Verhalten

Verhalten bei Feuchteeinwirkung

Durch das geschlossene Zellgefüge des XPS Dämmstoffes ist eine kapillare Wasseraufnahme nicht möglich. Wasserdampf geht bei Temperaturgefälle durch die Baukonstruktion, damit durch den XPS -Dämmstoff und kann dort auch in den Zellen als Kondensat ausfallen.

Das Verhalten von XPS bei Feuchteeinwirkung zeigt sich durch extreme Prüfparameter in den unten beschriebenen Prüfungen. Diese Prüfungen sollen das Verhalten von XPS bei Feuchteeinwirkung auf mehr als 25 Jahre simulieren:

  • Wasseraufnahme im direkten Kontakt mit Wasser.
  • Unterwasserlagerungsprüfung gemäß DIN EN 12087.
  • Wasseraufnahme, die aus dem Wasserdampfdiffusionstransport durch die Baukonstruktion entstehen kann.
  • Diffusionsprüfung gemäß DIN EN 12088.
  • Wasseraufnahme bei extremen Temperaturunterschieden und extremer Wasserbelastung, die in den Wintermonaten vorkommen.
  • Frost-Tauwechselbeanspruchungsprüfung gemäß DIN EN 12091.

Wasseraufnahme durch Unterwasserlagerung
Hierbei wird XPS in einem Wasserbad untergetaucht, bei Temperaturen von
+23/+-5°C. Der Versuch dauert 28 Tage. Hierbei darf XPS nicht mehr als 0,7 Vol.-% Wasser aufgenommen haben.

Wasseraufnahme durch Diffusion
Hierbei werden XPS Proben über einem Wasserbad mit +50/+-1°C an der Unterseite und einer Kühlplatte mit +1/+- 0,5°C an der Oberseite, eingelegt. Auf beiden Seiten ist eine bis 100%-ige relative Luftfeuchtigkeit vorhanden. Somit sind die XPS Platten einem hohen Temperaturunterschied und einer hohen Wasserdampfteildruckdifferenz ausgesetzt. Der Versuch dauert auch 28 Tage. Die Dämmplatten werden alle 7 Tage gewendet. Hierbei darf XPS nicht mehr als 3 - 5 Vol.-% Wasser aufgenommen haben.

Wasseraufnahme durch Frost-Tauwechselbeanspruchung
Hierbei werden die im Diffusionsversuch bereits beanspruchten XPS Proben in einem Prüfbehälter auf -20/+-2°C gefroren, anschließend werden die Probestücke in einem auf +20/+-2°C. wassergefüllten Prüfbehälter aufgetaut. Dies geschieht 300 mal, bei stündlichem Versuchswechsel. Hierbei darf XPS nicht mehr als 1 Vol.-% Wasser zusätzlich zum Diffusionsversuch aufgenommen haben.

Die bisherige Praxiserfahrung bei XPS zeigt, dass die im Diffusionsversuch ermittelten Feuchtegehalte nach 20- bis 30jährigem Einbau in feuchte- beanspruchten Konstruktionen noch unterschritten werden. Der Diffusionsversuch hat sich damit als zeitgerafftes Prüfverfahren bewährt.

Für Wasserdampfdiffusionsberechnungen werden für XPS dickenabhängige Wasserdampfdiffusionswiderstands- zahlen angegeben. Sie betragen für Schäumhautplatten kleiner Dicke von μ=200 bis zu großer Dicke ca. μ=80. Für Platten ohne Schäumhaut wird mit μ=80 gerechnet.

Verhalten bei tiefen Temperaturen

Für Anwendungen von Polystyrol- Hartschaumstoffen im Bauwesen und in der Kältetechnik gibt es nach unten praktisch keine Temperaturgrenze. Erfahrungen liegen aus Anwendungen bis -180°C vor. Aufgrund des thermischen Wärmeausdehnungs-Verhaltens müssen die aus starken Temperaturänderungen resultierenden Dimensionsänderungen jedoch konstruktiv berücksichtigt werden.

Verhalten bei Strahlungseinwirkungen

Energiereiche Strahlung, wie zum Beispiel UV-Strahlung und Röntgenstrahlung bewirken bei längerer Einwirkungsdauer auf Polystyrol- Hartschaumstoffe eine Versprödung des Polystyrol-Schaumstoffgerüstes. In der Baupraxis sind Polystyrol-Hartschaumstoffe deshalb durch Deckschichten, Anstriche, Kaschierungen etc. vor dauerhafter UV-Bestrahlung zu schützen.

Verhalten bei natürlicher Bewitterung

Wird Polystyrol-Hartschaumstoff, insbesondere XPS, durch eine mindestens 5 cm dicke Kiesschicht geschützt, ist ein ausreichender Schutz vor UV-Strahlung, Windsogkräften, Hagel und Niederschlag sichergestellt. Die Dämmplatten können ohne negative Auswirkungen vom Niederschlagswasser umspült werden.

Brandverhalten

Neue Klassifizierung für XPS-Dämmstoffe nach den europäischen Normen: Übergang von der Baustoffklasse B1 nach DIN 4102 zur europäischen Klasse E nach DIN EN 13501-1

Die EU hat mit der Bauproduktenrichtlinie1 festgelegt, dass Bauprodukte mit einem CE-Zeichen versehen werden müssen, um den freien Handel in allen EU-Mitgliedsländern zu ermöglichen. Alle wesentlichen Eigenschaften, zu den auch das Brandverhalten gehört, müssen nach europäischen Normen geprüft und eingestuft werden. Die Anforderungen an das Brandverhalten von Baustoffen werden jedoch weiterhin im nationalen Baurecht geregelt.

Xps-Dämmstoffe werden schon seit 2003 mit dem CE-Zeichen gekennzeichnet und die Eigenschaften auf Basis der europäischen Normen beschrieben. Die Mitgliedsländer der EU müssen das CE-Zeichen anerkennen. Nur wenn nachgewiesen wird, dass die Klassifizierungen nach harmonisierten europäischen Normen nicht ausreichen, um das bisherige nationale Sicherheitsniveau zu gewährleisten, können übergangsweise die geltenden nationalen Nachweismethoden und Klassifizierungen nach den nationlen Normen verwendet werden, so wie es für das Brandverhalten gemäß DIN 4102 gemachtwurde.

1 Ab 2013 überführt in die Bauproduktenverordnung

Brandverhalten von XPS und die neue Klassifizierung nach DIN EN 13501-1

XPS wird mit einem Flammschutzmittel ausgestattet, damit sichergestellt ist, dass das Produkt den Brandschutzanforderungen entspricht.In Deutschland müssen Baustoffe mindestens normalentflammbar sein. Der extrudierte Polystyrol-Hartschaum ist derzeit schwerentflammbar B1 nach DIN 4102 eingestuft. Mit der nächsten Revision der europäischen Produktnormen für Dämmstoffe voraussichtlich 2013 wird diese Baustoffklasse entfallen. Die XPS-Dämmstoffe werden dann in die europäische Klasse E eingestuft und gelten damit in Deutschland als normalentflammbar (siehe Übertragungstabelle unten).

Die neue Klassifizierung von XPS in den typischen Anwendungsbereichen

Der extrudierte Polystyrol-Hartschaum erfüllt mit der europäischen Klasse E die Anforderungen an Dämmstoffe in den typischen Anwendungsbereichen, wie dem Umkehrdach und der Perimeterdämmung. Die bestehenden Zulassungen werden vom DIBt entsprechend angepasst.

Zusammenfassung:

  • In Zukunft wird das Brandverhalten von Dämmstoffen ausschließlich nach der europäischen Norm EN 13501-1 klassifiziert. XPS-Dämmprodukte werden in europäische Klasse E eingestuft.
  • Nach dem deutschen Baurecht können XPS-Produkte mit europäischen Klasse E in den typischen XPS-Anwendungen, wie in der Perimeterdämmung und im Umkehrdach, verwendet werden.
  • Die Allgemeinen Bauaufsichtlichen Zulassungen werden entsprechend angepasst.

Auszug aus der Bauregelliste

Für die Verwendung der neuen europäischen Klassen wurde eine Übertragungstabelle in der Bauregelliste erstellt, die folgende Zuordnungen festlegt:

Bisherige Klassifizierung nach DIN 4102

Neue Bewertung nach DIN EN 13501-1

Bauaufsichtliche Benennung

B1

B

Schwerentflammbar

C

B2

D

Normalentflammbar

E

B3

F

Leichtentflammbar

 

Damit sind Baustoffe, die als E klassifiziert sind, normalentflammbar. 

Information der Mitglieder** der FPX - Fachvereinigung Polystyrol-Extruderschaumstoff zum Flammschutzmittel in XPS-Dämmplatten, Dezember 2013

Disskussionen über das Flammschutzmittel HBCD (Hexabromcyclododecan) werden derzeit in der Öffentlichkeit verstärkt geführt und bewirken Verunsicherungen bei den Planern, Verarbeitern und Bauherren. Die Mitglieder der FPX - Fachvereinigung Polystyrol-Extruderschaumstoff wollen hiermit zur Klärung des Sachverhaltes beitragen und den Stand der Entwicklung zum Ersatz von HBCD in extrudierten Polystyrol-Hartschaumplatten (XPS) darstellen.

HBCD wird seit über 40 Jahren als Flammschutzmittel bei der Herstellung der extrudierten Polystyrol-Hartschaumplatten verwendet. Die Zugabe von Flammschutzmitteln reduziert entsprechend die Entflammbarkeit der Dämmplatten. Seit vielen Jahren wird an einem alternativen Flöammschutzmittel gearbeitet. Dieses steht nun mit dem Polymer-FR (Flame Retardant) zur Verfügung.

Mit dem Verbot zur Herstellung und zum Inverkehrbringen von HBCD endet die Verwendung von HBCD in Dämmstoffen zum 21. August 2015. Die XPS-Hersteller** arbeiten daran, die Produktionsanlagen umzurüsten, damit die XPS-Dämmplatten in der bewährten Qualität mit dem neuen Flammschutzmittel rechtzeitig vor dem genannten Datum hergestellt werden können. Begleitet wird diese Umstellungsphase von den jeweiligen fremdüberwachenden Instituten, u. a. dem FIW in München, MPA in Dortmund, FMPA in Stuttgart und dem DIBt in Berlin.

  • XPS-Wärmedämmplatten, die HBCD enthalten, sind kein gefährlicher Abfall. Dämmstoffreste von Baustellen können in Müllverbrennungsanlagen thermisch verwertet werden. Dabei wird HBCD rückstandslos verbrannt.
  • XPS-Wärmedämmplatten, die HBCD enthalten, sind nicht gesundheitsgefährdend. HBCD wäscht sich nicht aus, da es im Polystyrolgerüst fest eingeschlossen ist.
  • XPS-Wärmedämmplatten, die HBCD enthalten, können in gewohnter Weise verarbeitet und geschnitten werden und bedürfen aufgrund des HBCD-Gehaltes keiner besonderen Schutzkleidung.
  • XPS-Wärmedämmplatten, die HBCD enthalten und vor dem 21. August 2015 hergestellt wurden, dürfen abverkauft und eingebaut werden.

Weitere gesetzliche und umweltrelevante Informationen über HBCD in XPS sind in den Umweltproduktdeklarationen (EPD) nach ISO 14025 und EN 15804 des IBU zu finden: http://bau-umwelt.de/hp545/Daemmstoffe.htm. Darüber hinaus gibt es weitere Informationen zum HBCD in den Leistungserklärungen der Hersteller. Diese sind bei den Herstellern direkt anzufragen.

Informationen über die Produktverfügbarkeit von XPS mit dem Polymer-FR sind direkt bei den Herstellern zu erfragen.

Endzündlichkeit und Flammausbreitung
Polystyrol-Hartschaumstoffe beginnen bei 100°C zu erweichen und dabei zu schrumpfen. Bei weiterer Erwärmung schmelzen sie. Wird die Schmelze weiter erwärmt, bilden sich brennbare Zersetzungsprodukte, die ab ca. 350°C entzündbare Gase bilden. Ohne Zündquelle kommt es erst bei Temperaturen über 450 bis 500°C zur Entzündung der Zersetzungsprodukte. Bis zu diesen Temperaturen ist Polystyrolschaum nicht selbstentzündlich.

Bei Einwirkung einer Flamme schmilzt der mit Flammschutz versehene Polystyrol-Hartschaumstoff von der Zündquelle weg, ohne entflammt zu werden. Erst bei längerer Flammeinwirkung ist eine Entflammung des Schaumstoffes zu beobachten. Die Flammausbreitungsgeschwindigkeit ist sehr gering. Wird der Kontakt mit der Fremdflamme unterbrochen, ist weder Weiterbrennen, noch Nachglimmen zu beobachten.

In Verbindung mit anderen brennbaren Stoffen, die ein brandschutztechnisch ungünstigeres Verhalten als Polystyrol-Hartschaumstoffe aufweisen, kann im Brandfalle auch schwerentflammbarer Polystyrol- Hartschaumstoff verbrennen.

Emissionen bei Brandbeteiligung von Polystyrol-Hartschaumstoffen
Biologische Untersuchungen der akuten Inhalationstoxitität ergaben, dass die Toxozität der von Polystyrol- Hartschaumstoffen entwickelten Schwelgase allein auf Kohlenmonoxid zurückzuführen ist. Das relative Risiko der Vergiftung durch Polystyrol- Hartschaumstoffe im Brandfalle ist im Vergleich zum Vergiftungsrisiko beim Brand von zellulosehaltigen Baustoffen wie Holzfaserplatten und Kork gering.

**Mitglieder der FPX - Fachvereinigung Polystyrol-Extruderschaumstoff:

  • Austrotherm GmbH, Wopfing
  • BASF SE, Ludwigshafen
  • Dow Deutschland Anlagengesellschaft mbH, Schwalbach
  • JAKON Insulation GmbH, Steinhagen
  • URSA Deutschland GmbH, Leipzig