L’isolamento termico di un’abitazione è un tema molto discusso sia online che offline. Grazie al web possiamo trovare informazioni su ogni tipo di materiale per l’isolamento termico in circolazione. I materiali isolanti che vengono utilizzati, in edilizia, per la coibentazione di abitazioni, possono essere di vari tipi, prezzi e spessori. Esistono diversi tipi di materiali isolanti, ciascuno con le proprie caratteristiche e applicazioni specifiche.
Cos'è un Isolante Termico?
Un isolante termico è una sostanza che limita il passaggio di calore. Sono materiali che hanno una bassa conducibilità termica e che quindi fungono da barriera per la trasmissione di calore. Tanto più sarà bassa la conducibilità del materiale, tanto più efficiente sarà l'isolamento.
Nota bene: non c'è in assoluto un isolante migliore dell'altro perché dipende dall'impiego e dal tipo di scambio di calore che si vuole bloccare.
Come Funzionano gli Isolanti Termici?
Cosa avviene da un punto di vista fisico o meglio, termodinamico? In parole povere se la temperatura di un corpo è elevata allora le sue particelle vibrano intensamente, se invece la temperatura è bassa le particelle si muovono meno intensamente.
In inverno il nostro tè caldo disperderà calore velocemente, tendendo ad equilibrarsi con la temperatura ambiente. Ma ora basta parlare di teoria e andiamo al sodo, facendo un esempio!
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Se la temperatura interna è elevata mentre quella esterna è bassa, il calore tenderà ad uscire. Questo fatto non avviene solamente quando apriamo le finestre perché il calore si muove senza sosta tendendo all'equilibrio termico: il calore infatti entra ed esce anche dai muri se non isolati correttamente, ecco perché è importante "bloccare" il passaggio di calore usando materiali isolanti che limitino la comunicazione tra i due sistemi (interno ed esterno in questo caso).
Tipologie di Materiali Isolanti
I materiali per l’isolamento termico tradizionale sono quelli di gran lunga più conosciuti e diffusi nel mercato e né esistono di vari tipi e categorie.
Materiali Isolanti di Origine Naturale (o Vegetale)
- Fibra di Legno: la caratteristica principale di questo materiale è la sua traspirabilità, un fattore importante per il benessere di chi vive in casa.
- Fibra di Canapa: la canapa sta ottenendo sempre più risultati in termini di funzionalità imponendosi come risorsa del futuro dell’edilizia sostenibile. Oltre ad essere un buon isolante termico è infatti anche un ottimo isolante acustico.
- Fibra di Cellulosa: derivante dal processo di riciclo della carta, la fibra di cellulosa è il materiale isolante eco sostenibile per eccellenza. Nel processo di produzione, viene usato anche il sale borico in maniera tale da aumentarne la resistenza al fuoco.
- Pannelli Isolanti in Sughero: un materiale eco sostenibile, riutilizzabili e riciclabili.
Materiali Isolanti di Origine Minerale
I Materiali isolanti di origine Minerale sono forse tra i più diffusi in edilizia. Sono di fatto ricavati dalle rocce e sono ottime soluzioni per contenere fenomeni come l’eccesso di umidità e le infiltrazioni. 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.
Materiali Isolanti di Origine Animale
Gli isolamenti di origine animale hanno una scarsa applicazione in campo edilizio. Vengono utilizzati solitamente come supporto all’isolante principale o nelle intercapedini.
Materiali Isolanti di Origine Composita
Esistono poi tutta una serie di materiali isolanti di origine composita che mischiano le capacità di vari tipi di isolanti al fine di compensare i punti forti e i punti deboli dei singoli materiali. Genericamente non sono molto diffusi, se non in alcune specifiche zone, e la lista di questi materiali potrebbe continuare all’infinito.
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In sostanza, quasi tutti gli isolanti nanotecnologici a basso spessore, utilizzano l’Aerogel, che non è nient’altro che una sostanza composta per il 98% di aria e per il 2% di silice amorfa, la principale componente del vetro. Oltre ad essere super-leggero, l’Aerogel è un ottimo isolante termico e resiste a temperature altissime.
Pitture Termiche
Sebbene l’elenco di questa pagina sia più che esaustivo, esiste una categoria di materiali isolanti che non abbiamo nominato: le pitture termiche. Generalmente non sono molto efficaci, ma per dovere di cronaca, si cita quella che riteniamo la migliore: La Max Meyer Thermo Active! Si tratta infatti di una pittura termica applicabile su muri nuovi, muri già verniciati con idropittura e muri già verniciati con tempera. Sarebbero consigliate almeno 2 mani di pittura, ma se ne possono applicare anche più mani per aumentare il potere isolante. Non è un materiale isolante molto diffuso e sotto i 5° teme il freddo.
Materiali Sintetici
Gli isolanti sintetici sono materiali chimici derivanti dalla lavorazione del petrolio. Alcuni esempi sono l’EPS (polistirene espanso sinterizzato), il poliuretano espanso e la fibra di poliestere. Sono ottimi isolanti esterni, molto convenienti a livello economico, facili da posare e resistenti ad acqua e umidità.
- polistirene espanso (EPS): Il polistirene espanso è leggero, economico e facile da lavorare, rendendolo una scelta popolare per l'isolamento termico di edifici industriali.
- schiuma rigida di poliestere (XPS): La schiuma rigida di poliestere è resistente all'umidità e alla deformazione, rendendola adatta per applicazioni che richiedono una maggiore durata nel tempo.
- poliuretano (PU): Il poliuretano è un materiale isolante versatile e altamente efficiente, noto per le sue eccellenti proprietà isolanti e la sua resistenza alla compressione. Il poliuretano espanso, ad esempio, è apprezzato per la sua elevata efficienza termica e la sua versatilità d'uso.
Altri Materiali Isolanti
Le gomme e i poliuretani sono ampiamente impiegati in applicazioni che richiedono un'alta resistenza meccanica insieme a un'elevata efficienza termica. Questi materiali offrono una combinazione di resilienza, flessibilità e capacità isolanti, rendendoli adatti a una vasta gamma di applicazioni. Collanti e lubrificanti, tessuti spalmati, pannelli fonoassorbenti, antivibranti e materiali esenti da amianto completano il panorama dei materiali isolanti termici.
- lana minerale: Realizzata principalmente da rocce vulcaniche, la lana minerale è nota per la sua resistenza al calore e alla combustione.
- schiuma epossidica
L'Aria come Isolante Termico
Le proprietà isolanti dell'aria sono dovute alle sue molecole che sono molto distanti e spaziate tra loro, rendendo difficile la trasmissione del calore. Se le molecole sono piuttosto distanti le une dalle altre il calore non riesce ad agitarle tutte assieme e non è in grado di trasferire questa vibrazione facilmente.
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Per rendere l'aria un eccellente isolante bisogna però confinarla ed evitare che questa si muova, evitando la dispersione del calore per convezione, perché l'aria è pur sempre un fluido che tende a muoversi. Se l'aria è ferma o "impacchettata" otteniamo un signor isolante.
Ecco alcuni esempi:
- Igloo: le "case degli eschimesi" sono costruite con mattoni di neve compattata contenente tanta aria, che ha la funzione di isolante termico.
- Infissi a doppi vetri: sono formati da due o più pannelli di vetro distanziati da una camera riempita con aria o altri gas isolanti (più isolanti dell'aria), come argon, krypton, xeno. Sono usati per la creazione di ante, finestre e porte vetrate, garantendo l'isolamento termico e acustico.
Proprietà Termofisiche degli Isolanti
Oltre alle classificazioni per composizione e origine, è fondamentale considerare le proprietà termofisiche, che ne determinano l’efficacia. Tra i fattori chiave che influenzano la prestazione di un isolante, troviamo:
- Conducibilità termica (λ): Misura la capacità di un materiale di condurre il calore. Un valore basso indica una maggiore efficacia isolante.
- Capacità termica specifica: Quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di una massa di materiale.
- Massa volumica: Peso per unità di volume, influenzando l’inerzia termica.
- Resistenza al fuoco: Capacità di un materiale di resistere alla combustione.
- Diffusione del vapore acqueo: Permeabilità al vapore, importante per prevenire condense.
- Coefficiente di assorbimento acustico: Capacità di un materiale di assorbire il suono.
- Attenuazione del livello di rumore di calpestio: Efficacia nell’isolare dai rumori strutturali.
- Inerzia termica: Capacità di un materiale di accumulare calore e rilasciarlo lentamente.
La conducibilità termica è particolarmente rilevante: minore è il suo valore, migliore sarà l’isolante. Sebbene i materiali sintetici spesso mostrino una migliore conducibilità termica, anche le fibre minerali e i prodotti di origine vegetale offrono prestazioni eccellenti.
Comportamento Estivo e Isolamento Acustico
Quando si analizza il comportamento termico estivo, i materiali con basso peso specifico, come quelli organici sintetici e le lane minerali, tendono ad avere scarse capacità di accumulo di calore. Materiali vegetali come la fibra di legno e i pannelli di sughero, invece, mostrano un comportamento migliore in termini di inerzia termica estiva.
Sul fronte dell’isolamento acustico, i materiali fibrosi e le lane (minerali, vegetali o animali) sono particolarmente efficaci grazie alla loro bassa rigidità dinamica, rendendoli ideali per isolare dal rumore di calpestio o come isolamento acustico d’intercapedine. Gli isolanti organici-sintetici, al contrario, non sono generalmente adatti per l’isolamento acustico.
Spessore e Prestazioni Termiche
Il grado di resistenza termica di un isolante non dipende solo dal materiale scelto, ma anche dal suo spessore. Per ottenere prestazioni termiche similari, sono necessari spessori diversi a seconda del materiale isolante utilizzato. Per esempio, 10 cm di poliuretano possono equivalere a 18 cm di fibra di legno in termini di efficacia isolante.
Applicazioni Specifiche
La coibentazione, ovvero l’applicazione di materiali coibentanti, deve essere personalizzata in base alla zona da isolare, al clima locale e alla presenza di umidità. Le dispersioni termiche di un edificio si distribuiscono in modo specifico (ad esempio, attraverso tetto, pareti, infissi, ecc.). Esistono tre principali macrotipologie di applicazione: l’isolamento dall’esterno (il “cappotto isolante“), l’isolamento dall’interno (attraverso “contro placcaggi“) e l’isolamento in intercapedine.
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.
Fattori Rilevanti per la Scelta dell'Isolante
Ora che abbiamo fatto una panoramica sui vari tipi di materiali isolanti presenti sul mercato, ci sorge spontanea la domanda: qual’è il migliore? O meglio, qual’è il migliore per le mie esigenze?
I vari materiali isolanti possono essere naturali o sintetici. Quelli naturali si distinguono per l’origine, di tipo vegetale/animale o minerale. Nei primi ritroviamo la fibra di legno o di canapa, il sughero, la lana e il lino. Questi materiali naturali 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.
La scelta del migliore isolante termico dipende dalle esigenze specifiche dell'applicazione, dalle condizioni ambientali e dal budget disponibile. Ad esempio, un esperto può considerare fattori come la temperatura di esercizio, la resistenza meccanica richiesta, le condizioni atmosferiche, la resistenza alla corrosione e persino la sostenibilità ambientale.
In generale va comunque ricordato che isolare la casa vuol dire considerare anche l’isolamento durante la stagione estiva. Il polistirene espanso (EPS) è uno dei materiali più utilizzanti negli interventi di isolamento termico tramite cappotto esterno per via del rapporto costi / benefici decisamente molto interessante.
Tabella Comparativa dei Materiali Isolanti
Qui sotto trovi una tabella che mette a confronto le prestazioni dei vari materiali e puoi trarre da solo le tue conclusioni.
| Materiale Isolante | Conducibilità Termica (λ) | Caratteristiche | Applicazioni |
|---|---|---|---|
| Aerogel | 0.014 W/mK | Ottimo isolante, leggero, resistente alle alte temperature | Isolanti nanotecnologici a basso spessore |
| Fibra di Legno | Bassa | Traspirante | Pareti, interni |
| Fibra di Canapa | Buona | Isolante termico e acustico | Edilizia sostenibile |
| Fibra di Cellulosa | Buona | Eco-sostenibile, resistente al fuoco | Riciclo della carta |
| Sughero | Buona | Eco-sostenibile, riutilizzabile | Pannelli isolanti |
| Lana di Vetro | Media | Durevole, ignifuga | Intercapedini |
| Poliuretano (PU) | Alta | Versatile, efficiente | Edifici industriali |
| Polistirene Espanso (EPS) | Media | Leggero, economico | Edifici industriali |
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