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UNIVERSITA’ degli STUDI di ROMA “LA SAPIENZA” FACOLTA’ DI ARCHITETTURA “VALLE GIULIA” CORSO di LAUREA in ARCHITETTURA U.E. LCA DEL RECUPERO SOSTENIBILE.

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1 UNIVERSITA’ degli STUDI di ROMA “LA SAPIENZA” FACOLTA’ DI ARCHITETTURA “VALLE GIULIA” CORSO di LAUREA in ARCHITETTURA U.E. LCA DEL RECUPERO SOSTENIBILE DI UN APPARTAMENTO DEL COMPLESSO “CORVIALE” Tesi di Laurea di: Carla D’Andrea e Nicola Monetti Relatore: Prof. Ing. Livio De Santoli Tutor: Ing. Paolo Neri

2 SCOPO DELLO STUDIO: Quantificare il vantaggio ambientale del recupero sostenibile di un appartamento e degli impianti del Complesso “Corviale” Life Cycle Assessment (LCA)

3 “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.” “SETAC” ( Society of Environmental Toxicology and Chemistry, [1993] LCA LIFE CYCLE ASSESSMENT:

4 “ 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 ed alla collocazione finale del prodotto dopo l’uso. ” “SETAC” ( Society of Environmental Toxicology and Chemistry, [1993] ) LCA LIFE CYCLE ASSESSMENT:

5 SCHEMA DELL’LCA (UNI ISO 14040): CLASSIFICAZIONECARATTERIZZAZIONENORMALIZZAZIONE VALUTAZIONE MATERIALI PROCESSI OBIETTIVO UNITA’ FUNZIONALE FUNZIONE DEL SISTEMA CONFINI INVENTARIO ENERGIE EMISSIONI COMPETENZE: INGEGNERIA, FISICA, BIOLOGIA, CHIMICA, MEDICINA, ECONOMIA PROPOSTE PER LA RIDUZIONE DEL DANNO

6 LA CARATTERIZZAZIONE IL METODO ECO-INDICATOR 99: QUALITA’ dell’ECOSISTEMA: (PDF m 2 anno: Potentially Disappeared Fraction) ACIDIFICAZIONE/EUTROFIZZAZIONE ECOTOSSICITA’ USO DEL TERRITORIO IMPOVERIMENTO : delle RISORSE (MJ Surplus) MINERALI COMBUSTIBILI FOSSILI SALUTE UMANA: (DALY: Disability Adjusted Life Years) SOSTANZE CANCEROGENE MALATTIE RESPIRATORIE (SOSTANZE ORGANICHE) MALATTIE RESPIRATORIE (SOSTANZE INORGANICHE) CAMBIAMENTI CLIMATICI IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI OZONO RADIAZIONI IONIZZANTI

7 IL METODO ECO-INDICATOR 99: PROSPETTIVASalute umanaQualità dell’ecosistema Risorse Gerarchica40% 20% Ugualitaria30%50%20% Individualista55%25%20% LE PROSPETTIVE CULTURALI LA PROSPETTIVA INDIVIDUALISTA: non considera l’esaurimento del combustibile fossile come un problema reale poiché non considera importante la prospettiva di lungo periodo, non dà molto peso a problemi futuri; nel caso dei minerali, invece, accetta come reale la costante diminuzione della concentrazione delle risorse. LA PROSPETTIVA UGALITARIA: ritiene che le risorse non possano essere regolate mentre i bisogni sì accetta il concetto della sostituzione delle risorse e ritiene che fonti energetiche alternative debbano sostituire i combustibili fossili LA PROSPETTIVA GERARCHICA: ritiene che i bisogni non possano essere regolati mentre le risorse sì ritiene importante evidenziare le differenze tra le risorse per sviluppare una strategia di regolamentazione delle risorse IL RUOLO DELLE PROSPETTIVE CULTURALI

8 Carcinogenic effects1% Respiratory effects (inorganics)9% Respiratory effects (organics)0% Climate change20% Radiation0% Ozone depletion0% Ecotoxicity8% Acidification/eutrophication4% Land-use38% Minerals1% Fossil19% IL METODO ECO-INDICATOR 99: IL CONTRIBUTO AL DANNO DELLA CATEGORIA DI IMPATTO NELLA PROSPETTIVA UGUALITARIA:

9 fattori di NORMALIZZAZIONE Inverso del danno subito dal cittadino medio europeo in 1 anno fattori DI VALUTAZIONE Importanza relativa delle categorie di danno IL METODO ECO-INDICATOR 99: LA NORMALIZZAZIONE LA VALUTAZIONE

10 CRITERI PER LA COSTRUZIONE DELL’LCA: Corviale 80 rec. LCA Impianti nei successivi 80 anni con recupero Corviale80 rec.impianti LCA Consumi nei successivi 80 anni con recupero Corviale80 rec.consumi LCA Materiali nei successivi 80 anni con recupero Corviale80 rec.materiali LCA Impianti nei successivi 80 anni senza recupero Corviale80 impianti LCA Consumi nei successivi 80 anni senza recupero Corviale80 consumi LCA Materiali nei successivi 80 anni senza recupero Corviale80 materiali Corviale 80 LCA degli Impianti nei primi 20 anni Corviale20impianti RECUPERO Corviale 20 LCA dei Materiali nei primi 20 anni Corviale20materiali LCA dei Consumi nei primi 20 anni Corviale20consumi + + == Corviale 100 Corviale 100 rec.

11 OBIETTIVO DELLO STUDIO: Obiettivo dello studio è la valutazione ambientale ed economica del ciclo di vita di un appartamento del complesso Corviale e degli impianti a suo servizio. LE FUNZIONI DEL SISTEMA: La funzione dei nuovi materiali è quella di raggiungere condizioni di comfort all’interno dell’appartamento. La funzione degli impianti è quella di assicurare il fabbisogno di energia termica, elettrica e di acqua all’appartamento. UNITÀ FUNZIONALE: L’unità funzionale è l’appartamento int. 638 scala A (tipologia 5Ad ) della trancia C del lotto 2, con un volume lordo di 212,910 mc, servito da una superficie radiante di 16,620 mq, considerando gli impianti a suo servizio. CONFINI DELLO STUDIO: I confini del ciclo di vita vanno dall’estrazione delle materie prime al fine vita dei materiali al momento della demolizione. Nell’analisi vengono considerati anche i consumi degli automezzi e delle macchine necessari per la costruzione dell’edificio. METODO PER LA VALUTAZIONE: Il metodo usato per la valutazione è l’Eco- indicator99 E/E modificato per tenere conto dell’uso dell’acqua e del costo economico. Il codice utilizzato è SimaPro5.0.

12 CORVIALE 20 MATERIALI Human Health DALY Ecosystem Quality 2.06E3 PDF*m2y Resources 1.01E4 MJ Surplus

13 CORVIALE 20 MATERIALI Danno totale: 1,15E3 Pt 52,75% Human Health 29,27% Resources 17,55% Ecosystem Quality

14 CORVIALE 20 IMPIANTI LA CARATTERIZZAZIONE Human Health DALY Ecosystem Quality 588 PDF*m2y Resources 2,82E3 MJ Surplus

15 CORVIALE 20 IMPIANTI LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY Danno totale: 284 Pt 46,5% Human Health 33,33% Resources 20,17% Ecosystem Quality

16 CORVIALE 20 CONSUMI LA CARATTERIZZAZIONE Human Health DALY Ecosystem Quality 5,56E3 PDF*m2y Resources 1,44E5 MJ Surplus

17 CORVIALE 20 CONSUMI LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY Danno totale: 7,59E3 Pt 29,19% Human Health 63,67% Resources 7,144% Ecosystem Quality

18 CORVIALE 20 CONSUMI LA VALUTAZIONE PER SINGLE SCORE Il danno totale è dovuto: pp er il 40.48% ai consumi di energia elettrica per uso domestico  p er il 22.77% al consumo di gasolio per il riscaldamento nei primi 10 anni di uso er il 19.17% al consumo di gas metano per il riscaldamento nei successivi 10 anni e alla produzione di acqua calda sanitaria

19 CORVIALE 20 LA CARATTERIZZAZIONE Human Health 0,152 DALY Ecosystem Quality 8,21E3 PDF*m2y Resources 1,57E5 MJ Surplus

20 CORVIALE 20 LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY Danno totale: 9,02E3 Pt 84,16% CONSUMI 12,69% MATERIALI 3,15% IMPIANTI

21 CORVIALE 20 LA VALUTAZIONE PER DAMAGE CATEGORY Danno totale: 9,02E3 Pt 32,73% Human Healt 8,87% Ecosystem Quality 58,4% Resources

22 CORVIALE 100 LA CARATTERIZZAZIONE Human Health 0,47 DALY Ecosystem Quality 2,53E4 PDF*m2y Resources 7,14E5 MJ Surplus

23 CORVIALE 100 LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY Danno totale: 9,02E3 Pt 21,29% CONSUMI nei primi 20 anni 72,8% CONSUMI nei successivi 80 anni 3,21% MATERIALI  94,09%

24 PROGETTO DI MODIFICA DEL COMPLESSO “CORVIALE” Sull’impianto di riscaldamento e produzione dell’acqua calda sanitaria: Sostituzione dei corpi scaldanti con il pavimento radiante Installazione di collettori solari piani Sull’isolamento termico: Isolamento delle pareti: All’esterno aggiunta di una parete a cappotto All’esterno aggiunta di una parete ventilata sulle pareti di testata All’interno aggiunta di uno strato di intonaco isolante sulle pareti della loggia Isolamento della copertura Aperture Sostituzione delle lastre di vetro singolo con doppi vetri basso-emissivi mm Per i consumi di acqua potabile: elementi per la riduzione dei consumi: Riduttori di flusso Sanitari a doppia mandata elementi per il riciclo delle acque piovane.

25 SCHEMA IMPIANTO COLLETTORI SOLARI

26 SCHEMA ISOLAMENTO PARETE Velocità della messa a regime moderata Risposta inerziale moderata Elevato isolamento Elevata capacità termica Messa a regime lenta Debole escursione termica nel funzionamento con attenuazione notturna Risposta inerziale massima Massimo risparmio nel caso di utilizzo continuo con attenuazione Rapidità di messa a regime Rapidità di raffreddamento ambientale Rapidità di messa a regime Risposta inerziale Massimo risparmio in caso di utilizzo non continuativo Basso isolamento Capacità termica media Risparmio nel caso di utilizzo continuo con debole attenuazione SCHEMAINVERNOESTATECONFRONTO

27 CONFRONTO LCA ISOLANTI SUGHERO PORTOGHESE SUGHERO ITALIANO EPS EPS RICICLATO PER L’80% Human Health: il cappotto con sughero italiano (0, DALY) ha un vantaggio del % rispetto al cappotto con sughero portoghese e del 55.44% rispetto al cappotto con EPS. Ecosystem Quality: il cappotto con sughero italiano presenta il minor danno con un vantaggio del % sul cappotto con sughero portoghese a causa dei trasporti (Truck 16 ETH) che producono l’emissione di NOx e NOx (as NO2) e di Zn in aria e con un vantaggio del 51.74% sul cappotto con l’EPS a causa della produzione di PS (EPS) B 250. Resources: il cappotto con sughero italiano presenta il minor danno con un vantaggio del % sul cappotto con sughero portoghese dovuti al minor consumo di natural gas, di crude oil (ETH) e di crude oil (IDEMAT) per la riduzione dei trasporti.

28 SCHEMA DI RECUPERO ACQUE PIOVANE

29 CONFRONTO CORVIALE 80 - CORVIALE 80 REC. LA CARATTERIZZAZIONE Human Health 0,322 DALY 0,243 DALY Ecosystem Quality 7,96E4 PDF*m2y 1,38E4 PDF*m2y Resources 5,57E5 MJ Surplus 3,11E5 MJ Surplus Costi 3,32E6€ 2,6E6€

30 CONFRONTO CORVIALE 80 - CORVIALE 80 REC. LA VALUTAZIONE PER DAMAGE CATEGORY 44,16% 24,5%

31 CONFRONTO CORVIALE 80 - CORVIALE 80 REC. LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY In Human Health la categoria di impatto che presenta il massimo guadagno è Climate change (39.15%) dovuto alla riduzione dell’emissione di CO2 da 409.5t a 250t. In Ecosystem Quality la categoria di impatto che presenta il guadagno massimo è Acidification/Eutrophication (25.04%) dovuto alla riduzione dell’emissione di SOx(as SO2) da 735kg a 525kg. In Resources la categoria di impatto che presenta il guadagno massimo è Fossil fuels (48.8%) dovuto alla riduzione del consumo natural gas ETH da 8E4 a 1.97E4m3

32 CORVIALE 100 REC. LA CARATTERIZZAZIONE Human Health 0,395DALY Ecosystem Quality 2,2E4 PDF*m2y Resources 4,86E5 MJ Surplus

33 CORVIALE 100 REC. LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY HUMAN HEALTH ECOSYSTEM QUALITY RESOURCES 30,02% 8,39% 61,59%

34 Danno totale: 2,55E4 Pt 29,8% CONSUMI nei primi 20 anni 61,6% CONSUMI nei successivi 80 anni 4,5% MATERIALI  91,4% CORVIALE 100 REC. LA VALUTAZIONE PER SINGLE SCORE

35 CONFRONTO CORVIALE CORVIALE 100 REC. LA CARATTERIZZAZIONE Human Health 0,47 DALY 0,395DALY Ecosystem Quality 2,53E4 PDF*m2y 2,2E4 PDF*m2y Resources 7,14E5 MJ Surplus 4,86E5 MJ Surplus Costi 3,32E6€ 5,32E6€

36 CONFRONTO CORVIALE CORVIALE 100 REC. LA VALUTAZIONE PER DAMAGE CATEGORY 34,45% 16,67%

37 CONFRONTO CORVIALE CORVIALE 100 REC. LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY In Human Health il guadagno massimo si ha in Climate change (30.69%) dovuto alla riduzione di CO2 da t a t a causa della riduzione del consumo di gas In Ecosystem Quality il guadagno massimo si ha in Acidification/Eutrophication (15.39%) dovuto alla riduzione di NOx (as NO2) che passa da 1.27t a 1.067t e SOx (as SO2) che passa da 2.29t a 1.95t In Resources il guadagno massimo si ha in Fossil fuels (37.9%) dovuto alla riduzione del consumo di natural gas ETH da 9.57E4m3 a 3.55E4m3 e dalla riduzione di 7.42t di crude oil ETH

38 CONCLUSIONI: MODIFICHE SULL’INVOLUCRO IL FABBISOGNO ANNUO DI ENERGIA TERMICA PER IL RISCALDAMENTO: MJ IL FABBISOGNO ANNUO DI ENERGIA TERMICA PER LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA: MJ MJ MJ COLLETTORI SOLARI MJ = = MJ MJ

39 CONCLUSIONI: ACQUA ,28 Lt ,34 Lt ELETTRICITA’ PER ELEMENTI A SERVIZIO DEGLI IMPIANTI 811,82 kWh236,02 kWh GAS30.478,17 MJ4245 MJ Fossil Fuel5,9E3 MJ Surplus3,67E3 MJSurplus Natural Gas3,11E3 MJ Surplus7,6E2 MJSurplus CO kg3073 kg Climate Change0,00116 DALY0, DALY Ecotoxicity8,95E3 PDFm 2 y7,71E2 PDFm 2 y Ni1,9 g0,55 g Minerals1,23E3 MJ Surplus1,01E3 MJSurplus Water1,1E3 MJ Surplus0,8E3 MJSurplus


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