Quando il mattone diventa isolante

I mattoni sono figli del calore. Ralf Müller è in piedi sul forno lungo diverse decine di metri nella fabbrica di laterizi della ditta Kubrix a Schlatt (TG) e indica i suoi piedi. «Sotto di noi la temperatura è di 1000 gradi», afferma il Vice direttore commerciale dell’azienda produttrice di mattoni attiva in tutta la Svizzera. Al momento, un pallet con un comune tipo di mattoni modulari si sposta attraverso il forno.

Qui però Kubrix produce anche mattoni per facciate di nuova concezione. Ad esempio, un grande blocco di pietra ma dalla struttura delicata, che Ralf Müller mostra nel magazzino davanti all’edificio della fabbrica di laterizi: le staffe tra le numerose e strette camere cave sono più sottili e seguono uno schema sofisticato. «Questo aumenta l’isolamento termico», spiega Müller. Infatti, il calore o il freddo si propagano solo lentamente attraverso la pietra grazie ai collegamenti ramificati.

Questi mattoni termoisolanti possono essere utilizzati da soli, come muratura monostrato, oppure in combinazione con un secondo guscio in mattoni. In collaborazione con altri partner, la Scuola universitaria professionale di Lucerna (HSLU) e Kubrix hanno messo a punto un sistema per facciate di questo tipo, che ha già trovato impiego nei primi progetti di costruzione. Si chiama KISmur e Ralf Müller ne mostra il funzionamento su una facciata sperimentale nell’area della fabbrica di laterizi: la parte interna della muratura si compone di mattoni tradizionali e rappresenta lo strato portante dell’edificio. Lo strato isolante esterno è costituito dal morbido mattone termoisolante, mentre la finitura è realizzata con un intonaco minerale esterno.

«Il mattone termoisolante sostituisce l’isolamento sintetico, oggi utilizzato in circa l’80 per cento delle facciate degli edifici», afferma Müller. Secondo lui, gli isolamenti termici sintetici presentano numerosi svantaggi. La loro durata di vita è relativamente breve, circa 30 anni. Sono difficilmente riutilizzabili, anche perché spesso contengono pesticidi e sostanze ignifughe.

Nel sistema KISmur, invece, sia il mattone interno sia il mattone termoisolante esterno si compongono esclusivamente di sostanze minerali, principalmente argilla. Per alleggerirne la struttura, nel mattone isolante sono miscelate parti di segatura e un sottoprodotto della produzione della carta. «È ignifugo e resistente», sostiene Müller. Il processo di combustione richiede un elevato dispendio energetico. Invece di una durata di vita di 30 anni, il mattone isolante raggiunge i 90 anni o più, proprio come la muratura portante, il che, secondo i calcoli del produttore e della Scuola universitaria professionale di Lucerna, migliora il bilancio di sostenibilità.

Il sistema per facciate in mattoni non solo isola, ma presenta anche un’elevata capacità termica. «Questo contribuisce a mantenere un clima interno stabile, sia in inverno che in estate», afferma Marvin King, Professore e Responsabile del gruppo di ricerca presso l’Istituto per la tecnica degli edifici e l’energia della HSLU. Ha partecipato allo sviluppo di KISmur.

Questo vantaggio è sottolineato anche da Lukas Grossert, Membro di direzione dello studio di architettura Dahinden Heim Partner Architekten AG di Winterthur. «KISmur è un’alternativa interessante alle facciate intonacate per edifici di alta qualità». Le proprietà dei materiali regolano il bilancio igrometrico in modo naturale e garantiscono un clima interno piacevole.

Grossert utilizza KISmur preferibilmente in piccole case plurifamiliari e, piuttosto, in un segmento di prezzo più elevato. In fase di realizzazione, infatti, il nuovo sistema è leggermente più costoso rispetto a un edificio con isolamento sintetico. Tuttavia, secondo i calcoli della HSLU, i costi del ciclo di vita sono notevolmente inferiori grazie al rinnovo molto più tardivo delle facciate e degli intonaci.

Ancora di nicchia

Eppure il nuovo sistema non si è ancora affermato su larga scala. Secondo Kubrix, diversi studi di architettura stanno attualmente lavorando con il sistema, ma molti potenziali utenti non lo conoscono ancora. Secondo Marvin King, uno dei motivi potrebbe essere la dimensione della struttura in due parti, muratura e facciata. «In una casa unifamiliare, KISmur può sembrare in parte sovradimensionato e creare barriere psicologiche».

Attualmente Marvin King sta lavorando a un progetto di ricerca Innosuisse per l’ulteriore sviluppo del sistema di isolamento termico per il risanamento degli edifici. «Per l’isolamento esterno abbiamo ora sviluppato un mattone isolante esterno leggermente più sottile, dello spessore di 30 centimetri». Questo soddisfa meglio i requisiti degli edifici esistenti, tanto più che così si possono continuare a rispettare anche i requisiti energetici. Secondo King simulazioni e prove sperimentali dimostrano che la pietra, in combinazione con un intonaco minerale idoneo, presenta buone proprietà fisico-costruttive anche nei risanamenti.

Negli ultimi anni le facciate hanno conosciuto una notevole evoluzione, afferma Marco Röthlisberger, Responsabile tecnologia dell’associazione professionale Involucro edilizio Svizzera. Le norme energetiche più severe avrebbero dato vita a strutture delle facciate molto più spesse. «Di conseguenza, è stato necessario adattare e sviluppare ulteriormente anche le strutture sottostanti», dice. Per ragioni storiche, Involucro edilizio Svizzera si concentra sulle facciate ventilate sospese. In questo caso, il rivestimento esterno delle facciate è separato dalla struttura portante e dall’isolamento da uno spazio d’aria, a differenza dei sistemi monolitici come KISmur, in cui l’isolamento e il rivestimento sono fissati direttamente alla parete portante. «Esistono sistemi molto robusti e durevoli che richiedono poca manutenzione e possono essere smontati e riciclati per tipo di materiale». Inoltre, secondo Röthlisberger, gli elementi di ventilazione posteriore sono ideali per il montaggio di moduli solari. «In futuro, i moduli solari sulle facciate aumenteranno notevolmente: i moduli colorati con un rendimento sempre migliore ne aumenteranno ulteriormente l’accettazione».

Altri sistemi innovativi per facciate

• All’ETH di Zurigo si trova un laboratorio unico al mondo, con un sole artificiale, dove è possibile testare facciate innovative in condizioni realistiche: si può simulare con precisione la posizione del sole, l’irraggiamento, la temperatura e l’umidità. I ricercatori stanno sviluppando nuove soluzioni, come facciate semitrasparenti in polimeri stampati in 3D, che schermano o lasciano passare la luce solare, a seconda dell’angolo di incidenza.

• Un altro approccio è rappresentato dagli elementi per facciate solari 3D dell’azienda Energy Independence AG. In inverno lasciano entrare la luce e riscaldano la parete retrostante, mentre in estate le lamelle in calcestruzzo stampate in 3D forniscono ombra e raffrescano lo spazio abitabile.

• La Scuola universitaria professionale di Lucerna (HSLU) ha sviluppato insieme alla ditta Keller Unternehmungen AG degli accessori modulari per utensili che consentono di personalizzare la superficie dei mattoni pur mantenendo una produzione in serie. Con il nome «kelesto Signa» sono disponibili mattoni corrispondenti con strutture in rilievo.