls das Erdöl darstellt. CO₂ wird im industriellen Maßstab als Nebenprodukt der Wasserstoff- oder Ammonium-Produktion gewonnen.

Verfügbarkeit

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

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Rückstände aus der Dämmstoffproduktion (aus Blockbesäumung, Zuschnitten usw.) werden zerkleinert, in einem Extruder aufgeschmolzen, entgast, filtriert und zu Granulat verarbeitet, das wieder im Schäumprozess verwendet werden kann.
Die Wiederverwertung von gebrauchten XPS-Abfällen als Rohstoff für die Dämmstoffherstellung erfolgt nicht.

Radioaktivität

Für Dämmstoffe aus Kunststoffen besteht keine Gefahr der Kontamination mit radioaktiven Stoffen.

Landinanspruchnahme (Landuse)

Die XPS-Produktion ist mit geringem Flächenverbrauch für die Erdölgewinnung und die Raffineriestandorte verbunden, allerdings können die Flächen zerstörter Naturräume durch Tankerunfälle beträchtlich sein.

Prozesskette

Umweltindikatoren / Herstellung

Referenz

Energieaufwand

Der Energieaufwand für die Herstellung von Dämmstoffen aus XPS stammt fast vollständig aus der Herstellung des XPS-Granulates. Die Plattenherstellung mit der Extrusion des Granulates und Konfektionierung der Platten trägt nur einen geringen Teil zum gesamten Energieaufwand bei.

Graue Energie

In Ökobau.dat finden sich Angaben zur Herstellungsenergie von XPS. Die Daten dazu stammen aus der Ökobilanzdatenbank GaBI.

 
Die Rohstoffe erzeugen den größten Teil der Grauen Energie (ca. 90%). Flammschutzmittel, Treibgase und andere Zusatzstoffe, sowie der Herstellungsprozess spielen nur eine untergeordnete Rolle. Die Grauenergiewerte für unterschiedliche Rohdichten unterscheiden sich nur um wenige Prozent.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Dämmstoffe aus XPS werden auf der Baustelle höchstens mechanisch bearbeitet. Dabei entstehen keine relevanten arbeitshygienischen Risiken oder Gefährdungen für die Umwelt.
Eine Ausnahme bildet das Schneiden mit Heißdraht. Dabei kann gesundheitsgefährdendes Styrol als Monomer entstehen. Konzentration und Expositionsdauer sind jedoch i.d.R. sehr gering.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Untersuchungen zeigen, dass unmittelbar nach der Herstellung Ethylbenzol und Styrol aus Polystyrol-Produkten (hier: XPS) in geringen Mengen ausgasen können. Diese Emissionen nehmen jedoch innerhalb weniger Tage stark ab.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

XPS-Dämmstoffe werden heute meist mit CO₂ und einem Zusatztreibmittel geschäumt. Als Zusatztreibmittel kommen Aceton oder Ethanol zum Einsatz. Alle Treibmittel diffundieren während der Nutzungsphase teilweise aus dem XPS aus und können in der Innenraumluft nachgewiesen werden. Im Fall von CO₂ ist der Einfluss der Nutzer jedoch weit größer. Durch die Atmung gibt der Mensch ebenfalls Aceton ab, allerdings sind die Emissionen des XPS für dieses Gas bedeutender als der Mensch, falls das XPS im Innenraum eingesetzt wurde. Auch Ethanol aus dem XPS kann in der Innenraumluft nachgewiesen werden.
Eine Untersuchung über die Langzeit-Bewährung der für Polystyrol-Hartschaumdämmstoffe (hier: XPS) beim Einbau nachgewiesenen Baustoffklasse hat ergeben, dass i.d.R. auch in sehr großen Zeiträumen (mind. 100 Jahre) eine Alterung des enthaltenen Flammschutzmittel (FSM) - Systems nicht erfolgt und kein nennenswertes Auswandern (Migration) der üblichen Flammschutzmittel zu erwarten sind.
siehe auch Polystyrol

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Gefährdungen für Wasser, Luft und Boden aus eingebauten HFKW-freien XPS-Dämmstoffen sind nach heutigem Kenntnisstand nicht zu erwarten.

Bei HFKW-134a-getriebenen XPS entweichen ca. 25% des Zellgases im Produktionsjahr. Danach ist bei einer Plattenstärke von 100mm mit einer jährlichen Emissionsrate von ca. 0,66% zu rechnen.
Bei HFKW-152a-geschäumten XPS entweichen die Zellgase – nach unterschiedlichen Quellen – innerhalb weniger Wochen oder innerhalb der ersten 2 Jahre vollständig [Umweltbundesamt 2004].

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Dämmstoffe aus XPS enthalten Flammschutzmittel aus bromierten Verbindungen. Dadurch kann es im Brandfall neben den üblichen Verbrennungsgasen zur Entstehung giftiger Brandgase kommen, die hochgiftige Dioxine und Furane bilden können. Zudem entsteht dichter Rauch, der die Orientierung erschwert.