Agenzia provinciale per l`ambiente

Isolamento termico
degli edifici
I
Indice
Prefazione
1
1. L’isolamento termico conviene
2
1.1 L‘isolamento termico come „fonte di energia“
3
1.2 L‘isolamento termico crea un ambiente confortevole
4
1.3 L‘isolamento termico è un valore aggiunto
6
2. Nozioni di fisica edile
8
2.1 Flussi di calore negli edifici
9
2.2 Conduttività termica
10
2.3 Trasmissione del calore
10
2.4 Accumulo del calore
12
2.5 Diffusione di vapore acqueo
12
2.6 Reazione al fuoco
14
3. Informazioni utili per la scelta dei materiali isolanti
16
3.1 Materiali isolanti
18
3.2 Tabella riepilogativa
41
4. Consigli pratici
42
4.1 Campi di applicazione dei materiali isolanti
44
4.2 Spessori isolanti
46
4.3 Ponti termici
48
4.4 Tenuta all’aria e al vento
53
5. Informazioni e consulenza
54
Introduzione
In Alto Adige quasi la metà del fabbisogno complessivo
di energia, traffico escluso, viene utilizzato per il
riscaldamento degli edifici adibiti a residenza.
La maggior parte di questi edifici è stata costruita prima
del 1980, vale a dire quando ancora non si parlava di
costi energetici e di emissioni dovute agli impianti di
riscaldamento ed è per questo che gli immobili non
erano dotati di un buon isolamento.
Dato che l’Alto Adige svolge un ruolo guida a livello
europeo nell’utilizzo di energia rinnovabile è doveroso ora puntare l’attenzione
sulla riduzione del fabbisogno energetico per il riscaldamento degli edifici di
futura costruzione e soprattutto di quelli già esistenti mediante l’adozione
di misure idonee al fine di poter ridurre la dipendenza da fonti energetiche
fossili importate come il petrolio ed il metano. L’isolamento termico degli
edifici costituisce la misura più importante per il raggiungimento di questo
obiettivo.
Il presente opuscolo è mirato a fornire a proprietari di case, committenti
di costruzioni e a tutte le persone interessate delle informazioni base
sull’isolamento termico e dei ragguagli su come scegliere ed applicare
correttamente i materiali isolanti.
L’Assessore
Dott. Michl Laimer
1
1. L’isolamento termico conviene
2
Sono molti i motivi per i quali conviene dotare un edificio di un isolamento
termico ottimale, ed in particolare gli edifici adibiti a residenza e uffici.
L’isolamento termico è innanzitutto una delle principali “fonti di energia”, crea
un clima salubre all’interno degli ambienti e offre interessanti vantaggi anche
dal punto di vista economico.
1.1 L’isolamento termico
come “fonte di energia”
L’energia più pulita in assoluto è l’energia che non viene consumata. In
questo senso l’isolamento termico rappresenta una delle fonti di energia più
importanti in assoluto, in quanto consente di ridurre il consumo di energia per
il riscaldamento degli edifici, e quindi di risparmiare preziosissime materie
prime, ed evitare l’emissione di sostanze nocive o dannose per il clima, come
il biossido di carbonio (CO2).
Il potenziale di risparmio è enorme, se si considera che circa metà del fabbisogno complessivo di energia (senza considerare quella relativa ai mezzi di
trasporto) è assorbito dall’utenza domestica, e che inoltre circa il 75% di questo fabbisogno è destinato al riscaldamento degli edifici. Negli edifici di nuova
costruzione il fabbisogno di energia per il riscaldamento degli ambienti può
essere ridotto fino a un decimo di quello degli edifici già esistenti. È comunque possibile ridurre drasticamente anche il fabbisogno di energia degli edifici
esistenti intervenendo opportunamente con lavori di risanamento adeguati. In
particolare è fondamentale pianificare l’isolamento termico fin dalle prime fasi
della progettazione sia delle nuove costruzioni che dei lavori di risanamento
di vecchi edifici.
Per la classificazione energetica di un edificio si ricorre quale criterio fondamentale al fabbisogno energetico annuale per metro quadrato di superficie
utile, detto anche indice energetico. L’indice energetico è un valore aritmetico
che consente il confronto tra diversi standard costruttivi. Per la determinazione di questo valore si esegue un bilancio tra le dispersioni termiche dovute
agli elementi strutturali (trasmissione) e all’aerazione e tra i guadagni termici
ottenuti dall’irraggiamento solare e dalle fonti termiche interne. Gli edifici
vengono classificati in diversi standard costruttivi in base al valore di questo
indice energetico.
3
A livello internazionale si definiscono come edificio a basso consumo di energia quegli edifici che hanno un fabbisogno annuale di energia per riscaldamento inferiore ai 70 kWh/m²a e come casa passiva quelli con un fabbisogno
inferiore ai 15 kWh/m²a. L’Alto Adige dispone inoltre di una propria classificazione, ovvero lo standard CasaClima. Nel diagramma riportato di seguito
vengono indicati i diversi standard costruttivi con l’indicazione del relativo
fabbisogno annuale di energia per riscaldamento.
Standard costruttivo
e relativo fabbisogno annuale
80
Fabbisogno di energia per riscaldamento in kWh/m²a
di energia per riscaldamento
70
60
50
40
30
20
10
0
Casa a basso CasaClima C
consumo energetico
CasaClima B
CasaClima A
Casa passiva CasaClima Oro
1.2 L’isolamento termico
crea un ambiente confortevole
Il benessere fisico di una persona all’interno di un ambiente dipende in misura
considerevole dal comfort termico. I due fattori principali del comfort termico
sono la temperatura dell’aria e la temperatura di irradiamento.
La temperatura dell’aria desiderata all’interno di un edificio viene garantita dal
riscaldamento, mentre la temperatura media di irradiamento all’interno di un
ambiente dipende dalle temperature delle superfici degli elementi strutturali
che circondano la persona. L’isolamento termico influisce direttamente sulle
temperature delle superfici. In effetti, quanto migliore risulta l’isolamento ter-
4
mico di un edificio, tanto migliori saranno anche le temperature delle superfici
delle pareti e quindi il clima all’interno dell’ambiente.
La cessione di calore del corpo umano alle superfici dell’ambiente da cui è
circondato viene operata mediante irradiamento di calore che sarà tanto maggiore quanto più bassa sarà la temperatura delle superfici. Una parete esterna fredda oppure il vetro freddo di una finestra può pertanto suscitare una
sensazione di freddo anche nel caso in cui la temperatura dell’aria risultasse
gradevole. In generale è possibile affermare che la temperatura dell’aria dell’ambiente può essere abbassata aumentando la temperatura delle superfici
circostanti, senza compromettere minimamente il comfort.
Per il periodo di riscaldamento vale la seguente regola d’oro:
In genere si prova un calore piacevole quando la temperatura delle pareti circostanti sommata alla temperatura dell’aria dà all’incirca la nostra
temperatura corporea.
Ad esempio una temperatura dell’aria di 20°C in un edificio poco isolato con
temperature delle superfici medie comprese fra 14 e 16°C non è sufficiente
per garantire il comfort. Per sopperire a questa lacuna la temperatura dell’aria
dell’ambiente dovrebbe essere aumentata a 22 o anche 24°C, senza però riuscire ancora a rendere il comfort ottimale. Viceversa in un edificio ben isolato
con una temperatura delle superfici media intorno ai 19°C il comfort ottimale
viene raggiunto già ad una temperatura ambiente di 20°C.
Un buon isolamento dell’edificio consente quindi di risparmiare energia per
il riscaldamento non solo mediante una riduzione della dispersione di calore
attraverso le pareti esterne, ma anche con temperature ambiente più ridotte.
Se si considera che il calo della temperatura ambiente di un grado consente
un risparmio del 6% sulle spese di riscaldamento, l’isolamento termico acquista un’importanza non indifferente.
5
Diagramma di comfort
26
ra
co
an
nf
co
or
22
e
ol
v
te
or
nf
co
20
e
ol
v
te
Temperatura della superficie della parete °C
caldo non confortevole
24
18
16
freddo non
confortevole
14
12
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Temperatura dell’aria dell’ambiente °C
1.3 L’isolamento termico
è un valore aggiunto
È relativamente facile stimare se l’investimento in un maggiore isolamento
termico sia vantaggioso dal punto di vista puramente economico. L’isolamento termico può difatti essere inteso come un investimento di denaro: il capitale
investito per l’isolamento termico dà un rendimento sotto forma di risparmio
di spese di riscaldamento. Inoltre un maggiore isolamento termico garantisce
soprattutto un maggiore valore dell’edificio, un valore aggiunto.
Isolare solo in conformità alle normative attualmente vigenti significa costruire
un edificio già obsoleto da un punto di vista energetico. Sono da preferirsi
piuttosto gli standard relativi all’isolamento degli edifici a basso consumo
energetico e delle case passive che sono già conformi alle prescrizioni del
domani e quindi già in grado di soddisfare i requisiti futuri. Questi dimostrano
che un isolamento termico perfetto in combinazione con delle finestre ben
isolanti, l’utilizzo passivo dell’energia solare e un impianto di ventilazione
con recupero del calore consentono di rinunciare ai sistemi convenzionali di
riscaldamento.
6
Gli edifici a basso consumo di energia e le case passive minimizzano
le dispersioni di energia, ottimizzano i guadagni energetici ed offrono il
massimo comfort abitativo con spese di gestione minime.
I costi per un buon isolamento termico sono relativamente ridotti se confrontati con i costi complessivi di un edificio di nuova costruzione (dal 5 al 10% ca.).
I costi aggiuntivi necessari per degli spessori d’isolamento buoni che vanno
da 20 a 30 cm, ad esempio per le pareti esterne, riguradano solo il materiale
isolante ed incidono pertanto minimamente sulle spese fisse già comunque
previste, quali per esempio il montaggio dell’impalcatura e la lavorazione.
Si consiglia di ridurre lo spessore delle pareti nelle costruzioni massicce al minimo statico richiesto (ad esempio 25 cm di blocchi semipieni
non porizzati) ed investire invece maggiormente nell’isolamento. In
questo modo, oltre a ridurre le spese di costruzione si ottiene un coefficiente U minore, si risparmia sulle spese di riscaldamento, si evitano le
emissioni inquinanti e si acquista in comfort!
La costruzione leggera in legno offre il vantaggio di introdurre l’isolamento
direttamente negli spazi vuoti tra i pilastri portanti in legno permettendo di
ottenere degli spessori delle pareti minori, un maggiore grado di prefabbricazione, tempi di costruzione ridotti e spese di costruzione minori pur garantendo un elevato comfort abitativo.
7
2. Nozioni di fisica edile
8
Nella costruzione di un edificio la scelta dell’isolamento giusto presume una
conoscenza orientativa di alcuni elementi di fisica edile esposti in forma
semplice nei paragrafi che seguono. Detti elementi aiutano a comprendere
meglio i processi e i meccanismi che comportano un risparmio energetico ed
i vantaggi dell’isolamento specificati.
2.1 Flussi di calore negli edifici
La climatizzazione degli edifici ha il compito di garantire il comfort alle persone che li occupano. A questo scopo è previsto il riscaldamento durante la
stagione invernale ed eventualmente il condizionamento dell’aria durante la
stagione estiva.
Se la temperatura interna di un edificio deve essere mantenuta costante in
inverno, occorrerà integrare l’energia ceduta attraverso un apporto di calore.
Ciò avviene attraverso fonti energetiche quali per esempio legno, gasolio,
metano o energia elettrica che possono essere trasformati in calore secondo
modalità differenti.
Una delle misure più importanti in assoluto per il risparmio energetico è l’arginamento del flusso di calore dall’interno verso l’esterno degli edifici, ottenuto
semplicemente creando una resistenza in grado di bloccare il flusso di calore,
in altre parole l’isolamento termico.
Rappresentazione schematica dei flussi
di calore in un edificio durante la stagione
dispersione di calore
attraverso l’involucro esterno
ta
invernale (ta < ti)
dispersione di calore
al camino
ti
cessione
di calore
all’ambiente
dispersione
di calore
per aerazione
distribuzione
del calore
caldaia
apporto di energia
mediante combustibili
9
2.2 Conduttività termica
La capacità di un materiale da costruzione di condurre calore viene quantificata sulla scorta della propria conduttività termica specifica λ (lambda).
Per materiali isolanti si intendono materiali con coefficiente λ (coefficiente
lambda) minore di 0,1 W/mK. Il coefficiente λ indica la quantità di calore
che fluisce ogni secondo attraverso 1 m2 di materiale da costruzione dello
spessore di 1 m con una differenza di temperatura tra interno ed esterno di
1K (=1°C).
− Sigla: λ
− Unità di misura: W/mK
Vale la seguente regola: quanto minore è il coefficiente λ, tanto migliore
è la capacità isolante del materiale.
Materiali edili con conduttività
termica differente e i relativi spessori
necessari per raggiungere lo stesso
Cemento
8,40 m
effetto termoisolante
Mattoni pieni
Mattoni porizzati
Legno pieno (abete)
Materiale isolante standard
4,00 m
0,72 m
0,52 m
0,16 m
2.3 Trasmissione del calore
Quando liquidi o gas di temperatura differente sono separati da una parete
fissa, avviene una trasmissione di energia definita trasmissione di calore.
Nell’ambito degli edifici si verifica una trasmissione di calore dagli ambienti
interni riscaldati verso l’aria esterna fredda, ad esempio attraverso le pareti
esterne o attraverso il tetto.
10
Trasmissione del calore
attraverso una parete esterna isolata
λ1
λ2
λ3
λ4
αi
ti
esterno
interno
•
Q
αa
ta
d1
d2
d3
d4
La misura della trasmissione del calore attraverso un elemento strutturale in
riferimento ad uno stato stazionario rappresenta il coefficiente di trasmissione
termica globale ovvero, più brevemente, il coefficiente U. Il coefficiente U indica il flusso del calore che viene ceduto dall’interno verso l’esterno attraverso
una superficie di 1m2 e con una differenza di temperatura di 1K.
− Sigla: U
− Unità di misura: W/m2K
La trasmissione del calore attraverso un determinato elemento strutturale di
un edificio dipende dalla convezione termica naturale dell‘aria interna all‘elemento strutturale (αi), dalla conduttività termica (λ) e dagli spessori (d) dei
materiali con cui quest‘ultimo è realizzato e dalla convezione termica naturale
dell‘elemento strutturale all‘aria esterna (αa).
Vale la seguente regola: quanto minore è il coefficiente U dell’elemento
strutturale, tanto minori sono le sue dispersioni di calore.
11
2.4 Accumulo del calore
L’accumulo di calore in un edificio ha il compito di contribuire al risparmio di
energia e ad evitare il surriscaldamento durante i mesi estivi.
Tuttavia, l’effetto della massa accumulante sul consumo di energia per riscaldamento nei paesi con clima mitteleuropeo, viene spesso sopravalutato.
In estate una massa accumulante all’interno dell’edificio può assorbire il
calore in eccesso per poi farlo fuoriuscire nelle ore notturne attraverso una
aerazione adeguata. In linea di massima si constata che: in presenza di
grandi vetrate esposte a sud ed soprattutto a ovest degli edifici una massa
accumulante da sola non può risolvere il problema del surriscaldamento. In
questi casi è indispensabile prevedere un’ombreggiatura esterna.
Mentre per gli ambienti esposti a sud dotati di grandi vetrate è utile predisporre una protezione parasole efficiente accoppiata a delle masse accumulanti,
questo non vale per gli ambienti utilizzati raramente come le camere degli
ospiti o le case occupate solo il fine settimana. Minore è la massa accumulante da riscaldare, minore sarà il tempo necessario per raggiungere il riscaldamento a regime.
Nelle costruzioni leggere e nelle coperture per la protezione dal calore estivo
va osservata il cosiddetto sfasamento: con questo termine si indica il tempo
necessario ad un’onda termica per penetrare dal lato esterno di un elemento
strutturale al suo interno. Uno sfasamento sufficientemente ampio (> 10 ore)
di un elemento strutturale fa ritardare il passaggio dell’onda termica nella
misura per cui la temperatura massima del giorno riesce ad entrare all’interno
solo quando si può contrastare con l’aria notturna fresca.
2.5 Diffusione di vapore acqueo
Il riscaldamento degli ambienti abitati e l’alimentazione permanente di umidità dovuta al relativo utilizzo durante la stagione invernale comporta nell’aria
presente all’interno degli ambienti un contenuto di acqua molto maggiore
rispetto a quello dell’aria circolante all’esterno. La pressione parziale del
vapore acqueo all’interno degli ambienti è maggiore rispetto a quella dell’aria
esterna. Questa differenza di pressione provoca una migrazione (diffusione) di vapore acqueo attraverso gli elementi strutturali esterni. Nel corso
della suddetta migrazione del vapore acqueo può insorgere un fenomeno
12
di condensazione, ovvero una formazione di acqua all’interno dell’elemento
strutturale. Se la temperatura della superficie interna dell’elemento strutturale è bassa, il fenomeno di condensazione può insorgere già sulla superficie
interna, con la conseguente formazione di muffa.
L’esatto livello del punto di rugiada, vale a dire la superficie all’interno dell’elemento strutturale su cui può formarsi l’acqua e la quantità d’acqua in
questione, si può definire con sufficiente precisione attraverso un calcolo. Per
le pareti di struttura più comuni nel frattempo si dispone di un numero di valori
empirici sufficiente, mentre per le applicazioni particolari va eseguito un calcolo specifico, come ad esempio per l’isolamento di muri esterni dall’interno
che è molto più soggetto alla formazione di condensa rispetto all’isolamento
esterno. Ad oggi esistono anche per l’applicazione interna dei materiali isolanti con elevata assorbenza capillare che vengono impiegati per l’isolamento
con spessore ridotto fino a 5 cm senza calcoli specifici.
A seconda del materiale e del suo spessore, il trasporto di vapore acqueo
all’interno dell’elemento strutturale viene contrastato mediante l’opposizione
di una resistenza detta resistenza alla diffusione. La resistenza alla diffusione di un materiale viene indicata attraverso il coefficiente µ, che corrisponde
allo spessore in m dello strato d’aria che oppone alla diffusione di vapore la
stessa resistenza di 1 m del materiale.
Come esistono materiali isolanti che rendono difficile il flusso di calore,
ve ne sono altri - i cosiddetti freni o barriere vapore - in grado di frenare
il flusso del vapore acqueo. Detti freni o barriere vanno applicati sempre
all’interno del livello del punto di rugiada in modo che il vapore acqueo difficilmente lo raggiunga.
In generale la resistenza alla diffusione degli elementi strutturali deve
essere articolata su una resistenza forte fino al punto di rugiada e molto
lieve una volta superato quest’ultimo. L’acqua che si potrebbe formare
in inverno deve poter fuoriuscire facilmente durante la stagione estiva
facendo asciugare completamente l’elemento strutturale, in modo da
evitare danni permanenti alla costruzione.
13
Classificazione della resistenza alla diffusione del vapore acqueo dei materiali
Coefficiente di resistenza alla diffusione
Classificazione
Fino a 10
Diffusione elevata
Da 10 a 50
Diffusione media
Da 50 a 500
Diffusione limitata
Infinito
Barriera al vapore
A questo proposito va sottolineato che l’evacuazione dell’umidità dell’aria
presente negli ambienti generata da attività come la cottura, il lavaggio, la
doccia ecc. e dal rilascio di umidità da parte di chi soggiorna negli ambienti
deve essere effettuata prevalentemente mediante un’aerazione adeguata.
Questo significa che il comportamento degli utenti, soprattutto negli spazi
adibiti all’abitazione e all’igiene, assume un ruolo rilevante.
2.6 Reazione al fuoco
Una valutazione comparata della reazione al fuoco di diversi materiali
va imperniata sui seguenti fattori: infiammabilità, effetto dannoso dei gas
combusti, formazione di gocce e formazione di fumo denso.
I materiali da costruzione vengono suddisivi e classificati in base alla loro
reazione al fuoco. Per determinate applicazioni è richiesto un certificato di
verifica dei materiali impiegati.
Classe di infiammabilità
Classificazione
Classe 0
Non infiammabile
Classe 1
Difficilmente infiammabile
Classe 2
Infiammabile normalmente
Classe 3
Facilmente infiammabile
In futuro la suddetta classificazione viene sostituita dalle classi europee di
infiammabilità (A1, A2, B, C, D, E).
I materiali isolanti di origine animale o vegetale e le plastiche raggiungono
nel migliore dei casi la classe di infiammabilità 1 (difficilmente infiammabili),
tuttavia mai 0.
14
Date le differenti condizioni d’incendio non è possibile presumere un effetto
dannoso dei gas combusti universale, né si può partire dal presupposto che
nei materiali naturali in caso di incendio vengano sprigionati gas sostanzialmente meno pericolosi di quelli prodotti dalle plastiche. La tossicità dei gas
combusti del polistirolo sembra addirittura essere inferiore a quella delle
sostanze naturali. In caso di incendio il poliuretano sprigiona gas particolarmente pericolosi (vapori di acido prussico).
La pericolosità dei gas combusti è però in genere determinata dalla formazione di monossido di carbonio. Una forte formazione di fumo denso è prevedibile soprattutto nel caso del polistirolo, del PVC e di alcuni poliuretani espansi,
mentre le sostanze naturali e la lana minerale sviluppano meno fumo.
15
3. Informazioni utili per la scelta
dei materiali isolanti
16
Sostanzialmente non esistono materiali isolanti „buoni“ o „meno buoni“. Di
fatto tutti i materiali isolanti comuni hanno una loro giustificazione per campi
di applicazione specifici. Nella costruzione di un edificio vengono utilizzati per
lo più diversi materiali a seconda dello scopo di destinazione. La scelta dei
singoli materiali dipende strettamente dall’uso per cui sono destinati, dal tipo
di costruzione e infine dalle preferenze di committenti e architetti.
Per semplificare la scelta, nei seguenti paragrafi vengono illustrati senza
esprimere alcun giudizio i materiali isolanti più comuni. Per ciascun materiale
vengono fornite indicazioni relative a produzione, applicazione, caratteristiche e
proprietà nonchè considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario.
Al paragrafo dedicato alla Produzione vengono indicate le materie prime
impiegate per realizzare il materiale trattato, la relativa disponibilità ed una
descrizione sommaria del processo di fabbricazione. Il titolo Applicazione
tratta i campi di applicazione per cui il materiale risulta particolarmente idoneo. Al punto Caratteristiche e proprietà vengono specificate le proprietà
isolanti, la capacità di diffusione del vapore acqueo, gli aspetti relativi alla
resistenza e le peculiarità tipiche del materiale, tra cui ad esempio la reazione al fuoco. La parte dedicata alle Considerazioni sull’aspetto ecologico
e sanitario contempla alcune riflessioni sulle materie prime utilizzate e le
problematiche correlate con la relativa preparazione, sul dispendio di energia
necessario per la produzione e il trasporto e sugli effetti provocati sulla salute
da un eventuale sprigionamento di gas o dal distacco di fibre.
Spesso si cerca di stilare un bilancio generale o un cosiddetto bilancio ecologico dei materiali isolanti. Purtroppo però la compilazione univoca di un
bilancio ecologico, ovvero una catalogazione ecologica sommaria dei materiali isolanti, è praticamente impossibile, in quanto gli effetti esercitati sull’ambiente sono troppo differenti e quindi difficilmente confrontabili. Al momento
della scelta è opportuno raffrontare gli effetti ecologici fondamentali, tra cui vi
sono anche il dispendio di energia primaria per la produzione e/o estrazione
delle materie prime, la fabbricazione del prodotto, il trasporto e il montaggio.
Inoltre vanno considerate le emissioni di CO2 e i processi di acidificazione
(equivalenti di SO2) insorgenti fino al momento del montaggio. A fronte di ciò
vi sono gli effetti positivi esercitati dal materiale isolante durante la fase di
utilizzo. Il fabbisogno di una quantità minore di energia per il riscaldamento
arreca vantaggi su tutti i fronti, in quanto implica meno emissioni di CO2 e
17
meno fenomeni di acidificazione nel corso dell’intera durata dell’utilizzo dell’isolamento termico.
Indipendentemente dalla quantità, sia molta o poca, di energia necessaria per la fabbricazione, il trasporto e il montaggio di un determinato
materiale isolante, non esiste paragone con l’energia risparmiata nel
caso di un comune materiale isolante.
Qualcosa di analogo si osserva con l’inquinamento da CO2 e il fenomeno di
acidificazione attraverso il processo di fabbricazione rispetto alle emissioni
dal riscaldamento evitate attraverso l’isolamento termico.
3.1 Materiali isolanti
Silicato di calcio
Produzione
I pannelli a base di silicato di calcio vengono prodotti con sabbia quarzosa e
calce e poi armati con cellulosa per renderli stabili. L’anidride silicica e l’ossido di calcio vengono fatti decantare in acqua e reagiscono formando uno
stadio iniziale del silicato di calcio. Dopo la formazione i minuscoli cristalli di
silicato di calcio vengono trattati in autoclave con vapore acqueo surriscaldato e pressione elevata fino ad ottenere la struttura aperta con pori fini (90% di
pori fini connessi). In questo modo si formano l’elevata assorbenza capillare
e l’enorme capacità di assorbimento di acqua (pari a tre volte il peso netto)
nonché le proprietà termoisolanti.
La presenza di una minima parte di cellulosa conferisce al pannello non solo
una stabilità degli spigoli ma anche una buona flessibilità. Il materiale è leggero, presenta una certa stabilità di forma e può essere montato in maniera
autoportante. Il silicato di calcio è leggermente alcalino (pH=10).
Applicazione
I campi di applicazione più frequenti sono il risanamento di muri umidi a causa
della condensa, l’isolamento dall’interno e l’eliminazione di muffe. Il silicato di
calcio viene applicato soprattutto nelle facciate soggette a tutela o in quelle
molto strutturate che non consentono l’isolamento esterno o per l’isolamento
termico di singole unità abitative in condomini a più piani.
18
Caratteristiche e proprietà
Il silicato di calcio è molto aperto alla diffusione (µ=6) e viene applicato senza
barriera vapore. L’elevata porosità determina una grande capacità di accumulo dell’acqua e di trasporto capillare nonché delle proprietà termoisolanti
accettabili (valore λ=0,05–0,07 W/mK). I pannelli a base di silicato di calcio
garantiscono un clima dell’ambiente confortevole grazie alla regolazione attiva dell’umidità dell’aria e al contempo delle pareti più calde. I pannelli a base
di silicato di calcio sono anti invecchianti, resistenti alla putrefazione, agli
insetti e ai roditori e presentano una certa stabilità di forma. Grazie al loro
valore pH 10 fungono da barriera contro le muffe.
Possono essere tagliati senza alcun problema con segaccio, gattuccio o sega
circolare manuale. Durante il taglio si consiglia di indossare una maschera
antipolvere a causa della formazione di polveri. I pannelli a base di silicato di
calcio vengono incollati con dei collanti speciali che garantiscono il collegamento capillare tra parete e pannello. Le cavità di dimensioni maggiori, per
esempio in pareti non piane, vengono tamponate con granulato di silicato di
calcio. I pannelli a base di silicato di calcio non sono infiammabili (classe di
infiammabilità 1).
Quando applicati all’interno degli ambienti, fare attenzione che i pannelli di silicato di calcio vengano trattati in superficie solo con intonaco,
colori o carta da parati aperti alla diffusione al fine di non inibire la capacità diffusiva e le proprietà di regolazione del clima.
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
Le materie prime di natura minerale sono disponibili in quantità praticamente inesauribile. Per la produzione di questo materiale isolante non vengono impiegati propellenti, additivi organici o fibre minerali. L’inquinamento
ambientale provocato dalla relativa produzione riguarda soprattutto il consumo di energia necessario per il processo in autoclave. Una gran parte
dell’acqua necessaria per il processo produttivo viene condotta in un circuito
chiuso. Il prodotto può essere riciclato solo parzialmente. Il silicato di calcio
è considerato una maceria edile e pertanto è possibile conferire in discarica
i resti e gli scarti.
I pannelli in silicato di calcio per le loro applicazioni speciali nell’isolamento
degli interni e per il risanamento di zone umide sono una novità interessante
e praticabile del settore dei materiali isolanti in cui sono consigliabili come
prodotti per la bioarchitettura.
19
Perlite espansa
Produzione
La roccia perlitica vulcanica, denominata anche vetro naturale, viene frantumata ed esposta per breve tempo a temperature di circa 1.000°C. In seguito
a questo processo l’acqua inglobata si trasforma in vapore facendo gonfiare
il materiale ad un volume pari a 15-20 volte quello originario. Per l’applicazione in ambienti umidi viene operata un’idrofobizzazione mediante silicone per
chiudere il grano oppure un rivestimento con bitumi o resine naturali.
Applicazione
La perlite espansa viene proposta come:
- Isolante granulare leggero per l’isolamento non caricato di cavità, ad
esempio come isolamento d’intercapedine, isolamento tra le travi portanti o
isolamento di soffitti del piano più elevato. Le eventuali modifiche successive,
per esempio rotture, in questo caso costituiscono un problema.
- Isolante granulare caricabile sotto pavimento di cemento e isolante
granulare altamente caricabile sotto pavimento a secco.
- Isolante granulare di compensazione e di riempimento tra i legni d’imbottitura
per l’isolamento termico dei pavimenti. (applicazioni più frequenti).
La perlite espansa può essere utilizzata anche per la produzione di malte e
intonaci termoisolanti.
Caratteristiche e proprietà
Le proprietà termoisolanti sono buone (λ=0,04–0,06 W/mK). Il materiale è
aperto alla diffusione (µ=1–4), non è putrescibile ed inoltre resiste bene ai
parassiti e agli agenti chimici. In particolare va sottolineata la capacità di
regolare l’umidità. Determinate qualità di perlite presentano delle buone proprietà acustiche (rumore da calpestio e rumore che si propaga con l’aria).
La perlite espansa non è infiammabile (classe di infiammabilità 0).
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
La perlite vulcanica è ancora sufficientemente disponibile in molti giacimenti
in tutto il mondo. Il dispendio di energia implicato dalla relativa produzione
rientra nei livelli medi. Nella produzione non vengono impiegate sostanze pericolose per l’ambiente e la salute umana. Sono però inquinanti le fonti di energia
fossile necessarie per l’espansione ed il trasporto. Il materiale granulare sfuso
20
può essere riapplicato. La perlite espansa può essere smaltita nelle discariche
specifiche per scarti di materiale da costruzione.
Durante la lavorazione è obbligatorio procedere con la massima cautela
per evitare un eccessivo sviluppo di polvere.
È preferibile non utilizzare la perlite bitumata per isolare gli ambienti interni a
causa del possibile inquinamento dell’aria da sostanze nocive.
Polistirolo espanso (EPS)
Produzione
I componenti base del polistirolo espanso, benzolo ed etilene, vengono ricavati da petrolio e metano e da questi viene prodotto in diversi stadi lo stirene.
Con l’aggiunta di pentano e di altre sostanze antiinfiammabili lo stirene viene
trasformato in polistirolo mediante polimerizzazione. Durante questo processo si verificano emissioni di idrocarburi e in questo contesto il pentano contribuisce alla formazione dell’ozono presente al livello del suolo. Quali sostanze
antiinfiammabili vengono addizionati alcuni composti di bromo.
Il colore grigio argento dei pannelli a minore conduttività termica (e pertanto con
migliore azione isolante) è dato dall’aggiunta di polvere di alluminio o di grafite.
Per l’idrofobizzazione dei pannelli impermeabili si impiegano degli stereati.
Applicazione
Sono possibili tutti i campi di applicazione:
- Pannelli isolanti per facciate (EPS-F) come elemento di un sistema compound termoisolante: In caso di applicazione come cappotto utilizzare
soltanto dei sistemi collaudati e omologati per evitare danni alle costruzioni
(massa collante, pannelli in polistirolo espanso specifici per facciata, massa
di incassatura, grigliato in vetro tessile e strato di copertura). Nel caso in cui
i pannelli di polistirolo espanso non siano impiegati in strutture nuove composte da laterizi e mattoni forati oppure da blocchi semipieni e cemento oltre
ad essere incollati dovranno essere anche tassellati alla struttura portante,
così come anche nel caso di spessori maggiori.
- Pannelli per l’isolamento di cantina e isolamento esterno contro il terreno
(isolamento perimetrale, EPS-P): Nella zona del basamento e come isolamento perimetrale si utilizzano panelli in polistirolo espanso idrofobizzati.
- Isolamento acustico anticalpestio sotto il pavimento continuo.
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- Pannelli per l’isolamento del tetto: qualora si utilizzino dei pannelli autobloccanti nel tetto non ventilato (impermeabilizzazione sopra all’isolamento termico) è importante garantire una barriera vapore efficace sotto ai pannelli.
- Isolamento dei tetti a struttura inversa (tetti in cui lo strato isolante si trova
sopra a quello di impermeabilizzazione) con pannelli idrofobizzati con battente perimetrale.
Caratteristiche e proprietà
Il polistirolo espanso presenta delle proprietà termoisolanti molto buone
(λ=0,035-0,040 W/mK). Rispetto ai materiali isolanti prodotti con materie
prime rinnovabili è relativamente stagno al vapore. La resistenza alla diffusione del vapore acqueo µ raggiunge a seconda del prodotto valori tra 20 e
100. L’EPS è resistente ai morsi degli animali e non putrescibile. In qualche
caso sporadico si è riscontrato un danneggiamento da parte dei picchi sulle
facciate in polistirolo espanso. La durata in vita dei pannelli è un fattore determinante per i sistemi compound termoisolanti in EPS. Nei sistemi conformi
alle norme e alle omologazioni vigenti dovrebbe essere più di 30 anni.
Classe d’infiammabilità 1 (difficilmente infiammabile), tuttavia in caso di
incendio si osserva una forte formazione di fumo denso.
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
La produzione di materiale isolante a base di polistirolo è relativamente
inquinante rispetto a quella dei materiali isolanti cosiddetti “naturali”. Va però
anche evidenziato che il bilancio energetico di un isolamento termico realizzato con polistirolo espanso risulta positivo già a distanza di 7 - 20 mesi, dato
che dopo questo periodo si risparmia energia. Il polistirolo espanso viene riciclato in forma pura, circostanza rara nell’edilizia. In caso di smantellamento i
sistemi compound termoisolanti devono essere separati in modo meccanico
dallo strato di intonaco.
Il taglio mediante filo caldo va operato all’aperto, in quanto potrebbe provocare uno sprigionamento di stirene e di altri prodotti di scomposizione!
Dopo il montaggio il materiale non comporta alcun rischio per la salute umana.
Il polistirolo espanso è economico, collaudato come materiale isolante di
massa e consigliabile con qualche limitazione. Nella maggior parte delle
applicazioni è possibile utilizzare anche altri materiali isolanti meno inquinanti
a livello ambientale, soprattutto in fase di produzione.
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Polistirolo estruso (XPS)
Produzione
I pannelli in espanso rigido di polistirolo vengono proposti per alcuni casi di
applicazione speciali come polistirolo estruso (XPS). Come per la produzione
del polistirolo espanso, lo stirene grezzo viene prodotto in diversi stadi dal
petrolio. Il polistirolo liquido viene espanso (estruso) con propellenti e pressato attraverso degli ugelli a fessura larga formando delle lastre. Attualmente
come propellente si utilizza la CO2 sottratta dall’atmosfera o ricavata quale
sottoprodotto da altri processi di fabbricazione.
Applicazione
Il polistirolo estruso viene utilizzato per applicazioni in ambiente umido e in
caso di elevate sollecitazioni da compressione:
- Pannelli per l’isolamento di tetti a struttura inversa (tetti in cui lo strato isolante si trova sopra quello di impermeabilizzazione): tetti con verde pensile,
terrazze e pavimenti.
- Pannelli per l’isolamento esterno contro terreno (isolamento perimetrale):
I pannelli in polistirolo estruso in questa applicazione vengono incollati
esternamente sull’impermeabilizzazione verticale. Come protezione e per
favorire lo scarico dell’acqua si può applicare esternamente una membrana
di drenaggio.
Caratteristiche e proprietà
Il polistirolo estruso presenta delle proprietà termoisolanti molto buone
(λ=0,035-0,040 W/mK), il livello di resistenza alla diffusione del vapore
acqueo µ è tra 80 e 200. Grazie alla struttura espansa a cellula chiusa e
alla pellicola di espansione sui due lati del pannello l‘assorbimento d‘acqua
è estremamente ridotto. La resistenza alla compressione è elevata. Classe
d’infiammabilità 1 (difficilmente infiammabile), tuttavia in caso di incendio si
osserva una forte formazione di fumo denso.
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
La produzione di materiale isolante a base di polistirolo è relativamente
inquinante rispetto a quella dei materiali isolanti cosiddetti “naturali” (vedere
anche il paragrafo dedicato al polistirolo espanso). Un grosso problema sotto
l’aspetto ecologico è costituito dai propellenti a base di CFC ancora leciti fino
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al 1993 presenti nel polistirolo estruso già installato. Il propellente inglobato
all’interno dei pori viene rilasciato lentamente (la metà del gas inglobato fuoriesce nel giro di 10 o 20 anni). Esistono metodi di riciclaggio di sostanze e
prodotti chimici adatti anche per il polistirolo estruso, tuttavia al momento non
si hanno informazioni su un riciclaggio specifico del polistirolo estruso di una
certa rilevanza sotto il profilo quantitativo.
Il polistirolo estruso è adatto come materiale per i tetti a struttura inversa e
come isolamento perimetrale, tuttavia occorre tenere presente che:
- il vecchio XPS espanso con CFC deve essere smaltito a parte.
- il taglio mediante filo caldo va operato all’aperto, in quanto potrebbe
provocare uno sprigionamento di stirene e di altri prodotti di
scomposizione.
Lino
Produzione
Per la fabbricazione del materiale isolante si utilizzano le fibre corte del lino.
Dopo la pulitura e la separazione in fibre singole si applicano diverse procedure per impedire l’insaccamento del materiale isolante: si può integrare il
prodotto fino ad un 20% con delle fibre di supporto composte da fibre tessili di
poliestere oppure incollare le fibre con fecola di patate. Per rendere il prodotto
resistente al fuoco e ai parassiti vi vengono addizionati dei composti la cui
percentuale varia a seconda del produttore e possono essere al massimo un
10% di composti di bromo o un 1% di fosfato di ammonio.
Applicazione
Il lino può essere applicato ovunque non vi sia una sollecitazione statica elevata:
- Feltro termoisolante per isolamento termico e acustico in tetti, soffitti con
travatura in legno, pareti di montanti e tra travi, travetti e spigolati (con
spessori fino a 10 cm). I feltri isolanti arrotolabili possono essere fabbricati
solo con fibre di sostegno in poliestere.
- Pannelli isolanti con spessore massimo di 20 cm per l’isolamento termico e
acustico e per soffitti acustici.
- Materiale di tamponatura per l’isolamento da calpestio e per la tamponatura
di giunzioni e cavità, per esempio nei telai per finestre e porte. Il lino da
tamponatura è un alternativa alle schiume di montaggio.
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Caratteristiche e proprietà
Le fibre di lino presentano buone proprietà termoisolanti (λ=0,04 W/mK). Il
coefficiente di resistenza alla diffusione del vapore acqueo µ è 1. Le fibre
sono molto resistenti alla trazione e estensibili. Il lino può assorbire umidità
senza subire alcun danneggiamento. Le fibre sono composte da cellulosa e
non contengono proteine animali, pertanto sono resistenti alle tarme e alla
muffa. La cera protettiva del lino resta sulle fibre. La posa del lino non comporta alcun problema, dato che può essere facilmente tagliato con un coltello
elettrico o con una sega circolare. I materiali isolanti in lino vengono incastrati
tra portanti e travi in legno e non devono essere graffettati.
Classe di infiammabilità 2, infiammabile normalmente
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
Il lino rientra tra le materie prime locali, rinnovabili. La coltivazione del lino è
sensata da un punto di vista ecologico in quanto il lino è una pianta addatta
per la rotazione delle colture e non necessita di alcun concime artificiale.
Mentre le fibre lunghe vengono utilizzate per la fabbricazione di tele di lino,
le fibre corte sono ideali per la produzione di materiale isolante. I produttori
hanno dichiarato la propria disponibilità a ritirare il loro materiale per riutilizzarlo per la produzione di nuovo materiale isolante. Il materiale isolante in
lino trattato con sali di ammonio può essere conferito al compostaggio anche
se le fibre in poliestere non si decompongono. I prodotti impregnati di sale di
boro non sono adatti al compostaggio, in quanto provocherebbero lisciviazioni inammissibili.
Il lino è un prodotto alternativo interessante nell’ambito dei materiali isolanti, anche se l’elevato contenuto di fibre plastiche di sostegno di determinati
prodotti finiscono per relativizzare la denominazione di “materiali isolanti
naturali”.
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Lana di vetro e di roccia
Produzione
I materiali isolanti composti da lane di vetro e di roccia sono prodotti molto
simili e vengono definiti anche con il termine collettivo di materiali isolanti
a base di fibre minerali. La composizione della lana di vetro: 65% sabbia
quarzosa/vetro vecchio, 14% soda, 7% dolomite, 4% feldspato e 4% calcare.
La lana di roccia è composta per il 97% da diabase, basalto e dolomite. La
roccia viene fusa a una temperatura di circa 1.400°C e quindi filata in fibre
minerali artificiali. Per ottenere una certa stabilità di forma dette fibre vengono miscelate con il legante bakelite (resina fenolo-formaldeide) che solidifica
a contatto con un flusso di aria calda. A seconda della stabilità meccanica
necessaria, la percentuale di legante può variare tra il 3% e il 9% in peso per
la lana di vetro e tra l’1% e il 4% in peso per la lana di roccia. In relazione
a ciò possono verificarsi delle concentrazioni di formaldeide, che però dopo
il montaggio risultano nettamente inferiori al valore indicativo di 0,1 ppm. Il
legante conferisce la tipica colorazione gialla della lana di vetro, mentre la
lana di roccia deve il suo colore verdastro al contenuto di ferro. Per coadiuvare la fusione viene impiegato del solfato di sodio. I pannelli isolanti per
facciata vengono inoltre sottoposti ad un trattamento impermeabilizzante con
delle sostanze idrofobizzanti a base di silicone o oli minerali (al massimo 1%).
Gli oli utilizzati legano anche le polveri di fibra.
Applicazione
I materiali isolanti a base di fibre minerali vengono proposti per tutti i campi
di applicazione, ad eccezione per le pareti a contatto con la terra e per l’isolamento dei tetti a struttura inversa.
- Feltro autobloccante si blocca da solo tra gli elementi strutturali in legno.
- Feltro termoisolante eventualmente accoppiato con un foglio di alluminio.
- Pannelli fonoisolanti anticalpestio, per es. sotto i pavimenti continui flottanti.
- Pannelli isolanti per facciata come elemento di un sistema compound termoisolante.
Quale strumento di taglio è preferibile usare una lama piuttosto che una
sega! Se nel corso dei lavori venisse sprigionata della polvere, si consiglia di utilizzare una mascherina, occhiali e guanti protettivi. In caso
di montaggio ermetico non è prevedibile alcun inquinamento dell’aria
dell’ambiente.
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Caratteristiche e proprietà
Le lane di vetro e di roccia presentano proprietà termoisolanti molto buone
(λ=0,035-0,04 W/mK), una buona resistenza all’invecchiamento e una stabilità di forma esauriente se il materiale isolante è protetto contro l’umidità. La
conduttività termica aumenta fortemente già con una leggera umidificazione.
I materiali isolanti a base di fibre minerali devono pertanto essere protetti
molto bene contro l’umidità! Le lane di vetro e di roccia sono permeabili al
vapore (µ=1–2), resistenti ai parassiti e non putrescibili.
Classe di infiammabilità 1, non infiammabile. In caso di incendio a partire
dalla temperatura di circa 250°C il legante si volatilizza provocando un insaccamento del materiale isolante.
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
Le materie prime di natura minerale sono disponibili in quantità praticamente
inesauribile. L’inquinamento ambientale provocato dalla relativa produzione
riguarda soprattutto il consumo di energia necessario per la fusione delle
sostanze minerali di partenza.
Le polveri di fibra minerale artificiale sono oggetto di discussioni critiche a
livello internazionale a causa del loro possibile potere cancerogeno. Sulla
base delle conoscenze scientifiche attualmente disponibili non sembra tuttavia esservi alcun rischio per la salute umana, se le polveri di fibra presentano
un sufficiente grado di biodegradabilità, e quindi una permanenza soltanto
breve all’interno dell’organismo umano. Durante la lavorazione delle fibre
minerali si può avvertire una sensazione di irritazione della pelle dovuta
all’azione meccanica delle polveri di fibra minerale. Nel caso in cui si produce
una grande quantità di polvere si possono inoltre avvertire dei disturbi e delle
sensazioni d’irritazione a carico delle vie respiratorie e degli occhi. Durante i
lavori di ristrutturazione è possibile riutilizzare il materiale isolante se non è
impregnato di umidità oppure imbrattato o contaminato.
I materiali isolanti a base di fibre minerali presentano un’alta versatilità d’uso
se resi stagni al vento e all’umidità, misura che per altro serve anche per
arginare il rilascio di fibre fini.
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Canapa
Produzione
La canapa è una delle piante coltivate locali più antiche. In tre mesi riesce a
raggiungere un’altezza di quattro metri ed è considerata una pianta che esercita un’azione benefica a favore del terreno. Le sostanze amare che contiene
la rende particolarmente resistente ai parassiti e pertanto non è necessario
utilizzare dei pesticidi o degli erbicidi. Per garantire una certa stabilità di forma
alcuni prodotti vengono integrati con un 10 - 15% di fibre di supporto in poliestere. Si può aggiungere anche della lana di pecora per una percentuale dal
3% al 10%.
Applicazione
I materiali isolanti a base di canapa sono adatti praticamente a tutte le applicazioni comuni.
- Pannelli isolanti per facciata come elemento di un sistema compound termoisolante per le facciate esterne.
- Pannelli isolanti e tappetini isolanti per l’isolamento termico in pareti montanti, soffitti con travatura in legno, tetti e facciate sospese ventilate.
- Materiale di tamponatura per il riempimento di cavità, corde di canapa per
giunzioni di finestre e di porte.
- Pannelli fonoisolanti anti calpestio sotto il pavimento continuo flottante.
- Frammenti di canapa sfusi come riempimento isolante tra i legni di imbottitura.
Caratteristiche e proprietà
La canapa è una pianta coltivata molto robusta e per niente delicata, ideale
alle nostre latitudini anche per la coltivazione biologica. La fibra di canapa è
estremamente resistente allo strappo e all’umidità, riesce ad assorbire umidità fino ad un terzo del proprio peso netto ed asciugarsi senza alcuna dispersioni termica. Presenta inoltre una capacità di accumulo del calore migliore
rispetto a quella di altri materiali isolanti a base di fibre minerali (lana di vetro
e di roccia). Secondo le indicazioni dei produttori, il prodotto essendo privo di
proteine e contenendo delle sostanze amare presenta una certa resistenza
contro la putrefazione, i parassiti, i roditori e la muffa. Le proprietà termoisolanti sono buone (coefficiente λ=0,040 W/mK), la resistenza alla diffusione
del vapore acqueo (µ) è 1. Con un trattamento impregnante a base di soda,
fosfato di ammonio o di sali di boro si raggiunge una classe di infiammabilità 2.
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Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
La canapa è una delle fibre vegetali più interessanti per il settore dell’edilizia.
La coltivazione estensiva della canapa è ideale per l’agricoltura ecologica.
Le sue buone caratteristiche consentono di utilizzare il prodotto aggiungendo
poche sostanze del tutto innocue per la salute umana. Durante la lavorazione
non fuoriescono delle fibre che penetrano fino ai polmoni. Solo l’aggiunta di
fibre di poliestere relativizza un po’ il bilancio ecologico positivo. Sarebbe pertanto più opportuno utilizzare dei tessuti di sostegno o incollare delle fibre non
putrescibili. La canapa dopo essere stata smontata può essere riutilizzata. La
canapa trattata con sali di ammonio può essere conferita al compostaggio, le
fibre di poliestere però non si degradano e devono successivamente essere
eliminate. I prodotti impregnati di sale di boro non sono adatti al compostaggio, in quanto provocherebbero lisciviazioni inammissibili.
Pannelli isolanti in fibra di legno
Produzione
I pannelli isolanti del suddetto tipo vengono realizzati con legno di abete
rosso o di pino. La materia prima è costituita da residui di segheria, legni
deboli ecc. Il legno viene frantumato in minuzzoli e quindi scomposto in fibre
di legno fini mediante procedimenti termici e meccanici. Dette fibre di legno
fini conferiscono al pannello la sua stabilità tipica attraverso l’intreccio e l’infeltrimento subito durante la pressatura. Le resine naturali proprie del legno
vengono sprigionate per scomposizione con l’aggiunta di allume conferendo
al pannello dopo l’essiccazione la stabilità necessaria senza dover aggiungere altri leganti. Per rendere i pannelli resistenti all’umidità vengono addizionati
a seconda dell’uso per cui sono destinati alcune sostanze idrofobizzanti (bitume, lattice, cera e un surrogato di bitume a base di resina naturale). L’acqua
di processo necessaria per la pressatura può essere condotta all’interno del
circuito della fabbrica.
Applicazione
I pannelli in fibra di legno vengono proposti in spessori da 10 a 100 mm per
applicazioni nella sezione interna o esterna dell’edificio:
- Pannelli isolanti per tetto idrofobizzati utilizzati come sottotetto sostituiscono il
tavolato e il sottostrato protettivo. Vantaggi: aperti alla diffusione, possibilità di
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isolamento pieno tra le travi portanti, azione isolante aggiuntiva, posa rapida.
- Pannelli per l’isolamento continuo sopra le travi portanti.
- Pannelli isolanti per l’isolamento tra le travi portanti del tetto, nelle pareti
montanti e soffitti a travi di legno nonché per facciate sospese e pareti
intermedie.
- Pannelli isolanti per facciata come elemento di un sistema compound termoisolante.
- Elementi finiti per pavimenti a secco e per applicazione sotto pavimento per
insonorizzazione anti calpestio.
- Pannelli isolanti speciali per pareti divisorie e fonoisolanti leggere.
Caratteristiche e proprietà
Il pannello in fibra di legno è permeabile al vapore acqueo e consente un tipo
di costruzione a diffusione aperta (µ=5).
L’effetto termoisolante è buono (λ=0,04 W/mK), e per di più rispetto ad altri
materiali isolanti risulta una maggiore capacità di accumulo del calore e
proprietà fonoisolanti apprezzabili. La capacità di accumulo del calore dei
pannelli è importante soprattutto a livello di sottotetto dato che consente di
ottenere un buon sfasamento nonché smorzamento dei picchi termici.
Nelle sezioni ad alto rischio di umidità vanno previsti pannelli idrofobizzati
preferibilmente con aggiunta di resina naturale piuttosto che bitume.
Classe di infiammabilità 2, infiammabile normalmente.
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
Le materie prime sono inesauribili e pertanto disponibili in misura praticamente illimitata per il relativo utilizzo. Il consumo di energia durante la produzione è relativamente alto. L’inquinamento ambientale per effetto delle acque
sporche scaricate durante la produzione viene ridotto al minimo attraverso
la circolazione in circuiti chiusi. I resti dei pannelli isolanti in fibra di legno
possono essere lavorati per produrre nuovi materiali isolanti oppure designati
al compostaggio. I pannelli bitumati non vanno assolutamente utilizzati come
combustibile per riscaldamento. L’applicazione dei pannelli bitumati è sconsigliata soprattutto nella sezione interna.
Questo materiale isolante è sostanzialmente conforme ai requisiti richiesti
per un prodotto ecologico e rappresenta pertanto un’alternativa ai materiali
isolanti in plastica o in fibra minerale.
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Sughero
Produzione
Il sughero grezzo si ricava dalla corteccia della quercia da sughero coltivata
principalmente in Portogallo, Spagna e Africa nord-occidentale. Il sughero
granulato naturale viene ricavato dalla corteccia della quercia da sughero.
Oggi i pannelli isolanti in sughero vengono prodotti esclusivamente in versione espansa pura, vale a dire senza aggiunta di altre sostanze. La corteccia di
sughero viene macinata, il granulato così ottenuto viene poi cotto all’interno
di appositi serbatoi a pressione con vapore acqueo della temperatura di circa
370°C. Durante questo processo il sughero si espande da un 20% a un 30%
e viene legato dalla propria resina.
Applicazione
Il sughero viene proposto in varie forme:
- Pannelli in sughero agglutinati come elemento di un sistema compound
termoisolante: i pannelli vengono incollati sfasati sul muro e tassellati.
- Pannelli isolanti in sughero per l’isolamento acustico anti calpestio sotto a
pavimenti continui.
- Sughero granulato sfuso come riempimento termoisolante per esempio tra i
legni di imbottitura nelle costruzioni dei pavimenti.
L’isolamento tra le travi con pannelli di sughero non è consigliabile:
per evitare le fughe si dovrebbero tamponare i bordi con altri materiali
isolanti elastici.
Caratteristiche e proprietà
Nel caso del presente materiale si osserva la combinazione di buone proprietà termoisolanti (λ=0,04 W/mK) con un‘elevata capacità di accumulo del
calore. Il sughero è in grado di accumulare una quantità di calore dieci volte
maggiore rispetto ad esempio al materiale isolante in fibre minerali. I pannelli
isolanti in sughero sono relativamente insensibili all’umidità e in caso di influsso dell’umidità perdono poco del loro effetto isolante. Il coefficiente di resistenza alla diffusione del vapore acqueo µ per i pannelli in sughero agglutinati
è 18 e per il sughero granulato è 5. Il sughero presenta una stabilità di forma
e una permanente elasticità. E’ insensibile agli insetti e ai funghi.
E’ opportuno rimuovere la polvere dal sughero, soprattutto durante le operazioni di montaggio. La posa del sughero non comporta alcun problema.
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Il sughero presenta un grado di infiammabilità normale (classe 2), con vetro
solubile diviene difficilmente infiammabile (classe 1).
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
La quercia del sughero cresce nel bacino del Mediterraneo, in particolare in
Portogallo. In futuro può aumentare la disponibilità, in quanto attualmente
viene lavorata soltanto una parte delle risorse di sughero disponibili e le
superfici di coltivazione vengono continuamente ampliate. La coltivazione
della quercia da sughero è vantaggiosa sotto l’aspetto ecologico, in quanto
favorisce anche l’esistenza della fauna e della flora locale. Il settore dell’artigianato locale correlato assicura parecchi posti di lavoro. La scortecciatura
viene operata circa ogni 10 anni ed è regolamentata dalle disposizioni di
legge. I tragitti piuttosto lunghi vengono effettuati soprattutto mediante camion.
Il dispendio di energia durante la produzione è molto ridotto.
Il sughero espanso e quello granulato sviluppano spesso un odore molto forte
(“fumoso”). In caso di applicazione in ambienti interni si consiglia vivamente
un test olfattivo.
Pannelli di minerale espanso
Produzione
I pannelli di minerale espanso vengono prodotti con idrato di calcio, cemento e
sabbia quarzosa, quindi con materie prime minerali. Un enzima naturale funge
da agente schiumogeno. Le materie prime vengono dapprima mescolate, poi
impastate con acqua ed infine fatte espandere a pressione negli stampi. I blocchi
di materiale minerale espanso vengono tagliati e fatti indurire in autoclavi. In una
fase successiva i blocchi vengono tagliati nei formati necessari e fatti essiccare.
Il dispendio di energia durante la produzione è piuttosto elevato, ma in ogni caso
inferiore a quello necessario per la produzione del polistirolo espanso.
Applicazione
I pannelli in minerale espanso trovano applicazione prevalentemente nelle
facciate come elementi di un sistema compound termoisolante. Fino ad un
altezza dell’edificio di 20 m i pannelli vengono solo incollati sul muro in mattoni non intonacato (blocchi forati e mattoni pieni). Superata questa altezza
dovranno essere anche tassellati. Su tutti gli altri tipi di sottofondo, per esem-
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pio cemento e muri intonacati il pannello in minerale espanso viene incollato
e tassellato come gli altri materiali isolanti. I pannelli possono essere tagliati
con delle seghe normali.
Caratteristiche e proprietà
I pannelli sono relativamente leggeri (115 kg/m³), ciononostante presentano
una stabilità di forma e una resistenza alla pressione, sono aperti alla diffusione (µ=5) e non infiammabili. Le proprietà termoisolanti sono un po’ più basse
rispetto a quelle dei materiali isolanti standard (coefficiente λ=0,045 W/mK).
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
Come per il polistirolo espanso anche nei pannelli in materiale minerale
espanso l’influsso della produzione sull’effetto serra è alto. Per quanto
riguarda invece gli altri effetti potenziali (acidificazione, eutrofizzazione e
formazione dell’ozono), il pannello in minerale espanso è in parte migliore
rispetto al polistirolo espanso e sicuramente molto migliore rispetto ai sistemi
isolanti basati sulla lana minerale. I pannelli non contengono fibre e quindi
non comportano alcun rischio per la salute umana. I resti dei pannelli in minerale espanso vengono utilizzati come materiale riciclato per la produzione di
altri materiali come l’arenaria calcarea e intonaci isolanti. Dal punto di vista
odierno considerata la composizione minerale del materiale è possibile pensare ad un ulteriore utilizzo alla fine del ciclo di vita.
Poliuretano (PUR)
Produzione
I prodotti di partenza per la complessa catena del processo di questo materiale isolante sono i poliisocianati e gli alcoli polivalenti. Per ottenere determinate
caratteristiche del prodotto vengono addizionati di volta in volta dei composti
chimici differenti (per esempio delle sostanze per il trattamento antincendio).
Tra le sostanze pericolose presenti nella linea di prodotto vi sono tra l’altro i
poliisocianati (MDI), che possono provocare reazioni allergiche. Anche l’uso
del fosgene rappresenta un fattore di rischio, in quanto si tratta di un gas
velenoso. Viene fatto massiccio uso di chimica legata al cloro.
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Applicazione
I pannelli isolanti in PUR nell’edilizia vengono utilizzati principalmente per gli
scopi specificati qui di seguito.
- Isolamento continuo sopra le travi portanti.
- Isolamento di caldaie, tubazioni e boiler.
Caratteristiche e proprietà
Il poliuretano è un materiale espanso a cellula chiusa che vanta valori di
isolamento eccellenti (λ=0,03 W/mK). In testa alla classifica vi è il poliuretano espanso rigido, stagno alla diffusione del gas (λ=0,025 W/mK), rivestito
su entrambi i lati con una pellicola di alluminio dello spessore di 0,05 mm o
un tessuto non tessuto minerale. Il materiale isolante a base di poliuretano
espanso rigido è disponibile in diverse classi di infiammabilità. In caso di
incendio, seconda la temperatura e l’ossigeno presente nell’aria, possono
formarsi gas velenosi come isocianati, acido prussico e diversi composti di
fosforo. Come per la maggior parte dei materiali organici, la tossicità dei gas
combusti viene comunque definita sulla base del monossido di carbonio.
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
I prodotti di partenza utilizzati per la produzione del poliuretano derivano dal
petrolio e da materie prime riproducibili (zucchero di barbabietola). I propellenti a base di CFC ancora leciti fino al 1993 costituiscono oggi un grosso problema sotto l’aspetto ecologico, in quanto il propellente inglobato all’interno
dei pori fuoriesce lentamente. Si prevedono tempi di dimezzamento di circa
100 anni. Esistono già dei metodi di riciclaggio che però riguardano soltanto
gli scarti puliti provenienti dalla produzione e dai cantieri. Dopo il montaggio
non vi sono pericoli per la salute umana. Durante il taglio a formato è opportuno evitare di inalare le polveri, in modo da prevenire un’eventuale irritazione
meccanica delle vie respiratorie. Il poliuretano è un materiale isolante prodotto secondo un processo complesso che richiede un cospicuo dispendio di
energia che varia a seconda del prodotto e che può essere da 10 a 40 volte
superiore a quello necessario per la lana di pecora. L’eventuale esposizione
a veleni e i relativi rischi si limitano esclusivamente alla fase di produzione.
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Lana di pecora
Produzione
La disponibilità a livello mondiale di ovini da lana ammonta a circa 1,2 miliardi
di capi. Ogni pecora rende da 2,5 a 5 kg di lana all’anno. La lana tosata dall’animale vivente viene lavata con sapone di Marsiglia e soda per rimuovere
il grasso di lana in eccesso e le eventuali impurità. La lana può quindi essere
trattata con sostanze protettive contro gli attacchi di tarme e coleotteri e antiinfiammabili. Il procedimento di aghettatura per la formazione del feltro viene
operato meccanicamente senza uso di leganti. Alcuni prodotti vengono lavorati su una griglia a base di poliammide o provviste di fibre di supporto.
Applicazione
Le lane di pecora vengono proposte sotto forma di feltro isolante, tappetini,
pannelli acustici anti calpestio e lana di tamponatura. La lana non può essere
applicata in zone ad alta sollecitazione statica.
- Tappetini per l’isolamento tra travi portanti e nelle pareti interne ed esterne di
costruzioni a montanti in legno come pure per l’isolamento di pareti esterne
dietro a tavolato in legno (facciate sospese) e tra i legni di imbottitura nei
pavimenti.
- Isolamento acustico anti calpestio sotto forma di fasce o tappetini.
- Materiale di tamponatura per giunzioni (finestre, telai porte) e cavità (alternativa alla schiuma di montaggio).
Il materiale isolante a base di lana di pecora è particolarmente idoneo per le
costruzioni in legno in quanto si adegua al suo lavorio ed è in grado di assorbire umidità fino ad un terzo del proprio peso senza perdere praticamente
l’azione isolante. I rotoli possono essere forniti in diverse larghezze a seconda della costruzione in cui vanno inseriti. Il taglio può essere operato con
un semplice paio di forbici oppure con un’apparecchiatura di taglio speciale
fornita dal produttore. Il fissaggio viene operato principalmente a più strati
mediante graffette, mentre alcune corde di separazione possono garantire
che il prodotto non crolli.
Caratteristiche e proprietà
Buone proprietà sia termoisolanti che fonoisolanti (λ=0,04-0,045 W/mK). Il
coefficiente di resistenza alla diffusione del vapore acqueo µ è 1-2. Recenti
studi hanno dimostrato che la lana di pecora oltre all’umidità dell’aria può
35
assorbire e neutralizzare fino ad un certo grado anche le sostanze nocive
presenti nell’aria. La lana di pecora è permeabile al vapore acqueo ed è in
grado di resistere all’umidità per breve tempo, però deve essere protetta contro le tarme con un sistema adeguato a rendere le fibre indigeribili per questi
insetti. La lavorazione è agevole in quanto si tratta di un prodotto inodore e
che solleva pochissima polvere. In confronto ad altre fibre naturali, i materiali
isolanti a base di lana di pecora presentano un punto d’infiammabilità piuttosto elevato. Classe di infiammabilità 2 (normale).
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
L’allevamento ovino estensivo contribuisce alla conservazione del paesaggio
colturale e culturale. Nelle regioni mitteleuropee la lana di pecora è un sottoprodotto dell’allevamento di pecore madri e appare opportuno trasformare la
lana in eccedenza in un prodotto a lunga durata. Il dispendio di energia per
la produzione dei materiali isolanti a base di lana di pecora è in proporzione
piuttosto basso. Le condizioni di produzione possono essere giudicate positive, mentre l’uso di pesticidi può creare qualche problema nel caso dei grandi
allevamenti per esempio in Nuova Zelanda. La lana di pecora può essere
riutilizzata anche se all’occorrenza potrebbe essere necessario rinnovare
l’impermeabilizzazione. Alcuni produttori addirittura la ritirano per trasformarla in lana da tamponatura o in pannelli isolanti. Il compostaggio è possibile
entro poche settimane. A questo scopo deve essere rimossa la griglia a base
di poliammide eventualmente presente. I prodotti impregnati con sale di boro
non sono adatti al compostaggio, in quanto provocherebbero delle lisciviazioni inammissibili. A differenza delle fibre vegetali, la lana di pecora deve
essere trattata contro i parassiti, ma una volta montato il materiale questo
non dovrebbe creare alcun problema. Nel settore tessile la sostanza attiva
derivata dall’urea Mitin è in uso da oltre 50 anni.
Vetro cellulare
Produzione
Il vetro cellulare è un materiale isolante espanso a cellula chiusa. Il materiale di
partenza è composto per il 66% da vetro riciclato e per la restante percentuale da
sabbia quarzosa alla quale vengono addizionate altre sostanze speciali (carbonato di calcio, feldspato potassico, ossido ferroso, carbonato di sodio).
36
Le materie prime vengono fuse a 1.250°C ad una massa di vetro alla quale dopo
essere stata macinata si aggiunge come propellente del carbonio. Questa miscela
viene poi inserita in vasche di acciaio al nichel-cromo e fatto ossidare il carbonio
a anidride carbonica in stufe da espansione ad una temperatura di circa 1.000°C.
Durante questa procedura si formano delle bolle di gas che fanno espandere la
miscela di 8-9 volte. Il materiale grezzo passa poi dalle vasche al forno di laminazione dove subisce un lento processo di raffreddamento che crea una depressione
nelle cellule gassose, successivamente viene tagliato nel formato richiesto.
Applicazione
I pannelli di vetro cellulare sono particolarmente adatti per l’isolamento perimetrale
lungo le pareti esterne a contatto con la terra, sotto il plinto di fondazione, sulle
terrazze o sui tetti piani e in generale in tutte le parti di edificio sensibili all’umidità.
La lavorazione viene eseguita con seghe a mano. Il fissaggio viene operato con
collanti speciali o a base di bitume oppure direttamente nel pietrisco fine, nella
sabbia o nel calcestruzzo fresco. Il prodotto potrebbe riportare danni in seguito a
sollecitazioni meccaniche quali ad es. i colpi assestati durante il montaggio.
Un altro campo di applicazione sono rivestimenti isolanti di tubazioni e di serbatoi.
Nell’isolamento delle tubazioni dell’acqua fredda il materiale isolante essendo
stagno alla diffusione non si inumidisce a causa dell’acqua di condensa.
Caratteristiche e proprietà
Il vetro cellulare è stagno al vapore e all’acqua (µ=infinito), vale a dire che non
assorbe alcuna umidità. E’ un materiale resistente al gelo e alle condizioni atmosferiche e regge bene le forti compressioni. I pannelli sono comunque relativamente leggeri e non infiammabili, non putrescibili e resistenti ai solventi organici
e agli acidi. Le proprietà termoisolanti possono essere paragonate a quelli di altri
materiali isolanti con un valore λ che varia tra i 0,04 e 0,05 W/mK.
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
Il dispendio di energia primaria nella fase di produzione è elevato. Il recupero
di energia in fase di fusione ed espansione consente però di riutilizzare il calore
prodotto. La longevità dei pannelli si ripercuote positivamente sul bilancio energetico complessivo. Il vetro cellulare non contiene gas nocivi per l’ozono.
I pannelli impediscono la penetrazione del radon. Durante il taglio fuoriesce dell’acido solfidrico non pericoloso di odore putrido. Nel sistema compatto tutti gli
strati sono uniti tra loro a filo mediante massa collante calda o collante freddo a
37
base di bitume. L’utilizzo di collanti caldi a base di bitume o di collanti emulsionanti comporta uno svantaggio ecologico durante la lavorazione. Non è possibile riutilizzare del vetro cellulare trattato con collanti (per esempio bitumi, resina
sintetica). Il vetro cellulare puro può essere riciclato senza alcun problema.
Nella porzione delle pareti a contatto con la terra e per i tetti a struttura inversa
il vetro cellulare costituisce l’unica alternativa possibile ai pannelli in plastica e
presenta caratteristiche particolari (per esempio una resistenza alla compressione senza deformazioni) che potrebbero consentire un risparmio di materiale in
altre sezioni. E’ idoneo anche per l’isolamento degli interni.
Isolamento sottovuoto
Produzione
L’isolamento sottovuoto è costituito da pannelli isolanti evacuati composti da
acido silicio microporoso rivestito con una pellicola di plastica metallizzata
che consente di mantenere il sottovuoto. La conduttività termica di questi
pannelli (λ=0,0042 W/mK) è circa un decimo di quella dei materiali isolanti
convenzionali (λ=0,04 W/mK). Questo significa che un pannello sottovuoto
di uno spessore di 2 cm produce la stessa azione isolante di un pannello in
polistirolo di 20 cm di spessore.
Applicazione
I pannelli isolanti sottovuoto vengono utilizzati prevalentemente per garantire
un isolamento termico ottimale quando si devono utilizzare degli elementi
strutturali poco spessi (per esempio per l’isolamento del soffitto degli scantinati o sotto ai pavimenti) e quando possono essere installati in maniera tale
da non subire danneggiamenti.
Caratteristiche e proprietà
Il prodotto va lavorato con particolare cura per non distruggere la pellicola protettiva ed evitare che venga meno il sottovuoto, dato che altrimenti aumenta la
conduttività termica. Anche in questo caso, comunque, i produttori garantiscono
una conduttività termica massima di 0,02 W/mK. Dato che i pannelli isolanti non
possono essere tagliati in loco vengono prodotti in qualsiasi formato richiesto.
La produzione di pannelli isolanti sottovuoto ammette delle tolleranze dimensionali minime (+/– 1 mm) al fine di evitare le fughe nelle giunzioni di pannelli.
38
La pressione del gas all’interno del pannello può a lungo andare aumentare
provocando un aumento della conduttività termica. A questo proposito dei test
hanno rivelato che in caso di utilizzo di fogli di alluminio accoppiati o di buone
pellicole ad alta barriera vaporizzate con alluminio si può prevedere un aumento della pressione di 1-2 mbar/a, vale a dire un aumento della conduttività termica dal valore iniziale di λ=0,004 ad un valore di λ=0,007 W/mK dopo 50 anni.
Questo risultato sarebbe assolutamente soddisfacente per il settore dell’edilizia, attualmente mancano tuttavia ancora dei dati empirici sul lungo termine.
Cellulosa
Produzione
Il materiale di partenza è costituito da carta di giornale cernita, in particolare
merce resa. La suddetta carta viene scomposta in fibre attraverso un processo
di strappo e macinatura a più stadi e miscelata con circa il 15-20% di sali di
boro per ottenere una protezione contro gli attacchi di fuoco, i parassiti e i topi.
L’inquinamento provocato all’ambiente durante la produzione di questo materiale è estremamente ridotto in confronto a quello di altri materiali. In Canada e in
Scandinavia i materiali isolanti a base di cellulosa sono in uso da oltre 70 anni.
Applicazione
- Versamento di materiale sfuso o insufflaggio aperto tra i legni di imbottitura
per pavimenti o sopra gli ultimi solai.
- Insufflato con un ventilatore nelle cavità dei tetti e dei soffitti, delle pareti di
costruzioni in legno ecc. La cellulosa insufflata sotto pressione mediante dei
macchinari particolari rende un isolamento stagno al vento e posizionato
in modo preciso senza dispersioni. Con questa procedura d’insufflaggio si
possono isolare senza fughe anche le cavità irregolari. A seconda dei tipi di
cavità occorrono compressioni differenti per eliminare tutti gli spazi vuoti e
per evitare cedimenti di assestamento:
appoggio libero: ca. 35 kg/m³, falda tetto: ca. 45 kg/m³, pareti: ca. 55 kg/m³
- Procedimento in umido per costruzioni in cui non è possibile l’insufflaggio a
secco. La cellulosa viene mescolata con un 10% di acqua pura e la massa
viene applicata per spruzzo aperto. Attenzione: La parete deve restare
assolutamente aperta fino all’asciugatura completa!
39
- Pannelli isolanti in cellulosa con rinforzo in fibra di juta per la posa tra le
travi portanti, nelle pareti divisorie e per l’isolamento esterno con facciate
ventilate.
Caratteristiche e proprietà
Le proprietà termoisolanti di questo materiale sono eccellenti quando viene
trattato con procedura d’insufflaggio e procedura umida anche perché può
essere lavorato senza fughe. Il coefficiente λ è pari a 0,04 W/mK mentre il
coefficiente µ è 1,5. Le fibre cellulosiche favoriscono la diffusione del vapore,
compensano l’umidità e assorbono bene il suono. Non è prevedibile un rilascio nell’aria dell’ambiente di sostanze nocive provenienti dagli inchiostri di
stampa. In caso di lavorazione a secco è inevitabile la formazione di polvere,
per cui si consiglia di munirsi di mascherina parapolvere. La penetrazione
delle fibre nell’aria dell’ambiente deve essere prevenuta mediante misure
costruttive idonee (incollaggio della barriera vapore ecc.). Classe di infiammabilità 1 (difficilmente infiammabile) oppure 2 (infiammabilità normale).
Considerazioni sull’aspetto ecologico e sanitario
L’utilizzo di carta straccia mediante un processo di riciclaggio è molto opportuno
da un punto di vista ecologico ed inoltre il dispendio di energia e l’inquinamento
ambientale sono contenuti. Il materiale isolante a base di cellulosa può essere
asportato mediante aspirazione e reinsufflato nelle costruzioni. Non può essere
deposto in discarica in quanto nell’acqua d’infiltrazione della discarica il borato
verrebbe dilavato in misura inammissibile. Nel caso di incenerimento ad alta temperatura i sali di boro vengono stabilizzati nella scoria.
Si sconsiglia caldamente un montaggio fai da te con la procedura d’insufflaggio o umida per i seguenti motivi: è necessaria una lunga esperienza per
riuscire ad applicare il materiale in modo tale da evitare eventuali cedimenti
da assestamento e l’inquinamento eccessivo per effetto delle fibre fini.
Se il montaggio viene effettuato da un’impresa specializzata, tutte le persone
che eseguono o assistono l’applicazione devono utilizzare una maschera
parapolvere. Le barriere al vapore vanno incollate in modo accurato. Se
lavorati correttamente, i materiali isolanti a base di cellulosa sono ecologici e
particolarmente adatti da un punto di vista termotecnico.
40
3.2 Tabella riepilogativa dei materiali isolanti
con relative caratteristiche principali e valori indicativi
Conducibilità
termica λ
Spessore
equivalente
in W/mK
(1)
Coefficiente
di resistenza
alla diffusione
µ
Silicato
di calcio
0,05-0,07
12-17 cm
6
abbondante
elevato
non indicato
basso
raramente
possibile
mascherina
parapolvere
durante il taglio
Perlite
espansa
0,04-0,06
10-15 cm
1-4
abbondante
medio
basso
medio
rimontabile
mascherina
parapolvere
Polistirolo
0,035-0,04
espanso (EPS)
9-10 cm
20-100
limitata
elevato
elevato
elevato
raramente
possibile
aerare in caso
di taglio a filo
caldo
Polistirolo
estruso (XPS)
0,035-0,04
9-10 cm
80-200
limitata
molto elevato
molto elevato
elevato
raramente
possibile
aerare in caso
di taglio a filo
caldo
Lino
0,04
10 cm
1
riproducibile
basso
basso
medio
rimontabile
nessuna
Lana di vetro
e di roccia
0,035-0,04
9-10 cm
1-2
abbondante
medio
medio
basso
rimontabile
guanti,
mascherina
parapolvere
Canapa
0,04
10 cm
1
riproducibile
basso
basso
basso
rimontabile
nessuna
Fibra di legno
0,04
10 cm
5
riproducibile
elevato
medio
basso
rimontabile
evitare formazione di polvere
durante il taglio
Sughero
0,04
10 cm
1,5-18
riproducibile
elevato
basso
elevato
raramente
possibile
nessuna
Minerale
espanso
0,045
11 cm
5
abbondante
elevato
medio
basso
raramente
possibile
evitare formazione di polvere
durante il taglio
Poliuretano
(PUR)
0,025-0,03
6-8 cm
30-100
limitata
elevato
molto elevato
elevato
raramente
possibile
evitare formazione di polvere
durante il taglio
Lana
di pecora
0,04-0,045
10-11 cm
1-2
riproducibile
basso
basso
basso-elevato
rimontabile
nessuna
Vetro cellulare
0,04-0,05
10-12 cm
stagno
abbondante
elevato
medio
medio
raramente
possibile
aerare bene,
vapori di
collanti
Cellulosa
0,04
10 cm
1,5
prodotto
di riciclaggio
basso
basso
medio
raramente
possibile
mascherina
parapolvere
Disponibilità
delle materie
prime
Fabbisogno
energetico
durante la
produzione
Inquinamento
ambientale
durante la
produzione
Fabbisogno
Riciclaggio
energetico
per il trasporto
Misure
precauzionali
durante
il montaggio
(1) Spessore del materiale isolante equivalente a 10 cm di materiale isolante con λ=0,04 W/mK
41
4. Consigli pratici
42
L’elemento determinante per le dispersioni di calore attraverso le parti strutturali di un edificio è costituito dal coefficiente U, il quale non dipende solo dal
materiale isolante e dal relativo spessore, bensì anche dal resto della struttura costruttiva. A seconda della collocazione dell’isolamento, esternamente
su un elemento strutturale massiccio o tra due strati di elementi strutturali
massicci, si parla di isolamento esterno o di isolamento d’intercapedine. Nelle
strutture di costruzione leggera la struttura portante è costituita da legno,
metallo o cemento armato, mentre le pareti stesse sono composte prevalentemente da materiale isolante. Nelle costruzioni metalliche o in cemento
armato all’esterno vengono applicati perlopiù degli elementi prefabbricati,
mentre nelle strutture in legno i pilastri portanti in legno sono integrati nelle
pareti esterne.
Isolamento esterno
Isolamento d’intercapedine
Struttura leggera
Anche un tetto in legno che in linea di principio è simile ad una costruzione
leggera può essere eseguito in diverse varianti. L’isolamento, per esempio
può essere applicato sia tra le travi portanti che sopra o sotto le stesse. Negli
edifici a basso consumo energetico o nelle case passive è possibile combinare queste varianti.
1
5
2
6
3
7
4
8
Isolamento tra le travi portanti
1
5
2
6
3
7
Isolamento tra le travi portanti
1 Copertura
2 Listellatura
3 Controlistellatura e aerazione
4 Sottotetto/barriera al vento, a diffusione aperta
5 Travi portanti
6 Isolamento termico senza fughe
7 Freno vapore, incollato a tenuta d’aria
8 Rivestimento interno
4
Isolamento sopra le travi portanti
1 Copertura
2 Listellatura
3 Controlistellatura e aerazione
4 Sottotetto/barriera al vento, a diffusione aperta
5 Isolamento termico, sull’intera superficie
6 Freno vapore, incollato a tenuta d’aria
7 Rivestimento interno
8 Travi portanti in vista
8
Isolamento sopra le travi portanti
43
Isolamento tra le travi portanti
e sotto le travi portanti
1 Copertura
2 Listellatura
3 Controlistellatura e aerazione
4 Sottotetto/barriera al vento,
a diffusione aperta
5 Travi portanti
6 Isolamento termico, senza fughe
7 Isolamento termico, sull’intera superficie
8 Freno vapore, incollato a tenuta d’aria
9 Rivestimento interno
1
5
2
6
3
7
4
8
9
Isolamento tra le travi portanti
e sotto le travi portanti
Le modalità di isolamento e in generale il tipo di costruzione dipendono in
primo luogo dalle preferenze personali del committente. Una costruzione a
basso consumo energetico non viene realizzata tramite un preciso modello di
costruzione o una determinata forma architettonica ma soprattutto attraverso
dei coefficienti U bassi.
Un fattore invece determinante per una costruzione a basso consumo energetico è la compattezza della costruzione stessa. Per ridurre al minimo il
fabbisogno di energia di un edificio è opportuno ridurre al minimo la superficie, questo significa che l’edificio deve essere costruito nella maniera più
compatta possibile senza incastri, rientranze e sporgenze ecc. Altrimenti il
consumo di energia risulterà relativamente elevato nonostante il buon isolamento termico e aumenteranno proporzionalmente anche i costi necessari
per garantire un buon isolamento termico su una superficie maggiore.
4.1 Campi di applicazione
dei materiali isolanti
In commercio sono disponibili dei materiali isolanti idonei per ogni parte di
involucro dell’edificio. Nell’elenco che segue sono indicate le applicazioni
dei materiali isolanti consigliate per le parti principali degli edifici. Per l’isolamento di cavità (per esempio l’isolamento tra le travi portanti) si consigliano
esclusivamente dei materiali isolanti elastici o insufflabili che possono essere
applicati senza fughe.
44
3
2
1
5
4
6
8
7
9
10
1. Isolamento dell’ultimo solaio: perlite espansa, polistirolo espanso, polistirolo estruso, lino, lana di vetro e di roccia, canapa, fibra di legno, sughero,
minerale espanso, lana di pecora, vetro cellulare, cellulosa
2. Isolamento sopra le travi portanti: polistirolo espanso, polistirolo estruso,
lana di vetro e di roccia (compressione dura), canapa, fibra di legno, sughero,
poliuretano, vetro cellulare
3. Isolamento tra le travi portanti: polistirolo espanso (pannelli autobloccanti),
lino, lana di vetro e di roccia, canapa, fibra di legno, lana di pecora, cellulosa
4. Isolamento esterno delle pareti: sistema compound termoisolante: polistirolo espanso, polistirolo estruso, canapa, lana di vetro e di roccia (compressione dura), fibra di legno, sughero, minerale espanso, vetro cellulare
Costruzione leggera in legno: lino, lana di vetro e di roccia, canapa, fibra di
legno, lana di pecora, cellulosa
5. Isolamento di intercapedine: perlite espansa, polistirolo espanso, polistirolo
estruso, lino, lana di vetro e di roccia, canapa, fibra di legno, sughero, minerale
espanso, vetro cellulare, cellulosa
6. Isolamento acustico anti calpestio: perlite espansa, polistirolo espanso,
lino, lana di vetro e di roccia, canapa, fibra di legno, sughero, lana di pecora
7. Isolamento perimetrale (isolamento esterno parete scantinato): polistirolo
espanso (idrofobizzato), polistirolo estruso, vetro cellulare
45
8. Isolamento tubazioni: lana di vetro e di roccia, poliuretano, vetro cellulare
9. Isolamento interno della parete:
- silicato di calcio, cellulosa (con struttura interna a diffusione aperta!)
- poliuretano accoppiato con alluminio, vetro cellulare, isolamento sottovuoto
(posa stagna al vapore!)
L’isolamento interno richiede una progettazione ed un’esecuzione accurata
a regola d’arte.
10. Pavimento scantinato: polistirolo espanso (idrofobizzato), polistirolo
estruso, vetro cellulare
4.2 Spessori isolanti
La questione riguardante lo spessore da scegliere per lo strato di isolamento per
arrecare il massimo vantaggio all’ambiente è stata trattata approfonditamente dai
tecnici del settore. Considerato che attraverso l’isolamento il risparmio di energia,
di emissioni di CO2 e di altre sostanze è di molto maggiore rispetto alle spese
sostenute dall’ambiente per la produzione dei materiali isolanti, l’isolamento nella
forma proposta per gli edifici a basso consumo di energia rappresenta dal punto
di vista ecologico soltanto un limite minimo per lo spessore isolante ideale.
Bilancio energetico
2.500
in caso di applicazione di materiale
isolante minerale nello spessore
2.100
di 20 cm su un muro di mattoni già
esistente dello spessore di 35 cm
Energia in kWh/m2 di superficie coibentata
2.000
1.500
1.000
500
340
0
-100
-500
Fabbisogno energetico Risparmio energetico
per la produzione
grazie all’isolamento
dell’isolamento
dopo 10 anni
46
Risparmio energetico
grazie all’isolamento
dopo 50 anni
Ma quale è lo spessore isolante che consente di ottenere un vantaggio ottimale anche dal punto di vista economico? Come è già stato evidenziato, un
maggiore isolamento porta ad un maggiore benessere con spese di riscaldamento inferiori e contribuisce in questo modo ad un aumento del valore
dell’edificio. Sulla scia di queste considerazioni per gli edifici nuovi e nelle
ristrutturazioni si dovrebbero raggiungere almeno i coefficienti U proposti
nel grafico riportato qui di seguito. Fanno eccezione ovviamente gli edifici di
pregio storico o soggetti a tutela per i quali l’isolamento deve tener conto di
certe limitazioni e la cui ristrutturazione richiede una progettazione accurata
in maniera tale da risultare efficiente da un punto di vista energetico.
Coefficienti U auspicati in W/m2K:
i coefficienti di valore più basso si riferiscono alle condizioni climatiche delle
zone di montagna, mentre quelli di valore più alto alle condizioni di Bolzano
ultimo solaio:
U = 0,15 - 0,20
e dintorni.
tetto:
U = 0,15 - 0,20
soffitta
ambiente abitato
riscaldato
parete esterna:
U = 0,20 - 0,25
porta:
U = 1,5
finestra:
Uw = 1,5
ambiente abitato riscaldato
solaio verso
l’aria esterna:
solaio verso scantinato
U = 0,20 - 0,25
non riscaldato:
U = 0,30
garage aperto
scantinato
non riscaldato
pareti contro ambienti
non riscaldati
U = 0,30
scantinato
riscaldato
pavimenti e terreni
verso il terreno
U = 0,30
47
Particolare attenzione va rivolta alla continuità dell’isolamento termico su tutto
l’involucro dell’edificio. Non è sufficiente isolare le pareti esterne ed il tetto.
L’isolamento deve, infatti, essere posato anche per i soffitti dei garage o degli
scantinati e sulle pareti tra gli ambienti riscaldati e quelli non riscaldati o nelle
zone a contatto terra. A questo proposito il coefficiente U da ottenere dipenderà dalla temperatura degli ambienti circostanti. Considerato per esempio
che le zone a contatto con la terra o lo scantinato non raggiungono la temperatura dell’aria esterna, gli elementi strutturali contigui dovranno essere dotati
di un minor isolamento.
Elemento
Coefficiente U
Parete esterna 0,20
0,25
Tetto
Possibile struttura
Mattoni porizzati 30 cm + isolamento 12 cm
Mattoni porizzati 30 cm + isolamento 8 cm
0,15
Isolamento 24 cm
0,20
Isolamento 18 cm
Soffitto verso
cantina non
riscaldata
0,30
Solaio in cemento 20 cm + isolamento 12 cm
oppure
Solaio in laterizi 20 cm + isolamento 10 cm
Finestre
Uw=1,5
Vetro doppio a bassa emissività + distanziatore
vetro ottimizzato
4.3 Ponti termici
L’applicazione corretta dell’isolamento termico è una condizione imprescindibile per riuscire ad ottenere gli effetti desiderati di risparmio energetico, riduzione dei costi e aumento del comfort. Per l’isolamento termico degli involucri
degli edifici sono determinanti non solo i coefficienti U degli elementi strutturali, bensì anche - e in larga misura - le configurazioni dei dettagli. I ponti
termici devono essere assolutamente evitati in quanto non solo comportano
una dispersione di energia ma anche dei problemi tecnici come la formazione
di muffe causata dalla condensa.
I ponti termici creano una resistenza minima al flusso di calore che per questo
motivo si rafforza proprio in loro corrispondenza abbassando particolarmente
le temperature delle superfici con i relativi problemi di condensa e formazione
di muffe connessi.
Le configurazioni dei dettagli variano da edificio a edificio e dovrebbero essere analizzate da un tecnico esperto. Va inoltre evidenziato che le configura-
48
zioni dei dettagli diventano tanto più rilevanti quanto migliore è l’isolamento
termico dell’edificio. Di seguito si riportano alcune configurazioni dei dettagli
che richiedono un’attenzione particolare:
Realizzazione dell’isolamento termico per strutture a sbalzo
Per evitare la formazione di un ponte termico sul lato superiore ed inferiore di
una struttura a sbalzo (per esempio un balcone) va applicato un isolamento
adeguato.
Isolamento termico
di una struttura a sbalzo
esterno
interno
isolamento termico
isolamento termico
Questa soluzione comporta spesso dei problemi tecnici alle uscite dato che è
possibile ottenere un’uscita a pari livello soltanto se si applicano degli spessori isolanti ridotti sul lato superiore. E’ pertanto consigliabile l’applicazione di
un’armatura termicamente disaccoppiata.
49
Disaccoppiamento termico
di una struttura a sbalzo
esterno
interno
isolamento termico
Configurazione attico per tetti piani
In questo punto è importante applicare l’isolamento sull’intero attico e non
limitarsi ad isolare soltanto l’ultimo solaio e la parete esterna.
Configurazione attico
isolamento termico
di tetto piano
esterno
isolamento termico
interno
Passaggio dalle pareti fuori terra alle pareti a contatto con il terreno
Il passaggio dalla parete esterna fuori terra alla parete a contatto con il terreno
deve essere progettato con particolare attenzione in modo da evitare danni
alla costruzione. L’isolamento resistente all’umidità deve continuare almeno
50
fino a 20 cm sopra il livello del terreno in modo tale da proteggere in maniera
sufficiente dall’umidità l’isolamento termico non resistente all’umidità.
Passaggio dalle pareti esterne
alle pareti a contatto con il terreno
isolamento termico
permeabile al vapore
esterno
min. 20 cm
interno
isolamento termico
resistente all’umidità
Dettagli di raccordo per elementi finestra e porta
Nei dettagli di raccordo (sia orizzontali che verticali) degli elementi finestra
e porta, l’isolamento termico deve essere inserito nell’intradosso per evitare
degli eventuali danni alla costruzione.
Raccordo isolamento termico
in corrispondenza di una finestra
isolamento termico
interno
esterno
isolamento termico
51
Configurazione dei dettagli per gli avvolgibili
E’ necessario prevedere l’applicazione dell’isolamento termico anche dietro ai
cassonetti degli avvolgibili oppure installare dei cassonetti già dotati di isolamento completo per evitare la formazione di ponti termici in questa zona critica.
Isolamento termico
di un avvolgibile
isolamento termico
interno
esterno
52
4.4. Tenuta all’aria e al vento
L’esperienza insegna che a volte, nonostante un buon isolamento termico,
non si riescono ad ottenere i risparmi energetici determinati aritmeticamente.
In molti casi questo è dovuto a costruzioni non stagne, vale a dire permeabili
all’aria e al vento.
Questi vizi costruttivi si osservano soprattutto - ma non esclusivamente - nelle
costruzioni di tipo leggero, per esempio costruzioni in legno e tetti. Già le
minime fughe nell’involucro dell’edificio (per esempio nella barriera vapore
o nei raccordi di finestre, lucernari, camini e pareti culminanti) provocano
delle enormi dispersioni di calore a causa di un ricambio aria incontrollato. In
inverno fuoriesce l’aria calda e umida degli interni che può provocare danni
da condensa alla costruzione.
Attraverso una fuga larga 1 mm e lunga 1 m possono fuoriuscire ogni
giorno 800 g di umidità che si riversano sulla costruzione, in confronto
a 0,5 g di umidità con una barriera vapore stagna. Una fuga di questo
tipo può inoltre peggiorare di cinque volte il coefficiente di isolamento
per metro quadro.
L’impermeabilità all’aria degli edifici viene determinata in base a dei valori
indicativi che possono essere verificati mediante il cosiddetto “Blower-DoorTest” che va eseguito prima di applicare il rivestimento interno, dato che
altrimenti risulterà difficile apportare delle migliorie a livello di tenuta al vento.
Negli edifici dotati di sistemi di ventilazione controllati come gli edifici a basso
consumo energetico e le case passive il “Blower-Door-Test” rientra ormai
nello standard della tecnica.
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5. Informazioni e consulenza
Ufficio risparmio energetico
Via Mendola 33
39100 Bolzano
lun - ven
9:00 - 12:00
gio
8:30 - 13:00 e 14:00 - 17:30
Sedi distaccate mensili:
consultare le date sulla pagina internet dell’Ufficio
telefono:
0471/414720 - 414721
fax:
0471/414739
e-mail:
[email protected]
www.provincia.bz.it/risparmio-energetico
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Impressum
A cura
dell’Ufficio risparmio energetico
Ideazione:
Armin Gasser
La presente pubblicazione è stata redatta sulla base
della pubblicazione „Dämmstoffe richtig eingesetzt“,
a cura di „die umweltberatung“, Austria
Si ringrazia l’arch. Thomas Simma
per la concessione dei disegni riportati nel capitolo “Ponti termici”
Grafica:
DOC office for communication and design
Stampa:
Tipografia Athesia - Bolzano
Gennaio 2007
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