In 2009 werd de structurele toestand van het dak nader onderzocht. Stilstaand water in de constructie maakte een volledige renovatie van de dakconstructie - inclusief de vervanging van de oude XPS-isolatie en de waterdichting - noodzakelijk. Tijdens de ontmanteling werden ook materialen met schadelijke stoffen verwijderd. Bij de keuze van het nieuwe isolatiemateriaal was een duurzame en veilige oplossing met goede isolerende eigenschappen vereist. Het doel was een betere thermische bescherming en waterdichtheid te bereiken, maar het uiterlijk van het gebouw te behouden.

De keuze viel uiteindelijk op FOAMGLAS® isolatie. Ongeveer 4250 m² oppervlakte werd met FOAMGLAS® als duurzaam en waterdicht Compact Dak uitgevoerd. De isolatielaag werd over de hele oppervlakte aangebracht met warme bitumen. Daarboven werd een hoogwaardige, bitumineuze tweelaagse waterdichting aangebracht. Om het visuele uitzicht van de dakrand niet aan te tasten, werden de cellulaire glasplaten in een geringe dikte van 6 cm aangebracht. Ondanks de geringe materiaaldikte kon zo een minimale warmte-isolatie worden bereikt. Boven de waterdichting brachten de vaklui een bedekking aan in de vorm van een granieten grindlaag.

Om de thermische isolatie verder te verbeteren en condensatie in het gebouw te voorkomen, werd ook aan de binnenkant isolatie aangebracht. Hier werden de stroken van het cassetteplafond bekleed met 12 cm dikke isolatie en werden de flanken geïsoleerd tot een dikte van 4 cm. De bevestiging gebeurde niet mechanisch, maar door middel van verlijming. Aan de onderkant werden stalen matten gemonteerd. 

Ook de buitenruimte - het bezoekersterras van de Nieuwe Nationale Galerij - werd grondig gerenoveerd. Hier werd nog eens 6000 m² FOAMGLAS® gebruikt binnen een Compact Dakconstructie.