I 2009 blev tagkonstruktionens tilstand undersøgt nærmere. Stillestående vand i konstruktionen gjorde en komplet renovering af tagkonstruktionen nødvendig, herunder udskiftning af den gamle XPS-isolering og vandtætning. Under nedrivningen blev der også fjernet materialer indeholdende skadelige stoffer. Ved valg af nyt isoleringsmateriale var der behov for en holdbar og sikker løsning med gode isoleringsegenskaber. Målet var at opnå bedre termisk beskyttelse og uigennemtrængelighed og samtidig bevare bygningens fremtoning.

Til slut faldt valget på FOAMGLAS® celleglasisolering. Med FOAMGLAS® blev der bygget et holdbart og lækagesikkert kompakttag med et overfladeareal på ca. 4.250 m². Der blev lagt isoleringslag på hele overfladen i form af varm bitumen. Oven på dette blev der lagt to lag bituminøs vandtætning af høj kvalitet. For ikke at forringe tagkantens udseende blev der installeret FOAMGLAS®-plader med en tykkelse på kun 6 cm. På trods af den lave materialetykkelse kunne minimumsvarmeisoleringen således opnås. Over vandtætningen lagde håndværkerne en belægning i form af et lag granitgrus.

For yderligere at forbedre den termiske isoleringen og forhindre kondens i bygningen blev der også anvendt isolering på indersiden. Her blev mellemrummene i kassetteloftet foret med 12 cm tyk isolering, og flankerne blev isoleret til en tykkelse på 4 cm. Fastgørelsen blev ikke udført mekanisk, men med lim. Der blev monteret stålmåtter på undersiden. 

Det udendørs område – en terrasse til besøgende på det nye nationalgalleri – blev også grundigt renoveret. I dette område blev der anvendt yderligere 6.000 m² FOAMGLAS®-plader til et kompakttag.