Isolamenti Termici e Coibentazione

Si deve sottolineare, come anticipato, che l'isolamento termico ha un ruolo importante ai fini del risparmio energetico: basti pensare per esempio che quanto più un ambiente è termicamente isolato tanto più risulterà economico il suo riscaldamento o raffreddamento, tramite impianti; infatti nelle costruzioni si ha particolare cura nel conferire adeguate capacità di isolamento sia alle pareti esterne che alle coperture di un edificio, in base anche a specifiche norme.

Ai fini dell'isolamento termico di un oggetto, di un manufatto,o di un ambiente, è noto che in termine di conduzione termica la quantità di calore che si propaga attraverso un corpo (per esempio una parete) è direttamente proporzionale alla del materiale di cui il corpo stesso è formato, e inversamente proporzionale allo spessore. E' possibile ottenere l'isolamento termico con materiali aventi conducibilità relativamente elevata, ma ricorrendo a forti spessori; per ottenere buoni livelli di isolamento con ridotti spessori, e quindi con minor ingombro, è indispensabile impiegare materiali con bassa conducibilità termica. Ragion per cui si definiscono correntemente isolanti termici tutti i materiali naturali o artificiali che hanno conducibilità termica inferiore ad un certo numero di kcal/m°Ch .

Eccellente capacità isolanti sono proprie del vuoto (nel quale sono possibili i soli scambi per irraggiamento) che, essendo difficile da ottenere, viene applicato soltanto in casi particolari (per esempio Dewar o "thermos". Un ottimo isolante è l'aria secca e in quiete, essa è infatti presente praticamente come in tutti i materiali naturali e artificiali classificati come isolanti, nonché in elementi compositi resi isolanti mediante conformazione a intercapedine.

I materiali isolanti hanno in genere struttura cellulare o fibrosa; isolanti sono per esempio il sughero, la pomice, nonché il fiocco di cotone, la paglia ammassata, la lana e le pellicce animali; isolanti artificiali sono quelli ottenuti sottoponendo determinati materiali a lavorazioni e/o trattamenti tali da far inglobare aria al loro interno ( "isolanti a celle chiuse" o a "celle aperte"). Isolanti a "celle chiuse" sono per esempio il vetro espanso, il sughero espanso, prodotti sintetici ricavati dal petrolio come il polistirolo e il poliuretano espansi, materiali granulari come l'argilla espansa ( ottenuta per cottura ad elevata temperatura e successivo raffreddamento di argille). Isolanti a "celle aperte" sono materiali granulari come la perlite ( vetro vulcano espanso) e la vermiculite (minerale minaceo espanso), materiali fibrosi come la lana di roccia (ottenuta da fusione e filatura di rocce naturali oppure da scorie d'altoforno), la lana di vetro, le fibre sintetiche. Caratteristica comune dei materiali isolanti con struttura cellulare (fibrosa o alveolare) è di avere conduttività termica tanto più basso quanto più sono ridotte e uniformi le dimensioni delle celle (la conduzione termica attraverso l'aria di piccolissime celle, che ha una conducibilità pari a 0,02 kcal/m°Ch a temperatura ambiente, prevale sulla convezione e sull'irraggiamento. In questi materiali all'aumentare della temperatura si ha un incremento di conducibilità dovuto al crearsi di moti convettivi all'interno delle celle, ma il fattore che maggiormente compromette le capacità isolanti è la presenza di acqua ( conducibilità circa 25 volte più grande di quella dell'aria) condensata nelle celle, quindi caratteristica fondamentale di un buon isolamento è che non sia igroscopico, in pratica che non assorba le molecole d'acqua presente nell'ambiente ).

Altri principali requisiti che i materiali isolanti devono soddisfare sono: risultare imputrescibili (non subiscono processi di putrefazione), inodori, incombustibili o almeno tali da non propagare le fiamme né produrre sostanze volatili o gas tossici; possedere stabilità dimensionale e comunque non dar luogo ad ammassamenti con conseguenti discontinuità; qualora impregnabili dall'acqua ritornare nelle primitive condizioni dopo essiccamento, risultare insensibili ad agenti atmosferici, come l'ossigeno e l'anidride carbonica, nonché ad atmosfere aggressive di particolari ambienti ; resistere alle temperature d'impiego (per esempio per applicazioni in celle frigorifere o a fini antincendio).

A seconda dei casi i materiali isolanti possono essere applicati come segue:
- sciolti ( in edilizia materiali granulari a riempimento di intercapedini e , per capi d'abbigliamento o coperte, imbottiture in piume, in kapok, in lana, in materiali acrilici, ecc.) ;
- espansi in opera ( in edilizia stratificazione di schiume sintetiche ) ;
- sotto forma di elementi rigidi preformati ( pannelli in fibra di vetro impregnate con resine termo-indurenti, in polistirolo, in sughero espanso) ;
- coppelle copri-tubi ;
- contenitori in polistirolo per alimenti , ecc. ;
- sotto forma di elementi morbidi preformati (materassini e feltri di fibre di vetro, di lana di roccia, ecc.);
- cordoni in fibre di vetro con spirale in filo di ferro per isolamento di tubazioni ;
- ovatte sintetiche da imbottitura per indumenti e arredi ;
- conglomerati (in edilizia strati o manufatti di calcestruzzo con inerti isolanti granulari o reso cellulare per espansione di gas).

Come si è già accennato, ai fini dell'isolamento termico debbono essere considerati anche gli elementi compositi o i manufatti conformati in modo da inglobare aria ferma, dei quali sono da menzionare per l'edilizia le pareti a cassetta (murature di facciata costituite da uno strato esterno e uno interno in mattoni con interposto strato d'aria di spessore non superiore ai 5 cm. per limitare nocivi moti convettivi) , i vetro-camera (strato d'aria immobile, non superiore ai 15-20 cm, per evitare moti convettivi, opportunamente disidratato, interposto tra due lastre di vetro a tenuta ermetica) ; inoltre vanno ricordati, per uso industriale, fogli di alluminio riflettente intervallati da sottili strati d'aria stagna, nonché, per usi protettivi correnti, i tipici fogli di plastica chiamati "a bolle d'aria".

L'isolamento termico di un edificio può essere equiparato in linea di principio ad un thermos, perché anche esso è stato ideato per tenere fresco d'estate e caldo d'inverno. Isolare correttamente pareti e coperture di case o uffici è molto importante; specialmente nelle mansarde, negli appartamenti dell'ultimo piano di un palazzo, nelle villette singole e in tutte le case dotate di stanze dai soffitti molto alti, poiché in tutte queste situazioni lo squilibrio termico è più rilevante. Per un buon isolamento termico, quale tipo d'intervento scegliere potrà indicarlo solo un esperto, si deve tener conto della tipologia costruttiva della casa, insieme all'esposizione ed al clima del luogo ove questa casa è stata costruita. Ovviamente più è grande la metratura, maggiore sarà la dispersione del calore, anche per quelle villette a schiera che non si trovano in posizione centrale ma terminale, si sa che sono esposte su tre lati a peggiori condizioni di isolamento termico.

Materiale ottimo per l'isolamento termico, usato spesso, è il polistirene - polistirolo espanso EPS : esso ha un ruolo importante perchè contribuisce al risparmio dei combustibili usati per la climatizzazione della casa, facendo calare le emissioni di anidride carbonica durante la fase invernale e del consumo di energia elettrica per l'impiego di gruppi frigo durante la fase estiva. Viene usato nella maggior parte dei casi, mediante una copertura costituita da elementi di piccole o medie dimensioni, comunemente detta "copertura discontinua "cioè una chiusura superiore realizzata da un insieme di elementi che assicurano la tenuta all'acqua solo per valori della pendenza superiori ad un minimo, dipendente dal tipo di copertura.

Nella costruzione di una casa sia per stare meglio personalmente sia per motivi di risparmio sulle bollette, si presta molta attenzione ai tipi di coperture a falde che comprendono uno strato termoisolante; specialmente nei casi di ristrutturazioni, quando si vuole adibire ad abitazione lo spazio sotto il tetto a falde, l'impiego di polistirene o polistirolo espanso si è rivelato uno dei più convenienti, oltre che economicamente, anche tecnicamente, sia per le sue caratteristiche geometriche e meccaniche, che di stabilità nel tempo e sia per la sua caratteristica igroscopica. Il sistema che si ritiene migliore è l'isolamento termico sopra l'orditura portante della copertura, perché abolisce i ponti termici e contribuisce alla protezione della struttura portante. Nel caso di ristrutturazioni, per attuare questo sistema si deve smontare la vecchia copertura, prima dell'applicazione dell'isolante; quando il rimpiazzo della copertura è prevista per motivi di manutenzione straordinaria o rinnovo edilizio, l'inserimento dell'isolante termico in questo modo risulterà in particolar modo conveniente. L'attuazione prevede il fissaggio delle lastre di EPS polistirene espanso all'orditura insieme a travicelli di legno sistemati nel senso della pendenza del tetto, con chiodi inossidabili o tasselli ad espansione, secondo la natura del supporto. Su questi travicelli sono inchiodati, in senso orizzontale, quelli di aggancio delle tegole.

Gli interventi di isolamento a parete sono differenti a seconda della natura dei muri interni ed esterni, se le pareti sono state fatte in mattoni a doppia fila o in calcestruzzo, bisogna riempirne l'intercapedine centrale con del materiale isolante; i muri esterni, invece, possono anche subire il trattamento detto "a cappotto", mentre solai, pavimenti e tetti possono essere isolati mediante l'immissione di aria (insufflaggio ) con fibra di cellulosa, molto resistente alla formazione di muffa e agli insetti. L'isolamento termico che sfrutta la tecnica del cappotto, sia interno che esterno, è migliore quando c'è molta differenza tra la temperatura del giorno e quella della notte. Se è possibile operare su un edificio in costruzione, un'altra valida tecnica da preferire è quella delle pareti ventilate, fatte da due pannelli, di cui quello esterno più spesso di quello interno, le pareti ventilate presentano all'interno una camera d'aria, riempita solitamente da lana di roccia; con questa tecnica l''isolamento è perfetto e così anche il benessere di chi abita tale ambiente. Quando non si vuole attuare il riempimento dell'intercapedine, la sola presenza dell'aria garantisce una corretta traspirazione del vapore. Se poi si ha la fortuna di possedere già pareti ventilate, e si vuole inserire a posteriori del materiale isolante, la tecnica dell'insufflaggio sarà di grande aiuto, grazie alla sua minima invasività. Se si vuole intervenire solo su pareti interne, i lavori possono essere comunque fatti benissimo anche solo internamente, senza ricorrere a grossi impegni dal punto di vista della muratura. Anche se si applicano su tutte le pareti e sul soffitto dei pannelli in sughero si hanno degli ottimi risultati, essendo quest'ultimo un materiale coibentante naturale. Si può , anche da soli, inserire delle contro-pareti all'interno dell'abitazione con il vantaggio di svolgere un'attività molto semplice da eseguire e senza troppe spese, questi pannelli si acquistano già pronti e possono essere montati anche da inesperti in muratura.

In attuazione ad una direttiva europea (la 2002/91/Ce), dal 4 gennaio del 2006 in Italia è stata resa obbligatoria la certificazione energetica per tutti gli edifici, anche quelli di nuova costruzione (questa disposizione è attiva dal 2007). Il certificato energetico serve a certificare quelli che sono i consumi effettivi di un'abitazione e dovrebbe essere consegnato nel momento della vendita e questo fa calare o aumentare il valore di un immobile. La certificazione energetica ripartisce gli immobili all'interno di classi, come se fossero degli elettrodomestici: si parte dalla classe A, quella che fa risparmiare di più in termini di gestione, per cui può essere vantaggioso spendere di più per l'acquisto, dato che la cifra la si può ammortizzare in breve tempo. Una casa standard, si colloca in classe D oppure F, salendo per le case più sontuose: vediamo in base a queste classifiche quali sono i risparmi medi di energia: un edificio in classe C fa segnare meno 30% di un'abitazione convenzionale; uno in classe B il 50% e uno in classe A addirittura il 70% in meno, ecc. . Una classe A+ arriva a meno l'85% di una casa tradizionale, con un'efficienza energetica praticamente al massimo, la certificazione energetica, che è obbligatoria è valida per dieci anni dal momento del rilascio e, trascorso questo periodo, deve essere aggiornata. Ne deriva che, se non si scelgono materiali di ottima qualità, dopo i 10 anni ci si potrebbe anche ritrovare con un immobile collocato in una classe energetica inferiore a quella di dieci anni prima.

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