UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PERUGIA Facoltà di Ingegneria IL CONTRIBUTO DELL’ANALISI DEL CICLO DI VITA (LCA) ALLA PROGETTAZIONE DI EDIFICI SOSTENIBILI Perugia, mercoledì 5 ottobre 2011 ing. Giorgio Baldinelli Corso di Pianificazione Energetica a.a. 2011-12

Life Cycle Assessment (LCA) is a structured, comprehensive and internationally standardized method. It quantifies all relevant emissions and resources consumed and the related environmental and health impacts and resource depletion issues that are associated with any goods or services (“products”). About Life Cycle Assessment (LCA) Life Cycle Assessment takes into account a product’s full life cycle: from the extraction of resources, through production, use, and recycling, up to the disposal of remaining waste. Critically, LCA studies thereby help to avoid resolving one environmental problem while creating others: this unwanted “shifting of burdens" is where you reduce the environmental impact at one point in the life cycle, only to increase it at another point. Therefore, LCA helps to avoid, for example, causing waste-related issues while improving production technologies, increasing land use or acid rain while reducing greenhouse gases, or increasing emissions in one country while reducing them in another. Life Cycle Assessment is therefore a vital and powerful decision support tool, complementing other methods, which are equally necessary to help effectively and efficiently make consumption and production more sustainable.

About Life Cycle Assessment (LCA) Cradle to grave, cradle to gate and gate to gate data sets as parts of the complete life cycle. About Life Cycle Assessment (LCA) Cradle to grave, cradle to gate and gate to gate data sets as parts of the complete life cycle; schematic. Each type fulfils a specific function as module for use in other LCA studies. For LCI result and LCIA result data sets and for full LCAs, the system boundaries should ideally be set in a way that all flows crossing the boundaries are exclusively elementary flows plus the reference (product) flow(s). In other words: all other product and waste inputs and outputs should be completely modelled until the final inventories exclusively show elementary flows.

L’analisi LCA (Life Cycle Assessment) DEFINIZIONE L’analisi LCA (Life Cycle Assessment) di un prodotto permette di analizzare le implicazioni ambientali di un prodotto lungo tutto il suo ciclo di vita "dalla culla alla tomba", comprendendo quindi l'estrazione e la lavorazione delle materie prime, la fase di fabbricazione del prodotto, il trasporto e la distribuzione, l'utilizzo e l'eventuale riutilizzo del prodotto o delle sue parti, la raccolta, lo stoccaggio, il recupero e lo smaltimento finale dei relativi rifiuti. Ciclo di vita di un prodotto INPUT OUTPUT Acquisizione materie prime Materie prime Emissioni in acqua Fabricazione Emissioni in aria Uso/riuso/Manutenzione Rifiuti solidi Energia Altri rilasci Riciclo/Gestione dei rifiuti

LA PROCEDURA LCA La procedura LCA si basa sulla compilazione, quantificazione e valutazione, con procedure definite, di tutti gli ingressi e le uscite di materiali ed energia e degli impatti ambientali associati, attribuibili ad un prodotto nell’arco del suo ciclo di vita. In accordo con il contenuto della ISO 14040 e 14044, la procedura LCA si articola tecnicamente in quattro fasi distinte e consecutive: -Definizione degli obiettivi e del campo di applicazione dello studio (Goal and scope definition) -Inventario (Life Cycle Inventory) -Valutazione degli impatti (Life Cycle Impact Assessment) -Interpretazione e miglioramento (Life Cycle Improvement)

LA METODOLOGIA LCA: SCHEMA FASI Queste fasi sono standardizzate da “SETAC” (Society of Environmental Toxicoly and Chemistry) e da “ISO” (International Standards Organitation) con la norma UNI EN ISO 14040 e 14044. DEFINIZIONE SCOPI E OBIETTIVI Dichiarazione degli Obiettivi Definizione del Campo di Applicazione Definizione dell’Unita’ Funzionale Definizione dei Confini del Sistema 1° Fase 2° Fase MATERIALI INVENTARIO ENERGIA PROCESSI EMISSIONI RISORSE 3° Fase CLASSIFICAZIONE CARATTERIZZAZIONE NORMALIZZAZIONE VALUTAZIONE VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE Con i metodi di valutazione 4° Fase VALUTAZIONE DI POSSIBILI MIGLIORAMENTI

STRUMENTI Librerie Eco-indicator 99 IPCC 2001 CED 2001 Sulle stesse fasi, standardizzate con la norma UNI EN ISO 14040 e 14044, è organizzato il codice di calcolo SimaPro 7.1 utilizzato per compiere l’analisi d’impatto ambientale Librerie Fasi Nel codice di calcolo sono implementati databases da cui si possono richiamare materiali e processi: nello studio condotto si è fatto riferimento alla libreria ECOINVENT Nel codice di calcolo sono implementati 16 metodi di valutazione che si possono richiamare al momento di analizzare i processi. Nello studio condotto sono stati usati tre metodi: Metodi Eco-indicator 99 IPCC 2001 CED 2001

L’EDIFICIO LCA IN EDILIZIA “La LCA è un’analisi ambientale che permette di valutare gli impatti associati al Ciclo di vita di un processo, un’attività o un PRODOTTO” L’EDIFICIO Consumi energetici per settore di utilizzo finale,in Italia nel 2005 L’approccio LCA è completamente diverso da quello adottato dagli economisti per descrivere i processi industriali che, tradizionalmente, prevede la suddivisione dell’industria in settori (estrattivo, tessile, delle costruzioni, ecc.) L’approccio LCA è invece concentrato sull’analisi del soddisfacimento delle funzioni proprie di ogni settore e dunque, per definizione TRASVERSALE Settore coinvolto: Consumi di energia: per la produzione dei materiali e dei componenti per l’edilizia per trasportare i materiali dalle industrie di produzione al luogo di costruzione per l’edificazione vera e propria nella fase operativa per riscaldamento, produzione d’acqua calda, ecc. nel processo di demolizione dell’edificio apporto positivo deriva dal riciclaggio di materiali e componenti industriale trasporti industria delle costruzioni residenziale e terziario industria delle costruzioni industriale

VANTAGGI E APPLICAZIONI Numerose sono le applicazioni del LCA in edilizia: 1. metodo di base per la definizione dei criteri di assegnazione dell’ECOLABEL a materiali edili; 2. metodo di base per lo sviluppo di banche dati di materiali e componenti edilizi; 3. supporto alla definizione di metodi di valutazione dell’ecocompatibilità di manufatti architettonici. In fase di scelta progettuale dei materiali e componenti vanno evidenziate le interrelazioni del componente rispetto al sistema edificio e va valutato non solo il profilo ambientale del singolo componente, ma anche il comportamento ambientale del sistema edificio, prima di poter esprimere un giudizio sulla eco-compatibilità di un prodotto o di una soluzione tecnica. Ne deriva che non esistono materiali, componenti, tecniche costruttive eco - compatibili in senso assoluto ma l’eco-compatibilità dipende dalla specifica applicazione e dall’uso.

VANTAGGI E APPLICAZIONI LIMITI E POTENZIALITÀ PRINCIPALI LIMITI 1) Carattere prototipico del settore edilizio; 2) Complessità del processo edilizio accresciuta dalle interazioni tra manufatto e fattori esterni; 3) Quantità di operatori interessati nel ciclo di vita dell’edificio; 4) Difficoltà nel reperimento dati. PRINCIPALI POTENZIALITÀ 1) Trasparenza del metodo: è un metodo quantitativo, quindi oggettivo; 2) Carattere iterativo del processo; 3) Quantificazione e qualificazione del danno ambientale del manufatto; 4) Verifica del danno ambientale nelle diverse fasi del ciclo di vita del manufatto (costruzione-uso- manutenzione dismissione); 5) Comparazione tra soluzioni costruttive ed impiantistiche alternative – eco design

Edificio residenziale monofamiliare Prospetto Sud - Progetto N Pianta piano terra - Progetto Si è scelto un edificio residenziale di recente costruzione, realizzato con materiali e tecniche tradizionali come rappresentativo del panorama edilizio attuale per la sua tipologia. Prospetto Est - Progetto

Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema 1. Obiettivo dello studio 1. Evidenziare l’effettiva utilità dell’applicazione della metodologia LCA all’organismo edilizio 2. Fornire uno schema semplificato e un modello relativo per effettuare le valutazioni LCA sull’organismo edilizio in fase di studio di fattibilità 2. Campo di applicazione Definito dalla scheda di “Descrizione dell’organismo edilizio”

Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema Descrizione dell’Organismo Edilizio Nome dell’edificio Villa Bracuto Tipologia edilizia Abitazione civile adibita a residenza di un unico nucleo familiare con carattere continuativo Luogo di costruzione Comune di Perugia, località Ponte Valleceppi Anni di costruzione 2000-2002 Progettista Dott. Ing. Alessio Burini Periodo di vita ipotizzato 50 anni Stutture Struttura portante superficiale detta a trave rovescia, struttura di elevazione puntiforme Piani Piano terra: 184 m2 riscaldati su 221 m2 calpestabili; Piano primo: 124 m2; piano secondo: 91 m2 Pareti perimetrali Realizzate in muratura a cassa vuota; paramenti realizzati in mattoni faccia-vista e intonaco Infissi esterni Finestre in alluminio, sistemi di oscuramento in alluminio Tetto Tetto a falda, isolamento termico: lana di vetro; Tetto piano calpestabile, isolamento termico: lastre di polistirene Orientazione Sviluppo longitudinale dell’edificio lungo l’asse nord-sud. Il portico prospiciente la zona del soggiorno e le camere del piano primo affacciano ad oriente. Pavimenti Zona giorno: grès porcellanato e travertino; Zona notte: parquet Riscaldamento Caldaia autonoma Acqua Acquedotto municipale Elettricità Rete elettrica nazionale Fognatura Depuratore

Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema 1. Obiettivo dello studio 4. Confini del sistema 1. Stabilire le unità di processo da includere nello studio: sono quelle concepite dal “Sistema di classificazione”adottato per l’edificio, (norma UNI 8590-1) 1. Evidenziare l’effettiva utilità dell’applicazione della metodologia LCA all’organismo edilizio 2. Fornire uno schema semplificato e un modello relativo per effettuare le valutazioni LCA sull’organismo edilizio in fase di studio di fattibilità 2. Campo di applicazione Definito dalla scheda di “Descrizione dell’organismo edilizio” 3. Unità funzionale Tutte le quantità si riferiscono all’intero edificio

Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema Sistema di classificazione

Classificazione del sistema tecnologico FASE 1: DEFINIZIONE DEI CONFINI DEL SISTEMA Classificazione del sistema tecnologico L’edificio è stato scomposto secondo la norma UNI 8290 CLASSI DI UNITÀ TECNOLOGICHE UNITÀ TECNOLOGICHE Struttura di fondazione Struttura di elevazione Struttura di contenimento STRUTTURA PORTANTE Chiusura verticale Chiusura orizzontale inferiore Chiusura superiore CHIUSURA Partizione interna: - orizzontale - verticale - inclinata PARTIZIONE INTERNA Impianto di smaltimento liquidi Impianto idrosanitario Impianto elettrico Impianto di climatizzazione IMPIANTO DI FORNITURA SERVIZI

Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema 1. Obiettivo dello studio 4. Confini del sistema 1. Stabilire le unità di processo da includere nello studio: sono quelle concepite dal “Sistema di classificazione”adottato per l’edificio, (norma UNI 8590-1) 1. Stabilire le unità di processo da includere nello studio: sono quelle concepite dal “Sistema di classificazione”adottato per l’edificio, (norma UNI 8590-1) 1. Evidenziare l’effettiva utilità dell’applicazione della metodologia LCA all’organismo edilizio 2. Fornire uno schema semplificato e un modello relativo per effettuare le valutazioni LCA sull’organismo edilizio in fase di studio di fattibilità 2. Definire le fasi del ciclo di vita da includere nello studio 2. Campo di applicazione Definito dalla scheda di “Descrizione dell’organismo edilizio” 3. Unità funzionale Tutte le quantità si riferiscono all’intero edificio

Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema Fasi del ciclo di vita Collocazione del materiale Produzione Materie prime Materiale riciclato Trasporto Lavorazione: produzione materiali Posa in opera Trasporto Sostituzione del materiale danneggiato Scavo Assemblaggio (consumi elettrici) Fase operativa Consumi di gas Riscaldamento Produzione acqua calda Usi cucina Consumi elettrici Dismissione Demolizione Trasporto Discarica Riciclo Riutilizzo

Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema 1. Obiettivo dello studio 4. Confini del sistema 1. Stabilire le unità di processo da includere nello studio: sono quelle concepite dal “Sistema di classificazione”adottato per l’edificio, (norma UNI 8590-1) 1. Evidenziare l’effettiva utilità dell’applicazione della metodologia LCA all’organismo edilizio 2. Fornire uno schema semplificato e un modello relativo per effettuare le valutazioni LCA sull’organismo edilizio in fase di studio di fattibilità 2. Definire le fasi del ciclo di vita da includere nello studio 2. Campo di applicazione 5. Requisiti di qualità dei dati Definito dalla scheda di “Descrizione dell’organismo edilizio” dati disponibili da computo metrico estimativo dall’elenco voci allegato al computo dagli elaborati grafici di progetto informazioni reperite in letteratura 3. Unità funzionale Tutte le quantità si riferiscono all’intero edificio

Analisi dell’Inventario L’INVENTARIO PER LA FASE DI COSTRUZIONE: È la fase dell’LCA più delicata e dispendiosa in termini di tempo. E’ la parte contabile di raccolta ed elaborazione dati. Adeguare la suddetta classificazione ai dati disponibili da computo metrico estimativo, dagli elaborati grafici di progetto, utilizzando se necessario, informazioni reperite in letteratura 1° Fase Esempio il solaio in latero-cemento di cui si conosce la superficie complessiva è stato suddiviso tra i sub-sistemi previsti dalla classificazione sulla base degli elaborati grafici del progetto strutturale COMPUTO METRICO ESTIMATIVO N. Art. Descrizione Quantità Unità di Ord. Elenco Voci   misura 27 3.12 SOLAIO IN LATERO-CEMENTO 720 m2 1°Approssimazione: Adattare le quantità note da computo al dettaglio richiesto dalla classificazione CLASSIFICAZIONE 3.2.2.1.2 Solaio su spazio areato (20+4) 221 m2 3.2.3.1.1 Solaio su portico (16+4) 74,16 3.2.3.1.2 Solaio a "sbalzo" (terrazzo) 5,2 3.2.4.1.1 Coperture inclinate: Solaio in latero-cemento 79 3.2.4.1.2 Coperture piane calpestabili: Solaio in latero-cemento 51,86 3.3.2.1.1 Solai su ambienti riscaldati 200,5 3.3.2.1.2 Solai su ambienti non riscaldati 25,3

Analisi dell’Inventario L’edificio è un sistema complesso costituito da un numero consistente di componenti e materiali diversi ognuno dei quali necessita di un proprio LCA. Per realizzare la scomposizione dell’edificio è stato necessario creare una corrispondenza tra i materiali impiegati per realizzare l’edificio e quelli della libreria Ecoinvent, implementata nel codice di calcolo. 2° Fase Limiti del database Ecoinvent È una banca dati olandese, quindi non è pensata per materiali prodotti in Italia Non è pensata in modo specifico per materiali edili Mancano componenti di uso comune in edilizia, risultanti dall’assemblaggio di più materiali (come per esempio: la membrana impermeabilizzante, le porte, i radiatori, il parquet, il portoncino blindato, ecc.) l’operazione di analisi d’inventario diventa molto gravosa per il valutatore Si auspica la realizzazione di una banca dati italiana, che sia: -riferita a materiali e processi produttivi italiani; -accessibile: i valutatori possono disporre dell’analisi del ciclo di vita per alcuni prodotti, nella forma in cui sono disponibili in commercio e sono elencati nel computo metrico magari potendo scegliere tra più modelli alternativi diminuisce così il margine di arbitrarietà delle ipotesi introdotte da chi esegue la valutazione e il livello di dettaglio a vantaggio di uniformità che significa anche confrontabilità.

Analisi dell’Inventario In mancanza di un banca dati italiana, in attesa che questa venga realizzata, per facilitare gli studi che seguiranno, si propongono in questo lavoro delle ipotesi di scomposizione dei componenti forniti dal computo metrico estimativo nei materiali costituenti a cui si possono far corrispondere quelli presenti nella libreria Ecoinvent 2° Fase Esempio Per introdurre il solaio in latero-cemento nell’analisi del ciclo di vita condotta con il codice di calcolo SimaPro, si dispone dalla libreria Ecoinvent dei materiali calcestruzzo, laterizio e acciaio. Grazie ad informazioni reperite in letteratura si è provveduto a scomporre questo elemento nei materiali di cui è costituito Tipologia di solaio: Solaio misto semi-prefabbricato a travetti tralicciati e blocchi in laterizio: è costituito da travetti compositi in laterizio, acciaio e calcestruzzo posti ad una certa distanza chiamata interasse, tra i quali si dispongono gli elementi in laterizio, con funzione di alleggerimento ("pignatte"); al di sopra delle travi e delle pignatte si realizza infine una soletta di calcestruzzo armata. 2°Approssimazione: Scomporre un componente nei materiali di cui è costituito in base a dati reperiti in letteratura

Analisi dell’Inventario Pignatte S (cm) L (cm) H (cm) Massa superficiale Kg/m2 20 25 38 73 Getto di completamento Altezza solaio cm Interasse nervature cm Volume calcestruzzo in opera m3/m2 Densità Kg/m3 Peso kg 20+4 50 0,076 1800 180,88 Rete elettrosaldata 1 m2 Maglia f (mm) L barra (m) N° barre Volume m3 Densità kg/m3 Peso kg 15x15 5 1 13,3 0,0002618 7800 2,042 Solaio in latero - cemento Cls (kg) Laterizio (kg) Acciaio Superficie : 1 m2 Travetti 10,71 10,8 2,44 Pignatte 73 Rete elettrosaldata 2,042 Getto di completamento 180,88 h = 20 cm H = 24 cm Armatura 1,52 s = 4 cm I = 50 cm Totale 191,59 84 6

Analisi dell’Inventario Elaborati prodotti nell’Analisi d’Inventario Attribuzione dei materiali utilizzati a quelli contenuti nel database Ecoinvent, la scelta è stata condotta con il criterio di massima corrispondenza tra le caratteristiche del materiale descritte nell’elenco voci del computo metrico estimativo e quelle riportate nelle schede tecniche del prodotto tratta dall’inventario Ecoinvent 3° Fase Cls (kg) Laterizio (kg) Acciaio 3°Approssimazione: Far corrispondere i materiali realmente utilizzati a quelli della libreria Ecoinvent Esempio Concrete, normal, at plant/CH U (kg) Brick, at plant/RER U (kg) Reinforcing steel, at plant/RER U (kg) Elaborati prodotti nell’Analisi d’Inventario Sostanzialmente, nell’analisi d’inventario si è provveduto a descrivere tutte le operazioni compiute per effettuare la scomposizione dell’edificio sulla base delle indicazioni fornite dalla norma UNI 8290. Di seguito per ogni sub-sistema si realizzano “tavole” che riportano anche componenti e sub-componenti; questi a loro volta sono descritti nelle “tabelle” con le informazioni necessarie per l’attribuzione al materiale scelto dal database ecoinvent “schede tecniche” Tavola Tabella Scheda tecnica

Analisi dell’Inventario Elaborati: Tavole Il fattore di life span indica il numero di sostituzioni del materiale nell’arco della vita dell’edificio

Analisi dell’Inventario Elaborati: Tabelle e Schede Tecniche Polistirene espanso Superficie Spessore Volume Densità Peso   m2 m m3 kg/m3 kg 221 0,04 8,84 30 265

L’inventario per la Fase di Produzione e Posa in Opera Produzione e sostituzione materiali I “processi” creati per ogni materiale comprendono l’estrazione della materia prima, i trasposto al sito di produzione e la produzione-lavorazione Si è ipotizzata una distanza media dall’azienda al cantiere di 30 km da percorrere con un camion alimentato diesel (consumi) con portata di 16 t Trasporto - Consumi di energia per l’escavatore Impatto dovuto alla occupazione del suolo Impatto dovuto alla trasformazione del suolo Scavo Edificazione Assemblaggio Consumi elettrici stimati come l’1,8% della “energia totale incorporata”

L’inventario per la Fase di Utilizzo Riscaldamento Stimati con l’ausilio del codice di calcolo HVAC – CAD (Norma UNI EN 832) Consumi di gas Acqua calda Stimati con l’ausilio del codice di calcolo HVAC - CAD Usi cucina Stima da dati ENEA: “Rapporto Energia e Ambiente”, 2006. Scelta del materiale dal database Ecoinvent: “HEAT, NATURAL GAS, AT BOILER MODULATING<100KW/RER U” Illuminazione e Funzionamento elettrodomestici Consumi elettrici Dati ISTAT per l’Umbria nel 2005 Scelta del materiale dal database Ecoinvent: “ELECTRICITY, LOW VOLTAGE, PRODUCTION IT, AT GRID/IT U”

Deposizione in discarica senza riciclaggio L’inventario per la Fase di Smaltimento: Alternative per lo smaltimento dei materiali da costruzione Riciclaggio diretto Il materiale viene separato dagli altri direttamente presso l’edificio in corso di demolizione e l’energia consumata è soltanto quella necessaria per lo smantellamento dei componenti, mentre l’energia spesa per il trasporto del materiale a sito in cui avviene il riciclaggio è a carico di chi utilizza il materiale riciclato, non del primo utente; si è previsto il riciclaggio di vetro, acciaio e alluminio. Riciclaggio parziale previa selezione e separazione dei materiali idonei si applica se il materiale è mischiato ad altri in maniera tale da non poter essere diviso sul posto, viene quindi trasportato presso un impianto in cui verrà separato e poi trasferito al riciclaggio se idoneo o altrimenti verrà mandato in discarica. Al materiale mandato in discarica viene assegnato un valore negativo; si è ipotizzata questa modalità di riciclaggio per il cemento armato. Deposizione in discarica senza riciclaggio è una scelta che si opera per i materiali che non possono essere riciclati per mancanza di qualità (materiali mescolati e inseparabili), mancanza di tempo o di spazio per il disassemblaggio o per assenza di mercato per il prodotto riciclato.

Analisi dei risultati: Struttura dello studio 1.1 Produzione materiali IPCC 2001 1. Costruzione CED 2001 Eco-indicator 99 2. Utilizzo IPCC 2001 3. Dismissione CED 2001 4. Intero ciclo di vita

Analisi dei risultati: Metodi di valutazione IPCC 2001 Prevede la classificazione delle diverse emissioni in base al loro effetto sul riscaldamento globale e il raggruppamento delle differenti emissioni nella categoria d’impatto - cambiamenti di climatici Fattori di CARATTERIZZAZIONE: Potenziale di riscaldamento globale (GWP) per ciascun gas ad effetto serra, pubblicati dall’IPCC. ( kg di CO2 equivalenti/kg di gas) Category Orizzonti temporali:Il tempo medio per il quale un certo gas rimane in atmosfera, ovvero la persistenza Per valutare il contributo all’effetto serra dei differenti gas, bisogna prendere in considerazione tre parametri: La loro concentrazione in atmosfera; Il forcing radiattivo di ciascun gas, ovvero la diversa capacità di intrappolare l’energia che va dalla Terra verso lo spazio; Il tempo medio per il quale un certo gas rimane in atmosfera, ovvero la persistenza (ovviamente se un gas serra rimane in atmosfera per poco tempo avrà un effetto minore di un gas serra che rimane in atmosfera molto a lungo).

Analisi dei risultati: Metodi di valutazione L’energia utilizzata durante il ciclo di vita di un bene o di un servizio è determinata con il metodo Cumulative Energy Demand. Unità di misura: MJ-equivalenti CED 2001 Fornisce l’energia consumata per ogni categoria. Sommando tali valori si ottiene il valore complessivo di energia primaria consumata Categorie Subcategorie Comprende Energia non rinnovabile fonti fossili carbone, lignite, petrolio,gas naturale, torba nucleare uranio Energia rinnovabile biomasse legno, scarti dei cibi, biomasse dall’agricoltura come la paglia vento, sole, geotermia energia eolica, solare (termico e fotovoltaico), geotermia poco profonda (100-300 m) acqua energia idroelettrica L’energia primaria è l'energia nella forma in cui è disponibile in natura, ad esempio il petrolio greggio. Dall'energia primaria attraverso un processo di trasformazione si ottiene la cosiddetta "energia finale". Così, ad esempio, nelle raffinerie dal petrolio greggio si ricava il gasolio. Vantaggi È un metodo molto intuitivo e di facile comprensione anche per coloro che pur non essendo addetti ai lavori devono prendere delle decisioni volte al risparmio dei consumi energetici. Svantaggi L’utilizzo dell’energia non fornisce un quadro completo degli impatti ambientali di una merce. Per esempio l’eutrofizzazione dovuta alla produzione animale intensiva è uno dei problemi che non possono essere valutati attraverso l’analisi dei consumi energetici.

Analisi dei risultati: Risultato dell’analisi d’inventario del ciclo di (LCI) relativa alla fase di costruzione Gran parte dell’inventario è dedicato ai materiali da costruzione a causa della complessità della raccolta dei dati e per il grande numero di materiali diversi presi in considerazione. Merita una particolare attenzione la valutazione dei consumi energetici e dell’impatto ambientale che hanno i materiali inventariati per capire quali sono ad avere un peso maggiore nell’ambito dell’impatto globale dell’edificio e delle unità tecnologiche in cui è stato scomposto. PESO CONSUMI Percentuale in peso dei materiali utilizzati nella fase di costruzione e ristrutturazione EMISSIONI Percentuali di energia primaria (CED) utilizzata per produrre i materiali appartenenti alle famiglie previste dalla suddetta classificazione Risultati Peso CED GWP 100a kg MJ-Eq kg CO2-Eq 2253018 4886059 377983 Percentuali delle emissioni di gas serra per la produzione dei materiali (IPCC)

I risultati: Chiusura verticale 31,3% 1° fase: Collocazione del materiale - Metodo CED Dall’analisi dei risultati della caratterizzazione si osserva che i consumi totali ammontano a 390.000 MJ - eq dovuti: • per il 31,3% alla Chiusura verticale (alluminio e mattoni) • per il 11,4% alla Chiusura superiore (bitume e lana di vetro) • per il 8,29% alla Struttura di elevazione per il 7,27% alla struttura di contenimento Per tutte le sottofasi è preponderante il consumo di risorse fossili Chiusura verticale 31,3% CATEGORIE DI IMPATTO VALUTATE PER OGNI SOTTOFASE Chiusura superiore 11,4% Struttura di elevazione 8,29% inferiore esterna liquidi orizz vert nimento

I risultati: CONTRIBUTO DELLE SOTTOFASI AL RISCALDAMENTO GLOBALE 1° fase: Collocazione del materiale - Metodo IPCC Dall’analisi della caratterizzazione si osserva che la quantità di gas serra immessi nell’ambiente ammonta a 434000 kg CO2-eq e che l’impatto è dovuto: • per il 28,1% alla Chiusura verticale • per l’11,4% alla Struttura di elevazione per l’11,1% alla struttura di contenimento Emissioni maggiori per le sottofasi in cui prevale alluminio (chiusura verticale) e calcestruzzo. CONTRIBUTO DELLE SOTTOFASI AL RISCALDAMENTO GLOBALE Struttura di contenimento 11,1% Chiusura verticale 29,9% Chiusura verticale 28,1% Struttura di elevazione 11,4%

Analisi dei risultati: Metodi di valutazione Eco-indicator 99 le categorie di danno e di impatto 1 kg di SOSTANZA EMESSA 1 kg CO2 fattori di CARATTERIZZAZIONE SOSTANZE CANCEROGENE MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. ORG.) MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. INORG.) CAMBIAMENTI CLIMATICI IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI OZONO RADIAZIONI IONIZZANTI Salute Umana: (DALY: Disability Adjusted Life Years) 2,1E-7daly/kg ACIDIFICAZIONE/EUTROFIZZAZIONE ECOTOSSICITA’ USO DEL TERRITORIO Qualità dell’ecosistema: (PDF*m2*anno: Potentially Disappeared Fraction) MINERALI COMBUSTIBILI FOSSILI Impoverimento di risorse : (MJ Surplus) fattori di NORMALIZZAZIONE Rendono adimensionali i valori delle categorie 64 (salute umana) fattori di VALUTAZIONE Importanza relativa delle categorie di danno 333.33 (salute umana) 0,004529 Pt/kg

Input data requirement In order to evaluate the Eco-indicator score, three steps are needed: STEP 1: Inventory of all relevant emission, resource extraction and land-use in all process that form the life cycle o a product; STEP 2: Calculation of the damages caused to Human Health, Ecosystem Quality and Resources; STEP 3: Weighting of these three damage category. Eco-indicator 99 About LCA LCA of an axial fan Input data requirement

Eco-indicator 99 - Detailed representation of the damage model In order to evaluate the Eco-indicator score, three steps are needed: STEP 1: Inventory of all relevant emission, resource extraction and land-use in all process that form the life cycle o a product; STEP 2: Calculation of the damages these flows cause to Human Health, Ecosystem Quality and Resources; STEP 3: Weighting of these three damage category. Eco-indicator 99 - Detailed representation of the damage model Human health Damages to human health are expressed in Disability Adjusted Life Years or DALY’s. This method, developed by Murray, is used by WHO and WorldBank. An important element is a scale that rates the different disability levels. Damage models were developed for respiratory and carcinogenic effects, the effects of climate change, ozone layer depletion and ionizing radiation. In these models four steps are used: Fate analysis, linking an emission (expressed as mass) to a temporary change in concentration. Exposure analysis, linking this temporary concentration change to a dose. Effect analysis, linking the dose to a number of health effects, such as occurrence and type of cancers. Damage analysis, links health effects to DALYs, using estimates of the number of Years Lived Disabled (YLD) and Years of Life Lost (YLL), (following [Hofstetter 1998]). Ecosystems Damage to ecosystem quality is expressed as the percentage of species disappeared in a certain area, due to the environmental load (Potentially Disappeared fraction or PDF). The PDF is then multiplied by the area size and the time period to obtain the damage.   Ecotoxicity is expressed as the percentage of all species present in the environment living under toxic stress (Potentially Affected Fraction or PAF). As this is not an observable damage, a rather crude conversion factor is used to translate toxic stress into real observable damage, i.e. convert PAF into PDF. Acidification and Eutrophication are treated as one single impact category. Damage to target species (vascular plants) in natural areas is modelled. Unfortunately the model was only available for the Netherlands, and it is not suitable to model phosphates. Land use and land transformation is based on empirical data of occurrence of vascular plants as a function of land use types and area size. Both local damage on occupied or transformed area and regional damage on ecosystems are taken into account. Resources Damages to Resources, minerals and fossil fuels, are expressed as surplus energy for the future mining of resources [Müller Wenk 1998]. For minerals geostatistical models are used that relate availability of a resource to its concentration. For fossil fuels surplus energy is based on the future use of oil shale and tar sands.

Eco-indicator 99 - Weighting To create a weighting set, 365 questionnaires were sent out to a Swiss LCA interest group. The panel members were asked to rank and weigh the three damage categories as well as a number of questions regarding attitude and perspective on society. On the basis of this information some of the respondents could be distinguished as using a perspective that fits within one of the three archetypes. Eco-indicator 99 - Weighting Used in the project In the default Hierarchist perspective contribution of Human Health and Ecosystem Quality is 40% each. Respiratory effects and greenhouse effects dominate Human Health damages. Land use dominates Ecosystem Quality; Resources is dominated by fossil fuels. In the Egalitarian perspective, Ecosystem Health contributes 50% to the overall result. The relative contributions within the damage categories are about the same as in the Hierarchist perspective, except for carcinogenic substances. A Hierarchist would consider a substance as carcinogenic if sufficient scientific proof of a probable or possible carcinogenic effect is available (IARC class 3 and up). In the Individualist perspective, Human Health is by far the most important category. Carcinogenic substances however play virtually no role. The individualist would only include those substances for which the carcinogenic effect is fully proven (IARC class 1). The Individualists would also not accept (based on experience) that there is a danger fossil fuels can be depleted. This category is left out. For this reason Minerals become quite important. In the Individualist perspective, Human Health is by far the most important category. Carcinogenic substances however play virtually no role. The individualist would only include those substances for which the carcinogenic effect is fully proven (IARC class 1). The Individualists would also not accept (based on experience) that there is a danger fossil fuels can be depleted. This category is left out. For this reason Minerals become quite important. In the Egalitarian perspective, Ecosystem Health contributes 50% to the overall result. The relative contributions within the damage categories are about the same as in the Hierarchist perspective, except for carcinogenic substances. A Hierarchist would consider a substance as carcinogenic if sufficient scientific proof of a probable or possible carcinogenic effect is available (IARC class 3 and up). In the default Hierarchist perspective contribution of Human Health and Ecosystem Quality is 40% each. Respiratory effects and greenhouse effects dominate Human Health damages. Land use dominates Ecosystem Quality; Resources is dominated by fossil fuels.

I risultati: Chiusura verticale 25% 1° fase: Collocazione del materiale - Metodo Eco-indicator Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che: Il danno totale vale 32,9 KPt dovuti: • per il 25,1% alla Chiusura verticale • per il 10,6% alla Chiusura superiore • per l’8,87% ai Trasporti dall’azienda al cantiere • per il 7,69% alla Struttura di elevazione CATEGORIE DI DANNO VALUTATE PER OGNI SOTTOFASE Chiusura verticale 25% Chiusura superiore 10,6% Trasporti dalle aziende al cantiere 8,87% Scavo 6,25% inferiore esterna liquidi orizz vert nimento

I risultati: CONTRIBUTO DELLE SOTTOFASI ALLE CATEGORIE DI DANNO 1° fase: Collocazione del materiale - Metodo Eco-indicator Dall’analisi dei risultati della caratterizzazione si nota che il danno maggiore è causato nell’ordine alle categorie: 55,4%“Risorse”: Il danno maggiore è causato dalla chiusura verticale. 30,5%“Salute Umana”: Anche qui il danno maggiore è causato dalla chiusura verticale. 14,2% “Qualità dell’ecosistema”: Il danno maggiore è causato dallo scavo, in questa sottofase è compresa l’occupazione del suolo per scopi diversi da quello agricolo; Chiusura verticale 30% Chiusura verticale 22,7% Scavo 42,6% CONTRIBUTO DELLE SOTTOFASI ALLE CATEGORIE DI DANNO

I risultati: 1° fase: Collocazione del materiale - Metodo Eco-indicator NETWORK, CONTRIBUTO (%) DI ALCUNE SOTTOFASI ALL’IMPATTO TOTALE Fase del ciclo di vita chiusura orizzontale inferiore 4,08 % chiusura superiore 10,6 % chiusura verticale 25,1 % strutture di contenimento 6,51% scavo 6,25% Sottofasi: Unità tecnologiche solaio 0,296 % tampona- menti verticali 6,97% infissi 8,47 % strutture di contenimento verticale 3,83 % Classi di elementi tecnici Materiali Flussi di materia ed energia

Fase operativa: Metodo Eco-indicator I risultati: Fase operativa: Metodo Eco-indicator Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che: Il danno annuo totale vale 1,99 KPt dovuti: • per il 68% al gas per il riscaldamento • per il 15,9% ai consumi elettrici • per il 13,7% per la produzione di acqua calda sanitaria • per il 2,31% per usi cucina Il danno maggiore è quello dell’impoverimento delle risorse fossili (89,4%) CATEGORIE DI DANNO VALUTATE PER OGNI SOTTOFASE

I risultati: CATEGORIE DI IMPATTO VALUTATE PER OGNI SOTTOFASE Fase di dismissione: Metodo Eco-indicator CATEGORIE DI IMPATTO VALUTATE PER OGNI SOTTOFASE Dismissione Struttura di Contenimento Dismissione Fondazione Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che: Il danno totale vale 1,61 KPt dovuti al bilancio tra impatto causato dalla demolizione e quello evitato grazie al riciclaggio dei materiali. Le sottofasi la cui demolizione produce un impatto maggiore sono: • Dem. Struttura di contenimento Dem. Fondazione Dem. Chiusura orizzontale inferiore Il massimo apporto all’impatto evitato è fornito dalla demolizione della Chiusura Verticale Dismissione Chiusura Verticale inferiore liquidi inclinata orizz vert

Ciclo di vita completo: Metodo Eco-indicator I risultati: Ciclo di vita completo: Metodo Eco-indicator CATEGORIE DI DANNO VALUTATE PER OGNI FASE DEL CICLO DI VITA Fase di esercizio 74,2% Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che: Il danno totale vale 2,68 KPt all’anno, per 50 anni che sono gli anni di vita ipotizzati per l’edificio. • Il massimo danno è dovuto all’impoverimento delle risorse Costruzione 24,6% Dismissione 1,2%