Confronto XPS - EPS

Confronto XPS - EPS

Il polistirene estruso spugnoso (XPS) e il polistirene spugnoso (EPS) rappresentano, dal punto di vista del processo produttivo e soprattutto delle performance del prodotto, due gruppi diversi di materiali rigidi utilizzati per l’isolamento termico. I pannelli spugnosi dei due tipi indicati hanno caratteristiche tecniche diverse.
Il polistirene estruso XPS ha le seguenti caratteristiche essenziali: bassissimo assorbimento d'acqua, alta resistenza a compressione, valore minore della conducibilità termica, ecc. Ma analizziamoli passo dopo passo per comprenderne meglio le sue performance.

1. Resistenza termica (R) e conducibilità termica (λ)
La resistenza termica (R) e la conducibilità termica (λ) sono stabilite prendendo in considerazione il processo d’invecchiamento, e per questo sono effettuati almeno dieci test. L'operazione d’invecchiamento viene eseguita con l'ausilio di gas di espansione con conducibilità termica inferiore a quella dell'aria e che rimangono all'interno del materiale spugnoso XPS, per diversi periodi di tempo, a seconda dello spessore del pannello di polistirene estruso testato. Pertanto, per i semilavorati XPS viene simulato un invecchiamento di 25 anni. Per stabilire i valori dichiarati, il produttore eseguirà misurazioni dirette, interne ed esterne. Il valore corrispondente all'invecchiamento è simboleggiato da λmedia,a, che rappresenta la conducibilità termica media dei valori della schiuma di polistirene estruso dopo l'invecchiamento.
Le norme che regolano il modo in cui sono definite la resistenza termica (R) e la conducibilità termica (λ) sono la SR EN 13164, e le procedure applicate ai pannelli di polistirene estruso e le misure effettuate sono conformi alla SR EN 12667 per spessori ridotti dei pannelli, e alla SR EN 12939 per i semilavorati spessi.
Questi valori saranno dichiarati dai fabbricanti di polistirene e si troveranno nelle brochure tecniche, sui loro siti web, ma anche sulla confezione del prodotto. Il fabbricante va specificare nella marcatura CE il valore (λ) della conducibilità termica calcolata secondo il metodo di cui alla SR EN 13164. La conducibilità termica per i panelli XPS è compresa nel gruppo di valori 0,030, 0,040 e 0,045 W/mK.
I valori λ del GIAS Grafit XPS sono λ ≥ 0.030.

2. Assorbimento d’acqua
Se l’acqua entra nella struttura del materiale utilizzato per l’isolamento termico, ciò porta sia al deterioramento del materiale stesso che alla diminuzione della capacità d’isolamento termico. L'acqua ha la proprietà di condurre il calore 25 volte meglio dell’aria. Grazie alla sua struttura cellulare il materiale spugnoso di polistirene estruso, è resistente all'acqua e all'umidità, costituendo così una soluzione per l'isolamento sicuro e duraturo degli edifici. La capacità di isolamento termico non è influenzata dall'acqua, il materiale fornisce un isolamento adeguato per tutta la vita dell’edificio.
Grazie a questa caratteristica dei pannelli di XPS, essi rappresentano un importante vantaggio in certe utilizzazioni dettagliate. Ad esempio, nel caso di coperture a terrazza, per il sistema tetto rovescio, i rispettivi pannelli, per la loro capacità di isolamento dall'acqua, costituiscono una soluzione di lunga durata. Inoltre nel caso del rivestimento esterno delle pareti degli edifici, poiché il polistirene estruso XPS non assorbe acqua anche se è permanentemente soggetto alle intemperie ed è resistente ai cicli gelo-disgelo, esso mantiene la sua resistenza per tutta la vita dell'edificio, e l'isolamento termico non si deteriora nel tempo.

3. Permeabilità al vapore d’acqua (µ) – la cosiddetta capacità di respirare
La resistenza alla diffusione del vapore d’acqua, il parametro µ, definisce la resistenza al passaggio del vapore d’acqua in relazione alla resistenza al passaggio dell'aria ed è determinata dalla quantità di vapore d’acqua che attraversa l'unità di superficie nell'unità di tempo, in determinate condizioni di temperatura e umidità per un certo spessore standard del materiale testato.
La diffusione che avviene a livello delle pareti degli edifici, in termini popolari, la capacità delle pareti di respirare, è definita dal parametro µ per ogni materiale da costruzione. Pertanto, ogni materiale ha un certo coefficiente per la diffusione del vapore d’acqua.
I materiali a base di polistirene estruso, per la loro elevata resistenza alla diffusione del vapore d’acqua, hanno un valore del parametro µ che è ottimo per i diversi usi.
Di seguito, vengono presentati, a confronto, valori del parametro µ:

µaria = 1
µlana minerale = 1
µEPS = 50-70
µXPS = 50-250
µMembrana bituminosa = 20.000 – 50.000
µFoglio di alluminio = 1.000.000

Che cosa rappresenta il parametro Sd?
Sd = µ x d
Rappresenta la lunghezza della strada che deve percorrere il vapore d’acqua. Il parametro Sd è direttamente proporzionale alla resistenza alla diffusione del vapore d’acqua (µ) e allo spessore utilizzato di materiale (d).
Sd = spessore equivalente di uno strato d’aria
Riportiamo di seguito, a titolo di esempio, le distanze che deve percorrere il vapore d’acqua nel caso dei vari materiali da costruzione:

Secondo la norma DIN 4108, il limite per l’incapacità di respirare del muro è Sd = 1500

4. Resistenza alle sostanze chimiche e ai solventi
Durante il funzionamento, è necessario tenere conto della resistenza dei materiali di isolamento termico a varie sostanze chimiche poiché questi materiali vengono a contatto con: adesivi, vernici, solventi, separatori, prodotti a base di bitume, calcestruzzo ecc. I pannelli di XPS sono resistenti alle azioni dei componenti dei vari materiali da costruzioni, come: la calce, il cemento, il gesso, il bitume, il siero fisiologico, l’acido diluito ecc. Però non sono resistenti a: sostanze combustibili e a base di bitume, vernici o diluenti a base di solventi.

5. Comportamento in caso di incendio
Come tutti gli altri materiali organici, anche lo XPS può bruciare. Se non vengono utilizzate sostanze ritardanti la fiamma, lo XPS, se testato come prodotto autonomo, rientra nella Classe E secondo le normative di classificazione antincendio. Poiché il prodotto XPS non viene mai utilizzato tale quale, cioè non viene esposto direttamente alla fiamma, ma viene a sua volta ricoperto da intonaco o altri prodotti, la sua prova al fuoco può essere eseguita in abbinamento al materiale di rivestimento.
La reazione di un materiale all’incendio è determinata dalla combustibilità del materiale (che sia o meno un materiale combustibile), dal grado di persistenza delle fiamme e dal fatto che il materiale diffonda o meno gocce incandescenti. La resistenza al fuoco rappresenta il periodo di tempo in cui il materiale può mantenere stabile la sua struttura antincendio. La resistenza al fuoco è influenzata dai seguenti parametri:
- la percentuale di additivi destinati a ritardare le fiamme
- l’infiammabilità del gas di espansione
- la prova testata (lo spessore)
- la densità del prodotto

I pannelli d’isolamento termico GIAS Grafit XPS rientrano nella classe E antincendio, ciò che significa che, qualora il polistirene estruso XPS fosse a contatto con la fonte del fuoco, esso continua a bruciare. Se la fonte del fuoco è allontanata, il fuoco si spegnerà.

6. Caratteristiche meccaniche
Un'altra caratteristica superiore del materiale spugnoso di tipo polistirene estruso XPS è il fatto che presenta un’alta resistenza meccanica a carichi sia di breve che di lunga durata. Un materiale termoisolante che ha un'elevata resistenza a compressione ridurrà molto poco il suo spessore in caso di un carico e quindi non modificherà il calcolo relativo all'isolamento termico, il materiale conservando le sue caratteristiche e i valori relativi alla capacità di isolamento. La resistenza termica è direttamente proporzionale allo spessore R = d / λ.
Il polistirene estruso è tra i materiali spugnosi con la più alta resistenza a compressione. Come misura di sicurezza, possono essere presi in considerazione carichi corrispondenti a una deformazione di base del 10% del materiale.
Esiste un legame proporzionale diretto tra la densità del materiale XPS e una delle sue caratteristiche molto importanti, ovvero la resistenza a compressione/allungamento. Tanto che aumenta la densità, aumenterà anche la resistenza del materiale a compressione/allungamento. Il polistirene GIAS Grafit XPS ha una densità minima di 32 kg/mc, del 20% circa in più rispetto a qualsiasi altro prodotto simile.

Il legame tra densità e resistenza a compressione

Il legame tra densità e resistenza ad allungamento.

Il metodo di prova e calcolo è disciplinato dalla SR EN 1606. Secondo SR EN 1606, un allungamento massimo del 2% è accettato.

7. Stabilità dimensionale
I materiali di isolamento termico, per loro natura, saranno soggetti a forti variazioni di temperatura. Ci saranno grandi differenze di temperatura tra i due lati dei pannelli di polistirene; inoltre i pannelli saranno soggetti a rapidi sbalzi di temperatura dovuti ai cicli giorno - notte. Da questo punto di vista, la stabilità dimensionale è la caratteristica più importante che influenza il comportamento appropriato durante il funzionamento dei materiali di isolamento termico. Si presume che il materiale spugnoso tipo polistirene estruso XPS abbia una struttura cellulare e un ordine tridimensionale equilibrato, uniforme e a tenuta stagna.