I MATERIALI TERMOISOLANTI

CARATTERISTICHE E PROPRIETA'

Un materiale viene in genere definito termoisolante quando il suo valore di conduttività termica λ è inferiore a 0,10 W/mK. La conduttività termica rappresentata con la lettera λ (lambda) si esprime quindi con un numero (in genere da 0,03 a 0,10 W/mK) ottenuto in base al flusso di calore che passa attraverso un metro di spessore di un generico materiale, per ogni grado di differenza di temperatura esistente per le facce di tale spessore. La capacità termoisolante di un materiale è legata alla possibilità di intrappolare nella sua struttura,porosa o fibrosa,dell'aria ferma: l'aria ferma e secca è infatti uno fra i migliori isolanti termici in assoluto. Un materiale isolante per mantenere le sue proprietà coibenti va sempre protetto nei confronti delle possibili infiltrazioni d'aria ma anche nei confronti dell'umidità.

Nella scelta dell'isolante più adatto numerosi sono i parametri da considerare , oltre alle proprietà coibenti ossia al suo valore di conduttività termica.

Tali requisiti sono:

  • Resistenza meccanica: essendo gli isolanti dei materiali leggeri, essi hanno generalmente una resistenza meccanica ridotta. La capacità di resistenza alle sollecitazioni meccaniche è infatti legata alla densità o massa volumica del materiale.In generale più questa è elevata, più il materiale è resistente.La resistenza alla compressione di un materiale isolante è particolarmente importante se il materiale viene impiegato sui solai calpestabili o nelle coperture direttamente sottotegola;
  • Stabilità: si riferisce alla capacità di mantenere le proprietà chimico-fisiche ma anche dimensionali in tutte le situazioni e nel tempo. E' particolarmente importante per gli isolanti sottoposti a rapide variazioni termiche,come ad esempio per gli impieghi nei cappotti.
  • Resistenza alla diffusione del vapore acqueo: il valore µ, o coefficiente di resistenza alla diffusione del vapore, indica quanto alta è la resistenza di un materiale al passaggio del vapore per diffusione rispetto ad uno strato d'aria ferma del medesimo spessore.La maggiore o minore resistenza di un materiale alla diffusione del vapore va sempre valutata in funzione dell'intero elemento costruttivo in cui questo è inserito.Per una costruzione a regola d'arte un elemento costruttivo dovrebbe essere costruito con strati sempre più permeabili alla diffusione del vapore man mano che si passa dal lato inteno all'esterno.
  • Igroscopicità: è definita come la capacità di un materiale di assorbire e trattenere all'interno della sua struttura delle particelle d'acqua.La presenza prolungata d'acqua nel materiale può creare gravi danni , primo fra tutti la perdita delle proprietà isolanti.Per questo nel caso di possibile presenza d'acqua (isolamento a contatto con il terreno,zone soggette a spruzzi d'acqua, tetto rovescio) è necessario affidarsi a materiali isolanti non igroscopici come ad esempio il polistirene estruso o il vetro cellulare.
  • Reazione al fuoco: la nuova classificazione europea suddivide i materiali da costruzione in 7 classi di reazione al fuoco, in base al grado di partecipazione di un materiale all'incendio ed alla capacità di contribuire alla sua propagazione.
  • Isolamento acustico: i materiali isolanti devono spesso garantire anche una protezione acustica dai rumori esterni, dai rumori fra edifici o appartamenti contigui, così come una protezione dai rumori di calpestio. Materiali fibrosi ed elastici come le fibre minerali, la fibra di legno, la cellulosa, la lana di pecora hanno buone caratteristiche fonoassorbenti. Altri isolanti più rigidi come il poliuretano, il polistirene espanso o il vetro cellulare utilizzati, ad esempio, nell'isolamento di facciata, possono invece peggiorare la qualità acustica rispetto alla situazione senza isolamento termico.In ogni caso va sempre valutata la capacità fonoisolante dell'intero pacchetto costruttivo e non del singolo materiale.
  • Protezione contro il caldo estivo: la presenza di un isolamento termico non influenza solo il comfort invernale ma, può evitare anche il surriscaldamento estivo. Come misure per valutare la protezione termica estiva che un materiale isolante riesce ad assicurare si considerano lo sfasamento e lo smorzamento dell'onda termica. Lo sfasamento è l'intervallo di tempo impiegato dall'onda termica, e quindi dal picco di flusso di calore, per passare dalla superficie esterna di un elemento costruttivo alla superficie interna.Più lungo è il tempo impiegato dal calore per attraversare un elemento costruttivo, meno repentina sarà la variazione della temperatura interna in funzione di quella esterna e migliore la protezione dal surriscaldamento estivo. L'attenuazioneo smorzamento individua invece la riduzione dell'ampiezza dell'onda termica nel passaggio dall'esterno all'interno.Ambedue i valori dipendono dalla capacità termica massica, dalla massa volumica e dalla conduttività termica dei materiali che costituiscono l'elemento costruttivo. L'onda termica viene tanto più smorzata e spostata nel tempo quanto più bassa è la conduttività termica dei materiali e quanto più elevato è il prodotto della massa volumica ρ per la capacità termica massica c, ossia quanto più alta è l'inerzia termica della struttura. Materiali isolanti come la fibra di legno, hanno generalmente un'inerzia più elevata e quindi anche migliori proprietà di sfasamento e smorzamento dell'onda termica rispetto ai materiali di origine sintetica come il polistirene espanso o le fibre minerali.A parità di spessore dei materiali nel primo caso si possono raggiungere sfasamenti fino a 15 ore, nel caso di materiali sintetici di appena la metà.


CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI TERMOISOLANTI

I materiali termoisolanti possono essere suddivisi inbase alla loro origine nelle seguenti categorie:

  • Materiali di origine minerale: fibra di vetro e di roccia,calcio-silicato,idrati di silicato,idrati di silicato di calcio , vetro cellulare,granulato di vetro cellulare,vermiculite espansa,pomice, argilla espansa,perlite espansa.
  • Materiali di origine sintetica: polistirene espanso sinterizzato (EPS) ed espando estruso (XPS), poliuretano (PUR), polietilene, fibra di poliestere.
  • Materiali di origine vegetale: sughero, fibra di cellulosa,di canapa,di lino,di cotone,di legno,di cocco,fibra di legno mineralizzata,canna palustre,paglia.
  • Materiali di origine animale: lana di pecora.

In genere i materiali isolanti sono disponibili come:

  • Materiale sfuso (granuli,fibre,fiocchi)
  • Feltri morbidi o materassini da inserire in intercapedini e tra le travi.
  • Pannelli rigidi a diversa densità si trattano a quasi tutti gli utilizzi ad esclusione dell'isolamento fra le travi.

Link utili: www.naturalia-bau.it , www.aipe.biz

Conduttività termica (λ) caratteristica dei materiali termoisolanti sopra tabellati.