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I fattori che hanno portato all’uso degli isolanti nell’involucro edilizio sono essenzialmente due: lo sviluppo tecnologico nella costruzione dell’involucro e le crisi energetiche che si sono presentate a partire da quella petrolifera degli anni ’70.
Il passaggio, nei primi anni del ‘900, dalla costruzione di edifici in pietra o laterizio ad edifici con struttura intelaiata travi e pilastri ha svincolato la muratura esterna dell’involucro dalla sua funzione portante. Ciò ha portato la ricerca tecnologica a concentrasi su elementi non devono essere resistenti (in termini strutturali) possono fungere solo da divisorio e da isolante termico. Questo ha dato un notevole impulso alla costruzione di murature composte, costituite cioè da più strati di materiale eterogeneo (sto parlando di murature a cassa vuota, ovveri di murature a cassetta). In seguito alla prima grave crisi energetica degli anni ’70, inizia la sperimentazione nell’ uso di isolante termico all’interno di strati successisi di laterizi o blocchi da costruzione (sistema a “cassetta”).
Come tutti i prodotti negli ultimi anni, la sovrapproduzione e un ecceso di offerta , ha portato ad un’ enorme diversificazione. Essa rende difficile la scelta dell’ isolante e non fa capire bene quale valga la pena utilizzare.
Innanzi tutto, numeri alla mano, i materiali che costituiscono gli isolanti hanno prestazioni termiche diverse. Essi sono confrontabili sulla base della loro resistenza termica R, (maggiore è la resistenza minore è il calore disperso). La R è calcolabile dividendo lo spessore dell’isolante per la conduttività del materiale:
MATERIALE | CONDUTTIVITA’ (W/mK – UNI10351) | RESISTENZA 1 cm di materiale mqK/W |
PU-Poliuretano | 0,022-0,030 | 0,45 |
EPS-Polistirene espanso | 0,035 -0,041 | 0,27 |
XPS-Polistirene estruso | 0,036-0,048 | 0,25 |
Lana di roccia | 0,034-0,044 | 0,29 |
Lana di vetro | 0,035-0,048 | 0,28 |
Sughero | 0,040-0,047 | 0,26 |
Fibre di legno | 0,047-0,091 | 0,21 |
Ripartendo quindi dalla resistenza termica del poliuretato ( che è il materiale più performante a basso costo) potremo iniziare a fare dei confronti sugli spessori, sulla base delle conduttività riportate. Perciò 10 mm di Stiferite (PU-poliuretano) corrispondono a: 15 mm di EPS; 16 mm di XPS; 17 mm di lana di roccia / vetro;18 mm di sughero; 21 mm di fibre legnose (vedi grafico sottostante).
Una prima catalogazione degli isolanti può essere fatta dividendoli in due categorie: quelli a celle chiuse e quelli a celle o fibre aperte. Fanno parte della prima categoria : il poliuretano espanso , il polistirene espanso (EPS), postirene estruso (XPS). Fanno parte della seconda categoria la lana di roccia , la lana di vetro, il sughero e gli isolanti a base di fibre legnose.
Gli isolanti a celle chiuse hanno una struttura costituita da piccole sfere contentente aria al proprio interno , quelli a celle o fibre aperte invece sono costituiti da fibre che confidano la loro capacità di isolamento intrappolando l’ aria tra fibra e fibra; se tra le fibre si insinua acqua la capacità di isolamen- to si riduce notevolmente (vedi le foto al microscopio).
Per cui in prima approssimazione:
- dove può esserci contatto con acqua meglio scegliere un isolante a celle chiuse come ad esempio per tetti o per applicazioni a cappotto,
- dove non c’è questo problema si possono i pannelli a fibre aperte per esempio l’isolamento di soffitte, o paretti a cassetta in cui la muratura esterna può proteggere dalle intemperie
Altro criterio che possiamo utilizzare nella scelta è quello di utilizzare prodotti biologici escludendo i prodotti chimici, per esempio i derivati del petrolio. Questo criterio di scelta ci fa orientare verso il sughero, lana di fibre vegetali e pannelli a base di fibre di legno. Questi ultimi prodotti seppur meno performanti termicamente hanno vari vantaggi: sono molto traspiranti e ci possono aiutare a difender- ci dall’ingresso del calore in regime estivo a causa della maggior massa e di un diverso calore specifico.
