In collaborazione con ENEA VALUTAZIONI AMBIENTALI DEL CICLO DI VITA DI UN CAPANNONE INDUSTRIALE RISTRUTTURATO In collaborazione con ENEA Candidata: Relatrice: Rosangela Spinelli Chiar.ma Prof. Alessandra Bonoli Correlatori: Ing. Paolo Neri Dott.ssa Sara Rizzo

SOSTENIBILITA’ AMBIENTALE IN EDILIZIA Esigenza nel settore edilizio di un supporto per progettazione e valutazione ambientale degli edifici Scopo: riduzione nell’utilizzo di risorse ed emissioni nell’ambiente Molte metodologie ormai affermate ma indirizzamento verso l’analisi del ciclo di vita di un prodotto o servizio (Life Cycle Thinking – LCT)

METODOLOGIA LCA LCA (Life Cycle Assessment) è la metodologia per la Valutazione del Ciclo di Vita: analisi degli impatti ambientali lungo tutte le fasi del ciclo di vita. Il ciclo di vita considera tutti i processi: dall’estrazione delle materie prime attraverso la produzione, l’uso ed il mantenimento del prodotto, fino al riutilizzo e smaltimento di tutti i rifiuti finali .

LIFE CYCLE ASSESSMENT Metodi: Eco-Indicator99 IMPACT2002+ EPS 2000 IPCC EDIP 2003 Human Health (DALY) Ecosystem Quality (PAF/PDF) Resources (MJ Surplus) Ecosystem Quality (PDF∙m2∙yr) Climate Change (kg CO2eq) Human Health (Person-Yr) Ecosystem Production Capacity (kg) Abiotic Stock Resources (ELU) Biodiversity (NEX) Global Warming (kg CO2eq) Global warming 100a; Ozone depletion; Ozone formation Vegetation and Human; Acidification; Terrestrial eutrophication; Aquatic eutrophication EP(N) Aquatic eutrophication EP(P) Human toxicity air, water and soil; Ecotoxicity water chronic and acute; Ecotoxicity soil chronic; Hazardous waste Slag/ashes; Bulk waste; Radioactive waste; Resources; Definizione obiettivo e campo di applicazione ISO 14041 Interpretazione dei risultati ISO 14044 Life Cycle Invetory ISO 14040 Life Cycle Impact Assessment ISO 14044

CASO STUDIO Struttura dell’edificio un piano interrato adibito a rimessa di automezzi aziendali un piano terra adibito a magazzino con celle frigorifere un piano primo ospitante gli uffici amministrativi

INTERVENTO DI ECORIQUALIFICAZIONE DOPO LA RISTRUTTURAZIONE Carpenteria metallica a falde asimmetriche sulla quale sono stati installati pannelli fotovoltaici PRIMA DELLA RISTRUTTURAZIONE Copertura con capriate a doppia falda simmetriche su cui poggiano tegoli prefabbricati Strato di lana di vetro per la coibentazione Lastre ondulate in cemento amianto Tra la nuova copertura strutturale e la vecchia copertura è stata creata una camera d’aria

OBIETTIVI Analisi del ciclo di vita del capannone ristrutturato al fine di individuare l’impatto ambientale Verifica dell’efficienza dal punto di vista energetico della ristrutturazione del capannone Creazione di un foglio di calcolo per la valutazione dell’impatto ambientale

CONDIZIONI DI ANALISI UNITA’ FUNZIONALE: L’unità funzionale è l’intero capannone indicato con p CONFINI DEL SISTEMA: Il sistema che deve essere studiato è il capannone dall’estrazione delle materie prime per la costruzione fino al fine vita passando per le fasi intermedie di uso e manutenzione QUALITA’ DEI DATI: Si usano dati specifici quando disponibili Quando non disponibili, si fanno valutazioni ad hoc Metodi:IMPACT 2002, Eco-Indicator99, EPS 2000,EDIP 2003, IPCC 100a 2007 DEFINIZIONE DEL CICLO DI VITA: si considera la vita del capannone ristrutturato

CICLO DI VITA ANALIZZATO 1989: costruzione del capannone a cui si attribuisce una durata di vita di 100 anni 2010: dismissione copertura cemento-amianto e sostituzione con fotovoltaico. Ciclo di Vita: l’analisi ambientale del ciclo di vita considera la vita del capannone ristrutturato e quindi con una durata di vita di 100-21=79 anni,attribuendo ai componenti rimasti invariati solo una quota parte del danno pari a 79/100

Collocazione del materiale Collocazione del materiale PROCESSO ANALIZZATO Demolizione Consumi Produzione Materie prime Trasporto Lavorazioni: produzione materiali Fase d’uso Riscaldamento Raffrescamento Consumi elettrici Fine vita Discarica Riciclo Riutilizzo Posa in Opera Trasporto in cantiere Scavo Assemblaggio Collocazione del materiale (Costruzione) Considerati i seguenti componenti Strutturali Impianti (idrico-sanitario, elettrico, etc.) Fondazioni Serramenti (porte,finestre) Produzione Materie prime Trasporto Lavorazioni: produzione materiali Posa in Opera Trasporto in cantiere Scavo Assemblaggio Collocazione del materiale (Costruzione) Demolizione Fine vita Trasporto Discarica Riciclo Riutilizzo Dati a disposizione non sufficienti  scelta per ogni componente di processi di demolizione meno impattanti Discarica  amianto, polistirene espanso, lana di vetro Riciclo  acciaio, alluminio, plastiche Riutilizzo  cemento armato (rifacimento asfalto, etc.) Consumi Fase d’uso Riscaldamento Raffrescamento Consumi elettrici Calcolo con Termotecnica per Riscaldamento e Raffrescamento Consumi elettrici forniti da azienda

RISULTATO DELLE ANALISI (1) Il danno totale vale 7462,6 Pt; ed è dovuto principalmente alla fase d’uso (esaurimento delle risorse per consumo di energia elettrica) 12,38%  fase di costruzione 85 %  fase d’uso 1,65%  fine vita USO FINE VITA COSTRUZIONE Eco-Indicator 99 Il danno totale vale 9452,1 Pt; ed è dovuto principalmente alla fase d’uso (esaurimento delle risorse e cambiamenti climatici) 14,18%  fase di costruzione 83,65%  fase d’uso 2,17%  fine vita IMPACT 2002 COSTRUZIONE USO FINE VITA Non Renewable Energy Fossil Fuels Climate Change

RISULTATI DELLE ANALISI (2) La fase d’uso si riconferma la più “impattante” anche nelle analisi svolte con EDIP ed EPS EPS 2000 EDIP 2003 USO USO COSTRUZIONE Resources Depletion of Reserves COSTRUZIONE FINE VITA FINE VITA Il danno totale vale 3,6047E7 Pt ed è dovuto principalmente al consumo delle risorse Il danno totale vale 2,9078E5 Pt ed è dovuto principalmente all’esaurimento delle risorse

VERIFICA DEL VANTAGGIO AMBIENTALE DELLA RISTRUTTURAZIONE (1) Eco-Indicator DOPO LA RISTRUTTURAZIONE PRIMA DELLA RISTRUTTURAZIONE Fossil Fuels Fossil Fuels Con la ristrutturazione l’impatto si riduce: minor danno in Climate Change e Resources dovuto al minor consumo di energia elettrica per la climatizzazione conseguente ai materiali della nuova copertura

VERIFICA DEL VANTAGGIO AMBIENTALE DELLA RISTRUTTURAZIONE (2) IPOTESI 1: Integrazione architettonica con fotovoltaico che copre il 60% del fabbisogno energetico IPOTESI 2: Fabbisogno energetico interamente soddisfatto con energia da rete

VALUTAZIONE DEI COSTI ESTERNI COSTI AMBIENTALI: costi che ricadono sulla collettività e che non sono sostenuti da chi li ha generati Bisogna ridurre le esternalità internalizzando i costi in modo tale da farli ricadere sull’attività che li provoca Introducendo nei metodi Eco-Indicator99 e in EPS opportune modifiche (categoria costi, …) LCA contribuisce a dare una stima dei COSTI ESTERNI di carattere ambientale

FOGLIO DI CALCOLO (1) Affinché l’LCA possa affermarsi è necessario che vengano superati alcuni limiti tra i quali la complessità delle procedure Elaborazione di foglio di calcolo in formato Excel per consentire una prima valutazione,anche approssimata, del danno ambientale di un’attività antropica attraverso la definizione di variabili

FOGLIO DI CALCOLO (2) Le variabili individuate sono (Input): Tempo Area in pianta lorda Area lorda totale orizzontale Area lorda degli uffici Volume lordo degli uffici Area del giardino Volume dell’edificio I risultati del foglio sono (Output): Human Health Ecosystem Quality Climate change Resources Radioactive waste Danno totale Costo esterno

CONCLUSIONI L’analisi di ciclo di vita (LCA) può rappresentare uno strumento potente per la valutazione della reale sostenibilità di un intervento edilizio o urbanistico, soprattutto se si vogliono comparare i reali benefici ambientali di soluzioni progettuali alternative nonostante alcune criticità

Grazie per la gentile attenzione VALUTAZIONI AMBIENTALI DEL CICLO DI VITA DI UN CAPANNONE INDUSTRIALE RISTRUTTURATO Grazie per la gentile attenzione