Iper-isolamento: fino a che punto spingersi?

Migliorare le performance termiche degli edifici è una delle strade percorribili per ridurne il consumo energetico e il relativo impatto ambientale. Questo tema, al centro delle politiche nazionali e comunitarie, è divenuto drammaticamente attuale in questi mesi a causa delle tensioni che coinvolgono le fonti primarie di energie.

Tra le opzioni possibili per raggiungere questo obiettivo, l’iper-isolamento è senza dubbio la strada migliore, cioè l’aumento degli spessori isolanti oltre gli standard attualmente adottati (10-15 cm) per ridurre il più possibile gli scambi di calore tra l’edificio e l’ambiente esterno.

Poiché tra i materiali isolanti più impiegati figura l’EPS, AIPE – Associazione Italiana Polistirene Espanso ha approfondito il tema dell’iper-isolamento per capire fino a che punto sia evidente la motivazione tecnica-prestazionale nell’aumento degli spessori dei materiali isolanti.

I parametri da considerare sono tanti, a partire dalla localizzazione geografica dell’edificio da isolare. Le zone climatiche italiane, per differenti temperature e radiazioni solari, possono essere raccolte in tre zone C – D – E ed è naturale che le soluzioni attuate in Sicilia siano differenti da quelle attuate in Trentino.

Inoltre, un edificio iper-isolato deve consentire l’adeguata ventilazione notturna per evitare surriscaldamenti. Le coperture iper-isolate quindi devono essere realizzate con intelligenza progettuale, con una stratigrafia che permetta di raggiungere un valore di Y = 0,18 W/m²K. 

Il valore della trasmittanza periodica definisce lo sfasamento e l’attenuazione dell’onda della radiazione solare incidente. I due parametri permettono di identificare la stratigrafia ottimale per le tre zone ricordate. 

Gli edifici per valutare fino a che punto spingere il livello di isolamento, sono quelli relativi agli interventi di riqualificazione energetica, ovvero il parco esistente con consumi medi molto elevati. 

Per esempio, in Zona E il consumo energetico di un edificio medio esistente è di 200 Kwh/anno m², mentre quello di un edificio nuovo, costruito secondo gli standard di efficienza più attuali è di 50 Kwh/anno m². 

Fin dove conviene iper isolare?

A livello teorico, aumentando progressivamente gli spessori dello strato isolante, si riduce sempre più il consumo energetico. Per capire fino a che punto conviene spingersi si deve cercare la linea di pareggiamento fra i costi energetici inglobati nei materiali da costruzione e i risparmi ottenibili. 

In atri termini: l’isolante, per essere realizzato, richiede energia e più isolante si utilizza più energia viene spesa per iper isolare. 

In quanti anni si ottiene il pareggio fra energia impiegata per costruire rispetto al consumo energetico dell’edificio? 

Inoltre la situazione cambierebbe moltissimo se si dovessero considerare i nuovi edifici a energia zero, nZeb.

Non essendoci consumi non ci sarebbero spese energetiche di gestione e quindi tutta l’energia inglobata in una casa non verrebbe mai pareggiata! 

L'edificio nZeb non avrà un consumo pari a zero, ma sarà ovviamente molto basso proprio per il fatto che si utilizza una grande quantità di materiale isolante.

Comunque l’energia consumata deve essere derivata da fonti rinnovabili e quindi si apre l’analisi delle fonti meno impattanti e i relativi costi per attuarle.

LCA: lo strumento da adottare 

La logica da seguire per effettuare una valida analisi delle energie impiegate è quella della LCA, analizzando globalmente l’impatto ambientale di un edificio e non limitandosi all’aspetto del consumo energetico. 

L’EPS dispone del ciclo di vita da cui poter ricavare i dati relativi all’energia impiegata e i relativi impatti ambientali. Ma un edificio non è solo costituito dal materiale isolante, e gli altri componenti operano tutti in sinergia per avere un basso consumo e un clima interno ottimale all’ utente finale.

Coperture e pareti iper-isolate a confronto

Per fornire esempi reali di coperture iper-isolate vengono proposte alcune soluzioni in cui i dati progettuali sono determinati con il programma di calcolo di AIPE, basato sulla norma ISO 13786 e le norme correlate. Il programma è stato realizzato con il contributo del Politecnico di Torino, Prof. Corrado Vincenzo, e permette di determinare i parametri termodinamici dei componenti per l’edilizia.

Il sistema può essere applicato ad elementi verticali ed orizzontali, e con una semplice gestione dei dati di input (spessore, densità, capacità termica, conducibilità) produce tutti i dati necessari ad una comprensione del funzionamento termico dell’elemento analizzato:

• Trasmittanza termica U  (W/m²K)
• Trasmittanza termica periodica Yie (W/m²K)
• Massa superficiale M (Kg/m²)

ed altri parametri che interessano il progettista termotecnico.

Sulla base della tradizione costruttiva delle aree geografiche del nostro Paese, AIPE ha realizzato un’ampia analisi dei sistemi adottati.

Vengono quindi riportati alcuni esempi più rappresentativi con la seguente stratigrafia:

I risultati dell’indagine sono riportati nella tabella seguente e sono evidenziati: massa, trasmittanza termica e trasmittanza termica periodica

Come si può notare i valori dei parametri sono molto interessanti e permettono di affrontare con adeguata consapevolezza la progettazione di un edificio a basso consumo di energia.

Altri casi possono essere analizzati portando gli spessori del materiale isolante a livelli più elevati.

Sono stati analizzati anche esempi di pareti iper-isolate. 

Considerando una parete avente stratigrafia come quella riportata in tabella seguente, è possibile valutare i benefici dell’utilizzo di isolante in una costruzione. 

Esempio di stratigrafia della parete: lo spessore dell’isolante è appositamente variabile per valutazione differenti scenari.

Mantenendo costanti tutte le caratteristiche e modificando via via lo spessore dell’isolante si può quantificare la conseguente riduzione di fabbisogno energetico per mantenere le stesse condizioni climatiche interne.

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