La scelta dei materiali isolanti appropriati è fondamentale per assicurare a un edificio un buon risparmio energetico e un comfort abitativo adeguato. In edilizia, un isolante termico è un materiale che viene utilizzato per ridurre la conduttività termica di un edificio. L'isolante termico può essere applicato sulle pareti (interne ed esterne) sui pavimenti e sui soffitti e contribuisce ad aumentare l'efficienza energetica.
Fattori Chiave nella Scelta dei Materiali Isolanti
Quali sono le caratteristiche da prendere in considerazione, per individuare qual è il miglior materiale edile per l'isolamento termico? Ecco alcuni fattori cruciali:
- Conducibilità termica: Più un materiale conduce il calore, meno è isolante.
- Sfasamento termico: Il tempo che impiega il calore per attraversare l'isolante. Un valore elevato indica che il calore impiega molto tempo per attraversare la parete.
- Resistenza di diffusione al vapore: Il potere traspirante del materiale isolante. Più basso è questo valore, più il materiale è traspirante.
- Impatto ambientale: Valutare se l'isolante è organico naturale, ecologico, biodegradabile e sostenibile.
Materiali Isolanti: Tipologie e Caratteristiche
I vari materiali isolanti possono essere naturali o sintetici. Quelli naturali si distinguono per l’origine, di tipo vegetale/animale o minerale.
Isolanti Naturali
Tra i materiali naturali troviamo:
- Fibra di legno o di canapa
- Sughero
- Lana
- Lino
Questi materiali hanno un elevato potere isolante sia termico che acustico, sono traspiranti e durevoli, hanno un buon livello di sfasamento termico e, soprattutto, sono riciclabili, biodegradabili e atossici. Per questo sono adatti a pareti e cappotti interni, controsoffitti e solai.
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Tra i materiali minerali troviamo la lana di vetro, la lana di roccia, l’argilla e la perlite espanse. Essendo naturali, sono anche rinnovabili e riciclabili; in aggiunta sono durevoli e ignifughi e resistono alla muffa.
Isolanti Sintetici
Gli isolanti sintetici sono materiali chimici derivanti dalla lavorazione del petrolio. Alcuni esempi sono:
- EPS (polistirene espanso sinterizzato)
- Poliuretano espanso
- Fibra di poliestere
Sono ottimi isolanti esterni, molto convenienti a livello economico, facili da posare e resistenti ad acqua e umidità.
Materiali Specifici e le Loro Proprietà
- Polistirene espanso (EPS): Si tratta della fibra artificiale più comune, utilizzata per la realizzazione di isolamenti termici a cappotto. Ha caratteristiche simili a quelle della lana di vetro, ma offre anche un buon isolamento acustico.
- Pannelli in sughero: Il sughero è un materiale naturale che fornisce un'eccellente resistenza al calore ed è molto resistente agli agenti atmosferici.
- Pannelli in fibra di legno: Sono costituiti da fibre vegetali riciclate o da fibre sintetiche come il polietilene tereftalato (PET). Sono ecologici, resistenti al calore e hanno un buon potere coibente.
- Argilla espansa: È un materiale edilizio ottenuto dalla cottura dell'argilla. Ha un buon potere isolante, una ridotta conduttività, è resistente alla pressione e, rispetto agli isolanti tradizionali, è più densa.
La Conducibilità Termica: Un Parametro Fondamentale
La conducibilità termica è una misura della capacità di un materiale di trasferire il calore. Indica la velocità con cui il calore si sposta attraverso un materiale da un lato più caldo a uno più freddo. L'unità di misura utilizzata è il watt per metro-kelvin (W/m-K). Un'alta conducibilità termica significa che il materiale trasferisce velocemente il calore, mentre valori bassi indicano che il materiale è un cattivo conduttore.
I metalli tendono ad avere una conduttività termica elevata. Materiali come il legno o la plastica hanno di solito una bassa conducibilità. Il concetto può sembrare tecnico, ma ha un'utilità nella vita reale: per esempio, l'elevata conducibilità termica del rame è il motivo per cui viene utilizzato nei cavi elettrici e nelle pentole. Al contrario, le sostanze a bassa conducibilità termica sono ottimi isolanti per case e frigoriferi.
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Esempi di Conducibilità Termica di Diversi Materiali
Ecco una tabella che illustra la conducibilità termica di alcuni materiali comuni:
| Materiale | Conducibilità Termica (W/m-K) |
|---|---|
| Alluminio | 205.0 |
| Ferro | 80.0 |
| Acciaio Inox | 16.0 |
| Vetro | 1.0 |
| Legno | 0.12 - 0.15 |
| Plastica | 0.10 - 0.50 |
| Ceramica | 2 - 30 |
Nota: Questi valori sono approssimativi. In pratica, la purezza, la composizione e la temperatura possono influenzare i valori esatti.
Applicazioni Pratiche della Conducibilità Termica
Le applicazioni utilizzano la conducibilità termica in molti modi. Nell'isolamento degli edifici, i materiali a bassa conducibilità mantengono l'aria calda all'interno in inverno e all'esterno in estate. Nei dispositivi elettronici, le parti ad alta conducibilità aiutano a diffondere il calore e a prevenire i danni. Nei componenti automobilistici, la conducibilità termica influenza l'efficienza e la sicurezza.
Isolamento Termico: Il Cappotto Termico
L’isolamento termico, o coibentazione, consiste nel posizionamento di una superficie isolante sulle pareti esterne, e talvolta anche interne, dell’edificio. Se lo strato isolante è posizionato all’esterno dei muri si può parlare di un vero e proprio cappotto termico che protegge la casa dalla temperatura esterna.
Quali sono gli isolanti migliori per conducibilità termica?
Il migliore è l’aerogel, un materiale soffice composto da aria e silicio, ed è prodotto in materassini; ha una conducibilità del 0,014 W/mK.
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Materiali per Termosifoni: Quali Scelgono di Più?
Anche la produzione di termosifoni ha fatto enormi passi in avanti, sia per quanto riguarda la ricerca di un design moderno sia per la loro resa termica. Così ai tradizionali termosifoni in ghisa che hanno caratterizzato per anni il termoarredo delle case italiane si sono aggiunti quelli in acciaio e in alluminio.
Termosifoni in Ghisa
I termosifoni in ghisa si contraddistinguono perché si scaldano lentamente e riescono a mantenere a lungo il calore anche dopo che l’impianto è stato spento. D’altra parte, l’installazione è più complessa e sono particolarmente pesanti.
Termosifoni in Acciaio
I termosifoni in acciaio, al pari di quelli in ghisa, conservano il calore in seguito allo spegnimento dell’impianto di riscaldamento, ma soprattutto riescono a scaldarsi più rapidamente. Va però considerato che non sono adatti alle stanze di grande dimensione.
Termosifoni in Alluminio
I termosifoni in alluminio riscaldano con maggiore velocità a, differenza di quelli in acciaio, si raffreddano più rapidamente. Si adattano specialmente agli ambienti di piccole dimensioni.
La differenza tra termosifoni in acciaio e in alluminio è data in particolare dall’inerzia termica. Come anticipato, quelli in acciaio hanno bisogno di un intervallo di tempo maggiore per riscaldarsi e si raffreddano più lentamente. Il benessere termico garantito è dunque più duraturo. In confronto ai termosifoni in acciaio, quelli in alluminio hanno un’inerzia termica più bassa. Sono più rapidi nello scaldarsi e cedere calore, ma si raffreddano più velocemente.
Fibre Naturali per il Cappotto Termico: Le Migliori Opzioni
Ecco in questa lista alcuni dei materiali più apprezzati del’isolamento degli edifici:
Lana di Pecora
La lana di pecora è tradizionalmente utilizzata per isolare gli ambienti. È in grado di assorbire l’umidità senza perdere le sue proprietà isolanti ed è molto efficace sia dal punto di vista termico che acustico.
La lana di pecora provenie dalla tosatura. Viene inizialmente lavata utilizzando detergenti naturali e poi risciacquata con soda (carbonato di sodio). Successivamente, viene sottoposta a un trattamento con sali o derivati a base di urea, che ne riducono la formazione di pilling e ne aumentano la resistenza al fuoco. Per ottenere il materiale utilizzato in edilizia, la lana viene ulteriormente lavorata mediante pettinatura, pressatura e agugliatura.
Pur respingendo l’acqua in forma liquida, è in grado di assorbire il vapore acqueo fino al 33% del suo peso senza apparire umida, contribuendo così a regolare in maniera naturale l’umidità negli ambienti abitativi e a prevenire la formazione di condensa che potrebbe danneggiare le strutture. Inoltre, questa fibra possiede la capacità di assorbire e neutralizzare sostanze inquinanti presenti nell’aria, come formaldeide e ozono.
Necessita di essere trattata con antiparassitari per prevenire infestazioni e presenta un punto di infiammabilità relativamente alto. Se mantenuta pulita e libera da parassiti e muffe, possibilmente attraverso periodici trattamenti per rinnovarne l’impermeabilizzazione, può essere interamente riciclata. Infine, nonostante i numerosi vantaggi, la lana di pecora è ancora relativamente costosa. Potrebbe inoltre non essere consigliata a chi soffre di allergie o ha particolari sensibilità.
Sughero
Il sughero è considerato uno dei migliori isolanti naturali grazie alla sua struttura a celle chiuse, che riduce notevolmente il trasferimento di calore. Oltre ad essere un ottimo isolante, è resistente all’umidità e all’usura.
La sua struttura a celle chiuse lo rende un ottimo isolante termico e acustico, capace di limitare il passaggio del calore e di ridurre i rumori. Inoltre, il sughero è traspirante e contribuisce alla regolazione dell’umidità negli ambienti, evitando la formazione di condensa e migliorando il comfort abitativo.
Ricavato dalla corteccia della quercia da sughero senza danneggiare l’albero, il suo impatto ambientale è molto ridotto e il materiale è interamente riciclabile. Inoltre, il sughero possiede buone proprietà idrorepellenti e una resistenza naturale alla compressione, caratteristiche che lo rendono ideale per applicazioni sia in isolamento esterno sia in quello interno.
Il costo del sughero è generalmente più elevato rispetto ad altri materiali isolanti, come il polistirolo espanso o il poliuretano, e la qualità del prodotto può variare a seconda della provenienza e del processo di lavorazione. In alcuni casi, potrebbe risultare meno performante in termini di isolamento termico puro se paragonato a soluzioni sintetiche, pur mantenendo comunque un eccellente profilo ecologico e di gestione dell’umidità.
Tipologie di Sughero per il Cappotto Termico
- Sughero espanso (o tostato, detto anche bruno): subisce un trattamento termico che lo “tosta”, conferendogli il caratteristico colore marrone. Durante il processo, le resine naturali (suberina) presenti nella corteccia si fondono, agendo come un legante che unisce i granuli e permette la formazione di pannelli compatti. Inoltre, la tostatura fa espandere i granuli inglobando aria, migliorando così le proprietà isolanti del materiale.
- Sughero biondo naturale: ottenuto dalla corteccia che, prima di essere lavorata, viene lasciata stagionare all’aperto per almeno due anni. Successivamenteviene bollita per almeno un’ora, frantumata e macinata. Dopo una selezione accurata delle diverse granulometrie, il materiale può essere usato sia sfuso - ad esempio, per isolare intercapedini - sia pressato in pannelli di vari spessori.
Fibra di Legno
Utilizzata per produrre pannelli isolanti, la fibra di legno offre una buona regolazione dell’umidità e un eccellente isolamento termico. È versatile e si adatta bene sia a applicazioni esterne che interne.
La lana di legno è un materiale isolante naturale sempre più utilizzato per realizzare il cappotto termico. Ideale per garantire alti livelli di isolamento termico e acustico a un prezzo migliore di altri materiali naturali. Ecologica e sicura, a patto che i pannelli non vengano trattati con collanti o contengano sostanze dannose per l’ambiente.
Vantaggi Principali della Fibra di Legno
- Eccellenti proprietà isolanti: offre un buon isolamento termico e acustico, contribuendo a mantenere la casa calda in inverno e fresca in estate.
- Traspirabilità: Permette una naturale regolazione dell’umidità, evitando la formazione di condensa e migliorando il comfort abitativo.
- Sostenibilità ambientale: Essendo un prodotto naturale e riciclabile, ha un impatto ecologico ridotto rispetto a materiali sintetici.
Cellulosa
Prodotta a partire da carta riciclata trattata, la cellulosa è un’opzione economica ed ecologica. Grazie alla sua capacità di riempire spazi irregolari, garantisce un’efficace barriera termica.
Canapa
Le fibre di canapa sono sempre più utilizzate per l’isolamento grazie alle loro proprietà termiche e acustiche, oltre ad essere resistenti alla muffa e agli insetti.
Legno Mineralizzato: Fibre Naturali di Design
Il legno mineralizzato è ecologico, non inquinante, riciclabile e ha un ciclo di vita molto lungo. Disponibile in pannelli di vario formato e dallo spessore variabile dai 15 agli 80 mm (comunemente 25). Ottime prestazioni isolanti dal punto di vista termico e acustico; hanno una buona resistenza al fuoco e in caso di incendio non sprigionano gas nocivi.
Come Scegliere le Fibre Naturali per il Cappotto Termico
Cappotto Esterno
Le superfici esterne sono esposte a intemperie e sollecitazioni ambientali, perciò è importante scegliere materiali robusti e resistenti. Il sughero e la fibra di legno sono ideali, perché mantengono le loro proprietà isolanti nonostante l’esposizione a pioggia, vento e raggi solari.
Cappotto Interno
All’interno della casa, la priorità è un buon equilibrio tra isolamento termico, traspirabilità e comfort acustico. La lana di pecora, la cellulosa e le fibre di canapa sono perfette per questo scopo, poiché garantiscono un elevato isolamento pur favorendo la circolazione dell’aria e prevenendo la formazione di umidità.
Qual è il Materiale Più Isolante in Assoluto?
Il migliore materiale isolante in assoluto è l’aerogel. Si tratta di un materiale soffice e leggerissimo composto da aria e per il 3% silicio, ed è prodotto in materassini. Ha una conducibilità del 0,014 W/mK, imbattuta da qualsiasi isolante naturale e non. Anche la traspirabilità è la migliore e riduce notevolmente il rischio di muffe.