Materiali isolanti

L'isolamento termico di un determinato materiale è misurato dalla sua conducibilità termica ed ha come unità di misura il Lambda, espresso in {\displaystyle \left[{\frac {W}{m\cdot K}}\right]}.

Se invece consideriamo un elemento costruttivo nel suo insieme parliamo del coefficiente totale di trasmissione termica U (espresso in {\displaystyle \left[{\frac {W}{m^{2}K}}\right]}):

dove:

• hi e he sono i coefficienti di convezione termica o di adduzione con l'ambiente, convenzionalmente si applicano:
  • 8: aria stagnante (interni e pareti esterne ventilate o con intercapedine)
  • 23: aria in condizione di trasporto convettivo (esterni)
  • ∞: per elementi costruttivi nel terreno
• λ1,λ2...λn sono i coefficienti di conducibilità termica dei materiali che compongono l'elemento
• d1,d2...dn sono i rispettivi spessori
• Rg è la resistenza al passaggio termico di strati di aria immobili

La miglior resistenza termica è ottenuta con il materiale che ha la massa volumica più bassa ma lo spessore più elevato; in tal modo il costo totale a m2 risulta essere tra i più convenienti. Secondo la norma EN 13165 Annessi A e C - la temperatura media di 10 °C è il riferimento per la conducibilità termica dichiarata dal costruttore.

Materiali isolanti

I materiali di isolamento termico sono quelli che si oppongo al passaggio di calore. Gli isolanti termici possono essere classificati in base a:

• Al tipo di materiale
  • minerale
  • vegetale
  • petrolchimica
  • animale

• Alla natura del materiale:
  • naturale
  • sintetico
  • organico
  • inorganico

• Alla sua struttura:
  • fibrosa, a cella aperta con un numero elevato di fibre di forma allungata, oltre alla presenza di canali di dimensioni ridotte che collegano con l'esterno. Questa compresenza permette al materiale di avere elevate capacità di isolamento termico, di permeabilità al vapore e di assorbimento acustico.
  • cellulare, a celle chiuse, ottenute tramite l'espansione del materiale. Contiene elevata quantità d'aria ferma nelle cellule che non sono però collegate tra di loro.
  • porosa, che presenta molti vuoti ma molto piccoli. Ha proprietà simili alla struttura cellulare.

Origine minerale

Struttura cellulare

• Argilla espansa
• Perlite espansa
• Vermiculite espansa
• Pomice
• Vetro cellulareOttima resistenza alla pressione, impermeabilità al vapore, resistente all'umidità. Costituito in buona parte da vetro riciclato, rappresenta un ottimo isolante (è anche privo di sostanze nocive) ma ha un bilancio energetico pessimo.
  
• Lana di rocciaChiamata anche lana minerale, si ottiene fondendo i minerali che la compongono, risolidificandoli sotto forma di fibre che spesso sono tenute insieme da un legante a base di resine termoindurenti.
  
• Calcio silicato

Origine vegetale

Il poliuretano espanso può essere anche di origine vegetale. I polimeri di origine vegetale hanno spesso caratteristiche molto vicine ai prodotti di origine minerale ma il coefficiente di conduttanza termica è di gran lunga sfavorevole. I poliuretani di origine vegetale, poi, risultano più costosi e, tutto sommato, non hanno nessun vantaggio tecnico.

Struttura fibrosa

• Fibra di cellulosaOttenuta da carta di giornale riciclata è un prodotto riutilizzabile e riciclabile. È igroscopica, traspirante, un buon fonoisolante e fonoassorbente. Può essere utilizzata in "fiocchi", "grani" e "pannelli". Dal punto di vista del bilancio energetico ed ecologico è uno degli isolanti più interessanti.
  
• Fibra di legnoI pannelli di fibra di legno vengono prodotti partendo da scarti di lavorazione che vengono sminuzzati e pressati, il collante è la lignina, naturalmente presente nel legno.
  
• Fibra di legno mineralizzataIl processo di produzione di questi pannelli è completamente diverso da quello dei pannelli in fibra di legno, rispetto ai quali hanno una migliore inerzia termica.
  
• Fibra di canapa
• Fibra di lino
• Fibra di coccoDa sempre utilizzata in oriente.
  
• Fibra di juta
• Canna lacustreLa canna lacustre unisce a una discreta capacità isolante un eccellente resistenza all'umidità. Questo la rende ideale, oltre che per realizzare tetti, per l'isolamento a cappotto in zone umide.
  

Struttura cellulare

• SugheroLa coibentazione con sughero ha come base di partenza sempre il prodotto granulato, che viene ricavato dalla polpa pulita della corteccia. Il granulato può essere utilizzato direttamente (per intercapedini, ecc.) oppure trasformato in pannelli. I pannelli si possono realizzare in due modi: tramite incollaggio (pannelli più chiari) oppure tramite una sorta di sinterizzazione: riscaldando e comprimendo i granuli si provoca la fuoriuscita della suberina che raffreddandosi lega i granuli (pannelli scuri).
  

Origine petrolchimica

• PoliuretanoI poliuretani espansi rigidi sono realizzati con polimeri e hanno valori di conduttività termica estremamente bassi. L'applicazione del poliuretano espanso può essere effettuata con sistemi diversi, si possono utilizzare pannelli pretagliati e formati oppure applicando il poliuretano a mezzo colata (nelle intercapedini) oppure a spruzzo. Le fasi di applicazione sono molto delicate e un applicatore deve aver frequentato un "corso per applicatori" al fine di evitare errori estremamente condizionanti per la riuscita nel tempo della coibentazione. L'applicatore dovrebbe inoltre fornire un certificato di conformità alle norme sulla qualità. Il poliuretano espanso, al fine di preservarne caratteristiche e durata nel tempo, deve essere protetto con applicazione di una protezione di poliurea-ibrida elastomerica, sempre applicata a spruzzo. È opportuno notare come sia essenziale la protezione del poliuretano espanso utilizzando Poliurea-Ibrida e non Poliurea "pura". In effetti l'ibrido di buona qualità risulta resistere meglio agli agenti atmosferici. La protezione elastomerica evita lo scambio del contenuto gassoso del poliuretano espanso con l'aria e quindi la perdita percentuale delle proprietà isolanti oltre al rapido invecchiamento.
  

L'applicazione di vernici o altri prodotti a scopo protettivo sul poliuretano espanso non ha effetto alcuno ai fini della durata e protezione.

• Polistirene o PolistiroloSi presenta in due forme:
  
  • Polistirolo espanso (EPS)Quello comunemente usato per gli isolamenti perimetrali, si ottiene mescolando gas compresso al polistirolo fuso e raffreddando rapidamente la miscela.
    
  • Polistirolo estruso (XPS)Sopporta pressioni specifiche più alte ed è adatto alle zone umide.
    

Origine animale[modifica | modifica wikitesto]

• Lana di pecora

Tabella riassuntiva[modifica | modifica wikitesto]

Edilizia

Lo stesso argomento in dettaglio: Isolante termico in edilizia.

L'isolamento termico in edilizia consente di isolare termicamente l'interno di un edificio dal suo esterno sfruttando la resistenza termica di un materiale. Le diverse tecniche progettuali si relazionano al materiale isolante impiegato a seconda che questo sia messo all'interno, in intercapedine o esterno.

Interno]

Quando lo strato isolante viene messo interno rispetto allo strato di supporto. Questa tecnica è impiegata soprattutto negli edifici esistenti, quando risulta difficoltoso trovare soluzione più semplici. Presenta problemi di elevato rischio di condensa interstiziale, che può essere ovviato tramite l'utilizzo di un'intercapedine. Le principali tipologie sono:

• Isolante sullo strato di supporto: quando si fissa, tramite l'uso di colla o di tasselli, il materiale isolante direttamente sulla muratura. Consigliabile l'uso di un materiale altamente permeabile al vapore in maniera che questo si diffonda e non crei della condensa interstiziale che possa andare ad intaccare le prestazioni del materiale.
• Isolante sulla struttura di sostegno: si fa una struttura di sostegno in montanti distanziata di qualche centimetro dallo strato di supporto sulla quale vengo inseriti i pannelli di materiale isolante che deve essere rigido.

Intercapedine

È la soluzione che prevede due strati di supporto separati da una camera d'aria che può essere piena, semipiena, o vuota. Con questa soluzione all'isolamento dovuto al materiale isolante, si aggiunge anche quello degli strati di supporto e/o della camera d'aria. È la soluzione storicamente più usata in Italia; oltre all'isolamento termico presenta anche un buon isolamento acustico.
Lo spessore finito della parete è superiore rispetto agli altri tipi. Esistono due tecniche principali di realizzazione, una che prevede l'uso di due strati di supporto che vanno ad unirsi alla struttura portante, l'altra prevede uno strato di supporto unito alla struttura portante mentre l'altro strato murario, più sottile, viene rinforzato con degli elementi collegati al primo muro.