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Materiali isolanti per l’edilizia: confronto e prestazioni

Pannello sandwich, Isolamento termico

Materiali isolanti per l’edilizia

17 mar, 2020

Esistono molteplici materiali isolanti a disposizione sul mercato. La scelta di quale utilizzare dipende dal tipo di intervento, dalle caratteristiche termiche previste e da eventuali altre prestazioni richieste dal tipo di progetto, come per esempio la resistenza meccanica, al fuoco...

 

Sistema isolante

A seconda che si tratti di realizzare un isolamento in copertura, piuttosto che un cappotto, si potrà optare per differenti materiali coibenti.

La scelta in merito ai diversi isolanti può essere fatta sulla base delle prestazioni, del costo economico e della salubrità. Altri aspetti, invece, sono  previsti da norme specifiche.

Un altro elemento di distinzione è l’impatto ambientale. Ci sono materiali che hanno conseguenze minime sull’ambiente e che, durante tutto il ciclo di vita, in inglese Life-Cycle Assessment o LCA, non immettono sostanze nocive. Altri, pur non essendo di origine naturale, sono il risultato di una precedente operazione di riciclo.

Anche per quanto riguarda il costo, non è importante valutare solo il prezzo a metro quadro del materiale isolante, ma il rapporto costo/benefici secondo il metodo LCA, che considera appunto i consumi di energia e acqua nelle fasi di produzione, trasporto, vita utile, eventuale riciclo o smaltimento.

Questa considerazione porta con sé un punto di vista diverso su alcuni materiali. Inoltre, rispetto al  costo dell’isolante, quello della posa risulta sicuramente più significativo. 

 

I parametri dell’isolamento termico

Il confronto tra le prestazioni dei materiali isolanti va fatto sulla base dei seguenti parametri:

  • Coefficiente di conducibilità termica, λ;
  • Capacità termica o di accumulo del calore, C;
  • Densità  del materiale, ρ;
  • Resistenza  alla diffusione del vapore acqueo, µ;
  • Resistenza termica, R, è il valore che si ottiene dividendo lo spessore del materiale isolante per la conduttività termica  λ;
  • Trasmittanza termica, U. Rappresenta quanto calore viene ceduto dall’ambiente interno a quello esterno attraverso una superficie di 1 mq di componente edile, che abbia una differenza di temperatura tra interno ed esterno di 1 grado Kelvin. A un minore coefficiente U corrisponde un isolamento migliore. La trasmittanza termica è l'inverso della sua resistenza termica . 

Nel caso di sistemi isolanti realizzati con più strati, le prestazioni di resistenza complessiva vengono calcolate sommando le singole resistenze. Più il valore R è alto, migliore è la coibentazione.

 

Isolamento termico degli edifici

Il sistema isolante riguarda la copertura, i solai, le pareti di un immobile. Queste superfici opache vanno realizzate in modo da garantire un’adeguata coibentazione, che limiti le dispersioni di calore nella stagione fredda e protegga dalla trasmissione del calore, nella stagione estiva. 

La continuità dello strato isolante garantisce, sia in copertura che in parete l’assenza di ponti termici.

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Isolamento in caso di caldo

Durante la stagione più calda, l’isolamento termico deve proteggere gli interni dalla propagazione del calore, dovuto all’irraggiamento solare.

Specialmente per le coperture, che sono le superfici più esposte, è più efficace scegliere un materiale isolante caratterizzato da una buona inerzia termica

L’inerzia termica dipende dalla massa del materiale, dal suo calore specifico e dalla natura sua stessa. Si misura attraverso due grandezze: lo sfasamento e lo smorzamento termico. 

Lo smorzamento, o fattore di decremento, indica la riduzione di ampiezza dell’onda termica nel passaggio attraverso il materiale in questione. È correlato alla conducibilità. Minore è il valore numerico, maggiore è la riduzione del flusso termico in entrata.

Lo sfasamento misura il tempo in cui l’onda termica passa dall’esterno all’interno attraverso il materiale. 

I materiali isolanti ottimali per difendersi dal caldo estivo sono quelli che presentano:

  • un coefficiente di conducibilità termica λ basso, 
  • un coefficiente della densità ρ alto,
  • un coefficiente di capacità termica o di accumulo del calore C alto.

Quindi, i materiali “leggeri” come l’EPS, l’XPS o il poliuretano non hanno una densità sufficiente per ottenere un isolamento estivo ottimale.

 

Isolamento contro il freddo

Tra i parametri centrali per la progettazione del sistema isolante invernale ci sono la trasmittanza termica U e il coefficiente di conducibilità termica λ. Minore è il valore della conducibilità termica, minori sono le dispersioni termiche invernali.

Il coefficiente λ cresce nei materiali più densi, in presenza di umidità e con il deterioramento del materiale. Viceversa, diminuisce in materiali con pori più piccoli e quando la posa è eseguita correttamente. Infatti, lo strato isolante va posato garantendo la continuità e senza schiacciamenti o riduzioni di spessore.

Di conseguenza, d’inverno sono da prediligere materiali isolanti leggeri, che però  non si prestano a risolvere la questione dell’isolamento termico con il caldo.

 

Isolamento termico con pannelli sandwich

I pannelli rigidi offrono un buon isolamento termico in spessori più ridotti, rispetto agli stessi materiali sfusi. Sono resistenti e in genere leggeri. Grazie alla loro caratteristiche di resistenza sono utilizzabili sia sopra i solai, che nell’ intradosso ma anche verticalmente, in aderenza alle pareti, nei muri e nelle solette.

I materiali più utilizzati nell’ambito dei sistemi di isolamento sono composti con pannelli di polistirene espanso, EPS, e pannelli in lana minerale, di roccia e di vetro.

 

Materiale λ - conducibilità termica C - capacità termica ρ - densità  del materiale μ - Resistenza  al vapore acqueo
Polistirene espanso estruso - XPS 0,032-0,036 1,45 25-55 80-250
Polistirene espanso - EPS 0,034-0,048 1,25 15-40 30-500
Poliuretano espanso rigido - PUR 0,024-0,034 1,3 25-50 30-150
Fibra di poliestere 0,034-0,050 0,24 10-150 3,11-3,34
Lana di roccia 0,037-0,045 0,84 40-100 1
Lana di vetro 0,037-0,048 0,84 11-100 1
Fibre e lana di legno 0,04 -0,06 2,5 45-280 2-5
Fibra di legno mineralizzata 0,062-0,069 2,1 300-500 5

 

L’EPS, a parità di ingombro, vanta migliori prestazioni isolanti rispetto alla lana minerale, tuttavia, la lana minerale rispetta anche i più severi requisiti di tutela antincendio.

Per quanto riguarda il fattore di resistenza al vapore, bisogna tenere presente che, i pannelli sandwich che prevedono un rivestimento metallico impermeabile hanno un valore che si può considerare il più elevato di tutti. Questo significa che non esiste pericolo di condensa all’interno del materiale isolante e il suo potere coibente rimane costante nel tempo.

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Scritto da

Rocco Traini - Coordinamento Ufficio Tecnico
Rocco Traini - Coordinamento Ufficio Tecnico

Coordinatore dell’ufficio tecnico l’Ing. Rocco Traini supporta l’area commerciale per aiutare i clienti ad ottenere la miglior soluzione tecnologica. Con più di 10 anni di attività nel mondo Isopan è oggi un esperto del pannello sandwich e delle sue applicazioni.

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