BIOEDILIZIA E DESIGN ECOLOGICO

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1 BIOEDILIZIA E DESIGN ECOLOGICO La bioarchitettura è un nuovo modo di porsi nei confronti della progettazione e della realizzazione di un edificio, nuovo nella misura in cui si concentra sui problemi legati alla salute dell'uomo e del pianeta: il bioarchitetto progetta per l'uomo e nel pianeta, cioè in vista di un abitare efficiente nel rispetto delle esigenze territoriali e più in generale ecologiche. La bioarchitettura intende sfruttare programmaticamente le risorse che il territorio offre, come la luce, le brezze, la presenza di acque, nel rispetto di esse e con l'intento di tendere ad un risparmio assoluto dal momento della progettazione e al reperimento dei materiali, fino al mantenimento dell'edificio e al suo fine vita. La maggiore consapevolezza della rilevante incidenza sulla salute dell inquinamento e il forte degrado ambientale derivato dall uso di materiali non rinnovabili e sostanze tossiche, impone oggi di realizzare tutto questo con una coscienza ed una attenzione fortemente indirizzata anche al soddisfacimento delle esigenze sia ambientali che di benessere psicofisico di chi vivrà questi spazi. La progettazione e la realizzazione degli edifici così come degli arredi deve quindi seguire i due principi fondamentali dell ecologia e della biologia dell abitare. L ecologia dell abitare che definiamo ecocompatibile si attua fondamentalmente attraverso la sostenibilità ed il rispetto per l ambiente, ovvero ponendo la massima attenzione all uso razionale delle risorse naturali ed evitando il possibile degrado ambientale derivato da uno sfruttamento incontrollato di materie prime non rinnovabili. Determinanti sono anche le valutazioni sullo spreco dei materiali, sulla quantità di energia utilizzata, sulla tossicità e quantità di rifiuti prodotti e sulla possibilità di riciclaggio di ogni componente utilizzato. La rilevazione di questi dati costituisce la base dell approccio metodologico nell Analisi del Ciclo di Vita o LCA (Life Cycle Assessment), che tende a definire parametri di valutazione dei prodotti secondo la complessità degli effetti ambientali ed energetici durante la loro produzione, utilizzo e smaltimento. Una più snella valutazione ambientale dei prodotti può oggi essere espressa dalla certificazione offerta dai vari marchi di qualità ecologica che lentamente stanno assumendo una maggiore credibilità a livello europeo. La consapevolezza del valore per l Ambiente di questo bilancio globale indirizza necessariamente la progettazione verso una scelta di materiali e prodotti più ponderata e ragionevolmente accettabile per l intera comunità. La biologia dell abitare comporta un fondamentale rispetto per la salute ed il benessere globale della persona, dato che l arredamento di uno spazio determina una costante interazione con i suoi fruitori sia a livello fisico che psichico. Ovviamente la prima regola che si osserva è relativa alla qualità dei materiali utilizzati, che devono sia essere esenti da sostanze tossiche o nocive sia consentire all ambiente interno di mantenere la sua salubrità a livello di microclima, di antistaticità, di comfort. Diverse sono le componenti che condizionano il rapporto psichico tra gli abitanti e l ambiente di vita all interno degli edifici. Fondamentali sono le forme degli spazi, il loro uso e la fruibilità degli ambienti, la cui disposizione deve soddisfare le aspettative personali e le esigenze di funzionalità espresse dal committente. All interno degli edifici si vive costantemente il limite spaziale imposto all essere umano dalla struttura dell edificio, che definisce in maniera più o meno piacevole e plasma con il suo orientamento, le sue geometrie e volumi lo spazio interno. Esiste anche una forte interazione tra la tipologia e la qualità degli impianti e dei materiali di struttura con alcuni fondamentali parametri che definiscono il microclima ed il comfort del nostro habitat indoor (temperatura, umidità, campi elettromagnetici, rumore). L edilizia bioecologica o bioedilizia si pone come fondamentale ed auspicabile premessa per la realizzazione di un modo di arredare e vivere i propri spazi quotidiani con coerente consapevolezza ambientale, che supera quindi il limite ristretto delle pure superfici interne.

2 Un design ecologico per l abitare non può quindi disinteressarsi degli aspetti che definiscono l edificio nel suo insieme, poiché anche in questo caso esiste interazione globale e reciprocità di effetti. Ad esempio, la scadente qualità di murature, intonaci ed isolanti in un edificio tradizionale può generare umidità e condensa sulle pareti di una stanza, con formazione di muffe e colonie fungine dannose per la salute. Sarebbe allora impensabile realizzarvi l arredamento ecologico per una stanza da letto se prima non si potesse intervenire con soluzioni adeguate a risolvere il problema di base con tecniche e materiali idonei. L esperienza personale del progettista nel settore gioca sempre un ruolo molto importante nel guidare le scelte e gli interventi possibili in un campo dove l interdisciplinarietà è d obbligo. E fondamentale cioè non ridurre il progetto dell edificio e dell arredo ad un semplice utilizzo di materiali per così dire "sani", ma fare tesoro di tutto quello che ci suggeriscono l insieme degli aspetti tecnici, psicologici e culturali legati all idea dell abitare bioecologico. Queste considerazioni danno per scontato l acquisizione da parte del progettista di tutta una seri e di conoscenze tecniche sulla struttura e la tipologia di materiali e prodotti, che richiede un costante aggiornamento ed una verifica di adeguatezza ai criteri fondamentali di ecologia e biologia per una progettazione consapevole. La sintesi e la originale applicazione di tutte queste conoscenze in pratica costituisce invece l aspetto della creatività, che è invece frutto della cultura, della sensibilità e dell esperienza personale del designer

3 Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (Metodo LCA) L attività edilizia è uno dei settori a più alto impatto ambientale che si applica attraverso l inarrestabile consumo del territorio, l alto consumo energetico e le emissioni in atmosfera ad esso connesse. Il corretto utilizzo delle risorse del nostro pianeta è un tema sempre più di attualità. Questo perchè per produrre l energia necessaria alla nostra vita ed al nostro benessere, utilizziamo risorse naturali che si esauriranno in un prossimo futuro e ciò ci spinge ad uso razionale e ad un consumo senza sprechi. L Italia, che comprende l % degli abitanti del pianeta, consuma il % dell energia mondiale ed è un paese caratterizzato da una bassa intensità energetica, la minore fra i grandi paesi industrializzati. Il fabbisogno totale annuale di energia è oggi di circa Mtep ed aumenta di circa l per cento all anno. Questa considerazione non deve indurre un atteggiamento di trascuratezza nei confronti dei problemi energetici in quanto l Italia importa l % dell energia che consuma ed è contemporaneamente un paese ambientalmente fragile. Un altro dato da prendere in considerazione è quello fornito dall ENEA al Congresso ICMQ (SAIE Bo 00) sulla certificazione energetica degli edifici, emerge nettamente che fra i tre settori principali dell economia (industria, trasporti, residenziale-terziario) il settore più impattante in termini di consumi energetici è quello residenziale con il %, valore in crescita secondo i dati riportati dal libro Bianco ( ENEA ) Infatti secondo quando attestato dal documento, i consumi del 00 che riguardano nel complesso la costruzione e la ristrutturazione degli edifici, in termini di energia primaria è pari a circa Mtep (milioni di tonnellate equivalenti di petrolio) che è salito dal % al % del fabbisogno nazionale, con un tasso dell % annuo di aumento. Per meglio comprendere il consumo di energia nel settore edile bisogna tenere presente che la costruzione di una abitazione costa Mtep di energia; la stessa energia viene consumata mediamente in anni per il solo riscaldamento, ed in considerando tutti i consumi della gestione. In una scala di priorità, intervenire sui consumi di gestione è molto più importante che intervenire sui processi produttivi, anche se l intensità energetica specifica della produzione di materiali per le costruzioni è elevata. I consumi energetici non sono l unica causa di insostenibilità, anche il consumo dell ambiente va annoverato nella categoria degli insostenibili; è per questo che si pone all attenzione uno studio parallelo, come è stato affrontato in questa tesi, che analizzi in contemporanea gli effetti sull ambiente (metodo LCA) a parità di prestazione del materiale e di efficienza energetica. La standardizzazione di questi metodi per la valutazione dell LCA (Life Cicle Assessment) è stata compiuta da SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry, []) e da ISO (International Standard Organisation): quest ultima ha definito ed emanato una norma che offre riferimenti per la corretta applicazione dell analisi del ciclo di vita (norma europea UNI EN ISO 00, approvata dal CEN, Comitato Europeo di Normazione, il giugno ). La definizione proposta dalla SETAC per l LCA è la seguente: L LCA è un processo che permette di valutare gli impatti ambientali associati ad un prodotto, processo o attività, attraverso l identificazione e la quantificazione dei consumi di materia, energia ed emissioni nell ambiente e l identificazione e la valutazione delle opportunità per diminuire questi impatti. L analisi riguarda l intero ciclo di vita del prodotto ( dalla culla alla tomba ): dall estrazione e trattamento delle materie prime, alla produzione, trasporto e distribuzione del prodotto, al suo uso, riuso e manutenzione, fino al riciclo e alla collocazione finale del prodotto dopo l uso.

4 Da questa definizione risulta evidente come il concetto di valutazione che sta alla base del metodo sia strettamente connesso con quello di confronto, perciò, come suggerisce l'agenzia Federale per l'ambiente della Germania, l LCA dovrebbe essere inteso correttamente come una comparazione il più possibile completa tra due o più prodotti, gruppi di prodotti, sistemi, metodi o approcci alternativi, diretta a rivelare i punti deboli, a migliorare le qualità ambientali, a promuovere prodotti e processi ecologici, a comparare approcci alternativi e dare fondamento alle azioni suggerite. L'affermarsi dell LCA è, quindi, in qualche modo, l'effetto simultaneo di tre eventi: della crescente consapevolezza che i problemi ambientali non possono più essere affrontati per singoli comparti (aria, acqua, suolo) ma richiedono una valutazione e intervento globale; della nuova attenzione alle politiche di prodotto come componente importante delle politiche ambientali; della presenza di un'opinione pubblica che richiede informazioni ambientali e di consumatori che scelgono le merci e i servizi che vengono loro offerti in base a criteri di qualità ambientale. Il metodo offre numerose possibilità di utilizzo, tra le quali: La valutazione dell impatto ambientale di prodotti differenti aventi la stessa funzione. L identificazione dei momenti più significativi dal punto di vista dell impatto ambientale all interno del ciclo produttivo o del ciclo di vita del prodotto. Si indicano in questo modo i principali percorsi verso possibili miglioramenti dei cicli produttivi e dei prodotti già esistenti intervenendo ad esempio sulla scelta dei materiali, delle tecnologie e degli imballaggi. Il sostegno alla progettazione di nuovi prodotti. La segnalazione di direzioni strategiche per lo sviluppo, che consentano risparmi sia per l azienda sia per il consumatore. La dimostrazione di aver ottenuto un ridotto impatto ambientale ai fini dell'attribuzione del marchio ecologico comunitario (Ecolabel). La persecuzione di strategie di marketing in relazione al possesso di Ecolabel. L ottenimento, dove possibile, di un eventuale risparmio energetico. Il sostegno nella scelta degli investimenti dei procedimenti per il disinquinamento. Il supporto nella scelta delle soluzioni più efficaci e idonee per il trattamento dei rifiuti. La base oggettiva di informazioni e di lavoro per l'elaborazione dei regolamenti che riguardano l'ambiente. L LCA non è quindi solo un mezzo per la salvaguardia dell ambiente, esso può infatti diventare un importante strumento per il rafforzamento delle dinamiche competitive e di riduzione e controllo dei costi; può anche essere utilizzato come strumento coadiuvante nella progettazione architettonica, utile per tenere monitorate le scelte progettuali, riflettendole nell intero arco di vita dell edificio in qualità di impatto ambientale. Interagendo con la progettazione eco-compatibile, e l utilzzo di materiali per la bioedilizia è possibile migliorare le prestazioni ambientali di un edificio. Questo studio indica strade percorribili e strumento utilizzabili non solo da parte dei progettisti,ma anche delle Amministrazioni, le quali devono sostenere ed incentivare tutte quelle attività finalizzate al risparmio energetico e ad una migliore qualità ambientaledellecostruzioni

5 SINTESI DEL LAVORO L obiettivo della ricerca, svolta in questo lavoro, è la valutazione dell impatto ambientale e dell efficienza energetica della progettazione di una struttura museale. I risultati di sperimentazione raggiunti sono il frutto della collaborazione della Facoltà di Ingegneria della Università della Calabria, prof. arch. Fabrizio Aggarbati, e il centro ricerche ENEA (Ente per le Nuove tecnologia, l Energia e l Ambiente), Ezio Clementel, Ing. Paolo Neri, Ricercatore Tecnologo Senior della sezione PROT-INN (Progetti Innovativi) dell Ente. La valutazione dell impatto ambientale e dell efficienza energetica, della proposta progettuale, da me realizzata, di un museo ubicato nel Comune di Cosenza, è stata effettuata attraverso l utilizzo dell analisi del ciclo di vita (Life Cycle Assessment). Si è valutato l impatto ambientale ed il costo economico dovuto al ciclo di vita dell edificio quindi alla fase di costruzione, di gestione ed uso, al consumo energetico e a fine vita. Si è voluto poi dimostrare il vantaggio ambientale economico ed energetico dovuto allo stesso progetto, introducendo delle varianti eco-compatibili volte al miglioramento delle prestazioni ambientali e all uso razionale dell energia. Inevitabilmente quando si parla di valutazione di impatto ambientale e di efficienza energetica nel campo architettonico/edilizio è necessario volgere lo sguardo alle tecniche della bioedilizia e della bioclimatica. Tecniche che vengono sempre più spesso utilizzate anche nel nostro paese. È necessario quindi definire il concetto di biodelizia: Progettare, costruire e ristrutturare secondo i criteri della bioedilizia significa utilizzare e gestire le risorse naturali tenendo in considerazione l impatto globale dell edificio, delle sue componenti e dei materiali impiegati. La prima fase del lavoro, dopo avere effettuato la progettazione dell edificio museale, si è svolta con l apprendimento degli strumenti utilizzati per lo svolgimento dello studio, l Analisi del Ciclo di Vita e la valutazione dell efficienza energetica. L analisi LCA è stata condotta utilizzando il codice di calcolo olandese Simar-Pro.0, ed i metodi Eco-indicator (olandese), EPS 000 (svedese) e EDIP (danese). La valutazione del fabbisogno energetico dell edificio è stata effettuata utilizzando il codice di calcolo RECAL dell ENEA appreso al corso di formazione Progettazione del sistema edificio-impianto secondo la legge /. Dai risultati ottenuti,si è evidenziato come l LCA e la successiva fase di Eco-design hanno permesso di individuare e valutare materiali da costruzione eco-compatibili,che in ogni fase del loro ciclo di utilizzo assicurino un basso impatto sul sistema ecologico,hanno permesso di calcolare, interagendo con i dati ottenuti dal programma di calcolo del fabbisogno energetico (RECAL ), l impatto ambientale prodotto dai consumi energetici durante la vita dell edificio e di valutare soluzioni tecnologiche atte alla progettazione di edifici a basso consumo energetico. La prima parte del lavoro tratta la descrizione del progetto, effettuato per la realizzazione dell edificio museale, successivamente oggetto all analisi LCA. Successivamente illustro lo strumento utilizzato per la valutazione dell efficienza energetica degli edifici e facendo particolare riferimento alla Legge n. del 0/0/ (Norme per l'attuazione del Piano Energetico Nazionale in materia di uso razionale dell'energia, di risparmio energetico e sviluppo delle fonti rinnovabili di energia) ed i decreti attuativi ad essa collegati. Dopo una breve panoramica sugli aspetti generali della legge / molto innovativa relativamente ai principi generali per l'epoca della sua emanazione, ma largamente disattesa nella sua applicazione pratica,si illustra il contesto della politica energetica attuale,quindi l impegno dell Italia per il rispetto del protocollo di Kyoto le relative linee guida che propongono di risparmiare energia migliorando l efficienza energetica degli edifici ossia:progettare edifici che a parità di prestazioni abbiano un valore più basso possibile di consumi energetici. L imminente preparazione decreti applicativi dell'articolo, finalizzati alla definizione di limiti prestazionali relativi ai consumi energetici e alle proprietà fisico-tecniche dell'involucro.

6 La definizione di indicatori prestazionali comprensibili con soglie massime raggiungibili, soluzioni costruttive e tecnologiche esemplificative, modalità di calcolo e di verifica dei risultati. Si illustrano poi brevemente alcuni contenuti della nuova Direttiva Europea 00//CE,quindi la certificazione energetica degli edifici e sulla spinta delle tendenze Europee anche in Italia le iniziative livello regionale che sono state avviate per la certificazione Energetica degli edifici e i relativi indicatori energetici. Infine si illustra il programma di calcolo utilizzato per la verifica della legge / e per ottenere dati riguardanti il consumo dell edificio oggetto di studio. La Legge attribuisce all'enea, notevoli compiti di controllo ed indirizzo. Fra le attività dell'enea legate all'attuazione dell'accordo quadro con il Ministero dell'industria, Commercio ed Artigianato, previsto dall art. della Legge, si colloca anche la preparazione e diffusione del software Recal Windows, realizzato dal Settore Promozione degli Usi Efficienti dell Energia e delle Energie Rinnovabili. Nel lavoro viene illustrato il metodo LCA e il codice di calcolo olandese Simar-Pro.0, ed i metodi Eco-indicator (olandese), EPS 000 (svedese) e EDIP (danese). Vengono determinati i fabbisogni energetici, attraverso l applicazione del Recal, della progettazione effettuata con metodologie tradizionali e con metodologie di ecodesign. e descritte le unita tecnologiche dell edificio e gli impianti adottati. Si passa poi all applicazione dei concetti finora enunciati all edificio museale in oggetto. Sono stai definiti gli obiettivi e i confini dello studio per affrontare l LCA. La fase di analisi e valutazione di impatto ambientale è stata preceduta da una fase di data collection presso aziende italiane del settore i dati raccolti sono stati confrontati con quelli riportati dalle banche dati europee specializzate, e sulla base di questi dati sono stati costruiti i modelli dei processi da analizzare. Si è suddivisa la vita dell edificio in due fasi la fase di costruzione e la fase di gestione ed uso, per poi metterle in un confronto finale e capire in che fase un edificio impatta maggiormente sull ambiente. È stato stilato l inventario in base ai dati raccolti, sono definite le schede delle unità tecnologiche per ogni materiale: composizione, quantità, energie utilizzate nella produzione,nel cantiere, nei trasporti e prevedendo per tutti i materiali un fine vita, possibilmente il riciclo. Da questo inventario sono starti creati i processi per ogni singolo materiale, richiamati in ogni singola unità tecnologica, che sono parte poi del processo finale a cui fa capo tutta la fase della costruzione dell edificio. In seguito è stato possibile effettuare l analisi ed ottenere dei risultati relativi agli impatti delle unità tecnologiche. Questa prima analisi è stata effettuata con tutti e tre i metodi illustrati. Successivamente è stata affrontata la fase della gestione ed uso dell edificio utilizzando il metodo Eco-Indicator. In base ai risultati ottenuti, vengono definite le proposte di ecodesign procedendo con i confronti tra alcuni materiali a parità di trasmittanza, nell ottica della determinazione del più efficiente dal punto di vista ecocompatibile. Si interviene sulle unità tecnologiche: coperture e pareti perimetrali. Succesivemente si è valutato a parità di potenza da erogare l impatto ambientale dell energia prodotta da una caldaia a gas e quella prodotta da una pompa di calore. Infine si sono introdotti dei pannelli fotovoltaici. Così facendo sono state definite le scelte delle varianti che andranno a integrare la progettazione eco-efficiente della struttura museale, da analizzare e confrontare di volta in volta, scelta per scelta, con quella tradizionale studiata in precedenza. Infine è stata studiata una nuova tecnologia costruttiva, legno cemento mineralizzato (blocco Isotex) prodotta dall azienda C.&P. Costruzioni, utilizzata per la riprogettazione di una parte della struttura museale e analizzata con il metodo LCA. Si valutano gli aspetti economici a confronto. Per un esatta valutazione della contabilità ambientale, è necessario fare una distinzione tra i costi ambientali privati (valore commerciale) e i costi ambientali sociali o esternalità.

7 Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA) In collaborazione con Prof. Arch. F. Aggarbati Ing. P. Neri Maggio 00, ENEA, Bologna Dott.. In Ingegneria Edile Mariolina Pastore

8 Obiettivo dello studio PROGETTAZIONE DI UNA STRUTTURA MUSEALE ECOCOMPATIBILE Realizzazione del museo attraverso metodologie tradizionali. Progettazione struttura museale;. Valutazione eco-compatibile. confronto Scopo Realizzazione museo attraverso varianti ecocompatibili Valutare il danno ambientale e l efficienza energetica di una struttura museale progettata secondo criteri di ecocompatibilità LCA (LIFE CYCLE ASSESSMENT) 0 0 0

9 progettazione analisi risultati Metodologia di Lavoro tradizionale ecocompatibile sperimentazione blocchi isotex Fabbisogno energetico: Recal Analisi LCA Confronto Fabbisogno energetico: Recal Analisi LCA Analisi LCA Confronto parziale 0 0 0

10 Criteri di Ecocompatibilità Consumo di Risorse Carichi Ambientali Qualità Ambiente Interno Consumo di energia spesa per: estrazione, lavorazione, trasporto delle materie prime e messa in opera. Rifiuti da demolizione separabilità: utilizzare elementi tecnici caratterizzati da un alta percentuale di scarti riciclabili, materiali quindi che non comportino processi ad elevato impatto ambientale, impiegare elementi tecnici facilmente disassemblati e facilmente smaltibili. Comfort Termico Comfort Acustico Qualità dell Aria Fase. Valutazione Ecocompatibile 0 0 0

11 Fase. Progettazione struttura museale Fase. Progettazione struttura museale Il tema centrale che ha guidato ogni scelta architettonica è la realizzazione di una Il piano struttura terra museale è dedicato sostenibile alle sole, che insieme agli altri parametri consideri anche funzioni lo sfruttamento pubbliche non ottimale espositive. delle qualità della luce naturale, protagonista dello spazio museale.

12 Fase. Progettazione struttura museale L impianto interno è organizzato attorno al grande vuoto longitudinale che si trova tra i due corpi, uno spazio a tutta altezza che funge da atrio, navata centrale, disimpegno, punto d incrocio dei tanti percorsi possibili, fulcro dell architettura del museo.

13 LCA (Life Cycle Assessment) SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry,[] e ISO (Internetional Standard Organization) Processo che permette di valutare gli impatti ambientali associati ad un prodotto, processo o attività, attraverso l identificazione e la quantificazione dei consumi di materia, energia ed emissioni nell ambiente e l identificazione e la valutazione delle opportunità per diminuire questi impatti

14 Applicazioni dell analisi di Life Cycle Assessment (LCA) Utilizzo industriale di tipo interno per lo sviluppo e il miglioramento del prodotto Strumento per l ottenimento delle certificazioni ambientali (Ecolabel) Strumento per valutare l inventario delle emissioni così come previsto da dette certificazioni Strumento di confronto tra sistemi alternativi di prodotto e servizio che abbiamo la medesima funzione Strumento per la definizione della legislazione in campo ambientale ale Strumento di informazione per il consumatore riguardo all impatto ambientale del prodotto o servizio 0 0 0

15 La metodologia LCA (UNI EN ISO 00) Procedimento di valutazione dei carichi energetici ed ambientali attraverso identificazione e quantificazione dell energia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati nell ambiente (SETAC,) MATERIALI PROCESSI CLASSIFICAZIONE ) OBIETTIVO UNITÀ À FUNZIONALE FUNZIONE DEL SISTEMA CONFINI ISO 0- ) INVENTARIO ISO 0- EMISSIONI CARATTERIZZAZIONE ENERGIE TRASPORTI NORMALIZZAZIONE ) VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE ISO0- metodo Eco Indicator, metodo EPS 000 e metodo EDIP VALUTAZIONE 0 0 0

16 FASI DI UN LCA Definizione degli obiettivi e dei confini del sistema Goal and scope definition (UNI EN ISO 0) Analisi d inventario Life cycle inventory analysis (UNI EN ISO 0 ) Analisi degli impatti Life cycle impact assessment (UNI EN ISO 0 ) Interpretazione dei risultati Life cycle interpretation and improvement (UNI EN ISO 0 ) 0 0 0

17 Metodi utilizzati per l analisi LCA Eco Indicator EPS 000 EDIP La metodologia degli Ecoindicatori aggrega i risultati dei danni in tre sole categorie di impatto ) Human Health ) Ecosystem Quality ) Resources La metodologia EPS 000 aggrega i risultati dei danni in quattro categorie di impatto ) Human Health ) Ecosystem Production capcity ) Abiotic Stock Resource ) Biodiversity Implementazione SIMAR-Pro La metodologia degli EDIP aggrega i risultati dei danni in due categorie di impatto ) Impatto Ambientale ) Consumo delle risorse 0 0 0

18 Il Metodo Eco-Indicator La metodologia degli Eco-indicatori aggrega i risultati dei danni in tre sole categorie principali valutate in europa Human Health Ecosistem Quality Resources [DALY] Il Il concetto di salute umana comprende l idea che ogni individuo, nel presente e nel futuro sarà esente da malattie, invalidità o morti premature causate dall ambiente circostante. L indicatore di danno (DALY) è definito come il il numero di giorni persi da tutti i cittadini europei. [PDF my] % L indicatore di danno (PDFmyr) esprime la variazione% di specie animali o vegetali esposte ad una concentrazione di emissioni superiore a quella consentita. [MJ Surplus] La categoria reperimento di risorse racchiude il il concetto che tali sostanze siano o meno disponibili anche per le generazioni future. L indicatore del danno (MJ Surplus) è definito come differenza tra l energia necessaria oggi per l estrazione, e quella indispensabile nsabile in futuro

19 La valutazione in Eco-indicator Gli impatti vengono normalizzati e quindi valutati per ricavare un parametro univoco di definizione del danno DALY PDF m Yr MJ Surplus NORMALIZZAZIONE Eco punti (Pt) 0 0 0

20 Le categorie di impatto di EPS 000 Salute Umana Capacità produttive dell ecosistema Disponibilità delle risorse abiotiche Biodiversità L unità di misura sono i (Person Yr) cioè gli anni di vita persi dalla comunità mondiale a causa delle malattie prodotte dalla sostanza considerata L Unità di misura è la quantità in Kg di prodotto la cui produzione viene impedita dalla sostanza considerata e in H+eq L unità di misura è l l ELU, cioè la disponibilità a pagare per la sostiuzione delle risorse abiotiche in esaurimento. L unità di misura è il il NEX (normalized extinction of species) che rappresenta il il rapporto tra il il numero di specie estinte a causa della sostanza considerata e il il numero totale di specie estinte in un anno 0 0 0

21 Person Yr La valutazione in EPS 000 Gli impatti non vengono normalizzati. Sono valutati per ricavare un parametro univoco di definizione del danno Kg, H+ eq ELU = Pt ELU/kg 0 0 0

22 Il metodo EDIP : le categorie d impatto Impatto ambientale Consumo delle risorse Valutazione impatto ambientale Riscaldamento del globo (g CO eq.) Riduzione dello strato di ozono (g CFC eq.) Acidificazione (g SO eq.) Eutrofizzazione (g NO eq.) Smog fotochimico (g ethene eq.) Ecotossicità cronica dell acqua (m ) Ecotossicità acuta dell acqua (m ) Ecotossicità cronica del suolo (m ) Tossicità per l uomo dell aria (m ) Tossicità per l uomo dell acqua (m ) Tossicità per l uomo del suolo (m ) Rifiuti indifferenziati (kg) Rifiuti pericolosi (kg) Rifiuti radioattivi (kg) Ceneri e polveri (kg) tutte le risorse gr di sostanza di riferimento m kg (kg) (kg) Normalizzazione Valutazione Gli impatti vengono valutati per ricavare un valore univoco di danno in particolare facendo riferimento a delle previsioni Eco punti Pt

23 CONSUMO ENERGETICO: Recal L attenzione al problema energetico si concretizza con l emanazione l della legge n n del, che detta prescrizioni in materia di uso razionale dell energia,di energia,di risparmio energetico,di sviluppo delle fonti rinnovabili. La legge impone verifiche al fine della certificazione energetica: Cd<Cdlim (Coefficiente di dispersione volumico dell involucro) ηg> ηg min (valore limite del rendimento globale medio stagionale nel periodo di riscaldamento) F.E.N.< F.E.N. lim (fabbisogno energetico normalizzato) RECAL realizzato dall ENEA 0 0 0

24 Codice di Calcolo Recal Q Calcolo: Energia primaria FEN= Q / ((ti-te) te) x N x V) Cd= P/(V x (ti-te) te) ) ηg= ηp p x ηc c xηd x d x ηe <FEN lim <Cd lim ηg g lim Verifica: 0 0 0

25 Il Caso di studio Museo di arte contemporanea della città di Cosenza Oggetto dello studio Unità funzionale Funzione del sistema Progettazione del museo di arte contemporanea La struttura museale valutata nell arco di vita assunto pari a 00 anni. Conservazione ed esposizione di diverse tipologie di espressioni di arte moderna

26 INVENTARIO: Definizione delle Unità tecnologiche Varianti ai materiali FASI DEL LAVORO SVOLTO LCA Fase di costruzionefine vita dei materiali Analisi LCA totale PROGETTAZIONE TRADIZIONALE Valutazione del danno PROPOSTE DI ECODESIGN LCA Fase di gestione ed uso Progettazione ecocompatibile Analisi LCA totale PROGETTAZIONE ECOCOMPATIBILE INVENTARIO: Opere di manutenzione Consumo di Energia termica Consumo di Energia elettrica Varianti per risparmio energetico 0 0 0

27 Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA) STUDIO DEL SISTEMA: inventario dei materiali Partizioni verticali Partizioni interne orizzontali Chiusura superiore orizzontale FASE DI COSTRUZIONE: materiali impiegati nella costruzione Vetro Strutturale Fondazioni 0 0 0

28 Analisi con EPS 000 Progettazione Tradizionale Solaio Interpiano Pavimentazione Muratura perimetrale Solaio di Copertura Dall analisi dei risultati della valutazione si nota che: Il danno totale da attribuire alla costruzione dell edificio vale.ept dovuto: per il.% a Pavimentazione per il.% a Solaio interpiano per il.% a Muratura perimetrale, per il % a Solaio di copertura

29 Analisi con EDIP Progettazione Tradizionale Pavimentazione Solaio interpiano Solaio di copertura Dall analisi dei risultati della valutazione si nota che: Il danno totale da attribuire alla costruzione dell edificio vale.ept dovuto: per il.% a Solaio di copertura per il.% a Pavimentazione per il.0% a Serramenti esterni per il.0% a Muratura perimetrale. Inoltre si ha un danno evitato dovuto per il.% a Solaio interpiano dovuto al processo di riciclo del ferro 0 0 0

30 Analisi con Eco-Indicator Progettazione Tradizionale Valutazione FASEDI COSTRUZIONE Occupazione del territorio Solaio interpiano Solaio di copertura Dall analisi dei risultati della valutazione si nota che Il danno totale da attribuire alla costruzione dell edificio vale.e Pt dovuto 0.% all occupazione del territorio da parte dell edificio.0% a Solaio interpiano,.% al Solaio di copertura.% a Fondazione 0 0 0

31 Analisi con Eco-Indicator Progettazione Tradizionale Caratterizzazione FASEDI COSTRUZIONE % % % Dall analisi dei risultati della valutazione si nota che Il danno totale per il.% a Ecosystem Quality per il.% a Resources per il.% a Human Health, 0 0 0

32 STUDIO DEL SISTEMA FASE DI GESTIONE ED USO Inventario delle opere di manutenzione Vengono considerate le opere di manutenzione nei 00 anni di vita dell edificio Inventario delle energie primarie Calcolo delle Energie Primarie Energia elettrica Energia termica 0 0 0

33 Analisi con Eco-Indicator Progettazione Tradizionale Valutazione FASEDI GESTIONE ED USO Energia termica caldaia Energia elettrica Dall analisi dei risultati della valutazione si nota che Il danno totale da attribuire alla costruzione dell edificio e al suo uso vale.e Pt dovuto.% Energia termica della caldaia.% a Energia elettrica per l illuminazione Dall analisi dei risultati della caratterizzazione si ha un consumo di risorse del % a Resources 0 0 0

34 ANALISI ENERGETICA In Italia, ogni anno, complessivamente si consumano circa milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (tep), l 0% delle quali importate. Perdita di energia totale all anno imputabile alle case Fonti Eurima L Italia è una macchina che per funzionare consuma circa.00 litri di petrolio al secondo Ciascun italiano, in termini energetici, costa circa litri di petrolio al giorno Il settore edilizio incide per il % sul consumo di energia in fase di costruzione ed uso 0 0 0

35 PROPOSTA DI ECODESIGN : varianti per il risparmio energetico Obiettivo Migliorare l efficienza energetica del sistema edificio-impianto Interventi sull isolamento termico Quantificazione energia dispersa attraverso le strutture opache 0 0 0

36 Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA) Scelta dei materiali eco-compatibili (proposta di Ecodesign) Interventi sull isolamento termico thermobase guaina poliolefinica CONFRONTO A parità di prestazioni termiche fibra di vetro sughero 0 0 0

37 LCA confronti a parità di trasmittanza Sughero Fibra di vetro Danno evitato sughero Conclusioni: In base all analisi effettuata il pannello di sughero sarà perciò utilizzato come isolante unico nella progettazione di ecodesign, che porterà ad un guadagno del danno ambientale ma soprattutto ad un risparmio energetico del.% thermobase Danno evitato

38 Metodo Eco-Indicator - Intonaci L intonaco che produce il danno massimo è l intonaco in argilla per l esterno con un punteggio pari a. Pt, seguito dall intonaco per l esterno con un punteggio pari a 0.Pt, l intonaco interno in calce con 0.0 Pt, l intonaco in argilla per l interno pari a 0.0Pt mentre l intonaco in gesso produce un danno evitato pari a 0.0Pt. Conclusioni: Intonaco in argilla per interni Intonaco in calce per l esterno Intonaco in gesso Scelte effettuate 0 0 0

39 Intonaco in argilla per l interno Laterizi forati cm xx Isolante in sughero Laterizi forati cmxx Intonaco in calce per per esterno 0, W/m K ECO 0. W/m K TRASMITTANZE Intonaco in argilla per interni Solaio laterocementizio Isolante in sughero Guaina poliolefinica 0, W/mK ECO 0. W/m K 0 0 0

40 Progettazione Tradizionale e Progettazione ecocompatibile Ecocompatibile Tradizionale guadagno dell % sulla sola fase di costruzione 0 0 0

41 Scelta Impianti Intervento sull impianto di riscaldamento CONFRONTO TRA Energia primaria richiesta dalla Caldaia Energia primaria richiesta dalla Pompa di Calore Analisi Eco-Indicator PdC % caldaia 0 0 0

42 Scelta tra fonti convenzionali di energia e fotovoltaico Fotovoltaico Energia di rete 0 0 0

43 IPOTESI D INSTALLAZIONE DEL FOTOVOLTAICO Il generatore fotovoltaico alimenta direttamente il carico necessario al funzionamento della pompa di calore L convenienza di questo intervento, considerando che ci si trova in una località soleggiata, risulta discutibile da un punto di vista economico. Tuttavia è da considerare che: IL COSTO DELL ENERGIA ELETTRICA È TENDELZIALMENTE CRESCENTE IL COSTO DEI PANNELLI FV È TENDELZIALMENTE DECRESCENTE L EFFICIENZA DEL SISTEMA FV È CRESCENTE IL DANNO AMBIENTALE È NOTEVOLMENTE RIDOTTO SI SCEGLIE DI ADOTTARE IL F. V

44 Il risparmio energetico dal museo originale al museo ecocompatibile Progettazione tradizionale con caldaia Progettazione ecocompatibile con caldaia Progettazione ecocompatibile con pdc % % % Progettazione ecompatibile con PdC e Fotovoltaico 0 0 0

45 Il risparmio energetico dal museo originale al museo ecocompatibile Varianti Ecocompatibile Tradizionale Ecocompatibile Riduzione dell impatto ambientale % 0 0 0

46 Un caso di Studio tecnologie costruttive in legno cemento Blocchi cassero ISOTEX Produzione Vantaggi Materiale ecocompatibile Struttura antisismiche Risparmio energetico Scarti di abete riciclati Cemento portland Isolamento acustico Inerzia termica Realizzazione Blocco muratura Caratteristiche tecniche Portata ammissibile indicativa(t/m) Coeff. del pas del calore (Wh/mqK) Tempo di raffreddamento (h) Peso parete non intonacata Spessore calcestruzzo Blocco solaio Capacità di accum. del calore( W/hKmq) Isolamento acustico LSM (db) Fabbisogno di calcestruzzo (l/mq) Peso dei blocchi (Kg/mq) Blocco DII / 0 0.

47 Un caso di Studio il blocco Isotex Il blocco oggetto di studio è il blocco cassero di spessore cm con cm di calcestruzzo interno utilizzabile per muratura armata Muratura portante Combustibili fossili Malattie respiratorie (sost. Inorganiche) 0 0 0

48 Un caso di Studio il blocco Isotex Il blocco oggetto di studio è il blocco per la realizzazione del solaio denominato Solaio Sintesi con uno spessore totale di cm Solaio Sintesi Combustibili fossili Malattie respiratorie (sost. Inorganiche) 0 0 0

49 Confronto Progettazione Ecodesign (Isotex) Tradizionale sala congressi Tradizionale Isotex Riduzione dell impatto ambientale % Sala congressi 0 0 0

50 Conclusioni tecnologia Isotex Migliorano le caratteristiche termo-fisiche Rispetto della bioedilizia Realizzazione strutture antisismiche Risparmio energetico e comfort abitativo I vantaggi blocchi cassero ISOTEX Riducono l impatto ambientale rispetto ad una parete tradizionale in calcestruzzo armato. Soddisfano completamente in ogni loro aspetto le leggi / Riducono i tempi di realizzazione della struttura 0 0 0

51 Dal Confronto: Conclusioni Tra la progettazione tradizionale e quella ecocompatibile otteniamo attraverso la valutazione con il metodo LCA, un guadagno sul danno ambientale del % Proposta: inserimento di un nuovo isolante termico, il sughero Tra la progettazione tradizionale e la tecnologia Isotex applicata alla sala congressi, otteniamo attraverso la valutazione con il metodo LCA un guadagno sul danno ambientale del %. Proposta di applicazione della tecnologia Isotex all intero museo I tecnici nella fase di progettazione dovrebbero utilizzare il metodo LCA come metodologia di confronto e di guida nelle scelte progettuali al fine di ottimizzare il consumo di energia e ridurre l impatto ambientale 0 0 0

52 FINE Grazie per la cortese attenzione 0 0 0

53 CONCLUSIONI La metodologia LCA, applicata al settore edilizio, consente al progettista o al costruttore di porre a confronto prodotti diversi per composizione ed origine, e di valutare in fase di progettazione, con monitoraggio continuo, gli effetti delle scelte effettuate in termini di consumi energetici e d impatto ambientale. Al termine dell applicazione della metodologia, si può asserire che l LCA è uno strumento che permette di confrontare materiali, componenti tecnologici e consumi energetici dell edificio, in modo paritario offrendo al progettista o all utente la possibilità di effettuare una scelta consapevole e di fare un eco-bilancio. Questo metodo, riconosciuto e normato a livello internazionale, trasferito e adeguato al settore delle costruzioni, diviene uno strumento di analisi e di guida che consente di ragionare in un ottica di sostenibilità ambientale. Dalla ricerca condotta, emerge come sia effettivamente possibile diminuire l impatto ambientale e risparmiare sul fabbisogno energetico in edilizia, senza apportare significative varianti tecnico-costruttive, rispetto alle costruzioni tradizionali. Dall analisi dell edificio progettato, secondo tecnologie tradizionali, emerge che il danno ambientale attribuibile alle unità tecnologiche fondazioni e solaio, dovuto alle polveri dei cementi (Dust SPM), è irrilevante se confrontato con quelli emessi nella fase d uso e gestione dell edificio dovuti al consumo energetico. Dai risultati della sperimentazione si puo notare che: la progettazione ecocompatibile con caldaia confrontata con quella tradizionale raggiunge un guadagno del %; la progettazione ecocompatibile con pompa di calore confrontata con quella ecocompatibile con caldaia raggiunge un guadagno del,%; la progettazione ecocompatibile con pompa di calore e pannelli fotovoltaici confrontata con quella ecocompatibile con pompa di calore raggiunge una guadagno del,%. L applicazione di una procedura così fatta, step by step, permette di individuare per ogni processo analizzato (progettazione con caldaia, con pompa di calore ecc.) gli aspetti positivi e negativi, determinando così per ultimo quello più vantaggioso in termini di efficienza e danno ambientale. In base a ciò si è individuata, come proposta progettuale per il Museo di Cosenza, secondo i criteri di ecocompatibilità la scelta di progettazione ecocompatibile con pompa di calore e fotovoltaico ottenendo un guadagno del % rispetto all progettazione tradizionale. Infine, è stata applicata per la sala congressi del museo una nuova tecnologia costruttiva (blocco di legno cemento mineralizzato - ISOTEX). L introduzione del blocco ISOTEX permette di raggiungere, attraverso l applicazione della metodologia LCA, un guadagno sul danno ambientale del % rispetto a quello ottenuto realizzando la stessa sala con muratura tradizionale. Visto il notevole guadagno conseguito, si ritiene necessario applicare per l intera struttura museale il blocco ISOTEX. In conclusione, quindi, il metodo dell LCA è un valido strumento per la realizzazione di soluzioni ecocompatibili pertanto si ritiene debba essere applicato dai progettisti in modo tale da accompagnare e coadiuvare tutta la fase progettuale, nel massimo rispetto dell ambiente e della comunità presente e futura. Dott. Ingegneria Edile Mariolina Pastore ml.pastore@tiscalinet.it Tel.