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PUR Hartschaum - Ökobilanz

Wärmedämmstoffe

Herstellung aus Erdöl durch Polyaddition von zweiwertigen Alkoholen und Isocyanaten. Als Treibmittel wird in Deutschland hauptsächlich n-Pentan eingesetzt.
Eigenschaften: druckfest, fäulnis- und verrottungsresistent, geruchsneutral, Brandklasse B2/B1

Herstellung

Energieverbrauch (Graue Energie)
Polystyrol EPS
105 MJ/kg
Schaumglas
21,5 MJ/kg
Polyurethan
102 MJ/kg
Polystyrol XPS
109 MJ/kg
Schadstoffe
- hohe CO2-Emissionen, große Versäuerung
Ausgangsstoffe
- Basismaterial: ca. 40 % Polyole, ca. 40 % Isocyanate (MDI),
- Treibmittel: ca. 10-15 % Pentan oder CO2, für Spezialanwendungen auch HFKW
- Flammschutzmittel: ca. 10% halogenierte Phosphorsäureester (TCPP und TCEP)
PIR: < 5% halogenierte Phosphorsäureester (TCPP)
- ggf. Deckschichten: z.B. Glasvlies, Alufolie, Bitumenbahn o.ä. sowie Spanplatte, Gipskartonplatte, Stahl- oder Alublech o.ä.
Verfügbarkeit der Rohstoffe
- begrenzt (Erdölprodukte), ausreichend (nachwachsende Rohstoffe)

Nutzung

Schadstoffe bei der Verarbeitung am Bau
- Grenzwerte und Einstufungen für Feinstaub: MAK: 6 mg/m³
Schadstoffbelastung im eingebauten Zustand
- zu →Isocyanaten liegen keine Gefahrstoffmessungen vor
- bei →Flammschutzmittel TCPP kanzerogene Wirkungen vermutet

Rückbau

Entsorgung
- Verbrennung in Abfallverbrennungsanlagen (PU erfüllt dabei das Kriterium der rückstandsfreien Verbrennung)
Verwertung
- Wiederverwertung nur bei Produktionsresten praktiziert, sonstige stoffliche Verwertung derzeit ökologisch u. ökonomisch nicht vertretbar
Rückbauaufwand
- gering bei losem Einbau, hoch bei Verklebung

Zusammenfassung

Polyurethan-Hartschaumprodukte sind geruchlose, gelbliche Platten, Blöcke, Zuschnitte oder Formteile, die sich durch hohe Druckfestigkeit und hervorragende Wärmedämmeigenschaften auszeichnen. Ca. 40 % der PUR-Dämmstoffproduktion gehen in die Herstellung von Sandwichelementen für Industriebauten.
Nachhaltigkeit:
Rohstoffe für PUR sind Erdöl, z.T. auch z.B. Zuckerrüben, Mais, Kartoffeln (für Alkohole). Zur Fertigung eines Kubikmeters PUR-Hartschaum (Rohdichte 30 kg/m³) werden ca. 70 Liter Erdöl benötigt. Die Herstellung von PUR-Hartschaum ist technisch ausgereift und verläuft nach dem seit langem großtechnisch angewandten Polyadditionsverfahren. Hauptkomponenten sind Polyol und Polyisocyanat. Beide Komponenten weisen einen sehr niedrigen Dampfdruck auf. Nach Herstellerangaben wird der MAK-Wert von 0,005 ppm für →Isocyanate während des Reaktionsprozesses eingehalten. Gleichwohl besteht die Gefahr, dass chemische Reaktionen im Rahmen großtechnischer Verfahren quantitativ nicht zu 100 % ablaufen und sich unter ungünstigen Bedingungen die Ausgangsstoffe aus dem Endprodukt zurückbilden. Eine wesentliche Innovation der PUR-Chemie ist der Übergang zu PIR-(Polyisocyanurat-)Schäumen. Beim PIR-Schaumstoff können halogenierte Flammschutzmittel deutlich vermindert oder evtl. durch halogenfreie Produkte ganz ersetzt werden.
In Veröffentlichungen zur Schadstoffbelastung der Innenraumluft finden sich keine Angaben zu Polyisocyanaten. Möglicherweise ist dies darauf zurückzuführen, dass der analytische Aufwand für das sichere Messen von Polyisocyanaten im Bereich minimaler Konzentrationen vergleichsweise groß ist.
Als Treibmittel wird in Deutschland heute bei 95% der PU-Hartschaumproduktion das mit Ausnahme seines Ozonbildungspotentiales unkritische n-Pentan eingesetzt. Dies betrifft nicht PUR der WLG 020. Der sehr geringe λ-Wert läßt sich z.Zt. nur mit Treibmitteln auf Basis klimaschädigender HFKW erreichen. Solche HFKW-geschäumten PIR/PUR- Dämmstoffe dürften aber nur noch marginale Bedeutung haben, da seit kurzem bereits HFKW-freie PIR/PUR-Dämmplatten ab WLG 023 für nahezu alle relevanten Anwendungsbereiche erhältlich sind (Stand 5/2010). Hersteller u.a.: Bauder, Linitherm, Steinothan.
Als →Flammschutzmittel wird Tris(chlorpropyl)phosphat verwendet. TCPP hat eine hohe Umweltpersistenz und wirkt möglicherweise kanzerogen. Sicherheitshalber sollten zu Aufenthaltsbereichen hin dampfsperrende Schichten vorgesehen werden. Im Brandfall entstehen (ob mit oder ohne FCKW, HFCKW, TCPP) giftige Rauchgase, die sich jedoch nicht signifikant von den Verbrennungsgasen anderer Dämmstoffe unterscheiden. Als Entsorgungsweg kommt für PUR ausschließlich die kontrollierte Verbrennung in Abfallverbrennungsanlagen infrage, weil nur so sichergestellt ist, dass eventuell vorhandene FCKW oder HFCKW unschädlich vernichtet werden bzw. nicht in die Atmosphäre gelangen.
Fazit:
Mit einem λ-Wert von 0,023 W/mK erweist sich PUR/PIR-Hartschaum als technisch besonders gut geeigneter Dämmstoff für schlanke, hochwärmegedämmte Konstruktionen. Bedenklich sind jedoch kritische Basischemikalien in der Herstellungskette. Mit isocyanurat-modifiziertem PIR-Schaum kann das ökologische Profil verbessert werden. Aufgrund des hohen Primärenergieeinsatzes sollte der Einsatz von PUR auf Bereiche beschränkt bleiben, in denen eine sehr hohe Wärmedämmleistung bei geringen Dämmstoffdicken gefordert ist.
Damit bei PUR-Dämmstoffen die klimaschädigenden Treibgase sicher vernichtet werden, ist als Entsorgungsweg nur die geregelte Verbrennung möglich.

Quellen

- www.wecobis.de
- www.baubook.at/kahkp/
- Leisewitz, A., Kruse, H., Schramm, E.: Erarbeitung von Bewertungsgrundlagen zur Substitution umweltrelevanter Flammschutzmittel; Forschungsbericht 297 44 542. Umweltbundesamt, Berlin 2000
- Kasser, Ueli (Büro für Umweltchemie, Zürich): Dämmstoff-Spider, Zürich 2009 (www.dämmstoff-spider.ch)
- Giersig, M., Wittbecker, F.-W.: PUR-Dämmstoffe im Bauwesen. Ökologisch-toxikologische Gesichtspunkte. gi Gesundheits-Ingenieur 119 (1998) Heft 4, S. 196-200

Die vorliegenden Datenblätter wurden mit freundlicher Genehmigung des Blok Verlag dem Buch "Nachhaltiges Bauen in der Praxis" entnommen.

Verfasser der Baustoff-Datenblätter:
Bernhard Kolb, seit über 30 Jahren tätig im Bereich energieeffizientes und nachhaltiges Bauen. Zahlreiche Veröffentlichungen zum Thema.

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