I materiali isolanti naturali nell’isolamento termico degli edifici

Le conseguenze del cambiamento climatico sono ampiamente riconosciute, e le pubblicazioni più recenti sottolineano l'urgenza di adottare modalità di vita più sostenibili. Secondo il rapporto IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), limitare il riscaldamento globale a 1,5 °C o 2 °C richiede una riduzione delle emissioni di gas serra (GHG) del 45% rispetto ai livelli del 2010, da raggiungere entro il 2030. Il settore edilizio, responsabile del 33% delle emissioni di CO₂, consuma risorse significative e produce circa il 30% dei rifiuti solidi globali, è sicuramente un settore chiave su cui intervenire.

Il Green Deal Europeo mira a rendere l'Europa il primo continente climaticamente neutrale, con una riduzione delle emissioni di GHG del 55% entro il 2030.

A tal fine, la revisione della Direttiva sulla Prestazione Energetica degli Edifici (EPBD) del 2022 richiede il calcolo del Potenziale di Riscaldamento Globale (GWP) per il ciclo di vita degli edifici a partire dal 2030. Ciò implica una maggiore attenzione ai materiali a base rinnovabile e riciclabile.

Infatti, sebbene i materiali isolanti siano cruciali per la riduzione delle dispersioni termiche (e quindi dei consumi energetici), la loro produzione rappresenta anche una delle principali fonti di emissioni di carbonio del settore.

Le tipologie di materiale isolante e le loro caratteristiche

Le diverse tipologie di materiali isolanti sono classificabile sulla base della loro origine, organica o inorganica.

Per una giusta valutazione e scelta del più idoneo materiale isolante in funzione dell’applicazione prevista, è fondamentale individuare e analizzare le principali caratteristiche/proprietà:

• Parametri fisici: densità, conducibilità termica, capacità termica, diffusività ed effusività termiche (rispettivamente la capacità di un materiale di distribuire il calore al suo interno quando è soggetto a un gradiente di temperatura, e la capacità di un materiale di scambiare calore con un altro materiale o con l'ambiente), stabilità termica, assorbimento d'acqua, resistenza al vapore, assorbimento acustico e classe di resistenza al fuoco.
• Parametri meccanici: resistenza alla compressione, flessione, trazione e modulo di elasticità.
• Parametri ambientali: uso di energia primaria, potenziale di riscaldamento globale (GWP), carbonio biogenico e vita utile.

Trascurando i parametri meccanici, vediamo di seguito le principali proprietà delle diverse famiglie di materiali isolanti.

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ATTENZIONE!
In genere vale la relazione: ad una maggiore densità del materiale isolante corrisponde una maggiore conducibilità termica. In linea di massima questo principio si conserva, ma bisogna ricordare che la conducibilità termica è anche influenzata dal tipo di legante tra fibre/granuli utilizzato per la realizzazione del materiale.

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I principali materiali isolanti naturali

Vediamo adesso più nel dettaglio alcuni esempi di isolanti naturali.

Lana di legno

La lana o fibra di legno viene prodotta pressando scarti di legno non trattato (solitamente abete o pino), un sottoprodotto dell'industria del legname. È disponibile in pannelli rigidi, semirigidi, rotoli o in fiocchi.

Questi scarti di legno devono essere triturati in particelle fini, miscelati con leganti naturali (come lignina) o colle ecocompatibili, compattati e formati in pannelli o altri formati mediante processi di pressione e calore. A seconda del processo, possono essere utilizzati additivi per migliorarne la resistenza al fuoco, all'umidità o agli insetti.

Le caratteristiche principali sono:

1. Proprietà termiche

• Ottimo isolamento termico: la fibra di legno ha una conducibilità termica compresa tra 0,038 e 0,050 W/mK, rendendola ideale per ridurre la dispersione di calore.
  
• Elevata capacità termica specifica: con un valore intorno a 2100 J/kgK, la fibra di legno è in grado di immagazzinare calore e rilasciarlo gradualmente, migliorando il comfort termico interno, soprattutto in estate (effetto sfasamento termico).

2. Proprietà acustiche

• Eccellente capacità di assorbimento acustico, grazie alla struttura fibrosa che riduce la propagazione delle onde sonore, e per questo è utilizzata spesso per l'isolamento acustico tra pareti o soffitti.

3. Sostenibilità ambientale

• Materiale ecologico e rinnovabile, derivato da scarti di lavorazione del legno.
  
• Basso impatto ambientale, è biodegradabile e spesso prodotto senza l’uso di sostanze tossiche.

4. Traspirabilità

• Alta permeabilità al vapore acqueo: La fibra di legno è un materiale igroscopico, capace di regolare l’umidità all’interno degli edifici, riducendo il rischio di condensa e muffa.
• Il valore di resistenza alla diffusione del vapore è compreso tra 5 e 10, garantendo una buona traspirazione.

5. Resistenza meccanica

• I pannelli di fibra di legno, soprattutto quelli ad alta densità, hanno buona resistenza alla compressione e sono adatti per applicazioni come pavimenti e facciate ventilate.

6. Durata e manutenzione

• Resistente nel tempo, ma richiede un'installazione accurata per proteggerla dall’umidità prolungata o dall’esposizione diretta agli agenti atmosferici.

7. Sicurezza

• Comportamento al fuoco: La fibra di legno è combustibile, ma grazie a trattamenti specifici o additivi può raggiungere buone classi di resistenza al fuoco (es. classe E o superiore secondo la normativa europea UNI EN 13501-1:2019 “Classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da costruzione - Parte 1: Classificazione in base ai risultati delle prove di reazione al fuoco”).

La lana di legno è estremamente versatile e trova impiego in diversi contesti edilizi:

1. Tetti: isolamento termico di coperture a falda.
   
2. Pareti: utilizzata in pareti interne o esterne (anche con intonaci a base di calce).
   
3. Pavimenti: come isolante termico e acustico sotto i massetti.
   
4. Facciate ventilate: pannelli ad alta densità impiegati per l'isolamento esterno.
   
5. Intercapedini: fiocchi di fibra di legno insufflati nelle pareti.

Tra gli svantaggi troviamo:

1. Sensibilità all’umidità: deve essere protetta con barriere vapore o trattata per resistere all’acqua.
   
2. Peso: la fibra di legno ha una densità maggiore rispetto ad altri isolanti, rendendo l'installazione più impegnativa.

L'ARTICOLO CONTINUA CON LA TRATTAZIONE DI:

• Lana di Pecora
• Canapa
• Sughero
• Paglia
• Il rispetto dei valori limite di trasmittanza termica