Studente: GIORGIO ROSATI
Correlatore: PAOLO NERI
Correlatore: MARIA LITIDO
Referente: Prof. PLACIDO MUNAFÒ
OBIETTIVI DELLO STUDIO
 Gli elementi vetrati hanno una vita utile limitata,
obiettivo dello studio è ricercare una forma di
riutilizzo che sia effettivamente vantaggiosa dal punto
di vista dell’impatto ambientale.
 Mediante prove di laboratorio stabilire l’effettiva
possibilità di progettare fine vita diversi da quelli
correntemente realizzati.
 Eseguita un’analisi di mercato delle tipologie di
elementi commercializzati si intende realizzare un
confronto tra gli stessi in merito all’impatto
ambientale prodotto nel corso dell’intero ciclo di vita.
ORGANIZZAZIONE DEL LAVORO
ESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIO
1.
2.
3.
4.
5.
Sviluppo di una metodologia operativa di smantellamento dei
manufatti ordinari e separazione delle componenti
fondamentali
Monitoraggio dello stato di degrado del deposito sottoposto a
diverse condizioni ambientali (diverse tipologie di ambienti
aggressivi).
Determinazioni delle prestazioni fisiche dell’elemento
deteriorato.
Progettazione (qualora si evidenziasse la fattibilità del punto 1)
di una metodologia di riutilizzo dell’elemento.
Determinazione di un processo di controllo di qualità
dell’elemento al termine della vita utile del manufatto
vetrocamera.
ESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIO
PROVA n. 1
Procedure per separare un vetrocamera nelle sue componenti essenziali.
Dovranno però essere speditive, non distruttive e semplici da realizzare.
Metodologie adottate:
1. taglio meccanico
2. riscaldamento in acqua e taglio meccanico
3. riscaldamento in acqua con ausilio di ultrasuoni e taglio meccanico
4. acido acetico e taglio meccanico
METODOLOGIA 1: taglio meccanico
METODOLOGIA 2: riscaldamento in
acqua e taglio meccanico
ESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIO
GIORNO 4
1
2
3
Panel A3
2000
0
Panel A3
20
0
Day 4
61
5924
2465
2629
Day 3
0,0825483
35,774155
36,988312
46,014973
40
Day 2
14799
6085271
5722890
7679784
60
Day 1
17927688
17010244
15472158
16689750
4000
Day 4
Number of
whi te dots
Day 3
Percentua l
of dots
6000
Day 2
Day 1
Day 2
Day 3
Day 4
Number of
pi xel s
whi te-dot
Number of white
dots
Panel A3
Number of
pi xel s
(tota l )
Panel A3-%
Percentual of dots
Panel A3-W.D.
CARATTERISTICHE RISCONTRATE
Day 1
PROVA n. 2
ESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIO
PROVA n. 3
TEST SPETTROFOTOMETRO UV-VISIBILE
INFRAROSSO
Dall’analisi degli spettri di assorbimento si nota come il vetro deteriorato presenti le
medesime proprietà nell’UV visibile, diventando invece molto meno riflettente nel
lontano infrarosso.
ESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIO
PROVA n. 4
Metodologia di riutilizzo dell’elemento:
1. smontaggio dell’elemento con tecnica TAGLIO MANUALE
2. rimozione del profilo distanziatore
3. asportazione dei sali disidratanti
4. effettuazione di un ciclo di riscaldamento per i Sali (5 0re a 300°)
5. raschiatura del vetro nelle zone a contatto con i sigillanti
6. riassemblaggio del manufatto (metodologia tradizionale)
PROVA n. 5
Metodologia controllo qualità:
• Controllo ottico del vetro con deposito e nel caso fossero presenti
macchie di grandezza superiore a 0,5 mm sostituire l’elemento.
ORGANIZZAZIONE DEL LAVORO
LCA
 Analisi dettagliata dei componenti costitutivi
degli elementi vetrati
 Confronto tra gli impatti ambientali prodotti
dalle varie soluzioni presenti nel mercato
 Analisi di sensibilità su un manufatto
particolarmente rappresentativo al variare di
alcune caratteristiche costitutive
LCA
I CAMPIONI DA STUDIARE
Campioni derivanti dalla ricerca di mercato, rappresentano una completa sintesi
dell’offerta. Ci sono anche elementi che sebbene poco venduti a causa della recente
introduzione sul mercato potrebbero essere invece largamente utilizzati in futuro.
UNI E N 10077-01 2007
T elaio in legno-pvc (U W=2,4-1,8)
campione 1
campione 2
campione 3
campione 4-A
campione 4-B
campione 5-A
campione 5-B
campione 6-A
campione 6-B
campione 7-A
campione 7-B
campione 8
campione 9
campione 10
campione 11
campione 12
campione 13
S imbolo
s
Uvetro
g
Utela io
Uinfisso
Ψg
S ignificato
S pes s ori
Unità di mis ura
Vetro chiaro clas s ico
Vetro piano L ow-E HAR D C O AT
Vetro piano controllo s olare HAR D C O AT
Vetrocamera clas s ico aria
Vetrocamera clas s ico aria
Vetrocamera L ow-E S O F T C O AT aria
Vetrocamera L ow-E S O F T C O AT aria
Vetrocamera L ow-E S O F T C O AT argon
Vetrocamera L ow-E S O F T C O AT argon
T riplo vetro doppio L ow-E S O F T C O AT argon
T riplo vetro doppio L ow-E S O F T C O AT argon
Vetrocamera controllo s olare S O F T C O AT aria
Vetrocamera comfort 4 s tagioni argon
Aerogel
D is tanz iatore termoplas tico + L ow-E S O F T C O AT argon
Vacuum
Heat Mirror
[mm]
4
4
4
4-12-4
4-12-4
4-12-4
4-12-4
4-12-4
4-12-4
4-12-4-12-4
4-12-4-12-4
4-12-4
4-12-4
4-12-4
4-12-4
3-0,2-3
6-12,7-12,7-6
tras mittanz a termica vetro
[W/m 2 *K ]
5,8
3,7
5,7
2,9
2,9
1,7
1,7
1,4
1,4
0,7
0,7
2,8
1,3
0,44
1,4
1,2
0,727
F attore s olare
0÷1
0,85
0,74
0,56
0,76
0,76
0,63
0,63
0,63
0,63
0,6
0,6
0,47
0,42
0,45
0,63
0,5
0,3
tras mittanz a termica telaio
[W/m 2 *K ]
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
tras mittanz a termica infis s o
[W/m 2 *K ]
5,396322972
3,650322972
5,313180115
2,985180115
2,841916693
1,987465829
1,844202407
1,738037258
1,594773836
1,156037258
1,012773836
2,902037258
1,654894401
0,939865829
1,547019362
1,571751544
1,178485829
tras mittanz a termica lineare
[W/m*K ]
0,068
0,068
0,068
0,068
0,032
0,068
0,032
0,068
0,032
0,068
0,032
0,068
0,068
0,068
0,02
0,068
0,068
LCA
IL SERRAMENTO (IL SISTEMA)
 Per effettuare il calcolo del fabbisogno energetico di un vetro, in base alla
norma UNI 10077-1 del 2007, non si può prescindere dalle caratteristiche del
telaio, come evidenziato dalla seguente formula:
 Di conseguenza si è utilizzato il telaio in legno presente nella banca dati
EcoInvent per la parte relativa alla tecnologia costruttiva, e per la trasmittanza
termica, mentre le informazioni mancanti (permeabilità all’aria) sono state
tratte dalle schede tecniche della ditta Cormo soc. Coop telaio S1.
 Il serramento ha un’area di 1,5 m2, con 1 m2 di superficie vetrata e 0,5 m2 di
telaio, è posto ad Ancona ed è rivolto verso Sud, per 30 anni. Il pannello vetrato
è il campione 6-A.
La Metodologia LCA
OBIETTIVO
UNITA’ FUNZIONALE
FUNZIONE DEL SISTEMA
CONFINI DEL SISTEMA
ISO 14040
ENERGIE
INVENTARIO
MATERIALI
ISO 14040
EMISSIONI E RISORSE
PROCESSI
Competenze: INGEGNERIA,
ECONOMIA, FISICA, SC.
AMBIENTALI, SC. NATURALI,
BIOLOGIA, ARCHITETTURA,
CHIMICA, MEDICINA, STORIA,
VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE ISO 14044
CLASSIFICAZIONE
CARATTERIZZAZIONE
DAMAGE
ASSESMENT
NORMALIZZAZIONE
ANALISI DI SENSIBILITÀ E VALUTAZIONE DEI MIGLIORAMENTI ISO 14044
VALUTAZIONE
DEL DANNO
LCA
IL CODICE DI CALCOLO SIMAPRO
LCA COME PROCESSO
Resources
Processing
Material
INPUT
Energy
Transport
OUTPUT
DISPOSAL
LCA
Metodi di Calcolo
Caratterizzazione, damage
assessment,
normalizzazione, valutazione
•Emission to air
•Emission to water
•Emission to soil
•Final waste flow
•Non material emis
•Social issues
•Economic issues
Waste
Treatment
LCA
I METODI DI VALUTAZIONE UTILIZZATI
Eco-Indicator 99
Paesi bassi
Impact 2002+
Svizzera
EPS 2000
Svezia
EDIP 2003
Danimarca
IPCC 100A 2007
•Sviluppatore: Prè su commissione del Min.Ambiente olandese
•Uno dei più diffusi a livello europeo
• Valutazione attraverso un valore sintetico, basato su 3 categorie di danno a
loro volta ripartite in categorie di impatto(approccio endpoint)organizza
le informazioni semplifica l’interpretazione dei risultati
• Sviluppatore: Swiss Federal Institute of Technology
• Valutazione: Il metodo è l’evoluzione di EcoIndicator 99. Ne differisce
soprattutto per la categoria Climate Change (in Kg CO2 eq).
• Le unità di misura degli indicatori scaturiscono dal confronto con sostanze
di riferimento (sostanze equivalenti)
•Sviluppatore: Swedish Environmental Research Institute
•Valutazione del danno in termini di “disponibilità a pagare”.
• L’unità di misura del danno complessivo è l’ELU (Environmental Load Unit)
che restituisce direttamente il valore monetario del danno
•Sviluppatore: governo danese in collaborazione con imprese private
•Valutazione: approccio midpoint (si basa su categorie di impatto
disaggregate, anche se sommabili con unità di misura Pt). Le risorse vengono
trattate in un metodo a sé stante (EDIP 97 Only Resources)
Sviluppatore: international panel of climate change (sede in Svizzera)
Valutazione: comprende solo fattori di caratterizzazione per il
potenziale di riscaldamento globale diretto emessi in aria.
LCA
IL CASO DI STUDIO
Obiettivi dello studio
Confini del sistema
Unità funzionale
Valutazione del danno ambientale
prodotto dal campione 6-A
LCA “Cradle to Grave”: dall’estrazione
delle materie prime alla produzione
del prodotto, all’uso che del prodotto
viene fatto, e alla dismissione
1,5 m2 di infisso per 30 anni
Qualità dei dati
Alcuni dati sono tratti dalla banca dati
EcoInvent (dati generici), altri sono
dati specifici.
Metodi
Tutti i 5 metodi modificati dal gruppo
di studio
Processi
Alcuni processi sono stati creati, altri
sono stati tratti da banca dati
LCA
I PARAMETRI
La necessità di
dover cambiare
le
caratteristiche
fisiche dei
serramenti per
poter creare i
diversi
elementi da
confrontare ha
fatto si che fin
dall’inizio si sia
fatto largo uso
dei parametri.
LCA
INVENTARIO
Elemento vetrato
Produzione
Telaio
Trasporti
Manutenzione
Consumo energetico vetro
Fase d’uso
Consumo energetico telaio
Consumo energetico contatto vetro telaio
Rigenerazione zeolite
Fine vita
Smaltimento vetro
Smaltimento telaio
Estiva
Invernale
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
Invernale
Estiva
Energia trasmissione
Energia Irraggiamento
Consumo energetico del solo vetro
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
Ug*Sg*GG*Tw*a
Ug*Sg*DT*Gs*Ts*a
-hu*Fs*Fc*Ff*Itw*g*Sg*a
hu*Fs*Fc*Ff*Its*g*Sg*a
Wh
Energia termica invernale teorica del
vetro:Trasmittanza: 2,9W/m2K (valore standard per
doppio vetro chiaro)Gradi giorno Ancona:
1688KTempo di riscaldamento giornaliero
(Twin):16hEti(annuale)=2.9[W/m2K]*1[m2]*1688[K]*
16[h]=7,8323E4WhEti=2.9[W/m2K]*1[m2]*1688[K]*
16[h]*30[a]=2,3497E6Wh(UNI EN 832 paragrafo 5.1)
Wh
Energia termica estiva teorica del vetro:La massa
superficiale
vale:2500[kg/m3]*0.006[m]*3=45kg/m2<100kg(siste
ma vetrata più sfavorevole, triplo vetro da 6mm)dati
teorici:DT=30,1-26=4,1KTemax=30,1°C
Wh
Irraggiamento solare invernaleQirr-win(annuale) = hu*Fs*Fc*Ff*Itw*g*Sg, con hu*Fs*Fc*Ff=fattore
correttivo =0,45g=0,76 (fattore solare=rapporto tra
calore entrante e incidente)Sg=1m2 (area vetrata
visibile)Irraggiamento solare medio invernale
Itw:4536,4*15+3488,3*30+2956,0*30+3639,6*30+43
85,3*30+5052,2*15=5,7791E5 Wh/m2(Dato ricavato
dall'atlante italiano della radiazione solare, calcolato
con UNI 8477/1 per un elemento posto ad Ancona in
posizione verticale e diretto verso sud, azimut 0°,
coefficiente di radiazione del sulo 1, computando i
mesi di Novembre Dicembre GenQirr-win(totale)=hu*Fs*Fc*Ff*Itw*g*Sg*a=-5,929E6Wh
Wh
Irraggiamento solare estivoQirr-sum(annuale) =
hu*Fs*Fc*Ff*Its*g*Sg, con hu*Fs*Fc*Ff=fattore
correttivo =0,45g=0.76 (fattore solare=rapporto tra
calore entrante e incidente)Sg=1m2 (area vetrata
visibile)Its:5208,2*15+5301,7 *30+5399,0
*30+5244,3 *30+5059,5*15=6,3237E5 Wh/m2(Dato
ricavato dall'atlante italiano della radiazione solare,
calcolato con UNI 8477/1 per un elemento posto ad
Ancona in posizione verticale e diretto verso sud,
azimut 0°, coefficiente di radiazione del suolo 1,
computando i mesi di Giugno Luglio AgostoQirrwin(totale)=hu*Fs*Fc*Ff*Its*g*Sg*a=6,488E6Wh
Estiva
Invernale
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
Invernale
Estiva
Energia trasmissione
Energia Permeabilità
Consumo energetico del contatto vetro-telaio
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
F*P*GG*Tw*a
F*P*DT*Gs*Ts*a
mw*cp*GG*c*a/3,6
ms*cp*DT*Gs*c*a/3,6
Wh
Energia termica invernale teorica trasmessa nel
contatto tra vetro e telaio:trasmittanza lineare vetrotelaio: 0.05-0.11W/m°K da moltiplicare per il
perimetro visibile del vetro: 4mGradi giorno Ancona:
1688KTempo di riscaldamento giornaliero
(Twin):16hEti(annuale)=0.068[W/mK]*4[m]*1688[K]*
16[h]=7346,18WhEti=0.068[W/mK]*4[m]*1688[K]*1
6[h]*30[a]=2,2039E5Wh(UNI EN 832 paragrafo 5.1)
Wh
Energia termica estiva teorica trasmessa nel
contatto tra vetro e
telaio:2500[kg/m3]*0.04[m]*2=20kg/m2<100kgdati
teorici:Quella giusta è questaDT=30,126=4,1KTemax=30,1°C(Dati presi dal software PAN)
Wh
Permeabilità invernaleQperm-win= mw*cp*GG*c,
dove GG=1688°Kmw=massa d'aria=ro*per*Tw*Sw
ro=densità=1kg/m3S=superficie=2m2p=coefficiente
di permeabilità=0,5 m3/hm2 (2 vetri di classe A2 dati da
termotecnica)mw=1[kg/m3]*1,67[m3/hm2]*16[h]*2[
m2]= 53,4kg cp=1,013 kJ/kg°K e c=coefficiente
riduttivo=0,162Qpermwin(totale)=ro*p*Tw*Sw*cp*GG*c*a=4,4410E5kJ=1,
2336E5Wh
Wh
Permeabilità estivaDT=30,126=4,1KTemax=30,1°C(Dati presi dal software
PAN)Ti=26°C(Da normativa)ms=massa
d'aria=ro*per*Ts*S
ro=densità=1kg/m3S=superficie=2m2p=coefficiente
di permeabilità=0,5 m3/hm2 (2 vetri di classe A2 dati da
termotecnica)ms=1[kg/m3]*1,67[m3/hm2]*10[h]*2[m
2]= 33,4kg cp=1,013 kJ/kg°K e c=coefficiente
riduttivo=0,162Qpermsum(totale)=ro*p*Ts*Sw*cp*DT*Gs*c*a=62024,4kJ=
17229Wh
Estiva
Invernale
Energia climatizzazione
Consumo energetico del telaio
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
Heat, natural gas,
at boiler
condensing
modulating
<100kW/RER U
Uf*Sf*GG*Tw*a
Uf*Sf*DTeq*Gs*Ts*a
Wh
Energia termica invernale teorica del
telaio:Trasmittanza: 1.5W/m2KGradi giorno Ancona:
1688KTempo di riscaldamento giornaliero
(Twin):16hEti(annuale)=1,5[W/m2K]*1[m2]*1688[K]*
16[h]=4,0512E4WhEti=1,5[W/m2K]*1[m2]*1688[K]*
16[h]*30[a]=1,2154E6Wh(UNI EN 832 paragrafo 5.1)
Wh
Energia termica estiva teorica del telaio:La massa
superficiale vale:500
kg/m3*0.05m=25kg/m2<100kgdati
teorici:Temax=30,1°C(Dati presi dal software
PAN)Temin=24,6(Dati presi dal software
PAN)Ti=26°C(Da normativa)escursione termica:
30,1[°C]-24,6[°C]=5,5Kdifferenza Tmax esterna Tint=30,1-26=4,1KDTeq=26,3 (Ovest)(tabella per
determinazione DTeq)Correzione:-1,25(tabella
correzione DteqDTeq.corretta=26,31,25=25,05°CEte(annuale)=1,5[w/m2k]*1[m2]*25,05[
K]*10[h]*92[g]=34569WhEte=1,5[w/m2k]*1[m2]*25,
05[K]*10[h]*92[g]*30[a]=1,0371E6Wh(termici)
LCA
RISULTATI CON I 5 METODI DI VALUTAZIONE
Grafico del single score ottenuto con EDIP
EPS 2000
2003
Grafico
del singlecon
score
ottenuto
con
Grafico del single
score ottenuto
Eco-Indicator
Impact
2002+
99IPCC 100a 2007
LCA
RISULTATI CON I 5 METODI DI VALUTAZIONE - CONCLUSIONI
Dall’analisi dei risultati si nota che:
•con tutti i Metodi il danno massimo è dovuto all’esaurimento delle
risorse.
•Con tutti i Metodi ad esclusione di EDIP 2003 il processo che
produce il danno massimo è l’energia dovuta al fabbisogno invernale a
causa della trasmissione nel vetro. Con EDIP 2003 diventa più
impattante la produzione del telaio.
•Con IPCC il danno vale 996,04677 kg CO2 eq. Il processo che
produce il danno massimo è quello del fabbisogno invernale dovuto al
vetro e alla trasmissione del calore.
LCA
IL PROCESSO DIVISO PER FASI (RISULTATI)
Grafico del single score ottenuto con EDIP
Eco-Indicator
2003
99
Dall’analisi dei risultati si nota che:
•Con tutti i Metodi il danno massimo è quello dovuto alla fase di uso.
Con EDIP 2003 il danno della fase di produzione si avvicina, però, a
quella di uso a causa del peso minore dato dal Metodo modificato alla
valutazione di risorse e combustibili fossili. La fase di produzione
produce un danno la cui percentuale varia da un minimo di 8.9% con
IPCC 100a 2007 ad un massimo del 42.24% con EDIP 2003.
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (1)
CONFRONTO SU QUANTITÀ DI VETRO DA RIFIUTI (0%-50%) NELLA
PRODUZIONE DEL VETRO
Confronto eseguito con Impact 2002+. L’elemento a sinistra rappresenta il campione 6-A in cui il vetro è
prodotto con il 50% in peso di macinato di vetro, mentre l’elemento a destra è il campione 6-A
realizzato con vetri prodotti da materie prime vergini. Il danno ambientale vale rispettivamente 0,25771
Pt contro 0,25795 Pt.
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (2)
IL TIPO DI GAS DI RIEMPIMENTO (ARIA, ARGON O VUOTO)
Confronto eseguito con Impact 2002+. L’elemento a sinistra rappresenta il danno ambientale prodotto
dal campione 5-A (vetrocamera doppio in cui il gas basso emissivo è aria), l’elemento al centro
rappresenta il danno ambientale prodotto dal campione 6-A (vetrocamera doppio in cui il gas basso
emissivo è argon), l’elemento a destra rappresenta il danno ambientale prodotto dal campione 12 vetro
evacuato (vetrocamera doppio in cui la camera interna è posta a bassa pressione). Il danno ambientale
vale rispettivamente 0,27469 Pt, 0,25795 Pt, 0,24686 Pt.
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (3)
IL MATERIALE CHE COSTITUISCE IL PROFILO DISTANZIATORE (AL,
POLIPROPILENE O POLIISOBUTILENE)
Confronto eseguito con Impact 2002+. L’elemento a sinistra rappresenta il danno ambientale prodotto
dal campione 6-A (vetrocamera doppio il cui profilo distanziatore è realizzato in alluminio), l’elemento
al centro rappresenta il danno ambientale prodotto dal campione 6-B (vetrocamera doppio il cui profilo
distanziatore è realizzato in polimero acciaio), l’elemento a destra rappresenta il danno ambientale
prodotto dal campione 11 distanziatore trmoplastico (vetrocamera doppio il cui profilo distanziatore è
realizzato in materiale polimerico). Il danno ambientale vale rispettivamente 0, 25799 Pt, 0,2494 Pt,
0,2469 Pt.
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (4)
IL MATERIALE DEL DEPOSITO (TIN-AG-TIN, IN2O3 E TIO2)
Confronto eseguito con Impact 2002+. Il primo vetrocamera presenta un deposito basso emissivo hardcoat (realizzato con Triossido di Indio), il secondo un deposito a controllo solare hard-coat (realizzato
con dissido di Titanio), il terzo presenta un deposito basso emissivo soft-coat (realizzato con due strati
di Nitruro di Titanio tra cui è stato interposto uno strato di Argento) e il quarto un deposito a controllo
solare soft-coat (realizzato con dissido di Titanio). Il danno ambientale vale rispettivamente 0,3794 Pt,
0,47815 Pt, 0,2469 Pt, 0,32843 Pt.
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (5)
IL NUMERO DI VETRI (VETRO SINGOLO, DOPPIO, TRIPLO)
Confronto eseguito con Impact 2002+. Confronto tra gli impatti prodotti dai cicli di vita di un
serramento con vetro singolo, con vetro doppio e con vetro triplo.
Il danno ambientale vale rispettivamente 0,50246 Pt, 0,34439 Pt, 0,29231 Pt.
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (6)
IL MATERIALE POLIMERICO INTERPOSTO CHE SOSTITUISCE IL VETRO
DI MEZZO
Confronto eseguito con Impact 2002+. Confronto tra un serramento con triplo vetrocamera basso
emissivo (due camere d’aria) ed un serramento con vetrocamera composto da due vetri piani all’interno
dei quali viene interposto un sottile foglio realizzato in materiale polimerico, che quindi va a formare
due camere d’aria con i due vetri di cui prima. Il danno ambientale vale rispettivamente 0,50246 Pt,
0,23145 Pt, 0,20852 Pt.
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (7)
ANALISI SCENARI FINE VITA
Sono stati analizzati quattro possibili scenari di fine vita:
1. Lo scenari correntemente realizzato, nessun genere
di riciclaggio (difficoltà separazione componenti),
nessun genere di rigenerazione
2. Riciclaggio di alcune delle componenti, nessun
genere di rigenerazione
3. Riciclaggio di alcune delle componenti,
rigenerazione del vetrocamera senza rigenerazione
dei setacci molecolari
4. Riciclaggio di alcune delle componenti,
rigenerazione completa del vetrocamera (fine vita
più virtuoso)
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (8)
OPERAZIONE DA EFFETTUARE SUL VETRO DOPO 15 ANNI
(SOSTITUZIONE O RIGENERAZIONE)
Confronto eseguito con Impact 2002. Confronto tra lo stesso serramento con vetrocamera, sottoposto
però a diverse operazioni allo scadere dei 15 anni di vita. Il vetrocamera del primo serramento viene
infatti rigenerato, mentre il secondo no. Il danno ambientale vale rispettivamente 0,25795 Pt, 0,23145
Pt, 0,2661 Pt.
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (9)
OPERAZIONE DA EFFETTUARE SUL SERRAMENTO AL FINE VITA CIOÈ A
30 ANNI (RICICLO O SMALTIMENTO IN DISCARICA)
Confronto eseguito con Impact 2002. confronto tra lo stesso serramento con vetrocamera, sottoposto però a diverse
operazioni allo scadere dei 30 anni di vita. Per il primo vetrocamera viene effettuato il riciclo così come proposto dalla
banca dati EcoInvent, per il secondo viene effettuato un riciclo in cui viene considerato come fonte di impatto
ambientale solo la raccolta (allocando l’impatto relativo alla produzione del vetro riciclato al ciclo di vita del nuovo
vetro), nel terzo caso si valuta invece la dismissione in discarica con I relativi trasporti. Il danno ambientale vale
rispettivamente 0,25795 Pt, 0,25347 Pt, 0,25382 Pt.
LCA
ANALISI DI SENSIBILITÀ (10)
CONFRONTO CON IMPACT 2002 DEI PROCESSI A PARITÀ DI
VARIABILE.
Confronto eseguito con Impact 2002. L’elemento che produce l’impatto ambientale più rilevante è il
campione 1 (vetro singolo) con 0.503375 Pti mentre l’impatto minimo è generato da campione 13 (Heat
Mirror) con 0.203184 Pti.
LCA
ANALISI DEI COSTI INTERNI E DEI COSTI ESTERNI
Metodo
Human
Health
EPS [ELU]
Eco-indicator 99
[€]
Costi interni [€]
129.39
13.623
Ecosystem
production
capacity
58.204
-
Abiotic stock
resource /
Resources
416.39
27.154
Biodiversity /
Ecosystem
Quality
1.7013
0.26448
Totale [€]
605.69
41.04148
255.7
Dall’analisi dei risultati si nota che:
•i due metodi generano due valori di costo che differiscono di un fattore 15
•Il costo interno è il 42.22% del costo esterno calcolato con EPS
LCA
ESECUZIONE DELLA VALUTAZIONE DELL’IMPATTO AMBIENTALE CON
METODI MODIFICATI
A tutti i Metodi considerati sopra, tranne IPCC, sono state apportate modifiche e
aggiornamenti da parte degli autori stessi (aggiornamento 2011). Risultato esecuzione
della valuazione:
•Dal confronto con il risultato ottenuto con la precedente versione di Eco-Indicator si
nota che il danno totale aumenta (da 0.25885 Pt a 0,29232306Pt) ma la percentuale tra
le diverse fasi cambia di poco.
•Dal confronto con il risultato ottenuto con la precedente versione di Impact si nota
che il danno totale risulta pressoché uguale (passa da 0.25795 Pt a 0.26533 Pt), la
percentuale tra le diverse fasi è costante.
•Dal confronto con il risultato ottenuto con la precedente versione di EPS si nota che il
danno totale risulta simile (diminuisce da 553.31 Pt a 608.9 Pt), la percentuale tra le
diverse fasi è costante.
•Dal confronto con il risultato ottenuto con la precedente versione di EDIP si nota che
il danno totale aumenta da 5,7492 Pt a 9.9692 Pt, La fase di produzione diventa il
69.54% a scapito di quella di uso. Il Global warming rimane costante. L’aumento del
danno totale è dovuto soprattutto a Resources a causa del cambiamento di alcuni
coefficienti della normalizzazione e della valutazione.
LCA
ESECUZIONE DELLA VALUTAZIONE DELL’IMPATTO AMBIENTALE CON
METODI MODIFICATI
Si vuole tenere conto del fatto che il legno non può essere considerato come una risorsa
inesauribile. In realtà nel periodo del suo ciclo produttivo il legno deve essere
considerato esauribile: sono necessari almeno 30 anni perché il legno si riproduca a
meno che non si aumentino le foreste certificate (riducendo quelle vergini) e non si
consideri anche il legno che si ottiene dalla potatura dei boschi naturali. Il consumo di
legno è stimato essere di 0.6 m3/anno pers.
L‘indicatore Wood
E’ stato modificato il Metodo IMPACT (IMPACT 2002+260611 wood (20 anni) 230711)
introducendo nella caratterizzazione la categoria di impatto Wood con tutte le
substances che contengono Wood esclusi i legni particolari (con fattore 1). Nel damage
assessment si è introdotta la categoria di danno Wood (con fattore 1). Nella
normalizzazione si è usato il fattore (1/0.6)=1.6667, Nella valutazione il fattore è
1/30=0.0333 per tenere conto che l’esaurimento del legno dura 30 anni se ottenuto da
foreste certificate.
Ricercaforestale (Il consumo e la produzione del legno)
LCA
IL FOGLIO DI CALCOLO
A partire dai risultati del calcolo del campione 6-A si è voluto impostare un foglio di
calcolo che consenta di ottenere con buona approssimazione la valutazione
dell’impatto ambientale di una diversa tipologia di superficie vetrata.
Le variabili del sistema sono (Input):
•Area del vetro
•Area del telaio
•Area del serramento
•Perimetro del vetro
•Trasmittanza del vetro
•Trasmittanza del telaio
•Fattore solare
•Coefficiente di permeabilità dell’infisso
•Tempo di vita del serramento
Le risultati de foglio sono (Output):
•Human Health
•Ecosystem Quality
•Climate change
•Resources
•Radioactive waste
•Danno totale
•Costo esterno
Campione 6-A
1°soluzione
Ecosystem
Area totale
Human
Quality
Climate change
Resources MJ Radioactive
Danno totale Costo esterno
m2
Health DALY PDF*m2*yr
kgCO2eq
primary
waste kg
Pt
ELU
1,50000E+00 2,33790E-04 1,08980E+02
9,26940E+02 1,75480E+04 7,94110E-03 2,57080E-01 6,04760E+02
2°soluzione
Area
Tempo di vita
Ecosystem
Area del vetro Area del
serramento
Trasmittanza Trasmittanza
del serramento Human
Quality
Climate change Resources MJ Radioactive
Costo esterno
m2
telaio m2
m2
Perimetro vetro m vetro W/m2K telaio W/m2K Fattore solare Permeabilità anni
Health DALY PDF*m2*yr
kgCO2eq
primary
waste kg
Danno totale Pt ELU
1,00000E+00 5,00000E-01 1,50000E+00
4,00000E+00 1,40000E+00 1,50000E+00 6,30000E-01 1,67000E+00
3,00000E+01 2,33959E-04
1,08979E+02
9,26942E+02
1,75476E+04
7,94114E-03
2,57942E-01
6,05690E+02
CONCLUSIONI GENERALI (1)
Dallo studio effettuato si possono trarre le seguenti conclusioni generali:
1. La metodologia del taglio meccanico risulta funzionale allo smontaggio dei manufatti.
2. Il controllo di qualità dei vetri con deposito consta nella ricerca di punti bianche più
grandi di 0,2mm
3. I processi rappresentativi dei campioni studiati sono stati costruiti usando lo
strumento dei parametri previsto da SimaPro. I parametri costituiscono gli input del
sistema di cui interessa la variabilità.
4. Con tutti i Metodi il danno massimo è dovuto all’esaurimento delle risorse.
5. Con tutti i Metodi ad esclusione di EDIP 2003 il processo che produce il danno
massimo è l’energia dovuta al fabbisogno invernale a causa della trasmissione nel vetro.
Con EDIP 2003 diventa più impattante la produzione del telaio.
6. Con tutti i Metodi il danno massimo è quello dovuto alla fase di uso. Con EDIP 2003 il
danno della fase di produzione si avvicina a quella di uso a causa del peso minore dato
dal Metodo modificato alla valutazione di risorse e combustibili fossili. La fase di
produzione produce un danno la cui percentuale varia da un minimo di 8.9% con IPCC
100a 2007 ad un massimo del 42.24% con EDIP 2003.
7. Elementi prestazionalmente più validi si rivelano in generale meno impattanti rispetto
a elementi a prestazioni più contenute.
8. L’elemento che produce l’impatto ambientale più rilevante è il campione 1 (vetro
singolo) con 0.503375 Pti mentre l’impatto minimo è generato da campione 13 (Heat
Mirror) con 0.203184 Pti.
9. il vetro vergine produce un danno maggiore dell’11,82% di quello prodotto da vetro
riciclato al 50% (rapporto calcolato sul solo vetro e non sull’intero serramento).
10. Tra i diversi tipi di riempimento quello che produce il danno minimo è aria a bassa
densità (vetro evacuato).
LCA
CONCLUSIONI GENERALI (2)
11. I depositi a controllo solare quelli (entrambi costituiti da TiO2 con diverso spessore)
producono lo stesso impatto ambientale. Il deposito basso emissivo soft ottenuto con
TiN-Ag-TiN produce un danno leggermente superiore a quello dei due depositi
precedentemente considerati. Il deposito basso emissivo hard ottenuto con In2O3
produce un danno superiore a quello dei tre depositi precedentemente considerati.
12. La minore trasmittanza ottenuta aumentando il numero di vetri diminuisce il consumo
energetico dovuto alla trasmissione del calore.
13. La separazione in materiale polimerico riduce il consumo di energia termica durante la
fase d’uso. Ciò è dovuto al fatto che migliora la resistenza alla trasmissione del calore e
diminuisce il fattore solare.
14. La rigenerazione produce un impatto minore del 3,06% di quello della sostituzione
(rapporto calcolato sul solo vetro e non sull’intero serramento).
15. Il danno del riciclo è minore del 23.74% del danno della discarica (rapporto calcolato
sul solo vetro e non sull’intero serramento).
16. L’introduzione dell’indicatore Wood nel Metodo IMPACT per tenere conto del legame
che la rinnovabilità del legno ha con il tempo, aumenta il danno dovuto al legno
massello e riduce il vantaggio rispetto al legno riciclato.
LCA
CONCLUSIONI GENERALI (3)
17. La modifica ai Metodi fatta durante lo svolgimento del presente lavoro e che in pratica
tende ad uniformare il criterio di IPCC 2007 usato per calcolare il Global warming,
non produce sostanziali cambiamenti nei risultati ottenuti. Anche l’introduzione della
categoria di impatto Wood, produce un danno piccolo. Invece il cambiamento dei
coefficienti di normalizzazione di Eco-indicator 99 proposto dagli autori del Metodo,
l’introduzione dei nuovi materiali in EDIP con un unico fattore di valutazione che
preveda la riduzione del 5% dei consumi, producono un aumento di danno sensibile.
18. Il foglio di calcolo permette di calcolare, con buona approssimazione, il danno
rappresentato da 7 indicatori ambientali al variare di alcune variabili scelte in base a
relazioni semplici tra l’unità funzionale del processo principale e l’Unità Funzionale dei
sottoprocessi che lo compongono.
19. I due metodi per il calcolo dei costi esterni generano due valori di costo esterno che
differiscono di un fattore 15
20. Il costo interno è il 42.22% del costo esterno calcolato con EPS.
GRAZIE PER L’ATTENZIONE