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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 bio- ecologica 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.

BIOEDILIZIA E DESIGN ECOLOGICO - ENEA

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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 bio-ecologica 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.

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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

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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’1% degli abitanti del pianeta, consuma il 2% 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 190 Mtep ed aumenta di circa l’1 per cento all’anno. Questa considerazione non deve indurre un atteggiamento di trascuratezza nei confronti dei problemi energetici in quanto l’Italia importa l’84% 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 2005) 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 41%, valore in crescita secondo i dati riportati dal libro Bianco ( ENEA ) Infatti secondo quando attestato dal documento, i consumi del 2004 che riguardano nel complesso la costruzione e la ristrutturazione degli edifici, in termini di energia primaria è pari a circa 190 Mtep (milioni di tonnellate equivalenti di petrolio) che è salito dal 41% al 45 % del fabbisogno nazionale, con un tasso dell’1% annuo di aumento. Per meglio comprendere il consumo di energia nel settore edile bisogna tenere presente che la costruzione di una abitazione costa 5 Mtep di energia; la stessa energia viene consumata mediamente in 5 anni per il solo riscaldamento, ed in 3 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, [1993]) 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 14040, approvata dal CEN, Comitato Europeo di Normazione, il 29 giugno 1997). 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.

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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

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SINTESI DEL LAVOROL’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 bioediliziae 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 5.0, ed i metodi Eco-indicator 99 (olandese), EPS 2000 (svedese) e EDIP 96 (danese).La valutazione del fabbisogno energetico dell’edificio è stata effettuata utilizzando il codice di calcolo “RECAL 10”dell’ENEA appreso al corso di formazione “Progettazione del sistema edificio-impianto secondo la legge 10/91”. 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 10), 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.10 del 09/01/1991 (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 10/91 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 4, finalizzati alla definizione di limiti prestazionali relativi ai consumi energetici e alle proprietà fisico-tecniche dell'involucro.

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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 2002/91/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 10/91 e per ottenere dati riguardanti il consumo dell’edificio oggetto di studio. La Legge 10 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. 3 della Legge, si colloca anche la preparazione e diffusione del software Recal 10 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 5.0, ed i metodi Eco-indicator 99 (olandese), EPS 2000 (svedese) e EDIP 96 (danese).Vengono determinati i fabbisogni energetici, attraverso l’applicazione del Recal 10, 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 99. 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.

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Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

Prof. Arch. F. Aggarbati

11 Maggio 2005, ENEA, Bologna 11 Maggio 2005, ENEA, Bologna DottDott. In Ingegneria Edile Mariolina Pastore. In Ingegneria Edile Mariolina Pastore

In collaborazione con

Ing. P. Neri

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Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Obiettivo dello studioPROGETTAZIONE DI UNA STRUTTURA MUSEALE ECOCOMPATIBILE

1. Progettazione struttura museale;

2. Valutazione eco-compatibile.

Realizzazione del museo attraverso

metodologie tradizionali

Realizzazione museo attraverso varianti

ecocompatibili

confronto

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

Scopo

Valutare il danno ambientale e l’efficienza energetica di una struttura museale progettata secondo criteri di ecocompatibilità

LCA (LIFE CYCLE ASSESSMENT)19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

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anal

isi

risul

tati

tradizionale ecocompatibile sperimentazione blocchi isotex

Fabbisogno energetico: Recal 10

Analisi LCA

Confronto

Fabbisogno energetico: Recal 10

Analisi LCA

Analisi LCA

Confronto parziale

prog

etta

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Metodologia di Lavoro

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

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Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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19 20 21 22 23Fase 2. Valutazione Ecocompatibile

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

Criteri di EcocompatibilitàConsumo 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, impiegareelementi tecnici facilmente disassemblati e facilmente smaltibili.

Comfort Termico

Comfort Acustico

Qualità dell’Aria

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Il piano terra è dedicato alle sole funzioni pubbliche non espositive.

Il tema centrale che ha guidato ogni scelta architettonica è la realizzazione di una struttura museale “sostenibile” , che insieme agli altri parametri consideri anche lo sfruttamento ottimale delle qualità della luce naturale, protagonista dello spazio museale.

Fase 1. Progettazione struttura musealeFase 1. Progettazione struttura museale

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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.

Fase 1. Progettazione struttura museale

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SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry,[1993] 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. “

LCA (Life Cycle Assessment)

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

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Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

Applicazioni dell’analisi di Applicazioni dell’analisi di Life Cycle Assessment (LCA)Life Cycle Assessment (LCA)

Utilizzo industriale di tipo interno per lo sviluppo e il miglioUtilizzo industriale di tipo interno per lo sviluppo e il miglioramento del ramento del prodottoprodotto

Strumento per l’ottenimento delle certificazioni ambientali (EcoStrumento per l’ottenimento delle certificazioni ambientali (Ecolabel)label)

Strumento per valutare l’inventario delle emissioni così come prStrumento per valutare l’inventario delle emissioni così come previsto da evisto da dette certificazionidette certificazioni

Strumento di confronto tra sistemi alternativi di prodotto e serStrumento di confronto tra sistemi alternativi di prodotto e servizio che vizio che abbiamo la medesima funzioneabbiamo la medesima funzione

Strumento per la definizione della legislazione in campo ambientStrumento per la definizione della legislazione in campo ambientaleale

Strumento di informazione per il consumatore riguardo all’impattStrumento di informazione per il consumatore riguardo all’impatto o ambientale del prodotto o servizioambientale del prodotto o servizio

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La metodologia LCA (UNI EN ISO 14040)““Procedimento di valutazione dei carichi energetici ed ambientaliProcedimento di valutazione dei carichi energetici ed ambientali attraverso identificazione e attraverso identificazione e

quantificazione dell’energia e dei materiali usati e dei rifiutiquantificazione dell’energia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati nell’ambiente” (SETAC,1990)rilasciati nell’ambiente” (SETAC,1990)

2) INVENTARIO 2) INVENTARIO ––ISO 14041ISO 14041--

EMISSIONIEMISSIONI

MATERIALIMATERIALI

PROCESSIPROCESSI

ENERGIEENERGIE

1) OBIETTIVO1) OBIETTIVOUNITUNITÀ FUNZIONALEÀ FUNZIONALE

FUNZIONE DEL SISTEMAFUNZIONE DEL SISTEMACONFINI CONFINI ––ISO 14041ISO 14041--

TRASPORTITRASPORTI

3)3) VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE ––ISO14042ISO14042--metodo Eco Indicator 99, metodo EPS 2000 e metodo EDIP96

CLASSIFICAZIONECLASSIFICAZIONE CARATTERIZZAZIONECARATTERIZZAZIONE NORMALIZZAZIONENORMALIZZAZIONE VALUTAZIONEVALUTAZIONE

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

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16

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19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

FASI DI UN LCA

Definizione degli obiettivi e dei confini del sistemaDefinizione degli obiettivi e dei confini del sistemaGoal and scope Goal and scope definitiondefinition (UNI EN ISO 14041)(UNI EN ISO 14041)

Analisi d’inventarioAnalisi d’inventarioLife cycle inventory analysis (UNI EN ISO 14041 )Life cycle inventory analysis (UNI EN ISO 14041 )

Analisi degli impattiAnalisi degli impattiLife cycle impact assessment (UNI EN ISO 14042 )Life cycle impact assessment (UNI EN ISO 14042 )

Interpretazione dei risultatiInterpretazione dei risultatiLife cycle interpretation and Life cycle interpretation and improvementimprovement (UNI EN ISO 14043 )(UNI EN ISO 14043 )

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Metodi utilizzati per l’analisi LCAEco Indicator 99Eco Indicator 99 EPS 2000EPS 2000 EDIP 96EDIP 96

La metodologia degli Eco-indicatori aggrega i risultati dei danni in tre sole categorie di impatto

1) Human Health2) Ecosystem Quality3) Resources

La metodologia degli Eco-indicatori aggrega i risultati dei danni in tre sole categorie di impatto

1) Human Health2) Ecosystem Quality3) Resources

La metodologia EPS 2000 aggrega i risultati dei danni in quattro categorie di impatto

1) Human Health2) Ecosystem Production

capcity3) Abiotic Stock Resource4) Biodiversity

La metodologia EPS 2000 aggrega i risultati dei danni in quattro categorie di impatto

1) Human Health2) Ecosystem Production

capcity3) Abiotic Stock Resource4) Biodiversity

La metodologia degli EDIP 96 aggrega i risultati dei danni in due categorie di impatto

1) Impatto Ambientale2) Consumo delle

risorse

La metodologia degli EDIP 96 aggrega i risultati dei danni in due categorie di impatto

1) Impatto Ambientale2) Consumo delle

risorse

Implementazione

SIMAR-Pro 5

Implementazione

SIMAR-Pro 5

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Il Metodo Eco-Indicator 99

Human HealthHuman Health

Ecosistem QualityEcosistem Quality

Resources Resources

[DALY] 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 numero di giornipersi da tutti i cittadini europei.

[DALY] Il concetto di salute umana comprende l’idea che ogni Il concetto di salute umana comprende l’idea che ogni individuo, nel presente e nel futuro sarà esente da malattie, individuo, nel presente e nel futuro sarà esente da malattie, invalidità o morti premature causate dall’ambiente circostante. invalidità o morti premature causate dall’ambiente circostante. L’indicatore di danno (DALY) è definito come il numero di giorniL’indicatore di danno (DALY) è definito come il numero di giornipersi da tutti i cittadini europei.persi da tutti i cittadini europei.

[PDF m2y] % L’indicatore di danno (PDFm2yr) esprime la variazione% di specie animali o vegetali esposte ad una concentrazione di emissioni superiore a quella consentita.

[PDF m2y] % L’indicatore di danno (PDFm2yr) 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 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 in futuro.

[MJ Surplus] La categoria reperimento di risorse racchiude il concetto La categoria reperimento di risorse racchiude il concetto che tali sostanze siano o meno disponibili anche per le generaziche tali sostanze siano o meno disponibili anche per le generazioni oni future. L’indicatore del danno (MJ Surplus) èfuture. L’indicatore del danno (MJ Surplus) è definito come differenza definito come differenza tra l’energia necessaria oggi per l’estrazione, e quella indispetra l’energia necessaria oggi per l’estrazione, e quella indispensabile in nsabile in futuro.futuro.

La metodologia degli Eco-indicatori aggrega i risultati dei danni in tre sole categorie principali valutate in europa

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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MJ SurplusPDF·m2·YrDALY

Eco – punti (Pt)

La valutazione in Eco-indicator 99

Gli impatti vengono normalizzati e quindi valutati per Gli impatti vengono normalizzati e quindi valutati per ricavare un parametro univoco di definizione del dannoricavare un parametro univoco di definizione del danno

NORMALIZZAZIONE

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Le categorie di impatto di EPS 2000

Salute UmanaSalute Umana

Capacità produttive

dell’ecosistema

Capacità produttive

dell’ecosistema

Disponibilità delle risorse abiotiche

Disponibilità delle risorse abiotiche

L’unità di misura sono i (Person Yr) cioè gli anni di vita persi dalla comunità mondiale a causa delle malattie prodotte dalla sostanzaconsiderata

L’unità di misura sono i (Person Yr) cioè gli anni di vita persi dalla comunità mondiale a causa delle malattie prodotte dalla sostanzaconsiderata

L’Unità di misura è la quantità in Kg di prodotto la cui produzione viene impedita dalla sostanza considerata e in H+eqL’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’ ELU, cioè la disponibilità a pagare per la sostiuzione delle risorse abiotiche in esaurimento.L’unità di misura è l’ ELU, cioè la disponibilità a pagare per la sostiuzione delle risorse abiotiche in esaurimento.

Biodiversità Biodiversità L’unità di misura è il NEX (normalized extinction of species) che rappresenta il rapporto tra il numero di specie estinte a causa della sostanza considerata e il numero totale di specie estinte in un anno

L’unità di misura è il NEX (normalized extinction of species) che rappresenta il rapporto tra il numero di specie estinte a causa della sostanza considerata e il numero totale di specie estinte in un anno

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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La valutazione in EPS 2000La valutazione in EPS 2000

ELU/kgELU/kgKg, H+ Kg, H+ eqeqPersonPerson··YrYr

ELU = PtELU = Pt

Gli impatti Gli impatti nonnon vengono normalizzati. Sono valutati per vengono normalizzati. Sono valutati per ricavare un parametro univoco di definizione del dannoricavare un parametro univoco di definizione del danno

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Impatto ambientale

Impatto ambientale

Consumo delle risorse

Consumo delle risorse

Riscaldamento del globo (g CO2 eq.)Riduzione dello strato di ozono (g CFC11 eq.)Acidificazione (g SO2eq.)Eutrofizzazione (g NO3 eq.)Smog fotochimico (g ethene eq.)Ecotossicità cronica dell’acqua (m3)Ecotossicità acuta dell’acqua (m3)Ecotossicità cronica del suolo (m3)Tossicità per l’uomo dell’aria (m3)Tossicità per l’uomo dell’acqua (m3)Tossicità per l’uomo del suolo (m3)Rifiuti indifferenziati (kg)Rifiuti pericolosi (kg)Rifiuti radioattivi (kg)Ceneri e polveri (kg)

Riscaldamento del globo (g CO2 eq.)Riduzione dello strato di ozono (g CFC11 eq.)Acidificazione (g SO2eq.)Eutrofizzazione (g NO3 eq.)Smog fotochimico (g ethene eq.)Ecotossicità cronica dell’acqua (m3)Ecotossicità acuta dell’acqua (m3)Ecotossicità cronica del suolo (m3)Tossicità per l’uomo dell’aria (m3)Tossicità per l’uomo dell’acqua (m3)Tossicità per l’uomo del suolo (m3)Rifiuti indifferenziati (kg)Rifiuti pericolosi (kg)Rifiuti radioattivi (kg)Ceneri e polveri (kg)

Il metodo EDIP 96: le categorie d’impatto

tutte le risorse (kg)

Valutazione impatto ambientale

gr di sostanza di riferimentom3

kg

NormalizzazioneValutazione

Eco punti Pt

Gli impatti vengono valutati per ricavareun valore univoco di danno

in particolare facendo riferimento a delle previsioni

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19 20 21 22 23

CONSUMO ENERGETICO: Recal 10LL’’attenzione al problema energetico si concretizza con lattenzione al problema energetico si concretizza con l’’emanazione emanazione

della legge ndella legge n°°10 del 1991, che detta prescrizioni in materia di uso 10 del 1991, che detta prescrizioni in materia di uso razionale dellrazionale dell’’energia,di risparmio energetico,di sviluppo delle fonti energia,di risparmio energetico,di sviluppo delle fonti rinnovabili.rinnovabili.

La legge impone 3 verifiche al fine della certificazione energetica:

• Cd<Cdlim (Coefficiente di dispersione volumico dell’involucro)•• ηηg> g> ηηg g minmin (valore limite del rendimento globale medio stagionale nel (valore limite del rendimento globale medio stagionale nel

periodo di riscaldamento)periodo di riscaldamento)•• F.E.N.< F.E.N. lim (fabbisogno energetico normalizzato)F.E.N.< F.E.N. lim (fabbisogno energetico normalizzato)

RECAL 10 realizzato dall’ENEARECAL 10 realizzato dall’ENEA

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24

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19 20 21 22 23 40

FEN= Q / ((tiFEN= Q / ((ti--te) x N x V)te) x N x V)

Cd= P/(V x (tiCd= P/(V x (ti--te) ) te) )

ηηg= g= ηηp x p x ηηc xc xηηd x d x ηηee

Calcolo:Calcolo: Verifica:Verifica:

<FEN lim<FEN lim

<Cd <Cd limlim

≥≥ ηηg limg lim

QQ Energia primaria

Codice di Calcolo Recal 10

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19 20 21 22 23

Il Caso di studio Museo di arte contemporanea della città di CosenzaOggetto dello studioOggetto dello studio

Funzione del sistemaFunzione del sistema

UnitUnitàà funzionalefunzionale

Progettazione del Progettazione del museo di arte museo di arte

contemporaneacontemporanea

La struttura museale valutata nell’arco di vita assunto pari a200 anni200 anni.

Conservazione ed esposizione di diverse tipologie di espressioni di arte moderna.

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

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LCA Fase di costruzione-fine vita dei materiali

INVENTARIO:Definizione delle

Unità tecnologicheINVENTARIO:

Opere di manutenzioneConsumo di Energia termica Consumo di Energia elettrica

Analisi LCA totale

“PROGETTAZIONE

TRADIZIONALE”

LCA Fase di gestione ed uso

FASI DEL LAVORO SVOLTO

Valutazione del danno

PROPOSTE DI ECODESIGNVarianti ai materiali Varianti per risparmio

energetico

Analisi LCA totale

“PROGETTAZIONE

ECOCOMPATIBILE”

Progettazione Progettazione ecocompatibileecocompatibile

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

27

FASE DI COSTRUZIONE: materiali impiegati nella costruzione

123456789101112131415161718

19 20 21 22 23

STUDIO DEL SISTEMA: inventario dei materiali

FondazioniFondazioni

Partizioni verticaliPartizioni verticali

Vetro Strutturale Vetro Strutturale

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Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Partizioni interne orizzontaliPartizioni interne orizzontali Chiusura superiore orizzontaleChiusura superiore orizzontale

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

28

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Analisi con EPS 2000 – Progettazione Tradizionale

Pavimentazione

Solaio

InterpianoSolaio di

CoperturaMuratura

perimetrale

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che:Il danno totale da attribuire alla costruzione dell‘edificio vale 3.73E6Pt dovuto:

per il 32.39% a PavimentazionePavimentazioneper il 16.21% a

Solaio interpianoSolaio interpianoper il 9.91% a

Muratura perimetraleMuratura perimetrale,per il 9% a Solaio di Solaio di

copertura.copertura.

29

123456789101112131415161718

19 20 21 22 23

Analisi con EDIP 96 – Progettazione Tradizionale

Solaio interpiano

Solaio di copertura

Pavimentazione

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che:Il danno totale da attribuire alla costruzione dell‘edificio vale 2.53E5Pt dovuto: •per il 124.2% a Solaio di Solaio di coperturacopertura•per il 19.98% a PavimentazionePavimentazione•per il 19.01% a Serramenti esterniSerramenti esterni•per il 14.06% a Muratura Muratura perimetrale. perimetrale. •Inoltre si ha un danno evitato dovuto per il –49.81% a Solaio interpianoSolaio interpianodovuto al processo di riciclo del ferro

30

123456789101112131415161718

19 20 21 22 23

Analisi con Eco-Indicator99 – Progettazione Tradizionale

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Occupazione del

territorio

Solaio interpiano

Solaio di copertura

FASE

DI C

OST

RU

ZIO

NE

Valutazione

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che Il danno totale da attribuire alla

costruzione dell‘edificio vale 2.31E5 Pt dovuto

• 30.98% all’occupazione del territorio da parte dell’edificio• 26.02% a Solaio interpiano, • 13.67% al Solaio di copertura• 9.93% a Fondazione

31

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19 20 21 22 23

Analisi con Eco-Indicator99 – Progettazione Tradizionale

FASE

DI C

OST

RU

ZIO

NE

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Caratterizzazione

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

38% 37%

23%

Dall’analisi dei risultati della

valutazione si nota che Il danno totale

•per il 38.87% a EcosystemQuality•per il 37.88% a Resources•per il 23.25% a Human Health,

32

123456789101112131415161718

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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STUDIO DEL SISTEMA

Inventario delle energie primarie

Inventario delle opere di manutenzione

Vengono considerate le opere di

manutenzione nei 200 anni di vita dell’edificio

Calcolo delle Energie Primarie

Energia elettrica

Energia termica

FASE DI GESTIONE ED USO

33

Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che Il danno totale da attribuire alla

costruzione dell‘edificio e al suo uso vale 2.93E6 Pt dovuto• 43.85% Energia termica della caldaia•43.13% a Energia elettrica per l’illuminazione

Dall’analisi dei risultati della caratterizzazione si ha un consumo di risorse del 75% a Resources

123456789101112131415161718

19 20 21 22 23

Analisi con Eco-Indicator99 – Progettazione Tradizionale

FASE

DI G

ESTI

ON

E ED

USO

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Valutazione

Energia termica caldaia Energia elettrica

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

34

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19 20 21 22 23 40

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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ANALISI ENERGETICA

In Italia, ogni anno, complessivamente si consumano circa 180 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (tep), l’80%

delle quali importate.

L’Italia è una macchina che per funzionare consuma circa 6.800 litri

di petrolio al secondo

Ciascun italiano, in termini energetici, costa circa 10 litri di petrolio al giorno

Il settore edilizio incide per il 41% sul consumo

di energia in fase di costruzione ed uso

Fonti Eurima

Perdita di energia totale all’anno imputabile alle case

35

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19 20 21 22 23 40

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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PROPOSTA DI ECODESIGN : varianti per il risparmio energetico

Migliorare l’efficienza energetica del sistema edificio-impiantoObiettivo

Quantificazione energia dispersa attraverso le

strutture opache

Interventi sull’isolamento termico

36

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19 20 21 22 23

Scelta dei materiali eco-compatibili (proposta di Ecodesign)Interventi sull’isolamento termico

thermobase

fibra di vetro

sughero

CONFRONTOA parità di prestazioni

termiche

guaina poliolefinica

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

37

123456789101112131415161718

19 20 21 22 23

thermobase

sughero Danno evitato

Fibra di vetro

Sughero Danno evitato

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 39.8%.

LCA confronti a parità di trasmittanza

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

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38

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Metodo Eco-Indicator99 - Intonaci

L’intonaco che produce il danno massimo è l’intonaco in argilla per l’esterno con un punteggio pari a 1.55 Pt, seguito dall’intonaco per l’esterno con un punteggio pari a 0.418Pt, l’intonaco interno in calce con 0.209 Pt, l’intonaco in argilla per l’interno pari a 0.048Pt mentre l’intonaco in gesso produce un danno evitato pari a –0.0125Pt.

Scelte effettuate

Conclusioni:

Intonaco in argilla per interni

Intonaco in calce per l’esterno

Intonaco in gesso

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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39

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Intonaco in argilla per interni

Solaio laterocementizio

Isolante in sughero

Guaina poliolefinica

Intonaco in argilla per l’interno

Laterizi forati cm 8x12x24

Laterizi forati cm12x8x24

Isolante in sughero

Intonaco in calce per per esterno

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

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TRASMITTANZE

0.25W/m2K

0,34W/m2K

0.34W/m2K

0,68W/m2K

ECO ECO

40

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Progettazione Tradizionale e Progettazione ecocompatibile

guadagno dell’ 8% sulla sola fase di costruzione

TradizionaleEcocompatibile

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Scelta ImpiantiIntervento sull’impianto di riscaldamento

CONFRONTO TRA

Energia primaria richiesta dalla Pompa di Calore

Energia primaria richiesta dalla Caldaia

Analisi Eco-Indicator99

37%

caldaiaPdC

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Scelta tra fonti convenzionali di energia e fotovoltaico

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Energia di rete

Fotovoltaico

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Il generatore fotovoltaico alimenta direttamente il carico necessario al funzionamento della pompa di calore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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IPOTESI D’INSTALLAZIONE DEL FOTOVOLTAICO

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

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Il risparmio energetico dal museo originale al museo ecocompatibile

Progettazione ecompatibile con PdC e Fotovoltaico

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Progettazione tradizionale con caldaia

Progettazione ecocompatibile con caldaia

Progettazione ecocompatibile con pdc34%

11%24%

45

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Il risparmio energetico dal museo originale al museo ecocompatibile

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

Università degli Studi della Calabria – Facoltà di Ingegneria

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Tradizionale

VariantiEcocompatibile

EcocompatibileRiduzione

dell’impatto ambientale

34 %

46

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Un caso di Studio tecnologie costruttive in legno cemento

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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ProduzioneScarti di abete

riciclati

Cemento portland

Blocco muratura

Blocco solaio

Vantaggi

Materiale ecocompatibile

Risparmio energetico

Isolamento acustico

Inerzia termicaStruttura

antisismiche

Blocchi cassero ISOTEX

Realizzazione

Tempo di raffreddamento (h)

14Spessore calcestruzzo

334Peso parete non intonacata

88Peso dei blocchi (Kg/mq)

110Fabbisogno di calcestruzzo (l/mq)

57Isolamento acustico LSM (dB)

170

133Capacità di accum. del calore( W/hKmq)

0.65Coeff. del pas del calore (Wh/mqK)

20Portata ammissibile indicativa(t/m)

BloccoDII 25/14

Caratteristiche tecniche

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Un caso di Studio il blocco Isotex

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Il blocco oggetto di studio è il blocco cassero di

spessore 25 cm con 14 cm di calcestruzzo interno

utilizzabile per muratura armata

Muratura portante

Malattie respiratorie

(sost. Inorganiche)

Combustibili fossili

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Un caso di Studio il blocco Isotex

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Il blocco oggetto di studio èil blocco per la realizzazione

del solaio denominato “Solaio Sintesi” con uno spessore totale di 25 cm

Solaio Sintesi

Combustibili fossili

Malattie respiratorie

(sost. Inorganiche)

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Confronto Progettazione Ecodesign (Isotex) – Tradizionale sala congressi

Isotex

Tradizionale

Sala congressi

25%

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Riduzione dell’impatto ambientale

50

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Conclusioni tecnologia Isotex

Riducono l’impatto ambientale rispetto ad una parete tradizionale

in calcestruzzo armato.

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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I vantaggi blocchi casseroISOTEX

Soddisfano completamente in ogni loro aspetto le leggi

10/91

Riducono i tempi di realizzazione della

struttura

Risparmio energetico e comfort abitativo

Migliorano le caratteristiche termo-fisiche

Rispetto della bioedilizia

Realizzazione strutture

antisismiche

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Conclusioni

Tra la progettazione tradizionale e quella ecocompatibile otteniamo attraverso la valutazione con il metodo LCA, un guadagno sul danno ambientale del 34%

Dal Confronto:

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 25%.

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

Proposta: inserimento di un nuovo isolante termico, il sughero

22 23

Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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Grazie per la cortese attenzioneFINE

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Progettazione di una struttura museale secondo criteri di ecocompatibilità (metodo LCA)studente:mariolina pastore

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CONCLUSIONILa 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 34%;la progettazione ecocompatibile con pompa di calore confrontata con quella ecocompatibilecon caldaia raggiunge un guadagno del 10,7%;la progettazione ecocompatibile con pompa di calore e pannelli fotovoltaici confrontata con quella ecocompatibile con pompa di calore raggiunge una guadagno del 23,5%.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 51% 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 25% 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 [email protected]

Tel. 3473768759