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Forschungsbericht: Untersuchung des Recyclings von Stoffsystemen aus Wärmedämm-Verbundsystemen und Flachdachabdichtungsaufbauten mit Dämmplatten aus expandiertem Polystyrol-Hartschaum (Styropor). Schlußbericht

Untersuchung des Recyclings von Stoffsystemen aus Wärmedämm-Verbundsystemen und Flachdachabdichtungsaufbauten mit Dämmplatten aus expandiertem Polystyrol-Hartschaum (Styropor). Schlußbericht

Bauforschung, Band T 2798
R. Hunklinger
TH Darmstadt, Institut für Wasserversorgung, Abwasserbeseitigung und Raumplanung -WAR-
1997, 450 S.
Fraunhofer IRB Verlag

Inhalt

Prognosen zufolge werden in naher Zukunft beim Abriß von Wärmedämm-Verbundsystemen jährlich zirka 5000 Tonnen alter Polystyrol-Hartschaum-Platten anfallen. Beim Abbruch von Flachdächern mit Polystyrol-Hartschaum-Dämmung erwartet man zirka 95000 Tonnen pro Jahr. Altes Polystyrol stofflich zu verwerten, setzt den kontrollierten Rückbau der Wärmedämmungen und Dachabdichtungen voraus. Dabei sind für das Trennen der Baustoffe zirka 100 bis 150 DM pro Tonne zu veranschlagen. Versuche zur energetischen Verwertung alter Wärmedämm-Verbundsysteme haben gezeigt, daß sowohl das Dämmaterial aus expandiertem Polystyrol als auch der relativ große Anteil des anhaftenden alten Putzes beim Verbrennen keine Probleme bereiten. Es sollten jedoch zugleich auch Stoffe, die einen hohen Heizwert haben, mitverbrannt werden. Für die energetische Entsorgung von Abrißmaterial aus Flachdächern mit expandiertem Polystyrol kommen in Betracht: 1.) Anlagen mit geringem Durchsatz an heizwertreichen Stoffen; 2.) nicht ausgelastete Verbrennungsöfen; 3.) Zementwerke. In allen Fällen sind Mindestmengen an Abrißmaterial sowie ein hoher logistischer Aufwand zur Lenkung der Stoffströme erforderlich. Die Entsorgung alter Wärmedämm-Verbundsysteme auf Deponien der Klasse I scheitert meist wegen Überschreitens der Eluatparameter "Total Organic Carbon" und "Glühverlust". Das haben Versuche ergeben. Für eine Ablagerung der Wärmedämm-Verbundsysteme auf Deponien der Klasse II ist die Höhe des Glühverlusts maßgebend. Dieser Wert läßt sich aus dem Anteil der Polystyrol-Dämmschicht im Wärmedämm-Verbundsystem schon vor dem Entsorgen ermitteln.

Verfügbare Formate

Inhaltsverzeichnis

1 VORBEMERKUNG 1
1.1 Einleitung 1
1.2 Stoffliche oder thermische Verwertung brennbarer Baureststoffe... 4
2 ZIEL DES FORSCHUNGSVORHABENS 8
3 DARSTELLUNG DER UNTERSUCHTEN STOFFGRUPPEN 13
3.1 Wärmedämmverbundsysteme 13
3.1.1 Wärmedammverbundsysteme mit Polystyrol-Hartschaumplatten 13
3.2 Flachdachabdichtungsaufbauten 40
3.2.1 Flachdachabdichtungen mit Polystyrol-Hartschaum-Dämmung 40
4 RECHTLICHE R4NDBEDINGLJNGEN 70
4.1 Geschichtliche Entwicklung des Abfallrechtes 70
4.2 Das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KFW-/AbfG) 72
4.2.1 Neuerungen durch das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz 73
4.2.2 Der neue Abfallbegriff 73
4.2.3 Umsetzung der Kreislaufwirtschaft 74
4.2.4 Pflichten der Erzeuger und Besitzer von Abfällen 76
4.2.5 Die Träger der Abfallentsorgung 77
4.3 Abgrenzung von Verwertung und Beseitigung 79
4.3.1 Mindestanforderungen für die energetische Verwertung 81
4.3.2 Anforderungen an die stoffliche Verwertung 83
4.3.3 Hochwertige Verwertung 84
4.4 Ist der Bauherr oder der ausführende Bauunternehmer für die Entsorgung der entstehenden Abfälle verantwortlich 85
4.5 Schlussbetrachtung 87
4.6 Technische Anleitung Siedlungsabfall 89
4.6.1 Darstellung und Gliederung der TA-Si 89
4.6.2 Ziele und Schwerpunkte der TA-Si 94
5 ANFALLENDE STOFFQUALITÄTEN 97
5.1 Abriss von WDVS 97
5.1.1 Abriss als Funktion der Baumaßnahme 97
5.1.2 Wahl des Abrissverfahrens und Darstellung der Abrisstechniken (WDVS) 98
5.1.3 Ansätze und Beispiele neuer Rückbautechniken 99
5.2 Abriss von Flachdachabdichtungsaufbauten (FDA) 102
5.2.1 Abriss als Funktion der Baumaßnahme 102
5.2.2 Wahl des Abrissverfahrens und Darstellung
der Abrisstechniken (FDA) 102
5.3 Probenbeschreibung 109
5.3.1 WDVS-Proben 109
5.3.2 FDA-Proben 113
6 PROGNOSE DER ABFALLMENGEN 117
6.1 Allgemeiner Anfall von Bauabfällen im Kontext des Baugeschehens 117
6.2 Verwendung von WDVS mit EPS 124
6.2.1 Entwicklung der WDVS-Verwendung mit EPS 124
6.2.2 Entwicklung der EPS-Verwendung 125
6.2.3 Entwicklung sonstiger Materialkomponenten von WDVS 128
6.2.4 Zukünftige Entwicklung der WDVS-Verwendung mit EPS 128
6.3 Prognosemethodik 133
6.4 Vorgehensweise der WDVS-Abfallprognose 135
6.5 Diskussion wesentlicher Einflussfaktoren des zukünftigen Anfalls an WDVS-Abfall 136
6.5.1 Lebensdauerabschätzung von WDVS 136
6.5.2 Lebensdauerabschätzung der Gebäude 138
6.5.3 Einflussfaktor wirtschaftliche Situation bzw. Baukonjunktur 141
6.5.4 Sensitivitätsanalyse 142
6.6 Prognose der FDA-Abrissmaterialien auf EPS-Basis 146
6.6.1 Prognosemethodik 146
6.6.2 Abschätzung über die Menge der gesamten Baustellenabfälle 146
6.6.3 Abschätzung über die Produktionszahlen von Bitumendachbahnen 153
6.6.4 Vergleich der beiden Prognosen 157
7 STOFFLICHES RECYCLING 161
7.1 Bestehendes Sammelsystem für gebrauchte Verpackungen aus EPS-Hartschaum 161
7.1.1 Allgemeines 161
7.1.2 Verordnung über die Vermeidung von Verpackungsabfällen (VerpackVO) 162
7.2 Recyclingmöglichkeiten für gebrauchte Verpackungen aus EPS Hartschaum 164
7.2.1 Allgemeines 164
7.2.2 Wiederverwertung bei der Schaumstofffertigung 165
7.2.3 Styromull-Herstellung und dessen Einsatzgebiete 166
7.2.4 Verwertung im Bauwesen 167
7.2.5 Aufschmelzen, Verdichten, Sintern und Granulieren 168
7.3 Untersuchung des bestehenden Sammelsystems für gebrauchte Verpackungen aus EPS-Hartschaum im Landkreis Darmstadt-Dieburg 169
7.4 Untersuchungen zur Logistik von WDVS und FDA Abrissmaterialien 173
7.4.1 Beschreibung bestehender Logistiksysteme 173
7.4.2 Entwicklung des Zielsystemes zur Logistik von WDVS/FDA Abrissmaterialien 173
7.4.3 Entwicklung des Subsystems 177
7.5 Umfrage bei Verwertern von WDVS- und FDA-Abbruchmaterialien 202
7.6 Beschreibung bestehender Einsatzgebiete der Verwertungsprodukte 204
7.6.1 Allgemeines 204
7.6.2 EPS-Wärmedämmputz 204
7.6.3 Frostschutzschichten im Straßenbau 205
7.6.4 Bodenverfestigung und Tragschichten im Straßenbau mit bituminösen Bindemitteln 206
7.6.5 Leichtbeton 208
7.6.6 Poröse Ziegelsteine 210
7.6.7 Drainage-Material 211
7.6.8 Bodenverbesserung in der Landwirtschaft und im Gartenbau 212
7.6.9 Verfüllmaßnahmen 213
7.6.10 Dämmmaterial 213
7.6.11 Einsatz bei der mechanisch-biologischen Behandlung von Siedlungsabfallen vor der Deponierung 213
7.6.12 Einsatz zur Verbesserung der Deponiestruktur 214
7.6.13 Einsatz zur Auflockerung von Böden bei der Altlastensanierung 214
7.7 Beschreibung bestehender Aufbereitungsanlagen 215
7.7.1 Allgemeines 215
7.7.2 Verarbeitung zu Dämmmaterialien - Recyclingkonzept der Firma Hexaflock 2000 216
7.7.3 Stoffliche Verwertung von bituminösen Dachbahnen - Recyclingkonzept der Firma VEDAG 217
7.8 Beurteilung des stofflichen Recyclings für WDVSIFDA - Abrissmaterialien 218
8 TECHNIKBETRACHTUNG ZU THERMISCHEN VERFAHREN 221
8.1 Einführung 221
8.1.1 Hausmüll 222
8.1.2 Sondermüll 225
8.2 Thermische Hauptverfahren 226
8.2.1 Betrachtungsraum 226
8.2.2 Thermische Verfahrensgrundlagen und Haupteinflussgrößen 227
8.3 Rostsysteme 231
8.3.1 Thermische Vorgänge auf dem Rost 231
8.3.2 Anforderungen und Auslegungen der Roste 233
8.3.3 Rückschubroste 237
8.3.4 Vorschubrost 239
8.3.5 Walzenrost 242
8.3.6 Probleme und künftige Entwicklungen der Rosifeuerungsanlagen 245
8.4 Drehrohrsysteme 247
8.5 Künftige Verfahrensentwicklungen 250
9 ENERGETISCHE VERWERTUNG 268
9.1 Einführung 268
9.2 Möglichkeiten für die energetische Verwertung von FDA 270
9.3 Einsatz von Sekundärbrennstoffen in Zementwerken 285
9.4 Erhebung der Einsetzbarkeit von FDA als Sekundärbrennstoff in Zementwerken 297
10 THERMISCHE BEHANDLUNG ZUR BESEITIGUNG 309
10.1 Einführung 309
10.2 Probleme bei der Verbrennung von Kunststoffen 312
10.3 Die Versuchsanlage 312
10.4 Probenzusammenstellung 321
10.5 Versuchsdurchführung 329
10.6 Ermittlung der Brennstoffparameter: Wassergehalt, Gehalt flüchtiger Bestandteile, Gehalt an fixern Kohlenstoff und Aschegehalt 331
10.7 Vorgehensweise bei der Versuchsauswertung 333
10.8 Darstellung der Versuchsergebnisse 337
10.9 Fazit aus den Versuchsergebnissen 346
11 ABLAGERUNG VON ABRISSMATERIALIEN AUS WDVS UND FDA 351
11.1 Vorbemerkung 351
11.2 Grundlagen zur Deponierung 352
11.3 Emissionsbetrachtung der Deponie 358
11.4 Anforderungen der Entsorgungstechnik Deponie 363
11.5 Probenaufbereitung 365
11.6 Betrachtung der Analysenergebnisse WDVS 367
11.7 Betrachtung der Analyseergebnisse FDA 382
11.8 Empfehlung für den Entsorgungspfad Deponie 397
12 DARSTELLUNG DER ERGEBNISSE IM STOFFLUSSMODELL 400
12.1 Stoffflussbetrachtung für WDVS Abrissmaterialien 400
12.2 Stoffflussbetrachtung FDA 402
12.3 Diskussion der Ergebnisse der Stoffflussbetrachtung 405
13 RELEVANZ VON ZUSATZSTOFFEN IN POLYSTYROLHARTSCHAUMPLATTEN HINSICHTLICH DES ABLAGERUNGSVERHALTENS UND DER THERMISCHEN VERWERTBARKEIT 413
13.1 Betrachtung der Zusatzstoffe 413
13.2 Relevanz der Flammschutzmittel für das Ablagerungsverhalten von VVDVS und FDP 415
13.3 Relevanz der Flammschutzmittel für die thermische Verwertbarkeit von WDVS und FDA. 416
14 ZUSAMMENFASSUNG UND EMPFEHLUNGEN 422
14.1 Mengenrelevanz 423
14.2 Stoffliche Verwertung 424
14.3 Energetische Verwertung - Thermische Behandlung 425
14.4 Ablagerungsverhalten 426
14.5 Empfehlungen 427

Publikationslisten zum Thema:
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Forschungsberichte

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Bauwerke weisen in der Regel eine sehr lange Lebensdauer auf, so dass die Schwierigkeit darin besteht heute zu prognostizieren, was übermorgen Stand der Technik beim Recyceln von Baumaterialien sein wird. Darüber hinaus ergeben sich vielfache - teilweise konkurrierende - Anforderungen an Gebäude in ökonomischer, ökologischer soziokultureller und technischer Hinsicht. Eine Bewertung dieser Eigenschaften wird im Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen BNB durchgeführt. Im Bericht wird der Entwurf eines Indikators zur quantitativen Bewertung der Recyclingeffizienz vorgestellt, der mittelfristig in das Bewertungssystem nachhaltiges Bauen integriert werden sollte. Der Leitfaden soll bereits in der Planungsphase bei der Wahl der Baumaterialien und Baukonstruktionen Hilfestellungen geben, um bei zukünftigen Rückbauvorhaben den Anteil an recycelfähigen Materialen zu erhöhen.

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Das Abbrandverhalten von Altreifen unterscheidet sich deutlich von dem anderer kunststoffhaltiger Abfälle. Neben einem sehr hohen Heizwert und der daraus folgenden hohen flächenbezogenen Brandbelastung sind Brände von (Alt)reifen durch eine starke Wärmestrahlung, große Flammenlängen und eine sehr starke Rauchentwicklung gekennzeichnet. Hinzu kommt, dass die wasserabweisenden Eigenschaften eine Brandbekämpfung mit Wasser deutlich erschweren. Zudem existiert in Deutschland bisher keine spezifische Regelung zur Lagerung von Altreifen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollten grundlegende Eigenschaften der Verbrennung von Altreifen ermittelt werden, die als Grundlage für Brandschutzempfehlungen herangezogen werden können, um einen Beitrag zur Verbesserung des Brandschutzes bei der Lagerung von Altreifen zu leisten. Methodisch wurden neben einer anfänglichen Literaturrecherche vor allem Laborversuche zum Abbrandverhalten und zur Wirksamkeit von Löschmitteln sowie numerische Simulationen zur Beurteilung der Brandausbreitung auf der Basis von CFD-Rechenmodellen durchgeführt.

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Der Umgang mit Abfall und die Rückgewinnung von Rohstoffen sind die gesellschaftspolitischen Themen unserer Zeit. Bei der energetischen Sanierung von Gebäuden nach den geltenden Standards werden große Volumina an EPS-Dämmstoff verbaut. Beim Umbau oder Rückbau von WDVS fallen EPS-Abfälle an. Das Aufzeigen von Wegen zur Abfallvermeidung, zum Rückbau sowie zur ökologischen und ökonomischen Verwertung dieser Abfälle soll zur Akzeptanz der Gebäudedämmung mit WDVS in der breiten Bevölkerung beitragen. Durch den Rückbau eines Gebäudes werden verbaute Produkte in der Regel zu Abfall. Von diesem Statuswechsel sind auch rückgebaute WDVS betroffen. Der Umgang mit Abfällen ist in Deutschland durch das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) geregelt. Regularien und Gesetzte, die den Umgang mit EPS-Abfall festlegen, wurden im Rahmen der Studie recherchiert und zusammengefasst. Ein wichtiges Augenmerk lag auf den Begriffsdefinitionen, die zur Abgrenzung von Produkt und Abfall dienen. Auf mögliche Änderungen, bezüglich der Einstufung aufgrund des Gefährlichkeitspotentials von einzelnen Komponenten wird hingewiesen. Die nationalen und internationalen Regularien, die die möglichen Szenarien Weiterverwendung durch Aufdopplung, Wiederverwendung, sowie alle Arten der stofflichen und energetischen Verwertung betreffen, werden hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf WDVS an ihrem Nutzungsende betrachtet. Dies betrifft den Übergang vom Produkt zum Abfall mit den begleitenden Prozessschritten, den selektiven oder teilselektiven Rückbau über die Selektier- und Klassierverfahren bis hin zur Verwertung. Hinzu kommen übergeordnete Schutzziele oder langfristige politische Ziele, die ebenfalls einen Einfluss auf die Behandlung von WDVS und/oder WDVS-Komponenten am Ende der Nutzungsphase nehmen können. Die Studie stützt sich bezüglich des Abfallaufkommens im Baubereich auf Sekundärdaten des Statistischen Bundesamts DESTATIS und der Firma Consultic. Nachfragen und Interviews bei Unternehmen der Abfallwirtschaft in Bezug auf die Abfallquoten aus dem Bere

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Zeitschriftenartikel

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