UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PERUGIA
Facoltà di Ingegneria
IL CONTRIBUTO DELL’ANALISI DEL CICLO
DI VITA (LCA) ALLA PROGETTAZIONE
DI EDIFICI SOSTENIBILI
Perugia, mercoledì 5 ottobre 2011
Corso di Pianificazione Energetica
a.a. 2011-12
ing. Giorgio Baldinelli
•Life Cycle Assessment (LCA) is a structured, comprehensive and internationally
standardized method. It quantifies all relevant emissions and resources consumed and
the related environmental and health impacts and resource depletion issues that are
associated with any goods or services (“products”).
•About Life Cycle Assessment (LCA)
•Life Cycle Assessment takes into account a product’s full life cycle: from
the extraction of resources, through production, use, and recycling, up to
the disposal of remaining waste. Critically, LCA studies thereby help to
avoid resolving one environmental problem while creating others: this
unwanted “shifting of burdens" is where you reduce the environmental
impact at one point in the life cycle, only to increase it at another point.
Therefore, LCA helps to avoid, for example, causing waste-related issues
while improving production technologies, increasing land use or acid rain
while reducing greenhouse gases, or increasing emissions in one country
while reducing them in another.
•Life Cycle Assessment is therefore a vital and powerful decision
support tool, complementing other methods, which are equally
necessary to help effectively and efficiently make consumption and
production more sustainable.
•Cradle to grave, cradle to gate and gate to gate data sets as parts of the
complete life cycle.
•About Life Cycle Assessment (LCA)
DEFINIZIONE
L’analisi LCA (Life Cycle Assessment)
di un prodotto permette di analizzare le implicazioni ambientali di un prodotto lungo
tutto il suo ciclo di vita "dalla culla alla tomba", comprendendo quindi l'estrazione e la
lavorazione delle materie prime, la fase di fabbricazione del prodotto, il trasporto e la
distribuzione, l'utilizzo e l'eventuale riutilizzo del prodotto o delle sue parti, la raccolta,
lo stoccaggio, il recupero e lo smaltimento finale dei relativi rifiuti.
Ciclo di vita di un prodotto
OUTPUT
INPUT
Acquisizione materie prime
Materie prime
Fabricazione
Energia
Uso/riuso/Manutenzione
Emissioni in acqua
Emissioni in aria
Rifiuti solidi
Altri rilasci
Riciclo/Gestione dei rifiuti
LA PROCEDURA LCA
La procedura LCA si basa sulla compilazione, quantificazione e
valutazione, con procedure definite, di tutti gli ingressi e le uscite di
materiali ed energia e degli impatti ambientali associati, attribuibili ad un
prodotto nell’arco del suo ciclo di vita.
In accordo con il contenuto della ISO 14040 e 14044, la
procedura LCA si articola tecnicamente in quattro fasi
distinte e consecutive:
-Definizione degli obiettivi e del campo di applicazione dello
studio (Goal and scope definition)
-Inventario (Life Cycle Inventory)
-Valutazione degli impatti (Life Cycle Impact Assessment)
-Interpretazione e miglioramento (Life Cycle Improvement)
LA METODOLOGIA
LCA: SCHEMA FASI
Queste fasi sono standardizzate da “SETAC” (Society of
Environmental Toxicoly and Chemistry) e da “ISO”
(International Standards Organitation) con la norma UNI
EN ISO 14040 e 14044.
DEFINIZIONE SCOPI E OBIETTIVI
Dichiarazione degli Obiettivi
Definizione del Campo di Applicazione
Definizione dell’Unita’ Funzionale
Definizione dei Confini del Sistema
1° Fase
2° Fase
MATERIALI
INVENTARIO
ENERGIA
PROCESSI
EMISSIONI
RISORSE
3° Fase
CLASSIFICAZIONE
CARATTERIZZAZIONE
NORMALIZZAZIONE
VALUTAZIONE
VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE Con i metodi di valutazione
4° Fase
VALUTAZIONE DI POSSIBILI
MIGLIORAMENTI
STRUMENTI
Sulle stesse fasi, standardizzate con la norma UNI EN ISO 14040 e 14044, è
organizzato il codice di calcolo SimaPro 7.1 utilizzato per compiere
l’analisi d’impatto ambientale
Librerie
Fasi
Nel codice di calcolo
sono implementati
databases da cui si
possono richiamare
materiali e processi:
nello studio condotto si è
fatto riferimento alla
libreria ECOINVENT
Metodi
Nel codice di calcolo sono
implementati 16 metodi di
valutazione che si possono
richiamare al momento di analizzare i
processi. Nello studio condotto sono
stati usati tre metodi:
Eco-indicator 99
IPCC 2001
CED 2001
LCA IN EDILIZIA
“La LCA è un’analisi ambientale che permette di
valutare gli impatti associati al Ciclo di vita di un
processo, un’attività o un PRODOTTO”
L’EDIFICIO
Consumi energetici per settore di
utilizzo finale,in Italia nel 2005
L’approccio LCA è completamente diverso da quello adottato dagli economisti per
descrivere i processi industriali che, tradizionalmente, prevede la suddivisione
dell’industria in settori (estrattivo, tessile, delle costruzioni, ecc.) L’approccio LCA è
invece concentrato sull’analisi del soddisfacimento delle funzioni proprie di ogni
settore e dunque, per definizione TRASVERSALE
Consumi di energia:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
per la produzione dei
materiali e dei componenti
per l’edilizia
per trasportare i materiali
dalle industrie di
produzione al luogo di
costruzione
per l’edificazione vera e
propria
nella fase operativa per
riscaldamento, produzione
d’acqua calda, ecc.
nel processo di demolizione
dell’edificio
apporto positivo deriva dal
riciclaggio di materiali e
componenti
Settore
coinvolto:
industriale
trasporti
industria delle
costruzioni
residenziale e
terziario
industria delle
costruzioni
industriale
VANTAGGI E APPLICAZIONI
Numerose sono le applicazioni del LCA in edilizia:
1. metodo di base per la definizione dei criteri di assegnazione dell’ECOLABEL a
materiali edili;
2. metodo di base per lo sviluppo di banche dati di materiali e componenti edilizi;
3. supporto alla definizione di metodi di valutazione dell’ecocompatibilità di manufatti
architettonici.
In fase di scelta progettuale dei materiali e componenti vanno evidenziate le
interrelazioni del componente rispetto al sistema edificio e va valutato non
solo il profilo ambientale del singolo componente, ma anche il
comportamento ambientale del sistema edificio, prima di poter esprimere un
giudizio sulla eco-compatibilità di un prodotto o di una soluzione tecnica.
Ne deriva che non esistono materiali, componenti, tecniche costruttive eco compatibili in senso assoluto ma l’eco-compatibilità dipende dalla specifica
applicazione e dall’uso.
VANTAGGI E APPLICAZIONI
LIMITI E POTENZIALITÀ
PRINCIPALI LIMITI
1) Carattere prototipico del settore edilizio;
2) Complessità del processo edilizio accresciuta dalle interazioni tra manufatto e fattori
esterni;
3) Quantità di operatori interessati nel ciclo di vita dell’edificio;
4) Difficoltà nel reperimento dati.
PRINCIPALI POTENZIALITÀ
1) Trasparenza del metodo: è un metodo quantitativo, quindi oggettivo;
2) Carattere iterativo del processo;
3) Quantificazione e qualificazione del danno ambientale del manufatto;
4) Verifica del danno ambientale nelle diverse fasi del ciclo di vita del manufatto
(costruzione-uso- manutenzione dismissione);
5) Comparazione tra soluzioni costruttive ed impiantistiche alternative – eco design
Edificio residenziale monofamiliare
•Prospetto Sud - Progetto
•Pianta piano terra - Progetto
Si è scelto un edificio residenziale di recente
costruzione, realizzato con materiali e tecniche
tradizionali come rappresentativo del panorama
edilizio attuale per la sua tipologia.
•Prospetto Est - Progetto
N
• Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema
•1. Obiettivo dello studio
•1.
•Evidenziare l’effettiva utilità dell’applicazione
della metodologia LCA all’organismo edilizio
•2.
•Fornire uno schema semplificato e un modello
relativo per effettuare le valutazioni LCA
sull’organismo edilizio in fase di studio di
fattibilità
•2. Campo di applicazione
•Definito dalla scheda di “Descrizione
dell’organismo edilizio”
• Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema
•Descrizione dell’Organismo Edilizio
Nome dell’edificio
Villa Bracuto
Tipologia edilizia
Abitazione civile adibita a residenza di un unico nucleo familiare con
carattere continuativo
Luogo di costruzione
Comune di Perugia, località Ponte Valleceppi
Anni di costruzione
2000-2002
Progettista
Dott. Ing. Alessio Burini
Periodo di vita ipotizzato
50 anni
Stutture
Struttura portante superficiale detta a trave rovescia, struttura di elevazione
puntiforme
Piani
Piano terra: 184 m2 riscaldati su 221 m2 calpestabili; Piano primo: 124 m2;
piano secondo: 91 m2
Pareti perimetrali
Realizzate in muratura a cassa vuota; paramenti realizzati in mattoni facciavista e intonaco
Infissi esterni
Finestre in alluminio, sistemi di oscuramento in alluminio
Tetto
Tetto a falda, isolamento termico: lana di vetro; Tetto piano calpestabile,
isolamento termico: lastre di polistirene
Orientazione
Sviluppo longitudinale dell’edificio lungo l’asse nord-sud.
Il portico prospiciente la zona del soggiorno e le camere del piano primo
affacciano ad oriente.
Pavimenti
Zona giorno: grès porcellanato e travertino; Zona notte: parquet
Riscaldamento
Caldaia autonoma
Acqua
Acquedotto municipale
Elettricità
Rete elettrica nazionale
Fognatura
Depuratore
• Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema
•1. Obiettivo dello studio
•4. Confini del sistema
•1.
•1.
•Evidenziare l’effettiva utilità dell’applicazione
della metodologia LCA all’organismo edilizio
Stabilire le unità di processo da includere
nello studio: sono quelle concepite dal
“Sistema di classificazione”adottato per
l’edificio, (norma UNI 8590-1)
•2.
•Fornire uno schema semplificato e un modello
relativo per effettuare le valutazioni LCA
sull’organismo edilizio in fase di studio di
fattibilità
•2. Campo di applicazione
•Definito dalla scheda di “Descrizione
dell’organismo edilizio”
•3. Unità funzionale
•Tutte le quantità si riferiscono all’intero edificio
• Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema
•Sistema di classificazione
SISTEMA INVOLUCRO
UNI 8290-1:1981 +A122:1983 - CLASSIFICAZIONE DEL SISTEMA TECNOLOGICO
Classi di unità tecnologiche
Unità tecnologiche
Classi di elementi tecnici
Sub-sistemi
Struttura portante (3.1)
Struttura di fondazione (3.1.1)
3.1.1.1. Strutture di fondazione dirette
3.1.1.1.2. Trave di fondazione
(trave rovescia)
Chiusura (3.2)
Componenti
Sub-componenti
Cls per getti
Cls sottofondazioni
Armature e staffature
Cls per getti
Armature e staffature
Cls per getti
Armature e staffature
Profilati d'acciaio
Cls per getti
Armature e staffature
Cls per getti
Armature e staffature
Cls per getti
Armature e staffature
Mattoni pieni
Mattoni forati 25x25x20
Mattoni forati 25x25x10
Malta di cemento
Quantità U.di M.
85
55
8630
Strtutture di elevazione (3.1.2) 3.1.2.1. Strutture di elevazione verticali
3.1.2.1.1. Pilastri (colonne)
70,55
7605
3.1.2.1.2. Setti strutturali vani scale
4,8
400
3.1.2.1.3. Strutture di controvento
380
3.1.2.2. Strutture di elevazione orizzontali ed3.1.2.2.1.
inclinateTravi
39,1
5317
3.1.2.2.2. Solette (predalles)
1,15
168
Strutture di contenimento (3.1.3) 3.1.3.1. Strutture di contenimento verticali
130
10280
Chiusura verticale (3.2.1)
3.2.1.1. Pareti perimetrali verticali
3.2.1.1.2. Tamponamenti verticali Strato di irrigidimento
5400
96390
49140
37460
5000
Strato di isolamento termico e acusticoIsolanti di origine sintetica
554
Strato di finitura interna
Intonaci
5365,5
844
1547
Rivestimenti ceramici
860
16,34
3,4
Battiscopa lapidei
94,25
74
10
Battiscopa di legno
0,0261
Pitture
157,8
Strato di finitura esterna
Intonaci
1437
17527
Battiscopa lapidei
51
773,5
380
Rivestimenti in laterizio
11370
81864
1516
10
Pitture
309,3
3.2.1.2. Infissi esterni verticali
Finestra
Vetri
873
Telai metallici
356
Isolamento termico
7,2
Guarnizioni cingivetro EPDM
5,2
Accessori - soglie travertino
2600
850
222
Sistemi di oscuramento-persiane 1120,50
Vernici
8,4
m3
m3
kg
m3
kg
m3
kg
kg
m3
kg
m3
kg
m3
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
m3
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
FASE 1: DEFINIZIONE DEI
CONFINI DEL SISTEMA
Classificazione del sistema tecnologico
L’edificio è stato scomposto secondo la norma UNI 8290
CLASSI DI UNITÀ TECNOLOGICHE
STRUTTURA PORTANTE
CHIUSURA
PARTIZIONE INTERNA
IMPIANTO DI FORNITURA SERVIZI
UNITÀ TECNOLOGICHE
Struttura di fondazione
Struttura di elevazione
Struttura di contenimento
Chiusura verticale
Chiusura orizzontale inferiore
Chiusura superiore
Partizione interna:
- orizzontale
- verticale
- inclinata
Impianto
Impianto
Impianto
Impianto
di smaltimento liquidi
idrosanitario
elettrico
di climatizzazione
FISR GENIUS LOCI - U.O. SAPIENZA
PROGETTO PILOTA: EDIFICIO SITO IN PERUGIA - PONTEVALLECEPPI
LINEA 3: APPLICAZIONE E VERIFICA DELLE PROCEDURE
Attivita' 2: Progettazione di interventi pilota
Analisi d'inventario del sistema edificio secondo la classificazione tecnologica della UNI 8290
UNITA' TECNOLOGICA: CHIUSURA VERTICALE 3.2.1
Piano terreno
ELEMENTO TECNICO: PARETI PERIMETRALI VERTICALI 3.2.1.1.
148,61 MC
UNITA' TECNOLOGICA: PARTIZIONE INTERNA VERTICALE
ELEMENTO TECNICO:
PARETI VERTICALE 3.2.1.1.
Piano terreno
SUB-SISTEMA:
TAMPONAMENTO VERTICALE 3.2.1.1.2.
16,06 MC
N
0
1
5m
• Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema
•1. Obiettivo dello studio
•4. Confini del sistema
•1.
•1.
•Evidenziare l’effettiva utilità dell’applicazione
della metodologia LCA all’organismo edilizio
Stabilire le unità di processo da includere
nello studio: sono quelle concepite dal
“Sistema di classificazione”adottato per
l’edificio, (norma UNI 8590-1)
•2.
•Fornire uno schema semplificato e un modello
relativo per effettuare le valutazioni LCA
sull’organismo edilizio in fase di studio di
fattibilità
•2. Campo di applicazione
•Definito dalla scheda di “Descrizione
dell’organismo edilizio”
•3. Unità funzionale
•Tutte le quantità si riferiscono all’intero edificio
•
2.
•
Definire le fasi del ciclo
di vita da includere nello studio
• Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema
•Fasi del ciclo di vita
•Produzione
•Materie prime
•Materiale riciclato
•Trasporto
•Collocazione
•del materiale
•Lavorazione:
•produzione materiali
•Posa in opera
•Trasporto
•Scavo
•Assemblaggio
•(consumi elettrici)
•Sostituzione
•del materiale
•danneggiato
•Riscaldamento
•Fase operativa
•Produzione acqua calda
•Consumi di gas
•Usi cucina
•Consumi elettrici
•Demolizione
•Dismissione
•Trasporto
•Discarica
•Riciclo
•Riutilizzo
• Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema
•1. Obiettivo dello studio
•4. Confini del sistema
•1.
•1.
•Evidenziare l’effettiva utilità dell’applicazione
della metodologia LCA all’organismo edilizio
Stabilire le unità di processo da includere
nello studio: sono quelle concepite dal
“Sistema di classificazione”adottato per
l’edificio, (norma UNI 8590-1)
•2.
•Fornire uno schema semplificato e un modello
relativo per effettuare le valutazioni LCA
sull’organismo edilizio in fase di studio di
fattibilità
•
•
2.
Definire le fasi del ciclo di vita da
includere nello studio
•2. Campo di applicazione
•5. Requisiti di qualità dei dati
•Definito dalla scheda di “Descrizione
dell’organismo edilizio”
• dati disponibili da computo metrico estimativo
•3. Unità funzionale
•Tutte le quantità si riferiscono all’intero edificio
• dall’elenco voci allegato al computo
• dagli elaborati grafici di progetto
• informazioni reperite in letteratura
• Analisi dell’Inventario
L’INVENTARIO PER LA FASE DI COSTRUZIONE: È la fase dell’LCA più delicata e dispendiosa in termini di
tempo. E’ la parte contabile di raccolta ed elaborazione dati.
•1° Fase
•Esempio
Adeguare la suddetta classificazione ai dati disponibili da computo metrico estimativo, dagli elaborati grafici
di progetto, utilizzando se necessario, informazioni reperite in letteratura
•il solaio in latero-cemento di cui si conosce la superficie complessiva è stato suddiviso tra i subsistemi previsti dalla classificazione sulla base degli elaborati grafici del progetto strutturale
•COMPUTO METRICO
ESTIMATIVO
N.
Art.
Ord.
Elenco Voci
27
3.12
Descrizione
Quantità
Unità di
misura
SOLAIO IN LATERO-CEMENTO
720 m2
•1°Approssimazione:
•CLASSIFICAZIONE
3.2.2.1.2 Solaio su spazio areato (20+4)
3.2.3.1.1 Solaio su portico (16+4)
221 m2
74,16 m2
3.2.3.1.2 Solaio a "sbalzo" (terrazzo)
5,2 m2
3.2.4.1.1 Coperture inclinate: Solaio in latero-cemento
79 m2
3.2.4.1.2 Coperture piane calpestabili: Solaio in latero-cemento
51,86 m2
3.3.2.1.1 Solai su ambienti riscaldati
200,5 m2
3.3.2.1.2 Solai su ambienti non riscaldati
25,3 m2
Adattare le quantità note
da computo al dettaglio
richiesto dalla
classificazione
• Analisi dell’Inventario
•2° Fase
•L’edificio è un sistema complesso costituito da un numero consistente di componenti e
materiali diversi ognuno dei quali necessita di un proprio LCA. Per realizzare la
scomposizione dell’edificio è stato necessario creare una corrispondenza tra i materiali
impiegati per realizzare l’edificio e quelli della libreria Ecoinvent, implementata nel codice di
calcolo.
•Limiti del database Ecoinvent
•Non è pensata in modo specifico per
materiali edili
•È una banca dati olandese, quindi non è
pensata per materiali prodotti in Italia
•Mancano componenti di uso comune in
edilizia, risultanti dall’assemblaggio di più
materiali (come per esempio: la membrana
impermeabilizzante, le porte, i radiatori, il
parquet, il portoncino blindato, ecc.)
•l’operazione di analisi d’inventario diventa
molto gravosa per il valutatore
•Si auspica la realizzazione di una banca dati italiana, che sia:
•-riferita a materiali e processi produttivi italiani;
•-accessibile: i valutatori possono disporre dell’analisi del ciclo di vita per alcuni prodotti,
nella forma in cui sono disponibili in commercio e sono elencati nel computo metrico magari
potendo scegliere tra più modelli alternativi
diminuisce così il margine di arbitrarietà
delle ipotesi introdotte da chi esegue la valutazione e il livello di dettaglio a vantaggio di
uniformità che significa anche confrontabilità.
• Analisi dell’Inventario
•2° Fase
•Esempio
•In mancanza di un banca dati italiana, in attesa che questa venga realizzata, per facilitare gli
studi che seguiranno, si propongono in questo lavoro delle ipotesi di scomposizione dei
componenti forniti dal computo metrico estimativo nei materiali costituenti a cui si possono
far corrispondere quelli presenti nella libreria Ecoinvent
Per introdurre il solaio in latero-cemento nell’analisi del ciclo di vita condotta con il codice
di calcolo SimaPro, si dispone dalla libreria Ecoinvent dei materiali calcestruzzo, laterizio e
acciaio. Grazie ad informazioni reperite in letteratura si è provveduto a scomporre questo
elemento nei materiali di cui è costituito
Tipologia di solaio:
Solaio misto semi-prefabbricato a travetti tralicciati e blocchi in
laterizio: è costituito da travetti compositi in laterizio, acciaio e
calcestruzzo posti ad una certa distanza chiamata interasse, tra i quali
si dispongono gli elementi in laterizio, con funzione di alleggerimento
("pignatte"); al di sopra delle travi e delle pignatte si realizza infine una
soletta di calcestruzzo armata.
•2°Approssimazione:
Scomporre un
componente nei
materiali di cui è
costituito in base a
dati reperiti in
letteratura
Calcestruzzo
Laterizio
Ferri longitudinali
Staffe L=400
Totale acciaio
H
cm
2,5
20
L
cm
9
1,5
f =5
f =7
2
10
1
S
cm
100
100
Volume
m3
0,00225
0,003
Densità
kg/m3
2380
1800
Peso
kg
5,355
5,4
S
cm
100
Volume
m3
0,0000775
0,0000785
Densità
kg/m3
7800
7800
Peso
kg
0,6045
0,6123
1,22
• Analisi dell’Inventario
Pignatte
Getto di
completamento
S (cm)
L (cm)
H (cm)
Massa superficiale
Kg/m2
20
25
38
73
Altezza solaio
cm
Interasse nervature
cm
Volume calcestruzzo in opera
m3/m2
Densità
Kg/m3
Peso
kg
20+4
50
0,076
1800
180,88
Rete elettrosaldata
1 m2
Maglia f (mm) L barra (m) N° barre
Volume m3
Densità
kg/m3
Peso
kg
15x15
0,0002618
7800
2,042
5
1
Solaio in latero - cemento
Superficie : 1 m2
Travetti
13,3
Cls (kg)
Laterizio
(kg)
Acciaio
(kg)
10,71
10,8
2,44
Pignatte
73
Rete elettrosaldata
Getto di completamento
h = 20 cm
H = 24 cm
Armatura
s = 4 cm
I = 50 cm
Totale
2,042
180,88
1,52
191,59
84
6
• Analisi dell’Inventario
•3° Fase
•Attribuzione dei materiali utilizzati a quelli contenuti nel database Ecoinvent, la scelta è
stata condotta con il criterio di massima corrispondenza tra le caratteristiche del materiale
descritte nell’elenco voci del computo metrico estimativo e quelle riportate nelle schede
tecniche del prodotto tratta dall’inventario Ecoinvent
•Esempio
Cls (kg)
Concrete, normal, at plant/CH U (kg)
Laterizio
(kg)
•3°Approssimazione: Far
corrispondere i materiali
realmente utilizzati a quelli
della libreria Ecoinvent
Acciaio
(kg)
Brick, at plant/RER U
(kg)
Reinforcing steel, at plant/RER U
(kg)
•Elaborati prodotti nell’Analisi d’Inventario
•Sostanzialmente, nell’analisi d’inventario si è provveduto a
descrivere tutte le operazioni compiute per effettuare la
scomposizione dell’edificio sulla base delle indicazioni fornite
dalla norma UNI 8290. Di seguito per ogni sub-sistema si
realizzano “tavole” che riportano anche componenti e subcomponenti; questi a loro volta sono descritti nelle “tabelle”
con le informazioni necessarie per l’attribuzione al materiale
scelto dal database ecoinvent “schede tecniche”
•Tavola
•Tabella
•Scheda tecnica
• Analisi dell’Inventario
•Elaborati: Tavole
Classi di unità tecnologiche
Unità tecnologiche
Classi di elementi tecnici
Sub-sistemi
Componenti
Sub-componenti
Laterizio
Cls per getti
Armature e staffature
Componenti
Sub-componenti
Sottofondo (10 cm)
Componenti
Sub-componenti
Impermeabilizzanti
(membrana impermeabilizzante)
Componenti
Sub-componenti
Polimeri espansi
Componenti
Sub-componenti
Rivestimenti ceramici
Rivestimenti lapidei
Componenti
Sub-componenti
Materiali drenanti
3.2. Chiusura
3.2.2. Chiusura orizzontale inferiore
3.2.2.1. Solai a terra
3.2.2.1.2. Solaio su spazio areato (20+ 4)
Solaio in latero-cemento
Materiali
Brick
Concrete, normal, at plant/CH U
Reinforcing steel
Massetto di sottofondo
Materiali
Cement cast plaster floor at plant/CH U
Strato di impermeabilizzazione
Materiali
Bitumen, at refinery
Polyethylene, HDPE, granulate
Strato di isolamento termico
Materiali
Polystyrene foam slab
Pavimentazione
Materiali
Ceramic tiles, at regional storage/CH U
Stucco, at plant/CH U
Water, completely softened
Limestone, at mine/CH U
Cement mortar, at plant/CH U
Water, completely softened
Portland cement, strenght class Z 42,5,
at plant/CH U
Water, completely softened
Strato di drenaggio
Materiali
Gravel, round, at mine/CH U
Quantità
18564
17,79
1326
U.m.
kg
m3
kg
L.s.
1
1
1
Quantità
58520
U.m.
kg
L.s.
1
Quantità
946
143
U.m.
kg
kg
L.s.
1
1
Quantità
265
U.m.
kg
L.s.
1
Quantità
232
4,35
0,9
12480
5440
725
U.m.
kg
kg
kg
kg
kg
kg
L.s.
1
1
1
1
1
1
kg
kg
1
1
U.m.
kg
L.s.
1
158,4
33
Quantità
246500
•Il fattore di
life span
indica il
numero di
sostituzioni
del
materiale
nell’arco
della vita
dell’edificio
• Analisi dell’Inventario
•Elaborati: Tabelle e Schede Tecniche
Polistirene
espanso
Superficie
Spessore
Volume
Densità
Peso
m2
m
m3
kg/m3
kg
221
0,04
8,84
30
265
Name
Location
Infrastructure Process
Unit
Data Set Version
Included Processes
Amount
Local Name
Synonyms
General Comment to reference function
Start Date
End Date
Data Valid For Entire Period
Geography text
Technology text
Production Volume
Sampling Procedure
Uncertainty Adjustments
polystyrene foam slab, at plant
RER
0
kg
1.01
Includes production and thermoforming of EPS
1
Faserplatte hart, ab Werk
Polystyrolplatte expandiert, ab Werk
Combination of material and processing module.
EPS foam slab has a density of 30 kg/m3 and
a thermal conductivity of 0,035-0,04 W/mK.
2003
2003
1
European average EPS production; thermoforming
from 2 Factories in Switzerland
unknown
none
none
•L’inventario per la Fase di Produzione e Posa in Opera
•Produzione e sostituzione materiali
•Trasporto
•I “processi” creati per ogni materiale comprendono l’estrazione
della materia prima, i trasposto al sito di produzione e la
produzione-lavorazione
•Si è ipotizzata una distanza media dall’azienda al cantiere di 30 km
da percorrere con un camion alimentato diesel (consumi) con
portata di 16 t
•Scavo
•- Consumi di energia per l’escavatore
- Impatto dovuto alla occupazione del suolo
- Impatto dovuto alla trasformazione del suolo
•Edificazione
•Assemblaggio
•Consumi elettrici stimati come l’1,8%
della “energia totale incorporata”
•L’inventario per la Fase di Utilizzo
•Consumi di
gas
•Riscaldamento
•Stimati con l’ausilio del codice di calcolo HVAC – CAD
(Norma UNI EN 832)
•Acqua calda
•Stimati con l’ausilio del codice di calcolo HVAC - CAD
•Usi cucina
• Stima da dati ENEA: “Rapporto Energia e Ambiente”, 2006.
•Scelta del materiale dal database Ecoinvent:
•
“HEAT, NATURAL GAS, AT BOILER MODULATING<100KW/RER U”
•Consumi elettrici
•Illuminazione e
Funzionamento
elettrodomestici
•Dati ISTAT per l’Umbria nel 2005
•Scelta del materiale dal database Ecoinvent:
•
“ELECTRICITY, LOW VOLTAGE, PRODUCTION IT, AT GRID/IT U”
•L’inventario per la Fase di Smaltimento:
Alternative per lo smaltimento dei materiali da costruzione
• Riciclaggio diretto
•Il materiale viene separato dagli altri direttamente presso l’edificio in corso di demolizione e
l’energia consumata è soltanto quella necessaria per lo smantellamento dei componenti, mentre
l’energia spesa per il trasporto del materiale a sito in cui avviene il riciclaggio è a carico di chi
utilizza il materiale riciclato, non del primo utente; si è previsto il riciclaggio di vetro, acciaio e
alluminio.
• Riciclaggio parziale previa selezione e separazione dei materiali idonei
•si applica se il materiale è mischiato ad altri in maniera tale da non poter essere diviso sul posto,
viene quindi trasportato presso un impianto in cui verrà separato e poi trasferito al riciclaggio se
idoneo o altrimenti verrà mandato in discarica. Al materiale mandato in discarica viene assegnato
un valore negativo; si è ipotizzata questa modalità di riciclaggio per il cemento armato.
•Deposizione in discarica senza riciclaggio
•è una scelta che si opera per i materiali che non possono essere riciclati per mancanza di qualità
(materiali mescolati e inseparabili), mancanza di tempo o di spazio per il disassemblaggio o per
assenza di mercato per il prodotto riciclato.
•Analisi dei risultati:
•Struttura dello studio
•1.1 Produzione materiali
•1. Costruzione
•IPCC 2001
•CED 2001
•Eco-indicator 99
•2. Utilizzo
•IPCC 2001
•CED 2001
•4. Intero ciclo di vita
•3. Dismissione
•Analisi dei risultati:
•Metodi di valutazione
•Fattori di CARATTERIZZAZIONE:
Potenziale di riscaldamento
globale (GWP) per ciascun gas ad
effetto serra, pubblicati dall’IPCC.
•( kg di CO2 equivalenti/kg di gas)
•Orizzonti temporali:Il tempo medio
per il quale un certo gas rimane in
atmosfera, ovvero la persistenza
•Per valutare il contributo all’effetto serra
dei differenti gas, bisogna prendere in
considerazione tre parametri:
• La loro concentrazione in atmosfera;
• Il forcing radiattivo di ciascun gas, ovvero
la diversa capacità di intrappolare l’energia
che va dalla Terra verso lo spazio;
• Il tempo medio per il quale un certo gas
rimane in atmosfera, ovvero la persistenza
(ovviamente se un gas serra rimane in
atmosfera per poco tempo avrà un effetto
minore di un gas serra che rimane in
atmosfera molto a lungo).
•Prevede la classificazione delle diverse emissioni in base al
loro effetto sul riscaldamento globale e il raggruppamento
delle differenti emissioni nella categoria d’impatto cambiamenti di climatici
•Category
•IPCC 2001
•Analisi dei risultati:
•Metodi di valutazione
•CED 2001
•Fornisce l’energia consumata
per ogni categoria.
Sommando tali valori si
ottiene il valore complessivo
di energia primaria consumata
•L’energia primaria è l'energia nella
forma in cui è disponibile in natura,
ad esempio il petrolio greggio.
Dall'energia primaria attraverso un
processo di trasformazione si ottiene
la cosiddetta "energia finale". Così,
ad esempio, nelle raffinerie dal
petrolio greggio si ricava il gasolio.
•L’energia utilizzata durante il ciclo di vita di un bene o
di un servizio è determinata con il metodo Cumulative
Energy Demand. Unità di misura: MJ-equivalenti
Categorie
Subcategorie
Comprende
Energia non
rinnovabile
fonti fossili
carbone, lignite, petrolio,gas
naturale, torba
nucleare
uranio
biomasse
legno, scarti dei cibi, biomasse
dall’agricoltura come la paglia
vento, sole, geotermia
energia eolica, solare (termico e
fotovoltaico), geotermia poco
profonda (100-300 m)
acqua
energia idroelettrica
Energia
rinnovabile
•Vantaggi
•È un metodo molto intuitivo e di facile
comprensione anche per coloro che pur non
essendo addetti ai lavori devono prendere delle
decisioni volte al risparmio dei consumi
energetici.
•Svantaggi
•L’utilizzo dell’energia non fornisce un quadro
completo degli impatti ambientali di una merce. Per
esempio l’eutrofizzazione dovuta alla produzione
animale intensiva è uno dei problemi che non
possono essere valutati attraverso l’analisi dei
•Analisi dei risultati:
•Risultato dell’analisi d’inventario del ciclo di (LCI) relativa alla fase di costruzione
Prodot t i Ceramici
Mat eriali da est razione non f errosi
•Gran parte dell’inventario è dedicato ai materiali da costruzione
•a causa della complessità della raccolta dei dati e per il grande
numero di materiali diversi presi in considerazione. Merita una
particolare attenzione la valutazione dei consumi energetici e
dell’impatto ambientale che hanno i materiali inventariati per capire
quali sono ad avere un peso maggiore nell’ambito dell’impatto
globale dell’edificio e delle unità tecnologiche in cui è stato
scomposto.
Met alli Ferrosi
15,76%
1,80%
16,92%
Piet re Nat urali
1,23%
Liquidi
0,71%
•P
E
S
O
Legant i
0,40%
Mat erie plast iche t ermoplast iche
Alt ro
Mat erie plast iche t ermoplast iche
2,16%
6,66%
0,24%
Prodot t i Verniciant i
4,24%
Met alli non Ferrosi
Fibre - Isolant i
0,21%
Met alli Ferrosi
2,64%
17,45%
Legno
•CONSUMI
Legno
0,16%
2,04%
Piet re Art if iciali
Prodot t i Verniciant i
62,13%
Mat eriali Vet rosi
17,87%
1,04%
Mat eriali Vet rosi
0,15%
ristrutturazione
Alt ro
2,39%
Fibre - Isolant i
Prodot t i Verniciant i
Met alli non Ferrosi
13,22%
Met alli Ferrosi
•E
M
t i Ceramici
I Prodot18,93%
S
S
I
O
N
I
Met alli non Ferrosi
0,16%
•Percentuale in peso dei materiali
utilizzati nella fase di costruzione e
Legant i
0,72%
0,12%
2,28%
Mat eriali da est razione non f errosi
0,58%
Legant i
1,94%
14,47%
Piet re Art if iciali
Prodot t i Ceramici
Piet re Nat urali
22,26%
24,44%
0,03%
Mat erie plast iche t ermoplast iche
1,92%
Liquidi
0,00%
•Percentuali di energia primaria (CED) utilizzata per produrre i
materiali appartenenti alle famiglie previste dalla suddetta
Fibre - Isolant i
1,03%
classificazione
Alt ro
1,95%
Risultati
Mat eriali Vet rosi
0,61%
Mat eriali da est razione non f errosi
0,29%
Piet re Nat urali
Piet re Art if iciali
45,29%
0,02%
Liquidi
0,002%
•Percentuali delle emissioni di gas serra per la produzione dei materiali
Peso
CED
GWP 100a
kg
MJ-Eq
kg CO2-Eq
2253018 4886059
377983
•I risultati:
•1° fase: Collocazione del materiale - Metodo CED
•Dall’analisi dei risultati della
caratterizzazione si osserva che i
consumi totali ammontano a 390.000
MJ - eq dovuti:
•• per il 31,3% alla Chiusura verticale
(alluminio e mattoni)
•• per il 11,4% alla Chiusura superiore
(bitume e lana di vetro)
•• per il 8,29% alla Struttura di
elevazione
• per il 7,27% alla struttura di
contenimento
•Per tutte le sottofasi è
preponderante il consumo di risorse
fossili
•Chiusura
verticale 31,3%
•CATEGORIE DI
IMPATTO
VALUTATE PER
OGNI SOTTOFASE
•Chiusura superiore
11,4%
•Struttura di
elevazione
•8,29%
•inferiore
•esterna
•liquidi
•orizz
•vert
•nimento
•I risultati:
•1° fase: Collocazione del materiale - Metodo IPCC
•Dall’analisi della caratterizzazione
si osserva che la quantità di gas
serra immessi nell’ambiente
ammonta a 434000 kg CO2-eq
•e che l’impatto è dovuto:
•• per il 28,1% alla Chiusura
verticale
•• per l’11,4% alla Struttura di
elevazione
• per l’11,1% alla struttura di
contenimento
•Chiusura
•verticale
29,9%
•Emissioni maggiori
per le
sottofasi in cui prevale alluminio
(chiusura verticale) e calcestruzzo.
•Struttura di contenimento 11,1%
•Chiusura
•verticale 28,1%
•Struttura di elevazione 11,4%
•CONTRIBUTO
DELLE
SOTTOFASI AL
RISCALDAMENTO
GLOBALE
•Analisi dei risultati:
•Metodi di valutazione
•Eco-indicator 99
•le categorie di danno e di
impatto
•1 kg di SOSTANZA EMESSA
•1 kg CO2
•fattori di CARATTERIZZAZIONE
•Salute Umana:
•(DALY: Disability
•Adjusted Life Years)
•Qualità
•dell’ecosistema:
•(PDF*m2*anno: Potentially
• Disappeared Fraction)
•Impoverimento
•di risorse :
 SOSTANZE CANCEROGENE
 MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. ORG.)
 MALATTIE RESPIRATORIE (SOST. INORG.)
 CAMBIAMENTI CLIMATICI
 IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI OZONO
 RADIAZIONI IONIZZANTI
•2,1E-7daly/kg
 ACIDIFICAZIONE/EUTROFIZZAZIONE
 ECOTOSSICITA’
 USO DEL TERRITORIO
 MINERALI
 COMBUSTIBILI FOSSILI
•(MJ Surplus)
•fattori di NORMALIZZAZIONE
•Rendono adimensionali i valori delle categorie
•fattori di VALUTAZIONE
•Importanza relativa delle categorie di danno
•64 (salute
umana)
•333.33 (salute
umana)
•0,004529 Pt/kg
•In order to evaluate the Eco-indicator score, three steps are needed:
•
STEP 1: Inventory of all relevant emission, resource extraction and land-use in all process that form
the life cycle o a product;
•
STEP 2: Calculation of the damages caused to Human Health, Ecosystem Quality and Resources;
• STEP 3: Weighting of these three damage category.
Input data requirement
LCA of an axial fan
About LCA
•Eco-indicator 99
•In order to evaluate the Eco-indicator score, three steps are needed:
•
STEP 1: Inventory of all relevant emission, resource extraction and land-use in all process that form the
life cycle o a product;
• STEP 2: Calculation of the damages these flows cause to Human Health, Ecosystem Quality and Resources;
• STEP 3: Weighting of these three damage category.
•Eco-indicator 99 - Detailed representation of the damage model
•To create a weighting set, 365 questionnaires were sent out to a Swiss LCA interest group.
The panel members were asked to rank and weigh the three damage categories as well as a
number of questions regarding attitude and perspective on society. On the basis of this
information some of the respondents could be distinguished as using a perspective that fits
within one of the three archetypes.
•Eco-indicator 99 - Weighting
•Used in
the
project
•In
the Egalitarian
Individualist
perspective,
Human Health
Healthcontributes
is by far the
most
important
category.
•In the
perspective,
Ecosystem
50%
to the
overall result.
The
•In
the
default
Hierarchist
perspective
contribution
of
Human
Health
and
Ecosystem
Carcinogenic
substances
however
play
virtually
no
role.
The
individualist
would
only
relative contributions within the damage categories are about the same as in the
Quality
is 40%
each. Respiratory
and greenhouse
dominate
Human
Health
include
those
substances
for which
the carcinogenic
effecteffects
is fully
proven (IARC
class
1). Thea
Hierarchist
perspective,
except
foreffects
carcinogenic
substances.
A Hierarchist
would
consider
damages.
Land
use
dominates
Ecosystem
Quality;
Resources
is
dominated
by
fossil
fuels.
Individualists
would also not
accept (based
on experience)
that there
a dangercarcinogenic
fossil fuels
substance as carcinogenic
if sufficient
scientific
proof of a probable
orispossible
can
beisdepleted.
category
is leftup).
out. For this reason Minerals become quite important.
effect
availableThis
(IARC
class 3 and
•I risultati:
•1° fase: Collocazione del materiale - Metodo Eco-indicator
•Dall’analisi dei risultati della
valutazione si nota che: Il danno
totale vale 32,9 KPt dovuti:
•• per il 25,1% alla Chiusura
verticale
•• per il 10,6% alla Chiusura
superiore
•• per l’8,87% ai Trasporti
dall’azienda al cantiere
•• per il 7,69% alla Struttura di
elevazione
•CATEGORIE DI
DANNO
VALUTATE PER
OGNI
SOTTOFASE
•Chiusura
verticale 25%
•Chiusura superiore
10,6%
•Trasporti dalle aziende al
cantiere 8,87%
•Scavo
6,25%
•inferiore
•esterna
•liquidi
•orizz
•vert
•nimento
•I risultati:
•1° fase: Collocazione del materiale - Metodo Eco-indicator
•Dall’analisi dei risultati della caratterizzazione si nota che il danno
maggiore è causato nell’ordine alle categorie:
• 55,4%“Risorse”: Il danno maggiore è causato dalla chiusura verticale.
• 30,5%“Salute Umana”: Anche qui il danno maggiore è causato dalla
chiusura verticale.
•14,2% “Qualità dell’ecosistema”: Il danno maggiore è causato dallo scavo,
in questa sottofase è compresa l’occupazione del suolo per scopi diversi
da quello agricolo;
•Chiusura verticale 30%
•Chiusura verticale 22,7%
•Scavo 42,6%
•CONTRIBUTO
DELLE
SOTTOFASI
ALLE
CATEGORIE DI
DANNO
•I risultati:
•1° fase: Collocazione del materiale - Metodo Eco-indicator
•NETWORK, CONTRIBUTO
(%) DI ALCUNE SOTTOFASI
ALL’IMPATTO TOTALE
•chiusura
orizzontale
inferiore
•4,08 %
•solaio
•0,296 %
•chiusura
superiore
•10,6 %
•Fase del ciclo di vita
•chiusura
verticale
•25,1 %
•tampona•menti
verticali
•6,97%
•strutture di
conteniment
o
•6,51%
•infissi
•8,47 %
•strutture di
conteniment
o verticale
•3,83 %
•scavo
•6,25%
•Sottofasi: Unità
tecnologiche
•Classi di elementi
tecnici
•Materiali
•Flussi di materia ed
energia
•I risultati:
•Fase operativa: Metodo Eco-indicator
•Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che: Il
danno annuo totale vale 1,99 KPt dovuti:
•• per il 68% al gas per il riscaldamento
•• per il 15,9% ai consumi elettrici
•• per il 13,7% per la produzione di acqua calda sanitaria
•• per il 2,31% per usi cucina
•Il danno maggiore è quello dell’impoverimento delle risorse
fossili (89,4%)
•CATEGORIE DI
DANNO
VALUTATE PER
OGNI
SOTTOFASE
•I risultati:
•Fase di dismissione: Metodo Eco-indicator
•Dismissione
Fondazione
•CATEGORIE DI
IMPATTO
VALUTATE PER
OGNI
SOTTOFASE
•Dismissione
Struttura di
Contenimento
•Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che: Il
danno totale vale 1,61 KPt dovuti al bilancio tra impatto
causato dalla demolizione e quello evitato grazie al
riciclaggio dei materiali. Le sottofasi la cui demolizione
produce un impatto maggiore sono:
•• Dem. Struttura di contenimento
• Dem. Fondazione
• Dem. Chiusura orizzontale inferiore
•Il massimo apporto all’impatto evitato è fornito dalla
demolizione della Chiusura Verticale
•Dismissione
Chiusura Verticale
•inferiore
•liquidi
•inclinat
a
•orizz
•vert
•I risultati:
•Ciclo di vita completo: Metodo Eco-indicator
•Fase di esercizio
74,2%
•Costruzione 24,6%
•CATEGORIE DI
DANNO
VALUTATE PER
OGNI FASE DEL
CICLO DI VITA
•Dall’analisi dei risultati della valutazione si
nota che: Il danno totale vale 2,68 KPt
all’anno, per 50 anni che sono gli anni di vita
ipotizzati per l’edificio.
•• Il massimo danno è dovuto
all’impoverimento delle risorse
•Dismissione 1,2%