XPS-Dämmplatten: Bauphysikalische Eigenschaften, Anwendungen und Kosten im Vergleich

• Was sind XPS-Platten? Extrudierter Polystyrol-Hartschaum ist ein geschlossenzelliger, harter Dämmstoff. Das Polystyrol wird dazu unter Zusatz eines Treibmittels (Kohlendioxid) in einem Extruder zu Böcken oder Dämmplatten aufgeschäumt. Als Synonym ist XPS auch unter dem Markennamne Styrodur® bekannt.
• Welche Eigenschaften haben sie? XPS-Dämmplatten weisen mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,027 bis 0,040 W/mK eine sehr gute Dämmwirkung auf. Die Platten sind relativ billig, leicht zu verarbeiten, sehr druckstabil und feuchtebeständig. Sie sind aber nicht UV-Stabil und zudem brennbar.
• Wo kommen sie zum Einsatz? XPS-Platten werden aufgrund ihrer bauphysikalischen Eigenschaften häufig als Perimeterdämmung oder zur Flachdachdämmung eingesetzt. Sie eignen zur Dämmung von allen Feuchte- oder Spritzwasser ausgesetzten Bauteilen und bei nachträglichen Reparaturen.
• Was kosten Dämmplatten aus XPS? Dämmplatten aus extrudiertem Polystyrol-Hartschaum kosten heute rund 15 bis 25€ pro m². Ihre Preise variieren je nach Ausführung (mit oder ohne Stufenfalz, Kaschierung), der Dicke (30mm bis 200mm) und Hersteller.
• Was ist besser, EPS oder XPS? XPS und EPS verfügen beide über eine sehr gute Dämmleistung. Die von XPS ist aufgrund der geschlossenen, feinporigeren Zellstruktur nochmals höher. XPS ist dadurch robuster und weist eine höhere Druckstabilität und ein besseres Feuchteverhalten auf.

XPS ist ein Hartschaum aus sogenanntem extrudierten Polystyrol. XPS wird mittels des Verfahrens Polymerisation aus monomerem Styrol, ein ungesättigter, aromatischer Kohlenwasserstoff, den man auch Vinylbenzol oder Styren nennt, gemacht. Styrol ist ein Produkt aus der Erdölraffinerie, die stoffliche Basis von XPS sind somit fossile Rohstoffe. Die Produktion von XPS-Platten ist energieintensiv (hoher Primärenergiebedarf) – das verschlechtert die Ökobilanz der Dämmplatten erheblich.

XPS-Platten fertigt man in speziellen Anlagen zur Extrusion. Dort schmilzt ein Extruder das Polystyrol, wobei man diesem ein Treibmittel zugibt: Kohlendioxid. Am Ende kommt aus einer sogenannten Breitschlitzdüse ein kontinuierlicher Strang an Schaumstoff heraus, je nach Einstellung ist der zwischen zwei und zwanzig Zentimetern dick. Nach dem Abkühlen werden aus dem Strang Platten gesägt. In Abhängigkeit vom späteren Einsatz der XPS Platten gestaltet man die Ränder und Oberflächen derselben entsprechend der späteren Verwendung.

XPS-Sandwichplatten bestehen aus unterschiedlichen Lagen mit einem Kern aus XPS. Als Deckschichten kommen verschiedene Metalle, Holz und Kunststoffe zum Einsatz. XPS Kernschichten weisen eine gute Scherfestigkeit und hohe Zugfestigkeit bei gleichzeitig hoher Beständigkeit gegen Feuchtebeanspruchung auf. Sandwichplatten mit Kernschichten aus XPS bewähren sich seit vielen Jahren in den unterschiedlichsten technischen Anwendungen. Dazu gehören neben Bauanwendungen, wie Fassadenpaneele, auch Sandwichelemente für den Fahrzeugbau und den Kühlhausbau.

Ist von XPS-Platten die Rede, dann meint man damit XPS-Dämmplatten, die ihre Schäumhaut noch besitzen. Sie sind oberflächlich betrachtet vergleichsweise glatt beschaffen. Wird die Schäumhaut entfernt und die Platte entsprechend sägerau beziehungsweise hobelrau ist, nennt man diese auch » XPS-R-Platten.

Mitunter bringt man zusätzlich eine Prägung auf, so dass die Oberfläche der XPS-R-Platten gewaffelt ist. Diese rauen XPS-R-Platten sind speziell für den Einsatz unter Putz vorgesehen: Ohne die raue und / oder gewaffelte Oberfläche wären die Platten als Putzträger beziehungsweise als Putzgrund ungeeignet. Die Bezeichnung XPS-R stellt keinen genormten Begriff im Sinne der DIN EN 13164 dar.

Polystyrol-Hartschaum ist ein Großteils geschlossenzelliges Material. XPS-Platten sind außerordentlich formastabil und dank ihrer geringen Elastizität auch beschränkt zug- und druckfest. Der XPS-Hartschaum verrottet nicht und widersteht Feuchtigkeit gut. Allerdings vergilben die Oberflächen der XPS-Platten unter Einfluss von Sonnenlicht und infolge der Bestrahlung werden sie mit der Zeit auch spröde. Das ist auch der Grund, warum man sie unter Putz einsetzt.

In Dämmprojekten kommt es auf die materialspezifische Wärmeleitfähigkeit von XPS an: Sie liegt zwischen 0,035 und 0,045 Watt pro Meter und Kelvin. Diese sehr gute Dämmwirkung sowie die geringe Rohdichte von 25 bis 45 Kilogramm pro Kubikmeter sind zwei große Vorteile von XPS-Platten – aufgrund derer sie als Dämmstoff besonders beliebt sind. Die Messung der Wärmeleitfähigkeit von XPS erfolgt nach der DIN EN 12667 oder DIN EN 12939.

Für wärmeschutztechnische Dimensionierungen wird der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ nach DIN V 4108-4 entweder in Kategorie I aus der nach EN 13164 ermittelten deklarierten Wärmeleitfähigkeit λ_Dmit einem Faktor von 1,2 beaufschlagt, oder in Kategorie II auf der Basis eines Grenzwertes λ_grenzum dem Faktor 1,05 erhöht.

Die Druckfestigkeit von XPS-Platten beschreibt die Belastbarkeitsgrenze der Platten bei Druckeinwirkung. Nach europäischer Produktnorm gibt der Hersteller den Wert der Druckfestigkeit bzw. Druckspannung bei 10 % Stauchung in der Kodierung z.B. CS (10\Y) 300 an. Das bedeutet, dass der Dämmstoff eine Nenndruckfestigkeit von 300 kPa hat. XPS hat bei unebenem oder inhomogenem Untergrund ein elastisches Verhalten. Es neigt nicht zu Sprödbruch. Punktlasten werden deshalb durch lokale Verformung aufgenommen.

Hinzu kommt, dass XPS-Platten dank einer Behandlung mit Flammschutzmitteln recht schwer entflammbar sind. Sie fallen unter die entsprechenden Baustoffklasse B1 (schwer entflammbar) und B2 (normal entflammbar). XPS-Platten schmelzen allerding, wenn sie unter andauerndem Feuer stehen.

Dämmplatten aus XPS werden nach DIN EN 13164 hergestellt und sind durch die Bauregelliste B1 des DIBt und durch bauaufsichtliche Zulassungen des DIBt baurechtlich eingeführt. Dadurch unterliegen sie der Güteüberwachungspflicht durch unabhängige, staatlich anerkannte Prüfinstitute, wie z.B. dem Forschungsinstitut für Wärmeschutz (FIW), München, der Forschungs- und Materialprüfanstalt (FMPA), Baden- Württemberg und der Materialprüfungsanstalt (MPA) in Nordrhein-Westfalen.

XPS-Produkte werden entsprechend der DIN EN 13164 in Form der CE-Kennzeichnung entweder auf den einzelnen XPS-Dämmplatten oder auf einem Etikett an der Verpackung beschrieben. Neben den obligatorischen Angaben wie z.B. der Produktbezeichnung, Hersteller, Herstelljahr, brandschutztechnische Baustoffklasse, Länge, Breite, Dicke, Nennwert der Wärmeleitfähigkeit und des Wärmedurchlasswiderstandes ist auch der Bezeichnungsschlüssel anzugeben, der weitere Produkteigenschaften deklariert.

Mit den beschriebenen Eigenschaften eignen sich XPS-Platten für unterschiedliche Dämmaufgaben.

Als Perimeterdämmung (Dämmung der erdberührten Bauwerksteile) kommen XPS-Platten zum Einsatz, da sie eine besonders hohe Druckfestigkeit, Feuchtigkeitsunempfindlichkeit und ein zähelastische Materialverhalten aufweisen und eine große Anwendungsbreite ermöglichen. Diese Anwendung ist nach DIN 4108 Teil 2 für XPS genormt und bedarf keiner bauaufsichtlichen Zulassung

Im Umkehrdach werden Dämmplatten aus XPS entsprechend der DIN V 4108 Teil 10 eingesetzt. Da die Wärmedämmschicht oberhalb der Dachabdichtung liegt, kommen hier wieder die bauphysikalischen Platteneigenschaften zum Tragen, eine langlebige Dachabdichtung realisieren zu können. Die Dämmung eines Umkehrdaches ist laut dem Ökologischen BaustoffinformationssystemsWECOBIS eine Anwendung, für die sich - bei all der Vielzahl und Vielfalt an möglichen Dämmstoffen - nur XPS-Platteneignen.

Aus ihrer Robustheit und insbesondere Druckfestigkeit eignen sich Dämmplatten aus XPS auch gerade für Fußbodenkonstruktionen in Büros, Werkstätten und Verkaufsräumen als auch Fußböden von Industriehallen, Lagern und Kühlhäusern wärmegedämmt werden. Daneben ist auch das charakteristische zähelastische Verhalten von XPS von Vorteil für diese Dämmanwendungen.

Typischerweise können XPS-Platten zur Außendämmung als auch zur Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk eingesetzt werden. Dabei werden sie vor Allem zur Dämmung von Wärmebrücken besonders bei hochgedämmten Konstruktionen verwendet. So erhalten Außenwandbereiche, die wegen statischer Anforderungen in Beton ausgeführt werden müssen, durch das Einlegen von XPS-Platten in die Schalung die erforderliche Wärmedämmung. Für die Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk eignet sich XPS besonders aufgrund seiner Feuchtigkeitsunempfindlichkeit und seiner Festigkeit.

Deckenkonstruktionen können aufgrund der Feuchtigkeitsunempfindlichkeit und Festigkeit von XPS-Platten z.B. als Sichtdecken ausgeführt werden. Die Wärmedämmplatten werden dafür ohne Oberflächenaufdrucke mit einer den Anforderungen entsprechenden Schaumstoffoberfläche hergestellt. XPS-Wärmedämmplatten können aber auch z.B. als Verbundelemente zur nachträglichen Wärmedämmung der obersten Geschossdecke eingesetzt werden.

Um die Dämmstoffdicken bei der Steildachdämmung insbesondere als Aufsparrendämmungzu reduzieren, können auch hier XPS-Platten eingesetzt werden. Vorteilhaft ist die geschlossene, wärmebrückenfreie äußere Wärmedämmschicht. Alternativ ist auch eine innenseitige Untersparrendämmung mit XPS denkbar.

XPS-Dämmplatten werden auch im Innenaus- und Trockenbau z. B. als Innen-Wanddämmung und Deckendämmung mit Verputz häufiger bei energetischen Sanierungen angewendet. Zudem kommen Sie als Kernschicht für Fliesenträgerelemente im Sanitärbereich und als Verbundplatten mit unterschiedlichen Deckschichten aus Gips, Gipskarton, Holz, Kunststoff und anderen Materialien im Innenbereich zum Einsatz.

Hexabromcyclododekan (HBCDD oder verkürzt HBCD) ist ein Flammschutzmittel, das zu den halogenierten (bromierten) Kohlenwasserstoffen zählt und seine brandhemmende Eigenschaft durch die Entwicklung eines inerten Gases, welches die Flamme vom brennenden Stoff trennen soll, zeigt. Da es additiv ist, kann es sich im Laufe der Zeit von dem Stoff lösen, in die Umwelt gelangen und Mensch und Tier schädigen. Daher zählen HBCD zu den SVHCs ("besonders besorgniserregende Stoffe"; engl.: "substances of very high concern"), die am europäischen Markt nach und nach durch andere, weniger gefährliche Stoffe ersetzt werden sollen.

HBCD fand über Jahrzehnte hinweg breite Anwendung als Brandschutzmittel in Kunststoffen aus Styrol und in expandierten und extrudierten Polystyrol-Hartschäumen wie u.a. in EPS- und XPS-Platten und wurde 2013 von der Stockholm-Konvention in die Liste der POP (Persistent Organic Pollutants) aufgenommen.

Seither darf HBCD nur noch in expandierten Polystyrol-Hartschäumen zur Wärmedämmung von Gebäuden (EPS-Platten) verwendet werden, wenn eine vorläufige Zulassung der Europäischen Kommission (2016/C 10/04) bis 21.8.2017 vorliegt. Ein Recycling von EPS- und XPS-Platten, die HBCD enthalten, ist aufgrund der POP-Verordnung nicht mehr möglich. Dies umfasst auch die Anwendung in Dämmschüttungen oder Dämmputzen.

Dämmstoffe mit dem Flammschutzmittel HBCD, die bei Wärmedämmverbund-Systemen eingesetzt werden, sind ab dem 1. Oktober 2016 zudem als "gefährlicher"Abfall einzustufen und müssen separat gesammelt und entsorgt werden. Das gilt für so gut wie alle alten Wärmedämmverbund-Systeme mit EPS- und XPS-Platten.

In Österreich, Deutschland und der Schweiz haben die meisten Hersteller von EPS- und XPS-Platten bereits Anfang 2015 auf das neue Flammschutzmittel pFR (polymer Flame Retardant), ein bromiertes Styrol-Butadien-Copolymer, umgestellt. Das Ersatzprodukt pFR weist nach derzeitigem Kenntnisstand ebenfalls hohe Persistenz, aber eine geringere Toxizität auf.

Die Preise von XPS-Platten variieren entsprechend der Verarbeitung und Auslegung nach DIN EN 13164, wobei sich die Preisunterschiede vor allem aus der jeweiligen Druckfestigkeit, der Oberflächenart, dem Plattenformate und der Kantenausbildung ergeben. Als Richtwert gilt eine Preisspanne von 18 bis 30 Euro pro Quadratmeter Dämmfläche.