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Dämmen mit Polyurethan - Vor- und Nachteile einer PU-Dämmung

Was ist Polyurethan? In welcher Form wird der Dämmstoff eingesetzt? Welche Vor- und Nachteile hat der Einsatz von Polyurethan beim Dämmen? Was kostet Polyurethan?

Polyurethan ist ein Kunststoff (auch Kunstharz genannt). Sein Kurzzeichen ist PU, nach DIN: PUR. Polyurethan kann in verschiedenen Kunststoff-Varianten als Duroplast (harte, glasartige und unverformbare Kunststoff), als Thermoplast (reversibel verformbare Kunststoffe) oder als Elastomer (formfeste, elastisch verformbare Kunststoffe) vorliegen. Welche Eigenschaften Polyurethan als Dämmstoff besitzt und wie Polyurethan als Wärmedämmung eingesetzt wird, erklären wir im folgenden Artikel.

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Einsatzmöglichkeiten von Polyurethan

Kunststofffenster mit Polyurethan in den Hohlkammern (Foto: energie-experten.org)
Kunststofffenster mit Polyurethan in den Hohlkammern (Foto: energie-experten.org)

Je nach den spezifischen Eigenschaften des Kunststoffs wird er eingesetzt, wobei die Bandbreite der Einsatzmöglichkeiten von Textilfasern über Schuhsohlen, Fußbodenbeläge, Fußbälle, Matratzen und Kondome bis hin zur Verwendung als organischer, synthetischer Dämmstoff reicht. Legt man allerdings die Menge des Kunststoffs zugrunde, ist Polyurethan heutzutage vorwiegend als Schaumstoff (auch PU/PUR-Schaum genannt) im Einsatz – sowohl als Weichschaum, als auch als Hartschaum.

Man unterscheidet zwei Hauptgruppen:

  • Polyurethanschaum auf Polyätherbasis und
  • Polyurethanschaum auf Polyesterbasis.

Polyesterschaum verformt sich stärker, reißt dafür aber weniger als Polyetherschaum. Wissen muss man, dass der Dämmstoff Polyurethan auf Erdölbasis gefertigt wird. Der Verbrauch des fossilen Rohstoffs und die energieintensive Fertigung schlagen sich negativ auf der Klimabilanz des Dämmstoffs nieder.

Dämmstoff Polyurethan – alles nur geschäumt

Die Herstellung von PUR-Schaum aus Polyurethan ist recht einfach. Nach dem erfolgreichen Aufschäumen ist der Dämmstoff geschlossenzellig. In den Zellen sind Zellgase (meist ein Gemisch aus Kohlendioxid und Cyclopentan) eingeschlossen, deren Wärmeleitfähigkeit geringer ist als die von Luft. Das verhilft dem Dämmstoff zu seiner hervorragenden Dämmwirkung. Wird der Dämmstoff allerdings nicht diffusionsdicht „verpackt“ (eingekapselt), sorgen Wind und Wetter mit der Zeit dafür, dass die Zellgase nach und nach ausdiffundieren und von Luft und Wasserdampf ersetzt werden. Das wiederum lässt die Wärmeleitfähigkeit steigen – und damit die Dämmwirkung von Polyurethan sinken.

Polyurethan dämmt in vielen Formen

Die diffusionsdichte Dalmatiner-Fassadendämmplatte S 024 von Caparol besteht aus zwei Polystyrol- und einer Polyurethan-Schicht mit jeweils einer Alukaschierung. (Foto: energie-experten.org)
Die diffusionsdichte Dalmatiner-Fassadendämmplatte S 024 von Caparol besteht aus zwei Polystyrol- und einer Polyurethan-Schicht mit jeweils einer Alukaschierung. (Foto: energie-experten.org)

Zum Dämmen setzt man Polyurethanhartschaum zum Beispiel als Zwischenlage in sogenannten Sandwich-Elementen ein, mit denen man vor allem Industriebauten dämmt. Solch ein Sandwich-Element besteht beispielsweise aus einem inneren und einem äußeren Blech wie Aluminiumblech oder beschichtetes Stahlblech, zwischen denen der PU-Schaum aufquillt, so dass er den gesamten Zwischenraum füllt. In Dämmprojekten am Eigenheim kommen aufgeschäumte

  • weiche (bekannte Marken: Bayflex, Elastoflex, Elastofoam),
  • halbharte
  • oder harte Schaumplatten (bekannte Marken: BAytherm, Baydur, Elastocool, Elastolit)

zum Einsatz. Die entsprechend variierende Elastizität erzielt man durch den Zusatz unterschiedlicher Treibmittel beim Aufschäumen des Kunststoffs. Das erhöht die Einsatzmöglichkeiten des Dämmstoffs erheblich. Außerdem ist Polyurethan als sogenannter Ortschaum (Dichtungsmasse; bekannte Marken: Sikaflex, RAKU-PUR, Fermapor K31) zu haben, der in Hohl- und Zwischenräume gespritzt wird und vor Ort erst aufschäumt.

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Vorteilhafte Dämmeigenschaften von Polyurethan

BauderPIR Dachdämmplatten aus Polyurethan (Foto: energie-experten.org)
BauderPIR Dachdämmplatten aus Polyurethan (Foto: energie-experten.org)
Die Polyurethan-Dämmplatte PU Slimtherm 026 von Knauf ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen WDVS dünnere Schichtaufbauten bei gleicher energetischer Qualität. (Foto: Knauf Gips KG)
Die Polyurethan-Dämmplatte PU Slimtherm 026 von Knauf ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen WDVS dünnere Schichtaufbauten bei gleicher energetischer Qualität. (Foto: Knauf Gips KG)

Polyurethan-Schaumplatten wie sie bei der Dämmung von Gebäuden verbaut werden, glänzen zum einen mit einem günstigen Preis, zum anderen mit folgenden vorteilhaften Eigenschaften: PU-Hartschaum ist

  • wasserabweisend,
  • recycelbar,
  • langlebig,
  • wetterfest,
  • druckfest,
  • formstabil,
  • leicht,
  • schalldämmend und
  • wärmedämmend.

Die Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffs Polyurethan ist sehr gering: Sie liegt zwischen 0,020 und 0,025 Watt pro Meter und Kelvin. Sie ist damit sogar noch kleiner als die von Polystyrol (besser bekannt unter dem Markennamen Styropor), das als der Dämmstoffklassiker überwiegend zur Dämmung eingesetzt wird. Will man mit dem Dämmstoff den von der aktuellen EnEV geforderten U-Wert von 0,24 Watt pro Meter und Kelvin für das Dämmen von Fassaden erzielen, benötigt man lediglich eine Schicht von zehn Zentimetern des Dämmstoffs. Damit kann er dem bisher meist verbauten Dämmklassiker Styropor absolut Konkurrenz machen.

Ungeschäumtes Polyurethan hat eine Dichte, die zwischen gut 1.000 und 1.250 Kilogramm pro Kubikmeter variiert. Weicher Blockschaum hat typischerweise eine Dichte zwischen gut 5 und 40 Kilogramm pro Kubikmeter, harter Blockschaum kommt auf Dichten zwischen 30 und 90 Kilogramm pro Kubikmeter. Die Dichte von PU/PUR-Hartschaumdämmplatten variiert darüber hinaus je nachdem, ob und gegebenenfalls welche Zusätze ihnen beigefügt wurden. So bestückt man den Kunststoff beispielsweise mit Füllstoffen wie Glasmikroballons oder Aluminiumpulver, um eine andere Dichte zu erzielen.

Nachteilige Eigenschaften des Dämmstoffs Polyurethan

Wichtig für die Eignung eines Dämmstoffs ist sein Brandverhalten. Das von Polyurethan muss als schwer beziehungsweise normal entflammbar beschrieben werden. Sie ist somit als nachteilig zu bewerten. Insbesondere weil sich beim Abrennen giftige Gase bilden. Polyurethan gehört damit in die Baustoffklasse C s3 d0 bis E (nach europäischer Norm DIN EN-13501-1). Um die Brandeigenschaften zu verbessern, also die Entflammbarkeit zu senken, wird dem Schaum häufig ein Flammschutzmittel zugegeben, beispielsweise TCPP.

Auch die Unbeständigkeit von Polyurethan gegenüber Licht (UV-Strahlen) ist als Nachteil anzusehen. Wobei Licht vor allem für einen Gilb sorgt, der desto stärker entsteht, je geringer die Dichte des Schaumstoffs ist. Auf die dämmphysikalischen Eigenschaften hat der keinen beeinträchtigenden Einfluss.

In einigen Fällen traten nach rund 20 Jahren Spalten zwischen Polyurethan-Platten auf, die die Wärmedämmung beeinträchtigen und teilweise eine Kondenswasser-Bildung begünstigen. Ein solches "Schrumpfen" der Polyurethan-Platten wird von einigen Experten auf die in den Platten enthaltenen Weichmacher zurückgeführt, die im Laufe der Zeit ihre Wirkung verlieren, sodass das Material brüchig wird und sich nach und nach zusammen zieht.

Übersicht der Dämmstoffeigenschaften von Polyurethan
KennzahlPolyurethan
Anwendungstyp nach DIN V 4108-10DAD, DAA, DZ, DI, DEO, WAB, WAA, WAP, WZ, WH, WI, PW, PB
DIN EN/ ZulassungDIN EN 13165 (für Gebäude) DIN EN 14308 (für die technische Gebäudeausrüstung)
Rohdichte in kg/m330 bis 100
Bemessungswert Wärmeleitfähigkeit W/(mK)0,023 bis 0,029
Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl40 bis 200
Brandklasse nach DIN EN 13501-1B1, B2 (DIN 4102-1) / E, D-s2-d0, C-s3-d0 (Euroklassen)
Spezifische Wärmekapazität in J/(kgK)1400 bis 1500
Druckspannung in kPa (10% Stauchung)100 bis 900
Zugfestigkeit in kPa (senkrecht zur Plattenebene)40 bis 200 (Rohdichte 30 bis 40 kg/m3)
Dynamische Steifigkeit in MN/m3k. A.
Dimensionstabilität in %k. A.
Temperaturbeständigkeit in °C90

Einsatzmöglichkeiten für den Dämmstoff Polyurethan

Polyurethan eignet sich zum Dämmen folgender Gebäudeteile:

Wobei angemerkt werden muss, dass die Hartschaumplatten wegen ihrer minderen Elastizität nicht gut geeignet sind für die Hohlraumdämmung, da sie sich beispielsweise im Dach zwischen den Sparren nur schwer passgenau einsetzen lassen.

Unterschiede von Polyurethan und Polyisocyanurat und Polyiso

PIR (hier Dämmplatte Integra AP PIR) ist eine Weiterentwicklung von Polyurethan und wird häufig zur Aufdachdämmung eingesetzt. (Foto: SAINT-GOBAIN ISOVER G+H AG)
PIR (hier Dämmplatte Integra AP PIR) ist eine Weiterentwicklung von Polyurethan und wird häufig zur Aufdachdämmung eingesetzt. (Foto: SAINT-GOBAIN ISOVER G+H AG)

Hochleistungsdämmstoffe aus Polyurethan werden häufig auch als PUR/PIR-Dämmstoffe bezeichnet. Das Kürzel PIR steht dabei für den Dämmstoff Polyisocyanurat oder Polyiso, der eine technische Weiterentwicklung von Polyurethan darstellt. PIR wird wie Polyurethan aus Methylendiphenylisocyanaten (MDI) und Polyol hergestellt, wobei bei der Herstellung von PIR MDI im Überschuss vorhanden ist, sodass MDI dann teilweise mit sich selbst reagiert und so ein sehr stark vernetzter Kunststoff mit ringartigen Strukturen entsteht. Eine solche PIR-Dämmung besitzt im Vergleich zu Polyurethan eine

  • noch höhere Stabilität,
  • eine hervorragende thermische Beständigkeit,
  • ist dimensionsstabil und wird
  • aufgrund einer hohen Feuerwiderstandsfähigkeit

in Form von PIR-Dämmplatten häufig bei einer Aufsparrendämmung eingesetzt.

Kosten für das Dämmen mit Polyurethan

Die Kosten für den Dämmstoff Polyurethan sind sehr gering. In Abhängigkeit von der Dämmstoffdicke muss man mit Dämstoff-Preisen zwischen zehn und zwanzig Euro pro Quadratmeter Dämmstoff rechnen.

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Weitere Informationen über synthetische Dämmstoffe

"Einsatz von Polyurethan als Dämmstoff" wurde am 16.04.2018 das letzte Mal aktualisiert.