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Graues EPS:
Die Wirkung von Grafit

EPS gibt es nicht nur in Weiß: Seit einigen Jahren ist auch eine graue Variante des unter dem Markennamen Styropor bekannten Baustoffs erhältlich. Dabei handelt es sich nicht um eine reine Farbspielerei. Graues EPS zeichnet sich vor allem durch einen im Vergleich zu weißem EPS um bis zu 25% geringeren Wärmetransport aus, was sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Nachhaltigkeit des Materials verbessert.


Was ist graues EPS?

Bei grauem EPS handelt es sich um eine Weiterentwicklung des weit verbreiteten weißen EPS. Die charakteristische graue Färbung wird erreicht, indem dem Polystyrol bereits bei der Herstellung feine Grafitpartikel beigefügt werden, die sich gleichmäßig im Polystyrol verteilen. Nach dem Expandieren sind sie komplett von dem Schaumstoff umhüllt, sodass sie sich untereinander nicht berühren – also keine Wärme leiten – und auch nicht abfärben. Das Grafit fungiert anschließend als Reflektor für Wärmestrahlung. Dadurch wird der Wärmetransport im Dämmstoff herabgesetzt und so eine bessere Isolierwirkung erzielt.


Mit Grafit versetzte EPS-Dämmplatten

Graues EPS im Detail

Wie kam das Grafit in das Polystyrol?

"Der Entwicklung von grauem EPS sind theoretische Überlegungen vorangegangen, wie sich die Wärmeleitfähigkeit von EPS überhaupt zusammensetzt", erklärt Dr. Michael Riethues, damals Produktentwickler für Styrolschaumstoffe bei BASF, einem der größten Innovationstreiber von grauem EPS. "Insgesamt spielen drei Faktoren eine Rolle: Die Wärmeleitung innerhalb der Blasen, die Wärmeleitung durch die Lamellen des Schaumstoffs und die Wärmestrahlung." Dabei hat sich herausgestellt, dass die Wärmeleitung innerhalb der Blasen nicht veränderlich ist, da sie mit Luft gefüllt sind. Auch die Wärmeleitung durch die Lamellen, die abhängig von der Dichte des Schaumstoffs ist, lässt sich schwer beeinflussen. "Die Wärmestrahlung hat allerdings im Dichtebereich des Styropors einen großen Anteil an der Wärmeleitfähigkeit", so Riethues. "Deswegen haben wir uns dafür entschieden, Materialien einzubinden, die die Strahlung streuen bzw. schlucken." Nach mehreren Tests entschied man sich vor etwa 20 Jahren für die Verwendung von Grafit: Das Mineral verfügt nicht nur über alle notwendigen Eigenschaften, sondern lässt sich auch problemlos in die Produktion einbinden.


Welche Vorteile hat graues EPS?

Grafitmodifiziertes EPS erreicht bei gleicher Dämmstoffdicke eine um bis zu 25% bessere Dämmleistung als weißes EPS. Das bedeutet zum einen, dass auch mit einer geringeren Dicke die erforderliche Dämmwirkung erzielt werden kann. "Eine Reduzierung um bis zu 25% ist möglich", bemerkt Riethues. Dies kann beispielsweise bei einer Innendämmung ein entscheidender Vorteil sein, da so mehr Wohnraum erhalten bleibt.
Zum anderen kann bei gleicher Dicke die Dichte des Schaumstoffs reduziert werden. "So hat weißes EPS mit einer Dichte von 20 kg/m³ und einer Dicke von 13 cm den gleichen Isolierwert wie ein Dämmstoff aus grauem EPS mit einer Dichte von 15 kg/m³ und einer Dicke von 12 cm. Damit werden etwa 40% Material eingespart", führt Riethues an. Das kann vor allem bei Dächern vorteilhaft sein, weil hier selten die Dicke eine Rolle spielt, das Gewicht aber sehr wohl. So kann die Konstruktion deutlich entlastet werden. Eine geringere Dichte und folglich auch eine geringere Masse wirkt sich zudem positiv auf das Brandverhalten aus: Das Material entzündet sich langsamer.


Bei gleicher Dämmwirkung kann die Dicke um bis zu 25% reduziert werden.

Dr. Michael Riethues, Leiter der Verbandsarbeit und Produktsicherheit bei der BASF



Welche Einsparungen lassen sich durch graues EPS erzielen? Ein Beispiel

Das folgende Beispiel zeigt anschaulich, welche Einsparungen – sowohl an Energie als auch an CO2-Emissionen – durch eine Dämmung mit grafitmodifiziertem EPS zu erwarten sind.

Bei allen Werten handelt es sich um gerundete Angaben.


Das Beispielhaus



Verbrauch

Wie viel Energie wird bei der Herstellung der grauen EPS-Platten benötigt? Wie viel CO2 wird freigesetzt?

Insgesamt fallen 15.800 kWh für die Herstellung an:

  • Die Herstellungsenergie (aus Erdgas) für 1 m³ graues EPS beträgt etwa 406 kWh/m³.
  • Bei 2 x 100 m² horizontaler Fläche (Flachdach und Boden), 125 m² Fassadenfläche und einer Dämmstoffdicke von 12 cm werden 325 m² x 0,12 m = 39 m³ Dämmstoff verbaut.
  • In Summe fallen für die Herstellung 39 m³ x 406 kWh/m³ ≈ 15.800 kWh an. Ein Drittel (5.300 kWh) des fossilen Energieträgers wird zu Polystyrol umgewandelt und steckt im Ausgangsmaterial EPS. Zwei Drittel (10.500 kWh) werden für den Herstellungsprozess der Platten verbraucht.

2,3 t CO2 werden bei diesem Vorgang freigesetzt:

  • In der Regel werden durch den Verbrauch von 1 kWh Herstellungsenergie (aus Erdgas) 0,22 kg CO2 freigesetzt.
  • Der Energiebedarf für die Platten-Herstellung beträgt 10.500 kWh, das entspricht 10.500 x 0,22 kg ≈ 2.300 kg CO2.

Einsparungen

Wie viel Energie und CO2 wird durch die Nutzung von grauen EPS-Dämmplatten bei einer durchschnittlichen Lebensdauer des Gebäudes von 40 Jahren eingespart?

Für das Heizen müssen 580.000 kWh weniger aufgewendet werden:

  • Mit 1 m³ grauem EPS werden jährlich 145 kWh/m² eingespart.
  • Bei 100 m² Wohnfläche sind das 145 kWh/m² x 100 m² = 14.500 kWh.
  • In 40 Jahren macht das 14.500 kWh x 40 Jahre = 580.000 kWh.

Dadurch werden 127,5 t CO2-Emissionen verhindert:

  • Bei Erdgas-Heizungen werden durch 1 kWh Heizenergie 0,22 kg CO2 freigesetzt.
  • 580.000 kWh Einsparungen ergeben 580.000 x 0,22 kg = 127.600 kg CO2.

Die Einsparungen im Vergleich


Die Kurzversion zum Download



Deutlich günstiger kann die Einsparungsrechnung ausfallen, wenn man statt unsanierten Einfamilienhäusern Mehrfamilienhäuser betrachtet. Weniger günstig fällt eine Rechnung aus, wenn man von bereits gut gedämmten Gebäuden ausgeht und die Dämmleistung noch etwas verbessern will.



Fazit: Graues EPS spart mehr ein, als zur Herstellung verbraucht wird

  • Nach nur einem Jahr hat eine Dämmung mit grauem EPS im vorliegenden Beispiel fast genauso viel Energie eingespart (14.500 kWh), wie zur Herstellung benötigt wurde (15.800 kWh).
  • Nach 40 Jahren werden so (abzüglich der Herstellungsenergie) etwa 564.000 kWh Heizenergie – das ist das 36-fache der Herstellungsenergie – und etwa 124,2 t CO2 eingespart.
  • Gehen die Dämmplatten danach in die energetische Verwertung, werden dadurch etwa 5.300 kWh wiedergewonnen. Somit sinkt der Energiebedarf von den anfangs nötigen 15.800 kWh auf lediglich 10.500 kWh.


Was bringt die Zukunft?

Die BASF erprobt derzeit verschiedene Verfahren, um die Ökobilanz von grauem EPS weiter zu verbessern. Zu diesen gehören Versuche mit Biomasse und recycelten Kunststoffen als Einsatzstoffen. "Im Moment können wir allerdings noch nicht sagen, wann wir derartige Produkte im großen Maßstab herstellen können", so Riethues abschließend.


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06.11.2019 18:04:06