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SCHEDA
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GLI ISOLANTI.
CONSIDERAZIONI GENERALI
A. Catani © by Mondadori Education S.p.A. - MIlano
1. Gli isolanti termici
Per isolante termico si intende un materiale che si distingue da tutti gli altri materiali per la sua attitudine a opporre particolare resistenza alla trasmissione del
calore. Rispetto agli altri materiali edili è contrassegnato da un valore del coefficiente
di conducibilità termica λ molto basso. La conducibilità termica degli isolanti
varia in funzione della densità: più il prodotto finale è leggero e quindi poroso più la
conducibilità è bassa ed è maggiore quindi il suo potere isolante; più la densità è elevata, a favore quindi della massa e/o della resistenza, maggiore è la sua conducibilità e
quindi minore il suo potere isolante.
Gli isolanti termici vengono utilizzati principalmente contro le dispersioni energetiche invernali degli edifici, per raggiungere e mantenere il più possibile le temperature di comfort interne, prodotte dagli impianti di riscaldamento, rispetto alle più rigide
temperature esterne. Sono in grado di dare anche un contributo in relazione al comfort estivo, contrastando l’ingresso della radiazione solare e quindi il surriscaldamento
degli edifici. Svolgono infine, assieme alla funzione di isolamento termico, anche la funzione di isolamento acustico.
Bioecocompatibilità
Gli isolanti termici sono utilizzati specificamente per:
1. l’isolamento termo-acustico dell’involucro edilizio: a cappotto (interno ed
esterno), in intercapedine;
2. l’isolamento termo-acustico di strutture divisorie interne, verticali ed orizzontali;
3. l’isolamento termo-acustico di impianti tecnologici.
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Nel perseguire le finalità di risparmio energetico, ai prodotti isolanti è stato attribuito,
attualmente anche nel nostro Paese, dal clima mediterraneo, un ruolo prioritario: la tendenza è di iper-isolare ovunque e comunque l’involucro dell’edificio. Un uso massiccio di
isolanti chimico-sintetici, di notevole spessore, va a caratterizzare gli edifici passivi e gli
edifici a basso consumo energetico di recente costruzione, dove lo spessore degli isolanti supera quella delle strutture massive (figg. 1 e 2).
Figg. 1-2
Struttura verticale perimetrale a bassissima trasmittanza termica (U = 0,07 W/m2K) dove la dimensione
dello strato isolante, di tipo chimico-sintetico, è maggiore di quella della struttura massiva portante.
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Va ricordato, inoltre, che queste esperienze costruttive sono nate e si sono perfezionate
nei Paesi nordeuropei, caratterizzati da un clima invernale persistente e rigido e con
situazioni climatiche estive del tutto differenti da quelle che caratterizzano i Paesi mediterranei come il nostro. Da noi i consumi energetici invernali sono inferiori rispetto ai consumi necessari per la climatizzazione estiva, per contrastare i quali risulta
più efficace, piuttosto che un eccessivo uso di isolanti associati a strutture leggere, una
corretta concezione progettuale bioclimatica dell’edificio e tecniche costruttive massive.
Inoltre, nel perseguire finalità di sostenibilità globale va ricordato che se l’utilizzo di
consistenti spessori di isolanti abbassa l’impatto ambientale relativo alla fase d’uso, fruitiva dell’edificio, innalza, per contro, gli impatti ambientali relativi alla fase produttiva
dei materiali e di dismissione/smaltimento degli stessi, poiché gli isolanti più utilizzati rimangono ancora quelli chimici di sintesi.
Studi comparativi di valutazione ambientale (LCA, Life Cycle Assessment) hanno dimostrato che vi è una soglia oltre la quale l’incremento dello strato isolante perde la
sua efficacia nelle strategie di risparmio energetico globale, porta cioè a un incremento dell’impatto ambientale complessivo. Occorre quindi un corretto dimensionamento dello strato isolante in relazione alla specificità delle zone climatiche a cui il
progetto si riferisce.
2. I materiali isolanti bioecocompatibili
Bioecocompatibilità
Per isolanti bioecocompatibili in genere ci si riferisce a materiali isolanti di origine
non petrolchimica, quest’ultimi caratterizzati dalla presenza di composti chimici pericolosi per la salute umana, soprattutto in fase di produzione, dall’elevato impatto
ambientale nell’intero ciclo di vita (anche nella fase di smaltimento), da elevati costi
energetici di produzione. In particolare ci si riferisce agli isolanti di origine vegetale,
derivati da fonti rinnovabili, riciclabili, riutilizzabili, biodegradabili.
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Tra gli isolanti di origine vegetale sono commercializzati prodotti in: sughero, fibre di
legno, canapa, kenaf (si veda la Scheda 12), lino, mais, iuta, cocco, canna palustre (si
veda la Scheda 13). Spesso i materiali vegetali vengono usati assieme a quelli minerali per potenziare sinergicamente le diverse specifiche caratteristiche (come per esempio le lane di legno mineralizzate).
Presentano soddisfacenti caratteristiche di bioecocompatibilità anche gli isolanti di
origine minerale (quali l’argilla espansa, la perlite, la pomice), non appartenenti al
gruppo delle fibre minerali artificiali additivate con resine ureiche-formaldeidiche
(quali lana di vetro, lana di roccia e fibre ceramiche), anche se la loro fonte non è rinnovabile e i processi di espansione della materia prima ad essi spesso associati possono comportare alti dispendi energetici di produzione. Si tratta comunque di materiali
abbondanti in natura, riciclabili, riutilizzabili e insostituibili in tutte quelle applicazioni in cui il requisito di incombustibilità non può essere soddisfatto dagli isolanti
vegetali.
Tra gli isolanti bioecocompatibili di origine animale viene utilizzata la lana di pecora.
Gli isolanti derivati da processi di riciclaggio (fibre di carta stampata, tessili, plastiche
ecc.) presentati come materiali ecocompatibili, in quanto vanno a ridurre il carico dei
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rifiuti in discarica, il più delle volte non riescono a soddisfare i requisiti di bioecompatibilità: per gli elevati tenori residui di componenti tossici, per gli additivi preservanti
aggiunti, per componenti petrolchimici
costituenti.
Bioecocompatibilità
In questa sede (nelle schede 12-14) ci occuperemo soltanto degli isolanti di origine
vegetale, non tossici, solari, rinnovabili, riciclabili, riutilizzabili e che soprattutto valorizzano il settore agricolo-forestale integrandolo nel processo costruttivo. Illustreremo un’ampia scelta alternativa, spesso
ignorata, orientata secondo principi di
sostenibilità globale.
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I criteri di scelta fra i diversi materiali isolanti sono chiaramente da individuarsi sulla
base dei requisiti d’applicazione prevalenti e/o specifici che i materiali devono soddisfare. In certi contesti d’applicazione il
requisito prevalente può essere la reazione
al fuoco, in altri la densità più elevata o la più
bassa conducibilità termica, in altri ancora la
resistenza a compressione o la maggiore
permeabilità e diffusione al vapore. Per questo è di estrema importanza conoscere
caratteristiche e dati tecnici dei materiali isolanti per poter effettuare le scelte più
adeguate al contesto specifico d’applicazione.
Per esempio, si prenda in considerazione
l’isolamento di coperture in struttura lignea
in zone climatiche calde. Per rientrare nei
parametri dettati dalla normativa vigente in
merito ai valori di massa superficiale delle
strutture opache e/o di sfasamento e attenuazione delle stesse (si veda la Scheda 5
riferita all’efficienza energetica dei laterizi),
a parità di valore di conducibilità termica,
risulta necessario scegliere isolanti ad alta
densità, come pannelli in fibre di legno (fig.
3) o pannelli di sughero (fig. 4) con densità
superiori ai 100 kg/m3, piuttosto che isolanti a bassa densità, quali lana (fig. 5) o lino,
il cui valore difficilmente supera i 30 kg/m3.
Fig. 3
Copertura isolata con pannelli di fibre di legno.
Fig. 4
Copertura isolata con pannelli di sughero.
Fig. 5
Isolamento di strutture lignee in lana di pecora in intercapedine.