Materiali isolanti naturali: un’esigenza, non una scelta

Materiali isolanti naturali: come gestire il clima esterno e ottenere un clima interno ideale 

Un’esigenza

Questo lavoro non è una ennesima ramanzina sulla bioedilizia, sulla eco-bio-sostenibilità dei materiali e sulle soluzioni green. "Io uso molto i materiali naturali" è un'affermazione che suona come io mangio molta frutta e verdura, io vado a letto presto, io conduco una vita sana, io amo la natura. La stessa affermazione suona alle orecchie di molti progettisti, impresari edili e altri tecnici come un aspetto bizzarro, estroso e anche capriccioso.

Evito sempre di fare la ramanzina sulla bioedilizia, sulla eco-bio-sostenibilità dei materiali e sulle soluzioni green perché ormai annoia ogni lettore.

Se la mia filosofia progettuale prevede l'utilizzo di materiali naturali, questo non è un capriccio ma un' esigenza dettata, sì anche dalle mie preferenze, ma fondamentalmente dalle necessità imposte dal clima esterno e dal clima interno ideale. Sono in moltissimi ad essere convinti che per gestire il clima esterno bastino una buona orchestra di impianti tecnologici, magari smart, per ottenere un clima interno ideale e forse questo è anche vero per chi non è disposto a compromessi.

Specialmente in estate, se si esige dal proprio progettista di poter modificare temperature e umidità a piacimento, non c'è alternativa all'ausilio di costosi ed energivori impianti... tanto pagherà il sole.

Ma già stiamo correndo troppo: prima degli impianti viene l'involucro edilizio! E se parliamo di involucro edilizio torniamo a parlare di materiali per edilizia e materiali isolanti per edilizia, quindi a ragionare su come gestire il clima esterno e ottenere un clima interno ideale.

Andiamo ora subito al punto, anzi ai 2 punti focali:

• il clima esterno
• clima interno ideale.

Il clima esterno

É ormai noto che tutti gli isolanti sul mercato isolino dal freddo, ma non tutti dal caldo, perciò qualsiasi materiale si utilizzi per evitare le dispersioni invernali si sarà raggiunto lo scopo. Ma il fatto è che non tutti gli edifici si trovano in zona climatica F, quindi l'obiettivo dev'essere un altro: progettare per evitare il veloce surriscaldamento con materiali capaci di attenuare e sfasare l'onda termica entrante.

L'involucro deve proteggere l'ambiente interno dal caldo e garantire un comfort passivo: per attenuare e sfasare l'onda termica entrante si devono scegliere materiali con bassa diffusività termica. Andiamo a vedere chi sono i campioni di diffusività termica, cioè i materiali che dimostrano i valori più bassi in assoluto:

• la fibra di legno
• la calcecanapa

Un buon motivo per utilizzare materiali isolanti naturali, a prescindere dalle proprie preferenze, è riuscire ad ottenere:

• un ottimo fattore di attenuazione, che è il rapporto tra l'ampiezza dell'onda termica esterna e l'ampiezza dell'onda termica interna all'ambiente abitativo (la quantità di calore che attraversa una struttura viene ridotta d’intensità),
• un ottimo sfasamento termico estivo, che è sempre espresso in ore e ci indica quando il picco della temperatura esterna ha attraversato tutta la stratigrafia ed è arrivato (attenuato naturalmente) all'interno.

Con materiali isolanti naturali, preferendo pannelli ad alta densità e corretti spessori, possiamo nel migliore dei modi "controllare" i carichi termici esterni, come li chiamerebbe un termotecnico.

Dopo di che dobbiamo ragionare per scegliere i materiali più adatti al clima interno ideale.

Il clima interno ideale

Dopo la scelta dei materiali per assicurare all'involucro edilizio la migliore protezione dal caldo (e di conseguenza anche dal freddo) possiamo concentrare l'attenzione sull'ambiente interno:

Il còmfort (dall'inglese) o confòrt (dal francese) è una sensazione puramente soggettiva, ma il benessere termigrometrico si ottiene con la scelta dei materiali.

É vero che si tratta di una sensazione umana e questa dipende dalle temperature, dall'umidità, dai movimenti dell'aria e da come siamo vestiti e da che attività stiamo svolgendo, ma le condizioni di benessere termigrometrico le creiamo proprio scegliendo i materiali.

I materiali dell'involucro esterno li abbiamo scelti per gestire i carichi termici esterni, adesso è il momento di gestire i carichi termici interni:

Se stiamo componendo una stratigrafia e facendo il calco termico per verificare le prestazioni della parete o del tetto, la massima attenzione deve andare sugli ultimi strati interni: sono proprio questi che interagiscono con noi che abitiamo un ambiente chiuso.

Guardando i risultati del calcolo termico dobbiamo ottenere alti valori di capacità termica areica interna periodica: è sempre espressa in [kJ/mK] e ci dice chiaramente se la superficie con cui interagiamo riesce o non riesce ad accumulare energia. La tipica situazione critica dove la capacità areica interna risulta scarsa e non raggiunge i 40 kJ/mK è l'isolamento interno di una parete oppure un tetto in legno con un tavolato di basso spessore.

La capacità di accumulare i carichi termici provenienti dall'interno, non è solo importante nel periodo invernale per avere minime oscillazioni di temperatura e vivere un ambiente molto piacevole, è fondamentale nel periodo estivo per riuscire a "scaricare" energia in eccesso.

Materiali naturali per l'interno con isolamento interno

I materiali naturali per l'interno sono indispensabili per migliorare questa capacità termica areica interna periodica?

Anche una parete di cemento armato accumula molta energia. In realtà il benessere termigrometrico si ottiene proprio con la buona scelta dei materiali e perciò sono da preferire materiali traspiranti e igroscopici proprio perché se l'ambiente e il suo rivestimento riescono a gestire velocemente i picchi di vapore oppure un aumento della temperatura, allora restituirà una elevata sensazione di comfort. L'argilla non solo garantisce una superficie traspirante e igroscopica, è anche uno strato con enorme massa (1cm di spessore vale circa 16-17kg di massa superficiale) e enorme capacità di accumulare energia. Idem per un intonaco naturale di calce quando non prevede l'aggiunta di miscele cementizie.

Si deduce da sé che gli ambienti dove l'isolamento esterno non è fattibile, richiedono molta più attenzione nel progettare un isolamento interno. Ecco perché consiglio di evitare l'uso di lane minerali e cartongesso oppure i pannelli in cartongesso preaccoppiati all'isolamento termico oppure isolanti sintetici rasati sul lato interno.

Meglio orientarsi su pannelli in fibra di legno ad alta densità rifiniti con calce o argilla, pannelli o tavelle in calcecanapa rifiniti con calce o argilla, fibra di legno o fibra di canapa rivestita da un pannello d’argilla o un pannello in calcecanapa.

Non solo siamo certi di portare nel nostro ambiente materie prime naturali al 100%, possiamo anche contare sulla migliore protezione dal calore in estate, sull'accumulo di calore d'inverno, su una auto-regolazione dell'umidità dell'aria, sulla protezione dalle muffe.

É di primaria importanza un clima interno salubre capace di neutralizzare inquinanti dell'aria e assorbire odori. A fronte di una spesa maggiore per l'acquisto di materiali naturali diamo un valore aggiunto all'edificio che stiamo progettando.

Materiali naturali per l'interno con isolamento esterno: preferire pitture naturali a calce

Tornando a parlare di strutture già isolate sul lato esterno basterà fare attenzione agli intonaci interni evitando miscele cementizie e optando per pitture naturali a calce. Sconsiglio per tutte le ragioni elencate in precedenza di nascondere gli impianti con tamponamenti interni in cartongesso per sveltire il lavoro.

Se analizziamo elementi opachi verticali che sono sia struttura che isolamento termico e che non necessitano di isolamento a cappotto esterno, mi riferisco ai blocchi rettificati o ai blocchi in calcestruzzo cellulare, ovviamente consiglio di scegliere sempre il blocco rettificato che è argilla cotta e quindi materiale da costruzione vicino alle tradizioni e naturale al 100% capace di isolare e proteggere dal caldo esterno come nessun altro materiale. Anche in questo caso è necessario progettare con cura il ciclo di intonaci naturali interno per migliorare la capacità areica interna.

Materiali naturali per l'isolamento esterno

Senza dubbio un sistema a cappotto certificato in fibra di legno posato con collante e rasante a base di calce idraulica naturale NHL 3,5 è non solo rispettoso dell'ambiente, ma ottiene performance termiche invernali ed estive ottime, proteggendo l'edificio dai rumori esterni grazie alla sua porosità e alla sua densità.

Altra soluzione molto interessante è il sistema a cappotto in sughero tostato bruno che oltre a garantire performance termiche invernali ed estive ottime offre anche la possibilità di mostrarsi al pubblico in tutto il suo fascino estetico: è possibile mantenere il sughero “faccia a vista” in esterno. Il sughero è eccezionale per stabilità e insensibilità ad acqua e umidità, e prova ne è che già per tutta la sua vita ha protetto dalle intemperie la quercia da sughero!

Anche in questo caso abbiamo un materiale isolante naturale al 100%: la fusione delle resine contenute nella corteccia agiscono da collante naturale per aggregare i granuli dopo la “tostatura” e la colorazione bruna dopo l'esposizione ai raggi UV tenderà ad un naturale schiarimento.

Per l'isolamento esterno non esistono solo sistemi certificati in fibra di legno o in sughero, anche la canapa ad alta densità è un pannello adatto alla posa in esterno.

Al committente scettico sui sistemi a cappotto si può proporre un'altra fantastica soluzione che è il blocco in calcecanapa, con una produzione a freddo e una stagionatura ambientale bisogna riconoscere che la produzione dei blocchi in calcecanapa sia non energivora e a impatto ambientale quasi nullo.

LEGGI ANCHE: Progettare l'isolamento in paglia

Materiali naturali per l'isolamento del tetto o del sottotetto

Qui c'è poco da scegliere! Se non si utilizzano materiali naturali come la fibra di legno, la canapa, la cellulosa o il sughero per proteggere l'edificio dal caldo e dal freddo, l'ultimo piano dell'abitazione sarà sempre a rischio surriscaldamento. Ecco perché sconsiglio materiali isolanti di sintesi o in lane minerali.

Per fare un esempio banale, ma utile per capire l'importanza fondamentale del calore specifico elevato (caratteristica tipica degli isolanti naturali) possiamo fare una critica ad uno dei capitolati più diffusi per tetto in legno ventilato: la proposta più ricorrente è un pannello rigido in lana di roccia ad alta densità con elevata resistenza a compressione, quindi calpestabile.

Perché sconsiglio la fibra minerale e consiglio la fibra naturale?

Perché la combinazione di conduttività e densità NON assicura un ottimo comfort abitativo estivo. Se vogliamo un ottimo comfort abitativo estivo il tetto in legno deve utilizzare isolanti con elevato calore specifico (quel valore che descrive quanto calore serve per aumentare di 1° Kelvin la temperatura di un 1kg di isolante!).

La lana di roccia ha il calore specifico più basso di tutti gli isolanti disponibili sul mercato: solo 1030 J/(kgK). Considerando che il calore specifico della fibra di legno arriva a 2400 J/(kgK) si capisce immediatamente che le lane minerali vadano usate, solo in climi non mediterranei.

A parità di densità, un pacchetto tetto di 10+10+10cm di lana di roccia (grazia alla presenza del tavolato) riesce a garantire solo 12 ore di sfasamento termico estivo, mentre 30cm di fibra di legno quasi 19 ore.

Se parliamo di materiali naturali possiamo forse dimenticarci della cosa più naturale tra tutti i materiali naturali? Quella cosa che in un attimo metterebbe tutti d'accordo sul fatto che di meglio non ci sia: la balla di paglia. Ovviamente come materiale da costruzione richiede un progetto a sé, ma per isolare un tetto la fattibilità richiede solo un'attenta progettazione dei dettagli esecutivi.

La natura ci ha messo a disposizione ogni cosa! Come direbbe Rachel Carson: “spetta a noi decidere… Abbiamo una varietà veramente straordinaria di alternative da scegliere”.