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Vergleich XPS - EPS

Polystyrol-Extruderschaumstoff (XPS) versus Polystyrol-Schaumstoff (EPS) im Hinblick auf den Produktionsprozess und die Leistung.

Im Hinblick auf den Produktionsprozess und die Leistung stellen der Polystyrol-Extruderschaumstoff (XPS) und der Polystyrol-Schaumstoff (EPS) zwei unterschiedliche Gruppen von steifen Baumaterialien dar, die für Wärmedämmung verwendet werden. Die Schaumstoffplatten beider Gruppen haben verschiedene technische Eigenschaften.
Das extrudierte Polystyrol XPS unterscheidet sich aufgrund folgender Eigenschaften: die sehr niedrige Wasseraufnahme, hohe Druckfestigkeit, niedrigere Wärmeleitfähigkeit usw. Im Folgenden werden wir diese Eigenschaften Schritt für Schritt herangehen, um die Leistungen dieses Produktes besser zu verstehen.

1.    Wärmebeständigkeit (R) und Wärmeleitfähigkeit (λ)
Die Wärmebeständigkeit (R) und die Wärmeleitfähigkeit (λ) werden aufgrund des Alterungsprozesses festgelegt. In diesem Sinne werden mindestens 10 Teste durchgeführt. Die Alterung wird anhand von Expandergas, das eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit als die Luft hat und innerhalb des Schaumstoffs XPS für unterschiedliche Zeiträume bleibt, abhängig von der Dicke der getesteten Platte aus extrudiertem Polystyrol. So wird eine Alterung von 25 Jahren für die XPS Vorprodukte getestet. Um die erklärten Werte festzulegen, führt der Hersteller direkte, interne und externe Messungen. Der der Alterung entsprechende Wert wird als Durchschnitts-λ,a, bezeichnet. Das stellt die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit der Werte des Polystyrol-Extruderschaumstoffs nach der Alterung dar.
Die Normen zur Festlegung der Wärmebeständigkeit (R) und der Wärmeleitfähigkeit (λ) sind SR EN 13164, und die auf Polystyrol-Extruderschaumstoff-Platten angewandten Verfahren, sowie die durchgeführten Messungen entsprechen SR EN 12667 für niedrige Dicken der Platten, und SR EN 12939, für dicke Vorprodukte.
Diese Werte werden von den Polystyrolherstellern erklärt und werden sich in den technischen Broschüren, auf der Webseiten der Hersteller und auf der Verpackung der Produkte befinden. Der Hersteller wird in der EG-Kennzeichnung den λ-Wert für die Wärmeleitfähigkeit angeben, die gemäß der in SR EN 13164 erwähnten Methode kalkuliert wurde. Die Wärmeleitfähigkeit für XPS-Platten hat folgende Werte: 0,030, 0,040 und 0,045 W/mK.
Die λ-Werte des GIAS Graphit XPS sind λ ≥ 0.030.

2.     Wasseraufnahme
Wenn Wasser in die Struktur des Wärmedämmungsmaterials eindringt, führt dies sowohl zur Beschädigung des jeweiligen Materials, als auch zur Senkung der Wärmedämmungskapazität. Wasser leitet Wärme 25mal besser als Luft. Der Polystyrol-Extruderschaumstoff ist dank seiner Zellstruktur wasser- und feuchtigkeitsbeständig. Aus diesem Grund stellt er eine Lösung für die sichere und langfristige Wärmedämmung der Gebäude dar. Wasser beeinträchtigt die Wärmedämmungskapazität nicht. Das Material stellt eine ordnungsgemäße Dämmung für die ganze Lebensdauer des Gebäudes sicher.
Dank dieser Eigenschaft der XPS-Platten sind sie besonders vorteilhaft in bestimmten Detailarbeiten. Zum Beispiel im Falle von Flachdächern, beim Umkehrdach, stellen diese Platten dank ihrer Wasserdämmungskapazität eine langfristige Lösung dar. Außerdem bei der Außenverkleidung von Wänden bewährt das extrudierte Polystyrol XPS seine Beständigkeit während der gesamten Lebensdauer des Gebäudes und die Wärmedämmung wird im Laufe der Zeit nicht beschädigt, weil dieses Polystyrol kein Wasser aufnimmt, obwohl es ständig ungünstiger Wetterbedingungen unterliegt, und es beständig gegen Enteisung-Vereisung Zyklen ist.

3.     Wasserdampfdurchlässigkeit (µ) – das sogennante Atmen der Wand
Der Wasserdampfdiffusionswiderstand, der µ-Parameter, ist die Beständigkeit gegen die Wasserdurchlässigkeit im Vergleich zur Luftdurchlässigkeit und wird aufgrund der Menge an Wasserdampf, die durch die Flächeneinheit in einer Zeiteinheit unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen für eine gewisse Prüfdicke des getesteten Materials dringt.
Die Diffusion, die auf Ebene der Wände der Gebäude stattfindet, umgangssprachlich, die Atemkapazität der Wand, wird durch den µ-Parameter für jedes Baumaterial definiert. Folglich hat jedes Material eine bestimmte Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl. Bei Materialien auf Basis von extrudiertem Polystyrol ist der Wert des µ-Parameters optimal für die unterschiedlichen Anwendungen, dies dank des hohen Wasserdampfdiffusionswiderstands.
Im Folgenden werden Werte des µ-Parameters im Vergleich dargestellt:
µ Luft = 1
µ Mineralwolle = 1
µ EPS = 50-70
µ XPS = 50-250
µ bitumhaltige Membran = 20.000 - 50.000
µ Aluminiumfolie =A 1.000.000
Was heißt der Parameter Sd?
Sd = µ x d
Sd stellt die Länge des Weges, den der Wasserdampf zurücklegen muss. Der Sd-Parameter ist direkt proportional zum Wasserdampfdiffusionswiderstands (µ) und zur verwendeten Materialdicke (d).
Sd =  die diffusionsäquivalenten Luftschichtdicke
Nachfolgend werden als Beispiel die Distanzen dargestellt, die der Wasserdampf abhängig von jedem Baustoff zurücklegen muss:
 

tabelXPS

Gemäß DIN 4108 stellt Sd = 1500 die Grenze dar, bei der die Wand nicht mehr atmen kann.

4.    Beständigkeit gegen Chemikalien und Lösungsmittel
Während des Betriebs muss die Beständigkeit der wärmedämmenden Baustoffe gegen die verschiedenen Chemikalien beachtet werden, weil diese Baustoffe mit folgenden Materialien in Berührung kommen: Klebstoffen, Farbstoffen, Lösemitteln, Trennmitteln, bitumenbasierten Produkten, Beton usw. XPS-Platten sind gegen folgende Baustoffe beständig: Kalk, Zement, Gips, Bitumen, physiologische Kochsalzlösung, verdünnte Säure usw. Sie sind aber gegen brennbare Materialien und bitumenbasierte Materialien, Lacke oder Verdünnungsmittel auf Lösemittelbasis nicht beständig.

5.    Brandverhalten
Wie alle anderen organischen Materialien kann das XPS ebenfalls brennen. Wenn es keine feuerhemmenden Materialien verwendet werden, wird das XPS beim Testen als selbstständiges Produkt in die Klasse E gemäß den europäischen Klassifizierungsnormen in Bezug auf das Brandverhalten eingestuft. Weil das XPS-Produkt nie selbstständig verwendet wird, das heißt es wird nie direkt der Flamme ausgesetzt, sondern ist selbst mit Putz oder anderen Produkten bedeckt, ist es sinnvoll, die Brandprüfung dieses Produkts zusammen mit dem Deckungsstoff durchzuführen.
Das Brandverhalten wird durch die Brennbarkeit des Materials (ob das Material brennbar ist oder nicht), durch die Persistenz der Flammen und durch die Tatsache, ob es brennendes Abtropfen gibt oder nicht, bestimmt. Die Brandbeständigkeit ist die Zeitspanne, während die Struktur des jeweiligen Materials gegen den Brand fest bleibt. Die Brandbeständigkeit wird von den nachfolgenden Parametern beeinflusst:
- der Anteil feuerhemmenden Zusatzstoffen
- die Entflammbarkeit des Expandiergases
- der getesteten Probestück (die Dichte)
- die Rohdichte des Produkts
Die Dämmplatten GIAS Graphit XPS werden in die Brandklasse E eingestuft, das heißt, wenn das extrudierte Polystyrol XPS in Berührung mit der Feuerquelle kommt, brennt es weiter. Wenn von der Feuerquelle entfernt wird, geht das Feuer aus.

6.     Mechanische Eigenschaften
Eine andere außergewöhnliche Eigenschaft des Polystyrol-Extruderschaumstoffs XPS ist seine hohe mechanische Belastbarkeit, sowohl kurzfristig, als auch langfristig. Die Dicke eines wärmedämmenden Materials mit hoher Druckfestigkeit wird wenig reduziert  im Falle einer Last und somit ändert sich nicht die Kalkulation bezüglich der Wärmedämmung, wobei das Material seine Eigenschaften und Werte in Bezug auf die Wärmedämmungskapazität bewährt. Die Wärmebeständigkeit ist direkt proportional zur Dichte R = d / λ.
Das extrudierte Polystyrol ist einer der Schaumstoffe mit der höchsten Druckfestigkeit. Als Sicherheitsmaßnahme können Lasten in Betracht gezogen werden, die einer Grundverformung des Materials von 10% entsprechen.
Die Rohdichte des Materials ist direkt proportional zu einer seinen sehr wichtigen Eigenschaften, und zwar, zur Druckfestigkeit/Spannfestigkeit. Wenn die Rohdichte des Materials steigt, steigt ebenfalls die Druckfestigkeit/Spannfestigkeit des Materials. Das Polystyrol GIAS Graphit XPS hat eine Mindestrohdichte von 32 kg/m3, rund 20% höher als die Mindestrohdichte ähnlicher Produkte.

Verhältnis Rohdichte - Druckfestigkeit
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Verhältnis Rohdichte - Spannfestigkeit.
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Die Prüf- und Berechungsmethode wird in der Norm SR EN 1606 geregelt. Gemäß SR EN 1606 darf die Spannfestigkeit maximal 2% sein.

7.    DimensionsstabilitätWärmedämmende Materialien werden ihrem Wesen nach beträchtlichen Temperaturschwankungen unterliegen. Zwischen den beiden Seiten der Polystyrol-Platten wird es hohe Temperaturunterschiede geben; außerdem werden die Platten raschen Temperaturveränderungen wegen der Tag-Nacht-Zyklen unterliegen. Im Hinblick darauf ist die Dimensionsstabilität die wichtigste Eigenschaft, die das angemessene Verhalten der wärmedämmenden Materialien während der Betriebsdauer beeinflusst. Der Polystyrol-Extruderschaumstoff XPS soll eine Zellstruktur und eine dreidimensionale ausgewogene, dichte und uniforme Anordnung sein.

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