Isolamento acustico e termico

Suono e rumore

L’esposizione ad alti livelli di rumore’ è nociva per la salute dell’individuo. L’esposizione prolungata agli alti livelli acustici può comportare la perdita della capacità uditiva. Nelle abitazioni la presenza di rumori provenienti dall’esterno può essere un elemento di forte disagio e causare stress alle persone che vi abitano.
Esistono due modi distinti di gestire e controllare il rumore. Il primo, riguarda la capacità da parte di un sistema di isolare acusticamente un ambiente dai suoni provenienti dal mondo esterno e viceversa (o da altre abitazioni). Ci si riferisce a questo concetto con il termine di fonoisolamento. Il secondo, invece, riguarda gli aspetti acustici dell’ambiente in cui si vive: come quest’ultimo si comporta nei confronti di eventuali sorgenti sonore interne a esso, si parla in tal caso di fonoassorbimento.

Fonoisolamento

L’attenuazione della trasmissione sonora riguarda la riduzione di energia sonora che passa attraverso un muro, un pavimento, un tetto ecc. Il rumore può essere di natura aerea (televisione, stereo, voci ecc.) o causato da impatti.
La soluzione tradizionale per ridurre la trasmissione sonora aerea è quella di realizzare pareti che abbiano un elevato peso per unità di superficie. Per ottenere questo risultato si ricorre a elevati spessori della parete e all’impiego di materiali ad alto peso specifico. L’impiego di materiali porosi consente, a parità di peso della parete, di ottenere un comportamento e un isolamento acustico più elevato.
In fase di costruzione l’attenuazione del rumore che proviene dall’esterno – sia attraverso le pareti, sia attraverso il tetto – può essere condotta isolando la struttura abitativa. In pratica, adottando una struttura tutta discontinua, costruita in modo che le pareti, il pavimento e il soffitto di una stanza costituiscono come una scatola, sospesa entro la struttura portante. Una riduzione del livello di rumore in un ambiente può essere ottenuta rivestendo le pareti con materiali fonoassorbenti. In tal modo si riduce il livello sonoro che si stabilisce nell’ambiente, a parità di potenza acustica entrante.
Nei casi in cui invece il rumore proviene dagli appartamenti contigui, il problema può essere risolto utilizzando materiale isolante in corrispondenza delle pareti divisorie e dei pavimenti.

Fonoassorbimento

Le superfici lisce e dure hanno la proprietà di riflettere il suono. Questo fenomeno si chiama riverbero, mentre “camera di riverberazione” è l’ambiente usato per testare l’assorbimento acustico dei materiali.
La capacità di un materiale di assorbire il suono può essere usata per ridurre il riverbero all’interno degli ambienti.

Isolamento termico

L’isolamento termico ha lo scopo di impedire, o almeno di ridurre, la trasmissione del calore attraverso una parete, per mantenere entro un certo ambiente una temperatura diversa dall’ambiente esterno.
Per temperature moderatamente diverse dall’ambiente esterno, quali si riscontrano in genere negli edifici, è sufficiente un rivestimento delle pareti interessate mediante materiale avente una piccola conducibilità che oppone, in pratica, notevole resistenza al passaggio del calore.
Un buon materiale isolante deve avere un basso coefficiente di conduttività termica, essere leggero e con discreta resistenza meccanica. Deve resistere alla temperatura d’impiego, non presentare forti variazioni di volume con la temperatura, facile da lavorare, non deve danneggiare le pareti su cui è applicato, non deve subire rigonfiamenti né essere sensibile agli agenti atmosferici, ed essere resistente agli insetti.
La conducibilità termica dei materiali dipende dalla loro struttura e dalla forma macroscopica fisica. Per esempio, il vetro è amorfo, ossia è costituito da aggregati di molecole la cui capacità di vibrazioni è molto limitata. Ha pertanto una piccola conducibilità. Ma ancora più piccola è quella della lana di vetro, perché nella massa soffice resta racchiusa l’aria in tante porzioni interrotte dai fili di vetro. Per analogo motivo un tessuto di lana è un buon isolante perché i singoli peli sono cavi e i fili, costituiti da peli più o meno attorcigliati, racchiudono tante piccole sacche di aria. I fili e i tessuti di materie plastiche non sono isolanti poiché le singole fibre non sono cave.
Hanno buone proprietà isolanti sia materiali naturali e sia sostanze inorganiche, ambedue impiegabili tal quali o dopo averli opportuni lavorati. Si usano anche materiali artificiali. Per esaltare l’effetto isolante, sia dei naturali sia degli artificiali, spesso essi sono lavorati o trattati in modo da aumentare la porosità naturale.
Accanto alla prestazione fondamentale, i materiali isolanti devono presentare altre caratteristiche che li rendono più o meno idonei allo specifico impiego:

  • resistenza alla compressione: necessaria per impiego sotto pavimento o sottotegola (se il materiale si schiaccia si riduce R e possono esserci problemi di fessurazione);
  • resistenza al fuoco;
  • igrometria.

 

Reazione al fuoco

Il termine “reazione al fuoco” riguarda il comportamento intrinseco di un materiale nei confronti del fuoco. La normativa italiana in merito, rappresentata dal Decreto Ministeriale 26/6/1984, “Classificazione di reazione al fuoco e omologazione dei materiali ai fini della prevenzione incendi”, prevede classi di reazione al fuoco al quale il materiale è sottoposto. In funzione del tipo di partecipazione, ai materiali sono assegnate le classi da 0 a 5. All’aumentare della partecipazione al fuoco aumenta la classe. I materiali di classe 0 sono quelli incombustibili. I manufatti che si collocano in classe 0 sono i più sicuri, giacché non favoriscono né l’insorgere né lo sviluppo dell’incendio. Per essere dichiarato “non combustibile” un materiale deve superare il test ISO DIS 1182.2 che consiste nel portare alla temperatura di 800 °C, per 20 minuti, un provino cilindrico di diametro 45 mm e altezza 50 mm. Nella classificazione Europea, la reazione al fuoco è espressa in euroclasse che si dividono in 7 classificazioni: Al, A2, B, C, D, E e F.

Resistenza al fuoco

La resistenza al fuoco è l’attitudine di un elemento da costruzione a conservare per un intervallo di tempo definito:

  • la stabilità indicata con R;
  • la tenuta indicata con E;
  • l’isolamento termico I.

Gli elementi strutturali sono classificati con un numero che esprime i minuti per i quali conservano le caratteristiche R, E, I come di seguito illustrato:

R 15
R 30
R 45
R 60
R 90
R 120
R 180
RE 15
RE 30
RE 45
RE 60
REI 90
RE 120
RE 180
REI 15
REI 30
REI 45
REI 60
RE 90
REI 120
REI 180

Per i materiali isolanti applicati a vista e suscettibili, quindi, di essere investiti dalla fiamma, si prevede una doppia classificazione; una riferita al materiale isolante completo di tutte le sue parti, l’altra, invece, al solo componente isolante.
Nel caso invece di materiali isolanti non a vista (all’interno delle intercapedini, sotto massetti di pavimentazione o inseriti tra solai e manti di copertura) la classe definisce il comportamento del solo materiale isolante privato degli eventuali rivestimenti.

 

Igrometria

La pelle deve respirare. Se è limitata o ridotta tale capacità (come per esempio indossando un impermeabile), è inibita la naturale azione della sudorazione, con conseguente diffusa sensazione di malessere. Allo stesso modo, il muro deve essere in grado di respirare, altrimenti è pregiudicato il nostro benessere.
Le persone presenti in un ambiente producono – con la respirazione e la traspirazione – una notevole quantità di vapor d’acqua (ogni persona emette, con il respiro, circa 40 g/h di vapore). Inoltre, bagni e cucine sono un’altra fonte di vapore. Il vapore presente nell’ambiente interno tende a migrare attraverso le pareti perimetrali (compreso il tetto), per disperdersi all’esterno.
Perché tale fenomeno possa verificarsi senza inconvenienti, è necessario che il vapore non incontri ostacoli lungo la sua strada. Brusche diminuzioni di temperatura (per esempio sulla superficie di contatto con uno strato isolante) o forti aumenti della resistenza alla sua diffusione (per esempio intonaci esterni plastificati impermeabili al vapore) provocano la condensazione nello spessore della parete. L’acqua, così prodotta, inumidisce la parete provocando una rilevante diminuzione della coibenza della parete stessa. Inoltre, l’acqua di condensazione affiora sull’intonaco pro¬vocando macchie, muffe e, nel caso d’intonaci o rivestimenti esterni impermeabili al vapore, può verificarsi, nell’arco di qualche anno, il rigonfiamento e il distacco dell’intonaco stesso.
È chiaro, quindi, che le pareti esterne, compreso il tetto, devono essere permeabili al vapore e nel contempo isolanti. Nei tetti, se non si realizza un adeguato sistema di ventilazione sotto le tegole, si può favorire la comparsa di funghi sui listelli di supporto (con pericolo di fare marcire i materiali), o la possibilità di fenomeni di gelività quando il materiale è imibito di acqua.

Isolanti di sintesi

I principali materiali isolanti, termici e acustici, sono polimerici con una struttura cellulare, con densità dell’ordine delle centinaia di kg/m3 (materiali semiespansi) e, molto spesso, di solo alcune decine di kg/m3. La struttura del materiale polimerico espanso può essere:
a) a celle aperte, quando le celle sono collegate tra loro;
b) a celle chiuse, quando le celle sono isolate l’una dall’altra.
La struttura può essere fine (se molto fine si parla di materiale microcellulare) o grossolana, con dimensioni delle celle variabili da 0,05 mm a 1-2 mm di diametro.
Le proprietà di un materiale polimerico espanso sono determinate, oltre che dalle caratteristiche chimiche e fisico-meccaniche del materiale di partenza (matrice), dalla densità e dalla struttura. Al diminuire della densità diminuiscono, non necessariamente in maniera lineare, le caratteristiche meccaniche mentre aumentano, fino a un certo limite, alcune caratteristiche peculiari quali potere coibente e assorbimento acustico. Strutture composte solamente di celle chiuse, in cui non sono possibili movimenti convettivi dei gas all’interno delle celle, presentano elevata coibenza termica. Materiali a celle aperte, in particolare se irregolari e grossolane, all’interno delle quali sono possibili ripetute riflessioni delle onde sonore, presentano caratteristiche di assorbimento acustico.
I materiali cellulari si classificano anche in base alla loro rigidità, gli estremi essendo i prodotti cosiddetti “rigidi” e “flessibili”.
Per la produzione degli espansi si fa uso di differenti tecnologie.
Processo a bassa pressione. Il polimero fuso, contenente disciolto gas che si è formato in qualche modo, è iniettato all’interno dello stampo in quantità inferiore al volume della sua cavità, cavità che è quindi completata per l’effetto espandente dei gas disciolti. Il materiale presenta una tipica superficie marezzata e scabra, conseguenza della rottura delle bollicine di polimero fuso, sulle pareti fredde dello stampo.
Processo di coiniezione. Il processo prevede l’impiego di due gruppi di iniezione, uno per il materiale compatto, che formerà la “pelle” esterna, e il secondo per il prodotto espandibile da iniettare all’interno. I due gruppi sono combinati con lo stesso congegno di chiusura. Si ha un’iniezione in due fasi successive: prima il prodotto compatto che riempie solo l’impronta, poi il materiale espandibile che completa la cavità. La superficie è compatta e liscia e non richiede operazioni di finitura.
Processo con contropressione di gas nello stampo. È questo il processo oggi più utilizzato. La massa fusa, che contiene l’agente espandente, è iniettata in uno stampo tenuto in pressione a un valore tale da equilibrare la pressione dell’espandente (20-30 atm), così da evitare l’espansione nella fase di riempimento. La contropressione è azzerata solo a riempimento quasi totale dell’impronta permettendo la fase di espansione in uno stampo non più freddo.
Il gas necessario per l’espansione e l’ottenimento della struttura cellulare si realizza con metodologie diverse.
Espansione meccanica: con questo metodo un gas (aria) è disperso per via meccanica, mediante attrezzature paragonabili a frullatori, nel polimero che è portato a uno stadio di viscosità e tensione superficiale tali da mantenere inglobate le bolle. Il materiale è poi trattato in modo da consolidare la struttura.
Espansione fisica: in questo metodo al polimero fluido è addizionato un liquido inerte solubile nel sistema e avente punto di ebollizione di poco superiore alla temperatura ambiente. Per evaporazione del liquido, provocata da un aumento di temperatura o da una diminuzione di pressione, si ha l’espansione della massa viscosa.
Espansione chimica: in questi processi si impiegano sostanze, solide a temperatura ambiente, che per riscaldamento si decompongono liberando gas. Si utilizzano in genere azocomposti.

Poliuretano espanso

Il poliuretano è il prodotto di una reazione chimica tra due componenti: isocianati e composti organici, aventi nella molecola almeno due gruppi OH. Il polimero che si ottiene in seguito a questa reazione ha prerogative che lo rendono funzionale a molteplici impieghi. La schiuma poliuretanica è chimicamente inerte, insolubile e non metabolizzante. In edilizia si utilizzano i poliuretani espansi rigidi, a celle chiuse. Sono caratterizzati da scarse proprietà meccaniche (circa 2 kg/cm2), mentre possiedono bassissimi coefficienti di conduttività termica (0,020-0,025 W/m2 °C).
Il poliuretano espanso resiste ai prodotti chimici e all’attività biologica anche in condizioni difficili (acqua salata, acidi e basi diluite, idrocarburi alifatici, atmosfere gassose e/o saline). Presenta variazioni dimensionali ridottissime negli intervalli tra -100 °C e +80 °C. Le migliori caratteristiche chimiche e fisico-meccaniche le presentano schiume poliuretaniche con densità pari o superiori ai 30 kg/ml.
Completa il quadro delle caratteristiche, le doti di lavorabilità: i pannelli sono, infatti, idonei per essere sagomati senza alcuna difficoltà.

Polistirolo espanso (EPS)

Il polistirolo espandibile, prodotto intermedio per la produzione dell’EPS, è un polistirolo normale al quale è incorporato un agente rigonfiante (pentano o isopentano). Esso si presenta sotto forma di perle sferiche del diametro di 0,3-2 mm, con densità apparente di circa 700 kg/m3. Viene in seguito lavorato in fasi successive per dare il polistirolo (detto anche polistirene) espanso.
Preespansione. Consiste nel riscaldamento delle perle di polistirolo a temperatura superiore a 90 °C, in genere, mediante contatto diretto con vapor acqueo, in appositi recipienti. Le perle, mantenute in continua agitazione, si espandono in modo uniforme, fino ad assumere la forma di sfere cave di 4-8 mm. A questo stadio la densità apparente del prodotto è di 10-30 kg/m3.
Stagionatura intermedia. Le perle, così espanse, sono stagionate per alcune ore a temperatura ambiente. Si ha così l’essiccamento delle perle e un riequilibrio della pressione interna, discesa a 1 atmosfera durante la fase di raffreddamento.
Sinterizzazione. Le perle espanse, dopo stagionatura, sono trasferite in stampi dove, mediante successivo riscaldamento, in genere a vapore, avviene la saldatura delle perle stesse tra loro e l’ottenimento di manufatti. Il polistirolo espanso può essere prodotto anche per estrusione del polistirolo normale con la contemporanea introduzione nell’estrusore di gas sotto pressione.
Per l’isolamento termico si producono blocchi che sono tagliati mediante filo caldo (riscaldato a 200 °C mediante passaggio di corrente elettrica) in lastre.
Il polistirolo espanso, prodotto nel tipo normale o resistente alla fiamma, è un materiale rigido, a celle chiuse, con massa volumica compresa fra 10 e 40 kg/ml. Esso è costituito da circa il 98% di aria e solo dal 2% di materiale strutturale: ciò conferisce bassa conducibilità. Per garantire sufficiente resistenza meccanica s’impiega materiale con densità non inferiore ai 15 kg/m3. Il coefficiente di conduttività termica è circa 0,032 W/m2 °C, mentre la massima temperatura di esercizio è 70 °C. L’EPS è permeabile al vapor acqueo, quindi è traspirante, ma è impermeabile all’acqua. La permeabilità al vapor acqueo fa sì che all’interno di edifici e ambienti isolati con EPS non si formino muffe.
Il polistirolo espanso non ha caratteristiche d’isolamento acustico, tuttavia fornisce un notevole contributo come componente in una struttura massa-molla. L’EPS è privo di sostanze nutritive in grado di sostenere la crescita dei funghi, batteri o altri microrganismi, non marcisce o ammuffisce.
Comportamento al fuoco: quale composto di carbonio e idrogeno, è di sua natura un materiale combustibile. S’infiamma a circa 450 °C e il fuoco si propaga spontaneamente. In edilizia si usa l’EPS a ritardata propagazione di fiamma, ottenuto con opportuni additivi.

Resine fenoliche espanse

La resina fenolica è espansa, per via fisica, impiegando un liquido bassobollente.
Il materiale è rigido, poroso, friabile, di modeste proprietà meccaniche. Presenta ottima resistenza al calore e al fuoco. La superficie lambita dalla fiamma carbonizza proteggendo gli strati più interni dalla fiamma stessa.
L’applicazione più usuale è l’isolamento termico in edilizia mediante impiego di lastre tagliate dai blocchi e, nel caso di tubazioni, mediante coppelle preformate.

PVC espanso

Il cloruro di polivinile espanso si ottiene dal monomero cloruro di vinile utilizzando come rigonfiante azoto. Le densità ottenute sono dell’ordine dei 400-500 kg/m3. La conduttività termica è compresa tra 0,025 e 0,031 W/m2 °C. La massima temperatura di impiego è di 70 °C. Ha buone proprietà meccaniche ed elettriche, è resistente alla fiamma, impermeabile ai gas. Si usa per tubi, valvole, guarnizioni, materiali per pavimentazioni, profilati, pannelli, piastrelle, rivestimenti, tapparelle ecc.
L’utilizzo di questi materiali si è molto diffuso nel settore aeraulico negli ultimi anni. Le caratteristiche di questi materiali (flessibilità, assenza di controindicazioni ambientali in fase di lavorazione, possibilità di accoppiamento con film protettivi o lamine metalliche, commercializzazione in rotoli adesivi) li rendono i più adatti alla coibentazione delle condotte.

Isolanti minerali

Vetro cellulare

Il prodotto di base dell’isolante è il vetro puro. A esso è aggiunta una piccola quantità di carbone al fine di provocare a circa 1300 °C, tramite ossidazione, la formazione di piccolissime bolle di CO, all’interno del vetro fuso. Queste bollicine danno origine alla struttura cellulare del vetro e lo trasformano in un materiale coibente. Ha un coefficiente di conduttività termica di 0,050 W/m2 °C.
È incombustibile (Euroclasse A1). Non produce né gas né vapori tossici, nemmeno quando è sottoposto alla fiamma. Resiste a compressioni elevate: da 6 a 16 kg/cm2. È fabbricato sotto forma di lastre o pannelli (più lastre assemblate e ricoperte su due lati) utilizzabili per ogni coibentazione.
È impermeabile ai liquidi con sbarramento totale al vapore e ai gas. Può essere utilizzato fino a temperature dell’ordine di 400 °C, mantenendo inalterate le proprie caratteristiche. Come il normale vetro, il vetro cellulare mantiene inalterate nel tempo le proprie caratteristiche e consente applicazioni in ambienti proibitivi per molti altri isolanti.

Lana di roccia

La lana di roccia fu scoperta sulle isole Hawaii agli inizi del secolo. Deve la sua origine al processo di solidificazione, sotto forma di fibre, della lava fusa lanciata nell’aria durante le attività eruttive. Il processo di produzione della lana di roccia ha inizio con la fusione della roccia vulcanica a una temperatura di 1500 °C, dopo una rigorosa selezione geologica della materia prima. Le altre materie prime che suben¬trano nel processo di fusione della roccia, sono:

  • il calcare, materiale “fondente”, che abbassa la temperatura di fusione;
  • le bricchette, impasti composti di vari elementi minerali dosati in quantità controllate;
  • l’aggiunta di precise dosi di bricchette al magma consente di ottenere le qualità desiderate della lana di roccia che si produce
  • ;

  • il coke, il combustibile.

Le materie prime, opportunamente dosate, sono fuse e poi trasformate in fibre. La falda di lana di roccia, spruzzata di resina (appretto) è poi distribuita su un tappeto e fatto passare in un forno di polimerizzazione per consentire l’indurimento della resina. Il materiale è quindi tagliato a misura.
Si commercializza sotto forma di feltri (densità 80-120 kg/m3, coefficiente di conduttività termica 0,042-0,047 W/m2°C), pannelli (densità 60-120 kg/m3, coefficiente di conduttività termica 0,040-0,044 W/m2 °C) e coppelle (densità 100 kg/m3, coefficiente di conduttività termica a 40 °C 0,040 W/m2 °C).
La presenza di numerose celle nella struttura della lana di roccia costituisce una forte azione isolante. La lana di roccia è anche, grazie alla sua struttura a celle aperte, un ottimo materiale fonoassorbente.
La lana di roccia fonde a temperature superiori ai 1000 °C. Non contribuisce pertanto allo sviluppo e alla propagazione dell’incendio, né all’eissione di gas tossici. Riesce, pertanto, a coniugare protezione al fuoco, incombustibilità, isolamento termico, fonoassorbimento.
La lana di roccia, per la sua particolare struttura, non assorbe acqua o umidità, mantenendo pertanto inalterate le caratteristiche nel tempo. Non contiene alcun prodotto aggressivo o corrosivo; non fornisce supporto alla crescita di microrganismi, quali funghi, muffe e batteri.

 

Lana di vetro

Manufatti in lana di vetro, trattata con particolari leganti, si utilizzano per l’isolamento termico all’interno o all’esterno delle condotte.
Il procedimento di fabbricazione avviene attraverso le seguenti fasi:

  • fusione delle materie prime in un forno continuo alla temperatura di 1400 °C circa;
  • trasformazione del vetro fuso in fibre mediante il passaggio attraverso una coppa, in rapida rotazione, munita tutt’intorno di minuscole aperture;
  • appretto delle fibre con resine che polimerizzano in aria calda;
  • ottenimento dei manufatti sotto forma di feltri, pannelli e coppelle.

La lana di vetro è un materiale isolante naturale, ecologico, sicuro, con un ottimo comportamento al fuoco, resistente all’acqua e all’umidità, inalterabile nel tempo, con elevatissime performance nell’isolamento termico e acustico.
A parità di prestazioni, la lana di vetro ha un costo inferiore a quello di molti altri isolanti. Si utilizza in feltri (densità 20-50 kg/m3, coefficiente di conduttività termica 0,040-0,050 W/m2 °C), pannelli (densità 20-60 kg/m3, coefficiente di conduttività termica 0,040-0,046 W/m’ °C) e coppelle (densità 60 kg/m3, coefficiente di conduttività termica 0,040 W/m2 °C). Reazione al fuoco: classe 1.
La lana di vetro, anche se imbevuta di acqua, una volta asciugata, riacquista le proprie caratteristiche termiche, acustiche e meccaniche. Anche nei confronti dell’umidità è considerata non “idrofila” e quindi non perde le sue doti d’isolante.
Al contrario dei materiali isolanti derivati dal petrolio che, in caso d’incendio, possono sviluppare fumi tossici, la lana di vetro non rivestita, essendo inorganica, è non combustibile, non sprigiona fumi tossici e non forma gocciole incandescenti, pericolose per le persone durante l’incendio.

 

Vermiculite

La vermiculite è un minerale della famiglia della mica, silicato idrato di magnesio e alluminio. Si presenta in forma di cristalli lamellari nella cui struttura è racchiusa acqua zeolitica. La vermiculite si espande sotto l’azione del calore. Tale espansione avviene solo in senso ortogonale al piano di sfaldamento delle lamine. L’espansione, con la conseguente formazione di numerosi micropori che si riempiono di aria, è provocata dalla rapida evaporazione dell’acqua zeolitica. I micropori conferiscono alla vermiculite espansa qualità isolanti e basso peso specifico.
La temperatura di espansione varia tra 800 e 1100 °C. Il minerale macinato è mantenuto a queste temperature per tempi variabili (da 1/2 a 10 secondi), secondo la natura e la granulometria del materiale.
La vermiculite espansa si utilizza alla “rinfusa” per isolamenti dei sottotetti e per la preparazione di malte e intonaci coibenti termici e acustici.

Perlite

La perlite è una roccia vulcanica effusiva. La roccia macinata, per effetto di temperature elevate (tra 850 e 1000 °C), raggiunte nel forno di espansione, perde l’acqua di costituzione. Quest’acqua evapora gonfiando le pareti vetrose circostanti e provoca un aumento del volume (da 10 a 15 volte) del granulo. Tale processo, irreversibile, determina la formazione di microcavità a celle chiuse, che conferiscono alla perlite espansa potere isolante. La perlite espansa è incombustibile. A essa è attribuita la classe 0 di reazione al fuoco.
La perlite espansa non è aggredibile da microrganismi per la sua sterilità e inorganicità e non attiva lo sviluppo d’inquinanti microbiologici. Mantiene nel tempo il potere isolante e tutte le caratteristiche prestazionali. La perlite espansa ha un comportamento molto simile alla vermiculite. E reperibile in commercio in granuli 0-3 mm con peso in mucchio tra 90 e 120 kg/m3 avente coefficiente di conduttività termica pari a 0,042 W/m2 °C a 4°C e di 0,05 W/m2 °C a 24 °C.

Isolanti vegetali Sughero

Il sughero è prodotto dalla corteccia di una pianta detta appunto “quercia da sughero”. Questa quercia predilige climi temperati e terreni ricchi di potassio. Tali condizioni ambientali sono localizzate in una ristretta fascia del bacino mediterraneo.
Al contrario di molti materiali isolanti sintetici, il sughero non emana alcun gas tossico in caso d’incendio, non si scioglie e non cola.
Dopo un trattamento di frantumazione e macinazione delle cortecce sugherose, i granuli di sughero, liberati dalle scorie porose e legnose, sono posti in un forno a pressione e riscaldati a circa 380 °C, fuori del contatto con l’aria. A tale temperatura e pressione, le resine naturali del sughero cominciano a liquefarsi, risalendo verso la superficie del granello, iniziando così un processo di saldatura dei granuli, perfezionato poi da un trattamento sotto pressa che determina la struttura dell’agglomerato e la dimensione di ogni singolo pannello. Tutto ciò senza aggiunta di un additivo o legante artificiale.
I pannelli presentano stabilità dimensionale e buona resistenza a compressione. Il coefficiente di conduttività termica è circa 0,040 W/m2 °C.

Legno

Le fibre di legno, ottenute dagli scarti di segherie, sono aggregate mediante compressione per effetto delle caratteristiche adesive della lignina, resina naturale presente nella fibra stessa, e di altre materie accessorie (resine). Il prodotto ottenuto è biodegradabile e ottimo coibente termico e acustico. Il coefficiente di conduttività termica è circa 0,055 W/m`C. Indicatore della qualità di questi pannelli è il peso specifico. In generale i migliori sono quelli prodotti con legno di conifere.
Il legno, in quanto materiale organico, se sottoposto all’azione degli agenti atmosferici e all’attacco di parassiti, si deteriora. Si prolunga la sua durata trattandolo con un impregnante battericida. E’ possibile trattarlo anche con sostanze ignifughe, ritardanti.

La iuta

La iuta forma un feltro di fibre naturali compattato attraverso un procedimento meccanico. Per la sua morbidezza è idoneo a essere utilizzato come isolante anticalpestio sotto rivestimenti per pavimenti. Ha buone caratteristiche di traspirabilità.

Isolanti diversi

Legno-cemento

I pannelli di fibre di legno-cemento sono costituiti per circa il 65% di trucioli di legno lunghi e sottili e dal 35% di cemento portland o cemento magnesiaco. Le fibre sono sottoposte a un trattamento mineralizzante che, pur mantenendo inalterate le proprietà meccaniche del legno, ne annulla i processi di deterioramento biologico e ne aumenta la resistenza al fuoco. Le fibre, rivestite di cemento, sono legate assieme sotto pressione a formare una struttura stabile, resistente, compatta e duratura. Si preparano lastre piane od ondulate di massa volumica 400-500 kg/m3.
Queste sono suscettibili di essere intonacate come una normale muratura. Gli interstizi fra le fibre sono responsabili dell’assorbimento acustico mentre la struttura cellulare del legno conferisce al pannello leggerezza ed elasticità.
È utilizzato per:

  • isolamento dei solai;
  • isolamento delle coperture;
  • rivestimenti interni ed esterni;
  • rivestimento di pareti resistenti al fuoco (REI 120);
  • rivestimento di strutture di legno, metalliche ecc.;
  • isolamento acustico tra piani e tra locali adiacenti;
  • controsoffittature fonoassorbenti.

I pannelli ottenuti presentano:

  • un’assoluta insensibilità all’acqua, al gelo, all’umidità;
  • assenza di degrado biologico e di sviluppo di muffe;
  • ottima resistenza al fuoco e assenza di gas tossici o fumi; sono classificati Classe 1.

Calcestruzzo cellulare

Gli impieghi del calcestruzzo cellulare sono dovuti non solo alla leggerezza e alla bassa conducibilità termica, ma anche all’ottima resistenza al fuoco.

Blocchi cemento-argilla espansa

Blocchi realizzati con impasto di argilla espansa e da calcestruzzi a elevata porosità (densità 850-1400 kg/m3) presentano, per la porosità della superficie, buone caratteristiche di fonoassorbenza e, per la relativamente elevata massa, buone caratteristiche di fonoisolamento. Inoltre, presentano ottima resistenza al fuoco (Classe 0) e ottima coibenza termica (0,25 W/m2 °C).

Laterizi alveolati

Hanno coefficienti di conduttività termica non superiore a 0,30 W/m2 °C. valore ben inferiore a quello dei laterizi tradizionali (0,45-0,50 W/m2 °C) e un isolamento acustico superiore di oltre il 30% rispetto a quelli tradizionali.

Vetri speciali per il controllo solare e per l’isolamento termico

L’impiego del vetro piano nell’edilizia è correlato a un’attenta valutazione del ruolo che esso gioca nel consumo di energia degli edifici, con particolare riferimento alla climatizzazione degli ambienti.
Allo scopo di attenuare gli effetti di un’irradiazione solare troppo forte o diretta e al fine di migliorare l’isolamento termico delle vetrate, sono stati messi a punto rivestimenti particolari e tecniche diverse per la loro produzione. I rivestimenti adottati consentono di ridurre i costi del condizionamento estivo o del riscaldamento invernale, o ambedue insieme.
Inoltre, per il comfort visivo, sono importanti anche altri parametri, quali la trasmittanza delle radiazioni visibili, il colore e la resa cromatica, correlati alla natura chimico-fisica dei film di rivestimento e alla metodologia di deposizione impiegata.
Un primo tentativo di fare assumere un ruolo antisolare al vetro è stato compiuto realizzando i vetri “assorbenti”, in pratica vetri colorati in massa, in virtù dell’introduzione di ossidi metallici coloranti nelle materie prime da fondere. Si può così ottenere una colorazione verde, grigia, bronzo, blu o ambra, con soluzioni estetiche di un certo pregio. Questi vetri bloccano in parte la radiazione solare incidente, assorbendola. Tuttavia, l’assorbimento di parte della luce visibile può talora rendere necessaria l’illuminazione artificiale anche di giorno. Il vetro verde attenua più degli altri la trasmissione delle radiazioni visibili.
La soluzione ottimale, per ridurre il passaggio dell’energia solare attraverso una vetrata, è l’utilizzo dei vetri “riflettenti”. Questi s’identificano come antisolari giacché riflettono verso l’esterno della vetrata una notevole frazione dell’energia solare incidente. Essi sono ottenuti mediante deposizione di metalli e/o ossidi metallici mediante:

  • pirolisi, cioè mediante reazione sulla superficie del vetro caldo di opportuni reagenti spruzzati allo stato di soluzione nebulizzata;
  • spruzzatura catodica in campo elettromagnetico di elevata intensità e sotto vuoto spinto di metalli quali oro, argento, bronzo, alluminio.

Questi vetri sono disponibili anche temprati e accoppiati e in forma di vetrocamera (col rivestimento in faccia 2, ossia sul lato interno del vetro esterno), per un maggior isolamento termico.
Se si vuole aumentare l’isolamento termico di una vetrata non si ottiene nessun risultato pratico aumentando lo spessore del vetro. La resistenza alla trasmissione del calore di una parete, costituita da strati successivi di materiali diversi, è data dalla somma dei valori di resistenza di ogni singolo strato. Pertanto, se s’inserisce tra due vetri un’intercapedine di aria (disidratata per evitare fenomeni di appannamento), essendo la sua conducibilità dell’aria circa 50 volte minore di quella del vetro, si otterranno valori di coibenza molto elevati. Si hanno in tal modo i “vetrocamere”, nei quali la tenuta dell’intercapedine di aria è assicurata da opportuni sigillanti.
Il valore del coefficiente di trasmissione K, che nel caso di un vetro singolo è dell’ordine di 6 W/m2 °C, può assumere il valore di 3-2,8 W/m2 °C per vetrocamera costituiti da due lastre con intercapedine di 6-12 mm. Per ridurre le dispersioni termiche sono stati introdotti sul mercato vetri, detti “bassoemissivi”, costituiti da lastre su cui è stato deposto un particolare film a bassa emissività. Questi vetri riflettono verso l’ambiente interno un’alta percentuale di energia irraggiata dall’interno degli ambienti.
Il vetro, inteso come elemento di chiusura di una parete, non sembra certo un materiale idoneo all’isolamento acustico. L’attenuazione delle vibrazioni è proporzionale alla massa del materiale la quale, per il vetro, assume valori modesti data la sua bassa densità e gli spessori esigui delle lastre. Dal punto di vista dell’isolamento acustico una doppia vetrata si comporta come un vetro di spessore equivalente alla somma dei due vetri che la compongono, a meno che l’intercapedine di aria sia molto larga.
In definitiva, il potere fonoassorbente di una vetrata dipende soprattutto dal peso di essa per unità di superficie (ossia dal suo spessore). Occorre rilevare che il comportamento acustico di una finestra non può essere considerato solo riguardo al tipo di vetro montato, essendo molto influenzato dal grado di tenuta dei giunti e dei serramenti e dall’efficacia d’isolamento dei cassonetti.

 

Materiali di rivestimento e finitura

I materiali isolanti sono spesso costituiti da prodotti danneggiabili con facilità. Se esposti all’atmosfera esterna, o alla presenza di agenti molto aggressivi, essi devono essere protetti ricorrendo a un rivestimento con opportuni materiali.
I principali tipi di rivestimento sono elencati di seguito.

  • Neoprene. Il neoprene nero, a base di gomma naturale, usato per rivestire gli isolanti a base di fibre, è il più efficace poiché, mentre fornisce un’assoluta protezione alle fibre stesse, consente alle onde sonore di penetrare nel materassino ed essere assorbite.
  • Lamierino di alluminio. Si utilizzano fogli di alluminio di spessore variabile da 5 a 10 decimi di millimetro, in relazione al fatto che l’installazione sia in ambienti interni o esterni. È questo un sistema di rivestimento costoso, ma efficace, con buoni risultati estetici. È consigliabile il suo utilizzo quando sono da isolare condotte a vista. È necessario il suo impiego per opere esterne e soggette pertanto a continue variazioni di condizioni di esercizio (sole, acqua, vento ecc.).
  • Lamiera zincata. Ha le stesse proprietà del lamierino di alluminio, ma è meno pregevole dal punto di vista estetico e più soggetto alla corrosione. Posta in opera, il suo costo è molto simile a quello del lamierino di alluminio e, pertanto, non vale la pena di ricorrervi per lavori comuni. Il suo impiego si limita pertanto a quando vi è la necessità di rivestimenti robusti e, quindi, di spessore elevato.
  • Carta Kraft. La carta kraft è una robusta carta traspirante di pura cellulosa. È idonea a impedire la penetrazione di aria umida nell’isolamento termico e acustico oppure come protezione anti-infiltrazioni nei solai di legno.
  • Cartongesso. E un materiale costituito da uno strato di gesso racchiuso fra due fogli aderenti di cartone. In cartongesso si eseguono controsoffitti e pareti divisorie che permettono l’alloggiamento d’impianti tecnici e l’inserimento di materiali termo-acustici. Queste opere possono essere in Classe 1 o Classe 0 di reazione al fuoco e anche REI 60 / 90 /120 di resistenza al fuoco. Si distinguono diverse tipologie, di tipo standard, ad alta flessibilità per superfici curve, di tipo antifuoco con cartoni ignifughi resistenti al fuoco, idrofugo con elevata resistenza all’umidità o al vapor acqueo e fonoisolante.