Ci sono molti diversi tipi di materiali isolanti per sistemi di facciata con un sottile strato di contatto, e il loro sviluppo persegue due obiettivi:

• raggiungere il minore livello possibile di conduttività termica e così ridurre lo spessore dei pannelli isolanti di polistirolo espanso (PE).
• l’uso di materiali sostenibili (lana minerale/di vetro, sughero, paglia, ecc.)

Conduttività termica / trasmissione termica

La proprietà più importante dell’isolamento termico è la conduttività termica.

Nelle linee guida tecniche dei fondi nazioni per il confezionamento delle costruzioni di facciate ci imbattiamo spesso nel concetto di trasmissione termica dell’isolamento. Siccome spesso ci sono delle incomprensioni, prima di tutto analizziamo le definizioni di entrambi i termini.

La conduttività termica (lambda - ʎ (W / mK)) ci dice che tipo di conduttore è un determinato materiale. Questa è l’energia (W) che passa per unità di lunghezza (m) a una temperatura diversa da 1 K. Più bassa è la conduttività termica, migliori sono le capacità isolanti del materiale.  Il valore lambda dei materiali convenzionali usati come isolanti termici va da 0.030 a 0.050 W/mK.

La trasmissione termica (U (W/m2K)) è una proprietà che ci dice quanta energia (W) passa attraverso un’unità di superficie (m²) di una struttura a una temperatura diversa da 1 K. È un calcolo complesso che tiene conto la resistenza termica di tutti i materiali di costruzione e anche la resistenza termica dell’aria esterna ed interna. Più bassa è la trasmissione termica di una struttura, più bassa è la perdita di calore attraverso il sistema di isolamento termico installato sulla facciata. La trasmissione termica di un singolo materiale isolante è il coefficiente ʎ (W/m2K)/d (m). Esempio: Se il valore è ʎ 0.031 W/mK, con uno spessore del pannello (d) di 13 cm, la trasmissione termica sarà 0.238 W/m2K.

Spessore dell’isolamento

Deve essere l’investitore a decidere quale risparmio energetico vuole raggiungere con l’isolamento e che tipo di confort abitativo desidera. Da un punto di vista dei costi, la scelta di un isolamento più spesso rappresenta una piccola parte del costo dell’installazione di un sistema di isolamento termico, infatti l’installazione dell’impalcatura, lo strato finale e tutti gli altri lavori e materiali hanno pressoché lo stesso costo a prescindere dallo spessore dei pannelli isolanti. Non si deve esagerare con lo spessore, in quanto l’effetto dell’isolamento termico non è direttamente proporzionale al costo dell’isolamento installato. Oltre al tipo di isolamento, il calcolo dello spessore ottimale dell’isolante è influenzato da diversi fattori, come la dimensione dell’edificio, il tipo di riscaldamento e il clima nell’area in cui si trova l’edificio. Per la maggior parte degli edifice, lo spessore ideale dell’isolamento e dello strato finale va dai 20 ai 25 cm. Questo rappresenta un rapporto ideale tra l’isolamento raggiunto e il prezzo della facciata, e a lungo termine permette anche un risparmio sufficiente del costo dell’energia. L’investimento dell’installazione dell’isolamento termico viene solitamente recuperato nell’arco di 4 anni. 

Tipi di materiali isolanti

I pannelli isolanti di polistirolo espanso (circa l’80% delle facciate isolanti) sono più comunemente usati per le facciate di contatto, a seguire troviamo i pannelli isolanti in lamelle di lana minerale (roccia), solitamente dovuti alle specifiche dell’edificio.

Il polistirolo espanso è formato da un processo di riscaldamento di granuli polistirolo, che si espandono e circondano l’aria con la quale saturano il materiale. In questo modo si formano delle bolle piene d’aria circondate dal polistirolo. Il materiale prodotto in questo modo è molto leggero e ha un’ottima conduttività termica. Con questo procedimento viene formato il più comune polistirolo bianco. I produttori di isolanti in polistirolo hanno sviluppato il polistirolo espanso con aggiunte e migliorie nel procedimento, con una conduttività termica ancora più bassa, una minore assorbenza dell’acqua, una più alta resistenza meccanica e una migliore stabilità dimensionale. Oltre al polistirolo bianco, conosciamo anche il polistirolo di grafite (nero o grigio) con delle particelle di grafite incorporate che riflettono il calore e riducono la conduttività termica del 20-25% se paragonato al polistirolo bianco. In parole semplici, un pannello di 13 cm di polistirolo di grafite è sufficienti per la conduttività termica, mentre usando un pannello di polistirolo bianco lo spessore dovrebbe essere di 18 cm. Inoltre questo materiale riduce la condensa sulla parte interna della parete, e grazie alla maggiore densità ha una migliore stabilità dimensionale con pochissimo assorbimento dell’acqua.

Stirodur (XPS) ha una struttura più chiusa rispetto al polistirolo espanso, pertanto ha una forza compressiva significativamente maggiore e una migliore stabilità dimensionale. Grazie al basso assorbimento dell’acqua e le proprietà precedentemente elencate, è adatto all’isolamento delle fondamenta, per l’impermeabilizzazione del parapetto e per l’isolamento del pavimento. Inoltre si distingue dagli altri pannelli isolanti per il colore, che può essere verde, blu, rosa o tonalità simili.

La lana minerale è fatta di roccia di basalto, da cui deriva il nome. È un materiale isolante permeabile al vapore che funge allo stesso tempo da isolante termico e da strato equilibrante del vapore nel sistema di facciata di contatto. Grazie al passaggio del vapore attraverso il muro esterno, con la lana minerale il punto di rugiada appare sempre all’esterno dello strato di lana minerale. Siccome lo strato finale sulla facciata di contatto in lana minerale è altamente permeabile al vapore (su base in silicato o silicone), l’umidità passa anche attraverso lo strato finale e non rimane nella parete. È disponibile in panelli per un’installazione con minore spessore o in lamelle per quelle più grandi.

Confronto delle proprietà dell’isolamento in polistirolo espanso (PE) e della lana minerale (LM)

La conduttività termica dei pannelli di PE e di LM è simile, ma differiscono in altre proprietà, come l’infiammabilità, l’isolamento sonoro, la permeabilità al vapore e, non per ultimo, nel costo.

Tutte le proprietà indicate si riferiscono all’isolamento. Tuttavia, siccome i pannelli isolanti sono solo una parte dei componenti della facciata di contatto o del sistema di isolamento termico (SIT), dal punto di vista dell’efficienza dell’intero SIT, le proprietà sopraindicate dipendono dall’intero sistema. Le proprietà del SIT selezionato sono fortemente influenzate dallo strato finale (pannello a strato sottile o pittura della facciata). Quindi, per esempio, l’infiammabilità del SIT con un isolamento in PE si colloca in classe B (bassa combustibilità – il materiale contribuisce poco all’espansione del fuoco, tempo di combustione limitato, non contiene particelle infiammabili), e l’infiammabilità del SIT con un isolamento in LM si colloca in classe A2 (non combustibile – il materiale non contribuisce all’espansione del fuoco). La resistenza meccanica e la resistenza alla grandine sono fortemente influenzati dal metodo di rinforzo (conosciamo anche il rinforzo doppio, ad esempio il rinforzo STRONG), dall’idrorepellenza e dalla permeabilità al vapore data dalla scelta dello strato finale.

La scelta del tipo di isolamento termico dipende quindi soprattutto dall’altezza dell’edificio, dall’investitore e dalle sue necessità di efficienza termica, permeabilità al vapore, proprietà meccaniche, isolamento sonoro, sostenibilità e infine dall’investimento economico, che in molti casi rappresenta il fattore più importante nella scelta non solo dell’isolante termico, ma dell’intero sistema di isolamento termico.