Fra gli obiettivi che si deve prefissare un progettista, fondamentale è garantire che l'involucro di un edificio sia in grado di esercitare quanto più possibile la funzione del controllo climatico, riducendo la responsabilità degli impianti meccanici di climatizzazione con un duplice scopo: da un lato, generare il benessere termoigrometrico per gli occupanti dell'edificio, dall'altro razionalizzare i consumi di energia, con tutti i benefici che questo comporta sull'ambiente globale.
Premesso che i materiali isolanti possono essere suddivisi in due grandi classi, in base alla loro origine: organica oppure inorganica e che all'interno di queste categorie c'è un'ulteriore suddivisione in sintetici o naturali, dove sono considerati sintetici tutti quei materiali la cui materia prima viene fortemente modificata attraverso specifici processi di lavorazione, mentre naturali sono quelli la cui materia prima è di fatto riconoscibile nel prodotto finale, non avendo subìto modifiche sostanziali se non per conferire forme particolari, il mercato edilizio offre una grande varietà di materiali isolanti in grado di soddisfare numerose prestazioni.
Tale offerta però, spesso, può creare al progettista difficoltà di orientamento o di scelta del prodotto più appropriato. La qualità di un materiale isolante va individuata rispetto alle prestazioni che è chiamato a garantire, prestazioni che non devono essere limitate al potere coibente, ma che devono considerare anche il comportamento meccanico, il comportamento rispetto alle temperature di impiego, il comportamento al fuoco e all'acqua e così via.
Una volta individuate chiaramente le prestazioni che un isolante è chiamato a soddisfare per una determinata applicazione, è possibile compiere la scelta con più consapevolezza, considerando che l'obiettivo principale a cui si deve sottendere è la maggior durabilità dell'isolante. Partendo dal presupposto che non esiste un materiale isolante migliore in assoluto, ma che bisogna scegliere di volta in volta in base al lavoro da eseguire, è comunque importante avere ben chiaro quali debbano essere le principali caratteristiche tecniche. Primo aspetto da considerare è la capacità del materiale di trasmettere calore (conducibilità termica, λ): la maggior parte degli isolanti è caratterizzata da un valore λ che si colloca in una fascia compresa fra 0,030 e 0,050 W/mK, quindi definibile come buona; per valori inferiori a 0,030, i materiali sono ottimi isolanti, per valori superori a 0,050 sono considerati molto modesti.
La conducibilità è influenzata dalla massa volumica: se la massa ha un valore basso, in genere, è associata a un'elevata porosità o a un elevato volume di cavità e perciò il materiale risulta avere migliori prestazioni termoisolanti, è il caso, per esempio, del polistirene espanso estruso (XPS). Particolare attenzione va rivolta alla capacità di un materiale isolante di assorbire e trattenere all'interno delle sue cavità delle gocce di acqua (assorbimento d'acqua) che si esprime in percentuale di aumento in massa. In genere, si cerca di evitare qualsiasi tipo di assorbimento idrico, poiché la presenza di acqua, che possiede una conducibilità circa 20 volte maggiore dell'aria, fa abbassare in modo rilevante il potere isolante, oltre a provocare fenomeni di degrado di tutta la muratura. Il fenomeno è quindi da evitare e da prevenire con quei materiali e/o in quelle applicazioni che prevedono l'esposizione a pericoli di infiltrazioni di acqua; è il caso dei materiali fibrosi e di quelli con elevata porosità di tipo aperto che per la loro conformazione microscopica sarebbero in grado di assorbire notevoli quantità di acqua, per esempio l'isolante in fibra di cellulosa.
Invece, per i materiali a celle perfettamente chiuse, come il vetro cellulare, l'assorbimento è vicino allo zero e per questo possono essere utilizzati anche in immersione di acqua, è il caso, per esempio, dell'applicazione su tetto rovescio oppure controterra.
Ogni materiale ha, dunque, delle proprietà specifiche che lo fanno preferire rispetto ad altri in relazione alle possibilità di impiego e di applicazione (tabella 1).
Da segnalare, dal punto di vista produttivo, la grande sfida sulla ricerca di isolanti termici con elevate prestazioni coibenti, caratterizzati da spessori sempre più ridotti. La sperimentazione più recente nel campo dei pacchetti tecnologici vede l'applicazione di materiali isolanti multistrato di spessore estremamente contenuto che sfruttano, per esempio, lo sfasamento termico e la termoriflettenza (Figura 1 e Figura 2). Fra i materiali più innovativi attualmente in produzione, seppur ancora poco diffusi, si collocano i materiali a cambiamento di fase, quelli trasparenti, come l'aerogel, i pannelli sottovuoto, che permettono di ottenere, in spessori molto contenuti, elevati valori di coibenza nelle soluzioni di involucro.
Si sottolinea che questi isolanti di nuova generazione non sono paragonabili ai materiali isolanti tradizionali, perché di fatto sono dei veri e propri sistemi tecnologici costituiti dall'accoppiamento di più componenti; pur tuttavia meritano tutta l'attenzione perché aprono la strada a sperimentazioni interessanti.
