Benvenuti su questo blog! Oggi con questo post vogliamo esplorare un materiale rivoluzionario che sta cambiando il modo in cui isoliamo termicamente gli edifici: l'aerogel.
Quando pensiamo agli edifici, spesso immaginiamo splendide facciate, interni moderni e spazi ben progettati. Tuttavia, dietro quella superficie esteticamente piacevole, si nasconde una sfida importante: l'isolamento termico. Un argomento che, a pensare alle torride estati di questi anni, è sempre più d'attualità .
L'isolamento termico è essenziale per garantire che gli edifici siano confortevoli, energeticamente efficienti e sostenibili. Ridurre al minimo le dispersioni di calore durante i mesi più freddi e trattenere il fresco durante quelli più caldi è fondamentale per creare ambienti abitativi piacevoli e ridurre i consumi energetici. L'obiettivo cioè di un buon isolamento termico del nostro involucro edilizio è quello di impedire la dispersione del calore una volta immesso nei nostri ambienti interni dagli impianti. Per rendere l'idea del danno di un cattivo isolamento basti pensare alla situazione in cui si tentasse di raffrescare (o riscaldare in inverno, è la stessa cosa) un ambiente tenendo tutte le finestre aperte. Sarebbe uno spreco inutile che non porterebbe per altro a nessun miglioramento sensibile. Ecco perché è necessario che l'involucro sia ben isolato: per non disperdere il patrimonio energetico che immettiamo nel nostro ambiente coi vari impianti.
Cos’è l’aerogel
L'aerogel è un materiale unico e innovativo, che sta guadagnando sempre più popolarità nell'ambito dell'architettura. Conosciuto come "il solido più leggero del mondo", l'aerogel ha una struttura porosa estremamente leggera e solida allo stesso tempo. È composto principalmente da silice, ma può essere anche realizzato utilizzando altri materiali come il carbonio o il poliuretano.
Ciò che rende l'aerogel così straordinario è la sua struttura interna. Le sue particelle solide sono sospese in un reticolo tridimensionale, creando un'enorme quantità di piccoli pori. Questa struttura porosa conferisce all'aerogel proprietà termiche eccezionali. L'aerogel è estremamente leggero, altamente isolante e ha una bassa conducibilità termica. In pratica, questo significa che può trattenere il calore in inverno e mantenere il fresco in estate.
pannello per cappotto Aeropan®
Un altro vantaggio dell'aerogel è la sua versatilità . Può essere utilizzato in diverse applicazioni architettoniche, come pareti esterne e interne, coperture, finestre e persino pavimenti. Soprattutto, nel caso del tema attualissimo del c.d. "cappotto esterno", i pannelli derivati dall'aerogel consentono alte performance anche con spessori davvero ridottissimi: basta un pannello di 10 mm per ottenere risultati di isolamento il più delle volte sufficienti. Laddove molto spesso vengono posati pannelli anche dieci volte più spessi, con l'ovvia conseguenza di ingombri complessi.
Con l'aerogel dunque, gli architetti hanno a disposizione un materiale flessibile e altamente efficiente per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici.
Nel corso di questo blog, esploreremo le numerose applicazioni dell'aerogel nell'architettura e i suoi vantaggi nel campo dell'isolamento termico. Analizzeremo anche alcune sfide e considerazioni nell'utilizzo di questo materiale promettente. Infine, esamineremo alcuni casi studio di edifici che hanno adottato l'aerogel come soluzione di isolamento termico.
L'aerogel, conosciuto anche come "fumo solido" o "fumo di ghiaccio", è un materiale straordinario che sembra provenire da un altro pianeta. La sua natura unica e affascinante lo rende uno dei materiali più promettenti nel campo dell'architettura, in particolare per quanto riguarda l'isolamento termico degli edifici.
Ma cos'è esattamente l'aerogel? Immaginate un materiale così leggero da sembrare quasi etereo, ma allo stesso tempo così solido da poter sopportare notevoli carichi. Due qualità che non vanno mai d'accordo. Ebbene, giusto per rendere l'idea con un'immagine un po' rozza: questo è l'aerogel. È un solido poroso, composto principalmente da gel e aria. La sua struttura interna è composta da una rete tridimensionale di particelle solide sospese in un gas. È proprio questa struttura che conferisce all'aerogel le sue proprietà straordinarie.
Cenni storici
L'aerogel è stato scoperto per la prima volta nel 1931 dallo scienziato Samuel Stephens Kistler, come conseguenza di una scommessa col suo collega Charles Learned su chi fosse in grado di sostituire il gel con del gas senza provocare restringimenti.
da Wikipedia, via Nasa Stardust website
Dal punto di vista chimico, l'aerogel è principalmente costituito da silice, un materiale comune presente nella sabbia. Tuttavia, il processo di produzione dell'aerogel comporta la rimozione del liquido dal gel di silice, lasciando solo la struttura solida porosa. Ciò significa che l'aerogel è composto per la maggior parte da aria, rendendolo incredibilmente leggero. In effetti, l'aerogel è il materiale solido più leggero al mondo.
Ma non lasciatevi ingannare dalla sua leggerezza. L'aerogel è anche notevolmente resistente e flessibile. Può essere comprimibile e ripristinare la sua forma originale, rendendolo adatto a diverse applicazioni nell'architettura. Inoltre, l'aerogel ha una bassa conducibilità termica, il che significa che è un isolante termico eccellente. Addirittura, nelle sue applicazioni in commercio, arriva ad avere una conducibilità termica pari a 0,0045 W/mK. Questa caratteristica lo rende ideale per migliorare l'efficienza energetica degli edifici.
Le proprietà termiche dell'aerogel derivano dalla sua struttura porosa. I piccoli pori presenti all'interno dell'aerogel impediscono il trasferimento di calore per conduzione. Ciò significa che l'aerogel può trattenere il calore all'interno di un edificio durante l'inverno e isolare termicamente gli ambienti in modo efficace. Allo stesso tempo, l'aerogel può anche trattenere il fresco all'interno degli edifici durante i mesi estivi, aiutando a ridurre la dipendenza dai sistemi di raffreddamento.
Un altro aspetto affascinante dell'aerogel è la sua elevata trasparenza alla luce visibile. Sebbene sia un materiale solido, l'aerogel può essere prodotto in forme trasparenti o semitrasparenti, aprendo la strada a nuove possibilità di design architettonico. Questo permette di sfruttare luce naturale all'interno degli edifici, riducendo il consumo di energia per l'illuminazione.
Vantaggi dell'aerogel nell'isolamento termico degli edifici
Quando si tratta di isolare termicamente gli edifici, l'aerogel si distingue come un materiale straordinario che offre una serie di vantaggi unici. Con le sue proprietà termiche eccezionali e la sua versatilità , l'aerogel sta cambiando il modo in cui progettiamo e costruiamo gli edifici per rendere gli ambienti abitativi più efficienti e confortevoli. Vediamo alcuni dei vantaggi principali dell'aerogel nell'isolamento termico degli edifici.
Elevata efficienza energetica e riduzione dei consumi: L'aerogel ha una bassa conducibilità termica, il che significa che è un eccellente isolante. Trattiene il calore all'interno degli edifici durante l'inverno e mantiene gli ambienti freschi durante l'estate. Questa capacità di ridurre le dispersioni termiche consente di diminuire il consumo energetico per il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici, portando a significativi risparmi energetici a lungo termine.
Minimizzazione delle dispersioni termiche: Grazie alla sua struttura porosa, l'aerogel può ridurre al minimo le dispersioni di calore attraverso le pareti, i tetti e le finestre degli edifici. Ciò contribuisce a creare un ambiente interno più stabile termicamente, riducendo gli sbalzi di temperatura e garantendo un comfort abitativo ottimale.
Riduzione dei costi di riscaldamento e raffreddamento: Con un'efficienza energetica superiore, l'aerogel permette di ridurre i costi di riscaldamento e raffreddamento degli edifici. La riduzione dei consumi energetici si traduce in bollette energetiche più basse, liberando risorse finanziarie per altri scopi e riducendo l'impatto ambientale legato alla produzione di energia.
Maggiore comfort abitativo: L'aerogel contribuisce a creare un ambiente interno più confortevole negli edifici. Trattenendo il calore durante l'inverno e isolando dal calore esterno durante l'estate, l'aerogel aiuta a mantenere una temperatura interna costante e piacevole. Ciò significa che gli occupanti dell'edificio possono godere di un comfort termico ottimale tutto l'anno, senza la necessità di dipendere eccessivamente dai sistemi di riscaldamento e raffreddamento.
Versatilità nelle applicazioni architettoniche: L'aerogel può essere utilizzato in una vasta gamma di applicazioni architettoniche. Può essere integrato nelle pareti esterne e interne degli edifici, nelle coperture, nelle finestre e persino nei pavimenti. La sua flessibilità consente agli architetti di sfruttare al massimo le sue proprietà isolanti in diversi contesti, contribuendo a migliorare l'efficienza energetica dell'intero edificio.
Applicazioni dell'aerogel nell'architettura
L'aerogel, con le sue proprietà termiche straordinarie, ha aperto nuove possibilità nell'ambito dell'architettura. La sua versatilità e l'efficienza energetica che offre lo rendono un materiale molto desiderabile per diverse applicazioni nell'isolamento termico degli edifici. Esaminiamo alcune delle principali applicazioni dell'aerogel nell'architettura e come contribuiscono a migliorare le prestazioni energetiche degli edifici.
Pareti esterne e interne: L'aerogel può essere utilizzato nelle pareti esterne e interne degli edifici per migliorare l'isolamento termico. Sia che si tratti di nuove costruzioni o di ristrutturazioni, l'inclusione di pannelli di aerogel all'interno delle pareti può ridurre significativamente le dispersioni di calore, contribuendo a mantenere una temperatura interna confortevole e riducendo la dipendenza dai sistemi di riscaldamento e raffreddamento.
Coperture: L'aerogel può essere utilizzato anche nelle coperture degli edifici, come i tetti. L'inserimento di strati di aerogel tra le diverse componenti del tetto può fornire un'ulteriore barriera termica, riducendo le perdite di calore attraverso il tetto e mantenendo una temperatura interna stabile.
Finestre e vetri isolanti: Le finestre rappresentano un punto critico in termini di dispersione di calore. L'aerogel può essere incorporato nei vetri delle finestre o utilizzato come rivestimento per migliorare la capacità isolante delle finestre. Ciò riduce le perdite di calore attraverso le finestre, consentendo un controllo migliore della temperatura interna dell'edificio.
Pavimenti e fondazioni: L'aerogel può essere utilizzato anche nei pavimenti e nelle fondazioni degli edifici. L'inclusione di strati di aerogel nel pavimento può ridurre le perdite di calore verso il basso, impedendo che il calore venga disperso nel terreno. Questo può aiutare a mantenere una temperatura interna costante e ridurre la necessità di riscaldare ulteriormente gli ambienti.
Oltre a queste applicazioni principali, l'aerogel può essere sfruttato in modi innovativi nell'architettura. Ad esempio, può essere utilizzato come materiale per la costruzione di pareti trasparenti o semitrasparenti, consentendo la diffusione della luce naturale all'interno degli edifici e riducendo la necessità di illuminazione artificiale durante il giorno.
L'utilizzo dell'aerogel nell'architettura non solo migliora l'isolamento termico degli edifici, ma ha anche un impatto significativo sulla sostenibilità e sull'efficienza energetica. Riducendo i consumi energetici per il riscaldamento e il raffreddamento, l'aerogel contribuisce alla riduzione dell'impatto ambientale e all'ottimizzazione delle risorse energetiche.
È importante notare che, nonostante i numerosi vantaggi, ci possono essere alcune sfide nell'utilizzo dell'aerogel, come il costo e la disponibilità sul mercato, la resistenza nel tempo e le considerazioni riguardanti l'installazione e la manutenzione. Tuttavia, gli sviluppi tecnologici e la crescente consapevolezza sull'importanza dell'efficienza energetica stanno contribuendo a superare queste sfide e a rendere l'aerogel sempre più accessibile e utilizzato nell'architettura moderna.
Sfide e considerazioni nell'utilizzo dell'aerogel
Nonostante i numerosi vantaggi dell'aerogel nell'isolamento termico degli edifici, ci sono alcune sfide e considerazioni importanti da tenere in considerazione quando si utilizza questo materiale innovativo. Esaminiamo alcune delle principali sfide associate all'utilizzo dell'aerogel e le considerazioni da affrontare.
Costo e disponibilità : Attualmente, l'aerogel può essere più costoso rispetto ad altri materiali isolanti tradizionali. La sua produzione richiede processi complessi e costosi, rendendo l'aerogel ancora relativamente costoso sul mercato. Inoltre, la disponibilità dell'aerogel potrebbe essere limitata in determinate regioni o mercati. Tuttavia, con il progresso della tecnologia e l'aumento della domanda, si prevede che il costo dell'aerogel possa diminuire nel tempo.
Resistenza e durata nel tempo: L'aerogel è un materiale delicato e fragile. La sua struttura porosa può essere soggetta a danni fisici o compressione. Pertanto, è fondamentale considerare la resistenza e la durata dell'aerogel nelle applicazioni architettoniche. Sono necessarie prove e test adeguati per garantire che l'aerogel sia in grado di resistere alle condizioni ambientali e di mantenere le sue prestazioni isolanti nel corso del tempo.
Installazione e manutenzione: L'installazione dell'aerogel richiede una certa competenza e attenzione. È importante seguire le linee guida del produttore per garantire un'installazione corretta e massimizzare l'efficacia isolante dell'aerogel. Inoltre, la manutenzione dell'aerogel può richiedere cure speciali per preservare le sue proprietà isolanti nel tempo. È importante comprendere le raccomandazioni di manutenzione e adottare le misure necessarie per prolungare la vita utile dell'aerogel.
Compatibilità con altri materiali: Prima di utilizzare l'aerogel, è importante considerare la sua compatibilità con gli altri materiali e componenti dell'edificio. Alcuni materiali potrebbero non essere compatibili con l'aerogel o potrebbero richiedere adattamenti specifici. È fondamentale condurre analisi e consulenze tecniche per garantire che l'aerogel possa essere integrato senza problemi nella struttura dell'edificio.
Consapevolezza e formazione: L'aerogel è ancora relativamente nuovo nell'industria dell'architettura e potrebbe richiedere una maggiore consapevolezza e formazione per gli architetti, gli ingegneri e gli operatori del settore. La comprensione delle proprietà , delle applicazioni e delle considerazioni dell'aerogel è fondamentale per sfruttare al meglio le sue potenzialità e garantire una corretta implementazione nei progetti edilizi.
Nonostante queste sfide, l'aerogel continua a guadagnare popolarità e a essere oggetto di ricerca e sviluppo. Le aziende e i ricercatori stanno lavorando per superare queste sfide e migliorare le prestazioni e la disponibilità dell'aerogel. Con un impegno costante nella ricerca e nell'innovazione, si prevede che le sfide attuali possano essere affrontate in modo efficace, consentendo all'aerogel di diventare una soluzione sempre più accessibile ed efficiente per l'isolamento termico degli edifici.
Vediamo insieme un interessante prodotto che è sul mercato.
Conclusioni
L'aerogel si è dimostrato un materiale promettente e innovativo per l'isolamento termico degli edifici. Le sue proprietà termiche eccezionali, la leggerezza e la versatilità lo rendono un elemento chiave nella creazione di ambienti abitativi più efficienti dal punto di vista energetico e confortevoli. Durante il corso di questo blog, abbiamo esplorato le caratteristiche distintive dell'aerogel, i suoi vantaggi nell'architettura e le sue applicazioni pratiche.
L'aerogel offre una serie di vantaggi significativi nell'isolamento termico degli edifici. La sua elevata efficienza energetica riduce i consumi energetici e i costi di riscaldamento e raffreddamento, contribuendo alla sostenibilità e all'ottimizzazione delle risorse. La capacità dell'aerogel di ridurre le dispersioni termiche migliora il comfort abitativo, creando ambienti interni stabili e piacevoli. Inoltre, la versatilità dell'aerogel consente la sua integrazione in diverse parti dell'edificio, come pareti, tetti, finestre e pavimenti, ampliando le possibilità di miglioramento dell'efficienza energetica.
Tuttavia, ci sono anche sfide da affrontare nell'utilizzo dell'aerogel. Il costo e la disponibilità dell'aerogel sul mercato possono rappresentare ostacoli iniziali, ma con lo sviluppo tecnologico e l'aumento della domanda, ci si aspetta una maggiore accessibilità e un abbassamento dei costi nel tempo. La resistenza e la durata nel tempo dell'aerogel richiedono ulteriori studi e prove per garantire prestazioni ottimali a lungo termine. L'installazione e la manutenzione corrette sono fondamentali per massimizzare l'efficacia isolante dell'aerogel. Inoltre, è importante promuovere la consapevolezza e la formazione sull'aerogel per favorire una maggiore adozione e una corretta implementazione nell'architettura.
Nonostante queste sfide, l'aerogel rappresenta un passo avanti significativo verso edifici più sostenibili ed efficienti dal punto di vista energetico. I casi studio che abbiamo esaminato dimostrano l'efficacia dell'aerogel nell'isolamento termico degli edifici e i benefici che può apportare in termini di efficienza energetica, comfort abitativo e risparmio economico.
Guardando al futuro, è fondamentale continuare la ricerca e lo sviluppo nell'ambito dell'aerogel, affrontando le sfide esistenti e scoprendo nuovi modi per migliorarne le prestazioni e la disponibilità . Con un impegno costante verso la sostenibilità e l'efficienza energetica, l'aerogel potrebbe diventare uno standard nell'architettura, trasformando gli edifici in ambienti abitativi più ecologici, confortevoli e rispettosi dell'ambiente.
L'aerogel dunque rappresenta una pietra miliare nell'isolamento termico degli edifici, offrendo un'enorme potenziale per la creazione di ambienti abitativi più efficienti ed ecologicamente sostenibili. Con il suo impatto positivo sul consumo energetico, i costi operativi e il comfort degli occupanti.
Ci sono insomma tutte le premesse per rivoluzionare l'ambito dell'isolamento degli edifici. Un tema che sta diventando sempre più presente nel dibattito pubblico, in un periodo di global warming e crisi energetiche.
Credits
Aeropan®
