Calcolatore di isolamento termico: spessori, quantità e costi
Lo strumento dimensiona l'isolamento di solai di sottotetto, pareti perimetrali, coperture inclinate e solai su vespaio: superficie netta al netto dell'orditura, spessore necessario per raggiungere la resistenza termica obiettivo, numero di pacchi di pannelli o di sacchi di materiale insufflato, e stima dei costi fra posa in autonomia e impresa.
Nota sulla taratura. Il calcolatore lavora con il sistema statunitense: resistenza termica espressa in R-value imperiale (ft²·°F·h/BTU), spessori in pollici, zone climatiche IECC da 1 a 8 e valori prescrittivi della Tabella N1102.1.3 dell'IECC 2021. In Italia il parametro cogente è la trasmittanza termica U in W/m²K dell'intera struttura, fissata dal D.M. 26 giugno 2015 per zona climatica. I due sistemi si convertono, ma non chiedono la stessa cosa: vedi più avanti.
Superficie netta e incidenza dell'orditura
| Applicazione | Interasse tipico | Incidenza dell'orditura | Superficie utile |
|---|---|---|---|
| Solaio di sottotetto praticabile | Travetti a vista | 0%, posa continua | 100% del lordo |
| Parete a telaio leggero 2×4 | 40 cm | circa 10% | circa 90% |
| Parete a telaio leggero 2×6 | 40 o 60 cm | 7 – 10% | 90 – 93% |
| Falda fra i puntoni | 40 o 60 cm | 7 – 10% | 90 – 93% |
| Solaio su vespaio o cantina | 40 cm | circa 10% | circa 90% |
| Cappotto continuo esterno | Continuo | 0% | 100% del lordo |
superficie lorda = lunghezza x larghezza
superficie utile = superficie lorda x (1 - incidenza orditura)
superficie d'acquisto = superficie utile x (1 + sfrido)
spessore necessario = (resistenza obiettivo - resistenza esistente) / resistenza per unita di spessore
Per un solaio di sottotetto libero basta il 5% di sfrido; su parete, fra spallette di finestre, scatole elettriche e passaggi impiantistici, serve l'8 – 10%.
Confronto fra materiali isolanti
| Materiale | R per pollice | Conduttività lambda | Impieghi | Comportamento all'umidità |
|---|---|---|---|---|
| Lana di vetro in rotoli e pannelli | 3,1 – 3,4 | 0,042 – 0,046 W/mK | Pareti a telaio, sottotetti | Permeabile all'aria, richiede freno vapore |
| Lana di roccia | 3,8 – 4,2 | 0,034 – 0,038 W/mK | Pareti, tramezzi, cappotti | Idrorepellente, incombustibile |
| Cellulosa insufflata | 3,6 – 3,8 | 0,038 – 0,040 W/mK | Solai di sottotetto, cavità chiuse | Trattata al borato, igroscopica |
| Fibra di vetro insufflata | 2,5 – 2,8 | 0,052 – 0,058 W/mK | Solai di sottotetto | Incombustibile, assestamento minimo |
| Schiuma poliuretanica a celle aperte | 3,7 – 3,8 | 0,039 – 0,040 W/mK | Falde, intercapedini | Tenuta all'aria, permeabile al vapore |
| Schiuma poliuretanica a celle chiuse | 6,5 – 7,0 | 0,021 – 0,022 W/mK | Cantine, vespai, strutture metalliche | Freno vapore intrinseco |
| Polistirene estruso XPS | 5,0 | circa 0,029 W/mK | Fondazioni, sottofondi, zoccolature | Resistente all'acqua e alla compressione |
| Poliisocianurato PIR | 6,0 – 6,5 | 0,022 – 0,024 W/mK | Coperture piane, cappotti sottili | Rivestito in alluminio, barriera al vapore |
Per convertire: R imperiale × 0,1761 = R metrico in m²K/W. Quindi R-13 vale 2,29 m²K/W, R-21 vale 3,70, R-38 vale 6,69, R-49 vale 8,63 e R-60 vale 10,57 m²K/W.
Valori di riferimento IECC 2021
| Zona IECC | Città di riferimento | Solaio sottotetto | Parete 2×4 | Parete 2×6 |
|---|---|---|---|---|
| 2, caldo | Houston, Orlando | R-38 (6,69) | R-13 (2,29) | R-20 (3,52) |
| 3, temperato caldo | Atlanta, Dallas | R-38 (6,69) | R-15 (2,64) | R-20 (3,52) |
| 4, misto | Seattle, Washington | R-49 (8,63) | R-15 + R-5 continuo | R-21 (3,70) |
| 5, fresco | Chicago, Boston | R-49 (8,63) | R-15 + R-5 continuo | R-21 (3,70) |
| 6, freddo | Minneapolis | R-60 (10,57) | R-15 + R-5 continuo | R-21 + R-5 continuo |
| 7 – 8, molto freddo | Duluth, Fairbanks | R-60 (10,57) | R-15 + R-5 continuo | R-21 + R-5 continuo |
L'Italia si colloca in gran parte fra le zone IECC 3 e 5: le coste meridionali e la Sicilia stanno in zona 2 – 3, la pianura padana in zona 4 – 5, l'arco alpino in zona 6 – 7.
Perché in Italia il conto si imposta al contrario
Gli Stati Uniti prescrivono la R dello strato isolante; l'Italia prescrive la U dell'intera struttura, comprensiva di intonaci, muratura, isolante e ponti termici corretti secondo UNI EN ISO 14683 e 10211. Valori massimi di trasmittanza da D.M. 26 giugno 2015 per gli interventi di riqualificazione:
| Zona climatica (D.P.R. 412/1993) | Gradi giorno | U parete | U copertura |
|---|---|---|---|
| A e B | fino a 900 | 0,40 W/m²K | 0,32 W/m²K |
| C | 900 – 1.400 | 0,36 W/m²K | 0,32 W/m²K |
| D | 1.400 – 2.100 | 0,32 W/m²K | 0,26 W/m²K |
| E | 2.100 – 3.000 | 0,28 W/m²K | 0,24 W/m²K |
| F | oltre 3.000 | 0,26 W/m²K | 0,22 W/m²K |
Una parete in zona E con U di 0,28 W/m²K corrisponde a una resistenza complessiva di circa 3,6 m²K/W, cioè un R-20 imperiale di struttura intera: numericamente vicinissimo al R-15 più R-5 continuo chiesto dall'IECC in zona 5. La convergenza è casuale, ma utile per orientarsi.
Due requisiti italiani che il calcolatore ignora del tutto: la verifica termoigrometrica secondo UNI EN ISO 13788, che esclude la condensa interstiziale, e le prestazioni estive, con massa superficiale superiore a 230 kg/m² oppure trasmittanza termica periodica entro 0,10 W/m²K. Nel clima italiano lo sfasamento dell'onda termica conta quanto la resistenza invernale, e un cappotto in polistirene molto leggero può soddisfare la U e restare inadeguato d'estate.
Confezioni e quantità
Pannelli e rotoli. La resa per pacco cala al crescere dello spessore: R-13 e R-15 coprono circa 3,7 m², R-21 circa 3,5 m², R-30 circa 2,8 m², R-38 circa 2,2 m², R-49 circa 1,7 m².
Materiale insufflato. Un sacco di cellulosa da 11,3 kg copre circa 1,76 m² a R-38; un sacco di fibra di vetro da 13,6 kg copre circa 3,3 m² alla stessa resistenza. Vale sempre il diagramma di resa stampato sul sacco, che tiene conto dello spessore assestato.
Schiuma spruzzata. L'unità è il board foot: 1 piede quadrato per 1 pollice di spessore, cioè 2,36 litri. Un locale interrato di 55,7 m² (600 pi²) trattato con 5 cm di schiuma a celle chiuse richiede 1.200 board feet netti, circa 2,8 m³ di schiuma in opera.
| Materiale | Costo materiale | Costo posato da impresa |
|---|---|---|
| Lana di vetro in pannelli | 4,3 – 9,7 $/m² | 12,9 – 23,7 $/m² |
| Lana di roccia in pannelli | 9,1 – 17,2 $/m² | 19,4 – 34,4 $/m² |
| Cellulosa insufflata | 18 – 28 $/sacco | 11,8 – 21,5 $/m² |
| Schiuma a celle aperte | 0,45 – 0,75 $/bd ft | 1,20 – 1,80 $/bd ft |
| Schiuma a celle chiuse | 1,00 – 1,60 $/bd ft | 2,00 – 3,50 $/bd ft |
| Pannelli rigidi XPS o PIR | 8,6 – 19,4 $/m² | 19,4 – 37,7 $/m² |
Controllo del vapore
Le classi statunitensi si traducono in valori di resistenza al passaggio del vapore Sd, lo spessore d'aria equivalente usato in Italia:
- Classe I, sotto 0,1 perm: Sd oltre 35 m. Barriera al vapore vera e propria, polietilene o fogli alluminio.
- Classe II, da 0,1 a 1,0 perm: Sd fra 3,5 e 35 m. Freni vapore, comprese le membrane igrovariabili.
- Classe III, da 1 a 10 perm: Sd fra 0,35 e 3,5 m. Pitture e intonaci su lastra di gesso.
Nei climi con stagione di riscaldamento dominante il freno vapore va sul lato caldo, cioè verso l'interno. Nei climi caldo-umidi la spinta è invertita e una barriera impermeabile all'interno intrappola l'umidità. La regola che vale sempre: mai due strati impermeabili sui due lati della stessa stratigrafia, perché qualunque umidità entri non ha più modo di asciugare.
Domande frequenti
Quanti sacchi di isolante insufflato servono per un sottotetto?
Si moltiplica la superficie per la resistenza obiettivo e si divide per la resa del sacco. Per 93 m² (1.000 pi²) a R-38 con cellulosa da 720 R·pi² per sacco servono circa 53 sacchi netti, che diventano 57 con l'8% di margine. La resa reale dipende dal prodotto e dalla taratura della macchina insufflatrice.
Si può posare isolante nuovo sopra quello esistente?
Sì, se quello esistente è asciutto, non ammuffito e non danneggiato da roditori. La condizione è usare pannelli senza rivestimento: un secondo freno vapore fra i due strati crea un piano di condensa proprio dove non si può ispezionare. Va anche verificato che la resistenza complessiva non richieda un ricalcolo della verifica di condensa.
Comprimere un pannello riduce la prestazione?
Sì, e in modo sensibile. Forzare un pannello da 14 cm in un'intercapedine di 9 cm schiaccia le celle d'aria che generano la resistenza: si perde una quota rilevante del valore dichiarato e si guadagna soltanto un pannello mal posato. Meglio scegliere lo spessore giusto o accettare una resistenza inferiore progettata.
Che resistenza serve per un garage o un capannone?
Per un garage riscaldato i riferimenti statunitensi indicano R-13 – R-15 nelle pareti a telaio leggero e R-38 – R-49 in copertura. Sui capannoni metallici si usano 5 cm di schiuma a celle chiuse, circa R-13, principalmente per evitare la condensa sull'intradosso della lamiera. In Italia, se il locale è climatizzato in modo continuativo, valgono comunque le trasmittanze del D.M. 26 giugno 2015.