- Lebenszyklus
Fachinformationen
Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Produktgruppeninformation |
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BegriffsdefinitionPolyurethan-Hartschaum PUR ist ein harter Dämmstoff mit überwiegend geschlossenzelliger Struktur, der durch Aufschäumen eines Reaktionsgemisches aus Polyolen und Isocyanaten (MDI: Diphenylmethandiisocyanat) hergestellt wird. PUR gehört unter den synthetischen organischen Dämmstoffen zur Gruppe der Schaumkunststoffe. Der Dämmstoff wird in der Regel mit einer Kaschierung bestehend aus Mineralvlies oder Aluminiumfolie versehen oder im Verbund mit Stahl- oder Aluminiumblechen (Sandwichelemente) geliefert. In den letzten Jahren zeigt sich ein Übergang von PUR-Schaum zu sog. PIR(Polyisocyanurat)-modifziertem PUR-Schaum mit höherem Isocyanat-Anteil. | |
Wesentliche BestandteilePUR/PIR-Hartschäume bestehen im Wesentlichen aus Polyolen, MDI (Diphenylmethandiisocyanat), Treibmittel (meistens Pentan), einem phosphorhaltigen Flammschutzmittel (in der Regel TCPP oder TEP) und einer Kaschierung aus Mineralvlies oder Aluminiumfolie. | |
CharakteristikUnter den Kunststoffschäumen sind Produkte aus PUR/PIR-Hartschaum meist jene mit den geringsten Wärmeleitzahlen. Die Wärmeleitfähigkeit liegt in der Regel zwischen 0,020 bis 0,030 W/mK. Eine Wärmeleitfähigkeit unter 0,024 W/mK wird teilweise durch die Verwendung von speziellen teilhalogenierten Treibgasen erzielt.. | |
Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und GesundheitsrelevanzFlammschutzmittelVor dem Jahre 2000 wurde in Polyurethanschäumen häufig TCEP als Flammschutzmittel eingesetzt. Danach erfolgte in Europa zunehmend eine Umstellung auf das Flammschutzmittel TCPP. TCEP ist als SVHC nach REACH eingestuft und wird in Hartschäumen kaum noch verwendet. Polyurethan-Dämmstoffe mit dem pure life-Siegel der ÜGPU e.V. (Überwachungsgemeinschaft Polyurethan-Hartschaum e.V.) enthalten neben weiteren Anforderungen z.B. kein TCEP als Flammschutzmittel. TreibmittelAls Treibmittel wird in Deutschland vorwiegend der halogenfreie Kohlenwasserstoff Pentan eingesetzt. Der Marktanteil dieser Produkte liegt etwa bei 95%. Seit 2002 werden neben Pentan auch die fluorierten Treibmittel HFKW-365mfc, HFKW-227ea sowie HFKW-245fa eingesetzt. Während die Herstellung von PUR-Schäumen mit Treibmittelemissionen verbunden ist, sind Emissionen aus dem fertigen Produkt während der Nutzungsphase vergleichsweise gering. Die heute eingesetzten teilfluorierten Kohlenwasserstoffe haben im Vergleich zu früher ein deutlich reduziertes Treibhauspotenzial. Jedoch ist ihr Treibhauspotenzial immer noch größer als jenes von Kohlenstoffdioxid. Pentan hingegen ist kein Treibhausgas. | |
LieferzustandPlatten (d = 20 – 300mm) mit oder ohne Deckschichten aus Mineralvlies oder Aluminiumfolie. | |
Anwendungsbereiche (Besonderheiten)Neben der Anwendung im Hochbau für die Dämmung von Wänden, Dächer und Böden wird Polyurethan-Hartschaum auch in der Haustechnik für die Dämmung von Heizungs- und Warmwasserrohren eingesetzt. genaue Erläuterung → Anwendungsbereiche Dämmstoffe | |
U. Kasser, D. Savi, M. Klingler, Dämmstoff Spider, Ausgabe 2014, Swisspor AG IVPU, Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V., Werkmäßig hergestellte Polyurethan-Dämmstoffe, Umweltproduktdeklaration, Institut Bauen und Umwelt (IBU), 2015 K. Becken et. al, Fluorierte Treibhausgase vermeiden, Wege zum Ausstieg, Umweltbundesamt, 2010 A. Leisewitz et. al, Erarbeitung von Bewertungsgrundlagen zur Substitution umweltrelevanter Flammschutzmittel, Umweltbundesamt, 2000 European Union Risk Assessment Report, TRIS (2-CHLOROETHYL) PHOSPHATE, TCEP, 2009
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Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen |
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Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Planungs- und Ausschreibungshilfen |
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Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Umweltdeklarationen |
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Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Bewertungssystem |
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Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB)Referenz | |
BNB-Kriterium BN_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Neubau)Referenz | |
BNB-Kriterium BK_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Komplettmodernisierung)Referenz | |
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BNB-Kriterium BN_3.1.3 - InnenraumhygieneReferenz | |
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BNB-Kriterium BN_4.1.4 - Rückbau, Trennung, VerwertungReferenz | |
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QuellenReferenz |
Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Technisches |
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Technische DatenRohdichte ρ [kg/m3]von 30 bis 43 Druckfestigkeit fc [N/mm²]von 0,1 bis 0,2 Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m*K)]von 0,020 bis 0,030 Wärmespeicherkapazität c [J/(kg*K)]von 1.100 bis 1.700 Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μvon 40 bis 200 | |
Baustoffklasse nach DIN 4102-1B2 Euroklasse nach DIN EN 13501-1E | |
Referenz | |
Technische Regeln (DIN, EN)DIN EN 13165 Wärmedämmstoffe für Gebäude - Werkmäßig hergestellte Produkte aus Polyurethan-Hartschaum | |
QuellenProduktdatenblätter diverser Hersteller |
Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Literaturtipps |
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Pfundstein, M; Gellert, R.; Spitzner, M.H.; Rudolphi, A.; Detail Praxis / Dämmstoffe – Grundlagen, Materialien, Anwendungen; 2007;Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG; München Zwiener, G.; Mötzl, H.; Ökologisches Baustoff-Lexikon; 2006; C.F. Müller Verlag; Heidelberg K. Becken et. al, Fluorierte Treibhausgase vermeiden, Wege zum Ausstieg, Umweltbundesamt, 2010 KATALYSE Institut für angewandte Umweltforschung; Informationsbroschüre „Umweltverträglichkeit von Gebäudedämmstoffen“;06/2003; Ministerium für Umwelt, Natur und Forsten des Landes Schleswig-Holstein, Kiel IVPU, Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V., PU-Dämmplatten, Umweltproduktdeklaration, Institut Bauen und Umwelt (IBU), 2015 A. Leisewitz et. al, Erarbeitung von Bewertungsgrundlagen zur Substitution umweltrelevanter Flammschutzmittel, Umweltbundesamt, 2000 European Union Risk Assessment Report, TRIS (2-CHLOROETHYL) PHOSPHATE, TCEP, 2009
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Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Rohstoffe / Ausgangsstoffe |
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Hauptbestandteilesiehe auch Polyurethan
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Umwelt- und GesundheitsrelevanzGewinnung der Primärrohstoffesiehe auch Polyurethan VerfügbarkeitMit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von fossilen Rohstoffe in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwand verbunden wäre. Verwendung von Recyclingmaterialien / ProduktionsabfällenSauberer PUR/PIR-Hartschaumabfall kann im Glycolyseverfahren in ein flüssiges Regenerat, das Glycolysepolyol, umgewandelt werden. Dieses Glycolysepolyol kann einen Teil der für die Herstellung neuer Polyurethan benötigten Rohstoffe ersetzen. Da für das Glycolyseverfahren allerdings die Rezeptur, d.h. die Art und Zusammensetzung des Rohstoffs bekannt sein muss, eignet sich das Verfahren nur für die Verwertung von Produktionsabfällen. RadioaktivitätRadioaktivität ist für Polyurethan-Hartschaum nicht relevant. | ||||||||||
QuellenVPU, Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V., Werkmäßig hergestellte Polyurethan-Dämmstoffe, Umweltproduktdeklaration, Institut Bauen und Umwelt (IBU), 2013 K. Becken et. al, Fluorierte Treibhausgase vermeiden, Wege zum Ausstieg, Umweltbundesamt, 2010 |
Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Herstellung |
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Prozesskette
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HerstellungsprozessPolyurethan-Hartschaum PUR wird nach dem Polyisocyanat-Polyadditionsverfahren hergestellt. Dabei werden die flüssigen Ausgangskomponenten (Polyisocyanate und Polyole) unter Hinzufügen von Katalysatoren und Treibmitteln gemischt. Direkt nach dem Mischen setzt eine chemische Reaktion ein, in deren Verlauf das Treibmittel verdampft. Dabei schäumt das Gemisch auf. Es entsteht ein Hartschaum mit einer Vielzahl kleinster geschlossener Zellen, die das verdampfte Treibmittel umschließen. In den letzten Jahren zeigt sich eine Entwicklung vom PUR-Schaum zu sog. PiR(Polyisocyanurat)-modifiziertem PUR-Schaum mit höherem Isocyanat-Anteil und Polyester-Polyolen. | ||||||||
Umweltindikatoren / HerstellungReferenz EnergieaufwandDie zur Verarbeitung notwendige Energie ist im Verhältnis zur Energie die in den Rohstoffen gebunden ist verhältnismäßig gering. Graue Energie
*) Daten von Ökobau.dat umgerechnet pro Kilogramm Die Rohstoffe verursachen den größten Teil der Grauen Energie (ca. 90%). Flammschutzmittel, Treibgase und andere Zusatzstoffe, sowie der Herstellungsprozess spielen nur eine untergeordnete Rolle. Der Einfluss der Kaschierung (Aluminiumfolie oder Mineralvlies) ist abhängig von der Plattendicke. Die Graue Energie von alukaschierten Platten ist bei gleicher Rohdichte und Plattendicke höher als jene von mineralvlies- oder unkaschierten Platten. | ||||||||
Charakteristische Emissionensiehe auch Polyurethan Die Herstellung von PUR-Schäumen ist prozessbedingt mit Treibmittelemissionen verbunden, während in der Nutzungsphase die laufenden Jahresemissionen aus dem fertigen Produkt vergleichsweise gering sind. Beim Einsatz HFKW-365mfc/HFKW-245fa-haltiger Treibmittel kommt es z.B. zur Freisetzung von ca. 15% der eingesetzten Treibgase. | ||||||||
Maßnahmen GesundheitsschutzDas als Treibmittel eingesetzte Pentan ist ein hoch-entzündlicher Kohlenwasserstoff. Seine Dämpfe sind hoch-entzündlich; in Verbindung mit Luft entstehen explosionsfähige Gemische. Eine Gesundheitsgefährdung besteht beim Einatmen der Dämpfe in hohen Konzentrationen. Die Verwendung von Pentan erfordert daher erhöhte Sicherheitsmaßnahmen und explosionsgeschützte Verarbeitungsanlagen. Das bei der Dämmstoffherstellung eingesetzte Diphenylmethan-Diisocyanat (MDI) verursacht Haut- und schwere Augenreizungen (H315 & H319), kann allergische Hautreaktionen verursachen (H317), ist gesundheitsschädlich bei Einatmen (H332), kann bei Einatmen Allergie, asthmaartige Symptome oder Atembeschwerden verursachen (H334), die Atemwege reizen (H335), vermutlich Krebs erzeugen (H351) und die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition (H373). Somit sind umfangreiche Arbeitsschutzmaßnahmen notwendig. Neben Vorsichtsmaßnahmen gegen die akuten Gefährdungen von Isocyanaten sollten Allergiker und Asthmatiker sowie bereits gegen Isocyanate sensibilisierte Mitarbeiter nicht zu Arbeiten mit Isocyanaten oder deren Zubereitungen herangezogen werden. Erkrankungen durch Isocyanate sind meldepflichtige Berufskrankheiten. → siehe auch Stoff-/Produktgruppen GISBAU Für die Gefährdungsbeurteilung und daraus abzuleitende Schutzmaßnahmen für Arbeiten mit Isocyanaten liegt die TRGS 430 vor. Arbeitsplatzgrenzwerte liegen nur für monomere Isocyanate vor. Bei der Herstellung von PUR-Klebstoffen treten jedoch auch polymere Isocyanate auf. Die TRGS 430 beschreibt deshalb Verfahren zur Bewertung einer möglichen Gefährdung durch die gesamte Isocyanatexposition. Die Gefährdungsbeurteilung muss vom Arbeitgeber durchgeführt, schriftlich dokumentiert und bei maßgeblichen Veränderungen aktualisiert werden. Die TRGS 430 legt für die Herstellung von Isocyanaten technische Schutzmaßnahmen fest. | ||||||||
TransportDas Vorprodukt Phosgen unterliegt Transportbeschränkungen gemäß ADR, wird allerdings kaum transportiert, sondern gleich vor Ort produziert und weiterverarbeitet. Das Vorprodukt Ethylenoxid und das Zwischenprodukt Isocyanat unterliegen Transportbeschränkungen gemäß ADR. | ||||||||
QuellenIVPU, Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V., PU-Dämmplatten, Umweltproduktdeklaration, Institut Bauen und Umwelt (IBU), 2015 K. Becken et. al, Fluorierte Treibhausgase vermeiden, Wege zum Ausstieg, Umweltbundesamt, 2010 H-Sätze: European Chemicals Agency, C&L Inventory Database, echa.europa.eu/web/guest/information-on-chemicals/cl-inventory-database Transport: Anlage zur Bekanntmachung der Neufassung der Anlagen A und B des Europäischen Übereinkommens vom 30. September 1957 über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße (ADR) (in der ab dem 1. Januar 2011 geltenden Fassung) |
Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Verarbeitung |
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Technische Hinweise / VerarbeitungsempfehlungenPUR/PIR kann an der Baustelle mit normalen Schneidwerkzeugen einfach zugeschnitten werden. Eine Verlegung mit Heißbitumen- oder Kaltkleber ist möglich. | |
Arbeitshygienische RisikenAllgemeinesDämmstoffe aus PUR/PIR-Hartschaum werden auf der Baustelle höchstens mechanisch bearbeitet. Dabei entstehen keine relevanten arbeitshygienischen Risiken oder Gefährdungen für die Umwelt. → auch GISBAU Produktgruppen-Information Polyurethan-Hartschaumplatten AGW-WerteDie TRGS 430 für die Gefährdungsbeurteilung und daraus abzuleitende Schutzmaßnahmen für Arbeiten mit Isocyanaten gilt nicht für den Einbau von PUR-Hartschaumplatten. Die Verarbeitung auf der Baustelle führt nicht zu nennenswerten Isocyanat-Emissionen. REACH / CLPReferenz | |
Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Nutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken NeuzustandSchadstoffabgabe / Emissionen in den InnenraumBelastungen der Innenraumluft durch eingebaute PUR-Dämmstoffe sind nach heutigem Kenntnisstand nicht zu erwarten. Emissionsmessungen in der Prüfkammer analog einschlägiger Prüfnormen (DIN EN 717-1 und DIN (EN) ISO 16000-6, 9 und 11) ergaben, dass flüchtige organische Stoffe (VVOC, VOC) in Form des Kohlenwasserstoffs Pentan in geringen Mengen freigesetzt werden. | |
Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer NutzungSchadstoffabgabe / Emissionen in den InnenraumGemäß Umweltproduktdeklaration werden die Anforderungen des allgemeinen Ausschusses für die gesundheitliche Bewertung von Baustoffen (AgBB) erfüllt. Emissionsmessungen in der Prüfkammer analog einschlägiger Prüfnormen (DIN EN 717-1 und DIN (EN) ISO 16000-6, 9 und 11) ergaben, dass flüchtige organische Stoffe (VVOC, VOC) in Form des Kohlenwasserstoffs Pentan in geringen Mengen freigesetzt werden. Flüchtige Isocyanate sind in Polyurethan-Hartschaum nicht enthalten. Schadstoffabgabe / Emissionen in den AußenraumGefährdungen für Wasser, Luft und Boden aus eingebauten HFKW-freien PUR/PIR-Dämmstoffen sind nach heutigem Kenntnisstand nicht zu erwarten. | |
Umwelt- und Gesundheitsrisiken im SchadensfallBrandfallsiehe auch Polyurethan Im Brandfall zersetzt sich PUR/PIR, ohne das brennende Partikel abtropfen. Es entstehen neben rußartigen Spaltprodukten Wasserdampf, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid sowie Stickoxide und Spuren von Cyanwasserstoff. Aufgrund des Stickstoffanteils im Polyurethan und aufgrund der enthaltenen Flammschutzmittel bilden sich giftige Brandgase. WassereinwirkungBei Wassereinwirkung können lösliche Additive freigesetzt werden. | |
Beständigkeit NutzungszustandUnter 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“. | |
QuellenVPU, Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V., Werkmäßig hergestellte Polyurethan-Dämmstoffe, Umweltproduktdeklaration, Institut Bauen und Umwelt (IBU), 2013 K. Becken et. al, Fluorierte Treibhausgase vermeiden, Wege zum Ausstieg, Umweltbundesamt, 2010 |
Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)Nachnutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiko RückbauBeim Rückbau von alten FCKW-haltigen PUR-Dämmstoffen muss auf einen möglichst zerstörungsfreien Rückbau geachtet werden, da von FCKW ein sehr hohes Ozonabbau- und Treibhauspotenzial ausgeht. Die PUR-Dämmstoffe müssen in der Müllverbrennung entsorgt werden. Beim Rückbau von PUR-Dämmstoffen ohne FCKW sind keine besonderen Massnahmen erforderlich. | ||||||
WiederverwendungBei zerstörungsfreiem Ausbau ist eine Wiederverwendung gebrauchter unverschmutzter Dämmstoffe aus PUR/PIR als Dämmstoff theoretisch möglich, sofern sie keine FCKW enthalten. | ||||||
Stoffliche Verwertungsiehe auch Polyurethan Im Glycolyseverfahren können PUR/PIR-Hartschaumabfälle bei ca. 200 °C in flüssiges Glycolysepolyol umgewandelt werden, das einen Teil der für die Herstellung neuer Polyurethane benötigten Rohstoffe ersetzen kann. Das Verfahren eignet sich allerdings nur für Produktionsabfälle, deren Zusammensetzung bekannt ist. | ||||||
Energetische VerwertungIst eine stoffliche Verwertung nicht möglich, müssen Dämmstoffe aus PUR der energetischen Verwertung zugeführt werden. In modernen Verbrennungsanlagen mit nachgeschalteter Rauchgaswäsche werden die in alten PUR-Dämmstoffen noch enthaltenen FCKWs zerstört. | ||||||
Beseitigung / Verhalten auf der DeponieEine Deponierung von PUR/PIR ist seit dem 01.05.2005 ohne thermische / energetische Vorbehandlung nicht mehr möglich. | ||||||
EAK-Abfallschlüssel
siehe auch Lexikon / Abfallschlüssel | ||||||
QuellenVerordnung über das Europäische Abfallverzeichnis (Abfallverzeichnis-Verordnung – AVV, zuletzt geändert am 24. Februar 2012, Online-Quelle abgerufen am 07.04.2014. KATALYSE Institut für angewandte Umweltforschung; Informationsbroschüre „Umweltverträglichkeit von Gebäudedämmstoffen“;06/2003; Ministerium für Umwelt, Natur und Forsten des Landes Schleswig-Holstein, Kiel |