Isolamento termico
L’isolamento termico degli edifici rappresenta uno dei temi centrali del progettare, la chiave per il miglioramento del comportamento energetico degli edifici, la misura più efficace e più economica per ridurre il fabbisogno termico. Negli edifici residenziali, esistenti o in costruzione, è indispensabile garantire un ottimo isolamento dell’involucro, opaco e trasparente, per limitare le dispersioni e garantire condizioni ottimali di comfort.
Un kWh risparmiato mediante l'isolamento termico vale di più di un kWh risparmiato con l'uso del più efficiente sistema di riscaldamento/raffreddamento, perché la vita dei materiali termoisolanti è molto più lunga rispetto a quella degli impianti.
Gli isolanti termici possono essere classificati secondo diversi aspetti: possono essere suddivisi in base alla loro origine sintetica, minerale, vegetale o animale; o in base alla loro struttura, fibrosa o cellulare. Dal punto di vista chimico si distinguono, a seconda della composizione, materie organiche e materie inorganiche.
Quale isolante termico scegliere?
Per quanto riguarda l’aspetto ecologico è indispensabile considerare tutti gli aspetti positivi e negativi che un determinato isolante ha sull’ambiente. Un metodo che definisce gli impatti ambientali prodotti durante l’intero ciclo di vita di un prodotto è LCA (Life Cycle Assessment).
Esso definisce un vero e proprio bilancio ecologico del materiale attraverso l’analisi dei flussi di materia e energia coinvolti nei processi produttivi che vanno dalla fase di approvvigionamento delle materie prime, trasporto, produzione, distribuzione, lavorazione, messa in opera, esercizio e dismissione.
Da un'analisi dei consumi di energia primaria appare evidente l’impatto ambientale che hanno quei materiali di origine sintetica derivanti dal petrolio: sorprende, poi, il fatto che il maggiore consumo di energia e di materie prime per la produzione di questi materiali non venga preso in considerazione per la formazione del prezzo di mercato. Il prezzo di un materiale infatti non comprende i costi sociali della produzione e del trasporto che invece sono a carico dello Stato e di conseguenza del cittadino che li paga direttamente con la propria salute (inquinamento dell’aria, dell’acqua, del suolo). Meno impattanti dal punto di vista ambientale sono gli isolanti minerali quali perlite espansa, lana di roccia; tuttavia presentano un elevato consumo di energia derivante dalle alte temperature richieste nella fase produttiva.
Partendo dal presupposto che non esiste prodotto che non provochi qualche conseguenza sull’ambiente, appaiono ecologicamente sostenibili gli isolanti di origine vegetale e animale che, escluso alcuni casi, hanno il vantaggio di utilizzare materie prime rigenerabili in tempi brevi.
Altra componente da valutare è la durata di vita dell’isolante. Se protetti dall’umidità i termoisolanti a base di legno sono molto longevi: fibre mineralizzate vengono poste in opera da oltre 25 anni, per il sughero si stima una durata oltre i 50 anni. Tra le fibre naturali la canapa e il cocco sono quelle meno attaccabili da muffe e insetti. I normali termoisolanti sintetici temono l’umidità di condensa.
Fino a qualche anno fa i materiali isolanti venivano valutati principalmente dalle proprietà di riduzione delle dispersioni termiche durante il periodo invernale; oggi, visto i costi energetici di raffrescamento, l’attenzione si è focalizzata anche sulla prestazione degli isolanti nel periodo estivo.
Il nostro territorio è caratterizzato da un clima temperato con notevoli differenze tra un luogo e un altro (sei zone climatiche in funzione dei Gradi-Giorno): questo implica una attenta valutazione dei materiali isolanti poiché molteplici sono le componenti da valutare che vanno dalla zona climatica del luogo, alle caratteristiche della stratigrafia e al posizionamento dell’isolante al suo interno.
Dal punto di vista delle proprietà termofisiche la prestazione degli isolanti è influenzata da vari fattori tra cui:
- la conducibilità termica λ
- capacità termica specifica;
- la massa volumica;
- resistenza al fuoco;
- diffusione del vapore acqueo;
- il coefficiente di assorbimento acustico;
- l’attenuazione del livello di rumore di calpestio;
- inerzia termica
La conducibilità termica λ
Un materiale per essere considerato isolante termico deve avere una conduttività termica λ < 0,10 W/mK. La conduttività termica peggiora se i prodotti assorbono umidità, per questo è importante utilizzare prodotti con basso assorbimento d’acqua e bassa umidità d’equilibrio (es. tetto rovescio).
Il valore della conducibilità termica dell’isolante è influenzata da fattori quali:
- la temperature di esercizio
- il contenuto di acqua
- l'invecchiamento
- la modalità di posa in opera
Riguardo la conduttività termica, i materiali di origine sintetica appaiono più efficaci, ma anche prodotti di origine vegetale e soprattutto le fibre minerali, offrono buone prestazioni. Dal punto di vista della conduttività termica la perlite espansa (ma anche più in generale i materiali di origine minerale in forma granulare) offre risultati medi e per questo raramente viene utilizzata come vero e proprio isolante.
Situazione inversa appare se analizziamo il comportamento termico estivo dove i materiali con basso peso specifico, cioè quelli di origine organica, sintetica e i materiali fibrosi di origine minerale (lane minerali) presentano scarse capacità di accumulo del calore; migliore è il comportamento dei materiali vegetali come fibra di legno, pannelli di sughero.
Dal punto di vista del comportamento acustico, i materiali fibrosi e in generale le lane (minerali, vegetali o animali) offrono una bassa rigidità dinamica e quindi sono utilizzabili come isolante dal rumore di calpestio o come isolamento acustico d’intercapedine. Gli isolanti di origine organica-sintetica, non appaiono adatti per l’isolamento acustico.
