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Nachhaltigkeit von Dämmstoffen im Prüfstand
Dämmstoff-Spiders für den raschen Durchblick
 
Über die Nachhaltigkeit von Dämmstoffen sind schon viele Forschungsarbeiten und Gutachten geschrieben worden. In der Praxis erweisen sie sich für Bauträgerschaft, Planer und Planerinnen oft als ungenügende Ent-scheidungshilfen. Deshalb wurden mit einem externen und unabhängigen Experten so genannte «Dämmstoff-Spiders» entwickelt, auf deren Achsen die wichtigsten Nachhaltigkeitsaspekte vis-u--ell einfach erfasst werden können. Die Spinnen-Achsen bilden ökologische, wirt-schaftliche und ver-ar-beitungs-relevante Aspekte ab. Stär-ken und Schwächen sind einfach erkennbar und lassen sich sofort -interpretieren. Ein Objektivierungs-versuch, der vielleicht überrascht – oder gar provoziert?

Hinter den Merkmalen «Ressourcenschonung», «Umweltschonung bei der Herstellung» und «Klimafreundlichkeit» verbergen sich Stoff- und Energiebilanzen. Die «Ressourcenschonung» bildet den kumulierten Energieaufwand an nicht erneuerbaren Energieträgern ab (fossil, nuklear), die knapp sind und deren Nutzung mit erheblichen nachteiligen Umweltauswirkungen verbunden ist. Hinter «Umweltschonung bei der Herstellung» steht die Bewertungsmethode der ökologischen Knappheit. Die Methode umfasst mehrere Dutzend Schadstoffparameter in Luft, Wasser und Boden, die zu einer einzigen Zahl aggregiert werden (Umweltbelastungspunkte UBP). Die «Klima-freundlichkeit» wird als Treibhauswirksamkeit in kg CO2-Äquivalenten dargestellt. Die Zahl repräsentiert im Wesentlichen den Bedarf an fossilen Energieträgern ohne Wasser-, Wind- und Kernenergie. Die Skalierung erfolgt bei allen drei Achsen nach einheitlichem Prinzip. Dem niedrigsten Wert wird die Note 6 zugeordnet, die anderen werden umgekehrt proportional auf der Achse dargestellt.

Auf der Achse «Preisvorteil» werden die gesamten Investitionskosten bewertet. Die Gesundheit des Arbeiters und die bautechnische Sicherheit sind Gegenstand der Achse «Verarbeitungssicherheit». Die «Schadstofffreiheit» bewertet das toxikologische und umweltbelastende Potenzial. Bei den Schadstoffen handelt es sich um Bestandteile in Dämmstoffen, die nicht chemisch gebunden sind, um Brandschutzadditive, Katalysatoren, Stabilisatoren und Treibgase in Kunststoffschaumprodukten. Mineralische Dämmstoffe sowie die im Rahmen der Spiders analysierten Hanf- und Weichfaserplatten enthalten keine kennzeichnungspflichtigen Zusatzstoffe. Auf der Achse «Schadstofffreiheit» wird das toxikologische und umweltbelastende Potential von Bestandteilen abgebildet, unabhängig davon, ob und welche Mengen davon während der Nutzungs- und Entsorgungsphase effektiv in die Umwelt gelangen können. Das Potenzial berechnet sich aus einem offiziellen Gewichtungsmodell für R-Sätze und der vorhandenen Menge pro Flächeneinheit.

Wiederverwertung ist prioritär
Die Entsorgungsmerkmale bieten die grösste Herausforderung beim Anspruch, die komplexen Zusammenhänge einfach auf dem Spider darstellen zu können. Zum einen ist die Rcyclierbarkeit nicht objektiv messbar. Zum anderen muss auch die Option Verbrennung/Deponie beurteilt werden, da bei allen Anwendungsbereichen davon auszugehen ist, dass die Konstruktionen erst im Schadenfall zurückgebaut werden. Dies kann bedeuten, dass zumindest die wasseraufnahmefähigen Produkte nass, verrottet und verfault sind und kaum mehr recycliert werden können. Deshalb werden auf der Spiderachse Recyclierbarkeit und Entsorgung beurteilt. Eine gute Recyclierbarkeit wird jedoch doppelt so stark gewichtet wie eine problemlose Entsorgung (ohne problematische Rückstände in der KVA). Unter Recycling ist eine stoffliche Verwertung im engeren Sinne zu verstehen. Das nicht mehr verwendbare Produkt soll einer gleichwertigen Funktion zugeführt werden. Ausser für PU und PF als nicht thermoplastische Kunststoffe ist diese Voraussetzung theoretisch für alle Dämmmaterialien gegeben.

Methodisch korrekt können nur Dämm stoffe innerhalb desselben Anwendungsbereichs verglichen werden, da die gleichen Dämmstofftypen in verschiedenen Anwendungsbereichen unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen (Rohdichte, Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit). Die Systeme sind dämmleistungsnormiert. Ausser bei der Perimeterdämmung ist man von einem
U-Wert von 0,15 W/mᄇ·K ausgegangen. Die Vergleiche werden zwischen Systemen (Dämmstoffe inklusive Hilfskonstruktionen) durchgeführt, die denselben U-Wert inklusive Wärmebrücken (Unterkonstruktionen bei den hinterlüfteten Fassaden) aufweisen. Bei derart niedrigen U-Werten benötigt man für gewisse Dämmstoffe Dämmstärken bis zu 30 cm. Solche Konstruktionen sind, namentlich bei der hinterlüfteten Fassade und bei der verputzten Aussenwärmedämmung, nicht üblich und statisch sowie bauphysikalisch teilweise noch wenig erprobt. Bei den hinterlüfteten Fassaden sind Weichfaser, Hanffaser und Schaumglas als «Alternativen» zu den -gebräuchlichen Produkten beigezogen worden. Beim Flachdach und der Peri-meterdämmung sind keine beson-deren Alternativen verfügbar oder bauphysikalisch einigermassen erprobt.

Flachdach – Vorteile für die Kunststoffdämmstoffe
Beim Flachdach geht man von einem begehbaren Dach mit einem Dämmwert von U=0,15 aus. Die Spinnen im Flachdach sind eindeutig geprägt durch die unterschiedlichen Flächengewichte. Auf den drei Achsen, welche die Stoff- und Energie-bilanzen abbilden, schneiden die Kunststoffe deutlich besser ab als die schweren Steinwollplatten und das Schaumglas. Aufgrund der höheren Rohdichte ist der CO2-geschäumte XPS deutlich ressourcenintensiver und umweltbelastender als EPS. Dasselbe gilt für Polyurethan. Die Investitions-kosten werden beim Flachdach von den Materialkosten bestimmt. Foamglas ist rund viermal teurer als die Kunststoffvarianten. Bei der Verarbeitungssicherheit schneidet die XPS-Platte am besten ab. Bei Steinwolle bestehen arbeitshygienische Risiken durch die lungengängigen Fasern.

Bei den Schadstoffen prägt XPS das untere Ende der Skala. XPS enthält die gleichen, jedoch rund dreimal mehr Flammschutzadditive als EPS. Die Trennbarkeit im Hinblick auf eine Recyclierbarkeit ist beim Kompaktdach nicht gegeben, bei den anderen ist sie optimal. Die Steinwolle ist sowohl recyclierbar wie auch problemlos zu entsorgen. Die EPS-Typen sind zwar optimal in der Recyclierbarkeit, erfüllen jedoch das Entsorgungskriterium nicht, weil sie mit dem Element Brom einen problematischen Rückstand bei der Verbrennung verursachen. PU und XPS sind nicht recyclierbar im Sinne der Interpretation.

Hinterlüftete Fassade – 19 bis 30cm für gleiche Dämmleistung
Die Vergleiche basieren auf einer Dämm-leistung von U=0,15. Befestigungen und Unterkonstruktionen sind inbegriffen. Bei den drei Achsen, die die Stoff- und Energiebilanzen abbilden, liegen die Kunststoffe, die Mineralwollen und die organischen Dämmstoffe, die mit dem Dübelsystem befestigt sind, relativ nahe beieinander. Die Konsolenvarianten sind bei der Hanffaser und bei der Steinwolle deutlich ressourcenintensiver als die Dübelvarianten.

Aus der Sicht der Ressourceneinsparung und Umweltbelastung müsste folgerichtig vor allem bei grossen Dämmstärken immer das Dübel-System verwendet werden. EPS-15-Graphit, Holzweichfaser- und Hanffaserplatten sind in Bezug auf die drei herstellungsspezifischen Merkmale am wenigsten umweltbelastend. Die Unterschiede bei der Klimafreundlichkeit hängen in der Regel mit mehr oder weniger Anteilen an schweizerischem Strom zusammen. Dieser ist vergleichsweise CO2-arm, da er sich aus grösseren Anteilen an Wasserkraft und Atomstrom zusammensetzt. Dieser Effekt erklärt die Unterschiede von Glaswolle und Steinwolle. Die Rohstoffe für die Glaswolle werden mit elektrischer Energie eingeschmolzen, während der entsprechende Prozess bei der Steinwolle im Kupolofen mit Koks erfolgt. Die Verarbeitungs-kosten sind für die Systeme mit Dübeln deutlich geringer als für die Konsolen-varianten.

Mit dem Anwendungsspektrum werden bei der hinterlüfteten Fassade die Einschränkungen durch Brandschutzmassnahmen bewertet. Während alle mineralischen Dämmstoffe bis Hochhaushöhe (sieben Geschosse) ohne Einschränkung verwendet werden können, sind die brennbaren und schwer brennbaren Dämmstoffe in der Anwendung ab vier Geschossen eingeschränkt. Die Trennbarkeit bei den Entsorgungsmerkmalen ist bei allen nicht geklebten Konstruktionen gegeben. Stein- und Glaswolle sind sowohl recyclierbar, als auch problemlos zu entsorgen.

Verputzte Aussenwärmedämmung – vieles spricht für EPS
Die Spinnenprofile der verputzten Aussenwärmedämmung bei einem U-Wert von 0,15 sind insgesamt gekennzeichnet durch signifikante Vorteile der EPS-Varianten. Nur bei der Entsorgung und bei der Schadstofffreiheit schneidet die Steinwolle besser ab. Wiederum sind die unterschiedlichen Flächengewichte ausschlaggebend. Dies schlägt sich auch in den Investitionskosten nieder.

Die Bewertung der Flammschutzmittel im EPS ist gegenüber den schadstofffreien Varianten (Steinwolle) auf der Spider-Achse erkennbar. Die Trennbarkeit bei den Entsorgungsmerkmalen ist bei allen verputzten Wärmedämmungen erschwert. Die EPS-Varianten erfüllen die Kriterien der problemlosen Entsorgung nicht (Rückstände in der Kehrichtverbrennung). Steinwolle ist am ehesten recyclierbar, nicht zuletzt auch deshalb, weil Mörtelanhaftungen das Recyclieren nicht erschweren. Die PF-Verbundplatte lässt sich im Sinne der hier festgelegten Kriterien nicht recy-clieren, da es sich um einen duroplastischen Kunststoff handelt.

Perimeterdämmung – ressourcenschonend oder schadstofffrei
Bei der Perimeterdämmung erhält EPS ausser bei der Schadstofffreiheit überall die besten Noten. Schaumglas ist rund doppelt so umweltbelastend wie die beiden anderen Varianten. Foamglas ist deutlich teurer als intensiv geschäumtes EPS und XPS. Bei der Verarbeitungssicherheit unterscheiden sich die Materialvarianten nur in Bezug auf das Plattengewicht.

Die Spinnenachse «Schadstofffreiheit» ist nach dem XPS skaliert, das das grösste Schadstoffpotenzial aufweist. Das Schaumglas ist schadstofffrei im Sinne der Definition und ist deshalb auf dieser Achse an der Spitze der Rangliste. Die Trennbarkeit bei den Entsorgungsmerkmalen ist bei der Perimeterdämmung erschwert, wenn gar verunmöglicht. Bei den Polystyrolvarianten gibt es zusätzlich Abzüge für die Verbrennung in der KVA (Rückstände) sowie beim XPS für die fehlende Recyclierbarkeit.  
 
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Text Ueli Kasser
Bild Ueli Kasser, Büro für Umweltchemie
 
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