Home

5.7 Valutazione degli impatti

1. 8 7 6 5 4 3 2 1 0 FIG 7 KG DI CO EQ TOTALE PER LE DUE TRASMITTANZE NELLE QUATTRO ZONE CLIMATICHE 190 6 7 2 Cumulative Energy Demand Successivamente vengono calcolati gli impatti in termini di MJ di energia assorbita attraverso l indicatore Cumulative Energy Demand Di seguito sono riportati i risultati in la tabella 9 e nella figura 8 relativi agli impatti annuali dovuti al riscaldamento di ambienti per metro quadro di parete U 0 13 U 0 13 U 0 13 U 0 13 U 0 34 U 0 34 U 0 34 U 0 34 Categoria ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA d impatto Unit MONTANA PADANA CENTRO SUD MONTANA PADANA CENTRO SUD Totale MJ 51 38 41 11 27 39 13 72 134 39 107 51 71 68 35 84 Non 50 52 40 43 26 94 13 49 132 16 105 73 70 48 35 24 renewable fossil MJ Non 0 67 0 54 0 36 0 18 1 76 1 41 0 94 0 47 renewable nuclear MJ Non 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 renewable biomass MJ Renewable 0 03 0 03 0 02 0 01 0 09 0 07 0 05 0 02 biomass MJ Renewable 0 01 0 01 0 01 0 00 0 03 0 03 0 02 0 01 wind solar geothe MJ Renewable 0 13 0 11 0 07 0 04 0 35 0 28 0 19 0 09 water MJ TABELLA 9 MJ DELLE DUE TRASMITTANZE PER LE SEI TIPOLOGIE DI ENERGIA Cumulative energy demand MJ IT g U 0 13 U 0 13 U 0 13 U 0 13 U 0 34 U 0 34 U 0 34 U 0 34 ZONA ZONA ZONA ZO
2. Categoria d impatto Unit B1 B2 B3 Totale Pt 2 232 8 112 10 678 Carcinogens Pt 0 040 0 041 0 150 Resp organics Pt 0 001 0 007 0 004 Resp inorganics Pt 0 469 1 054 1 942 Climate change Pt 0 281 0 656 0 805 Radiation Pt 0 003 0 005 0 018 Ozone layer Pt 0 000 0 000 0 000 Ecotoxicity Pt 0 019 0 055 0 098 Acidification Eutrophication Pt 0 036 0 074 0 124 Land use Pt 0 076 0 044 1 682 Minerals Pt 0 014 0 028 0 088 Fossil fuels Pt 1 295 6 148 5 767 TABELLA 6 PUNTEGGIO DISAGGREGATO DELLE CATEGORIE D IMPATTO PER I TRE MURI Anche in questo caso gli apporti principali sono quelli derivanti dall impiego di combustibili fossili di inquinanti inorganici e dal cambiamento climatico La parete in biomattone continua ad essere il sistema meno impattante Il grafico sottostante in figura 6 sintetizza i punteggi esposti 184 H H 66 3 adouna g0 ZA H 66 093 opojeyy 1 0 N eyuejosy clue ip ounw ea By orc a 1 0 N 0208005 aquepsr duey ip za 10 n u onw 79 900400 sary 5504 f seau Mag uogexudonna uonexypov MEINEN __ Jake auozo 88 uoqepey Sg abuep aye Mg I dsay MIN sua ounue MN 10 n aquepsduey p onu q 10 n 0095005 squepsr duey p onu zq 1 0 n auoyeworg u due p onu tq FIG 5 PUNTEGGIO DISAGGREGATO DELLE CATEGORIE D IMPATTO PER I TRE MURI 185 6 6
3. Isolamento esterno a cappotto di edifici esistenti con cassero a perdere in magnesite e fibra vegetale Isolamento interno di edifici esistenti con cassero a perdere in magnesite e fibra vegetale Isolamento sottopavimento Posa in opera N B 1 1 Miscelazione della canapa e della calce con aggiunta di acqua in miscelatrice o betoniera da cantiere Formazione di casseratura con lastre in magnesite e fibra vegetale murature o cappotto o telaio in legno spesso 2 cm tetto e sottotetto Getto in opera del materiale Le superfici esterne devono essere rivestite con intonachino colorato traspirante e o calce 129 Scheda dati tecnici N B 1 1 Spessore in cm 10 15 20 30 40 Densit in kg m 200 200 200 200 200 termica in W mK K Trasmittanza termica in W nf K Resistenza alla diffusione del vapore acqueo Calore specifico J kgK Coefficiente di assorbimento acustico Indice di attenuazione acustica in dB Energia incorporata MJ m Sfasamento secondo ISO 13786 in ore Resistenza al fuoco Murature con Lastra in Magnesite tipo Megapan j Incombustibilit En13501 1 En13501 1 En13501 1 En13501 1 Classe 1 Classe 1 Applicazioni N B 2 1 Costruzione di muratura isolante Isolamento esterno a cappotto di edifici esistenti Isolamento interno di edifici esistenti Isolamento sottop
4. 179 Passando ad analizzare le pareti B1 B2 B3 quindi per trasmittanze U 0 13 W m K 1 risultati sono i seguenti Categoria d impatto Unit B1 B2 B3 Totale MJ 928 63 1422 67 2639 00 Non renewable fossil MJ 299 49 1258 57 1331 50 Non renewable nuclear MJ 38 38 104 14 252 43 Non renewable biomass MJ 0 01 0 00 0 00 Renewable biomass MJ 579 36 44 56 1016 46 Renewable wind solar geothe MJ 0 23 1 20 4 31 Renewable water MJ 11 16 14 20 34 30 TABELLA 4 MJ DELLE TRE PARETI PER LE COMPONENTI ENERGETICHE La prima cosa da evidenziare che come a queste stratigrafie con U 0 13 W m K caratterizzata da una massa superiore sia associato un consumo di energia superiore La tabella 4 conferma quanto scritto in precedenza per i muri di trasmittanza pi grande Ossia che alle stratificazioni isolate con materiale sintetico e artificiale spettano 1 valori pi alti di energia fossile Al muro in biomattone data l elevata quantit di canapulo impiegata i consumi energetici da fonte rinnovabile da biomassa sono pi del doppio rispetto alla configurazione precedente anche se continuano ad essere inferiori rispetto alla parete in sughero La quale detiene come in precedenza il valore di energia da biomassa e fossile pi alta La stratigrafia con l isolamento in sughero perci richiede il pi alto consumo di energia totale anche se una quota parte piuttosto elevata deriva dall energia da bi
5. 202 Korjenic A Petranek V Zach J Hroudova J Development and performance evaluation of natural thermal insulation materials composed of renewable resources Energy and Buildings 2011 43 2518 23 Kym l inen H R Sj berg A M Flax and hemp fibres as raw materials for thermal insulations Building and Environment 2008 43 1261 9 Lee K Tae S Shin S Development of a Life Cycle Assessment Program for building SUSB LCA in South Korea Renewable and Sustainable Energy Reviews 2009 13 1994 2002 Levine M Urge Vorsatz D Blok K Geng L Harvey D Lang S Levermore F Mongameli Mehlwana A Mirasgedis S Novikova A Rilling J Yoshino H 2007 Residential and commercial buildings Lidija u ek Ji Jaromir Kleme amp Zdravko Kravanja A Review of Footprint analysis tools for monitoring impacts on sustainability 2012 Linee guida sulle Migliori Tecniche Disponibili nelle Industrie Manifatturiere della Calce MacDougall C Natural building materials in mainstream construction lessons from the U K 2008 McGraw Hill Construction 2008 Global Green Building Trends Manuale tecnico Equilibrium 2011 Minet J Evrard A De Herde A Dynamical interactions between heat and mass flows in Lime Hemp Concrete 2006 N ss n J Holmberg J Quantifying the rebound effects of energy efficiency improvements and energy conserving behaviour in Sweden Energy Efficiency 2009 2 221 31 N ss n J Holm
6. Laterizio forato 0 2 m 1m 750 kg m 150 kg Pannello in sughero 0 094 m 1m 130 kg m 12 22 kg Peso totale 210 82 kg STRUTTURA B1 Intonaco di calce e sabbia 0 036 m 1m 1350 kg m 48 6 kg Biomattone da 25 cm 0 250 m 1m 300 kg m 75 kg Canapulo sfuso 0 18 m 1m 100 kg m 18 kg Peso totale 141 6 kg STRUTTURA 82 Intonaco di calce e sabbia 0 036 m 1m 1350 kg m 48 6 kg Laterizio forato 0 25 m 1m 750 kg m 187 5 kg Pannello polistirene espanso 0 25 m 1m 30 kg m 7 5 kg Peso totale 243 6 kg 170 STRUTTURA B3 Intonaco di calce e sabbia 0 036 m 1m 1350 kg m 48 6 kg Laterizio forato 0 3 m 1m 750 kg m 225 kg Pannello in sughero 0 28 m 1m 130 kg m 36 4 kg Peso totale 310 kg 6 4 Creazione dei processi in Simapro Per l intonaco di calce e sabbia comune a tutte le stratigrafie 6 stato creato un processo ex novo nel Simapro Per ottenere 1 kg di intonaco sono stati aggiunti 0 2 di acqua 0 4 di calce idraulica 0 4 di sabbia selezionando da database Ecoinvent le seguenti schede Tap water at user RER U per il consumo di acqua Lime hydraulic at plant CH U per l impiego della calce idraulica Sand I per l utilizzo della sabbia seguendo dunque la ricetta indicata in letteratura per gli intonaci tipo BIO E P1 Questo tipo di intonaco impiegato dall azienda Equilibrium per la realizzazione di interni
7. 1 m U W m K n consumi termici annui Wh Il valore 0 85 pu essere considerato un valore cautelativo perch normalmente gli impianti esistenti hanno efficienze largamente inferiori 188 Di seguito riportato in tabella 7 il calcolo per le diverse zone climatiche zona climatica GG U m2 ore giorno rendimento consumi wh consumi kwh montana 3000 0 34 1 24 0 85 28800 28 80 montana 3000 0 13 1 24 0 85 11012 11 01 padana 2400 0 34 1 24 0 85 23040 23 04 padana 2400 0 13 1 24 0 85 8809 8 81 centro 1600 0 34 1 24 0 85 15360 15 36 centro 1600 0 13 1 24 0 85 5873 5 87 sud 800 0 34 1 24 0 85 7680 7 68 sud 800 0 13 1 24 0 85 2936 2 94 TABELLA 7 CONSUMI ANNUI PER LE QUATTRO ZONE CLIMATICHE Una volta ottenuti i consumi annui ad essi possiamo associare degli impatti ambientali attraverso l uso del software Simapro Gli impatti sono stati calcolati per i medesimi indicatori utilizzati per le stratigrafie in modo tale da poter confrontare le varie soluzioni impiantistiche nelle diverse zone climatiche 6 7 Valutazione degli impatti 6 7 1 Greenhouse Gas Protocol Per prima cosa vengono calcolati gli impatti in termini di kg di equivalente attraverso l indicatore Greenhouse Gas Protocol Tabella 8 e figura 7 mostrano i relativi impatti annuali dovuti al riscaldamento di ambienti per metro quadro di parete possibile notare che gl
8. 115 CCIF CF 1 700 0 18 5 310 7 370 9 990 Halon 1301 6 032 5 400 8 480 7 140 2 760 Halon 1211 16 03 4 750 1 890 575 2402 20 033 3680 1 640 503 Carbon tetrachloride CCL 26 0 13 1 400 2 700 1 400 435 Methyl bromide CH Br 07 001 7 5 1 Methyl chloroform CH4CCI 5 0 06 506 146 45 HCFC 22 12 02 1 500 5 160 1 810 549 HCFC 123 CHCI CF 13 014 90 273 7 24 HCFC 124 CHCIFCF 58 022 470 2 070 609 185 HCFC 141b CH CCLF 93 0 14 2 250 725 220 HCFC 142b CH CCIF 179 02 1 800 5 490 2 310 705 HCFC 225ca CHCIZCF CF 19 02 429 122 37 HCFC 225cb CHCIFCF CCIF 58 032 2 030 595 181 Hydrofluorocarbons 23 CHF 270 0 19 11 700 12 000 14 800 12 200 HFC 32 CH F 49 0 11 650 2 330 675 205 HFC 125 2 023 2 800 6 350 3 500 1 100 HFC 134a CH FCF 14 0 16 1 300 3830 1 430 435 HFC 143a CH CF 52 0 13 3 800 5 890 4 470 1 590 HFC 152a CH CHF 14 0 09 140 437 124 38 HFC 227ea CF CHFCF 342 0 26 2 900 5 310 3 220 1 040 HFC 236ta CF4 CH CF 240 0 28 6 300 8 100 9 810 7 660 HFC 245ta CHF CH CF 76 028 3380 1030 314 HFC 365mic CH CF CH CF 66 021 2 520 794 241 HFC 43 10mee CF CHFCHFCF CF 159 04 1 300 4 140 1 640 500 Perfluorinated compounds Sulphur hexafluoride SF 3 200 0 52 23 900 16300 22800 32600 Nitrogen trifluoride NF 740 021 12300 17 200 20 700 PFC 14 CF 50 000 0 10 6 500 5 210 7 390 11 200 PFC 116 10 000 0 26 9 200 8 630 12 200 18 200 48 Global Warming Potential industrial De
9. 6 6 3 Redazione dell analisi di inventario All analisi di inventario precedente si devono integrare i dati energetici per il riscaldamento La formula per calcolare questo tipo di consumo deriva dal prodotto di tre parametri trasmittanza gt di parete gradi giorno divisi per localit Per gradi giorno di una localit s intende la somma estesa a tutti i giorni di un periodo convenzionale di riscaldamento delle sole differenze positive giornaliere tra la temperatura dell ambiente e la temperatura media esterna giornaliera l unit di misura utilizzata amp il grado giorno GG K d In termini matematici i gradi giorno si esprimono come Ti GG gt To 1 dove n numero di giorni del periodo convenzionale di riscaldamento temperatura ambiente convenzionale temperatura media esterna giornaliera 1 lt n lt 365 Te lt To In Italia il periodo d osservazione secondo la convenzione dettata dalla legge del 26 agosto 1993 n 412 pari a un anno mentre la temperatura ambiente convenzionale fissata a 20 C quindi 365 GG Y 20 7 e 1 I Gradi Giorno sono annui quindi il valore che si ottiene un valore di energia primaria annuale associata alla dispersione del muro 187 Analizzando quattro zone climatiche di seguito sono elencati i Gradi Giorno delle localita prese in considerazione in questo studio L C A Zona climatica NORD zona monta
10. FIG 3 DESIGN IMPACTS ON ENERGY USE SOURCE WBCSD 2007 1 Design 2 Building envelope Equipment Lighting Heating amp cooling Appliances amp office equipment Building automation 4 Infrastructure 1 3 1 Interventi passivi 1 3 1 1 Interventi in fase di progetto Sono da considerarsi interventi passivi tutti quelli attuabili in fase di progettazione dell edificio tra essi i pi importanti riguardano la scelta dell orientamento e della forma del edificio e la scelta della tipologia di involucro La scelta dell orientamento fondamentale per la protezione dell edificio dalla radiazione estiva e per l ottimizzazione della stessa nella stagione invernale L orientamento viene definito mediante l angolo azimutale fig 4 che quantifica l inclinazione della facciata prevalente rispetto al Sud NORD OVEST EST angolo azimutale SUD FIG 4 ANGOLO AZIMUTALE 21 Una superficie orizzontale non risente dell orientamento e riceve il massimo di energia d estate quando la posizione del sole alta nella volta celeste una superficie verticale soggetta alla radiazione solare in modo variabile a seconda della sua esposizione rispetto ai punti cardinali del periodo dell anno e dell ora del giorno D inverno il sole sorge a sud est e tramonta a sud ovest di conseguenza una superficie esposta a sud riceve il sole per tutto l arco della giornata in particolare il lato esposto a sud
11. acidificazione e l eutrofizzazione 3 ReCiPe stato sviluppato a partire dall Eco indicator 99 e dal CML 2001 Prevede sia un approccio midpoint con 16 categorie di impatto che un approccio endpoint con 3 categorie di danno 4 EPS 2000 nato dalla collaborazione tra l Istituto di ricerche ambientali svedese e alcune grandi industrie Il metodo classificabile tra quelli che prevedono un approccio economico nella fase di pesatura fa infatti riferimento a quanto sarebbe necessario spendere per mantenere inalterata la situazione ambientale o ripristinare quella esistente prima degli effetti ambientali generati dal processo produttivo Le categorie di impatto analizzate fanno riferimento a cinque grandi aree di salvaguardia salute umana ecosistemi naturali disponibilit di risorse abiotiche biodiversit e difesa dei valori culturali e del tempo libero 5 Ecopoints 97 un aggiornamento del metodo Ecopoint sviluppato in Svizzera nel 1990 In questo metodo la determinazione dei pesi delle categorie di impatto basata sulla differenza tra il carico ambientale corrente ed un livello limite derivato dai limiti imposti dalla legge nazionale svizzera Ecopoints 97 molto popolare in Svizzera forse grazie alla sua semplicit Da questo metodo derivato il nuovo metodo Ecological scarcity 2006 7 IMPACT 2002 stato sviluppato in Svizzera Ogni categoria di impatto espressa sia con un indicat
12. epidermide e di deficienze immunitarie oltre che per generare danni generalizzati a tutta la biosfera L ozono si forma continuamente in una fascia compresa tra i 25 e i 50 km di altezza al di sopra della superficie terrestre ozonosfera in seguito alla dissociazione di molecole di ossigeno 02 indotta dalla radiazione UV e al successivo urto di atomi isolati con altre molecole indissociate O 02 A sua volta l ozono assorbendo la radiazione UV si dissocia in O liberando energia Fenomeni di turbolenza e movimenti verticali di aria trasferiscono l ozono cos formatosi a quote di 20 30 km dove si raggiunge la massima concentrazione atmosferica dello strato di ozono Quest ultima tuttavia non fissa ma varia in funzione della latitudine massima all equatore e minima ai poli e del tempo in risposta alle stagioni In inverno quando l atmosfera pi fredda e viene a mancare la radiazione UV carburante per le reazioni che portano alla formazione di ozono la fascia di massima concentrazione si abbassa in estate al contrario si alza raggiungendo quote di 30 km anche alle nostre latitudini Da ci si evince come lo schermo di ozono sia gi di suo meno efficiente a livello polare che a livello equatoriale L inquinamento prodotto da aerei che viaggiano a 10 15 km di quota clorofluorocarburi CFC e i HCFC radicali liberi e cloruri induce un assottigliamento del vulnerabile schermo ozonosferico polare particolarmente
13. Il processo di estrazione prevede tipicamente la rimozione dello strato di copertura cappellaccio ossia del terreno dell argilla e della roccia sciolta che copre il giacimento l abbattimento della roccia tramite esplosivi il trasporto della roccia abbattuta con gli esplosivi agli impianti di frantumazione e vagliatura 4 6 4 Preparazione e stoccaggio del calcare Il calcare deve avere una distribuzione granulometrica compatibile con i requisiti del forno I frantoi primari ricevono blocchi di minerale che possono raggiungere anche un metro di diametro e li riducono a 100 250 mm Dai frantoi primari il calcare attraverso un sistema di trasporto a nastri raggiunge i vagli selezionatori In questi ultimi i pezzi pi voluminosi vengono separati e rimessi in circolo per subire di nuovo l intera procedura mentre quelli che passano al vaglio vengono immessi nei frantoi secondari che si trovano pi a valle I frantoi secondari frantumano il calcare fino al raggiungimento del fuso granulometrico adeguato al tipo di forno Il materiale deve essere vagliato in modo da ottenere una distribuzione granulometrica che idealmente dovrebbe essere in un rapporto di 2 a 1 o almeno di 3 a 1 tra la pezzatura pi grande e quella pi piccola I vagli selezionatori posti a valle dei frantoi secondari separano il calcare che va a costituire la carica del forno e che tramite nastri trasportatori e o elevatori a tazze viene trasportato ai pia
14. dell ambiente e della tutela del territorio 20 luglio 2004 Decreto legislativo 29 dicembre 2006 n 311 Disposizioni correttive e integrative al decreto legislativo 19 agosto 2005 n 192 recante attuazione della direttiva 2002 91 CE relativa al rendimento energetico nell edilizia Decreto legislativo 8 febbraio 2007 n 20 Attuazione della direttiva 2004 8 CE sulla promozione della cogenerazione basata su una domanda di calore utile nel mercato interno dell energia nonch modifica alla direttiva 92 42 CEE Decreto del Ministero dello Sviluppo Economico 19 febbraio 2007 Criteri e modalit per incentivare la produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare in attuazione dell articolo 7 del decreto legislativo 29 dicembre 2003 n 387 Decreto ministeriale 19 febbraio 2007 Disposizioni in materia di detrazioni per le spese di riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente ai sensi dell articolo 1 comma 349 della legge 27 dicembre 2006 n 296 Decreto legislativo 30 maggio 2008 n 115 Disposizioni in materia di attuazione della direttiva 2006 32 CE relativa all efficienza degli usi finali dell energia e i servizi energetici e abrogazione della direttiva 93 76 CEE Decreto del Presidente della Repubblica 2 aprile 2009 n 59 Criteri generali metodologie di calcolo e requisiti minimi per la prestazione energetica di edifici e impianti termici per la climatizzazione invernale e p
15. energetico si aggiunta anche una crescente preoccupazione per la salute del pianeta il cambiamento climatico Esso rappresenta un esternalit ambientale di natura globale tutti i Paesi 11 seppur in misura diversa hanno prodotto e continuano a produrre emissioni di gas serra e l aumento delle concentrazioni di questi gas tale da produrre effetti di variazione del clima IPCC 2007 Tutto questo ha portato alla luce una serie di eventi a livello mondiale nelle quali si discusso sia della presente situazione ambientale sia di quella a cui si sarebbe arrivati Di notevole importanza sono state le Conferenze Mondiali sull Ambiente e sul clima come l Earth Summit di Rio de Janeiro del 1992 che coinvolse 172 governi e 108 capi di Stato e 2 400 rappresentanti di organizzazioni non governative In questa conferenza gli argomenti principali furono la volont di limitare la produzione di tossine come piombo nel gasolio l incentivazione all utilizzo di energia derivata da fonti rinnovabili per rimpiazzare l abuso di combustibile fossile ritenuto responsabile del cambiamento climatico globale un quadro sui sistemi del trasporto pubblico con la finalit di ridurre le emissioni dei veicoli la congestione nelle grandi citt e 1 problemi di salute legati allo smog ed infine venne affrontato il problema crescente della scarsit dell acqua L accordo sulla Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici UNFCCC
16. fattore di conducibilit calore resistenza MATERIALI ISOLANTI consi specifico alla kj kg diffusione di Wm K 1 vapore 19 wales 0 069 Bul origine vegetale origine animale NO 0 075 as i 16 0 15 0 18 origine sintetica tra5e 10 9 o o 5 R p EM o N 8 H 1 7 1 7 1 7 1 5 traleS 12 2000 Per quel che riguarda l impatto ambientale gli isolanti di origine vegetale animale sono preferibili rispetto agli altri in quanto il loro processo produttivo utilizza minori risorse non rinnovabili ha emissioni di inquinanti pi basse e maggiore sicurezza per la manodopera nel processo di estrazione e lavorazione dei materiali Prendendo in considerazione il consumo di energia primaria necessario alla produzione di un materiale isolante si pu notare come gli isolanti di origine vegetale e animale risultano notevolmente meno impattanti rispetto agli isolanti di origine sintetica e minerale Particolarmente onerosi risultano i contributi della fase di approvvigionamento per quanto riguarda gli isolanti sintetici mentre per quelli minerali risulta particolarmente dispendioso l apporto legato al processo produttivo In figura 3 sono rappresentati i consumi di energia primaria in MJ per quattro principali fasi di alcuni materiali isolanti 85 140 Consumo di energia primaria 120 100 B IMBALLAGGIO E PROCESSO PRODUTTIVO E TRASPORTO 80 A E APPROVVIGIONAMENTO
17. impiego di materiali tossici sintetici Ronchetti P 2007 4 2 6 Costruzione di murature non portanti blocchi mattoni pannelli Blocchi e mattoni di Calcecanapa allettati con legante di calce e canapa trovano impiego nelle tamponature di strutture portanti cemento armato legno ecc e tramezzature interne I blocchi e i mattoni sono fabbricati in diversi formati e posso essere pieni o cavi Il biocomposto calcecanapa viene anche gettato direttamente in opera all interno di casseri per la realizzazione di muri contropareti ecc I vantaggi del tamponamento con questi materiali sono alte prestazioni di isolamento termico grazie ai valori di conduttivit che variano da 0 05 a 0 07 W mK resistenza meccanica isolamento acustico e inerzia termica al di sopra degli standard tradizionali regolazione dell umidit attraverso l assorbimento ed il rilascio di vapore e la riciclabilit dei materiali Ronchetti P 2007 Di seguito sono riportate le stratigrafie utilizzate da Equilibrium per queste murature e le propriet di alcuni materiali utilizzati 4 2 6 1 Equilibrium Wall Stratigrafia lastra di magnesite tipo Megapan da 10 a 12 mm struttura in profili di legno o di ferro zincato tipo Cipriani Natural Beton in canapa e calce 1a1 dai 20 cm K 0 26 W m k ai 40 cm K 0 13 W m k Lambda 0 053 W mk struttura in profili di legno o di ferro zincato tipo Cipriani lastra di magnesite tipo Megapan da 10 a 12 mm sfa
18. perci quello di fornire il sistema di riferimento per tutti i flussi in ingresso e uscita dal sistema La scelta di tale unit arbitraria e dipende essenzialmente dallo scopo per cui i sottosistemi e il sistema globale sono stati creati Si definisce invece flusso di riferimento la quantit di prodotto necessaria a soddisfare la funzione scelta I confini del sistema invece definiscono numero e tipologia di unit di processo da includere nel sistema Possono essere determinati inizialmente con criteri geografici tecnologici e temporali poi sar compito del richiedente lo studio escludere determinate fasi dell intero ciclo produttivo In linea di principio il sistema produttivo deve essere modellato in modo tale che 1 flussi in ingresso e uscita dai suoi confini siano solo flussi elementari Si definisce flusso elementare un flusso di materia o energia entrante nel sistema che stato prelevato dall ambiente senza alcuna trasformazione da parte dell uomo un flusso di materia o energia uscente dal sistema che non subisce alcun altra trasformazione da parte dell uomo La scelta delle unit di processo da includere nel sistema dipende in primo luogo dagli obiettivi dello studio LCA E ovviamente necessario in ogni studio stabilire dei criteri di cutoff che devono essere ben compresi e spiegati nel rapporto stesso In base a questo si stabilisce il grado di affidabilit e confidenza dello studio Le unit di proces
19. realta geografica prevedendo pero lo sfruttamento di fonti energetiche spesso non rinnovabili Le problematiche legate ai livelli di inquinamento raggiunti dal suolo dall acqua e dall aria effetto serra buco dell ozono etc hanno incrinato il rapporto positivo creato in secoli di sana convivenza tra l uomo e il suo contesto L architettura e l urbanistica nella loro storia si sono sempre confrontate ecologicamente con l ambiente al fine di creare condizioni favorevoli di comfort in situazioni geografico climatiche spesso estreme L ottima conoscenza da parte delle popolazioni indigene delle elementari nozioni di meteorologia delle prestazioni fisico termiche dei materiali facilmente reperibili e lavorabili l uso ottimale del suolo e del territorio hanno influito in materia determinante nel generare le architetture e le citt caratteristiche di ogni luogo Questa architettura popolare proprio perch caratterizzata da un uso attento delle risorse e delle tecnologie riuscita a ottimizzare un principio fondamentale quello della massima efficienza con il minimo dispendio di energie Tal rapporto viene definito sostenibile perch caratterizzato da regole di comportamento non distruttive e finalizzate a un sfruttamento controllato delle risorse Questo patrimonio di conoscenze stato per progressivamente perso e ignorato Ciononostante negli ultimi vent anni si sviluppata una coscienza ecologica che ha port
20. 100 La figura 3 riporta inoltre la collocazione delle tre prospettive culturali nel triangolo dove il punto nero indica la posizione Gerarchica il rosso quella Ugualitaria ed il blu quella Individualista Wea 100 Wea Fattore di valutazione per la categoria Z E di danno Ecosystem Quality a 4 gt Fattore di valutazione per la categoria 100 S di danno Human Health 904 Wn Fattore di valutazione per la categoria 80 V 7 di danno Resources Jag fd N Wea Win WR 100 de j 60 E Md 5 X2 4 4 N f jf 4 an D al we 10 S V X 10 S rr dili SO A Sl 7 NS Weo 0 2 6 6 5 Woe 0 Win 100 VWHHIN 0 Wa 0 Wer 100 FIG 3 COLLOCAZIONE NEL TRIANGOLO DELLE TRE PROSPETTIVE CULTURALI NERO GERARCHICA ROSSO UGUALITARIA BLU INDIVIDUALISTA FONTE WWW PRE NL Per quel che riguarda i contributi delle diverse categorie di impatto relative alle tre categorie di danno nelle tre differenti prospettive culturali si pu affermare che Nella prospettiva gerarchica le categorie di impatto Land use Climate Change e Fossil fuels sono le pi importanti 62 Nella prospettiva ugualitaria molto accentuata l importanza del Land use rispetto ad Acidification Eutrophication ed Ecotoxicity Nella prospettiva individualista dominante Respiratory effects inorganics mentre
21. 4 il fatto che alcuni possibili impatti ambientali sono chiaramente impatti futuri Per quanto riguarda le limitazioni poich LCA nasce come una evoluzione dell analisi energetica in essa sono ben descritte e analizzate solo quelle attivit che determinano un consumo o una produzione di energia considerazioni di carattere solo energetico ambientale inoltre non vi nessuna distinzione tra le emissioni avvenute in luoghi differenti quindi vi completa perdita dell informazione spaziale e perci la LCA non d informazioni adeguate per decidere la localizzazione di un impianto In aggiunta a quanto detto in precedenza la significativit dei risultati diminuisce passando dagli effetti globali es riscaldamento globale agli effetti a scala regionale locale es acidificazione in quanto il peso globale di un determinato inquinante il risultato di tanti contributi spesso provenienti da diverse aree geografiche della terra mentre gli output rilevati sono a loro volta riferiti a diversi periodi di tempo Inoltre a scala locale 1 fattori temporali e spaziali delle emissioni hanno pi rilevanza 2 4 Valutazione degli impatti L Analisi degli impatti LCIA come detto in precedenza una delle quattro fasi della procedura di LCA e consiste nel quantificare ed evidenziare ambientali che si generano a seguito dei rilasci nell ambiente emissioni o reflui e dal consumo di risorse associati a un attivit produttiva l entit qui
22. 40 20 0 lt 4 z2uzzuaugopeogsdas3osusg gp3gg8 gt 5 n a 4 9 gt 2 5 O05 ada 2 4 4 oz 5 Pd gt a a 4852 lt f2utgsasaang fZ 28 4 A Qae 82 lt 1 80 Qua c o lt bt23500ZzZ2505zZ85 5 9 555 n x lt T z 3 x oz 3 9 5 2 gt a E 2 5 a 4 T gt cc n va O 8 3 gt E 2 8 5 o a 5 FIG 3 CONSUMI DI ENERGIA PRIMARIA PER ISOLANTI 3 6 Risparmio ed Efficienza energetica I costi crescenti dei combustibili fossili e l incertezza delle forniture si legano ai problemi dell inquinamento atmosferico Ne deriva che le esigenze economiche e quelle di tutela dell ambiente convergano fatalmente verso un unico e di irrinunciabile obiettivo il risparmio energetico Una parte significativa del totale di energia primaria viene consumata dagli edifici odierni nei paesi sviluppati In molti di questi edifici il consumo di energia pu essere ridotto significativamente adottando interventi di efficienza energetica Ad esempio circa il 39 del totale 86 dell energia primaria degli Stati Uniti viene consumata da edifici questo fatto sottolinea la necessit imperativa per il risparmio energetico negli edifici Governi e le comunit scientifiche di tutto il mondo hanno
23. Cycle Assessment LCA In ambito di sviluppo sostenibile 1 Analisi del Ciclo di Vita Life Cycle Assessment LCA fa parte di quella strumentazione metodologica che ha come scopo attraverso interventi di natura preventiva quello di minimizzare gli impatti ambientali dei processi produttivi Uno studio LCA infatti considera l intera vita di un prodotto dall estrazione ed acquisizione delle materie prime passando attraverso la produzione e trasformazione di materiali ed energia per proseguire con l uso e il fine vita Questo studio dalla culla alla tomba viene infatti esaminato attraverso la compilazione di un inventario di ingressi materiali energia risorse naturali e di uscite emissioni in aria acqua suolo del sistema Questa prospettiva allargata consente di evitare spostamenti di potenziali impatti ambientali da una fase all altra della vita di un prodotto Uno studio LCA per focalizzato sugli aspetti ambientali e 1 possibili impatti ambientali che ne conseguono mentre non lo strumento adatto per valutare gli aspetti socio economici La procedura per l esecuzione di uno studio LCA stata codificata a partire dagli anni 90 dall Organismo Internazionale per la Standardizzazione ISO International Organisation for Standardization ISO una federazione mondiale di organismi nazionali di standardizzazione La preparazione degli Standard Internazionali realizzata dai comitati tecnici TC Technical Committe
24. LCA del sistema parete Questa seconda analisi invece riguarda uno studio LCA dedicato alla fase di consumo energetico delle stratigrafie precedentemente analizzate Per quattro zone climatiche sono stati calcolati i valori di richiesta di energia primaria per il riscaldamento correlati a quelle trasmittanze con l intento di determinare gli impatti ambientali associati e il tempo di recupero degli stessi 6 6 1 Definizione degli scopi unit funzionale e confini del sistema Anche in questo secondo caso si tratta di effettuare un analisi comparativa delle diverse tipologie di stratigrafie considerando in questo caso non solo l impatto dovuto all applicazione del materiale ma anche quello dovuto al consumo termico associato Il confronto tra muri con trasmittanze differenti da una parte evidenzia i benefici ambientali che si possono avere quando si utilizza meno materiale isolante dall altro l impiego di pi materiale isolante richiede un consumo termico associato inferiore che nel tempo porta ad un recupero significativo degli impatti L unit funzionale rimane invariata cos come 1 flussi di riferimento Per i confini del sistema rimane valida l analisi di inventario dello studio precedente con l aggiunta del dato di consumo termico per le pareti analizzate 6 6 2 Qualit dei dati In questo caso i dati in aggiunta relativi ai consumi di gas per i riscaldamento sono forniti da letteratura dati secondari 186
25. LE SEI COMPONENTI ENERGETICHE 160 Dal grafico possibile notare come i contributi di energia fossile non sono simili per i tre prodotti data la differenza dei consumi elettrici e il diverso apporto della fase di trasporto e produzione degli ingredienti della miscela Questo dimostrato dal fatto che nel N B 1 1 essendo presente pi canapulo il valore di energia da biomassa superiore della miscela 2al e del biomattone Inoltre da evidenziare che il quantitativo di calce a parit di peso contenuto in 1 kg di N B 2al rispetto al biomattone leggermente superiore per la quantit di acqua pi piccola impiegata questo comporta un impatto maggiore per l energia fossile della miscela 2 1 soprattutto legata al trasporto della calce e della produzione della stessa 161 CAP 6 LCA DI ALCUNE STRATIGRAFIE In questo capitolo vengono affrontati due studi differenti sull analisi del ciclo di vita LCA di alcune stratigrafie per confrontare 1 gt di muratura di tamponamento perimetrale su nuova costruzione Il primo studio propone di analizzare gli impatti di sei pacchetti stratigrafici divisi per due valori di trasmittanza differente ovvero per U 0 34 W m K e per Uz 0 13 W m K Le stratigrafie riferite ad 1 m di parete sono composte da materiali differenti che comprendono da un lato l utilizzo del biomattone dall altro l impiego del mattone in laterizio affiancato ad un isolante naturale o un isolante sintetico Questo tipo
26. La lavorazione della calce viva serve a produrre diverse qualit di materiale aventi la granulometria e le finezze richieste dai vari segmenti del mercato A tale scopo si usano tutti o parte dei seguenti processi macinazione separazione micronizzazione 124 Un impianto per la lavorazione della calce che sia stato progettato correttamente raggiunge i seguenti obiettivi a massimizzare la produzione dei prodotti principali b minimizzare la produzione delle qualit eccedenti in genere polveri fini c migliorare la qualit di certi prodotti d avere la flessibilit necessaria per variare la produzione in funzione della mutata domanda del mercato L impianto di lavorazione dovrebbe avere un deposito adeguato sia per i prodotti finiti che per quelli intermedi in modo da disporre di scorte cuscinetto tra il forno che funziona in continuo e le spedizioni che sono sospese durante la notte e nel week end Il prodotto che esce dal forno viene macinato se di dimensioni non idonee ad essere direttamente immesso sul mercato La calce frantumata viene quindi immessa in una linea di vagliatura a pi livelli di separazione da cui si ottengono frazioni diverse in funzione del prodotto desiderato I prodotti pi fini si ottengono in genere nei mulini tubolari e in quelli verticali a pista con rulli sfere In ogni caso un separatore ad aria collocato sopra il mulino per controllare la finezza del prodotto e rimettere in circolo le
27. P 2007 Le figure qui sotto fig 2 e fig 3 mostrano un esempio di applicazioni sul tetto e su pareti 97 FIG 2 CEMENTO DI CANAPA E CALCE COME ISOLANTE PER TETTI SOURCE WOOLLEY E BEVAN 2007 i j ONES Md 4 1 LAS be NIRO FIG 3 CEMENTO DI CANAPA E CALCE COME ISOLANTE PER PARETI SOURCE WOOLLEY E BEVAN 2007 98 4 2 3 Il cappotto isolante Il cappotto isolante uno dei metodi oggi pi utilizzati per evitare le dispersioni di calore da case ed edifici che devono essere ristrutturati oppure che sono poco o male coibentati Una soluzione pratica efficace e conveniente per isolare una struttura intervenendo sulle pareti interno o esterne Scegliere il cappotto isolante in canapa e calce significa ridurre notevolmente i consumi energetici e prestare attenzione verso le problematiche ambientali attuali Il cappotto isolante con Natural Beton rappresentato nella foto sottostante rappresentato da uno strato di materiale isolante in canapa e calce che viene applicato direttamente sui muri interni o esterni dell edificio fig 4 Si tratta di un intervento rapido che non richiede di modificare i muri esistenti Una volta applicato il materiale isolante viene ricoperto da uno strato di intonaco uno di rafforzamento e uno di finitura in modo tale che venga preservata l estetica pre esistente dell edificio Oltre alla dispersione di calore il cappotto termico impedisce la formazione di ponti termici interni
28. Pressatura 5 5 5 2 Robot movimentatore 5 6 Scenari in uscita per entrambi i prodotti 5 6 1 Imballaggio biomattone 5 6 2 Scenario in uscita dal cantiere per 2 mc di biomattone e N B 1 1 e 2 1 5 7 Valutazione degli impatti 5 7 1 Trasporti in ingresso e unit di processo del N B 1 1 e 2 1 5 7 1 1 Greenhouse Gas Protocol 5 7 1 2 Ecoindicator 99 H 5 7 2 Unit di processo per il biomattone 5 7 2 1 Greenhouse Gas Protocol 5 7 2 2 Ecoindicator 99 H 5 7 3 Ecological Footprint EF 5 7 4 Cumulative Energy Demand 125 126 126 128 128 129 132 133 134 135 135 137 137 137 143 144 144 147 147 148 149 149 149 152 155 155 156 158 160 CAP 6 LCA DI ALCUNE STRATIGRAFIE 6 1 Definizione degli scopi unita funzionale e confini del sistema 6 2 Qualita dei dati 6 3 Redazione dell analisi di inventario 6 4 Creazione dei processi in Simapro 6 5 Valutazione degli impatti 6 5 1 Greenhouse Gas Protocol 6 5 2 Cumulative Energy Demand 6 5 3 Ecoindicator 99 H 6 6 LCA del sistema parete 6 6 1 Definizione degli scopi unit funzionale e confini del sistema 6 6 2 Qualit dei dati 6 6 3 Redazione dell analisi di inventario 6 7 Valutazione degli impatti 6 7 1 Greenhouse Gas Protocol 6 7 2 Cumulative Energy Demand 6 7 3 Ecoindicator 99 H 6 8 Tempo di ritorno degli impatti CONCLUSIONI BIBLIOGRAFIA APPENDICE 162 162 163 163 171 172 172 177 182 186 186 186 187 189 189 191 192 193 199 201 2
29. United Nation Framework Convention on Climate Change fu il primo passo verso un nuovo modo di pensare sostenibile il trattato prevedeva dei protocolli che avrebbero posto limiti obbligatori di emissioni da qui il pi famoso quello di Kyoto che prevede l impegno dei Paesi Industrializzati a ridurre le emissioni di alcuni gas ad effetto serra responsabili del riscaldamento globale Per il contenimento entro livelli gestibili con apposite misure di adattamento dei danni peggiori derivanti dal cambiamento climatico secondo il IV Rapporto dell IPCC sarebbe necessario che le emissioni di gas serra prodotte dalle attivit umane venissero ridotte di almeno 1 80 entro il 2050 L Unione Europea si data come tappa intermedia il raggiungimento entro il 2020 di una riduzione delle emissioni di gas serra del 20 portato al 30 in caso di accordo internazionale Si prefissata al contempo come obiettivi strategici di accompagnamento la riduzione dei consumi energetici del 20 rispetto al 2005 attraverso il miglioramento dell efficienza e una quota di produzione da fonti rinnovabili del 20 Si ritiene che per raggiungere l obiettivo del 2050 si debba decisamente puntare ad una riduzione delle emissioni di gas serra almeno del 30 entro il 2020 Per uscire dal percorso energetico attuale necessario percorrere strade alternative rispetto a quella sin qui seguita basata sulla crescita illimitata dei consumi in un pianeta con evid
30. VS SISTEMI EQUILIBRIUM Sistema Tradizionale B Spessore totale 32cm Classe energetica B U 0 31 W m K Dettaglio dei costi 13 98 Intonaco rustico inclusa manodopera interno 11 96 Arricciatura inclusa manodopera interno 38 00 Muratura in blocchi di laterizio sp 20cm 55 00 Coibentazione a cappotto con polistirene espanso sp inclusa rasatura 118 94 Costo Totale Prezzario delle opere edili e impiantistiche della Camera di Commercio di Milano 2007 Sistema Equilibrim Biomattone Silver Spessore totale 29cm Classe energetica B U 0 31 W m K Risparmio 2 05 Dettaglio dei costi 14 00 Intonaco rustico inclusa manodopera interno 12 00 Arricciatura inclusa manodopera interno 42 50 Biomattone sp 25cm 22 00 Posa in opera Biomattone 14 00 Intonaco rustico inclusa manodopera esterno 12 00 Arricciatura inclusa manodopera esterno 116 50 Costo Totale Listino prezzi Equilibrium 2012 Sistema Equilibrium Wall Silver Spessore totale 20cm Classe energetica B U 0 31 W m K Risparmio 4 15 Dettaglio dei costi 35 00 Lastra per interno sp Omm inclusa struttura e rasatura interno 17 00 Getto Natural Beton 1 1 sp 1 7cm 17 00 Posa in opera Natural Beton 45 00 Lastra per esterno sp O
31. combustione di combustibili fossili in particolare gli ossidi di zolfo e gli ossidi d azoto sono i principali responsabili del fenomeno delle piogge acide che provoca l abbassamento del pH di laghi foreste e suolo con gravi conseguenze per gli organismi viventi gli ecosistemi ed i materiali Per la quantificazione degli impatti provocati da tale fenomeno si impiegano fattori di caratterizzazione denominati potenziali di acidificazione tabella 6 AP Acidification Potential che convertono tutte le emissioni in kg di SO equivalenti L indicatore dell acidificazione risulta allora essere espresso in kg di SO equivalente emessi acidificazione Lui AP x mi con potenziale di acidificazione della sostanza i kg SO2 eq kg 1 e mi massa di sostanza i rilasciata nell atmosfera kg Risultato inventario Fattore di caratterizzazione SO Anidride solforosa 50 Anidride solforica Monossido d azoto 1 07 m I CE TAB 6 POTENZIALI DI ACIDIFICAZIONE SOURCE DANISH TECHNICAL UNIVERSITY 1997 52 5 Assottigliamento dell ozono stratosferico L ozono molecola triatomica di ossigeno pur rappresentando meno di una parte per milione dei gas atmosferici assorbe quasi interamente la radiazione ultravioletta proveniente dal Sole Tale radiazione ha sufficiente energia per danneggiare molecole biologiche fondamentali quali il DNA determinando un aumento di incidenza di fenomeni tumorali legati all
32. contributo di uptake rilevante e un impatto di CO fossile pi piccolo bisogna per tenere presente che i due tipi di N B hanno impieghi differenti quindi il loro uso va scelto in base all utilizzo finale richiesto Infine si evidenzia che cambiando gli scenari di trasporto della calce passando cio da una distanza di 530 km a 40 km gli impatti di fossile chiaramente si riducono e di conseguenza anche 1 kg di CO totale Questo molto importante in quanto la fase di trasporto della calce e gli impatti associati ad essa hanno un peso molto rilevante L azienda Equlibrium potrebbe migliorare il processo produttivo della miscela proprio prendendo spunto da questa ultima analisi riguardante il trasporto alternativo della calce La figura 8 rappresenta graficamente ci che mostrato in tabella 150 psa E ba 200 10 14 0204014 9 asnoyuaaug opoyapy oageusaye 1 2 uoaq jesMeL 7 T 2 eposu 5 T oageusaye T T easi uoyaq jeuMeL 7 7 7 eostu uoyaq jeuMeU z Ip 000400 1 7 eposu eeu TZ Fj ongewaye egostu e rgew 7 NN Ti eurqeu z NN 102 pue woy ba 70 709 3uaboig 200 5504 FIG 8 KG DI CO EQ DIVISI I QUATTRO COMPONENTI DI ANIDRIDE CARBONICA 151 5 7 1 2 Ecoindicator 99 H Passando ad analizzare gli impatti con Econdicator 99 sono stati presi in
33. definizione fornita dalla norma ISO 14040 in questa fase che vengono individuati e quantificati i flussi in ingresso e in uscita da un sistema di prodotto lungo tutta la sua vita Tali flussi sono espressi in unit fisiche unit di massa e di energia e riguardano sia il prelievo e la preparazione delle materie prime la loro trasformazione in prodotti finiti co prodotti sottoprodotti con l immissione di agenti inquinanti nell aria nell acqua e nel suolo sia il prelievo delle fonti di energia il loro uso e i rilasci associati nei diversi comparti ambientali nelle diverse fasi del sistema esaminato Nel nostro caso di studio questa fase stata la pi impegnativa proprio perch abbiamo dovuto ricostruire nel dettaglio tutti 1 processi e le singole operazioni dell intero ciclo di produzione del biomattone e della miscela Il Simapro permette per ogni processo di integrare i dati primari a quelli secondari disponibili appunto nella banca dati tutto chiaramente a nostra discrezione scegliendo e valutando dopo aver analizzato la descrizione nella scheda documentation se la tipologia del processo da noi scelto compatibile con le nostre esigenze Questo procedimento consente di utilizzare e mantenere nel processo parametri di difficile determinazione sfruttando l accuratezza dei dati del database come le emissioni dei macchinari di lavorazione o di trasporto l onere dei trasporti interni la produzione di prodotti d
34. degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia attuazione dell art 4 comma 4 della legge 9 gennaio 1991 n 10 Decreto ministeriale 6 agosto 1994 Recepimento delle norme UNI attuative del decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993 n 412 recante il regolamento per il contenimento dei consumi di energia degli impianti termici degli edifici e rettifica del valore limite del fabbisogno energetico normalizzato Decreto del Presidente della Repubblica 15 novembre 1996 n 660 Regolamento per l attuazione della direttiva 92 42 CEE concernente i requisiti di rendimento delle nuove caldaie ad acqua calda alimentate con combustibili liquidi o gassosi Direttiva 19 dicembre 1996 n 96 92 CE del Parlamento Europeo e del Consiglio Direttiva concernente norme comuni per il mercato interno dell energia elettrica Decreto legislativo 31 marzo 1998 n 112 Conferimento di funzioni e compiti amministrativi dello Stato alle regioni ed agli enti locali Capo V Ricerca produzione trasporto e distribuzione dell energia Decreto ministeriale 2 aprile 1998 Norma riguardante le modalit di certificazione delle caratteristiche e delle prestazioni energetiche degli edifici e degli impianti ad essi connessi Direttiva 22 giugno 1998 n 98 30 CE del Parlamento Europeo e del Consiglio Direttiva relativa a norme comuni per il mercato interno del gas naturale Decreto legislativo 16 marzo 1999 n 79 Norma di attuazione della diret
35. dell orizzonte temporale sul valore di GWP L indicatore per l effetto serra quindi espresso in kg di CO equivalenti ed pari a effetto serra Xi GWP x mi con GWP potenziale di riscaldamento globale della sostanza i kg CO2 eq kg 1 mi massa di sostanza i rilasciata nell ambiente kg I potenziali di riscaldamento globale dipendono dal tempo di esposizione sul quale si effettua l integrazione l IPCC ha compilato un elenco di valori dei GWP per differenti tempi di esposizione 20 100 e 500 anni Nella tabella 2 sono riportati alcuni dei potenziali di riscaldamento globale calcolati per un tempo di esposizione di 100 anni Inquinante kg E E m 1 23 N20 298 TAB 2 POTENZIALI DI RISCALDAMENTO GLOBALE CALCOLATI PER UN TEMPO DI ESPOSIZIONE DI 100 ANNI FONTE IPPC 2007 47 Global Warming Potential for Given Time Horizon Industrial Designation Radiative or Common Name Lifetime Efficiency SAR years Chemical Formula 5 Wm ppb 100 yr 20 100 yr 500 yr Carbon dioxide See below 514x109 1 1 1 1 Methanec CH 12 37x10 21 72 25 76 Nitrous oxide N 0 114 3 03x10 3 310 289 298 153 Substances controlled by the Montreal Protocol CFC 11 45 025 3 800 6 730 4 750 1 620 CFC 12 CCLF 100 032 8 100 11 000 10900 5 200 CFC 13 CCIF 640 025 10 8800 14400 16 400 CFC 113 CCLFCCIF 85 03 4 800 6 540 6 130 2 700 114 CCIF CCIF 300 031 8 040 10 000 8 730
36. delle risorse insieme con l inquinamento ambientale e la qualit degli ambienti interni ed esterni L attenzione alle componenti dell involucro e dei loro effetti sulla efficienza energetica di un edificio quindi estremamente rilevante dato l attuale contesto Nel prossimo futuro tutti i nuovi edifici saranno costruiti al livello della casa passiva e gli edifici esistenti saranno rinnovati per soddisfare gli standard di costruzione a bassa energia I nuovi approcci all Energy efficient design non si stanno solo muovendo nella direzione di inferiori valori di trasmittanza per ottenere un minore consumo energetico ma anche lo sviluppo e l uso di materiali da costruzione naturali e locali Korjenic et al 2011 L efficienza energetica dell edificio pu essere migliorata mediante l attuazione di strategie energetiche passive o attive efficaci Miglioramenti di riscaldamento ventilazione e aria condizionata illuminazione possono essere classificati come strategie attive mentre miglioramenti agli elementi di involucro per edifici possono essere classificati come strategie passive Gli ultimi anni hanno visto un rinnovato interesse in materia di isolamento passivo efficiente degli edifici Essi sono visti come una soluzione praticabile per i problemi della crisi energetica e dell inquinamento ambientale Sadineni et al 2011 3 2 Isolamento termico L isolamento termico in edilizia consente di isolare termicamente l interno di un edificio dal
37. delle unit stesse in termini di condizioni operative 37 ai fini di individuare 1 flussi di massa di energia e di ogni altra grandezza fisica giudicata rilevante ai fini dello studio la raccolta dei dati relativi ai flussi elementari in ingresso e uscita da ciascuna unit di processo Per ogni unit di processo compresa nei confini del sistema i dati possono essere classificati in grandi categorie quali o input energetici materie prime input ausiliari prodotti co prodotti e rifiuti o emissioni in aria scarichi nelle acque e nel suolo o altri aspetti ambientali la validazione dei dati sulla base della descrizione dell unit di processo attraverso bilanci di massa energia o altre relazioni pertinenti alla specifica unit in oggetto il trattamento dei dati ad esempio operazioni di media temporale analisi statistica nel caso di processi equivalenti analizzati Il risultato finale di questo procedimento una sorta di bilancio ambientale con una serie di voci relative al consumo di materie prime e alle emissioni inquinanti in aria acqua e suolo Per la redazione di tale bilancio dovr essere controllata la qualit dei dati in quanto su quest ultima che si fonda la validit e l attendibilit di tutto lo studio di LCA Per quanto possibile i dati da utilizzare nella fase di inventario devono essere raccolti direttamente sul campo Infatti l utilizzo delle banche dati pur semplificando di molto la ricerc
38. di 2 6 alle ascelle di brattee formanti corte spighe ognuna delle quali mostra un calice membranaceo che avvolge strettamente un ovario supero ed uniloculare sormontato da due stilli e due stimmi Assocanapa 2011 Sono proprio queste ultime che producono i semi costituiti da un frutto secco detto achenio di colore grigio verde e di forma ovoidale 3 5 mm di lunghezza 2 3 mm di larghezza Il peso di 1000 semi varia tra i 20 25 grammi quindi per avere 200 piante per metro quadro occorrono circa 5 grammi di semente corrispondenti a 50 kg per ettaro Peculiarit della canapa essere una cultura molto adattabile che pu essere coltivata in condizioni pedologiche e climatiche diverse anche in collina e montagna fino a 1500 m La germinazione del 108 seme avviene a seconda della temperatura in 5 10 giorni e la temperatura minima fissata a 7 8 gradi La pianta ha poi un accrescimento molto rapido e con condizioni di suolo e tecniche colturali adeguate il ciclo vegetativo si completa in 3 4 mesi Per la canapicoltura il terreno ideale un terreno molto profondo e privo di strati impermeabili in modo da facilitare lo sviluppo dell apparato radicale ed evitare i ristagni idrici che risulterebbero letali per la vita della pianta Sono preferibili i terreni sciolti franco sabbiosi torbosi Risultano poco adatti invece i terreni argillosi limosi e quelli dotati di scarsa sostanza organica che tendono a chiudersi quando ai periodi pio
39. di alcuni gas atmosferici quali l anidride carbonica CO il metano CHa l ozono 03 il vapore acqueo e il protossido d azoto N20 Essi vengono 45 definiti gas serra naturali La superficie terrestre assorbe la radiazione emessa dal Sole sotto forma di radiazioni a breve lunghezza d onda spettro del visibile e ridistribuisce l energia ricavata grazie alla circolazione atmosferica e oceanica Questo flusso energetico viene bilanciato dalle radiazioni infrarosse a onde lunghe infrarosso termico che la Terra riemette verso lo spazio Una porzione di questa radiazione infrarossa tuttavia assorbita dai gas serra naturali presenti nell atmosfera provocando quel riscaldamento della superficie terrestre e dell atmosfera conosciuto come serra naturale proprio come in una serra la temperatura tende conseguentemente salire Senza questa regolazione la temperatura media della superficie terrestre sarebbe di circa 33 C pi bassa ovvero pari a 18 contro i 15 attuali e la Terra sarebbe un pianeta freddo e inospitale Negli ultimi anni per la presenza di questi gas serra nell atmosfera andata continuamente aumentando principalmente a causa delle attivit umane e sono stati immessi nell atmosfera anche gas serra di natura sintetica Oggi un crescente numero di osservazioni scientifiche fornisce il quadro che il pianeta si sta scaldando e considera una relazione stretta esistente tra l i
40. di quantificare per l effetto serra gli impatti dovuti alla fase di costruzione di queste pareti e quindi all impiego dei materiali utilizzati Di seguito riportata una tabella che indica i valori di kg di CO2 eq divisi per i quattro componenti di anidride carbonica carbonio proveniente da combustibili fossili Fossil carbonio proveniente da fonti biogeniche come piante e alberi Biogenic CO eq carbonio proveniente da trasformazioni del territorio ovvero gli impatti diretti eq from land transformation assorbimento di carbonio dalle piante ed dagli alberi in fase di crescita CO uptake I muri presi in considerazione sono A1 A2 A3 quindi per trasmittanze U 0 34 W m K Categoria d impatto Unit A1 A2 A3 Totale kg 12 821 59 341 41 304 Fossil CO2 eq kg 34 488 62 099 66 333 Biogenic CO2 eq kg 0 559 0 330 7 592 CO2 eq from land transformation kg 0 001 0 001 0 001 CO2 uptake kg 22 226 3 088 32 622 TABELLA 1 KG DI CO EQ DIVISI PER I QUATTRO COMPONENTI DI ANIDRIDE CARBONICA 172 Confrontando questi primi risultati in tabella 1 per le tre pareti possibile notare che il valori di CO eq fossile maggiori appartengono ai muri con isolamento sintetico e naturale con una differenza davvero minima tra le due pareti Questo dovuto al ciclo di produzione dei mattoni e dei pannelli isolanti Il valore di CO eq uptake per la fase di crescita delle piante invec
41. e altri tipi di disturbo Gli impatti o effetti ambientali si suddividono in base alla scala di azione in effetti globali regionali o locali tabella 1 Questo aspetto dovuto fondamentalmente alle caratteristiche fisiche e chimiche dell emissione che genera l effetto nonch chiaramente alle condizioni ambientali Categoria di impatto Scala Da ilevanti indicatore Breve descrizione Metano CH Potenziale di Converte i dati LCI in Riscaldamento globale Globale ere Riscaldamento Giobale equivalent di CO Idrociorofivorocarburi Ossidi di zolfo SO R Ossidi di azoto Converte i dati LCI in Acidificazione Fes Acido cloridrico HCI Potenziale di acidificazione equivalenti di ioni idrogeno Acido fiuoridrico HF Idrocarburi diversi dal metano Potenziale di creazione di Converte i dati LCI in Smog fotochimico Locale ossidanti fotochimici Composti chimici tossici con una poca emer Ecotossicit e tossicit sia per l uomo TAB 1 PRINCIPALI CATEGORIE D IMPATTO E LA LORO CARATTERIZZAZIONE 44 2 4 1 Categorie di impatto Nella fase di valutazione degli impatti i risultati dell inventario come si detto vengono espressi come contributi a rilevanti categorie di impatto ambientale Ci permette di rappresentare i risultati della valutazione del ciclo di vita in modo pi schematico rendendoli immediatamente comprensibili anche ai non addetti ai lavori Le categorie di impa
42. estruso CELLULARE Poliuretano espanso Polietilene espanso di ibra di legno Lana di legno e leganti minerali Fibra di cellulosa Fibra di Kenaf Fibra di canapa Fibra di lino STRUTTURA FIBROSA Fibra di mais Fibra di cocco Fibra di juta Canna palustre Erba 1 b Paglia Sughero Sughero espanso 3 5 Proprieta isolanti termici La conducibilit termica A la propriet fondamentale che caratterizza la prestazione termica di un materiale isolante fig 2 essa indica la quantit di calore che attraversa un metro quadrato di materiale avente lo spessore di un metro in presenza di una differenza di temperatura tra esterno e interno di un grado Kelvin una misura dell attitudine di una sostanza a trasmettere il calore vale a dire maggiore il valore di A meno isolante il materiale nelle unit del Sistema internazionale la conducibilit termica misurata in watt per metro kelvin W m K o Il grado di isolamento termico si misura mediante il coefficiente di trasmittanza termica che determina il flusso di calore che avviene attraverso i componenti di una costruzione o dell intero involucro di un edificio Il valore indica la quantit di energia che passa attraverso un metro quadro di parete dell edificio per ogni grado di differenza fra la superficie interna e quella esterna definita dall inverso delle resistenze termiche degli strati che costituiscono la chiusura
43. finito robot movimentatore maturazione mattone robot movimentatore imballaggio mattone imballato trasporto materiale finito FIG 2 SCHEMA A BLOCCHI DELLE MISCELE 139 Passiamo ora a descrivere la fase di miscelazione per un ciclo di formazione della miscela in calce e canapa Una volta che calce e canapa sono stati inseriti all interno della miscelatrice la miscelatrice stessa provvede all aggiunta dell acqua ottenendo l impasto di calce e canapa Come detto in precedenza i valori massici in kg dei tre ingredienti sono riferiti ad un ciclo di miscela ovvero alla formazione di 0 6 mc di biomattone i valori di input da inserire nel Simapro sono acqua 145 litri calce 120 kg canapulo 60 kg Per quanto riguarda il N B 1 1 i valori di input da inserire per ciclo di lavorazione nel Simapro sono acqua 80 litri calce 60 kg canapulo 60 kg Infine per il N B 2 1 i valori di input da inserire per ciclo di lavorazione nel Simapro sono acqua 110 litri calce 120 kg canapulo 60 kg Da Database Ecoinvent del software sono state selezionate per i tre ingredienti della miscela le seguenti voci perl acqua Tap water at user RER U perla calce Lime mortar at plant CH U peril canapulo Lavorazione Canapa Canapulol economico bio Il processo selezionato per il canapulo relativo al lavoro di tesi di Valeria Vernelli Analisi LCA della coltivazione del
44. globale che rappresenta l unico sistema in grado di attenuare i problemi energetici senza creare ostilit fra nazioni e contrasti fra gli obiettivi politici Trevisi et al 2007 14 CAP 1 EDILIZIA A BASSO IMPATTO ENERGETICO 1 1 L importanza dell edilizia nel settore ambientale ed energetico Nel panorama complessivo il settore civile residenziale pi terziario fortemente coinvolto nel consumo energetico con un contributo medio relativo alle fonti energetiche tradizionali che si attesta mediamente in Europa intorno al 40 Gli Stati Uniti l Europa e la Russia consumano la maggior parte della loro energia nel settore dell edilizia circa 40 Figura 1 IEA 2008 inoltre nell edilizia presente oltre il 50 del risparmio potenziale di energia e pertanto esso considerato come un settore che potrebbe essere in grado di far fronte alle sfide globali per il consumo dell energia e per quello che riguarda i cambiamenti del clima A causa di un alto consumo energetico nella produzione industriale in Cina il settore edile in questo paese rappresenta solo il 19 della domanda energetica mala quotain Cina crescer rapidamente con il suo sviluppo economico e con l urbanizzazione Il settore delle costruzioni dunque un driver importante dell economia mondiale Ad esempio ha un contribuito del 9 del PIL nella Cina e nell UE Secondo un rapporto da McGraw Hill Construction nel mercato delle costruzioni verdi sia
45. in lunghezza tra i 2 e Smm in larghezza e completamente ripulita da foglie fibre e polveri Le fibre corteccia vengono rimosse tramite processo di separazione meccanica dove la parte legnosa viene triturata e sminuzzata in piccole parti Il suo alto contenuto di silice lo rende particolarmente resistente agli agenti atmosferici in particolar modo all umidit In questa forma il tritato il componente ideale per la formazione di materiali d isolamento e da costruzione Sul mercato questo materiale marchiato come materiale da costruzione e isolamento da non confondersi con i materiali derivanti dalle fibre di canapa i quali hanno una qualit inferiore e una gamma di applicazioni molto limitata 4 5 Risultati di un LCA effettuati sul canapulo Nella tesi di laurea di Valeria Vernelli Vernelli Analisi LCA della coltivazione della canapa e suoi possibili utilizzi nel campo della bioedilizia stato svolto uno studio LCA con lo scopo di presentare i risultati emersi della coltivazione di canapa analizzando il processo dalla fase di preparazione del terreno per la semina al raccolto della pianta alla produzione dei due materiali finali il canapulo e la fibra che trovano utilizzo come detto in precedenza in molteplici settori edilizi Sono state stimate cos le emissioni di CO equivalente in atmosfera derivanti dall intero ciclo produttivo dall acquisizione delle materie prime fino alla produzione dei materiali f
46. individuato il potenziale e la necessit di efficienza energetica negli edifici e hanno avviato notevoli sforzi in questa direzione Sadineni et al 2011 L energia consumata nell edilizia residenziale per riscaldare gli ambienti e per l acqua calda sanitaria rappresenta circa il 30 dei consumi energetici nazionali e rappresenta circa il 25 delle emissioni totali nazionali di anidride carbonica una delle cause principali dell effetto serra e del conseguente innalzamento della temperatura del globo terrestre Intraprendere interventi di risparmio energetico significa Consumare meno energia e ridurre le spese di riscaldamento e condizionamento Migliorare le condizioni di vita all interno dell appartamento migliorando il suo livello di comfort ed il benessere di chi soggiorna e vi abita Partecipare allo sforzo nazionale ed europeo per ridurre sensibilmente i consumi di combustibile da fonti fossili Proteggere l ambiente in cui viviamo e contribuire alla riduzione dell inquinamento del nostro paese e dell intero pianeta Investire in modo intelligente e produttivo i nostri risparmi In questi ultimi anni sono state emanate a livello nazionale regionale e locale diverse leggi e norme che indicano requisiti e criteri sia per la progettazione delle nuove costruzioni che per gli interventi di riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente che ha la caratteristica di presentare consumi energetici notevo
47. l impatto Carcinogenic effects risulta di minore importanza Di seguito una tabella tabella 8 che sintetizza quello detto fino ad esso Fattore di Fattore di Fattore di normalizzazione valutazione pt caraerizzazioe _____ 1 __ Carcinogens Respiratory inorganics 2 DALY kg 64 7 DALY 121 DALY 65 1 DALY 300 550 400 2 organics 5 Climate change x Ozone layer n DL _ _ ____tLb _rr r r it 2 PAFm Yr kg 0 1 Ecotoxicity 1 95 104 2 22 10 1 95 10 gena pom 3 amp Acidification PDF m2Yrp PDF m2Yr PDF m2Yr o sapo PDFm Yrikg Eutrophication ____ tanduse PDEmYMkg __ ____ ______ d __ lv Minerals 1 68 10 6 68 102 1 19 10 2 2 MJ Surpius MJ Sueplus Surplus 299 200 200 amp Fossil fuels TAB 8 CATEGORIE DI IMPATTO E DI DANNO E FATTORI DI NORMALIZZAZIONE E VALUTAZIONE NELLE TRE PROSPETTIVE DI ECO INDICATOR 99 FONTE SIMAPRO 7 Viene raccomandato l impiego della versione gerarchica perch risulta essere la pi conforme con gli altri metodi di valutazione Le altre due prospettive possono essere usate per conferire pi forza e sensibilit all analisi 2 5 3 Ecological Footprint EF L impronta ecologica definita come la misura della superficie biologicamente produttiva di mare e di terra richiesta per produrre le risorse consumate e per assorbire parte dei rifiuti gen
48. l uso di un mattone in laterizio forato ad un pannello isolante naturale in sughero 3 Struttura A3 Muratura di tamponamento con isolamento naturale con U 0 34 W m K Dati generali Spessore 0 330 m Trasmittanza 0 34 W m2K INNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN ASSI na pos Tipo di Spessore materiale m Materiale Superficie esterna 1 Van intonaco di calce e sabbia 0 018 2 MOR Laterizi forati sp 20 cm rif 1 1 15 0 200 3 ISO Sughero 0 094 4 VAR intonaco di calce e sabbia 0 018 Bisogna evidenziare che tutte e tre le configurazioni impiegano lo stesso tipo di intonaco ovvero di calce idraulica e sabbia e con lo stesso spessore in tutti 1 muri Inoltre la tipologia di isolamento per i muri con isolante sintetico e naturale a cappotto Qui sotto sono riportate le schede delle tre pareti di superficie unitaria 1m in cui lo spessore dei materiali e quindi di tutta struttura calcolata per ottenere un valore di trasmittanza U 0 13 W m K 166 La prima stratigrafia descritta quella che utilizza il biomattone e come isolante uno strato di canapulo 3 Struttura B1 Muratura di tamponamento isolata con biomattone da 25 cm con U 0 13 W m K Dati generali Spessore 0 466 m Trasmittanza 0 13 W m2K 4 TA SSS SSS SSS SSS SSS SSS SSS Li LORETTA LEE 2 3 4 materiale Materiale a Superficie esterna 1 VAR intonaco di calce e sabbia 0 018 2 WAR biomattone 250 200 500 0 150
49. legata al concetto di acqua virtuale e rappresenta il volume totale di acqua dolce diretta e indiretta utilizzata consumata e o inquinata Una WF consiste in una impronta delle acque di colore blu verde e grigia che rappresenta rispettivamente il consumo di acque superficiali e sotterranee il consumo di acqua piovana e il volume di acqua necessaria per diluire gli inquinanti agli standard di qualit delle acque Un Footprint Blu BWF perci una misurazione dell impatto associata all utilizzo dell acqua da parte degli individui e dalle societ sulle risorse mondiali di acqua dolce Il BWF tiene conto sia del consumo di acqua quantit d acqua sia dello stress delle risorse l indice di stress idrico e sia della qualit indice dell impatto dell acqua ed espressain unit volumetriche equivalenti L impronta relativa all inquinamento delle acque WPF invece rappresenta la quantit di sostanze emesse in acqua Il WF perci un metodo per quantificare l utilizzo di acqua per un prodotto per ogni gruppo ben definito di consumatori ad esempio un individuo citt provincia stato nazione o di produttori ad esempio un ente pubblico imprese private o settore economico La forza del concetto del WF che esso fornisce un ampia prospettiva sul gestione delle acque del sistema e permette una pi profonda comprensione del consumo d acqua integrando l utilizzo di acqua consumata e inquinata per unit di tempo o uni
50. materie prime minerarie e il territorio In generale il concetto di risorsa strettamente correlato a quello di riserva ovvero le risorse diventano riserve man mano che la conoscenza della loro disponibilit fisica e le condizioni economiche della loro utilizzazione diventano compatibili con il loro sfruttamento industriale Dato che il grado di conoscenza geologica dei giacimenti minerari e le condizioni di fattibilit economica dell estrazione variano nel tempo esiste un confine dinamico tra risorse e riserve Il consumo di risorse quindi riferito all idea che le riserve e le risorse non rinnovabili diminuiscono in seguito ad attivit umane in modo tale che in futuro non possano pi essere utilizzate come input nel sistema produttivo Baldo et al 2008 L indicatore utilizzato l ADF Abiotic Depletion Factor fattore di esaurimento abiotico esso viene determinato 54 basandosi sulla stima delle riserve disponibili per la risorsa considerate nonch sul suo tasso di utilizzo 8 Degrado del territorio e altri tipi di disturbo La valutazione di questi ultimi due impatti di tipo locale completa il profilo ambientale del sistema indagato si tratta del degrado del territorio e dei disturbi di tipo fisico per in quali non ancora prevista una standardizzazione come quella delle precedenti categorie Per quanto riguarda il degrado del territorio si considerano diversi tipi di effetti a seconda del parametro utilizzato per conferir
51. meno al 50 per cento esemplari che portano solo fiori femminili che portano i semi ed altrettanti esemplari che portano solo fiori maschili che producono solo polline si parla di piante maschio e piante femmina Popolazione molto variabile presenta soggetti con caratteri molto diversi tra di loro e una classificazione stata quanto mai complessa fin dalle origini La maggior parte dei botanici segue la classificazione di D E Janichewsky 1924 un botanico sovietico che studi vari esemplari di piante selvatiche e classific la canapa in tre diverse specie Cannabis Sativa Cannabis Indica 107 Cannabis Ruderalis Nel 1753 Linneo parlo invece esclusivamente di Cannabis Sativa e la sua tesi fu confermata dai canadesi Small e Cronquist nel 1976 che in una proposta di classificazione alternativa a quella dello studioso sovietico affermarono che esiste una sola specie molto variabile che presenta due sottospecie una nordica usata per fibra e olio una meridionale tipica dei paesi caldi e ricca di resina e THC Approfittando della variabilit della canapa l uomo ne ha creato con un adeguata selezione tante variet da fibra da seme e da uso farmaceutico La pianta di canapa presenta un fusto eretto la cui altezza pu variare da 1 a 4 5 metri in media a seconda della variet delle condizioni pedologiche e climatiche e delle densit di semina La sezione del fusto pu variare da pochi millimetri ad alcuni centim
52. nel settore edilizio La Direttiva 2002 91 CE applicando le linee guida delineate nella Direttiva 93 76 CEE stabilisce una struttura generale nella quale la valutazione energetica dell edificio dovrebbe essere implementata Gli Stati membri devono stabilire standard minimi di prestazione energetica e schemi di certificazione energetica che consentano al settore edilizio di raggiungere migliori livelli di performance promuovendo misure di efficienza energetica standard di architettura bioclimatica riscaldamento e condizionamento passivi integrazione delle fonti rinnovabili etc Ardente et al 2008 Molte normative di carattere edilizio stanno gi investendo notevoli sforzi nel tentativo di affermare un nuovo modello di edilizia sostenibile cercando collaborazione nell industria e nei principali comitati decisionali Numerose innovazioni degli edifici e delle loro tecnologie sono gi state definite potenzialmente sostenibili ma in assenza di un approccio puramente olistico relativo alla valutazione di tali vie percorribili risulta ancora difficile la loro affermazione definitiva Kahhat et al 2009 Il Building Research Establishment Environmental Assessment Method BREEAM stato sviluppato nel Regno Unito nel 1990 il primo strumento utile per affrontare la valutazione ambientale degli edifici in tutto il mondo Retzlaff 2009 Questo metodo definisce quale sia la migliore prassi nella progettazione sostenibile ed diventata la mis
53. nel settore residenziale sia in quello non residenziale stato previsto un aumento in un range che da96 a 140 miliardi di dollari dal 2013 Vi dunque una significativa opportunit per coloro che entrano in questo mercato McGraw Hill Costruzione 2008 Il settore civile quindi il primo settore per quanto riguarda i consumi energetici e risulta avere un peso maggiore rispetto ai consumi generati dal settore industriale e da quello dei trasporti I 193 milioni di edifici dell UE 25 causano a livello globale il 50 circa delle emissioni di SO il 22 di NOx circa il 10 di emissioni di particolato e pi in generale un terzo delle emissioni totali di gas serra GHG Di queste due terzi sono causate da edifici di tipo residenziale mentre la restante parte da quelli di tipo commerciale Balaras et al 2005 Queste emissioni sono principalmente collegate alla fase di utilizzo degli edifici mentre le emissioni relative alle fasi di produzione dei materiali da costruzione sono attribuite al settore industriale e in Europa Occidentale ad esempio risultano pari all 8 12 a cui poi possono essere aggiunti i contributi relativi ai trasporti e ad altre attivit legate alla costruzione N ss n et al 2007 Althaus et al 2005 Tra il 1990 e il 2000 la 15 costruzione di nuovi edifici ha conosciuto un aumento annuo dello 0 89 nei Paesi della UE 25 mentre la crescita della richiesta di energia stata limitata allo 0 4 q
54. nelle diverse zone climatiche italiane Anche nelle condizioni climatiche meno favorevoli il tempo di ritorno delle pareti in biomattone stimato per 1 tre indicatori Greenhouse Gas Protocol Cumulative energy demand e Ecoindicator 99 H inferiore a 15 anni eccetto per il C E D nella zona climaticha pi sfavorevole In conclusione prendendo in considerazione tutti gli aspetti della sostenibilit ovvero quello ambientale economico e sociale possiamo affermare che 1 materiali di isolamento in calce canapulo mostrano vantaggi in ogni ognuno di essi ambientale perch dall analisi del ciclo di vita sia per il processo di produzione sia per la fase di posa in opera i materiali presentano emissioni di anidride carbonica contenute e processi produttivi poco energivori economico perch la realizzazione della parete ha costi paragonabili se non inferiori alle alternative disponibili sul mercato vedi appendice sociale perch i materiali in calce canapulo hanno caratteristiche di comfort abitativo elevate in quanto sono capaci di regolare l umidit assorbendola se in eccesso e rilasciandola quando l aria secca proprio come un deumidificatore umidificatore Inoltre essendo materiali di origine naturale rappresentano un alternativa ecosostenibile decisamente pi performante rispetto ai materiali sintetici convenzionali tutto questo al fine di soddisfare i bisogni delle attuali generazioni evitando cos di compromettere la capaci
55. presenta una variante rispetto all IPCC 2007 ovvero che i valori di kg di CO sono divisi in quattro categorie carbonio proveniente da combustibili fossili carbonio proveniente da fonti biogeniche come piante e alberi carbonio proveniente da trasformazioni del territorio ovvero gli impatti diretti assorbimento di carbonio dalle piante ed dagli alberi in fase di crescita 2 5 2 Ecoindicator 99 L Eco indicator si autodefinisce un metodo di pesatura e valutazione degli effetti ambientali che danneggiano gli ecosistemi o la salute umana su scala europea proponendosi come strumento di semplice utilizzo per la valutazione delle diverse opzioni che possono presentarsi durante l analisi di un prodotto processo definito Il progetto Eco indicator a partire dalla versione introdotta nel 1995 propone come detto in precedenza l inclusione nella metodologia LCA di procedure di normalizzazione basate su un metodo di pesatura Questo permette di pervenire al calcolo di un unico valore quantificabile dell impatto totale sull ambiente l ecoindicatore appunto Basandosi su una serie di LCA svolte sui materiali e processi comuni gli autori forniscono un set di ecoindicatori in grado di stabilire una prima valutazione dell impatto del prodotto o del servizio oggetto dell indagine o del progetto maggiore il valore dell ecoindicatore maggiore l impatto ambientale potenziale Per quanto riguarda gli effetti ambientali consid
56. riceve in inverno circa il doppio della radiazione solare estiva La posizione del sole bassa rispetto all orizzonte fa si che la radiazione incidendo quasi ortogonalmente sulla superficie verticale penetri all interno degli spazi confinati fornendo il massimo apporto energetico In estate il sole sorge a nord est e tramonta a nord ovest le superfici verticali esposte a Est e a Ovest ricevono circa due volte e mezzo pi radiazione che in inverno e due tre volte pi radiazione rispetto la facciata esposta a Sud soprattutto il lato esposto a Ovest a subire maggiormente il surriscaldamento in quanto all alto valore della radiazione solare si aggiunge il picco massimo della temperatura In primavera e in autunno gli apporti solari sulla parete verticale sono distribuiti in maniera quasi omogenea per ogni esposizione ad esclusione di quella settentrionale che fortemente svantaggiata In generale a parit di condizioni atmosferiche la quantit di radiazione solare incidente varia in rapporto a latitudine giorno dell anno ora del giorno inclinazione e orientazione della superficie in esame fig 5 Q o 2 N o c Q N a o FIG 5 QUANTIT DI RADIAZIONE DIRETTA INCIDENTE SU SUPERFICI VERTICALI VARIAMENTE ORIENTATE E SU UNA SUPERFICIE ORIZZONTALE POSTE A 40 DI LATITUDINE NORD 22 La scelta della forma dell edificio incide sensibilmente sugli apporti gratuiti di energia der
57. risale al periodo Merovingio tra il 500 ed il 751 d c Pi recentemente l uso del biocomposito di calce e canapa si diffuso in Francia nella regione di Troyes per la conservazione degli edifici medievali con struttura in legno andando a sostituire gli antichi materiali 43 di riempimento che prevedevano il tradizionale metodo cannicciata di fango Il cemento biedilizio stato scoperto come soluzione per i danni causati dall utilizzo improprio del cemento in quanto il riempimento prima veniva coperto con intonaco a base di cemento e l intrappolamento dell umidit all interno causava il rigonfiamento del riempimento e lo staccamento dell intonaco Oggi in Francia esistono diverse centinaia di case costruite con il biocomposito di canapa e calce e circa 4000 tonnellate di canapulo vengono utilizzate dall industria edile per un fatturato totale di 35 milioni di Euro Nel Regno Unito invece il cemento di calce e canapulo un concetto piuttosto recente Ufficialmente stato Ralph Carpenter di Modece Architects il primo ad utilizzarlo in via sperimentale all interno di un progetto di edilizia popolare nel sud dell Inghilterra L intero progetto stato monitorato e misurato da Building Research Estabilishment una societ di ricerca e consulenza specializzata in edilizia sostenibile con il fine di investigare le propriet strutturali termiche acustiche di permeabilit e durevolezza cos come la riduzione dei
58. seguire quelli legati all inquinamento di sostanze inorganiche e per il cambiamento climatico 156 ECOINDICATOR 99 J B i E PER Par F F e e of T a FIG 14 PUNTEGGIO ECOINDICATOR 99 DISAGGREGATO PER LE CATEGORIE D IMPATTO Di seguito in figura 15 sono graficamente mostrati i valori del punteggio aggregato per evidenziare le fasi di processo pi impattanti Dal grafico si deduce che la fase di trasporto e di produzione della calce e della canapa sono quelle pi impattanti nonostante un consumo di elettricit superiore per la fase di pressatura e movimentazione del robot 157 ECOINDICATOR 99 0 008 0 007 0 006 0 005 0 003 0 002 0 001 lavorazione Limemortar trasporto calce trasporto Tap water Electricity UNITA DI PROCESSO FIG 15 PUNTEGGIO ECOINDICATOR 99 AGGREGATO PER FASI DI PROCESSO 5 7 3 Ecological Footprint EF L impronta ecologica definita come la misura della superficie biologicamente produttiva di mare e di terra richiesta per produrre le risorse consumate e per assorbire parte dei rifiuti generati dal consumo di combustibili fossili di una popolazione L ecological footprint un indicatore che permette di valutare la sostenibilit del processo E definita come la somma integrata nel tempo di ogni occupazione del suolo dirett
59. suo esterno il fattore chiave che determina la qualit e le condizioni degli ambienti interni Varie componenti quali pareti finestratura tetto fondazione isolamento termico massa termica sistemi di schermature compongono questa parte importante di qualsiasi edificio La qualit dell isolamento termico si basa sulle propriet termiche dei materiali oltre che sul loro dimensionamento Fino a qualche tempo fa i materiali isolanti venivano valutati in base ai benefici apportati soprattutto nel 78 periodo invernale oggi a causa dei costi energetici sempre pi onerosi del raffrescamento l attenzione si focalizzata anche sulla prestazione nel periodo estivo Le diverse tecniche progettuali si relazionano al materiale isolante impiegato a seconda che questo sia messo all interno in intercapedine o esterno 3 2 1 Interno Quando lo strato isolante viene messo interno rispetto allo strato di supporto Questa tecnica impiegata soprattutto negli edifici esistenti quando risulta difficoltoso trovare soluzione pi semplici Presenta problemi un elevato rischio di condensa interstiziale e la creazione di ponti termici 3 2 2 Intercapedine la soluzione che prevede due strati di supporto separati da una camera d aria che pu essere piena semipiena o vuota Questa soluzione all isolamento dovuto al materiale isolante si aggiunge anche quello degli strati di supporto e o della camera d aria Ideale nel caso di edifici es
60. trasmittanza differente non ha senso in uno studio del genere perch questo parametro influisce sulla quantit dei materiali utilizzati in fase di costruzione e quindi sui risultati finali dell analisi 162 L unita funzionale ovvero il termine di riferimento a cui associare consumi di risorse e impatti ambientali considerata pi consona per questo tipo di analisi LCA comparativa condotta sulle stratigrafie murarie il metro quadro di parete Questo tipo di studio non analizza i singoli processi di un sistema di produzione ma cerca di dare una valutazione degli impatti associati all impiego di differenti materiali edilizi per l ottenimento di prestabiliti valori di trasmittanza termica e quindi verificare qual la soluzione progettuale meno impattante Il flusso di riferimento e i confini del sistema sono rispettivamente la quantit e la variet di materiale utilizzato per rivestire e configurare con un certo spessore 1 gt di parete Non vengono presi in considerazione eventuali consumi di acqua e di energia dovuti alla fase di costruzione in quanto queste operazioni vengono fatte a mano e quindi non producono impatti Questi contributi anche se ci fossero sarebbero di scarso valore e comunque identico per tutte le configurazioni e quindi possono essere non valutate in un analisi comparativa come questa 6 2 Qualit dei dati Questo studio comparativo si basa soprattutto sull utilizzo di dati secondari quelli deriva
61. utilizzando un pannello unico di contenimento permanente sia nella parte interna o esterna Lo spessore del muro pu variare da 200mm a 500mm e non necessario l utilizzo di pannelli di rivestimento barriere vapore panelli isolamenti o cellulosa soffiata Inoltre l intonacatura interna pu essere evitata a differenza di quella esterna che necessaria per proteggere il muro dagli agenti atmosferici Poich il materiale disponibile anche in mattoni biomattoni anch essi dotati di un rapporto calce e canapa ben definito che ne identifica le propriet e le caratteristiche tecniche e applicative questi devono essere posati con cemento a base di calce che comunque un opzione pi costosa e che fa perdere molti benefici Ronchetti P 2007 96 FIG 1 CANAPA E CALCE SU STRUTTURA IN LEGNO SOURCE WOOLLEY E BEVAN 2007 4 2 2 Isolante per tetti e per pareti Avendo alte propriet isolanti il cemento di canapa e calce pu essere applicato sui tetti utilizzando un pannello di contenimento interno e spruzzando il mix tra una trave ed un altra Secondo Allin 2005 la miscela deve contenere solo una piccola quantit di calce in grado di ricoprire le particelle di canapa e fissarle l una con l altra La struttura non deve essere sovraccaricata e per questo motivo la miscela deve essere estremamente leggera Inoltre sono previsti anche isolamenti delle pareti della casa pareti esterne intercapedini parete interna Ronchetti
62. 015 cav 021391015 9uojjeuloiq cav 021191015 Ta Tv 9uojjeuroiq je nzeu A 021391015 Tav montana 20 10 0 ZONE CLIMATICHE FIG 10 TEMPI DI RITORNO PER LE SEI PARETI NELLE QUATTRO ZONE CLIMATICHE 198 CONCLUSIONI Il nostro lavoro di tesi ha avuto come oggetto l analisi di un ciclo di vita del sistema produttivo dei materiali a base di calce e canapulo e successivamente la valutazione degli impatti prodotti dall utilizzo degli stessi in sei pacchetti stratigrafici Infine stato quantificato il tempo in cui gli impatti ambientali associati all utilizzo di un maggiore quantit di isolante vengono riassorbiti dai minori impatti legati al miglioramento delle prestazioni energetiche delle pareti stesse La prima fase stata la predisposizione dell analisi di inventario In primo luogo stato identificato lo schema a blocchi del processo produttivo in esame a cui seguito il reperimento dei dati primari direttamente in azienda tenendo conto dei flussi di materia e dei consumi energetici specifici per le unit di processo In secondo luogo stata effettuata l implementazione dei dati sul software Simapro Questa prima fase ci ha permesso di analizzare gli impatti associati ad ognuno dei processi a cui sono stati sottoposti 1 materiali inoltre ci ha permesso di in
63. 018 2 MUR Laterizi forati sp 30 cm rif 1 1 17 0 300 3150 Sughero 0 280 4 intonaco di calce e sabbia 0 018 Le configurazioni delle singole stratigrafie sono uguali per entrambi i valori di trasmittanza cambiano solo gli spessori dei materiali isolanti Per quanto riguarda la configurazione del muro di tamponamento con il biomattone c una piccola modifica ovvero l isolante in canapulo sfuso viene inserito nell intercapedine tra due biomattoni rispettivamente da 10 cm e 15 cm Inoltre anche per questa trasmittanza la tipologia e la quantit di intonaco in calce e sabbia utilizzata nelle tre stratigrafie la stessa Per calcolare gli impatti di questi pacchetti stratigrafici sono stati costruiti nel Simapro i sei processi e poich l unit di misura dei dati dei materiali espressa in kg abbiamo moltiplicato ogni valore di spessore del materiale con il relativo peso specifico Di seguito sono rappresentati i passaggi analitici per ognuno di essi 169 STRUTTURA 1 Intonaco di calce e sabbia 0 036 m 1m 1350 kg m 48 6 kg Biomattone da 21 5 cm 0 215 m 1m 300 kg m 64 5 kg Peso totale 113 1 kg STRUTTURA A2 Intonaco di calce e sabbia 0 036 m 1m 1350 kg m 48 6 kg Laterizio forato 0 2 m 1m 750 kg m 150 kg Pannello polistirene espanso 0 08 m 1m 30 kg m 2 4kg Peso totale 201 kg STRUTTURA A3 Intonaco di calce e sabbia 0 036 m 1m 1350 kg m 48 6 kg
64. 07 ABSTRACT La forte dipendenza dai combustibili fossili e le conseguenti emissioni di gas serra in particolare CO e metano hanno spinto tutti i settori industriali ad adottare una nuova politica finalizzata al raggiungimento di obiettivi di miglioramento ambientale economico sociale ed istituzionale facendo nascere cos il concetto di sviluppo sostenibile ovvero un processo che lega la tutela e la valorizzazione delle risorse naturali alla dimensione economica e sociale tutto questo al fine di soddisfare i bisogni delle attuali generazioni evitando cos di compromettere la capacit delle future di soddisfare i propri In questo contesto l utilizzo di risorse verdi uno strumento che attua questo nuovo modo di pensare sostenibile nel migliore dei modi e ne rappresenta il punto d inizio La nostra tesi ha lo scopo di quantificare gli impatti ambientali di questi nuovi materiali naturali ed elencare i vantaggi che si possono ottenere con il loro impiego mediante l analisi del ciclo di vita LCA Il materiale studiato una miscela tra canapa e calce Nello specifico il prodotto in canapa che rappresenta il materiale riempitivo prende nome di canapulo ed ottenuto dalla stigliatura della canapa mentre la calce funge da legante e conservante Questo composto viene impiegato in edilizia ed utilizzato sia come isolante termico che acustico e date le propriet ecologiche della canapa contribuisce positivamente al risparmio ene
65. 1 1 montana Sintetico 4 48 8 11 3 63 0 79 0 30 0 49 7 44 A2 B2 naturale 5 20 10 68 5 48 0 79 0 30 0 49 11 22 A3 B3 biomattone 1 63 2 23 0 60 0 63 0 24 0 39 1 55 1 1 padana Sintetico 448 811 3 63 0 63 0 24 0 39 9 30 A2 B2 naturale 5 20 10 68 5 48 0 63 0 24 0 39 14 03 A3 B3 biomattone 1 63 2 23 0 60 0 42 0 16 0 26 2 32 A1 B1 centro Sintetico 448 811 3 63 0 42 0 16 0 26 13 94 2 2 5 20 10 68 5 48 0 42 0 16 026 21 03 A3 B3 biomattone 1 63 2 23 0 60 0 21 0 08 0 13 4 65 A1 B1 s d sintetico 4 48 8 11 3 63 0 21 0 08 0 13 27 91 A2 B2 5 20 10 68 5 48 0 21 0 08 013 42 11 A3 B3 TABELLA 14 TEMPI DI RITORNO CALCOLATI PER I VALORI AGGREGATI DI ECOINDICATOR 99 H Per tutti gli indicatori presi in considerazione evidente che la stratigrafia contenente biomattone presenta dei tempi di recupero degli impatti sensibilmente inferiori rispetto alle altre opzioni impiantistiche considerate Questo un indice di sostenibilit da tenere ben presente soprattutto se si considera che l orizzonte temporale di una parete pu essere di 30 40 anni o anche pi Di seguito in figura 10 sono confrontati i tempi di ritorno degli impatti per le varie stratigrafie nelle diverse condizioni climatiche analizzate 197 E m CO2 FOSSILE ECOINDICATOR 99 m CED aadal ed ev ayeinyeu A Avi 021391
66. 3 Iso canapulo sfuso 0 180 4 VARI biomattone 250 200 500 0 100 5 intonaco di calce sabbia 0 018 167 La seconda stratigrafia rappresenta quella che integra l uso di un mattone in laterizio forato ad un pannello isolante artificiale di polistirene espanso 2 Struttura B2 Muratura di tamponamento con isolamento artificiale con U 0 13 W m K Dati generali Spessore 0 536 m Trasmittanza 0 13 W m2K cy A CC DTE UA CUR CUR CUR UA Materiale dr Superficie esterna 1 VAR _ intonaco di calce e sabbia 0 018 2 MUR Laterizi forati sp 25 cm rif 1 1 16 0 250 3 ISO PSE in lastre ricavate da blocchi conforme a UNI 7819 0 250 4 VAR intonaco di calce e sabbia 0 018 168 La terza stratigrafia esposta quella che integra l uso di un mattone in laterizio forato ad un pannello isolante naturale in sughero 3 Struttura B3 Muratura di tamponamento con isolamento naturale con U 0 13 W m K 5 Dati generali Spessore 0 616 m Trasmittanza 0 13 W m K D ROG cU E Wm UL Rh E m uw ACE E m WC Pit we oum cum Um Cun Ue CURL CSS UL Xs CUR XL 33 Tipo di Magia Spessore materiale m Superficie esterna 1 VAR intonaco di calce e sabbia 0
67. 5 Radiation Pt 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 Ozone layer Pt 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 10 000 Ecotoxicity Pt 0 000 0 000 0 000 0 000 0 001 0 001 0 001 10 000 Acidification 0 001 0 001 0 000 0 000 0 002 0 002 0 001 0 001 Eutrophication Pt Land use Pt 0 001 0 001 0 000 0 000 0 002 0 001 0 001 0 000 Minerals Pt 0 001 0 001 0 000 0 000 0 002 0 001 0 001 0 000 Fossil fuels Pt 0 267 0 214 0 142 0 071 0 699 0 559 0 373 0 186 TABELLA 10 PUNTEGGIO DISAGGREGATO DELLE CATEGORIE D IMPATTO PER LE DUE TRASMITTANZE I valori maggiori sono quelli relativi al consumo di combustibile fossile cosi come ci si aspettava Anche in questo caso la zona montana quella che richiede pi energia termica Inoltre al valore di trasmittanza pari a 0 34 W m K sono associati i punteggi pi alti 192 Ecoindicator 99 1 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 m Pt 0 2 Mm n 0 zl T T T T T 1 U 0 13 U 0 13 U 0 13 U 0 13 U 0 34 U 0 34 U 0 34 U 0 34 ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA MONTANA PADANA CENTRO SUD MONTANA PADANA CENTRO SUD FIG 9 PUNTEGGI AGGREGATI PER DUE TRASMITTANZE NELLE QUATTRO ZONE CLIMATICHE 6 8 Tempo di ritorno degli impatti Come precedentemente anticipato una volta calcolati gli impatti delle diverse strati
68. 70 da 700 5504 FIG 1 KG DI CO EQ DIVISI PER I QUATTRO COMPONENTI DI ANIDRIDE CARBONICA 174 Passando ad analizzare i le pareti B1 B2 B3 quindi per trasmittanze U 0 13 W m K 1 risultati Sono i seguenti Categoria d impatto Unit B1 B2 B3 Totale kg 19 00 89 01 42 03 Fossil CO2 eq kg 39 27 92 33 112 41 Biogenic CO2 eq kg 0 67 0 59 22 26 CO2 eq from land transformation kg 0 00 0 00 0 00 CO2 uptake kg 58 93 3 91 92 64 TABELLA 2 KG DI CO EQ DIVISI PER I QUATTRO COMPONENTI DI ANIDRIDE CARBONICA La tabella 2 in realt conferma quanto visto in precedenza e fornisce inoltre delle indicazioni interessanti La stratigrafia con l isolante sintetico resta quella con un impatto sull ambiente maggiore delle altre due il suo aumento rispetto al precedente dipende dal fatto che viene inserita una quantit di isolante maggiore Per le altre due pareti invece B1 e B3 l aumento quantitativo di materiale di origine naturale porta rispettivamente ad una diminuzione di anidride carbonica totale nel primo caso e ad un valore stazionario nel secondo caso Questo dovuto al fatto che impiegando pi materiale naturale il valore di CO uptake sempre pi negativo e nella somma con gli altri indicatori fa diminuire il valore d impatto finale Da evidenziare infatti sono i kg totali di anidride carbonica del muro in biomattone l utilizzo di canapulo come isolante aumenta la CO assorbita d
69. AND C E D impatti impatti differenza annui annui risparmio tempo MJ MJ impatti U 0 34 U 0 13 annuo di ritorno zona confronto U 0 34 U 0 13 MJ MJ anno MJ anno MJ anno anno biomattone 480 73 928 63 447 90 134 39 51 38 83 02 5 40 A1 B1 sintetico montana 775 85 1422 67 646 82 134 39 51 38 83 02 7 79 A2 B2 naturale 1160 95 2639 01 1478 06 134 39 51 38 83 02 17 80 A3 B3 biomattone 480 73 928 63 447 90 107 51 41 11 66 40 6 75 A1 B1 sintetico padana 775 85 1422 67 646 82 107 51 41 11 66 40 9 74 A2 B2 naturale 1160 95 2639 01 1478 06 107 51 41 11 66 40 22 26 A3 B3 biomattone 480 73 928 63 447 90 71 68 27 39 44 28 10 11 A1 B1 sintetico centro 775 85 1422 67 646 82 71 68 27 39 44 28 14 61 A2 B2 naturale 1160 95 2639 01 1478 06 71 68 27 39 44 28 33 38 A3 B3 biomattone 480 73 928 63 447 90 35 84 13 72 22 12 20 25 A1 B1 sintetico sud 775 85 1422 67 646 82 35 84 13 72 22 12 29 24 A2 B2 naturale 1160 95 2639 01 1478 06 35 84 13 72 22 12 66 82 A3 B3 TABELLA 13 TEMPI DI RITORNO CALCOLATI PER LA CUMULATVE ENERGY DEMAND TOTALE 196 ECOINDICATOR 99 H impatti impatti tempo differenza annui annui risparmio Pt Pt impatti U 0 34 U 0 13 annuo ritorno PUNTEGGIO zona confronto U 0 34 U 0 13 SINGOLO Pt anno Pt anno PT anno anno biomattone 1 63 2 23 0 60 0 79 0 30 0 49 1 24
70. Construction and Building Materials 2008 22 1271 80 e Comandini Stefano Andrea Dal Fiume Andrea Rati Graziano Grippa 1998 Architettura sostenibile Pitagora Editrice Bologna e Cooke P Zhang F Green Buildings and Energy Efficiency 2010 e De Meester Dewulf J Verbeke S Janssens A Van Langenhove Exergetic life cycle assessment ELCA for resource consumption evaluation in the built environment Building and Environment 2009 44 11 7 e Ekvall T 2005 SETAC summaries Journal of Cleaner Production 13 1351 1358 e Erlandsson M Borg M Generic LCA methodology applicable for buildings constructions and operation services today practice and development needs Building and Environment 2003 38 919 38 201 Finnveden G Hauschild MZ Ekvall T Guin e J Heijungs R Hellweg S et al Recent developments in Life Cycle Assessment Journal of Environmental Management 2009 91 1 21 Flower D J M Sanjayan J G 2007 Green House Emissions due to Concrete Manifacture International Journal of Life Cycle Assessment 12 5 282 288 Frijia S Guhathakurta S Williams E Functional Unit Technological Dynamics and Scaling Properties for the Life Cycle Energy of Residences Environmental Science amp Technology 2012 46 1782 8 Ghini A Elementi di bioclimatica Griggs T 2009 Get in at the ground floor Financial Times dated on 27 04 2009 Gonzalez Garcia S Hospido A Feijoo G Moreira MT Life cycle assessment
71. E in Lombardia predisposta attraverso l utilizzo del CENED Per risparmiare ogni anno tanto combustibile dobbiamo 1 ridurre le dispersioni di calore in inverno e le rientrate di calore in estate predisponendo un adeguato isolamento dell edificio 2 limitare le fughe di aria calda attraverso i vetri e gli infissi delle finestre 3 abbassare la temperatura di riscaldamento nei locali non utilizzati 4 sfruttare al meglio l energia contenuta nel combustibile progettando manutenendo e regolando bene l impianto di riscaldamento e condizionamento Tutto questo significa spendere del denaro ma questo investimento a sua volta porta ad un risparmio immediato sulle nostre bollette Non tutte le misure da adottare sono di tipo tecnologico ma sono anche di tipo comportamentale Se si analizza il parco edilizio lombardo si pu capire l entit di risparmio che si potrebbe avere diffondendo la cultura del risparmio e dell efficienza energetica buona parte degli edifici lombardi ed italiani presentano prestazioni energetiche particolarmente basse basti pensare che il consumo energetico medio di un abitazione tipo circa pari a 150 200 kWh m anno figura 4 valore decisamente troppo elevato rispetto agli altri paesi europei 91 kWh m anno prima Gel 1930 1930 1945 1946 1960 1961 1976 1977 1992 1993 2006 2007 FIG 4 FABBISOGNO SPECIFICO DI ENERGIA PRIMARIA PER IL RISCALDAMENTO Dai dati del censimento
72. Environmental Impact Assessment Review 2012 33 41 7 Thomson M 1990 Cultural Theory Westview Press Boulder Colorado Tran Le AD Maalouf C Mai TH Wurtz E Collet F Transient hygrothermal behaviour of a hemp concrete building envelope Energy and Buildings 2010 42 1797 806 Traverso M Rizzo G Finkbeiner M Environmental performance of building materials life cycle assessment of a typical Sicilian marble The International Journal of Life Cycle Assessment 2009 15 104 14 Trevisi A Laforgia D Ruggiero F 2007 Efficienza energetica in edilizia Upton B Miner R Spinney M Heath L S 2008 The greenhouse gas and energy impacts of using wood instead of alternatives in residential construction in the Unites States Biomass and Bioenergy 32 1 10 Verbeeck G Hens H Life cycle inventory of buildings A calculation method Building and Environment 2010 45 1037 41 Vernelli V 2011 Analisi LCA della coltivazione della canapa e suoi possibili utilizzi nel campo della bioedilizia World Business Council for Sustainable Developmen WBCSD 2007 Energy efficiency in buildings business realities and opportunities WBCSD 2009 Energy efficiency in buildings Trasforming the market Wright Marion Naomi Miskin Andrew Flower Ranyl Rhydwen Dry lining versus a hemp and lime insulating render for internal thermal renovation of a stone cottage in West Wales including embodied energy assessment interstitial wall monito
73. Fco2 stima l area biologicamente produttiva addizionale richiesta per sequestrare attraverso la riforestazione la atmosferica legata all utilizzo dei combustibili fossili e quella proveniente dalla produzione del cemento 64 dove l emissione specifica di in kg per unit di prodotto Fco la frazione di assorbita dagli oceani Sco quella rimossa dalla biomassa kgCO m a e EqF il fattore di equivalenza per la tipologia di uso del suolo foresta Il risultato di circa 2 7 m a per ogni kg di CO emessa La EF nucleare infine calcolata come se fosse una forma di energia fossile 1 F EF E leo EqF CO dove En l utilizzo specifico di energia in MJ derivata da fonti nucleari spesa per una unit di prodotto ed Ico l intensit di emissione di CO media per unit di combustibile fossile espressa in kg CO MIJ Il risultato di tale operazione pari a 0 2 m a ogni MJ di energia primaria nucleare consumato Convertire i dati in unit di area pu essere problematico Le limitazioni includono anche la disponibilit dei dati l incertezza dei dati e specificit geografica L obiettivo del EF pu essere applicato su scale che vanno da scale pi piccole come le famiglie o le citt a scale pi grosse come regioni paesi o l umanit nel suo complesso ma pi efficace significativa e robusta a livello aggregato Lidija Cu ek et al 2012 2 5 4 Carbon Footprin
74. GGIO ECOINDICATOR 99 DISAGGREGATO PER LE CATEGORIE D IMPATTO PER IL N B 1 1 Di seguito sono riportati grafici analoghi a quelli precedenti riferiti per alla produzione di 1kg di N B 2 1 Dal grafico di figura 11 si nota subito che tutto il processo legato alla produzione e al trasporto della calce Questo dipende dal fatto come detto in precedenza che in un 1 kg di miscela 2 1 presente il doppio della calce rispetto alla miscela 1 1 Di conseguenza l impatto relativo al trasporto e alla lavorazione della canapa diminuisce 153 8 0 008 limemortar trasporto trasporto Tap water Electricity canapa _____ g i FIG 11 PUNTEGGIO ECOINDICATOR 99 AGGREGATO PER LE FASI DI PROCESSO PER IL N B 2 1 ECOINDICATOR 99 CATREGORIE D IMPATTO FIG 12 PUNTEGGIO ECOINDICATOR 99 DISAGGREGATO PER LE CATEGORIE D IMPATTO PER IL N B 2 1 154 Anche in questo caso fig 12 al consumo di combustibili fossili anche maggiore rispetto alla miscela 1 1 associato l impatto ambientale pi notevole seguito dall inquinanti inorganici dal cambiamento climatico e infine dall uso del suolo 5 7 2 Unit di processo per il biomattone 5 7 2 1 Greenhouse Gas Protocol Analizzando gli impatti associati in figura 13 alla fase di produzione di 1 kg biomattone per l indicatore dell effetto serra e comparando gli stessi con 1 kg di CO eq riguardanti la miscela 1 1 possibile notare che
75. ISTAT 2001 emerge che il 70 degli edifici sono stati realizzati prima di qualsiasi normativa in materia di risparmio energetico figura 5 EPOCA DI 2 COSTRUZIONE cala abitativo Prima del 1919 3 893 567 14 Dal 1919 al 1945 2704 969 10 Dal 1946 al 1961 4 333 882 16 Dal 1962 al 1971 5 707 383 21 Dal 1972 al 1981 5 142 940 19 Dal 1982 al 1991 3 324 794 12 Dopo il 1991 2 161 345 8 Totale 27 268 880 FIG 5 EPOCA DI COSTRUZIONE DI ABITAZIONI Questa situazione contingente ci fa capire che ci troviamo di fronte a una grande possibilit di ottenere enormi benefici energetici ed economici portando avanti una riqualificazione del parco edilizio esistente tenendo presente che le case passive presentano consumi inferiori a 15 kWh m anno 10 volte inferiori al consumo medio di una abitazione tipo lombarda 92 CAP 4 IL NUOVO BIOCOMPOSITO DELLA BIOEDILIZIA In questo paragrafo vengono elencati e descritti 1 materiali utilizzati per la produzione della miscela di cemento in calce e canapa partendo dalla presentazione dell azienda Equilibrium che produce questo biocomposito Attraverso l applicazione di sistemi di costruzione e di isolamento naturale con composti a base di calce e canapa quali il biomattone e il Natural Beton i prodotti Equilibrium rappresentano un alternativa ecosostenibile decisamente pi performante rispetto ai materiali sintetici convenzionali Inoltre sono elencate alcune applicazioni tra le pi utilizzate d
76. NA ZONA ZONA ZONA ZONA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA MONTANA PADANA CENTRO SUD MONTANA PADANA CENTRO SUD FIG 8 MJ TOTALI PER LE DUE TRASMITTANZE IN ZONE CLIMATICHE DIFFERENTI 191 Anche in questo caso dalla zona montana alle altre i consumi di energia di origine fossile diminuiscono Importante evidenziare che il consumo di energia per il riscaldamento anche in funzione della trasmittanza quindi il valore di energia fossile aumenta se si passa da una trasmittanza 0 13 W m K a 0 34 W m K 6 7 3 Ecoindicator 99 H Infine vengono calcolati gli impatti in termini di punteggio singolo aggregato attraverso l indicatore Ecoindicator Di seguito in tabella 10 e nel grafico di figura 9 sono riportati i relativi valori degli impatti annuali dovuti al riscaldamento di ambienti per un metro quadro di parete U 0 13 U 0 13 U 0 13 U 0 13 U 0 34 U 0 34 U 0 34 U 0 34 Categoria ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA d impatto Unit MONTANA PADANA CENTRO SUD MONTANA PADANA CENTRO SUD Totale Pt 0 302 0 242 0 161 0 081 0 790 0 632 0 422 0 211 Carcinogens Pt 0 000 0 000 0 000 0 000 0 001 0 001 0 001 0 000 Resp organics Pt 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 0 000 10 000 Resp inorganics Pt 0 010 0 008 0 005 0 003 0 027 0 021 0 014 0 007 Climate change Pt 0 021 0 017 0 011 0 006 0 056 0 045 0 030 10 01
77. Nelle unit del Sistema internazionale la trasmittanza termica misurata si misura in W m K L inverso della trasmittanza per la superficie di conduzione la resistenza termica ovvero la capacit di un materiale di opporsi al passaggio del calore Essa descrive la capacit isolante di un elemento lungo una direzione di dispersione rappresentando la capacit del materiale di opporsi al passaggio di calore R S Espressa in m kW dove s lo spessore dello e A la conduttivit termica del materiale che compone lo strato Per il calcolo della trasmittanza complessiva di una parete che separi due ambienti a diverse temperature necessario definire la resistenza termica complessiva della parete supponendo che la parete sia composta da diversi strati di materiali con altrettanti e all interno della quale il moto di calore sia assimilabile ad un caso monodimensionale possiamo esprimere la Rtot Y 25s a hi Ak he Alla sommatoria delle singole resistenze termiche di ogni strato vanno aggiunti i contribuiti del resistenza totale come fenomeno convettivo Quindi la trasmittanza termica complessiva finale di una parete 1 U ummm parete 1 li 1 n Lk Ak he 83 0 10 0 09 0 08 0 07 0 06 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00 8 a Conducibilit termica W mK amp o o gt e LP d SS LIL OP PF LI Lf SSF LLC SS PF FH FFF EEF LITI SF jS 849 I MEC Ua 5 CSA
78. POLITECNICO DI MILANO Scuola di Ingegneria Civile Ambientale e Territoriale Corso di Laurea di 2 Livello in Ingegneria per 1 Ambiente e il Territorio Anno Accademico 2011 2012 EDILIZIA A BASSO IMPATTO AMBIENTALE ANALISI DEL CICLO DI VITA DI MATERIALI NATURALI A BASE DI CALCE CANAPULO Relatore Prof Giovanni Dotelli Correlatore Ing Gianluca Ruggieri Tesi di laurea di Cristian Colombo n 736101 Ottavio Ruggieri n 766132 INDICE ABSTRACT INTRODUZIONE CAP 1 EDILIZIA A BASSO IMPATTO ENERGETICO 1 1 L importanza dell edilizia nel settore ambientale ed energetico 1 2 Bioedilizia e architettura sostenibile 1 3 Settori di intervento nella progettazione integrata degli edifici 1 3 1 Interventi passivi 1 3 1 1 Interventi in fase di progetto 1 3 1 2 Isolamento 1 3 2 Interventi attivi 1 3 2 1 Produzione di energia 1 3 2 2 Tecnologie per il riscaldamento raffreddamento 1 3 2 3 Illuminazione 1 4 La casa passiva e la ristrutturazione degli edifici esistenti 1 5 Alcuni strumenti utili 1 6 Considerazioni finali CAP 2 LIFE CYCLE ASSESSMENT 2 1 Life Cycle Assessment LCA 2 2 Struttura di una LCA 2 2 1 Fase 1 Definizione dell obiettivo e delle finalit dello studio 2 2 2 Fase 2 L analisi di inventario 2 2 3 Fase 3 L analisi degli impatti 15 15 18 20 21 21 24 25 25 26 26 27 28 30 32 32 34 35 37 38 2 2 4 Fase 4 Interpretazione e miglioramento 2 3 Caratteristi
79. RCHICA Criterio guida Argomentazioni Esperienza Evidenza Stile nelle scelte Prevenzione Adattamento Controllo Distribuzione delle risorse Prioritaria Proporzionale Breve iod Percezione del tempo Lungo periodo periodo Responsabi lita verso le Presente lt Futuro Presente gt Futuro Presente futuro generazioni future Visione delle risorse Verso esaurimento Abbondanti Scarse Percezione del rapporto Gestione del fabbisogno Gestione delle risorse 60016 delle fabbi delle ri del fabbi risorse ma non del isogno risorse ma non risorse isogno fabbisogno Atteggiamento verso la natura Attenzione Laissez faire Regolamentazione Costruzione di una Restrizione del Atteggiamento verso l uomo una iaia Channel rather change Percezione rischio Avversione al rischio Ricerca del rischio MM TAB 7 PROSPETTIVE CULTURALI DI ECOINDICATOR 99 La classificazione e la valutazione dei tre archetipi hanno forti implicazioni sulla metodologia l effetto pi evidente che non si ha un unico modello ma tre distinte versioni dello stesso modello Eco indicator 99 E Eco indicator 99 I ed Eco indicator 99 H Come conseguenza di ci il metodo non ha un solo valore in uscita ma tre differenti valori dipendenti dalla prospettiva prescelta Questo potrebbe sembrare un ostacolo per l utilizzatore del metodo mentre in realt riflette il fatto che il giudizio su problemi ambientali risente della prospettiva cultur
80. Si tratta di associare gli effetti macroscopici dannosi a parametri di esposizione facendo riferimento a un livello massimo tollerabile di rischio nei confronti di sostanze nocive in genere cancerogene L indicatore di tossicit umana si riferisce agli effetti sulla salute umana di sostanze tossiche presenti nell ambiente Nella tabella 4 sono riportati i potenziali di tossicit umana calcolati con il metodo basato sul modello matematico USES LCA Tali potenziali di tossicit sono stati calcolati in riferimento alla scala continentale identificata con l Europa Occidentale e l orizzonte temporale un orizzonte temporale infinito L indicatore della tossicit umana in questo caso espresso in kg di 1 4 diclorobenzene equivalenti come tossicit umana 22i HTP x mi con potenziale di tossicit umana della sostanza i kg 1 4 DCB eq kg 1 mi massa di sostanza i rilasciata nell atmosfera kg Inquinante HIP Inquinante HIP kg 1 4 DCB eq kg kg 1 4 DCB eq kg Diossine I TEQ 1 9E 09 2 9E 03 3 4 06 1 9 03 3 5 05 Pb 4 7 02 1 5E 05 Zn 1 0E 02 4 8E 04 NO come NO 1 2 00 3 5E 04 1 7E 04 5 0E 01 6 0E 03 NH 1 01 a 4 3E 03 SO 9 6E 02 TAB 4 POTENZIALI DI TOSSICIT UMANA CALCOLATI CON IL METODO BASATO SUL MODELLO USES LCA FONTE FRISCHKNECHT ET AL 2007 3 Smog fotochimico Lo smog fotochimico un particolare inquinamento del
81. a U 0 13 W m K Risparmio 20 21 Dettaglio dei costi 35 00 Lastra per interno sp Omm inclusa struttura e rasatura interno 36 00 Getto Natural Beton 1 1 sp 36cm 36 00 Posa Natural Beton 45 00 Lastra per esterno sp Omm inclusa struttura e rasatura esterno 152 00 Costo Totale Listino prezzi Equilibrium 2012 208
82. a ad esempio in corrispondenza di uno spigolo nel secondo caso invece dovuto a discontinuit di materiali causate dall inserimento di elementi che presentano caratteristiche termiche differenti In sintesi le cause principali di un ponte termico sono 1 presenza di materiali diversi nella sezione dell edificio es muratura di tamponamento in mattoni con struttura in cemento armato 2 discontinuit geometrica nella forma della struttura es angoli 3 interruzioni dello strato di isolamento termico es pilastri travi marcapiano serramenti ecc Poich i ponti termici possono rappresentare fino al 30 del calore totale disperso essenziale che la loro azione venga neutralizzata con un adeguata coibentazione Zona d influenza del ponte termico c Ponte termico dovuto a discontinurt geometica b Ponte termico dovuto discontinu matoria FIG 1 ESEMPI DI ALCUNE TIPOLOGIE DI PONTI TEMICI 80 3 4 Materiali isolanti per l edilizia L isolante termico in edilizia il materiale utilizzato nelle costruzioni per ridurre lo scambio di calore tra l interno e l esterno L isolante termico presenta un elevato livello di prestazioni di resistenza al passaggio del calore e inserito all interno di un sistema di involucro edilizio in grado di contribuire alla realizzazione della condizione benessere termico interno e alla riduzione delle dispersioni termiche con la conseguente riduzione del fabbiso
83. a A3 associato un valore di energia totale pi alta perch integra ad un consumo di energia fossile elevato un contributo di energia 177 rinnovabile da biomassa anch esso elevato Questo dipeso dal fatto che il sughero essendo un materiale di origine naturale come la canapa ha una elevata energia indiretta cio la quota parte di energia stoccata nel prodotto e pronta per essere consumata Quindi la parete in biomattone continua ad essere la meno impattante seguita dalla stratigrafia isolata con il sughero La parete isolata artificialmente nonostante abbia un consumo energetico totale inferiore della parete in sughero quella ambientalmente pi impattante poich ha un contributo di energia da biomassa piuttosto piccolo Di seguito mostrato in figura 3 un grafico che schematizza quanto analizzato fino ad ora 178 esad puewap aagenung SOTA DJau3 OPA 0 ajeMeu queosi due ip onw 0 N 0205405 ayuejos cwey onu ze by rog eco auoyewoig due onw qe By ETT 0 sf ayue os due ip onu ce pep n oogajuls quejosi due ME e0 P auoyewoig u due Ip apoa eos agemauay ssewoig agemauay Ss2WoIg uo Jeapnu 15504 agemaua uoy 08 FIG 3 MJ DELLE TRE PARETI PER LE SEI COMPONENTI ENERGETICHE
84. a delle informazioni pone il problema dell attendibilit della fonte e della correttezza dell interpretazione Infine i risultati della LCI devono essere sempre interpretati sulla base dell obiettivo e del campo di applicazione dello studio 2 2 3 Fase 3 L analisi degli impatti Le informazioni ottenute dall analisi di inventario costituiscono la base di partenza per valutazioni di tipo ambientale di cui dedicata la fase della LCA definita Life Cycle Impact Assessment LCIA e regolata dalle norme ISO 14040 e ISO 14044 Baldo et al 2008 La terza fase della procedura della LCA cos come codificata dalle norme ISO volta a valutare il significato degli impatti ambientali potenziali e ha lo scopo di evidenziare l entit delle alterazioni generate a seguito dei consumi di risorse e dei rilasci nell ambiente calcolati nell inventario L analisi degli impatti implica un processo di revisione degli obiettivi e degli scopi dello studio ed diverso dagli altri metodi di valutazione delle prestazioni ambientali essendo un approccio relativo basato sull unit funzionale Scelta modellazione e calcolo delle categorie di impatto introducono generalmente un elemento di soggettivit nello studio Tale fase composta da pi elementi come 38 descritto nella norma ISO 14044 i primi dei quali obbligatori e gli ultimi opzionali Le fasi obbligatorie del Life Cycle Impact Assessment sono a La scelta delle categorie di im
85. a e per l illuminazione stradale Si stima che circa il 20 dell energia elettrica mondiale viene utilizzato per l illuminazione di potenza che produce circa 1 9Gt di CO all anno Questa tecnologia contribuir a ridurre la domanda dell energia elettrica del 75 Tuttavia le lampade LED sono pi costoserispetto alle lampade convenzionali Zhang amp Cooke 2008 26 1 4 La casa passiva e la ristrutturazione degli edifici esistenti Come evidenziato in precedenza l energia viene sprecata molto in un edificio a causa della cattiva progettazione della la tecnologia inadeguata e dell uso di pratiche inappropriate per questo sta trovando largo uso la casa passiva che ha come scopo quello di ridurre il consumo energetico e le emissioni di gas serra La Casa passiva Passivhaus in tedesco dunque si riferisce ad edifici costruiti in Europa principalmente ad alta efficienza energetica ovvero case che richiedono poca energia per il riscaldamento o per il raffreddamento Di fatto un edificio il cui fabbisogno energetico per il riscaldamento uguale o inferiore a 15 kWh m a Essa non ha vincoli estetici progettuali poich non rappresenta standard energetici o costruttivi bens il risultato dell applicazione simultanea di pi misure energetiche Le case passive possono essere riscaldate non solo dal sole ma anche dal calore di apparecchi e persino dai corpi degli occupanti Secondo un rapporto del World Business Council per lo Svilu
86. a ed indiretta e della superficie necessaria all assorbimento delle emissioni legate ai combustibili fossili ed al cemento utilizzati dal processo di produzione Per determinare l impronta ecologica si considerano i seguenti aspetti 1 Terra coltivata per produrre grano riso frutta verdura cotone 2 Pascoli allevamento bestiame per carne latte lana 3 Zone di mare pesce 4 Foreste legno carta 158 5 Aree edificate 6 Superficie vegetale necessaria ad assorbire le emissioni di in modo rinnovabile i combustibili fossili utilizzati Di seguito raffigurato un grafico fig 16 che mostra in ordinata il valore di EF in Pt punteggio singolo suddiviso per tre componenti ovvero la l occupazione del suolo diretta land occupation e quella indiretta nuclear Il tutto riferito alla produzione di 1kg dei tre prodotti biomattone N B 1 1 e 2 1 ECOLOGICAL FOOTPRINT 1 0000 0 9000 0 8000 0 7000 0 6000 Carbon dioxide m Nuclear Land occupation 0 4000 0 3000 0 2000 0 1000 0 0000 biorrattone NB 11 NB 2 1 FIG 16 PUNTEGGI PER L ECOLOGICAL FOOTPRINT DEI TRE PRODOTTI Dal grafico evidente come i maggiori contributi sono dovuti al consumo di combustibile fossile Soprattutto il consumo di carburante per la fase di trasporto dei materiali ha un evidente peso e il N B 2 1 utilizzando in proporzion
87. a fase sono quindi la conseguenza dei consumi sul sito di costruzione delle emissioni dovute alla lavorazione ed al trasporto al sito finale dei materiali da costruzione dai vari luoghi di estrazione La fase operativa risente soprattutto delle attivit di riscaldamento e condizionamento dell edificio dell illuminazione artificiale e del consumo dei dispositivi elettrici e della fornitura di acqua sanitaria Stime relative all energia primaria associata alla fase operativa dell edificio principalmente per riscaldamento e condizionamento degli ambienti interni varia su di un largo range pu rappresentare solo il 5 fino anche a divenire pi del 50 dell energia necessaria a tutta la vita dell edificio Numerosi studi basati su dati relativi agli Stati Uniti suggeriscono che la porzione di energia e di emissioni di causata delle costruzioni americane equivale a circa un decimo di quella necessaria al loro successivo sostentamento sotto forma di riscaldamento e condizionamento considerata una vita media di 75 100 anni Upton et al 2008 Nuzzo amp Tomasinsig 2008 L ultima fase della vita di un edificio quella della sua demolizione e dello smaltimento di ci che ne rimane questa fase spesso riassunta nel deposito in discarica della maggior parte dei materiali le emissioni sono in maggior parte dovute ai macchinari di demolizione e a quelli di trasporto delle macerie dal sito dell edificio alla discarica Kofoworola am
88. a giusta consistenza del materiale I mattoni in questa fase di maturazione attraverso l ausilio di aria naturale non ventilata e forzata perdono circa met del loro peso Da notare infine che gli scarti di materiale biocomposito sviluppati durante il ciclo di pressatura vengono reintegrati come materiale input in fase di miscelazione non provocando perci impatti ambientali in fase di smaltimento il valore comunque in massa da inserire in miscelazione davvero poco rilevante 144 FIG 4 FOTO DEI RIPIANI PER I BIOMATTONI FIG 5 DESTINAZIONE FINALE DEI BIOMATTONI PER LA MATURAZIONE 145 I consumi energetici del robot si aggirano intorno a 0 290 kWh per ciclo da 2 mc di biomattone ovvero il robot viene azionato ogni 20 cicli della pressa consumando circa 0 290 kWh Anche in questo caso il valore del consumo energetico stato calcolato con la formula precedente partendo da un consumo di 9 A h e rapportando il tutto alla durata del processo che di 240 sec come visto in precedenza Infine anche per l intero ciclo del processo di formazione del biomattone bisogna inserire il valore del consumo elettrico degli ausiliari che sono in funzione non solo durante la fase di miscelazione come per il N B 1 1 e 2 1 ma anche durante l utilizzo della pressa e del robot Il consumo elettrico associato a tutto il ciclo di produzione del biomattone 0 969 kWh In questo caso il valore energetico calcolato come in precedenza riferit
89. a materie prime la calce etc 5 5 1 Trasporti e scenari in ingresso Per la compilazione dell analisi di inventario il primo passo quello di descrivere il trasporto delle materie utilizzate per la produzione dei due prodotti in calce e canapa fig 1 135 linea 1 impasto trasporto materie prime cake canapa in big bag autocisterna FIG 1 SCHEMA DEL TRASPORTO fossa canapa sfusa La nostra attenzione rivolta soprattutto alla calce che viene trasportata dalla cava situata nei pressi di Narni TR che dista circa 530 km dal cantiere Fratus di Castelli Calepio BG attraverso autocisterne per una quantit di circa 30 tonnellate Di qui il consumo di circa 15990 ton km 30 ton 530 km che risulta essere il valore di input nel processo di trasporto sul Simapro In secondo luogo c da valutare l impatto per il trasporto del canapulo che viene fornito attraverso un bilico per un quantit di circa 5 2 tonnellate dalla sede di Assocanapa a Carmagnola TO che dista circa 250 km dal cantiere Fratus Di qui il consumo di circa 1300 ton km 5 2 ton 250 km anche esso inserito come dato input nel Simapro Effettuata questa operazione sul Simapro si indica il tipo di veicolo Nel nostro caso per il trasporto del canapulo si scelto come mezzo di trasporto da Database Ecoinvent un trasporto su gomma EUROA da 7 5 16 t mentre per il trasporto della calce si scelto come mezzo di trasporto da Databa
90. a tutti gli effetti le infrastrutture necessarie a qualsiasi tipo di attivit o necessit che siano di carattere industriale commerciale di servizio e utilit o di semplice residenza l edilizia soddisfa perci uno dei bisogni pi basilari e necessari dell uomo Dalla revisione della letteratura scientifica si nota che l analisi del ciclo di vita dell intero edificio considerato come processo non statica varia da edificio a edificio a seconda della propria funzione e delle differenti caratteristiche ingegneristiche Ortiz et al 2009 Nell affrontare l analisi del ciclo di vita di un edificio sorgono problemi di difficile risoluzione primo tra tutti la difficolt di valutare un edificio nel suo complesso poich questi un prodotto di lunga vita di grandi dimensioni costituito da svariati materiali diversi nelle caratteristiche e nella funzionalit e dinamico poich i servizi o le attivit al suo interno hanno in genere vita pi breve causando cambi di utilizzo e quindi di comportamento energetico ambientale etc anche durante la sua vita utile La letteratura evidenzia un ampia variet in merito alla durata della vita utile degli edifici da 22 anni fino ad anche pi di 100 alla tipologia costruttiva e alle consuetudini locali De Meester et al 2009 La maggior parte degli studi assume una durata di 75 80 anni Kellenberger amp Althaus 2009 Gli edifici inoltre sono normalmente elementi unici causano
91. ale entro la quale esplicitato Presentando tre diverse prospettive ciascuno libero di scegliere quella che ritiene pi adeguata allo scopo ed eventualmente pu calcolare una media dei tre diversi valori 61 ottenuti media che potrebbe anche essere pesata considerando la distribuzione della popolazione europea nei confronti delle tre diverse prospettive Per facilitare i procedimento di pesatura degli effetti si ricorre spesso al metodo del triangolo triangle method fig 3 Il triangolo utile a rappresentare contemporaneamente le tre categorie di effetti e il loro peso relativo Infatti sul triangolo possono essere tracciate delle linee di indifferenza vale a dire le linee lungo le quali l importanza di uno dei tre danni rimane costante tra i diversi effetti che indicano in percentuale il diverso peso dei tre differenti effetti ritenuto indifferente Sui tre lati sono rappresentate le tre macrocategorie di impatto ovvero le tre categorie di danno secondo una percentuale di importanza crescente in senso orario Ciascun punto individuato grazie alle linee di indifferenza compreso nel triangolo rappresenta quindi una somma pesata delle importanze relative delle tre macrocategorie ai tre vertici si ottiene il peso massimo di ciascuna macrocategoria e peso nullo per le altre due mentre sui tre lati saranno presenti tutti 1 casi con peso nullo per una delle tre macrocategorie Il totale dei pesi attribuiti dar per definizione il
92. alla canapa in fase di crescita e di conseguenza 1 kg di CO uptake sono sempre pi negativi Questo porta ad ottenere un impatto per l effetto serra totale negativo sull ambiente Per la parete in sughero che utilizza un elevato quantitativo di sughero e mattoni sono associati un elevato valore di CO fossile da una parte e di biogenica dall altra Anche in questo caso il fattore altamente negativo della CO uptake controbilancia il contributo fossile e biogenico rendendo quasi nulla la variazione dell impatto totale rispetto al sistema A3 di trasmittanza pari a 0 34 W m K Di seguito in figura 2 rappresentato un grafico di quello analizzato fino ad ora 175 ayeydn 202 esad By ba 200 TO TA 1020010 529 opajay 1 0 N ajeumeU auejosi dwey ip onw By orc 2 21 0 N 0019405 ayUR os dwe ip onu Zg By bbz T 0 N auomeuoiq u cwey onu Tq 00000 10 N aereu aquejos dwey ip onu eq 7 10 n 0202405 ayuejos dwe MN 10 n 200120090 dwe ip onuga sti woy ba 20 ba 20 20 ba 20 5504 FIG 2 KG DI CO EQ DIVISI PER I QUATTRO COMPONENTI DI ANIDRIDE CARBONICA 176 6 5 2 Cumulative Energy Demand Oltre all effetto serra generato dalle tre pareti stata valutata anche la loro domanda di energia ovvero stata quantificata l energia necessaria per la realizzazione delle stesse Ricordiamo che questo indicato
93. apitolo 4 vengono illustrati i materiali di isolamento termico proposti dall azienda Equilibrium che si distinguono in biomattone e Natural Beton miscela di calce e canapulo vengono inoltre proposte le principali applicazioni dei suddetti prodotti Nel capitolo 5 viene affrontata l analisi del ciclo di vita dei tre prodotti in calce e canapa Nella prima parte vengono elencati gli scopi e gli obiettivi l unit funzionale e l analisi d inventario Nella seconda parte vengono valutati attraverso l uso di alcuni indicatori gli impatti ambientali associati al ciclo di produzione Nel capitolo 6 infine viene effettuato il confronto tra gli impatti ambientali generati dall utilizzo di diversi materiali isolanti per sei pareti differenti Inoltre viene quantificato il tempo in cui gli impatti ambientali associati all utilizzo di un maggiore quantit di isolante vengono riassorbiti dai minori impatti legati al miglioramento delle prestazioni energetiche delle pareti stesse INTRODUZIONE La rivoluzione industriale ha trasformato completamente il modo di utilizzare l energia da parte dell uomo l estrazione su vasta scala di combustibili ad alta densit di energia e a basso costo come il petrolio e successivamente il gas ha permesso l accesso a un enorme quantit di energia potenziale ad appannaggio per di una minoranza della popolazione mondiale L economia mondiale oggi alimentata fondamentalmente da combustibili fos
94. asi momento essere corretti ed integrati fornendo la possibilit di creare nuovi processi materiali o di modificare quelli gi esistenti adattandosi alle necessit del caso studiato Neri 2007 Le banche dati forniscono gli elementi base per proseguire lo studio e in Simapro ne sono presenti circa 9 Ecoinvent Processes DK Input Output Database 99 BUWAL 250 ETH ESU 96 Processes Franklin USA 98 IDEMAT 2001 Industry Data LCA Food DK USA Input Output Database 99 Il database Ecoinvent l archivio di dati scientifici dal quale sono stati attinti tutti i processi utilizzate nel nostro caso di studio Esso contiene un inventario dettagliato relativo alla produzione e all uso di energia e di materiali chimici metallici plastici alle attivit agricole ai servizi di smaltimento ai trasporti I processi sono suddivisi secondo l ambito dal quale traggono origine e sono suddivisi in 7 categorie Materiali Energia Trasporto Processo in corso Uso Scenario di smaltimento e Processo di Smaltimento ognuna delle quali ulteriormente suddivisa in sottocategorie Ogni processo pu essere collegato ad un altro processo creando delle reti ed essere collegati dall uno all altro formando cos una struttura ad albero di un intero sistema di produzione Il programma strutturato in quattro parti fondamentali in cui vengono analizzati gli scopi e obiettivi Goal and Scope seguiti da un analisi di inventario Inventory da un analisi de
95. assetti coibenti e alleggeriti ecc 4 2 8 Restauri 4 2 9 Propriet biocomposito di calce e canapa 4 3 La miscela 4 3 1 La miscelazione 4 4 Canapa e canapulo 4 4 1 La pianta di canapa 4 4 1 1 Fibre 4 4 2 Il contributo della canapa all edilizia 4 5 Risultati di un LCA effettuati sul canapulo 4 5 1 I risultati 4 6 La calce 4 6 1 Cos la calce 4 6 2 Il processo 4 6 3 Estrazione del calcare 4 6 4 Preparazione e stoccaggio del calcare 4 6 5 Stoccaggio e preparazione dei combustibili 4 6 6 Calcinazione del calcare 4 6 7 Lavorazioni secondarie della calce viva 4 6 8 Idratazione e spegnimento della calce viva 93 93 94 96 97 99 100 101 101 101 102 103 103 103 103 105 106 107 107 112 113 114 116 120 121 121 122 123 124 124 124 125 4 6 9 Produzione di calce idrata 4 6 10 Produzione di latte di calce e di grassello 4 6 11 Produzione di calce idraulica CAP 5 LCA DEI PRODOTTI IN CALCE E CANAPULO 5 1 Descrizione dei materiali utilizzati 5 1 1 Caratteristiche comuni per tutti i materiali 5 2 Definizione degli scopi e degli obiettivi 5 3 Unit funzionale e confini del sistema 5 4 Qualit dei dati 5 5 Analisi di inventario 5 5 1 Trasporti e scenari in ingresso 5 5 2 Imballaggi dei materiali in entrata all azienda 5 5 3 Descrizione della fase di trasporto interno dei materiali 5 5 4 Descrizione del processo di formazione della miscela in calce e canapa 5 5 5 Fasi di processo per il Biomattone 5 5 5 1
96. ato ad attivare una serie di meccanismi normativi che pongono come requisito essenziale per le costruzioni e l ambiente da una parte l igiene la salute e l ambiente e dall altra il risparmio energetico Graziano Trippa et al 1998 Perci fine primario della bioarchitettura dare all edilizia un nuovo indirizzo rivolto sia al rispetto delle esigenze dell uomo che al rispetto dell ambiente sin dalle prime fasi di progettazione realizzazione e gestione di un green building lo scopo secondario invece quello di aumentare l efficienza dell uso delle risorse tra cui energia acqua e materiali e ridurre gli impatti dell edificio negativi sull ambiente durante il ciclo di vita dell edificio Nella bioedilizia il concetto di edifici ad Energia Zero hanno come scopo quello di ridurre il consumo energetico e le emissioni di gas ad effetto serra riducendo cos l impatto ecologico F Zhang amp P Cooke 2010 In questo senso la cos detta casa passiva riesce a raggiungere un impatto zero sull ambiente non richiedendo energia per riscaldare gli ambienti ma attraverso un attenta progettazione riesce a sfruttare l energia proveniente dall esterno sole e quella prodotta al suo interno da elettrodomestici e dalle stesse persone che vi abitano rinunciando cos alla presenza di impianti di riscaldamento Senza raggiungere progetti cos sofisticati la bioarchitettura si pu avvalere delle energie rinnovabili per fornire l energ
97. atore usi leganti approvati forniti con i rilevanti dati tecnici 120 4 6 1 Cos la calce Con il termine calce si definiscono la calce viva e la calce spenta La calce viva o cotta ossido di calcio CaO o ossido di calcio e magnesio CaO MgO La calce spenta composta principalmente da idrossido di calcio Ca OH 2 e comprende calce idrata polvere essiccata di idrossido di calcio latte di calce e grassello dispersioni di particelle di idrossido di calcio nell acqua La calce un materiale indispensabile per molti processi industriali come la produzione dell acciaio della carta dello zucchero come legante per l edilizia e per la stabilizzazione delle terre nelle costruzioni stradali e ferroviarie Si utilizza per applicazioni ambientali come la depurazione delle acque reflue e industriali per la potabilizzazione delle acque e per l agricoltura inoltre la calce usata per neutralizzare i componenti acidi delle emissioni e dei fumi industriali 4 6 2 Il processo Il processo di produzione della calce consiste nella cottura del carbonato di calcio o carbonato di calcio e magnesio a temperature di circa 900 C in modo da liberare anidride carbonica e ottenere l ossido derivato secondo la seguente reazione CaCO MgCO gt CaO MgO 2 L ossido di calcio in uscita dal forno viene generalmente frantumato macinato e o separato prima di essere trasferito ai sili di stoccaggio oppure viene tras
98. attone miscelazione nastro trasportatore pressatura robot movimentatore maturazione matone robot movimentatore imballaggio mattone imballato trasporto materiale finito FIG 3 SCHEMA A BLOCCHI DEL BIOMATTONE Come mostrato in figura 3 il materiale in uscita alla miscelazione viene dapprima pressato e successivamente un robot movimentatore lo invia in una sruttura per la maturazione 143 5 5 5 1 Pressatura Esaurito il processo di miscelazione il biocomposito che diventera biomattone viene inviato attraverso un nastro trasportatore alla successiva unita di processo la pressatura Un ciclo di pressatura utilizza circa 0 1 mc di materiale biocomposito quindi ogni ciclo di miscelazione 0 6 mc alimenta 6 cicli di pressatura Il consumo elettrico della pressa in questa fase per ogni ciclo di pressatura 0 306 kWh Questo valore ottenuto sempre dalla formula analitica precedente a cui associato per un amperaggio di 65 A h e infine rapportato tutto per la durata di un ciclo di pressatura ovvero per 35 sec 5 5 5 2 Robot movimentatore Completata questa seconda fase il biomattone in uscita dalla pressa viene trasportato e indirizzato verso un robot che carica i biomattoni su alcuni ripiani fig 4 per poi disporli nella definitiva collocazione per la maturazione fig 5 Lo scopo di questa operazione appunto quella di lasciar maturare i biomattoni per ottenere l
99. ause riconducibili all ambiente In particolare vengono analizzati Danni causati da sostanze cancerogene Danni causati da sostanze organiche alle vie respiratorie Danni causati da sostanze inorganiche alle vie respiratorie Danni causati dai cambiamenti climatici Danni causati dalle radiazioni ionizzanti Danni causati dall assottigliamento dello strato d ozono Il danno quantificato in DALY Murray 1996 Disability Adjusted Life Years ovvero il peso di una infermit dovuta ad una invalidit o a una morte prematura attribuibili alla malattia causata Per la categoria di danno Ecosystem Quality vengono considerati tre tipi di impatto 3 l uso del suolo land use 4 le emissioni tossiche ecotoxicity 5 eutrofizzazione e acidificazione L unit di misura in questo caso il PDF m yr Potentially Disappeared Fraction per le categorie di impatto Acidification Eutrophication e Land use mentre l unit di misura PAF m yr Potentially Affected Fraction associata alla categoria di impatto Ecotoxicity La variazione del numero di specie vegetali presenti in un territorio viene considerata come l indicatore biologico della salute dell ecosistema e quindi l unit di misura associata rappresenta la diminuzione relativa disappeared o il danneggiamento relativo affected del numero di specie espresso sotto forma di frazione moltiplicati all area sulla quale questi sono rilevati ed al per
100. avimento Vespaio areato Partizioni interne ad isolamento acustico Posa in opera N B 2 1 Miscelazione della canapa e della calce con aggiunta di acqua in miscelatrice o betoniera da cantiere Formazione di casseratura con pannelli di legno Getto in opera del materiale Disarmo casseratura in legno dopo circa 15 min dal getto 130 Le pareti interne e divisorie possono essere rivestite con malta di sabbia e calce argilla gesso La posa di piastrelle a parete deve essere realizzata su uno strato a supporto di intonaco di sabbia e calce Le superfici esterne devono essere rivestite con malta di sabbia e calce secondo le raccomandazioni dei produttori di intonaci a base di calce Scheda dati tecnici N B 2 1 pe in su 10 15 Desi ign N S5 S9 6 Conduttivit termica in W mK 0 07 0 07 0 07 0 07 07 lr ala ine ya 450 450 Calore specifico J kgK 1700 1700 1700 1700 1700 Coefficiente di assorbimento acustico 08 0 8 0 8 Indice di attenuazione acustica in dB 50 50 54 59 61 Reazione al fuoco con intonaco CT Energia incorporata MJ mf 400 e ran mar inar imas md Applicazioni del biomattone Costruzione di muratura isolante in abbinamento ad un telaio portante in legno Isolamento esterno a cappotto di edifici esistenti Isolamento interno di edifici esi
101. berg J Wadeskog A Nyman M Direct and indirect energy use and carbon emissions in the production phase of buildings An input output analysis Energy 2007 32 1593 602 Neri P 2008 Verso la valutazione ambientale degli edifici Life cycle Assessment a supporto della progettazione eco sostenibile Alinea Editrice Firenze Nuzzo E Tomasinsig E 2008 Recupero ecoefficiente del costruito EdicomEdizioni Gorizia Olgyay V Design with climate Princeton University Press Princeton 1962 Ortiz O Castells F Sonnemann G Sustainability in the construction industry A review of recent developments based on LCA Construction and Building Materials 2009 23 28 39 203 Ortiz O Castells F Sonnemann G Operational energy in the life cycle of residential dwellings The experience of Spain and Colombia Applied Energy 2010 87 673 80 Papadopoulos AM State of the art in thermal insulation materials and aims for future developments Energy and Buildings 2005 37 77 86 Pervaiz M Sain MM Carbon storage potential in natural fiber composites Resources Conservation and Recycling 2003 39 325 40 Rapporto Energia e Ambiente Analisi e Scenari 2009 Retzlaff R 2009 Green building and building assessment systems a new area of interest for planners Journal of Planning Literature 24 3 21 Rhydwen G R A model for UK hemp cultivation and processing to supply the building industry with hurds for hemp and lime concrete and fib
102. bile di maggiore importanza 25 seguito dal carbone 19 Negli USA petrolio e gas hanno praticamente pari importanza 24 Mentre il petrolio svolge un ruolo rilevante nella TPES della Cina 18 la quota del gas rimane trascurabile 396 Tali dati mostrati nel grafico sottostante sono da analizzare parallelamente a quelli sulla dipendenza energetica met del petrolio consumato in Cina nel 2007 importato pi della met in USA e India e la quasi totalit nell Unione Europea Il Giappone ha un elevatissima dipendenza energetica per tutte le materie prime energetiche Rapporto Enea 2009 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 EU 27 USA Japan Brazil China India WGas WTotale DIPENDENZA ENERGETICA NEL 2007 FONTE ENEA 2009 Inoltre come appare nella figura sottostante la domanda energetica mondiale si presenta geograficamente molto difforme rispetto al peso demografico di ciascuna area e ci rappresenta un primo elemento di criticit per il futuro Secondo quanto riportato dall International Energy Agency degli 11 741 Mtep di energia utilizzati nel mondo nel 2006 oltre 5 537 sono andati ai 1 175 milioni di abitanti dell area OCSE e appena 1 897 ai 1 321 milioni di abitanti della Cina evidente come tale squilibrio in futuro sia destinato a ridursi per la crescita dell economia e delle aspirazioni di larga parte d
103. butiva in quanto il metodo maggiormente diffuso e poich non richiesta la modellizzazione delle conseguenze delle decisioni che porterebbe ad un inevitabile appesantimento dello studio Finnveden et al 2009 Una LCA consequenziale risulta concettualmente complessa perch include anche questioni economiche quali ad esempio i costi marginali della produzione l elasticit della domanda e dell offerta etc Inoltre alcuni dei modelli utilizzati nell analisi sono molto meno trasparenti rispetto al modello statico e lineare della LCA tradizionale La scelta tra LCA attributiva e consequenziale influenzer i confini del sistema in relazione alle procedure di allocazione oltre ad alcune scelte metodologiche quali ad esempio la definizione dell unit funzionale e la scelta dei metodi di analisi degli impatti del ciclo di vita E dunque opportuno valutare attentamente se la complicazione modellistica e gli ulteriori elementi di incertezza introdotti da un approccio consequenziale consentano effettivamente un miglioramento dei risultati Hondo et al 2006 Finnveden et al 2009 2 2 Struttura di una LCA Da un punto di vista metodologico la definizione di LCA proposta dalla SETAC 1993 oggi formalizzata nella ISO 14040 e 14044 la seguente un procedimento oggettivo di valutazione dei carichi energetici ed ambientali relativi ad un processo o un attivit effettuato attraverso l identificazione dell energia e dei ma
104. ca che la domanda mondiale di petrolio scesa del 3 3 e del 2 7 nei primi due trimestri del 2009 rispetto all anno precedente per poi mostrare una diminuzione pi lieve nel terzo trimestre 0 6 e una ripresa nell ultimo trimestre 0 8 Gli investimenti nel settore upstream per petrolio e gas sono stati tagliati del 19 rispetto al 2008 una riduzione pari a 90 miliardi di dollari e un analogo impatto pu essere osservato per gli investimenti nel settore elettrico World Energy Outlook 2009 Il carbone rimane dopo il petrolio il combustibile pi importante nella domanda di energia primaria mondiale con una quota pari al 27 nel 2008 La quota dei Paesi OCSE nella domanda mondiale di carbone diminuita in modo consistente dal 1980 al 2008 dal 54 al 34 Nel 2009 le prime stime sugli investimenti nel settore del carbone indicano un forte calo rispetto ai livelli particolarmente elevati raggiunti nel 2007 2008 World Energy Outlook 2009 Il gas ha una quota pari al 21 nella domanda di energia primaria mondiale Nonostante il 2009 sia stato l inverno pi freddo degli ultimi 20 anni il World Energy Outlook 2009 indica una diminuzione della domanda di gas in Europa del 9 rispetto all anno precedente in particolare in Italia Spagna e Regno Unito rispettivamente 14 13 e 11 Il nucleare infine contribuisce per il 6 al soddisfacimento della domanda di energia primaria mondiale Le fonti di energia rinnovabile FER in
105. ce una misura accurata dell impatto ambientale del sistema di produzione tenendo conto di tutte le fasi del processo dei trasporti delle materie prime e degli imballaggi utilizzati In seguito a questa prima analisi sar possibile individuare i processi pi impattanti ed elaborare azioni pi concrete atte a mitigare gli impatti ambientali dove possibile 132 5 3 Unita funzionale e confini del sistema L unita funzionale definita come una prestazione quantificata di un sistema di prodotto da utilizzare come riferimento in uno studio di LCA rappresenta una unit di misura di riferimento a cui legare i flussi in entrata ed in uscita La scelta di questo parametro dipende molto dal tipo di obiettivo dell analisi In questo studio LCA poich lo scopo quello di valutare l impatto derivato dalla produzione del materiale finale come unit funzionale per entrambi 1 prodotti stato scelto il kg di materiale fabbricato al cancello dell azienda quindi prodotto ed imballato Per quanto riguarda i confini del sistema tradizionalmente la valutazione include l intero ciclo di vita dalla culla alla tomba nel nostro caso per data la tipologia di materiale si deciso di effettuare un LCA nella prospettiva dalla culla al cancello in cui si sono utilizzati dati primari per la parte relativa all azienda che produce 1 materiali dall entrata all uscita dell azienda da cancello a cancello e dati seconda
106. che principali e limiti dell LCA 2 4 Valutazione degli impatti 2 4 1 Categorie di impatto 2 5 Metodi per la valutazione degli impatti 2 5 1 Greenhouse Gas Protocol 2 5 2 Ecoindicator 99 2 5 3 Ecological Footprint EF 2 5 4 Carbon Footprint CF 2 5 5 Water Footprint WF 2 5 6 Cumulative Energy Demand C E D 2 6 LCA in edilizia 2 6 1 Introduzione 2 6 2 Il processo edificatorio e i limiti di un LCA 2 6 3 Metodologia di un LCA in edilizia 2 6 4 Le fasi di vita dell edificio 2 6 5 Conclusioni 2 7 Il software Simapro 7 3 3 CAP 3 ISOLAMENTO TERMICO IN EDILIZIA 3 1 Introduzione 3 2 Isolamento termico 3 2 1 Interno 3 2 2 Intercapedine 3 2 3 Esterno 3 3 Ponte termico 3 4 Materiali isolanti per l edilizia 3 5 Propriet isolanti termici 3 6 Risparmio ed Efficienza energetica 41 42 43 45 55 57 57 63 65 66 67 68 68 70 2 73 74 76 78 78 78 19 79 79 79 81 83 86 CAP 4 IL NUOVO BIOCOMPOSITO DELLA BIOEDILIZIA 4 1 Cos Equilibrium 4 2 Il biocomposito calce e canapa 4 2 1 Riempitivo isolante per muri 4 2 2 Isolante per tetti e per pareti 4 2 3 Il cappotto isolante 4 2 4 Intonaco isolante per muri interni ed esterni 4 2 5 Soletta isolante per piani terra o intermedi e massetto isolante per pavimenti 4 2 6 Costruzione di murature non portanti blocchi mattoni pannelli 4 2 6 1 Equilibrium Wall 4 2 6 2 Lastra di magnesite tipo Megapan 4 2 6 3 Equilibrium Wo Ties 4 2 7 Sottofondi e m
107. che si vengono a creare in determinate zone della struttura dell edificio ad esempio dove presente il calcestruzzo Ronchetti P 2007 FIG 4 NATURAL BETON COME CAPPOTTO TERMICO 99 4 2 4 Intonaco isolante per muri interni ed esterni La miscela si dimostrata efficace anche per lavori di intonacatura Per produrre un materiale lavorabile il mix deve contenere una maggiore quantita di calce Oltre che negli edifici interamente realizzati con il biocomposito l intonaco di calce e canapa sta confermando il suo successo quando viene applicato sui muri tradizionali fig 5 e risulta estremamente efficace per l upgrade termico di vecchie costruzioni con muri in sasso poich riesce a mantenere le propriet di isolante facendo fronte ad alcuni problemi di umidit e infine rimanendo caldo al tatto Con il biocomposito si pu realizzare una vasta gamma di intonaci applicabili a mano e o a macchina anche in spessori superiori ai 10 cm migliorando notevolmente il comfort termico e acustico della parete sottostante Ronchetti P 2007 FIG 5 INTONACO ISOLANTE IN CALCE E CANAPA 100 4 2 5 Soletta isolante per piani terra o intermedi e massetto isolante per pavimenti Il biocomposito bioedilizio pu anche essere gettato in sostituzione dei sottofondi alleggeriti della soletta Pu servire come massetto ed ideale per il riscaldamento a pavimento Le piastrelle possono essere posate al di sopra in modo da evitare l
108. considerazione le seguenti fasi del processo lavorazione del canapulo il processo di produzione della calce il consumo dell energia elettrica per la miscelazione del N B itrasporti in entrata dei materiali Inizialmente si fa riferimento al valore aggregato ovvero quanto ciascuna fase presente nel processo di formazione della miscela sia influente sul punteggio totale fig 9 poi si sono valutati i valori disaggregati quindi quali categorie d impatto sono pi rilevanti ECOINDICATOR 99 0 00800 0 00700 0 00600 0 00500 000400 0 00300 0 00200 0 00100 0 00000 Lime mortar Lavorazione trasporto trasporto Tap water Electricity Canapa calce canapa FIG 9 PUNTEGGIO ECOINDICATOR 99 AGGREGATO PER LE FASI DI PROCESSO PER IL N B 1 1 Dal primo grafico si nota per la produzione di 1 kg di Natural Beton 1 1 come la lavorazione della canapa e la produzione della calce abbiano un peso maggiore rispetto alle altre unit di processo Successivamente come detto in precedenza si voluto evidenziare il peso di ciascun categoria d impatto sul punteggio totale disaggregato 152 Come si evince dalla figura 10 risultato molto importante il contributo dei combustibili fossili Rilevanti sono anche i contributi degli inquinanti inorganici di cambiamenti climatici e dell uso del suolo ECOINDICATOR 99 CATEGORIE D IMPATTO FIG 10 PUNTE
109. crementato la maturit e la robustezza metodologica della LCA La caratteristica fondamentale di questa nuova metodologia costituita dal modo innovativo di affrontare l analisi dei sistemi industriali dall approccio tipico dell ingegneria tradizionale che privilegia lo studio separato dei singoli elementi dei processi produttivi si passa ad una visione globale del sistema produttivo in cui tutti i processi di trasformazione a partire dall estrazione delle materie prime fino allo smaltimento dei prodotti a fine vita sono presi in considerazione in quanto partecipano alla realizzazione della funzione per la quale essi sono progettati La valutazione di sostenibilit di prodotti o tecnologie considera normalmente gli impatti su tre dimensioni sociale ambientale ed economica Una prospettiva di ciclo di vita su tutte e tre le dimensioni consente di evitare il fatto che gli impatti evitati su uno dei tre ambiti abbiano ripercussioni negative sulle altre due dimensioni Nonostante l importanza di tutte e tre le prospettive in quest ambito ci si occuper comunque di analisi del ciclo di vita a livello ambientale Finnveden et al 2009 La LCA uno strumento essenziale per la minimizzazione degli impatti ambientali coordinata ad una simultanea azione di spinta verso uno sviluppo sostenibile della societ La valutazione del ciclo di vita come significativo strumento per la gestione ambientale diventata un criterio riconosciuto a livel
110. d lt gt 9 S wg a S 9 49 SC FSF a QU SF S 46 lt S S gt w we 4 CS 5 S e QU Lo e Q S 3 FIG 2 VALORI DI 4 PER DIVERSI MATERIALI ISOLANTI Il mercato europeo dei materiali isolanti caratterizzato dal dominio di due gruppi di prodotti i materiali fibrosi inorganici vale a dire lana di vetro e lana di roccia che rappresentano il 60 del mercato e i materiali schiumosi organici cio polistirene espanso ed estruso e in misura minore il poliuretano che rappresentano circa il 2796 del totale tutti gli altri materiali rappresentano meno del 13 Le previsioni per i prossimi anni stimano per i materiali isolanti un tasso di crescita media annuale di pi del 4 Papadopoulos 2005 Ardente et al 2008 Questa previsione di crescita pu offrire grandi potenzialit di impiego per i materiali naturali che dal punto di vista delle performance risultano paragonabili agli isolanti sintetici coniugando per un minor impatto ambientale Oggi la consapevolezza ambientale non solo limitata al risparmio energetico ma legata anche al costruire ecologico all input energetico al consumo di risorse e all inquinamento che sono una parte della produzione installazione e uso di materiali isolanti Korjenic et al 2011 Di seguito un altro schema che descrive i valori di conducibilit termica calore specifico e fattore di resistenza alla diffusione di vapore 84
111. dal processo o attivit ed ha lo scopo di evidenziare l entit delle modificazioni generate a seguito dei consumi di risorse e dei rilasci nell ambiente calcolati nell inventario 4 Interpretazione dei risultati Life Cycle Interpretation la parte conclusiva di una LCA ed ha lo scopo di proporre i cambiamenti necessari a ridurre l impatto ambientale dei processi attivit considerati Baldo et al 2008 2 2 1 Fase 1 Definizione dell obiettivo e delle finalit dello studio Una LCA deve essere necessariamente preceduta a una esplicita dichiarazione degli obiettivi e della finalit dello studio Da un punto di vista normativo la ISO 14040 introduce cos la definizione degli scopi ed obiettivi Gli obiettivi e gli scopi dello studio di una LCA devono essere definiti con chiarezza ed essere coerenti con l applicazione prevista L obiettivo di una LCA deve stabilire senza ambiguit quali siano l applicazione prevista le motivazioni che inducono a realizzare lo studio e il tipo di pubblico a cui destinato cio a quali persone si intendono comunicare 1 risultati dello studio E evidente come le finalit dello studio influenzino notevolmente le scelte e le ipotesi di lavoro in quanto a seconda delle motivazioni del pubblico a cui destinato delle risorse a disposizione e delle aspettative dei risultati possono risultare scenari completamente diversi Tra le caratteristiche di un LCA fortemente d
112. di analisi si prefigge lo scopo di confrontare a parit di trasmittanza queste tipologie di muri e di valutare attraverso alcuni indicatori il vantaggio dell impiego del biomattone nel settore dell edilizia Il secondo studio invece riguarda un analisi del ciclo di vita LCA della fase di consumo delle stratigrafie precedentemente descritte Sono state considerate quattro zone climatiche per ognuna di esse sono stati calcolati 1 valori di energia primaria per il riscaldamento associato a quel tipo di dispersione attraverso una funzione che lega 1 gradi giorno alle trasmittanze delle pareti Lo scopo di questo secondo studio quello di confrontare gli impatti delle diverse tipologie di stratigrafie considerando non solo l involucro edilizio ma anche il consumo termico ad esse associate Si tratta in pratica di analizzare i benefici ambientali che si possono ottenere utilizzando trasmittanze differenti e di valutare in quanto tempo gli impatti vengano recuperati grazie all isolamento termico introdotto 6 1 Definizione degli scopi unit funzionale e confini del sistema L obiettivo di questo studio LCA della parete quello di sviluppare un analisi comparativa degli impatti ambientali prodotti dalle alternative progettuali di un pacchetto stratigrafico per muri di tamponamento costruiti al fine di ottenere un determinato valore di trasmittanza L analisi degli impatti viene svolta a parit di trasmittanza in quanto confrontare due muri di
113. dienti acqua calce e canapulo cambiano se si passa dal biomattone al Natural Beton 1 1 rapporto in miscela calce canapulol 1 ovvero per 1 kg di calce si ha 1 kg di canapulo Mentre per il Natural Beton 2 1 rapporto in miscela calce canapulo 2 1 ovvero per 2 kg di calce si ha 1 kg di canapulo i dati input 137 della calce e del canapulo sono gli stessi del biomattone Valore di consumo nullo abbiamo invece per l acqua in questa fase poich inviata direttamente alla miscelatrice attraverso la tubazione dell acquedotto In realt tutti gli impatti derivati dall utilizzo dell acqua dall acquedotto sono calcolati direttamente dal software quando andiamo a selezionare la voce Tap water at user RER U dal Database Ecoinvent tra le materie prime utilizzate Con questa selezione il Simapro inserisce direttamente nel calcolo tutti gli impatti ambientali prodotti dall utilizzo del quantitativo di acqua utilizzato nel processo Di seguito in figura 2 riportato un schema a blocchi che sintetizza le unit di processo a cui sottoposta la miscela di calce canapa impiegata per il N B 1 1 e 2 1 e per il biomattone 138 linea 1 impasto trasporto materie prime in big bag autocisterna muletto fossa canapa sfusa miscelazione miscelazione natural beton nastro trasportatore pressatura trasporto materiale
114. dividuare i processi pi impattanti in modo da poter pianificare interventi concreti per la mitigazione degli impatti Ad esempio abbiamo constatato che gli impatti derivanti dal trasporto della calce rappresentano una parte rilevante degli impatti ambientali totali legati all approvvigionamento delle materie prime impiegate Di conseguenza uno dei primi accorgimenti da adottare sarebbe quello di cambiare il sito di rifornimento della calce cercandone uno pi vicino Passando allo studio dei prodotti finiti biomattone N B 1 1 e 2 1 la valutazione degli impatti ha evidenziato che la miscela Natural Beton 1 1 presenta per i tre indicatori utilizzati un impatto associato inferiore bisogna tenere conto per che la messa in opera del Natural Beton 1 1 necessita di una struttura di sostegno generalmente realizzata con uno scheletro in legno alluminio e un rivestimento in pannelli di magnesite tipo Megapan Dall altra parte il biomattone non ha bisogno di strutture di sostegno costituendo un vero e proprio mattone ecologico L applicazione delle diverse soluzioni tecnologiche quindi da valutarsi in base all uso specifico di cui si si necessita Nella seconda parte della nostra tesi abbiamo preso in considerazione sei pacchetti stratigrafici differenti in modo da poter confrontare a parit di performance energetica gli impatti del biomattone rispetto ad altre alternative impiantistiche pi classiche Per poter confrontare i div
115. e assume notevoli differenze da muro a muro L alta quantit di canapa contenuta nel biomattone che in fase di crescita assorbe CO dall atmosfera produce un elevato valore di questo contributo di CO che sommata agli altri kg di anidride carbonica fa si che il valore d impatto totale per questo gas serra sia di molto inferiore alle alternative classiche proposte Alla parete che utilizza il sughero anch esso un isolante naturale la CO2 uptake notevolmente inferiore alle altre alternative proposte provocando perci un abbassamento del livello di anidride carbonica totale e di conseguenza limitando i contributi della componente fossile e biogenica Nella stratigrafia che utilizza un isolamento sintetico invece non avendo materiale naturale la uptake molto vicino allo zero rendendo perci l impatto complessivo della parete il pi alto quasi 5 volte quello trovato con il biomattone Da questa analisi si evince dunque che la stratigrafia che utilizza il biomattone quella con impatti minori e quindi la pi ecocompatibile Di seguito mostrato in figura 1 un riassunto grafico di quello analizzato fino ad ora 173 900170 esad BH 200 TOTA seg amoyang opaa 70 dur p anu ce y Tiz a 70 n dum p ona re By ett 0400 sto sn sere queos due p oru te 0004 sees tum 000 ooo o dua porre vogewojsueg pue woy da 70 59
116. e canapa con rapporto di 1kg di calce e 1kg di canapulo per il NB 1 1 e una miscela per il biomattone da 25 cm di spessore e il NB 2 1 con un rapporto di 2 kg di calce e 1 kg di canapulo Come vedremo nel capitolo successivo per il Natural Beton 1 1 e 2 1 non solo differente l impatto ambientale di questi due prodotti proprio per il differente dosaggio della calce ma sono le differenti applicazioni di utilizzo in edilizia a evidenziare l importanza e a discriminare l uso di un prodotto rispetto ad un altro Inoltre un altra funzione della calce quella di cristalizzare il canapulo indurendolo e solidificandolo In questo modo il canapulo protetto da ogni azione di marcescenza oltre a diventare ignifugo una volta miscelato con calce e acqua La miscela cosi viene protetta dalla possibilit di decomporsi di incendiarsi o di essere aggredita da insetti o roditori la rende capace inoltre di sanificare gli ambienti attraverso la sterilizzazione del vapore acqueo che fuoriesce durante il processo di respirazione In commercio esistono differenti leganti tra questi solo alcuni sono idonei per la produzione della miscela di canapa Gli ingredienti principali sono e Calce idrata Calce idraulica e Pozzolanae altre sabbie vulcaniche e Gesso o mattoni tritati Ogni ingrediente ha una propria funzione e le loro proporzioni variano a seconda dell uso E fondamentale che tutti i componenti siano naturali e che l applic
117. e integrata dei rifiuti Simapro in grado di analizzare i dati ambientali di prodotti e processi complessi a partire dalla estrazione della materia prima fino alla dismissione Il programma rispetta le norme della serie ISO14040 e contiene una banca dati di riferimento modificabile secondo necessit comprendente 1 dati pi frequentemente richiesti sui materiali sui processi di produzione sulla generazione di energia sulla distribuzione e sullo smaltimento dei prodotti L unit fondamentale di cui costruita l intera struttura del sistema il processo Ogni processo ha alcuni campi che sono compilabili e riguardano Input da altri processi processi che sono descritti a loro volta nel database Output ogni processo ne ha uno spesso ne pu avere molteplici Output di rifiuti per ulteriori trattamenti quali processi di depurazione incenerimento etc Processi evitati possibile utilizzo in ambito di problemi di allocazione e di gestione dei confini di sistema Emissioni in aria in acqua e al suolo Rifiuti solidi finali 76 Emissioni non materiali quali radiazioni e rumore Impatti sociali ed economici Questi campi sono organizzati in progetti o in librerie e i valori d impatto dei dati vengono forniti dal programma o da altre banche dati incluse nel software Le banche dati sono un elemento fondamentale in una LCA poich tutti 1 processi delle banche dati di cui si dispone possono in qualsi
118. e pi calce ha un impatto di CO superiore nel punteggio del biomattone nonostante un consumo di energia elettrica inferiore 159 5 7 4 Cumulative Energy Demand Ricordiamo che questo indicatore un metodo che permette di valutare i consumi energetici in MJ di un processo produttivo focalizzandosi sull analisi dell impiego delle risorse energetiche cosi suddivise energia non rinnovabile fossile energia non rinnovabile nucleare energia rinnovabile biomasse energia rinnovabile eolica geotermica e solare energia rinnovabile idroelettrica Viene calcolata cos sia l energia diretta ovvero quella impegnata in processo produttivo sia quella indiretta cio la quota parte di energia stoccata nel prodotto e pronta per essere consumata Qui sotto in figura 17 mostrato un grafico che riassume i contributi rinnovabili e non dell energia legata al processo di produzione di 1 kg di biomattone N B 1 1 e 2 1 CUMULATIVE ENERGY DEMAND 6 0000 5 0000 4 0000 30000 2 0000 1 0000 0 0000 qua 7 i Non Non Non Renewable Renewable Renewable renewable renewable renewable biomass wind Water fossil nuclear biomass solar geothe E biomattone 2 2321 0 3253 0 0001 3 3871 0 0020 0 0879 NB 11 2 3776 0 2902 0 0001 5 4608 0 0019 0 0744 MW N B 2 1 2 8047 0 3769 0 0001 3 7960 0 0022 0 0968 FIG 17 MJ DEI TRE PRODOTTI PER
119. e un valore del area in oggetto che pu essere rappresentato dalla qualit della vita nella zona interessata oppure dal valore ambientale della zona dalle implicazioni sociali ecc Il deterioramento del suolo erosione il deterioramento della qualit del paesaggio la distruzione degli ecosistemi e 1 rischi di incidente sono solo alcuni esempi di questi effetti Per quanto riguarda i disturbi di tipo fisico ricordiamo il rumore e i cattivi odori Infine da notare come la valutazione di impatto ambientale V I A sembra essere un ottimo strumento atto a fornire le conoscenze utili per approfondire queste categorie d impatto Baldo et al 2008 2 5 Metodi per la valutazione degli impatti I software di supporto all esecuzione della LCA disponibili sul mercato contengono gi un elenco di categorie di impatto con 1 relativi indicatori e metodi di caratterizzazione La scelta delle categorie d impatto dipende molto dagli obiettivi dello studio di LCA e tiene conto anche chi legger i risultati studiosi gestori di impianti o i cittadini Infine alcuni Paesi hanno i loro propri metodi che quindi converr utilizzare qualora i risultati verranno mostrati proprio in quel Paese Ci che differenzia le possibili metodologie sono le procedure di scelta di aggregazione e di ponderazione dei diversi indicatori che determinano l indice finale L approccio migliore resta comunque quello di utilizzare pi metodi e confrontare poi i risultati c
120. e viene portato alla temperatura idonea a garantire una corretta viscosit e quindi pompato ai bruciatori attraverso tubazioni coibentate Per scaldare l olio combustibile si utilizzano caldaie a vapore o ad olio diatermico Lo stoccaggio dei combustibili solidi generalmente effettuato in piazzali prima di essere macinato o direttamente inviato all impianto di combustione quando gi di pezzatura adeguata 4 6 6 Calcinazione del calcare Lo scambio di calore che si verifica nel processo di cottura della calce si pu suddividere in tre fasi Zona di preriscaldamento Il calcare viene portato dalla temperatura ambiente a oltre 800 C grazie al contatto diretto con i gas che lasciano la zona di calcinazione vale a dire i prodotti della combustione l aria in eccesso e CO derivanti dalla calcinazione Zona di calcinazione Il combustibile brucia nell aria preriscaldata proveniente dalla zona di raffreddamento e in funzione del tipo di forno nell aria di combustione che viene immessa con il combustibile In questo modo si raggiunge una temperatura di oltre 900 C che causa la dissociazione del calcare in calce viva e anidride carbonica Zona di raffreddamento La calce viva che esce dalla zona di calcinazione si raffredda al contatto diretto con l aria di raffreddamento Nei forni a tino l aria di raffreddamento cosi preriscaldata costituisce una quota dell aria di combustione 4 6 7 Lavorazioni secondarie della calce viva
121. ed esterni un intonaco traspirante formulato con calce idraulica naturale certificata BIO E NHL 5 e inerti selezionati Gli 0 018 m di spessore di intonaco comprendono le tecniche di rinzaffo intonacatura e rasatura tutte effettuate con un materiale a base di calce idraulica sabbia e acqua Si suppone per la costruzione di Im di parete un miscelazione manuale dei componenti dell intonaco e quindi senza consumo energetico Una volta creato 1l processo per l intonaco per ogni tipologia di struttura sono state selezionate le voci dei materiali utilizzati e i rispettivi pesi in kg calcolati in precedenza Da database come dati secondari sono stati selezionate le seguenti voci Laterizio forato Brick at plant RER U Pannello polistirene espanso Polystyrene foam slab at plant RER U Pannello in sughero Cork slab at plant RER U Mentre per il biomattone ed il canapulo sono stati selezionati i processi creati precedentemente 171 6 5 Valutazione degli impatti Lo studio dell impatto delle sei stratigrafie e i relativi rilasci nell ambiente stato svolto allo scopo di quantificare le emissioni prodotte per la fase di costruzione di 1 m di parete Il risultato una comparazione dei sei muri a parit di trasmittanza Gli indicatori utilizzati per questo tipo di analisi sono Greenhouse Gas Protocol Cumulative Energy Demand e Ecoindicator 99 H 6 5 1 Greenhouse Gas Protocol Il Greenhouse Gas Protocol permette
122. egli edifici Rende inoltre superfluo l utilizzo di diversi materiali sintetici aiutando cos a ridurre la dipendenza dai combustibile fossili e data la riciclabilit della calce e la biodegradabilit della canapa risulta essere un materiale che non crea problemi di smaltimento il biocomposito riciclabile in quanto se sgretolato e reinpastato in betoniera con nuova calce e acqua pu essere utilizzato per murature sottofondi e vespai biodegradabile in quanto composto da legno e calcare Dal punto di vista economico il biocomposito sostenibile in quanto un materiale prodotto a livello locale inoltre in grado di collegare direttamente industria e agricoltura Riduce la dipendenza da materiali da costruzione sintetici e la crescita dell occupazione una diretta conseguenza Anche dal punto di vista sociale ha notevoli risvolti benefici Poich il settore agricolo in declino nella maggior parte dei paesi sviluppati la canapa diventerebbe per gli agricoltori una coltura e una fonte di guadagno Inoltre l ambiente salubre all interno degli edifici di canapa un ulteriore beneficio per la comunit L uso della canapa miscelata con la calce idraulica ha iniziato a diffondersi nell industria edile nei primi anni 90 Sembra che tuttavia fosse una tecnica gi conosciuta ed utilizzata circa 1500 anni fa infatti stato ritrovato nel Sud della Francia un ponte costruito con questo materiale conglomerato di calce e canapa che
123. ella popolazione mondiale verso un pi elevato standard di vita 10 Per capita energy consumption in tones of oil equivalent per person in 2010 7 E 30 2048 m 4560 nm CONSUMI ENERGETICI PRO CAPITE FONTE BP STATISTICAL REVIEW OF WORLD ENERGY 2011 In aggiunta a tutto questo la crescente dipendenza dai combustibili fossili continuerebbe a sostenere non solo le emissioni di ma anche 1 prezzi degli stessi combustibili In particolare previsto un aumento della domanda di carbone e dato anche il lungo ciclo di vita delle centrali a carbone il sistema energetico internazionale risulterebbe vincolato su uno sviluppo ad alta intensit di carbonio Anche la domanda di gas e petrolio dovrebbe aumentare e se i Paesi dell Organization of the Petroleum Exporting Countries OPEC e la Russia non realizzeranno consistenti investimenti i prezzi di petrolio e gas sono destinati ad avere un trend crescente La crescente dipendenza dai combustibili fossili contribuir anche a rendere i Paesi importatori di petrolio e gas naturale sempre pi dipendenti da importazioni di combustibili provenienti da un ristretto numero di Paesi aumentando il livello di rischio energetico e la stabilit della crescita economica Rapporto Enea 2009 Continuando con lo scenario di crescita dei consumi degli ultimi 30 anni prima del 2050 tutte le risorse energetiche non rinnovabili attualmente accertate saranno esaurite In questo contesto
124. endo la definizione fornita dalla norma ISO 14040 in questa fase che vengono individuati e quantificati i flussi in ingresso e in uscita da un sistema di prodotto lungo tutta la sua vita L analisi di inventario LCI Life Cycle Inventory la fase pi importante nel processo di LCA Xing et al 2008 E la seconda fase di uno studio di LCA e ne costituisce la parte pi impegnativa e pi importante procedendo alla costruzione di un modello analogico della realt in grado di rappresentare nella maniera pi fedele possibile tutti gli scambi tra i singoli processi appartenenti alla catena produttiva effettiva Baldo et al 2008 Lo scopo di questa fase evidenziare tutti i flussi di input e di output riferiti all unit funzionale connessi alle diverse fasi del ciclo di vita di un prodotto costruendo un diagramma di flusso Tali flussi sono espressi in unit fisiche unit di massa e di energia e riguardano sia il prelievo e la preparazione delle materie prime la loro trasformazione in prodotti finiti co prodotti sottoprodotti con l immissione di agenti inquinanti nell aria nell acqua e nel suolo sia il prelievo delle fonti di energia il loro uso e i rilasci associati nei diversi comparti ambientali nelle diverse fasi del sistema esaminato La fase di inventario comprende la definizione di un modello con relativo diagramma di flusso del sistema che comporta la suddivisione in unit di processo la descrizione
125. entano un valore negativo di totale dovuto alla CO uptake stoccata dal canapulo in fase di crescita della pianta Di conseguenza il tempo di ritorno degli impatti risulter nullo Anche se la somma totale degli impatti negativa rimangono gli impatti associati alla realizzazione del muro Per questo motivo abbiamo deciso di calcolare il tempo di ritorno anche per la di origine fossile tempo differenza impatti annui impatti annui risparmio di kg CO2 eq impatti U 0 34 U 0 13 annuo ritorno zona confronto U 0 34 U 0 13 Kg CO2 Kg CO2 anno Kg CO2 anno Kg CO2 anno anno biomattone T 34 49 3927 4 78 7 91 3 02 4 89 0 98 sintetico montana rere 62 10 92 33 30 23 7 91 3 02 4 89 6 19 naturale pus 66 33 11241 46 08 791 3 02 4 89 9 43 biomattone 1 34 49 39 27 4 78 6 33 2 42 3 91 1 22 sintetico padana m 62 10 92 33 30 23 6 33 2 42 3 91 7 74 naturale m 66 33 112 41 46 08 6 33 2 42 3 91 11 79 biomattone m 34 49 39 27 4 78 4 22 1 61 2 61 1 83 sintetico centro PERO 62 10 92 33 30 23 4 22 1 61 2 61 11 60 naturale Nor 66 33 112 41 46 08 4 22 1 61 2 61 17 68 biomattone T 34 49 39 27 4 78 2 11 0 81 1 30 3 67 sintetico sud i 62 10 92 33 3023 2 11 0 81 1 30 23 22 naturale m 66 33 112 41 46 08 2 11 0 81 1 30 35 40 TABELLA 12 TEMPI DI RITORNO CALCOLATI PER LA CO FOSSILE 195 CUMULATIVE ENERGY DEM
126. enti limiti biofisici necessario correggere il sistema produttivo e gli stili di vita delle societ umane al fine di ottenere il massimo benessere possibile con le risorse a disposizione operando quindi con concrete azioni basate sull efficienza la sufficienza e l efficacia dei modelli di produzione e consumo in altre parole orientarsi verso il concetto di sostenibilit ambientale economica e sociale Il primo obiettivo stabilizzare i consumi operando sull efficienza non solo degli usi finali ma anche dell intero tessuto economico e produttivo ridefinendone coerentemente obiettivi strategie e strumenti Il 12 secondo obiettivo ridurre i consumi all interno di uno schema energetico che deve essere dotato di elevata resilienza ovvero capace di adattarsi in tempo reale alle variazioni del contesto economico e sociale nazionale e internazionale Ci porterebbe alla riduzione del 20 dei consumi al 2020 in linea con gli impegni europei e del 50 al 2030 Le fonti rinnovabili dovrebbero triplicare rispetto a oggi entro il 2020 coprendo circa il 30 dei consumi e crescere di un altro 25 fino a soddisfare il 50 della domanda di energia nel 2030 Il ricorso alle fonti fossili ridotto rispetto a oggi del 50 andrebbe a coprire il restante 50 dei consumi del 2030 La transizione dall uso dei combustibili fossili a quello dell energia solare e delle altre energie rinnovabili richieder per molto tempo per motivi tecnic
127. er la preparazione dell acqua calda sanitaria Decreto interministeriale 26 giugno 2009 Disposizione delle linee guida nazionali per la certificazione energetica e degli strumenti di raccordo concertazione e cooperazione tra Stato e regioni 90 In particolare in Lombardia Deliberazione Giunta Regionale D G R 5018 del 26 giugno 2007 Disposizioni inerenti all efficienza energetica in edilizia Decreto Dirigenziale n 9527 del 30 agosto 2007 aggiornamento della procedura di calcolo per determinare la prestazione energetica degli edifici D G R 5773 del 31 ottobre 2007 modifiche ed integrazioni al D G R 5018 2007 tutti gli allegati escluso E Decreto dirigente unit organizzativa D d u o 13 dicembre 2007 n 15833 Aggiornamento della procedura di calcolo per predisporre l attestato di certificazione energetica degli edifici allegato E Il 15 gennaio 2009 stata pubblicata la VIII 8745 che integra e modifica la precedente delibera 5796 dell 11 giugno 2009 Aggiornamento della procedura di calcolo per predisporre l attestato di certificazione energetica degli edifici allegato E Nel maggio del 2010 i paesi membri dell UE hanno adottato una rifusione della direttiva sul rendimento energetico dell edilizia EPBD 2002 91 CE che stabilisce i requisiti per l efficienza energetica in regolamenti edilizi compresi gli standard minimi di rendimento energetico e certificazione energetica 2010 31 C
128. erati il metodo tiene conto di quelli che si ritiene danneggino l ecosistema o la salute umana a scala planetaria e regionale effetto serra distruzione strato di ozono acidificazione eutrofizzazione smog e sostanze tossiche 57 metalli pesanti sostanze cancerogene pesticidi Non sono invece considerate le sostanze tossiche che rappresentano un problema sui luoghi di lavoro il consumo di materie prime i rifiuti Di seguito riportata in figura 2 uno schema esplicativo del metodo FIG 2 FASI DELLA VALUTAZIONE DEGLI IMPATTI CON IL METODO ECOINDICATOR 99 La fase di normalizzazione merita un breve approfondimento Eco indicator definisce un valore di riferimento come il contributo medio annuo di un determinato impatto ambientale imputabile a un abitante in Europa ne consegue che gli impatti risultano confrontabili in termini di abitante equivalente per cui possibile valutare relativamente a ogni singolo effetto ambientale l entit dell impatto iniziale Tuttavia tale primo risultato non ci dice nulla su quale debba essere l importanza relativa dei diversi effetti ambientali poich bisogna definire un corretto livello di confronto in quanto differenti effetti ambientali causano differenti tipi di danno Per risolvere questo problema devono essere stabiliti opportuni fattori di pesatura che consentano il confronto della gravit dei diversi impatti potenziali normalizzati su una stessa scala di riferimento Eco Ind
129. erati dal consumo di combustibili fossili di una popolazione L EF un indicatore composito che unisce il BLF CF sinonimo di domanda di assorbimento di carbonio per un terrenoFGF FLF GLF e CLF L EF ampiamente utilizzato come indicatore per misurare la sostenibilit ambientale Esso fornisce un valutazione aggregata di molteplici pressioni antropiche La forza principale del concetto EF che attraente e intuitivo e che la sua metodologia in continuo miglioramento 63 Tuttavia va notato che la EF misura solo un aspetto importante della sostenibilita vale a dire l aspetto ambientale e non tutte le problematiche ambientali L EF esclude gli indicatori economici 0 sociali ed di solito misurato in unita di superficie a livello mondiale ovvero come la quantita di spazio bio produttivo Per generare l impronta relativa ad un insieme di consumi si mette in relazione la quantit di ogni bene consumato con una costante di rendimento espressa in kg ha Il risultato una superficie Huijbregts et al 2008 hanno approfondito l impronta ecologica utilizzata dalla banca dati Ecoinvent come ecoindicatore di valutazione delle LCA Ogni ettaro globale rappresenta la frazione totale bio produttiva della Terra ed definito come uno ettaro di terreno o di acqua normalizzato in tutto il mondo e mediato su tutti i terreni e gli specchi d acqua biologicamente produttivi in un determinato anno L area totale biologicamente produttiva d
130. ersi materiali presi in esame abbiamo deciso di scegliere come parametro di comparazione la trasmittanza termica stato scelto di eseguire il paragone per una trasmittanza pari a 0 34 W m K riconducibile ad una casa standard e per una trasmittanza pari a 0 13 W m K riconducibile ad una casa passiva 199 I risultati hanno evidenziato in particolare per l indicatore riguardante l emissioni di CO gt 2 eq che le soluzioni impiantistiche a base di calce e canapulo presentano un valore di impatto ambientale contenuto dovuto alla capacit della canapa di assorbire anidride carbonica in fase di crescita della pianta Inoltre anche per gli altri indicatori considerati Cumulative energy demand e Ecoindicator 99 H l impatto generato dall impiego del biomattone risulta sensibilmente inferiore rispetto alle alternative stratigrafiche con isolante naturale e sintetico Nell ultima fase della tesi abbiamo previsto l impiego delle pareti considerate in diversi contesti climatici individuando la differenza di impatti tra le stratigrafie con trasmittanza pari a 0 13 W m K rispetto a quelle con trasmittanza pari a 0 34 W m K le prime presentano impatti maggiori dovuti al pi massiccio impiego di materiale isolante Da un altro aspetto per presentano dispersioni annue inferiori Questo ci ha permesso di poter calcolare il tempo di ammortamento del surplus di impatti legati alla soluzione pi efficiente per tutte le tipologie di pareti e
131. es ai quali possono partecipare rappresentanti di ciascun organismo nazionale membro che ritenga di proprio interesse il tema di lavoro del TC Organizzazioni internazionali governative e non governative possono partecipare ai lavori dei TC in collaborazione con la ISO La ISO collabora in particolare con l International Electrotechnical Commission IEC per tutti i temi riguardanti la standardizzazione elettrotecnica Attualmente le norma ISO per uno studio LCA sono ISO 14040 2006 Environmental management Life Cycle Assessment Principles and framework ISO 14044 2006 Environmental management Life Cycle Assessment Requirements and guidelines L LCA una tecnica sviluppata originariamente per valutare gli impatti ambientali dei prodotti e dei processi produttivi Successivamente il metodo stato per applicato non solo ai prodotti ma 32 anche ai servizi compresi quelli legati alla gestione dei rifiuti L interesse nella LCA cresciuto rapidamente durante gli anni 90 quando sono comparse anche le prime pubblicazioni scientifiche A quel tempo si guardava alla LCA con grandi aspettative ma i suoi risultati venivano spesso criticati Da quel momento in poi c stato un forte sviluppo e un armonizzazione degli strumenti della LCA che hanno portato al completamento di uno standard internazionale rappresentato dalle norme ISO 14040 2006 e ISO 14044 2006 integrato con linee guida e manuali tutto ci ha in
132. etri ed formata da una parte interna di tipo legnoso il canapulo di colore bianco e molto leggera avvolto dal tiglio una corteccia esterna di colore verde che costituisce la parte fibrosa tenuta insieme da pectine Il canapulo rappresenta circa il 0 75 del totale ed costituito per un 77 da cellulosa e per il 20 da lignina mentre la fibra rappresenta circa il 25 30 del fusto ed costituita per la maggior parte da cellulosa e per un 6 da lignina Pi la pianta grossa pi la fibra sar grossolana e robusta Nella stessa pianta la fibra pi grossa verso la radice e pi fine verso la cima Per quanto riguarda l apparato fogliare troviamo foglie su ciascun nodo del fusto ed esse sono prevalentemente opposte picciolate palmate composte da 5 13 segmenti lanceolati a margine dentato seghettato con punte acuminate fino a 10 cm di lunghezza ed 1 5 di larghezza Salvo rari casi di ermafroditismo le piante di canapa sono dioiche e i fiori unisessuali crescono su individui di sesso diverso Le infiorescenze maschili staminiferi sono riunite in pannocchie terminali composte da numerosi tepali fusi alla base e costituiti da 5 pezzi stami Si sviluppano almeno 60 giorni dopo la germinazioni Le infiorescenze femminili pistilliferi invece si formano sulle cime una decina di giorni dopo quelle maschili e assumono la forma a falsa spiga grossa dritta e a ciuffo molto pi compatta di quella maschile Sono riunite in gruppi
133. etto decreto Direttiva 2003 96 CE del Consiglio del 27 ottobre 2003 Direttiva che ristruttura il quadro comunitario per la tassazione dei prodotti energetici e dell elettricit Decreto legislativo 29 dicembre 2003 n 387 Attuazione della direttiva 2001 77 CE relativa alla promozione dell energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell elettricit Direttiva 2004 8 CE del Parlamento europeo e del Consiglio dell 11 febbraio 2004 Direttiva sulla promozione della cogenerazione basata su una domanda di calore utile nel mercato interno dell energia e che modifica la direttiva 92 42 CEE Decreto ministeriale 20 luglio 2004 Nuova individuazione degli obiettivi quantitativi per l incremento dell efficienza energetica negli usi finali di energia ai sensi dell art 9 comma 1 del decreto legislativo 16 marzo 1999 n 79 Legge 23 agosto 2004 n 239 Riordino del settore energetico nonch delega al Governo per il riassetto delle disposizioni vigenti in materia di energia Direttiva 2005 32 CE del Parlamento europeo e del Consiglio del 6 luglio 2005 Direttiva relativa all istituzione di un quadro per l elaborazione di specifiche per la progettazione ecocompatibile dei prodotti che consumano energia e recante modifica alla direttiva 92 42 CE e 2000 55 CE del Parlamento europeo e del Consiglio Decreto ministeriale 28 luglio 2005 Norma concernente il regolamento d attuazione della legge 9 ge
134. evidente in Antartide Il cloro in essi contenuto infatti liberandosi in stratosfera per effetto della radiazione UV riduce la quantit di ozono accelerandone la trasformazione in ossigeno molecolare biatomico L efficienza della reazione elevatissima se si pensa che ogni atomo di cloro in grado di distruggere fino a 100 000 molecole di ozono prima di essere inattivato o di fare ritorno in troposfera In realt non si tratta mai di una diminuzione continua n di una reale scomparsa quanto piuttosto di un circolo che si amplia nei sei mesi primaverili e si restringe in quelli autunnali Baldo et al 2008 Il modello utilizzato quello sviluppato dal WMO World Meteorological Organisation Organizzazione Meteorologica Mondiale esso definisce il potenziale di esaurimento dell ozono stratosferico di diversi gas espressi tutti in kg CFC 11 equivalenti kg emissione 53 6 Eutrofizzazione La crescita degli organismi viventi naturalmente limitata dall apporto di sostanze nutrienti essenziali quali l azoto e il fosforo Un rilascio di tali sostanze nell ambiente riduce questa limitazione con un conseguente abbassamento della concentrazione di ossigeno e quindi con effetti negativi sull intero ecosistema L uso agricolo di fertilizzanti e gli scarichi industriali e urbani in genere ricchi in azoto e fosforo sono le fonti principali di eutrofizzazione Questo effetto deve essere considerato separatamente per i suoli e
135. ferenze di temperatura e quindi di aiutare a rendere l edificio pi confortevole In poche parole quando il cemento in calce e canapa viene esposto al sole si scalda in modo limitato e quando la temperatura esterna scende in grado di rilasciare il calore bilanciando la differenza di temperatura tra ambiente esterno ed interno questa propriet confermata dal test di BRE ad Haverhill 2001 Ronchetti P 2007 Respirabilit d edifici salubri Il biocomposito combina la permeabilit al vapore della calce all igroscopicit della canapa vale a dire la capacit del canapulo di assorbire elevate quantit di vapore acqueo I muri ed i pavimenti di un edificio a canapa e calce possono respirare assorbendo l umidit e successivamente rilasciandola attraverso l evaporazione Questa caratteristica evita lo sviluppo di umidit ed il relativo deterioramento all interno del materiale favorendo la riduzione la quotidiana dell umidit relativa L effetto complessivo un ambiente pi salubre e naturale che necessita di un minore condizionamento dell aria Ronchetti P 2007 Sequestro di carbonio La pianta di canapa assorbe diossido di carbonio durante la sua crescita Secondo Pervais 2003 325 kg di CO vengono catturati in una tonnellata di canapa secca La costruzione a base di calce e canapa quindi una modalit efficace per contrastare il riscaldamento 104 globale Lime Technology 2006 afferma che vengo
136. ferita all impianto di idratazione per ottenere la calce idrata moderni processi di produzione della calce prevedono un funzionamento continuo dei forni Il processo di produzione composto dai seguenti sottoprocessi ed descritto in figura 14 estrazione del calcare stoccaggio e preparazione del calcare stoccaggio e preparazione dei combustibili calcinazione del calcare trattamento della calce viva idratazione e spegnimento della calce viva stoccaggio movimentazione e trasporto 121 calcare per fomo E FIG 14 SCHEMA DEL PROCESSO DI PRODUZIONE DELLA CALCE 4 6 3 Estrazione del calcare La materia prima per la fabbricazione della calce il calcare o in misura minore la dolomite o il calcare dolomitico La dolomite e il calcare dolomitico sono miscele di carbonato di calcio e di 122 magnesio quest ultimo in misura massima del 44 Anche se i giacimenti di calcare sono relativamente abbondanti solo una piccola parte adatta per la produzione di calce perch sufficientemente pura Il calcare o la dolomite vengono estratti frantumati e in alcuni casi lavati quindi vengono selezionati attraverso vagli e trasportati fino al forno Il calcare si ottiene normalmente dalle cave a cielo aperto che si trovano usualmente in prossimit dell impianto di produzione della calce ma in alcuni casi pu essere estratto anche tramite coltivazione in galleria
137. ggia seguono periodi soleggiati e ventosi Per garantire una buona riuscita della coltivazione svolge un ruolo di primaria importanza la prima fase di lavorazione del terreno Risaputo sin dall antichit e confermato da recenti studi la coltivazione della canapa migliora i terreni e i suoi rendimenti La canapa una tipica coltura primaverile da rinnovo che se da un lato richiede un accurata preparazione del terreno dall altro lascia una notevole fertilit residua nelle colture che si avvicendano Infatti le piante che la seguono nella rotazione agraria si avvantaggiano dell azione ricostituente e dell importante massa di residui organici che lascia nel terreno Si presta bene a favorire il ritorno delle rotazioni agrarie in quelle aree particolarmente soggette agli squilibri provocati dalle monocolture Il miglioramento viene attribuito per lo pi a diversi fattori primo fra tutti l apporto di nutrienti dovuto alle foglie cadute che restituiscono la sostanza organica prelevata durante la fase di crescita nelle zone pi profonde del terreno raggiunte dall apparato radicale azione contro la desertificazione Le radici fittonanti della canapa svolgono anche azione meccanica che serve da prima movimentazione del terreno e la presenza nella pianta stessa di sostanze con propriet battericide insetticide fa si che svolga in maniera autonoma funzione autodiserbante e antiparassitaria La canapa inoltre protegge i terreni dal dilavamen
138. gli impatti Impact Assessment e da una fase di interpretazione e miglioramento Interpretation come in letteratura Il primo passo perci quello di creare un nuovo progetto nel quale viene definita l unit funzionale l obiettivo e il flusso di riferimento I confini del sistema sono invece determinati dal numero di unit di processo che si vuole includere nel analisi LCA In secondo luogo vengono inseriti 1 dati dell analisi d inventario perci i dati relativi a consumo di materie prime ed energia e emissioni quindi vengono creati tutte le unit di processo che servono per la produzione del prodotto studiato Completata l analisi d inventario viene scelto il metodo di valutazione degli impatti e il programma una volta fatto girare restituisce attraverso tabelle e grafici anche ad albero l impatto di tutte le unit del processo prese in considerazione Per quanto riguarda gli impatti Simapro fornisce un ampia variet di metodi di valutazione tra i quali ci sono CML 2001 Eco Indicator 99 EPS 2000 EDIP 2003 IMPACT 2002 BEES IPCC 2007 GWP etc Sta all utente scegliere che tipo di metodo di valutazione utilizzare 77 CAP 3 ISOLAMENTO TERMICO IN EDILIZIA 3 1 Introduzione Le caratteristiche richieste agli edifici di oggi sono l efficienza energetica e l eco compatibilit Questa idea di sviluppo sostenibile degli edifici comprende varie questioni in materia di energia acqua suolo e conservazione
139. gno energetico dell intero edificio Gli isolanti termici possono essere classificati in base a Tipo di struttura Fibrosa cellulare porosa Tipo di materiale Minerale vegetale animale sintetico Tipo di natura del materiale Naturale sintetico organico inorganico I materiali termoisolanti sono caratterizzati da una conduttivit termica inferiore a 0 1 W mK e sono principalmente porosi e fibrosi Vanno protetti dall umidit con barriere impermeabili o tenuti ben ventilati poich in presenza di umidit perdono rapidamente le loro propriet termoisolanti in quanto l aria viene espulsa dall acqua seconda che si intervenga in luoghi umidi o asciutti necessario utilizzare materiali con caratteristiche differenti Nuzzo amp Tomasinsig 2008 Di seguito riportato uno schema che rappresenta le varie tipologie di materiali isolanti 81 ORIGINE MINERALE i d ORIGINE SINTETICA e STRUTTURA CELLULARE p STRUTTURA Lana di pecora FIBROSA 82 ORIGINE ANIMALE STRUTTURA FIBROSA Gone ana Fibra di poliestere FIBROSA Fibra di vetro Fibra di roccia Pomice naturale Argilla espansa STRUTTURA Mee CELLULARE Vetro granulare Calce cemento cellulare Vetro cellulare d Polistirene espanso sinterizzato STRUTTURA espanso
140. goria eventualmente normalizzati vengono convertiti in valori pesati mediante fattori numerici che traducono il peso relativo che l analista attribuisce a quella categoria di impatto Spesso la pesatura viene effettuata sulle categorie di danno risultanti dalla fase di raggruppamento I principali tipi di approccio per l assegnazione dei pesi alle varie categorie di impatto sono i seguenti Baldo et al 2008 Approccio mandatario Monetizzazione Distanza dall obiettivo Valutazione di esperti Approccio tecnologico La logica che normalmente si segue la seguente Normalizzare i risultati della caratterizzazione in modo da avere dati omogenei quantomeno all interno della stessa categoria di danno Raggruppare le categorie di impatto in macrocategorie di danno Pesare le macrocategorie di danno 40 eta Riscaldamento Tossicit Formazione csi Emissioni globale fotochimica Acidificazione Anidride carbonica fossile Ossidi di zolfo Composti organici volatili non metanici Butano _______ Idrocarburi policiclici aromatici Metalli es As Pb Cr Cu Zn Ni V Monossido di carbonio FIG 1 ESEMPIO DI CLASSIFICAZIONE 2 2 4 Fase 4 Interpretazione e miglioramento La norma ISO 14040 definisce questa quarta fase di una LCA come il momento in cui realizzare una valida correlazione tra 1 risultati dell analisi di inventario e di quella degli impatti per proporre utili
141. grafie prese in esame A1 A2 A3 B1 B2 B3 e dei consumi relativi alle diverse zone climatiche possibile effettuare un confronto riguardante il tempo di ritorno degli impatti Di seguito sono riportati in tabella 11 12 13 e 14 i risultati espressi in anni per i tre indicatori presi in considerazione 193 GREENHOUSE GAS PROTOCOL tempo differenza impatti annui impatti annui risparmio di kg CO2 eq impatti U 0 34 U 0 13 annuo ritorno zona confronto U 0 34 U 0 13 Kg CO2 Kg CO2 anno Kg CO2 anno Kg CO2 anno anno biomattone 12 82 19 00 31 82 7 91 3 02 4 89 0 A1 B1 sintetico montana 59 34 89 01 29 66 7 91 3 02 4 89 6 07 A2 B2 naturale 41 30 42 03 0 73 7 91 3 02 4 89 0 15 A3 B3 biomattone 12 82 19 00 31 82 6 33 2 42 3 91 0 A1 B1 sintetico padana 59 34 89 01 29 66 6 33 2 42 3 91 7 59 A2 B2 naturale 41 30 42 03 0 73 6 33 2 42 3 91 0 19 A3 B3 biomattone 12 82 19 00 31 82 4 22 1 61 2 61 0 A1 B1 sintetico centro 59 34 89 01 29 66 4 22 1 61 2 61 11 38 A2 B2 naturale 41 30 42 03 0 73 4 22 1 61 2 61 0 28 A3 B3 biomattone 12 82 19 00 31 82 2 11 0 81 1 30 0 A1 B1 sintetico sud 59 34 89 01 29 66 2 11 0 81 1 30 22 79 A2 B2 naturale 41 30 42 03 0 73 2 11 0 81 1 30 0 56 A3 B3 TABELLA 11 TEMPI DI RITORNO CALCOLATI PER LA CO TOTALE 194 Le stratigrafie A1 B1 essendo in biomattone pres
142. grandezza in questione per una data area globale regionale nazionale o locale che sia Il valore complessivo per una data area e per persona Il valore della grandezza in questione in uno scenario di riferimento 2 Il raggruppamento consiste nella suddivisione delle categorie di impatto selezionate in uno pi insiemi pre definiti nella fase iniziale Una procedura utilizzata spesso negli eco indicatori quella di predefinire delle macrocategorie di danno salute umana risorse non rinnovabili danni all ecosistema ecc e raggruppare le categorie di impatto in base al ruolo che hanno in ciascuna categoria di danno Normalmente una categoria di impatto viene allocata in una sola categoria di danno Il raggruppamento una forma di classificazione delle categorie di impatto 39 3 La pesatura quella procedura qualitativa e o quantitativa in cui l importanza relativa di una categoria di impatto viene confrontata con quella delle altre categorie Si chiamano fattori di pesatura 1 pesi relativi delle diverse categorie di impatto Lo scopo di questa operazione quello di giungere ad un risultato finale rappresentato da un unico indice che definisca l impatto globale esercitato dall attivit in esame Baldo et al 2008 I metodi per generare i fattori di pesatura si basano essenzialmente sulle scienze sociali e sono affetti ad un certo grado di soggettivit Nella fase di pesatura i risultati degli indicatori di cate
143. hi energetici ed ambientali dei prodotti processi ed attivit Il processo edificatorio crea notevoli impatti sull ambiente in tutte le fasi di vita dall approvvigionamento delle materie prime alla produzione e al trasporto fino alla dismissione dell edificio e allo smaltimento delle macerie da demolizione fase di estrazione e trattamento delle risorse primarie impiegate analizzando gli eventuali problemi di impatto ambientale e paesaggistico nonch di depauperamento delle risorse fase di produzione e lavorazione tenendo conto dei danni all ambiente esterno dovuti alle x emissioni di inquinanti agli scarti di trasformazione e al consumo di energia fase di trasporto e distribuzione confrontando il consumo di energia in rapporto alla quantit di prodotto dislocato e alla distanza tra zona di produzione e di consumo contemplando anche i problemi connessi a sversamenti accidentali di materiale e tenendo conto dei consumi energetici e delle emissioni prodotte fase di posa in opera analizzando i problemi di inquinamento negli ambienti confinanti per il rilascio di sostanze tossiche di radioattivit di umidit o di adsorbimento di inquinanti interni fase di manutenzione e sostituzione in rapporto al tipo di materiale edilizio utilizzato ai prodotti impiegati per la pulizia e il mantenimento in efficienza alla durabilit e quindi alla periodicit degli interventi di manutenzione fase di uso rius
144. i sociali economici e politici In questo lungo periodo di transizione necessario limitare i danni che l uso dei combustibili fossili causa all ambiente e in particolare al clima del nostro pianeta necessario quindi ridurre drasticamente gli sprechi e aumentare l efficienza nell uso dell energia e delle altre risorse non rinnovabili In un contesto mondiale in cui l ambiente assume un ruolo di fondamentale importanza l efficienza energetica rappresenta uno strumento potente ed efficace per raggiungere un futuro energetico sostenibile il risultato di un percorso fatto di progresso scientifico di corretta informazione di innovazione tecnologica e di comportamenti razionali di utilizzo dell energia Essa di fatto il rapporto tra quanto ottenuto in termini di prodotti e servizi e l energia impiegata allo scopo Una maggior efficienza energetica e di conseguenza un risparmio energetico verranno ottenuti sia mediante l utilizzo di nuove tecnologie sia mediante un comportamento maggiormente consapevole e responsabile degli utenti L attenzione e l interesse nei confronti dell ambiente risultano quindi quanto mai crescenti a seguito della presa di coscienza delle ripercussioni dell inquinamento sulla salute umana e delle implicazioni conflittuali di tipo geopolitico derivanti dalla finitezza delle risorse materiali ed energetiche a disposizione sul nostro pianeta Paolo Neri et al 2008 Gli edifici sono uno dei pi i
145. i contributi associati alla CO fossile sono maggiori proprio come ci si aspettava e questo dipende dal fatto che il biomattone subendo due unit di processo in pi della miscela ha un consumo di energia elettrico superiore e in aggiunta contiene una quantit di calce maggiore Inoltre dato il minor quantitativo di canapulo a parit di peso il contributo della CO uptake meno rilevante nel biomattone e molto simile a quella associata nella miscela 2al Questo grafico in pratica sintetizza che la miscela N B 1 1 per l effetto serra ha impatti minori rispetto al biomattone anche se quest ultimo in fase applicativa per 1 muri di tamponamento per esempio viene utilizzato senza supporti di altri materiali invece il N B 1 1 solitamente e integrato con un pannello in magnesite vedi cap 4 e quindi andrebbe confrontato l impatto dell intero pacchetto stratigrafico e non solo dei materiali 155 GREENHOUSE GAS PROTOCOL E biorattone 1 1 0 29 0 25 E kg kg kg Fossil CO2 eq Biogenic CO2 eq CO2 eq fromland transformation FIG 13 KG DI CO EQ PER IL BIOMATTONE E N B 1 1 5 7 2 2 Ecoindicator 99 H Nel grafico sottostante fig 14 sono evidenziati i pesi di ciascun categoria d impatto sul punteggio totale disaggregato per l intero di processo di formazione di 1 kg di biomattone Come per il N B risultato molto importante il contributo dei combustibili fossili e poi a
146. i impatti sono per la quasi totalit di origine fossile Ovviamente la zona montana presenta consumi pi elevati rispetto alle altre alternative inoltre i valori di anidride carbonica fossile e di conseguenza totale aumentano passando da muri con trasmittanza pari a 0 13 W m K a muri con trasmittanza pari a 0 34 W m K 189 U 0 13 U 0 13 ZONA U 0 13 ZONA U 0 13 Categoria d impatto Unit MONTANA ZONA PADANA CENTRO ZONA SUD Totale kg 3 0237 2 4195 1 6121 0 8074 Fossil CO2 eq kg 3 0237 2 4195 1 6121 0 8074 Biogenic CO2 eq kg 0 0033 0 0026 0 0018 0 0009 CO2 eq from land transformation kg 0 0000 0 0000 0 0000 0 0000 CO2 uptake kg 0 0033 0 0026 0 0018 0 0009 U 0 34 U 0 34 U 0 34 ZONA ZONA ZONA U 0 34 Categoria d impatto Unita MONTANA PADANA CENTRO ZONA SUD Totale kg 7 9094 6 3275 4 2184 2 1092 Fossil CO2 eq kg 7 9094 6 3275 4 2184 2 1092 Biogenic CO2 eq kg 0 0086 0 0069 0 0046 0 0023 CO2 eq from land transformation kg 0 0000 0 0000 0 0000 0 0000 CO2 uptake kg 0 0087 0 0069 0 0046 0 0023 TABELLA 8 KG DI CO EQ DIVISI PER I QUATTRO COMPONENTI DI ANIDRIDE CARBONICA Impatti totali CO2 equivalente Kg B m E U 0 13 U 0 3 U 0 3 U 0 3 U 0 34 U 0 34 U 034 U 0 34 ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA ZONA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA CLIMATICA MONTANA PADANA CENTRO SUD MONTANA PADANA CENTRO SUD
147. i questi prodotti sia per le nuove costruzioni sia per edifici gi esistenti soggetti ad opera di restauro 4 1 Cos Equilibrium Equilibrium un impresa olistica che opera nel settore della bioedilizia dei materiali da costruzione naturali e delle tecnologie per l efficienza energetica consapevoli che il risparmio energetico e la salubrit degli ambienti sono diventati fattori chiave per la qualit del vivere puntano alla riduzione dei consumi energetici di edifici nuovi ed esistenti e al miglioramento del comfort abitativo degli occupanti mediante l applicazione di sistemi di costruzione e di isolamento naturale con composti a base di calce e canapa L azienda si fonda su tre pilastri portanti Il rispetto per l ambiente e l impegno a rigenerarlo Il rispetto e la valorizzazione del capitale umano che le d vita e dei rapporti con le persone con cui interagisce L attenzione al ritorno economico necessario per operare e investire in innovazione ricerca e sviluppo Equilibrium distribuisce prodotti e soluzioni studiati e realizzati per soddisfare le crescenti esigenze del mercato edile e per risolvere tutte le criticit legate alla cattiva gestione del vapore acqueo e dell umidit tipica dei materiali convenzionali di origine minerale e sintetica Applicando quindi un elevato comfort abitativo un risparmio energetico tangibile e costi allineati all edilizia tradizionale Le soluzioni costruttive di questa azienda conse
148. ia termica ed elettrica necessaria Per il riscaldamento si possono utilizzare 1 pannelli solari termici o collettori solari gli impianti a biomassa o la geotermia a bassa 19 entalpia Per fornire energia elettrica si possono utilizzare i pannelli fotovoltaici oppure sfruttare l energia eolica con impianti di mini o micro eolico o se disponibile un corso d acqua con caratteristiche adeguate si pu pensare anche ad un impianto mini idroelettrico Queste tecnologie possono cosi agire positivamente nel ridurre le emissioni in atmosfera di e di altri gas inquinanti Grazie al loro utilizzo ed una progettazione attenta si pu arrivare ad avere edifici energeticamente autosufficienti Esempi di questo tipo ce ne sono molti nel mondo Inoltre anche nel settore dei materiali per la costruzione la bioedilizia sfrutta prodotti naturali per la realizzazione di strutture ottenendo perci edifici realizzati in materiali ecocompatibili 1 3 Settori di intervento nella progettazione integrata degli edifici Oggi possibile applicare materiali ecologici e tecnologie avanzate nella fase di costruzione dei progetti al fine di consumare meno energia La progettazione degli edifici verdi coinvolge molti professionisti nei vari settori differenti In tutto questo devono essere presi in considerazione molti aspetti compreso il clima la costruzione i livelli di comfort i materiali 1 sistemi e la salute Di seguito mostrata nella f
149. iale secondo UNI EN ISO 13788 Di seguito sono riportate le schede delle tre pareti di superficie unitaria 1m in cui lo spessore dei materiali e quindi di tutta struttura calcolata per ottenere un valore di trasmittanza U 0 34 W m K Nei grafici la successione delle stratigrafie avviene da quella pi interna verso quella pi esterna La prima stratigrafia descritta quella che utilizza il biomattone 1 Struttura A1 Muratura di tamponamento isolata con biomattone da 21 5 cm con U 0 34 W m K Dati generali Spessore 0 251 m Trasmittanza 0 34 W m2K 7 NY ni Tipo di Nea Spessore materiale m Superficie esterna 1 intonaco di calce e sabbia 0 018 2 WAR biomattone 250 200 500 0 215 3 intonaco di calce sabbia 0 018 164 La seconda stratigrafia rappresentata quella che integra l uso di un mattone in laterizio forato ad un pannello isolante artificiale di polistirene espanso 2 Struttura A2 Muratura di tamponamento con isolamento artificiale con U 0 34 W m K Dati generali Spessore 0 316 m Trasmittanza 0 34 W m K 2 7 materiale Matera rab Superficie esterna 1 VAR intonaco di calce e sabbia 0 018 2 MUR Laterizi forati sp 20 cm rif 1 1 15 0 200 3 Io Polistirene espanso in lastre stampate per termocompressione 0 080 4 VAR intonaco di calce e sabbia 0 018 165 La terza stratigrafia esposta quella che integra
150. iation Pt 0 002 0 004 0 008 Ozone layer Pt 0 000 0 000 0 000 Ecotoxicity Pt 0 014 0 026 0 040 Acidification Eutrophication Pt 0 029 0 050 0 064 Land use Pt 0 037 0 035 0 582 Minerals Pt 0 009 0 021 0 040 Fossil fuels Pt 0 905 3 189 2 975 TABELLA 5 PUNTEGGIO DISAGGREGATO DELLE CATEGORIE D IMPATTO PER I TRE MURI Dalla tabella 5 risulta preponderante l impatto derivante dal consumo di combustibili fossili rilevanti anche gli apporti derivanti dagli inquinanti inorganici e dal cambiamento climatico Inoltre appare evidente che alla parete in biomattone corrispondono gli impatti minori Di seguito mostrato in figura 5 il grafico di confronto delle tre pareti 182 66 13 adoung BO ZA H 66 Joy3pu co3 opoyew pt 0 N spuneu duey by 172 c t OagayUIS due p ounu Ze By rog eg N auoqyeuoiq p onu Te By CTT Spny 5504 asn Ma uonexypov MEINEN ag auozo 00 uogepey 1 abuep aeu Mg ds3y MN sua ounue MN amp 0 n ayuejos p onu ce 0 N 000245 aques due ip onu ze 70 n auoeuoiq FIG 5 PUNTEGGIO DISAGGREGATO DELLE CATEGORIE D IMPATTO PER I TRE MURI 183 Di seguito riportata la tabella 6 riguardante le stratigrafie con trasmittanza pari a 0 13 W m K
151. ibra lunga macerata di pregio per filatura ad umido o tessuti abbigliamento arredo casa calzature accessori tele per dipinti Fibra lunga macerata meno pregiata o cordami anche per arredamento o reti sacchi o teloni tessuti per rinforzo plastiche petrolchimiche in sostituzione lana di vetro imbarcazioni rinforzo PLA o rista per avvolgimento tubazioni fibra corta macerata derivante da scarto della pettinatura della fibra lunga o filati per tappeti e maglieria o imbottitura materassi pasta di cellulosa per carte speciali tipo carta moneta e carta dei titoli di stato pasta di cellulosa per cartine sigarette o cartoni e imballaggi o pannolini o blocchi stampati in pressofusione o guarnizioni per 1 freni Fibra corta semimacerata o pannelli isolanti e fonoassorbenti per edilizia termosaldati con poliestere amido di patate o geotessili per pacciamature o imbottiture per auto Canapulo o intonaci e cappotti isolanti per edifici blocchi da costruzione costituiti da canapa e calce o mangimi per ruminanti o lettiere per cavalli e piccoli animali 112 o pannelli rigidi per interno auto cruscotto o pannelli rigidi per fabbricazione mobili o pellet brichette di qualit o materiale per disoleazione acque inquinate 4 4 2 Il contributo della canapa all edilizia Assocanapa titolare di un contratto per la fornitura di fibra di canapa ad aziende leader nel settore della produzione di pannelli iso
152. icator Points In pratica si determina una correlazione che consente di determinare livelli di danno equivalente per i diversi effetti ambientali Per calcolare il risultato totale e univoco dell impatto ambientale del processo in esame non resta che definire l Eco indicator come la somma degli Eco indicator Points calcolati per i calcolati per i singoli impatti Il punto debole di tutta la metodologia risiede chiaramente nella definizione dei fattori utilizzati per la pesatura degli impatti Eco indicator utilizza per il calcolo dei coefficienti di pesatura il criterio del Distance to 58 Target per cui l ipotesi di base che esista una correlazione tra la gravit di un determinato effetto e la distanza tra il livello attuale e un livello obiettivo Visti i limiti presenti nel metodo Eco indicator 795 si preceduto a una rielaborazione della struttura che ha portato alla stesura di Eco indicator 799 Il cambiamento fondamentale consiste nel ricorso a un approccio di tipo top down Ovvero quella che in Eco indicator 95 era la fase finale del procedimento cio la pesatura dei risultati in Eco indicator 99 il primo problema affrontato Gli effetti negativi sull ambiente vengono raggruppante in tre macrocategorie Human Health Ecosistem Quality e Resources come indicato in figura 2 Baldo et al 2008 La categoria di danno Human Health considera i danni alla salute umana quali malattie morti premature o inalabilit provocate da c
153. ico responsabile dello sviluppo di standard in grado di definire una metodologia armonizzata per la valutazione delle performance ambientali e dei costi dell intero ciclo di vita degli edifici cosi come gli aspetti 68 riguardanti il comfort indoor Uno dei suoi obiettivi principali quindi definire i contenuti e il formato delle EPD riguardanti questo settore cos come le PCR riguardanti materiali da costruzione Tale Comitato composto dai seguenti tre Working Group WG WGI Environmental Performance of Buildings che si occupa della determinazione delle performance ambientali degli edifici durante l intero ciclo di vita mediante l utilizzo di dichiarazioni ambientali di prodotto EPD WG2 Building Life Cycle Description riguardante l analisi e la descrizione dell intero ciclo di vita di un edificio attraverso l applicazione della tecnica LCA WG3 Product Level con lo scopo di definire una sola PCR per tutti i prodotti da costruzione Oltre a questi tre Working Group stato creato un Tasking Group denominato framework che ha l obiettivo di creare il primo dei sette standard che il Comitato intende formulare e approvare riguardante gli strumenti per l integrazione dei tre aspetti per la valutazione della performance degli edifici vale a dire ambientale economico e salute amp comfort Baldo et al 2008 La LCA in edilizia stata usata a partire dal 1990 diventando uno strumento se
154. iene inoltre affermato che la miscela abbia resistito un test di quattro ore a temperatura superiore a 1800 C Ronchetti P 2007 Protezione dalle infestazioni La canapa non appetibile a topi e ratti i quali non sono nemmeno attratti dalla calce che stata utilizza in passato per mantenere 1 livelli di igiene Ronchetti P 2007 4 3 La miscela Come detto in precedenza la miscela del biocomposito un mix di tre ingredienti ovvero la calce che funge da legante il canapulo che ne da la consistenza e infine l acqua che assicura la reazione chimica tra il legante e la canapa oltre a rendere la miscela fluida e facilmente lavorabile 105 esattamente l opposto della maggior parte dei materiali isolanti La fluidit della miscela consente al materiale di adattarsi alla superficie alla quale viene applicata di entrare in ogni angolo ed interstizio di essere livellato e compattato in modo da assicurare una perfetta barriera all aria una volta asciugato e indurito La possibilit che la miscela possa essere formata e usata in diversi modi per es quantit di legante e spessore fa si che il prodotto possa soddisfare diverse esigenze La miscela di canapa con un basso contenuto di legante ha una migliore capacit di isolamento termico ma una volta indurita deve essere sostenuta tetti e interstizi di muri Con l aggiunta di una maggiore quantit di legante la miscela diventa pi densa e autoportante e pu essere
155. igura 3 le interrelazioni tra quattro principali fattori che collegano l efficienza energetica al consumo di energia esse sono la progettazione intervento passivo la costruzione l utilizzo di tutte le attrezzature e le infrastrutture interventi attivi si ottengono cos delle ripercussioni sul fabbisogno energetico per il riscaldamento la ventilazione e l utilizzo di aria condizionata F Zhang amp P Cooke 2010 L edilizia per la progettazione integrata richiede che tutti i partecipanti trai proprietari gli architetti gli ingegneri e gli altri soggetti vengano coinvolti nella fase iniziale del progetto Il rendimento energetico della costruzione di un edificio dipende non solo dalle prestazioni di una tecnologia individuale ma anche dalla sua integrazione con il sistema globale Per prima cosa occorre intervenire a livello progettuale massimizzando gli apporti gratuiti agendo sulla forma sull orientamento dell edificio e in secondo luogo sulla progettazione dell involucro Successivamente va tenuto conto dell interazione del sistema HVAC heating ventilation and air conditioning con l illuminazione mentre il design riunir tutti gli elementi in materia di efficienza energetica WBSCD 2007 Approcci di progettazione integrata potrebbero ridurre il consumo energetico fino al 72 WBSCD 2009 20 Others amp adjustments 21 ES Water heating 10 IT amp office equipment 14 P Lighting 1896 37
156. impatti locali sono integrati con le infrastrutture i confini del sistema non sono chiari etc Ci implica che fare la LCA completa di un edificio non sia un processo diretto come invece per altri prodotti di consumo Bribi n et al 2009 Per questo motivo la produzione edile molto meno standardizzata della maggior parte delle attivit di lavorazione e manifatturiere proprio a causa dell unicit di ogni specifica costruzione Oltretutto ci sono condizioni dinamiche in ogni fase della vita di un edificio che possono influenzare il bilancio dei carichi ambientali cambiamenti nella futura disponibilit delle risorse nelle performance degli impianti nelle regolamentazioni ambientali nel comportamento degli occupanti etc Quando si discutono gli impatti del ciclo di vita di un edificio quindi importante valutare scenari multipli Scheuer et al 2003 In letteratura si trovano anche discussioni circa i limiti della LCA sugli edifici Reijnders afferma che a causa della scala e della durata della vita utile degli edifici e della risoluzione dei dati richiesti solo gli impatti materiali e operativi possono esser attualmente valutati mentre altri argomenti quali ad esempio il confort interno vanno oltre gli scopi di un tipico LCA Scheuer et al 2003 Alla luce delle problematiche esposte appare chiaro perch in molti studi di analisi del ciclo di vita di edifici presenti in letteratura sia stato scelto come unit funzionale il sing
157. inali non considerando il fine vita dei prodotti I confini del sistema di questa analisi LCA nel suo complesso hanno seguito lo schema from cradle to gate ovvero dalla culla al cancello indicando in questo modo tutte le operazioni coinvolte nella coltivazione della pianta dall aratura alla semina arrivando poi alla fase di taglio di raccolta e di lavorazione finale che porta alla produzione di fibra tecnica e canapulo fig 8 114 semen ponm pe L ner itii ammo W CANAPULO e FIBRATECNICA FIG 8 CONFINI DEL SISTEMA Cos riassumendo il processo di coltivazione della canapa inizia con la fase di semina e si conclude con la fase di stigliatura metodo utilizzato per separare i due principali prodotti ottenuti dalle bacchette di canapa secca ovvero il canapulo e la fibra tecnica Nello studio di LCA della canapa l unit funzionale utilizzata stata per la prima parte dell analisi l ettaro di terreno coltivato a canapa che ha una resa totale di 15 ton di bacchetta secca successivamente ovvero dopo la fase di trasporto viene preso in considerazione invece il quantitativo di prodotto ottenuto in uscita dalla fase di stigliatura e cio 1 kg di fibra tecnica o 1 kg di canapulo Per gli scopi della nostra tesi andiamo a riportare solo i valori degli impatti di 1 kg di canapulo Inoltre da evidenziare che nel caso della coltivazione della canapa una tonnellata di ca
158. io stessa cosa per il canapulo in quanto questo materiale viene trasportato in Big Bag a rendere da 2 mc l uno e pertanto l impatto ambientale pu essere considerato nullo Chiaramente l acqua essendo prelevata direttamente dall acquedotto non ha impatti ambientali per questa fase 5 5 3 Descrizione della fase di trasporto interno dei materiali I due ingredienti principali per la miscela calce e canapulo dopo la fase di trasporto e prima della fase di miscelazione vengono inseriti rispettivamente in un silos ed in fosse arieggiate Per la fase di trasporto del canapulo dal bilico alla fossa viene utilizzato un muletto che consuma circa 1 06 kg di diesel per scaricare l intero carico di circa 5 2 ton La calce invece viene direttamente scaricata nei silos e a questa operazione viene attribuito un consumo di diesel di circa 8 5 kg dovuto alla pompa dell autocisterna Quindi nel Simapro vengono inseriti i dati di consumo del diesel in kg da Database Ecoinvent Diesel at regional storage CH U per le operazioni di scarico della canapa sfusa nelle fosse e lo scarico della calce nei silos validi per entrambi gli scenari in entrata dei materiali calce e canapa 5 5 4 Descrizione del processo di formazione della miscela in calce e canapa Per effettuare l analisi di inventario abbiamo deciso di riferirci ad un singolo ciclo di miscelazione che corrisponde circa a 0 6 mc di biocomposito I quantitativi in massa dei tre ingre
159. iodo di misurazione La diminuzione del numero di specie rappresentata dal P D F e pu essere interpretato come la frazione di specie che hanno un alta probabilit di non sopravvivere nell area considerata a causa delle condizioni di vita sfavorevoli 59 Per quanto riguarda l ultima categoria Resources vengono considerati gli impatti dovuti all estrazione e allo sfruttamento delle risorse minerali e dei combustibili fossili In questo caso l unit di misura il MJ Surplus che rappresenta la differenza fra l energia necessaria attualmente e quella necessaria nel futuro all estrazione di un unit di risorsa e quella indispensabile in un istante futuro Viene quindi calcolato il surplus di energia in MJ che sar necessario all estrazione di un kg di materiale nel momento in cui il consumo di quel materiale sar cinque volte quello estratto dall umanit prima del 1990 La scelta di un fattore N 5 totalmente arbitraria ma valida perch comunque l obiettivo quello di misurazioni relative Stabilito il fattore di danno associato ad ogni sostanza emessa o risorsa utilizzata questo viene moltiplicato per la quantit di sostanza per ottenere un valore di danno complessivo relativo ad una specifica categoria di impatto Allo scopo di confrontare le diverse categorie di danno i valori ottenuti vengono sottoposti ad un processo di normalizzazione che permette rapportando tutto ad un unico valore di riferimento di re
160. ipendenti dalle finalit possibile citare l ampiezza del ciclo di vita le eventuali alternative da considerare l integrazione con aspetti non ambientali la qualit dei dati e la scelta dei parametri l estensione della fase di valutazione e miglioramento il livello di dettaglio a cui arrivare Prima di procedere con l analisi dei dati importante definire il sistema che cosa si vuole analizzare e l unit con cui normalizzare le informazioni raccolte 35 Nell LCA viene definito sistema un qualsiasi insieme di dispositivi che realizzano una pi precise operazioni industriali aventi la medesima funzione esso delimitato da appropriati confini fisici rispetto al sistema ambiente e con questo ha rapporti di scambio caratterizzati da una serie di input e output Tali sistemi hanno un gran numero di operazioni collegate fra di loro anche in modo molto complesso dai flussi di materiali di energia e di prodotti finali Un sistema produttivo generalmente svolge un certo numero di funzioni ma normalmente solo una viene selezionata per lo studio LCA in base agli obiettivi e allo scopo E importante definire fin dall inizio dello studio un unit di misura di riferimento chiamata appunto unit funzionale con cui trattare ed esporre i dati e le informazioni di una LCA Baldo et al 2008 L unit funzionale definisce in maniera quantitativa la funzione individuata Lo scopo primario di un unit funzionale
161. isponibile sulla Terra di circa 12 000 Mha Le aree biologicamente produttive includono i terreni agricoli foreste e zone di pesca ma escludere i deserti ghiacciai o il mare aperto Lidija Cu ek et al 2012 Traducendo l EF attraverso una relazione analitica possiamo affermare che l impronta ecologica di un prodotto definita come la somma integrata nel tempo di ogni occupazione del suolo diretta EFd ed indiretta EFn e della superficie necessaria all assorbimento delle emissioni legate ai combustibili fossili ed al cemento utilizzati dal processo di produzione EF EF4 EFco EF Nei prodotti del database Ecoinvent l occupazione del suolo diretta espressa in m a definita dall area edificata di foresta di coltivazione di pascolo e di destinazione idroelettrica L impronta ecologica diretta destinata a queste cinque tipologie di destinazione calcolata come segue EFairetta 2 A EqF Dove Ai l occupazione di area a destinazione d uso iesima mentre EqFi il fattore di equivalenza relativo alla destinazione d uso iesima I fattori di equivalenza normalizzano ciascun tipo di occupazione del suolo del database Ecoinvent secondo la sua bioproduttivita In generale le terre molto produttive come le coltivazioni ma anche il costruito sono caratterizzate da un elevato fattore EqF al contrario di quanto avviene per le terre destinate al pascolo considerate poco produttive La E
162. istenti con muratura a cassa vuota ovvero con intercapedine d aria gi esistente Non permette l eliminazione dei ponti termici 3 2 3 Esterno L isolamento esterno comunemente detto a cappotto prevede che il materiale isolante venga messo esternamente allo strato di supporto e protetto da un rivestimento malta In genere l isolamento esterno il migliore dal punto di vista energetico pi efficace di quello interno in quanto non altera il volume disponibile e diminuisce o addirittura elimina l effetto dei ponti termici evitando cos il formarsi di muffe da condensa del vapore 3 3 Ponte termico Si definiscono ponte termico Fig 1 le discontinuit costruttive presenti in qualsiasi struttura edile sia essa costruita con tecniche tradizionali sia con tecniche industrializzate 79 Per discontinuita costruttiva si intende quella parte della struttura di un edificio che presenta caratteristiche termiche significativamente diverse da quelle circostanti Caratteristica peculiare dei ponti termici sono le potenze termiche disperse la cui entit molto pi elevata di quella delle zone vicine Un ponte termico incide negativamente sull isolamento di un edificio perch costituisce una fuga privilegiata per gli scambi di calore fra interno e esterno Si possono individuare due tipologie di ponti termici ponte termico geometrico ponte termico costruttivo Nel primo caso si presenta una discontinuit geometric
163. ivanti dall ambiente esterno come illustrato in figura e 7 Apporti di energia solare in del massimo apporto REEL ED E 15 82 50 78 15 82 86 10 22 49 36 14 22 49 83 74 11 25 72 27 11 25 100 00 valori indicano per ogni facciata e per l intero edificio i relativi apporti in percentuale 100 equivale all apporto che riceve la casa C orientata esattamente verso i punti cardinali FIG 6 In particolare la forma dell edificio determina il rapporto superficie volume La FIG 7 23 Secondo Olgyay V Design with climate Princeton University Press Princeton 1962 la casa quadrata non la forma ottimale per ogni localita tutte le forme allungate sul lato nord sud funzionano sia d inverno che d estate con minore efficienza di quelle quadrate infine la forma ottimale sta in ogni caso in una forma allungata lungo la direzione Est Ovest L involucro dell edificio il punto di partenza dell efficienza energetica di un edificio integrato con i sistemi di condizionamento ventilazione e illuminazione mentre il design riunisce tutti gli elementi che influenzano il consumo di energia WBSCD 2007 La scelta in sede progettuale dunque fondamentale per implementare un efficiente sistema di isolamento l involucro ha molteplici finalit e minimizzare le dispersioni termiche e consentire la traspirazione e consentire l accumulo massa Uno degli aspetti pi impo
164. km nei differenti scenari 148 5 7 Valutazione degli impatti La fase di valutazione degli impatti stata fatta per quantificare le emissioni riferite ad 1 kg della miscela di calce canapa N B 1 1 e 2 1 e del biomattone per l intero ciclo produttivo Come detto in precedenza nella redazione dell analisi di inventario sono stati valutati anche gli impatti associati alla fase di trasporto degli ingredienti della miscela calce e canapulo considerando anche uno scenario alternativo per il trasporto della calce Gli indicatori utilizzati nell analisi gi descritti nel capitolo 2 sono Greenhouse Gas Protocol Cumulative Energy Demand Ecoindicator 99 Ecological Footprint Per ragioni di semplicit vengono analizzati dapprima gli impatti riferiti adl kg di prodotto della miscela di calce e canapa N B 1 1 e 2 1 Le fasi di processo prese in considerazione tengono conto degli scenari di trasporto in entrata dei materiali e della fase di formazione del prodotto 5 7 1 Trasporti in ingresso e unit di processo del N B 1 1 e 2 1 5 7 1 1 Greenhouse Gas Protocol Il Greenhouse Gas Protocol permette di quantificare per l effetto serra gli impatti dovuti a tutte le unit di processo dei due prodotti In questa prima analisi vengono valutati gli impatti associati alla fase di trasporto e alla fase di lavorazione degli ingredienti calce e canapulo della miscela e ai consumi elettrici della fase di miscelazi
165. l aria che si produce in giornate caratterizzate da condizioni meteorologiche di stabilit e di forte insolazione in presenza di 50 abbonanti concentrazioni di ossidi di azoto e di composti organici volatili VOC Questi inquinanti emessi nell atmosfera da molti processi naturali o antropogenici innescano un complesso sistema di reazioni fotochimiche indotte dalla luce ultravioletta presente nei raggi del sole portando alla Formazione di ozono acido nitrico HNO3 perossiacetil nitrato PAN perossibenzoil nitrato PBN aldeidi e centinaia di altre sostanze Tali inquinanti secondari vengono indicati col nome collettivo di smog fotochimico perch sono generati da reazioni chimiche catalizzate dalla luce e costituiscono la componente principale dello smog che affligge molte citt ed aree industrializzate Il contributo di ogni singolo inquinante emesso alla formazione di ozono dipende dalla sua concentrazione nell atmosfera dalla velocit delle reazioni fotochimiche coinvolte e dalla reattivit dell inquinante stesso ossia la sua propensione alla produzione di ozono Per confrontare questi contributi ad ogni sostanza viene assegnato un potenziale di formazione fotochimica di ozono POCP Photochemical Ozone Creation Potential definito come il rapporto tra la variazione della concentrazione di ozono causata dall emissione della sostanza in esame e la variazione della concentrazione di ozono causata dall emissione della
166. la canapa e suoi possibili utilizzi nel campo della bioedilizia Per le tre miscele alla fase di miscelazione associato un consumo di energia elettrica implementato in kWh Di seguito sono elencati i consumi elettrici dei tre composti per l utilizzo della miscelatrice e per unit di ciclo Biomattone 0 776 kWh N B 1 2 0 776 kWh N B lal 0 776 kWh 140 Come possibile notare i consumi elettrici della miscelatrice sono identici in quanto la fase di miscelazione dura circa 240 sec per tutte le tipologie di miscele Il valore numerico del consumo elettrico stato calcolato misurando l amperaggio orario della macchina Per passare da Ampere a Watt abbiamo utilizzato questa formula V A cos 310 5 dove V 400 Volt A il valore di amperaggio orario 24 A h il cos 0 7 340 5 1 732050808 V A cos 3 0 5 11639 3814 W h che in kW h sono 11 63938143 11639 3814 1000 per il passaggio da W h a kW h Passati ad ottenere un valore orario di potenza abbiamo rapportato tutto al tempo di miscelazione ovvero 240 sec 11 63938143 kW h 240sec 3600sec h 0 776 kW Moltiplicando il consumo per un ora si ottiene 0 776 1h 0 776 kWh Chiaramente il tutto riferito allo svolgimento di un ciclo di produzione Il processo selezionato dal Database Ecoinvent per i consumi elettrici impiegati nella nostra tesi Electricity medium voltage at grid IT U A questo consumo elettrico si deve sommare quell
167. lanti e di geotessili Il prezzo dei pannelli in lana di canapa una via di mezzo tra quello dei pannelli di lana di vetro e quello dei pannelli di sughero Assocanapa 2011 Nella foto sottostante rappresentata una fotografia che mostra in dettaglio di una bacchetta di canapa aperta composta da fibra e canapulo La fibra corta di canapa semimacerata in campo pi o meno pulita dal canapulo viene utilizzate per produrre pannelli isolanti e fonoassorbenti di diverso spessore e densit Data l attuale scarsit di canapa essa viene mescolata con altre fibre naturali kenaf iuta Per realizzare i pannelli le fibre vengono termosaldate con fibre di poliestere oppure con amido di patate o altri collanti naturali Il canapulo ha un potere si assorbimento dei liquidi circa 12 volte s paglia e 3 5 volte superiore al truciolo di legno e pari a 5 volte il suo peso Mescolato con acqua e calce il canapulo essendo 113 molto ricco di silice subisce un processo di carbonizzazione nel quale il legno viene mineralizzato trasformamato in pietra Nei secoli passati il canapulo semplice o unito alla fibra ridotta in pezzi venivano impiegati come materiali da costruzione mescolati con argilla o calce Gli steli tal quale son utilizzati per strutture leggere che venivano intonacate per creare soffitti e tramezzi Nella formazione della miscela la granulometria delle parti costituenti il canapulo deve avere dimensioni comprese tra i 5 e 30mm
168. li soprattutto se gli edifici sono costruiti prima della legge 373 del 1976 Norme per il contenimento del consumo energetico per usi termici negli edifici Successivamente venne introdotta un importante evoluzione nella normativa italiana riguardante il risparmio energetico ad opera dalla Legge 10 1991 Norme per l attuazione del Piano Energetico Nazionale in materia di uso razionale dell energia di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia che rappresenta un punto di svolta della normativa nazionale in materia A titolo informativo viene riportato l elenco delle principali normative vigenti in Italia in tema di risparmio energetico Legge 9 gennaio 1991 n 9 Norme di attuazione del nuovo piano energetico nazionale aspetti istituzionali centrali idroelettriche ed elettrodotti idrocarburi e geotermia autoproduzione e disposizioni fiscali Legge 9 gennaio 1991 n 10 Norme per l attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell energia di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia 87 Direttiva 92 42 CEE del Consiglio del 21 maggio 1992 Direttiva concernente i requisiti di rendimento delle nuove caldaie ad acqua calda alimentate con combustibili liquidi o gassosi Decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993 n 412 Regolamento recante norme per la progettazione l installazione l esercizio e la manutenzione degli impianti termici
169. litamente viene utilizzata pi acqua nelle ore pomeridiane rispetto a quelle mattutine 106 e Per testare il corretto contenuto d acqua prendere una manciata del prodotto finito comprimere leggermente e riaprire la mano Se la miscela rimane compatta come una palla il contenuto d acqua troppo elevato se la miscela si sgretola il suo contenuto troppo basso Quando la miscela si espande leggermente il contenuto d acqua corretto e bisogno d acqua varia a seconda delle proporzioni di legante usato e Quando viene utilizzata una betoniera consigliato svuotare il legante in una carriola e caricare il miscelatore con un badile e Il miscelatore orizzontale viene caricato dall alto e Al termine della miscelazione i macchinari devono essere abbondantemente risciacquati Eventuali grumi di legante formatisi sulle braccia del miscelatore devono essere rimossi Quando le condizioni metereologiche e il tempo a disposizione lo permettono consigliabile svuotare l impasto di canapa anche diversi carichi su un foglio di cellophane spargerlo con un rastrello e lasciarlo evaporare per un ora o due prima dell applicazione 4 4 Canapa e canapulo 4 4 1 La pianta di canapa La canapa Cannabis L 1753 una pianta a fiore che appartiene all ordine Urticales alla famiglia Cannabaceae cio delle Cannabinacee annuale e in natura dioica il che significa che nella sua popolazione si trovano pi o
170. llet anch esso materiale a rendere perci non impattante a cui associato un consumo di 0 6 kg di film in LDPE Packaging film LDPE at plant RER U da database Ecoinvent e 0 4 kg di reggetta IMBALLAGGIO REGGETTA da database 5 6 2 Scenario in uscita dal cantiere per 2 mc di biomattone e N B 1 1 2 1 Per caricare 2 mc di biomattone e di N B 1 1 e 2 1 sul bilico previsto l utilizzo del muletto che consuma rispettivamente 0 2 kg di diesel in circa 3 min 0 1 kg di diesel per la miscela 1 1 e 2 1 Il processo selezionato da Database Ecoinvent Diesel at regional storage CH U Si ipotizzato infine lo scenario in uscita dal cantiere di un bilico a seconda del tipo di materiale trasportato e 8 ton di biomattone corrispondenti a circa 26 6 m di biocomposito e 12 tondi miscela per il N B 1 1 corrispondenti a circa 48 di miscela e 14 4 ton di miscela per il N B 2 1 corrispondenti a circa 48 m di miscela il valore differente di peso tra le due miscele dovuto alla differenza dei pesi specifici Sono stati presi in considerazione 3 scenari di trasporto in uscita considerando la distanza tra sito produttivo e destinazione finale rispettivamente a 100 200 e 500 km Nel Simapro sono stati inseriti il tipo di mezzo di trasporto utilizzato Transport lorry 7 5 16t EURO4 RER U da database Ecoinvent per tutti e tre i prodotti la quantit fisica in uscita in ton km per tutti i materiali e per i
171. lo internazionale la base per stabilire politiche ambientali e vien generalmente usata per guidare la produzione pulita lo sviluppo della produzione verde e il design in armonia con l ambiente Proprio in quest ottica vanno affermandosi nuove misure normative che cercano di inserire il life cycle thinking nei meccanismi del commercio Junnila 2008 In letteratura si distingue tra due diversi tipi di metodologie LCA quella attributiva e quella consequenziale Finnveden et al 2009 La prima serve ad attribuire a ciascun prodotto un peso relativo nell impatto ambientale e nel consumo di risorse di un sistema descrive cio per ciascun prodotto i principali flussi interagenti con il sistema globale in esame e utilizza generalmente valori medi L approccio consequenziale tenta invece di descrivere le variazioni dei flussi interagenti con il sistema come risultati del cambiamento indotto da una potenziale scelta utilizzando generalmente valori marginali L approccio da utilizzare dipende dal tipo di problematica che ci si propone di risolvere se lo si vuole impiegare come strumento di supporto alle decisioni preferibile la LCA consequenziale probabile ad esempio che l approccio consequenziale sia preferibile qualora si 33 vogliano analizzare le conseguenze ambientali future causate da una decisione politica Se invece il supporto alle decisioni non l obiettivo della LCA dovrebbe essere utilizzata la LCA attri
172. lutazione il diesel abbia un peso preponderante altri contributi significativi sono le sementi e i fertilizzanti seguiti dalle lavorazioni agricole Eco indicator 99 0 0140 0 0128 0 0120 0 0100 0 0080 0 0060 0 0040 0 0020 0 0000 0 0020 T 0 0040 JJ eS 8 P d QS Punti 0 0025 FIG 12 ECO INDICATOR 99 PER 1 KG DI CANAPULO O FIBRA TECNICA CON ALLOCAZIONE IN MASSA 118 Successivamente in figura 13 rappresentato il peso di ciascuna categoria d impatto sul punteggio totale aggregato E da notare che risulta importante il contributo dato dai combustibili fossili cancerogeni e inquinanti inorganici I cambiamenti climatici ovviamente hanno un contributo negativo Ecoindicator 99 Punti FIG 13 CATEGORIE D IMPATTO DI ECO INDICATOR 99 PER 1 KG DI CANAPULO O FIBRA TECNICA CON ALLOCAZIONE IN MASSA 119 4 6 La calce Come detto in precedenza la calce svolge un ruolo primario nella composizione del biocomposito esso svolge il ruolo di legante ovvero serve per legare e tenere insieme i pezzi di canapulo inoltre ogni miscela calce canapulo pu contenere una quantita differente di calce rispetto al canapulo Perci ogni miscela con un rapporto calce canapa differente possiede propriet fisiche ben distinte e quindi differenti utilizzi in edilizia Nella nostra tesi trattiamo in modo particolare due prodotti del biocomposito il biomattone e il Natural Beton 1 1 e 2 1 ovvero una miscela di calce
173. mm inclusa struttura e rasatura esterno 114 00 Costo Totale Listino prezzi Equilibrium 2012 207 Sistema Tradizionale A Spessore totale 50cm Classe energetica A o Passiva U 0 13 W m K Dettaglio dei costi 14 00 Intonaco rustico inclusa manodopera interno 12 00 Arricciatura inclusa manodopera interno 54 50 Muratura in blocchi di termo laterizio sp 25cm 110 00 Coibentazione a cappotto con polistirene espanso sp 25 inclusa rasatura 190 50 Costo Totale Prezzario delle opere edili e impiantistiche della Camera di Commercio di Milano 2007 Sistema Equilibrium Biomattone Gold Spessore totale 47cm Classe energetica A o Passiva U 0 13 W m K Risparmio 11 40 Dettaglio dei costi 13 98 Intonaco rustico inclusa manodopera interno 11 96 Arricciatura inclusa manodopera interno 17 00 Biomattone sp 22 00 Posa in opera biomattone 14 40 Getto canapulo sfuso isolante sp 18cm 16 00 Posa in opera canapulo sfuso 25 50 Biomattone 5cm 22 00 Posa in opera Biomattone 13 98 Intonaco rustico inclusa manodopera esterno 11 96 Arricciatura inclusa manodopera esterno 168 78 Costo Totale Listino prezzi Equilibrium 2012 Sistema Equilibrium Wall Gold Spessore totale 40cm Classe energetica A o Passiv
174. mportanti consumatori di energia che rappresentano circa il 40 del consumo lordo di energia in Europa Pertanto nel settore delle costruzioni in Europa possono essere raggiunti sorprendenti risultati L attuale consumo medio per il riscaldamento di ambienti del parco edifici europeo si attesta tra 150 e 230 kWh m anno d altra parte per i nuovi edifici non pi un evento eccezionale progettare un abitazione che richiede tra 15 e 30 kWh m anno Ridurre il consumo energetico di un fattore 10 non un utopia e la Direttiva europea sul rendimento energetico nell edilizia EPBD un passo concreto in questa direzione La direttiva EPBD fornisce un quadro generale per il calcolo del rendimento energetico integrato di edifici e stabilisce 1 requisiti concernenti la certificazione energetica di edifici Inoltre pi recentemente c stato un interesse sempre maggiore sulla sostenibilit complessiva degli edifici non solo concentrandosi sul consumo di risorse non rinnovabili durante la vita operativa ma anche tenendo conto del consumo globale di 13 energia tra energia incorporata e la performance economica generale nel corso l intero ciclo di vita dell edificio Niccol Aste et al 2008 La riduzione della domanda di energia primaria la lotta contro i cambiamenti climatici e la diminuzione delle emissioni inquinanti sono infatti obiettivi simultaneamente raggiungibili soltanto attraverso una maggiore efficienza energetica a livello
175. mpre pi importante nell ambito della progettazione edilizia Secondo Curran il metodo pi appropriato per una valutazione olistica la LCA richiesto per promuovere le migliori metodologie per valutare analizzare e controllare il ciclo di vita per impedire gli impatti ambientali e assistere il campo delle tecnologie ingegneristiche di costruzione Ortiz et al 2009 Data la complessit dell interazione tra l ambiente costruito e quello naturale la valutazione del ciclo di vita rappresenta un approccio globale per esaminare gli impatti ambientali dell intero edificio La LCA un processo per mezzo del quale i flussi di materiali e di energia di un sistema sono quantificati e valutati Tipicamente sono inventariati per primi 1 flussi di un prodotto o servizio a monte estrazione produzione trasporto e costruzione quelli in fase d uso e quelli a valle decostruzione e smaltimento La LCA dovrebbe oltretutto considerare non solo i materiali edilizi e il consumo energetico nella fase di costruzione e in quella d uso ma anche la produzione e il trasporto dei materiali il loro riciclo e la gestione dei rifiuti nella fase di decommissioning Scheuer et al 2003 Zheng et al 2009 69 2 6 2 Il processo edificatorio e i limiti di un LCA Poich al settore edilizio imputabile una consistente quota di impatti ambientali lo strumento del Life Cycle Assessment risulta particolarmente idoneo permettendone di valutare i caric
176. na 3000 GG Zona climatica NORD zona padana 2400 GG Zona climatica CENTRO 1600 GG Zona climatica SUD 800 GG Una volta individuate le fasce climatiche di interesse occorre calcolare gli impatti associati ai consumi di energia primaria per il riscaldamento per un lasso di tempo di un anno per ogni zona climatica Cos facendo possibile calcolare il tempo di ritorno in anni degli impatti legati alle stratigrafie pi efficienti U 0 13 rispetto a quelle meno efficienti U 0 34 Le stratigrafie con U 0 13 hanno impatti maggiori in quanto il quantitativo di materiale utilizzato maggiore viceversa le stratigrafie con U 0 34 Quindi facendo un rapporto tra la differenza di impatto tra le due alternative e gli impatti annui risparmiati con la stratigrafia U 0 13 possibile calcolare il tempo di ritorno in anni di questi impatti Prendendo in considerazione per esempio l indicatore Cumulative Energy Demand e impatto stratigrafia con U 0 13 B MJ e impatto stratigrafia con U 0 34 A MJ e risparmio annuo impatti C MJ anno Otteniamo B A MJ MJ anno tempo di ritorno anno Per poter ottenere i consumi annui per il riscaldamento relativi a un metro quadro di parete nelle diverse zone climatiche necessario moltiplicare i gradi giorno annui per la trasmittanza del metro quadrato di parete e dividere il tutto per il rendimento dell impianto termico ipotizzando n 0 85 GG K d anno 1 24 h d
177. napa secca all uscita dall impianto di prima trasformazione in percentuale sar distribuita come 75 di canapulo 20 di fibra tecnica e un 5 di scarto cosi come rappresentato in Figura 9 115 BACCHETTA SECCA 75 CANAPULO 20 FIBRA ENEEEEENE TECNICA oo FIG 9 PERCENTUALI IN USCITA DALL IMPIANTO Essendo un processo multifunzionale in cui sono presenti due diversi prodotti in uscita canapulo e fibra tecnica sono stati definiti due diversi scenari allocativi uno che prende in considerazione una grandezza fisica ovvero la massa e l altro che invece considera l aspetto economico quindi il valore di mercato 4 5 1 I risultati Gli indicatori utilizzati nell analisi per lo studio dell impatto della coltivazione di un kg di canapa e dei suoi rilasci in ambiente sono IPCC GWP 100 Cumulative Energy Demand Ecoindicator 99 Di seguito sono mostrati i grafici ottenuti in questa analisi per ogni tipo di indicatore relative solo al canapulo con allocazione in massa partendo dal IPCC GWP 100 ovvero l indicatore che tiene conto delle emissioni di CO equivalente 116 Allocazione in massa canapulo 0 025 0 020 0 015 kg CO2 eq 0 010 0 005 0 000 Sementi Fosfato Cloruro Lavorazioni Trasporto Diesel Elettricit biammonico agricole FIG 10 EMISSIONI DI CO2 EQUIVALENTI DI 1 KG DI CANAPULO NEL CASO DI ALLOCAZIONE IN MASSA Si pu notare in figura 10 i val
178. ncio complessivo negativo delle emissioni di dei sistemi di isolamento la quantit di catturata e sequestrata superiore a quella emessa durante il ciclo di vita del materiale La canapa si coltiva e raccoglie nell arco di 4 5 mesi durante i quali come tutte le piante assorbe CO tramite fotosintesi dall atmosfera rilasciando ossigeno e accumulando carbonio legno inoltre la lavorazione della pianta per produrre la fibra tecnica o canapulo non richiede eccessivo consumo di energia La biomassa prodotta l equivalente di quella che un albero in grado di sviluppare mediamente in 4 anni con pari proporzione per la quantit di CO sequestrata dall atmosfera Utilizzare il truciolato di canapa in edilizia significa quindi non restituire all atmosfera il carbonio e avere il primo materiale da costruzione con impronta di carbonio negativa Un altra importate propriet della canapa e la igroscopicit ovvero la capacit di trattenere l umidit E inoltre inattaccabile da acari muffe funghi e tarme La canapa ha un vastissimo campo di possibili utilizzi e secondo alcuni 110 ricercatori la risorsa naturale di maggior valore e pi versatile del mondo Pu essere utilizzata in diversi settori in funzione della forma in cui presente Attualmente i prodotti semilavorati per la commercializzazione che si possono ottenere sono quattro da cui possono derivare un gran numero di prodotti finali di cui i pi importanti sono
179. ncremento della concentrazione dei gas serra e l aumento di temperatura del pianeta e quindi che la maggior parte di questi cambiamenti climatici sia da attribuire all uomo Il contributo di un certo gas all effetto serra dipende da quattro fattori le lunghezze d onda alle quali il gas assorbe le radiazioni la sua concentrazione nell atmosfera la sua capacit di assorbimento intrinseca la sua eventuale interazione con altri gas atmosferici Per comparare gli impatti dovuti all emissione di differenti gas serra ad ogni sostanza stato assegnato un potenziale di riscaldamento globale GWP Global Warming Potential che esprime il rapporto tra l assorbimento di radiazione infrarossa causata dall emissione istantanea di 1 kg di tale sostanza e quello causato da una stessa emissione di anidride carbonica sostanza presa come riferimento La formulazione dell indice GWP pi semplice e diffusa basata sull integrazione temporale della media globale del Forzante Radiativo RF di una emissione a impulso di 1 kg di composto confrontato con quella di 1 kg del gas di riferimento vale a dire la CO il cui calcolo stato sviluppato nel primo rapporto del 1990 ed adottato per l utilizzo nel Protocollo di Kyoto Il GWP di un composto dunque dato da P RAC La c 0 dt 0 fa 1000 at 46 RF W m Forzante Radiativo determinato a livello della tropopausa Se non vi sono ulteriori specificazio
180. ndere omogenei i dati trovati nella fase di caratterizzazione e quindi confrontabili tra di loro In seguito la fase di valutazione permette infine di esprimere l impatto associato al prodotto attraverso un indice ambientale finale I valori degli effetti normalizzati vengono moltiplicati per opportuni fattori di peso che rappresentano l importanza relativa delle diverse categorie di danno e sommati in modo da ottenere un unico valore l Eco indicatore espresso in eco punti che quantifica l impatto complessivo associato al prodotto Sono presenti tre diverse versioni dell Ecoindicator 99 ognuna delle quali consente valutazioni di sfumature diverse caratterizzate da ipotesi e assunzioni diverse a seconda delle caratteristiche della L C A dei suoi obiettivi e delle convinzioni dell utente che la realizza Per definire questo modo di pensare si fatto uso della Cultural Theory Thompson M 1990 che considera i comportamenti delle persone rispetto a due dimensioni dell esistenza umana l attaccamento al gruppo ed il grado di indipendenza nei confronti di imposizioni e prescrizioni esterne Da questi differenti combinazioni delle due dimensioni consideratesi ottiene uno stile di vita che influisce sulle scelte e sul sistema di valori di ciascun individuo e del gruppo a cui appartiene Ne conseguono cinque archetipi di persona Individualista Individualist una persona libera da qualsiasi legame nella sua visione tutto provvi
181. ndi comprendere gli effetti ambientali definiti come categorie d impatto associati al sistema Per procedere alla valutazione degli impatti del ciclo di vita di un prodotto necessario prima di tutto avere chiari quali siano gli aspetti ambientali che si vogliono considerare nell analisi La quantificazione dell impatto di un prodotto di ciascuna categoria scelta avviene tramite l utilizzo di un indicatore capace di fornire un informazione sintetica relativa ad uno specifico fenomeno Le procedure di scelta misurazione e valutazione aggregazione in indici degli indicatori sono soggette a una forte variabilit a seconda della regione dell utente decisore delle condizioni ambientali etc Questa fase della LCA inoltre mira a quantificare con opportuni metodi di caratterizzazione l entit del contributo complessivo che il processo o il prodotto ha nei confronti degli effetti considerati In generale gli effetti vengono definiti non solo a seconda delle potenziali ricadute sulla salute dell uomo e sull ambiente ma anche in base al loro raggio di influenza introducendo cos il concetto di scala dell effetto Di seguito sono elencate le maggiori categorie d impatto 43 Effetto serra Assottigliamento dell ozono stratosferico Acidificazione Eutrofizzazione Formazione smog fotochimico Consumo di risorse energia e materiali Tossicit per l uomo e per l ambiente Degrado del territorio
182. negli edifici Le finestre Smart permettono alla luce di attraversare ma bloccano le radiazioni infrarosse e ultraviolette che causano il calore Zhang amp Cooke 2008 1 3 2 Interventi attivi Siemens ha dimostrato che ogni edificio attraverso l uso di alcune tecnologia applicative ha gi oggi un potenziale miglioramento dell efficienza energetica in media del 20 30 Ci pu essere ottenuto ottimizzando la gestione dell edificio a partire dal sistema d illuminazione al riscaldamento e raffreddamento all uso di acqua e alla distribuzione dell energia Griggs 2009 Di seguito sono elencati alcuni esempi di efficienti tecnologie nel settore della bioedilizia 1 3 2 1 Produzione di energia I pannelli solari possono essere collegati ai tetti degli edifici e impianti per il mini eolico possono essere attaccati alle pareti per generare energia elettrica dalle risorse naturali Caldaie a biomassa possono fornire riscaldamento e acqua calda Zhang amp Cooke 2008 25 1 3 2 2 Tecnologie per il riscaldamento raffreddamento La maggior parte dei consumi energetici in edilizia va alriscaldamento alla ventilazione e all utilizzo di aria condizionata per il raffreddamento il tutto pari al 55 del consumo energetico negli edifici residenziali e del 35 negli edifici commerciali L utilizzo di efficienti caldaie e condizionatori d aria sono necessari per mantenere la climatizzazione degli interni in modo efficiente Inol
183. nello solare e un buon sistema di isolamento L elettricit pu essere ridotta attraverso una migliore illuminazione a LED o incremento dell uso dell illuminazione naturale e con l utilizzo di elettrodomestici ad alta efficienza energetica E stato calcolato che rispettando queste applicazioni per quanto riguardala bioedilizia gli edifici possono ridurrele emissioni di gas serra fino al 70 8096 WBCSD 2009 1 2 Bioedilizia e architettura sostenibile Lo stato di degrado ambientale generato dal nostro sistema di sviluppo ha raggiunto livelli di assoluta emergenza e pone l uomo di fronte all obbligo di riesaminare il rapporto tra lo sfruttamento delle risorse e la qualit del habitat E un dato allarmante ma acquisito che in una sola generazione abbiamo consumato pi risorse non rinnovabili di quanto non abbia fatto l intera umanit nei secoli precedenti creando cosi una crisi del sistema non pi settoriale ma globale Graziano Trippa et al 1998 L industria delle costruzioni ha un evidente responsabilit a causa dell altissimo consumo energetico delle sue emissioni nell atmosfera dell inarrestabile consumo del territorio e del diffuso 18 utilizzo di materiali di origine petrolchimica che determinano gravi problemi di inquinamento durante tutto il loro ciclo di vita L efficientismo tecnologico ha reso possibile le condizioni di benessere e di comfort in edifici morfologicamente e tecnologicamente simili ubicabili in qualsiasi
184. ni RF si riferisce alla media globale Nei report dell IPCC il valore di RF per ciascun agente spesso riportato come differenza di RF tra la data di uscita del rapporto e l inizio dell era industriale 1795 La definizione di Forzante Radiativo perfezionata nei successivi tre rapporti la seguente Il forzante radiativo rappresenta il cambio netto di irradianza che si registra alla tropopausa dopo che sia stato consentito alle temperature stratosferiche di riassestarsi al nuovo equilibrio radiativo e considerando la superficie le temperature e le condizioni ambientali della troposfera costanti TH Time Horizon rappresenta l orizzonte temporale sul quale fondata l analisi del GWP ai Efficienza radiativa rappresenta la variazione di RF per ogni incremento unitario della concentrazione dell agente i in atmosfera Ci t Concentrazione dell agente funzione del tempo La formula esposta fornisce il potenziale di riscaldamento globale assoluto dell agente i rispetto all agente di riferimento che come gi detto in tutti 1 rapporti dell IPCC assunto essere la In tabella 3 riportato lo schema riassuntivo di tutti i gas serra pi importanti per ciascuno dei quali sono specificate persistenza lifetime efficienza radiativa e GWP valutato su quattro orizzonti temporali TH differenti Dai valori di GWP di ogni gas per ciascuna delle quattro opzioni si pu notare l influenza della scelta
185. ni gi 75 contengono il 30 dell energia complessiva del loro ciclo di vita e questa porzione potra salire al 50 nel caso di case di nuova generazione a basso consumo Balaras et al 2005 Sempre maggiore attenzione dunque dedicata in fase di progettazione all energia inglobata nei materiali e nei componenti delle costruzioni e alla loro influenza sul ciclo di vita dell edificio poich risulta considerevole sia per quel che riguarda le emissioni di inquinanti nei reflui sia relativamente all emissione di gas serra C quindi una chiara interrelazione tra tutti gli stadi del ciclo di vita di un edificio se viene dedicata minore attenzione alla fase di progettazione per esempio poco isolamento cresceranno gli investimenti e l energia necessaria nella fase d uso e viceversa L introduzione della LCA rende evidente tale interrelazione e fornisce al costruttore un diverso punto di vista nella scelta degli investimenti da compiere che altrimenti sarebbe difficile ottenere Zheng et al 2009 2 7 Il software Simapro 7 3 3 Il software utilizzato per calcolare gli impatti ambientali di uno studio LCA il Simapro Questo programma stato sviluppato dall azienda olandese PR Product Ecology Consultants a partire dal 1990 come strumento generale di lavoro in grado di realizzare le valutazioni dei carichi ambientali dei prodotti e dei processi industriali e in seguito anche gli impatti dei servizi come la gestion
186. ni potenziali andando ad incidere particolarmente nelle grandi economie emergenti Molte citt dei paesi in via di sviluppo come la Cina si stanno rapidamente urbanizzando richiedendo cos alti tassi di costruzione di nuovi edifici Le pressioni di questi nuovi edifici sull ambiente saranno ancora pi intense rispetto a quelle dei paesi pi sviluppati Retzlaff 2009 Nonostante queste prospettive ci sono per delle barriere finanziarie per gli investimenti nella bioedilizia La frammentazione del settore edile non d incentivi diretti agli investimenti privati Pertanto gli investimenti privati in questo settore non hanno un significativo impatto su larga scala Il governo in tutto questo deve svolgere un ruolo importante che tende a sviluppare strumenti efficaci per promuovere la bioedilizia proprio perch le iniziative locali regionali e nazionali sono fattori determinanti per la crescita di questo nuovo confine urbanistico F Zhang amp P Cooke 2010 Abbiamo dunque la possibilit di porre rimedio a questa situazione attraverso un intervento progettuale che integri una visione generale delle problematiche che sia ecologicamente compatibile supportato da buone conoscenze dei materiali da nozioni corrette di pianificazione urbana ed extraurbana recuperando quindi esperienze e concetti storici di interrelazione con il luogo e con la collettivit che vi risiede F Zhang amp P Cooke 2010 31 CAP 2 LIFE CYCLE ASSESSMENT 2 1 Life
187. nnaio 1991 n 10 articolo 4 commi 1 e 2 recante Norme per l attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell energia di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia Decreto ministeriale 28 luglio 2005 Criteri per l incentivazione della produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare Decreto legislativo 19 agosto 2005 n 192 Attuazione della direttiva 2002 91 CE relativa al rendimento energetico nell edilizia Decreto ministeriale 6 febbraio 2006 Decreto di modifica del decreto ministeriale 28 luglio 2005 Decreto legislativo 3 aprile 2006 n 152 Norme in materia ambientale testo unico 89 Decreto legislativo 4 aprile 2006 n 216 Attuazione delle direttive 2003 87 e 2004 101 CE in materia di scambio di quote di emissioni dei gas a effetto serra nella comunita con riferimento ai meccanismi di progetto del Protocollo di Kyoto Direttiva 2006 32 CE del Parlamento europeo e del Consiglio del 5 aprile 2006 Direttiva concernente l efficienza degli usi finali dell energia e i servizi energetici e recante abrogazione della direttiva 93 76 CEE del Consiglio Decreto ministeriale 22 dicembre 2006 Approvazione del programma di misure ed interventi su utenze energetiche pubbliche ai sensi dell articolo 13 del decreto del Ministro delle attivit produttive di concerto con il Ministro delle attivit produttive di concerto con il Ministro
188. no sequestrati 110 kg di CO m nell edificio quando il biocomposito viene spruzzato che diventano 165 kg di quando viene gettato pressato all interno dei pannelli temporanei di contenimento Le stime citate tengono conto delle emissioni di biossido di carbonio per la produzione della calce Per questo motivo si pu affermare che la costruzione a base di calce e canapa potenzialmente ad emissioni negative Inoltre ulteriori risparmi di emissioni di sono una conseguenza diretta della performance termica della costruzione a canapa e calce che riduce il fabbisogno per il riscaldamento dell edificio Ulteriori approfondimenti riguardo il valore di emissioni di CO ed impatti ambientali del cemento di calce e canapa verranno discussi nel prossimo capitolo Ronchetti P 2007 Isolamento acustico Sempre secondo il rapporto della BRE i test acustici hanno avuto una performance inferiore rispetto a quelli costruiti con metodi tradizionale ma nonostante ci hanno soddisfatto i requisiti di resistenza acustica Ronchetti P 2007 Resistenza antincendio Il biocomposito in calce e canapa ignifugo senza l aggiunta di ulteriori sostanze tossiche ritardanti di fiamma P rier 2001 afferma che secondo i test condotti dal Centre Scientifique et Technique du Batiment il biocomposito stato classificato come resistente alla fiamma senza rilascio di fumi tossici o D infiammabili nella categoria francese M1 V
189. ntono di raggiungere un elevato risparmio energetico in due modi utilizzo di materiali naturali con un basso livello di energia grigia la quantit di energia necessaria per l estrazione la trasformazione l impiego e lo smaltimento e 93 riduzione al minimo del fabbisogno energetico per riscaldare raffrescare l edificio ottimizzandone le prestazioni igro termiche In ambito civile Equilibrium propone sia la realizzazione e la progettazione di ville villette e palazzine Passive o in Classe A completamente naturali salubri ed eco compatibili sia la ristrutturazione di abitazioni ed edifici moderni con l obiettivo di aumentarne il valore migliorarne la classe energetica accrescere il comfort abitativo e risolvere qualsiasi problema di umidit http www equilibrium bioedilizia com 4 2 Il biocomposito calce e canapa La miscela di canapa e calce un materiale biocomposito ottenuto dalla combinazione della parte legnosa dello stelo ovvero il canapulo ed un legante a base di calce idraulica con aggiunta di acqua La miscela viene formulata lavorata in impastatrice e quindi applicata a mano o a macchina secondo gli impieghi Successivamente alla messa in opera il cemento calcecanapa indurisce per evaporazione dell acqua carbontazione e idratazione della calce Il tipo di legante calce aerea calce idraulica ecc il tipo di canapa lunghezza del canapulo ecc e le loro proporzioni quantit di calce e canapulo
190. o a tutta la durata del ciclo di produzione del biomattone che di circa 15 min Nel Simapro perci in primo luogo dopo la fase di miscelazione abbiamo creato per il biomattone altre due processi la pressatura e l utilizzo del robot in secondo luogo sono stati inseriti i consumi energetici e infine selezionate le voci dei materiali utilizzati sono state inserite le quantit di materiale biocomposito in ingresso ed in uscita da queste due unit di processo Di seguito un confronto tra biomattone appena uscito dalla fase di pressatura a destra e biomattone maturo a sinistra fig 6 FIG 6 CONFRONTO TRA DUE BIOMATTONI 146 5 6 Scenari in uscita per entrambi i prodotti 5 6 1 Imballaggio biomattone Mentre per il N B 1 1 e 2 1 non sono previsti impatti per la fase di imballaggio in quanto il prodotto inserito in contenitori in tessuto da 2 mc a rendere il biomattone necessita di un imballaggio In primo luogo il biocomposito viene caricato manualmente su dei pallet fig 7 FIG 7 FOTO DEI BIOMATTONI CARICATI SU PALLET 147 Successivamente viene avvolto con un film sottile trasparente e fissato con una reggetta La fase di imballaggio tutta manuale quindi non abbiamo inserito nessun valore di consumo elettrico L utilizzo del film e della reggetta ha per i suoi impatti Abbiamo calcolato attraverso il Simapro l impatto complessivo per l imballaggio per 600 kg di biomattone che corrispondono circa a 2 pa
191. o delle attrezzature ausiliarie che comprendono utilizzo delle ventole luci etc Il consumo in termini di energia elettrica assorbita durante il ciclo di miscelazione 0 08 kWh la formulazione matematica ed il procedimento analitico identico a quello descritto in precedenza dove il valore di amperaggio orario 2 5 A h Questo consumo elettrico rientra nei valori di input per il processo di miscelazione solo per il N B 1 1 e 2 1 in quanto la miscela destinata alla formazione del biomattone passa attraverso altre unit di processo come vedremo in seguito e perci 1 consumi elettrici degli ausiliari per la fase di miscelazione sono da sommare agli altri consumi elettrici integrati all intero processo Completata la fase di miscelazione il composto per il N B 1 1 e 1 2 come ben evidenziato nello schema a blocchi precedentemente mostrato pronto per essere inserito nei Big Bag da 2mc La miscela presenta un elevata quantit d acqua che rende il materiale piuttosto inconsistente ed umido e quindi non adatto a molte applicazioni edilizie perci necessita di un periodo di 141 maturazione all aria aperta senza nessun uso di macchine di circa 60 giorni chiaramente ad esso associato un impatto nullo Dopo aver inserito 1 valori in massa dei tre ingredienti si procede a selezionare il tipo di energia elettrica utilizzata ed a inserire i valori di consumo elettrico in kWh 142 5 5 5 Fasi di processo per il Biom
192. o e riciclo al fine di limitare lo sfruttamento delle risorse disponibili e ridurre la produzione dei rifiuti e i problemi di inquinamento del suolo ad esso connessi fase di demolizione e di ristrutturazione prendendo in considerazione i problemi correlati allo smaltimento finale degli inerti e degli altri rifiuti speciali e valutando la possibilit di recupero dei singoli componenti attraverso processi di riciclo nella fase di produzione Nuzzo amp Tomasinsig 2008 Per influire sulla riduzione degli impatti nel settore edilizio occorre dunque agire sinergicamente sia sul fronte della produzione edilizia e dunque sugli impatti relativi a tutto l indotto approvvigionamento delle materie prime risorse energetiche produzione riciclaggio dismissione dei rifiuti da demolizione sia sul fronte della progettazione dell edificio risparmio energetico tecniche costruttive per la manutenzione e il disassemblaggio flessibilit ed attendibilit per prolungare la vita utile dell edificio riqualificazione Data la connessione esistente tra energia 70 ambiente e sviluppo per minimizzare l impatto ambientale delle costruzioni e allo stesso tempo muoversi verso modelli di societ sostenibile necessario considerare il bilancio globale relativo al ciclo di vita dell edificio L edilizia uno dei settori dell urbanistica che maggiormente necessita di questa applicazione per poterne controllare gli impatti ambientali fornisce
193. o sia dal punto di vista degli impatti ambientali che genera sia da quello dei suoi flussi di energia e materia Questo strumento ha iniziato ad essere utilizzato per il conseguimento di certificazioni come l Ecolabel per la comparazione di varie alternative tecnologiche nell isolamento termico degli edifici per la definizione dei potenziali impatti ambientali derivanti dalle richieste energetiche degli edifici per la definizione delle riduzioni di emissioni di CO nel campo edilizio in relazione ai materiali adottati come strumento di analisi dei consumi energetici di ciascuna parte di una costruzione etc Kofoworola amp Gheewala 2008 In questo contesto si spiega la maggior diffusione in seguito del sistema delle dichiarazioni ambientali di un prodotto EPD all interno del settore dei prodotti delle costruzioni Durante la conferenza organizzata nel 2001 dal CEPMC41 la Federazione europea dei produttori dei materiali da costruzione si decise a costituire un Comitato tecnico europeo il CEN TC 350 che avesse la funzione di introdurre e successivamente garantire l applicazione di strumenti e metodi per la sostenibilit di opere costruite nuove o esistenti Da allora il Comitato ha operato in tale direzione attraverso l utilizzo degli standard internazionali ISO A livello internazionale la dichiarazione ambientale di prodotto per il settore delle costruzioni disciplinata dalla norma ISO 21930 2007 CEN TC 350 dunque il Comitato tecn
194. oduction manufacturing and Extraction of raw Materials tm final disposal for building Matenals materials Transport Planning costs clients IT requirements supply chain Materials Output management transport to construction gt ste building construction Operation a Rehabilitation repair and m Use and o IT maintenance Service life for Maintenance ae Ventilating Use Dismantling Waste gt V recycling materials management FIG 4 RAPPRESENTAZIONE SCHEMATICA DEL CICLO DI VITA DI UN EDIFICIO METTENDO A CONFRONTO LA LCA DELL EDIFICIO NEL SUO COMPLESSO WPC E QUELLO RIFERITO AI MATERIALI EDILIZI BMCC FONTE ORTIZ ET AL 2009 o2 ro lt omyD La LCA dell edificio nel suo complesso WPC viene suddivisa in molteplici LCA parziali fig 4 La prima fase riferita ai processi di estrazione e produzione dei prodotti edilizi basata su inventari dalla culla al cancello che comprendono tutte le fasi di vita del prodotto edilizio fino al suo stato 72 finale subito antecedente all applicazione indipendenti dall applicazione e dalla fase d uso questo potrebbe comportare che il carico ambientale calcolato durante la fase d uso non viene considerato La fase di manutenzione invece stata riconosciuta come di fondamentale importanza nella vita utile dell edificio ma generalmente non viene trattata negli studi LCA per carenza di dati Da una revisione della letteratura e
195. of raw materials for non wood pulp mills Hemp and flax Resources Conservation and Recycling 2010 54 923 30 Hondo H A Method for Technology Selection Considering Environmental and Socio Economic Impacts 11 pp The International Journal of Life Cycle Assessment 2006 11 383 93 Huijbregts MAJ Hellweg S Frischknecht R Hungerbiihler K Hendriks AJ Ecological footprint accounting in the life cycle assessment of products Ecological Economics 2008 64 798 807 Huseynov EFo Planning of sustainable cities in view of green architecture Procedia Engineering 2011 21 534 42 Iyer Raniga U Wong JPC Evaluation of whole life cycle assessment for heritage buildings in Australia Building and Environment 2012 47 138 49 Junnila S Life cycle management of energy consuming products in companies using IO LCA The International Journal of Life Cycle Assessment 2008 13 432 9 Kahhat R Crittenden J Sharif F Fonseca E Li K Sawhney A Zhang P 2009 Environmental Impacts over the Life Cycle of Residential Buildings Using Different Exterior Wall Systems Journal of Infrastructure Systems 10 1061 ASCE 1076 0342 2009 15 3 211 Kellenberger D Althaus H J Relevance of simplifications in LCA of building components Building and Environment 2009 44 818 25 Kofoworola OF Gheewala SH Environmental life cycle assessment of a commercial office building in Thailand The International Journal of Life Cycle Assessment 2008 13 498 511
196. olo materiale o componente edilizio anzich l edificio nel suo complesso questa scelta ha per comportato il fatto di non poter 71 tener in considerazione nello studio alcuni importanti requisiti dell edificio quali ad esempio il confort termico invernale ed estivo la qualita dell aria interna etc ed altri effetti secondari inaspettati che possono esser rilevati ed evitati solo con un metodo di analisi che consideri l edificio nella sua complessit Verbeeck amp Hens 2010 2 6 3 Metodologia di un LCA in edilizia Negli ultimi anni del secolo scorso i membri della Society of Environmental Toxicology and Chemistry SETAC hanno lanciato vari gruppi di lavoro internazionali con il compito di discutere e se possibile armonizzare i diversi aspetti della metodologia per la valutazione del ciclo di vita Gli obiettivi del gruppo di lavoro SETAC sul ciclo di vita nel settore edilizio e delle costruzioni erano quelli di identificare le caratteristiche importanti della LCA e proporre linee guida 0 opzioni per le scelte metodologiche cos come anche proposte e raccomandazioni per il lavoro futuro Il messaggio prevalente che uscito dal gruppo di lavoro la necessit di armonizzazione consentendo cos ai risultati degli studi LCA di essere comparati e usati per scelte consapevoli nel settore Ekvall 2005 Phases for the WPC Activities involved Phases for the BMCC Pre construction during the process Extraction of raw Pr
197. omassa Per la parete A2 1 consumi energetici totali si concentrano principalmente sul contributo fossile e questo comporta l impatto ambientale pi elevato dell intero pacchetto stratigrafico Anche in questo caso la figura 4 mostra quello analizzato fino ad ora 180 esad puewap ABJaua angenuno go TA puewag ADJau3 aagenung T 0 N ayuejos due ip onu ca By OTE a 21 0 0219405 ip ounu za By bbz eT 0 N u dwey p onu 79 00000 1 0 N aereu aueposrduey ip onu eq 10 n 0202405 ayuejosi dwe ME 10 n 200120090 dwe ip oon T0 ti anos ejos ajgemavay agemauay aqemaua UON spapnu 15504 a grMauaI uoy FIG 4 MJ DELLE TRE PARETI PER LE SEI COMPONENTI ENERGETICHE 181 6 5 3 Ecoindicator 99 H Infine stato preso in considerazione un indicatore che tiene conto di differenti categorie d impatto indicatore aggregato come spiegato nel Capitolo 2 Nella tabella seguente sono riportati i valori disaggregati delle categorie d impatto per le tre stratigrafie con trasmittanza pari a 0 34 W m K Categoria d impatto Unit A1 A2 A3 Totale Pt 1 628 4 481 5 200 Carcinogens Pt 0 020 0 025 0 060 Resp organics Pt 0 001 0 003 0 002 Resp inorganics Pt 0 364 0 685 0 953 Climate change Pt 0 247 0 443 0 475 Rad
198. one Inoltre viene valutato anche uno scenario alternativo per il trasporto della calce Di seguito riportata la tabella 1 che indica i valori di kg di CO eq divisi per i quattro componenti di anidride carbonica carbonio proveniente da combustibili fossili Fossil carbonio proveniente da fonti biogeniche come piante e alberi Biogenic eq 149 carbonio proveniente da trasformazioni del territorio ovvero gli impatti diretti CO2 eq from land transformation assorbimento di carbonio dalle piante ed dagli alberi in fase di crescita CO uptake Categoria d impatto Unit N B 1 1 N B 1 1 alternativo N B 2 1 N B 2 1 alternativo Totale kg 0 30 0 32 0 04 0 09 Fossil CO2 eq kg 0 25 0 23 0 34 0 28 Biogenic CO2 eq kg 0 01 0 01 0 01 0 01 CO2 eq from land transformation kg 0 00 0 00 0 00 0 00 CO2 uptake kg 0 56 0 56 0 39 0 39 TABELLA 1 KG DI CO EQ DIVISI PER I QUATTRO COMPONENTI DI ANIDRIDE CARBONICA Da questa tabella si evince in primo luogo che entrambe le miscele hanno un valore di CO2 eq totale negativo questo dovuto all alto valore di anidride carbonica assorbita in fase di crescita della canapa In secondo luogo la tabella ci indica una notevole differenza tra i kg di CO totali Questa discrepanza dipende dalla quantit di calce impiegata Infatti la miscela del N B 1 1 a parit di peso contiene una dose inferiore di calce che genera un
199. ono prendere in considerazione e trovare il giusto equilibrio tra performance ambientale e qualit prestazionale tra costi e flessibilit dell offerta Nuzzo amp Tomasinsig 2008 La scelta di materiali appropriati molto importante perch la produzione dei materiali edilizi la costruzione degli edifici e il loro successivo uso costituisce in termini generali una fonte di effetti dannosi per l ambiente La conoscenza della valutazione ecologica del ciclo di vita di un edificio dovrebbe essere sfruttata nella scelta dei materiali e delle tecnologie di produzione nelle soluzioni strutturali e di utilizzo degli edifici dai progettisti e a maggior ragione dagli investitori Sobotka amp Rolak 2009 Pi di recente uno studio globale europeo ha valutato vari tipi di abitazioni dell UE I risultati ottenuti per le nuove abitazioni hanno dimostrato che l involucro dell edificio e quindi l utilizzo di un certo tipo di materiale ha avuto una parte significativa nell LCIA Si scopeto che le pareti esterne e il tetto sono i componenti pi importanti di una costruzione Alcune pubblicazioni sono concentrate perci sulle pareti esterne L uso di materiali ambientalmente sostenibili migliora dunque i risultati dell analisi del ciclo di vita di un edificio L energia cumulata salvata su un ciclo di vita di cinquant anni grazie alla sostituzione di materiali ad elevata energia inglobata come ad esempio il calcestruzzo rinforzato con mate
200. ore midpoint che con un indicatore endpoint In Simapro sono disponibili questi metodi appena elencati integrati anche ad altri ma di seguito ne vengono descritti dettagliatamente quelli pi importanti Greenhouse Gas Protocol Eco indicator99 Ecological Footprint EF Carbon Footprint CF Water Footprint WF e Cumulative Energy Demand C E D Quattro di questi saranno utilizzati nel presente lavoro 56 2 5 1 Greenhouse Gas Protocol Il metodo Greenhouse Gas Protocol un aggiornamento del precedente metodo del IPCC 2007 perch utilizza gli stessi fattori di caratterizzazione dell IPCC GWP100 del 2007 Si tratta di uno strumento nato dalla collaborazione tra World Resources Institute e il World Business Council for Sustainablen Development a disposizione delle imprese e dei governi per sviluppare completi e affidabili inventari delle loro emissioni di gas serra I quantitativi di gas serra vengono normalmente espressi in kgCO2 eq attraverso un operazione di standardizzazione basata sui potenziali di riscaldamento globale GWP Global Warming Potential I potenziali di riscaldamento globale GWP come detto in precedenza sono calcolati per ciascun gas serra tenendo conto della sua capacit di assorbimento delle radiazioni e del tempo della sua permanenza nell atmosfera Infatti il potenziale di riscaldamento globale GWP la misura di quanto un dato gas serra contribuisce all effetto serra Questo nuovo indicatore per
201. ori maggiori sono riferiti all uso del diesel e del fertilizzante fosfato biammonico e che siccome non sono inclusi i valori di biogenica i dati sono tutti positivi Come secondo indicatore stato utililzzato la Cumulative Energy Demand poich ritenuto un indicatore qualificato quando si ha a che fare con materiali naturali utilizzati per edilizia e per questo usato ferquentemente In particolare viene evidenziato il quantitativo di energia rinnovabile e non rinnovabile richiesta per l ottenimento del prodotto finale e stoccata all interno del prodotto Nella figura 11 sono messi a confronto i tre diversi tipi di allocazione presi in esame Si pu notare come ci sia una forte discrepanza nel caso dei risultati ottenuti con l allocazione in massa per quanto riguarda il contributo di energia rinnovabile Mentre nel caso dell energia non rinnovabile i valori si mantengano su una stessa tendenza Da evidenziare che per il valore di embolie energy si fatto riferimento al valore del PCI del kenaf fornito da Database Ecoinvent ovvero 18 MJ kg kenaf 117 Cumulative Energy Demand 18 078 18 063 Allocazione in massa All economica Canapulo All economica Fibra ld Non rinnovabile Rinnovabile FIG 11 VALORI IN MJ PER TRE ALLOCAZIONI Per quanto riguarda Ecoindicator99 i valori sono riferiti a ciascuna fase presente nel ciclo di vita della canapa ed possibile notare in figura 12 come anche in questo tipo di va
202. os ottenuti Di seguito si riporta una breve descrizione dei principali metodi che vengono utilizzati negli studi di LCA per svolgere la fase di valutazione degli impatti 1 Eco indicator 95 stato sviluppato nei Paesi Bassi nell ambito di un programma di ricerca promosso dalla PR Consultants del quale hanno fatto parte famose multinazionali Philips Volvo ed istituzioni pubbliche Il progetto stato poi aggiornato in Eco indicator 99 e propone 55 l inclusione di procedure di normalizzazione e di pesatura permettendo di giungere al calcolo di un unico valore quantificabile dell impatto totale sull ambiente In particolare prima della fase di normalizzazione vengono valutati i contributi delle diverse categorie di impatto a tre grandi categorie di danno la salute umana la qualit degli ecosistemi ed il consumo di risorse I fattori di caratterizzazione delle categorie di impatto ambientale sono stati specificatamente pensati in funzione della successiva fase di normalizzazione e pesatura 2 CML 1992 stato sviluppato dalla Leiden University di Amsterdam nel 1992 Un suo aggiornamento ha portato al metodo CML 2001 che focalizza l attenzione sulle categorie di impatto ambientale che sono il consumo di risorse abiotiche i cambiamenti climatici effetto serra l assottigliamento dello strato di ozono stratosferico la tossicit umana l ecotossicit la formazione fotochimica di ozono l
203. ostruito con il biocomposito era pi alto di quello misurato in un edificio standard Nonostante ci la temperatura media interna nella struttura a canapa e calce rimasta di 2 C pi alta rispetto a quella riscontrata nell edificio standard pur avendo lo stesso consumo di combustibile durante il periodo E stato quindi concluso che il valore di U non il metodo pi appropriato per valutare la performance termico del cemento di calce e canapa In base ai livelli misurati i valori di U del biocomposito sono inferiori alla soglia attuale prevista dai regolamenti Britannici e Francesi Con un muro spesso 300mm il valore di trasmittanza misurato di 0 3 W m K di 0 22 W m K per 400 mm e di 0 18 W m per 500 mm Lime Technology 2006 Inoltre in un secondo rapporto redatto da BRE 2003 consistente in una ispezione termografica risulta che stata rilevata una temperatura esterna dell edificio di canapa e calce di circa 5 C inferiore a quella dell edificio standard Il biocomposito elimina perci ogni forma di ponte termico isolando completamente la struttura portante in legno Inoltre la costruzione si dimostrata essere a tenuta d aria evitando cos ogni perdita di calore dall interno L inerzia termica la capacit di un materiale di conservare energia calorifica e di rilasciarla su un periodo pi lungo di tempo P rier 2001 riconosce in questa propriet la capacit del cemento biocomposito di controllare le dif
204. p Gheewala 2008 La fase end of life nel ciclo di vita degli edifici generalmente non significativa Ortiz et al 2010 Ecco perch le valutazioni ecologiche degli edifici e dei materiali da costruzione sono spesso incentrate sulle fasi di produzione e di utilizzo lo smaltimento viene spesso omesso In un analisi completa del ciclo di vita per tutti i processi dovrebbero essere considerati La fase di fine vita specialmente dei materiali minerali pu contribuire significativamente alla LCA e le diverse opzioni di smaltimento fortemente influenzate dal tipo di costruzione dalle modalit di utilizzo dei materiali e dalle consuetudini di smaltimento sito specifiche possono avere impatti ambientali molto differenti Althaus et al 2005 2 6 5 Conclusioni I principali criteri per una corretta progettazione ecocompatibile riguardano la minimizzazione del consumo di materiali ed energia come input la riduzione della tossicit e nocivit delle risorse l utilizzo di risorse rinnovabili biocompatibili e locali l ottimizzazione della vita dei prodotti attraverso una facile aggiornabilit e manutenzione l estensione della vita dei materiali e 74 un intensificazione dell uso del prodotto Baldo et al 2008 In ambito edilizio la qualificazione dei prodotti non sufficiente a garantire la qualita ambientale dell edificio nel suo complesso poich per una corretta valutazione ambientale i parametri progettuali dev
205. particelle troppo voluminose I prodotti sono stoccati in depositi dai quali possono essere spediti direttamente oppure trasferiti ad un altro impianto per essere macinati o idratati 4 6 8 Idratazione e spegnimento della calce viva Con il termine calce spenta vengono identificati diversi prodotti quali la calce idrata polvere secca di idrossido di calcio il latte di calce e il grassello dispersioni di particelle di idrossido di calcio nell acqua 4 6 9 Produzione di calce idrata L idratazione della calce richiede l aggiunta di acqua in un idratatore CaO gt La quantit di acqua aggiunta circa due volte l importo stechiometrico richiesto per la reazione di idratazione L acqua in eccesso viene aggiunta per controllare con l evaporazione l aumento di temperatura prodotta dal calore della reazione Il vapore carico di particolati passa attraverso un filtro o uno scrubber per l abbattimento delle polveri prima di essere scaricato in atmosfera L idratatore composto da pi stadi con una o due pale controrotanti che agitano la calce in presenza di acqua Ha luogo una forte reazione esotermica che sviluppa 1 140 kJ kg di CaO Il 125 tempo medio di reazione della calce nel reattore principale di circa 15 minuti La produzione di calore genera un azione di ebollizione che crea un letto parzialmente fluido La polvere viene trascinata dal vapore che si sviluppa durante il processo Se la
206. patto degli indicatori di categoria e dei modelli di caratterizzazione b Dopo la fase di selezione il secondo elemento obbligatorio di un LCIA la classificazione cio l assegnazione dei risultati dell inventario alle categorie di impatto prescelte ponendo attenzione all esclusivit dell assegnazione un esempio mostrato in figura 1 Alcuni risultati del LCI sono assegnati ad un unica categoria di impatto mentre altri possono essere collegati a pi di una categoria In questo secondo caso opportuno distinguere tra meccanismi paralleli e sequenziali c La terza fase obbligatoria del LCIA la caratterizzazione cio il calcolo degli indicatori di impatto relativi agli ingressi e uscite del sistema I dati di inventario vengono convertiti attraverso 1 fattori di caratterizzazione in una sola grandezza che pu cos essere sommata su tutti i flussi questa operazione fornisce un risultato numerico generalmente dotato di una dimensione che rappresenta la quantificazione dell impatto considerato Le fasi opzionali della LCIA sono 1 La normalizzazione effettua il calcolo del risultato di un indicatore di categoria rispetto ad un valore di riferimento Lo scopo quello di evidenziare il valore relativo di ciascun indicatore La normalizzazione infatti spesso avviene dividendo il risultato di un indicatore per un valore di riferimento selezionato a priori Le scelte pi comuni sono Il valore complessivo della
207. per le acque superficiali poich il comportamento della fauna e della flora diverso nei due habitat Nel caso di eutrofizzazione di acque superficiali dove l effetto pi evidente la crescita smisurata di alghe acquatiche il conseguente consumo di ossigeno la causa della diminuzione della quantit di ossigeno presente in acqua Baldo et al 2008 Il potenziale di nitrificazione NP Nitrification potential basato su una procedura stechiometrica e viene espresso come kg PO equivalenti kg emissione 7 Consumo di risorse energia e materiali I risultati dei consumi di energia e di materiali di un inventario di un ciclo di vita vengono comunemente forniti separatamente Di solito si parla di consumo energetico diretto espresso in MJ e di consumo di materie prime necessarie allo svolgimento della stessa espresso in Kg Come nel caso egli effetti ambientali anche per l uso di risorse necessario stabilire un indice che possa correlare gli effetti prodotti dai consumi che si generano in un determinato sistema produttivo con la situazione generale di disponibilit di risorse naturali in questo modo potr essere evidenziato l effetto della diminuzione di tale disponibilit mettendo il luce il problema della scarsit delle risorse stesse Possiamo distinguere due tipi di risorse quelle rinnovabili e quelle non rinnovabili Appartengono alla prima categoria l aria la radiazione solare e le risorse abiotiche alla seconde le
208. polvere viene abbattuta con uno scrubber a via umida si ottiene una sospensione di latte di calce che viene di norma rinviata all idratatore Dopo l idratazione l idrato viene trasferito ad un separatore ad aria il quale separa le frazione grossolana dalla fine usando una corrente d aria di ricircolo Una parte o tutta la frazione grossolana pu essere macinata e rimessa in circolo Il prodotto finito viene trasportato ai sili di stoccaggio dai quali pu essere scaricato e trasportato come materiale sciolto oppure pu essere inviato ad un impianto di imballaggio per essere confezionato in sacchi 4 6 10 Produzione di latte di calce e di grassello Il latte di calce e il grassello si ottengono spegnendo la calce viva con acqua in eccesso Lo spegnimento si ottiene con apparecchiature discontinue o continue Con il termine latte di calce si definisce una sospensione fluida di calce idrata in acqua Il latte di calce pu contenere fino al 40 in peso di materiale solido Il grassello una dispersione densa di calce idrata in acqua Tipicamente il grassello contiene il 55 70 in peso di materiale solido 4 6 11 Produzione di calce idraulica Le calci idrauliche naturali si ottengono da calcari silicei o argillosi contenenti pi o meno silice allumina e ferro I livelli tipici in cui essi sono presenti nel calcare sono SiO 4 16 Al O3 1 8 e 0 3 6 Il contenuto di carbonato di calcio carbonato di magnesio p
209. ppo Sostenibile WBCSD 2007 ci sono cinque elementi chiave per le case passive 1 L involucro tutti i componenti dovrebbero essere altamente isolati 2 L ermeticit perdite d aria attraverso fessure e giunti d arresto 3 La ventilazione utilizzare un sistema meccanico con recupero del calore 4 I ponti termici perdita di calore di controllo da pi punti male isolati come finestra e porte 5 Finestre minimizzare le perdite di calore in inverno e guadagno di calore in estate Infine alcuni studi dell UE15 inoltre mostrano che il consumo per il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici esistenti pu essere pi che dimezzato mediante ristrutturazioni Negli Stati Uniti si stima che fino al 50 dell energia negli edifici viene persa a causa di un isolamento inadeguato Nei paesi sviluppati due terzi degli edifici che dovrebbero esistere nel 2050 sono stati gi costruiti Questo indica perci che la ristrutturazione di edifici esistenti pu svolgere un ruolo importante per ridurre le emissioni degli edifici e portare benefici sia dal puto di vista ambientale che energetico F Zhang amp P Cooke 2010 27 1 5 Alcuni strumenti utili Il peso rilevante del settore edilizio nel bilancio energetico di ogni singolo Paese dell Unione Europea implica la necessita di regolamentazione e di nuovi meccanismi di mercato come la certificazione energetica per strutturare l applicazione della valutazione energetica
210. quella qualita e quel giusto dosaggio di ingredienti che la rendono adatta allo scopo prefissato e soddisfano le specifiche tecniche del biocomposito che l azienda Equilibrium necessita per l ottenimento di un prodotto ad alta qualit per accrescere comfort benessere e risparmio energetico 127 CAP 5 LCA DEI PRODOTTI IN CALCE E CANAPULO Una volta elencati tutti i materiali utilizzati per la produzione del cemento in calce e canapa non ci resta altro che affrontare lo studio LCA su questo materiale biocomposito concentrandoci in particolar modo sulla produzione dei due prodotti pi utilizzati da Equilibrium ovvero il biomattone ed il Natural Beton Nel presente capitolo dapprima vengono elencate alcune propriet e caratteristiche di entrambi i materiali studiati in secondo luogo sono sintetizzati gli obiettivi l unit funzionale e 1 confini dell LCA e infine viene affrontato l analisi di un ciclo di vita vero e proprio andando a svolgere la redazione dell analisi di inventario e analizzandone attraverso alcuni metodi di valutazione gli impatti ambientali associati Per questo studio stata di fondamentale importanza la collaborazione dell azienda Equilibrium e in particolare il contributo di Paolo Ronchetti e Luca Fratus che con la loro partecipazione attiva in questo progetto ci hanno fornito i dati necessari per l analisi d inventario e le visite necessarie per la raccolta di immagini e informazioni riguardo la produ
211. raccomandazioni in conformit tra lo scopo e gli obiettivi dello studio Suddetta norma inoltre contempla anche questa parte dell analisi e nella definizione dell obiettivo dell interpretazione richiama fortemente il fatto che solo una chiara e comprensibile completa e consistente presentazione dei risultati delle fasi precedenti in grado di fornire quelle indicazioni utili a impostare i possibili miglioramenti del sistema in esame In particolare la norma indica le seguenti fase operative identificazione degli aspetti principali evidenziati dai risultati delle fasi precedenti 41 controllo ulteriore tramite analisi di sensibilit conclusioni evidenziando i limiti raccomandazioni Va inoltre evidenziato come la fase di interpretazione possa essere condotta su tutti o solo su parte degli indicatori ambientali propri di una LCA anche in relazione ai parametri su cui l azienda intende incentrare le proprie attivit interne e di comunicazione Un analisi delle azioni strategiche potr portare all elaborazione di un indicatore specifico da monitorare che potr costituire nel tempo un parametro di miglioramento su cui focalizzare l attenzione durante la fase di interpretazione Baldo et al 2008 2 3 Caratteristiche principali e limiti delP LCA Sebbene la LCA sia riconosciuta come il migliore strumento per la valutazione degli impatti dei prodotti durante l intero loro ciclo di vita ci sono ancora molti problemi pra
212. re un metodo che permette di valutare i consumi energetici di un processo produttivo focalizzandosi sull analisi dell impiego delle risorse energetiche cos suddivise energia non rinnovabile fossile energia non rinnovabile nucleare energia rinnovabile biomasse energia rinnovabile eolica geotermica e solare energia rinnovabile idroelettrica Di seguito riportata la tabella 3 che indica 1 valori in MJ della domanda cumulativa di energia I muri presi in considerazione sono A1 A2 A3 quindi per trasmittanze U 0 34 W m K Categoria d impatto Unit A1 A2 A3 Totale MJ 480 73 775 85 1160 94 Non renewable fossil MJ 220 21 671 03 677 09 Non renewable nuclear MJ 32 13 59 59 107 66 Non renewable biomass MJ 0 004 0 001 0 001 Renewable biomass MJ 218 73 34 55 358 05 Renewable wind solar geothe MJ 0 16 0 74 1 75 Renewable water MJ 9 49 9 94 16 40 TABELLA 3 MJ DELLE TRE PARETI PER LE SEI COMPONENTI ENERGETICHE In tutte le stratigrafie i valori di energia totale sono tutti positivi L energia di origine fossile pi alta nel muro con l isolamento artificiale e sintetico rispetto al muro in biomattone Inoltre per la presenza della canapa la parete in biomattone ha un elevato contributo di energia rinnovabile da biomassa piuttosto elevato rendendo questa parete ambientalmente meno impattante rispetto alle altre alternative proposte Da notare che alla stratigrafi
213. res for insulation bats with the ethos of environmental protection as a priority 2006 Rigamonti L Life cycle assessment LCA Generalita e applicazione alla gestione dei rifiuti urbani Ronchetti P Il cemento di canapa e calce un promettente materiale e metodo di costruzione per l edilizia sostenibile 2007 Ronchetti P A dissertation submitted in partial fulfilment of the requirements for the M Sc in Sustainable Development 2007 Rosa M Cu llar Franca Adisa Azapagic Environmental impacts of the UK residential sector Life cycle assessment of houses 2012 54 86 99 Sadineni SB Madala S Boehm RF Passive building energy savings A review of building envelope components Renewable and Sustainable Energy Reviews 2011 15 3617 31 Scheuer C Keoleian G A Reppe P 2003 Life cycle energy and environmental performance of a new university building modelling challenges and design implications Energy and Buildings 35 1049 1064 Slide corso Materiali E Impatto Ambientale Prof Giovanni Dotelli Sobotka A Rolak Z 2009 Multi attribute analysis for the eco energetic assessment of the building life cycle Technological and Economic Development of Economy 15 4 593 611 Szalay AZ Z What is missing from the concept of the new European Building Directive Building and Environment 2007 42 1761 9 204 Taborianski VM Prado RTA Methodology of CO2 emission evaluation in the life cycle of office building facades
214. rescente domanda di spazi per l edilizia residenziale e commerciale nei paesi in via di sviluppo spinge ulteriormente questo consumo stato predetto da International Panel on Climate Change IPCC che le emissioni di CO degli edifici anche attraverso l uso di energia elettrica potrebbe aumentare da 8 6 miliardi di tonnellate nel 2004 a 15 6 tonnellate di CO nel 2030 in uno scenario di forte crescita Figura 2 Levine et al 2007 I paesi in via di sviluppo inoltre contribuiranno con sostanziali aumenti di CO nel settore edilizio Ma un tale boom edilizio offre anche l opportunit di commercializzare efficienti tecnologie per ridurre le emissioni di 17 Wa x Note Dark red historic emissions light rec projections 2001 2030 data 2000 2010 data adjusted to actual 2000 carbon dioxide emissions EECCA Countries of Eastern Europe the Caucasus and Central Asia Source Levine et al 2007 FIG 2 CO EMISSIONS FROM BUILDING SECTOR UNDER HIGH GROWTH SCENARIO INCLUDING THE USE OF ELECTRICITY SOURCE LEVINE ET AL 2007 Recentemente un notevole sforzo applicativo stato fatto per i materiali rinnovabili e le risorse energetiche rinnovabili utilizzati nell edilizia al fine di utilizzare l energia in modo efficiente e riducendo cosi l impronta di carbonio Per esempio l energia utilizzata per il riscaldamento e il raffreddamento pu essere ridotta attraverso la ventilazione i dissipatori di calore l uso del pan
215. rgetico e all impatto ambientale dell edificio Gli obiettivi del seguente lavoro sono quantificare gli impatti ambientali pi importanti associati alla produzione di materiali di isolamento termico in calce canapulo con particolare attenzione ai prodotti proposti dall azienda Equilibrium confrontare dal punto di vista degli impatti i materiali di isolamento termico in calce canapulo con soluzioni tradizionali La tesi strutturata in una introduzione e 6 capitoli Un introduzione sul contesto energetico mondiale gli obiettivi e gli strumenti adottati e l importanza che assume il risparmio energetico edilizio Nel capitolo 1 si vuole fornire un inquadramento generale sul concetto di bioediliziaa a basso impatto ambientale e architettura sostenibile sottolineando il peso di questa nuova disciplina e fornendo un inquadratura generale sulle possibili tecniche e tecnologie applicabili Nel capitolo 2 viene fatta un introduzione teorica alla procedura di LCA con relativa valutazione degli impatti e possibili indicatori utilizzabili viene approfondita l applicazione della procedura LCA in edilizia e infine viene presentato il software Simapro utilizzato per il calcolo degli impatti e analisi dei diversi indicatori da utilizzare Nel capitolo 3 vengono forniti i concetti di isolamento termico in edilizia di risparmio energetico e una panoramica sui possibili materiali naturali e non utilizzabili per isolare un edificio Nel c
216. ri per quanto riguarda la produzione delle materie utilizzate per la miscela del biocomposito in calce e canapa In particolar modo gli impatti dovuti alla produzione in massa della calce sono direttamente estrapolati dal database di Simapro e inseriti come input in fase di miscelazione come vedremo in seguito e per il kg di canapulo come visto nel capitolo precedente abbiamo utilizzato per gli impatti ambientali associati al processo di produzione i dati forniti dalle tesi di Valeria Vernelli Analisi LCA della coltivazione della canapa e suoi possibili utilizzi nel campo della bioedilizia I processi di produzione di questi materiali hanno tutti come flusso di riferimento 1 kg di materiale lavorato Inoltre la scelta della prospettiva dalla culla al cancello nasce anche dall oggettiva scarsit di dati sperimentali riguardanti la messa in opera e lo smaltimento di opere edilizie con questi materiali che solo recentemente hanno iniziato a diffondersi in Europa Per quanto riguarda le applicazioni dei prodotti edilizi nel capitolo successivo saranno analizzati alcuni pacchetti stratigrafici e confrontati con stratigrafie in muratura pi classiche che utilizzano materiali naturali e sintetici Nello studio di un ciclo di via di un prodotto il programma Simapro garantisce in tutte le unit di processo quella flessibilit necessaria per modificare l unit funzionale in quanto costruisce automaticamente la ricalibrazione di tutti i flu
217. riali alternativi potrebbe essere dell ordine del 20 Bribi n et al 2009 L importanza di uno studio LCA in fase progettuale risiede tra le altre cose nella possibilit di valutare le prestazioni energetiche di un edificio in funzione delle caratteristiche dei componenti dell involucro quali ad esempio i muri esterni le finestre etc In uno studio svolto da Kahhat et al ad esempio sono presi in considerazione sei materiali differenti per i muri esterni e tratte le conclusioni in termini di emissioni di delle tre principali fasi di processo vale a dire costruzione vita utile e dismissione finale Si pu incontrare una certa analogia tra i vari studi di questo tipo dovuta al comportamento generalmente simile delle costruzioni Questi evidenziano infatti un aumento della percentuale di energia spesa per la fase di costruzione rispetto alle restanti due fasi a confronto con l identica situazione in caso di utilizzo di materiali tradizionali causato indirettamente dalla diminuzione dei consumi complessivi dell edificio durante la sua vita utile che come gi esposto rappresenta la fase di consumo preponderante Flower amp Sanjayan 2007 Per di pi con l adozione di tecnologie e criteri costruttivi sempre pi efficienti la porzione di energia inglobata nelle fasi di costruzione va crescendo fino a poter costituire il 15 del totale di energia spesa nella vita dell edificio In Germania per esempio le nuove costruzio
218. rifiuti generata sul posto durante i lavori l impatto ambientale ed 1 costi di costruzione La ricerca sul cemento in calce e canapulo viene attualmente condotta in diverse universit del Regno Unito Essendo per questo cemento una innovazione del settore edile non ancora coperto da linee guide ufficiali Per 95 questo motivo nel 2006 diverse aziende e professionisti si sono uniti per formare la Hemp Lime Costruction Products Association Tra i suoi fini vi quello di promuovere l uso del biocomposito di canapa e calce all interno dell industria edile britannica e quello di promuovere i suoi benefici rispetto ai metodi costruttivi pi ricorrenti Il biocomposito di calce e canapulo si presta ad una vasta gamma di applicazioni incluse quelle domestiche industriali e commerciali Di seguito vengono elencate alcune di queste applicazioni ora in uso Ronchetti P 2007 4 2 1 Riempitivo isolante per muri La miscela in calce e canapa ha una resistenza a compressione di circa 0 2 0 1 N mm e quindi non viene normalmente utilizzato in situazione di eccessivo carico Il suo utilizzo consigliato solitamente in combinazione con una struttura di legno per sostenere il perso strutturale fig 1 oppure in alternativa con strutture in acciaio e cemento che sono comunque valide La miscela Natural Beton con diversi rapporti tra calce e canapa pu essere pressata e versata all interno dei pannelli di contenimento oppure spruzzata
219. rimari sono stati forniti dall azienda che ci ha affiancato in questa analisi LCA Nel dettaglio i dati forniti da essa sono quantita di calce acqua e canapulo per la miscela mezzi di trasporto distanze quantit di materiale trasportato scenari in ingresso imballaggi per materiale in entrata ed uscita dall azienda consumi elettrici di tutti i macchinari utilizzati per il processo tipologie e consumi macchinari di trasporto all interno dell azienda tutte le applicazioni le propriet e le tipologie di utilizzi dei due prodotti applicati all edilizia Sono da considerarsi dati secondari tutti quei dati mantenuti dalla banca dati Ecoinvent necessari proprio nel momento in cui n le misurazioni dirette n la documentazione acquisita da Equilibrium sono in grado di fornire dati esaurienti per l intero processo di produzione Il database Ecoinvent ha consentito di eliminare questo limite fornendo dei processi di produzione standard assimilabili a 134 quelli dei materiali utilizzati da Equilibrium Tra questi dati troviamo per esempio tutti gli impatti per la produzione della calce che detiene un ruolo decisamente importante per la produzione del biocomposito Infine come dati terziari abbiamo utilizzato alcuni dati riferiti al consumo dei muletti 5 5 Analisi di inventario L analisi di inventario LCI Life Cycle Inventory la fase pi importante nel processo di LCA Xing et al 2008 Seguendo la
220. ring In situ U Value and WUFI modeling 2012 Woolley T Bevan R Hemp lime construction A guide to building with hemp lime composites 2008 Wu HJ Yuan ZW Zhang L Bi J Life cycle energy consumption and CO2 emission of an office building in China International Journal of Life Cycle Assessment 2012 17 105 18 Xing S Xu Z Jun G 2008 Inventory analysis of LCA on steel and concrete construction office buildings Energy and Buildings 40 1188 1193 Yuan XZ Li H Zhang SS Martin J Wang HJ A review of polymer electrolyte membrane fuel cell durability test protocols J Power Sources 2011 196 9107 16 205 e Zabalza Bribian I Aranda Us n A Scarpellini S Life cycle assessment in buildings State of the art and simplified LCA methodology as a complement for building certification Building and Environment 2009 44 2510 20 e Zheng G Jing Y Huang H Zhang X Gao Y Application of Life Cycle Assessment LCA and extenics theory for building energy conservation assessment Energy 2009334 1870 9 Siti internet http www equilibrium bioedilizia com www megapan org 206 APPENDICE Di seguito presentato un confronto dei costi al di alcune murature di tamponamento proposte da Equilibrium Gli impatti associati ad una parete con U 0 31 W m K sono simili alla parete analizzata con U 0 34 W m K CONFRONTO DI M DI MURATURA DI TAMPONAMENTO PERIMETRALE SU NUOVA COSTRUZIONE SISTEMI TRADIZIONALI
221. riportati in tabella 1 TABELLA 1 Fibra lunga Tessuti per abbigliamento arredamento corde tappeti Fibra corta Carta feltri isolanti geotessili compositi Canapulo Pannelli isolanti materiale inerte per edilizia lettiere Semi Olio alimentare cosmetica vernici resine L utilizzo pi diffuso in Europa sembra essere quello cartario che trasforma la fibra corta in pasta di cellulosa e contribuirebbe in modo significativo alla difesa del patrimonio forestale presente sul pianeta Inoltre la canapa con il suo avvento nel campo edile rappresenta una valida alternativa alla produzione di materiali altamente tossici per l uomo lana di vetro amianto o dannosi per l ambiente vernici materiali inerti da cave In figura 7 qui sotto vengono schematizzati i possibili utilizzi della canapa Campi di utilizzazione della canapa Bio rimedio Nuovi impieghi industriali fitoestrazione metalli pesanti materiali compositi bonifica e miglioramento terreni pannelli arredamento controllo infestanti bioedilizia isolanti rivestimenti biomassa per energia Industria tradizionale tessile cartaria FIG 7 POSSIBILI UTILIZZI DELLA CANAPA 111 La classificazione dei diversi usi possibili della canapa stata stilata da Assocanapa La nostra attenzione rivolta in particolare all utilizzo delle fibre di canapa perch il canapulo appartiene a questa porzione della pianta 4 4 1 1 Fibre F
222. rse naturali Una rivoluzione bioedilizia davvero necessaria perch solo attraverso un approccio alternativo si pu sia migliorare l efficienza energetica per far fronte alle sfide del cambiamento climatico globale e alla sicurezza energetica ma anche ridurre o eliminare materiali pericolosi come il cemento e sostanze chimiche tossiche La bioedilizia pu davvero contribuire alla soluzione di molti problemi globali associati al cambiamento climatico alla salute umana e alla 30 qualita dell ambiente Si ritiene che gli edifici verdi diventeranno presto la prassi nel settore edilizio invece che solo un mercato di nicchia Nel prossimo futuro si faranno ulteriori passi per la trasformazione di edifici tradizionali ad edifici verdi Facendo un breve riepilogo ci sono tre approcci principali per il raggiungimento di questo obiettivo energetico Il primo quello di ridurre la domanda di energia dell edificio attraverso l utilizzo di una maggiore efficienza energetica un adeguato isolamento con l utilizzo di materiale naturale e attrezzature a basso impatto In secondo luogo incentivando le energie rinnovabili e diminuendo lo spreco di risorse energetiche per la costruzione di nuovi edifici Infine con la creazione di nuovi edifici che attraverso il surplus di energia prodotta condividono l energia Con l utilizzo di una buona regolamentazione e una migliore costruzione standard possono essere ottenute enormi riduzioni delle emissio
223. rtanti di un edificio quello della scelta dei materiali Il materiale che costituisce l involucro esterno influisce sulla capacit di traspirazione importante per prevenire la sindrome dell edificio malato spesso causata da muffe polvere e composti organici volatili che possono essere origine di malattie sulla temperatura di esercizio sul consumo di energia grigia di un edificio e infine sulla sua longevit e la sua forza contro i terremoti Oggi ci sono una variet di materiali tra cui scegliere per raggiungere questi obiettivi tenendo conto della tipologia di edificio della sua destinazione d uso della disponibilit di materiali meglio se locali e del contesto climatico in cui inserito 1 3 1 2 Isolamento I materiali isolanti sono lo strumento chiave nella progettazione e nella costruzione di edifici a basso consumo di energia Ci dimostrato dal crescente spessore utilizzato nella loro costruzione che si riflette anche nella crescita delle vendite Il mercato europeo dei materiali di isolamento caratterizzato dal dominio di due principali gruppi materiali inorganici e organici Entrambi sono dotati di simili prestazioni in termini di capacit isolanti ma comunque sono presenti differenze significative Nonostante il fatto che le propriet termiche dei materiali non sono migliorate significativamente nel decennio una serie di altre caratteristiche come la reazione al fuoco e 24 all umidit o alcune proprie
224. samento termico 16h Coefficiente di assorbimento acustico 0 8 i a a 50dbi 101 4 2 6 2 Lastra di magnesite tipo Megapan La lastra di magnesite tipo Megapan utilizzata nel pacchetto stratigrafico appena descritto un pannello da costruzione ecologico ignifugo resistente all acqua e agli urti particolarmente adatto ai rivestimenti di interni e di esterni Le sue caratteristiche sono resistenza al fuoco e all umidita l assenza di tossicit e di odore la resistenza al deterioramento e agli insetti l elevata robustezza nonostante il peso ridotto E un nuovo tipo di pannello realizzato con una base di ossido di magnesio e cloruro di magnesio rinforzato mediante una rete in fibra di vetro resistente agli alcali e riempito da una mescola leggermente modificata Presenta un lato estremamente liscio e l altro con superficie granulosa Il pannello Megapan viene utilizzato principalmente per la realizzazione di pareti divisorie e soffitti e ben si adatta alla sostituzione dei tradizionali pannelli da costruzione Di seguito riportata la documentazione tecnica del pannello in magnesite e resistente alla combustione fino a 800 C non produce fiamme fino 1200 C e leggero 0 9 1 4 g m e flessibile e resistente agli urti resistenza media alla flessione gt 16 MPa resilienza gt 3 6 KJ m e impermeabile e resistente all acqua non soggetto a deformazione in un ambiente umido caldo e secco la q
225. se Ecoinvent un trasporto su gomma EURO4 da 16 32 t Dopo questa operazione sono stati inseriti i dati input pocanzi citati Il trasporto della calce ha un notevole impatto ambientale sull intero processo di produzione come vedremo in seguito data l enorme distanza che separa la cava di Narni dal cantiere Fratus La sede di Narni stata scelta tra le tante di Unicalce da Equilibrium per alcune propriet presenti nel calcare di quelle zone che soddisfano varie caratteristiche fisiche e rendono questo legante davvero adatto per lo scopo prefissato In alternativa abbiamo ipotizzato un altro scenario di trasporto della calce da un altra sede di Unicalce Brembilla BG che riduce notevolmente l impatto dovuto al trasporto data la distanza davvero ridotta dal cantiere che di circa 40km il valore input nel Simapro di 1320 ton km 30 ton 40 km 136 L acqua utilizzata come ingrediente per il biocomposto viene prelevata dall acquedotto perci ha impatto ambientale nullo nella fase di trasporto 5 5 2 Imballaggi dei materiali in entrata all azienda Per quanto riguarda gli imballaggi che riguardano la calce e il canapulo in entrata all azienda possiamo considerare nulli gli impatti ambientali per il nostro studio LCA in quanto la calce trasportata attraverso autocisterne e poich non effettuiamo studi LCA riguardanti le macchine e le infrastrutture utilizzate nel processo non rientrano in questa compilazione dell inventar
226. signation ziven Time Horizon or Common Lifetime ffic SAR years Chemical Formula year s im 100 yr 100 yr Perfluorinated compounds continued 218 CF 2 600 026 7 000 6 310 8 830 12 500 318 oc Fs 3 200 032 8 700 7 310 10 300 14 700 PFC 3 1 10 2 600 0 33 7 000 6 330 8 860 12 500 PFC 4 1 12 4 100 041 6 510 9 160 13 300 5 1 14 GF 3 200 049 7 400 6 600 9300 13 300 PFC 9 1 18 gt 1 000 0 56 5500 gt 7500 29500 trifluoromathyt SF CF 800 0 57 13 200 17700 21200 Sulphur pentafuoride Fluorinated ethers HFE 125 CHF OCF 136 0 44 13 800 14 900 8 490 HFE 134 CHF OCHF 26 0 45 12 200 6 320 1 960 HFE 143a CH OCF 43 027 2 630 758 230 HCFE 235da2 CHF OCHCICF 26 038 1 230 350 106 HFE 245ch2 CH OCF CHF 51 032 2440 708 215 HFE 245fa2 CHF OCH CF 49 031 2 280 659 200 HFE 254en2 CHyOCF 26 0 28 1 260 359 109 HFE 347mex3 CH OCF CF CF 52 034 1 980 575 175 HFE 347pct2 CHFCF OCH CF 71 025 1 900 580 175 HFE 356pcc3 CH OCF CF CHF 033 093 386 110 33 HFE 44951 HFE 7100 C F OCH 38 031 1 040 297 90 OE 7200 C F OC H 077 03 207 59 18 HFE 43 10pcoc124 CHF OCF 0C F OCHF 63 137 6 320 1 870 560 H Gakien 1040x 2362212 CHF OCF OCHF 121 066 8000 2 800 B60 HG 10 338 13 CHF OCF CF OCHF 62 087 5100 1 500 460 HG 01 Perfluoropolyethers PFPMIE CF OCF CFJCF OCF OCF 800 065 7 620 10 300 12 400 Hydrocarbons and other compounds Direct Effects Denethyle
227. sili secondo stime del 2006 antecedenti quindi alla crisi economica del biennio 2008 2009 fatte dall agenzia americana EIA United States Department of Energy i 15 TW stimati come potenza totale erogata nel 2004 si dividono come indica la tabella sottostante con i combustibili fossili che forniscono 86 dell energia consumata dal mondo Tipo di Potenza in Energia anno in combustibile TW EJ Petrolio 56 180 Gas naturale 35 110 Carbone 38 120 Idroelettrico 09 30 Nucleare 09 30 Ea Totale 15 4 1 Secondo l ultima edizione del WEO il 2009 ha visto una diminuzione della domanda di energia primaria causata dalla crisi economica e i mercati energetici si sono modificati in maniera consistente La crisi si riflettuta in una riduzione della domanda di energia dai settori industriale e domestico prezzi pi bassi e un rallentamento negli investimenti Il WEO 2009 indica come la caduta della domanda di energia primaria sia stata particolarmente rilevante nei Paesi OCSE Negli USA la domanda di energia primaria nei primi sei mesi del 2009 stata del 6 minore rispetto all anno precedente con una diminuzione del consumo di petrolio dell 8 Anche in Europa si osservata una diminuzione nella prima met del 2009 Il petrolio comunque rimane al primo posto come contributo al soddisfacimento della domanda di energia primaria mondiale con una quota pari al 33 nel 2008 Renewable Energy Information 2010 L Oil Market Report indi
228. sistente in Spagna sul ciclo di vita dell edificio nel suo complesso risulta che la fase con il maggior impatto ambientale la fase d uso con il 90 del totale mentre la fase costruttiva rappresenta 18 e quella di smantellamento meno del 2 Tuttavia anche se il contributo della fase costruttiva basso non pu essere trascurata a motivo degli impatti legati al consumo eccessivo dei materiali edilizi al consumo di acqua e all inadatta gestione dei rifiuti Ortiz et al 2010 Simili risultati si trovano anche nello studio di Kahhat et al che considerata una vita utile dell edificio di 50 anni mette in evidenza l importante ruolo giocato dai consumi della fase di vita dell edificio e la scarsa influenza che invece assume la fase di dismissione e smaltimento Kahhat et al 2009 La LCA svolta da Kofoworola e Gheewala 2008 sul settore delle costruzioni adibite ad uffici della Thailandia mostra l elevata prevalenza dei consumi in fase operativa in questo tipo di costruzioni La porzione di emissioni dovuta alla fase operativa infatti superiore al 70 del totale per il potenziale di acidificazione e per quello di formazione di ossidanti fotochimici Solo per quel che riguarda il potenziale di surriscaldamento globale questa porzione scende al 52 a causa del maggiore onere dovuto alla fase di lavorazione dei materiali che provoca importanti emissioni di con un conseguente aumento del peso relativo di questa fase Kofo
229. so normalmente comprese in uno studio LCA sono acquisizione di materie prime distribuzione e trasporto produzione e uso di combustibili elettricit e calore uso del prodotto e manutenzione smaltimento dei rifiuti di processo e del prodotto stesso recupero del prodotto usato riuso riciclo e recupero energetico produzione di materiali ancillari 36 produzione manutenzione e smaltimento delle attrezzature operazioni addizionali come illuminazione e riscaldamento Nei casi reali un sistema produttivo o anche una singola unit di processo realizzano pi di una funzione ovvero quando si hanno co prodotti o riusi e ricircoli ossia la formazione di due o pi prodotti come output in un processo si di fronte ad un caso di multi funzionalit Tali processi si definiscono multifunzionali e in questi casi necessario suddividere 1 flussi materiali e energetici di ciascun processo tra le diverse funzioni allocazione Per quanto riguarda i requisiti di qualit dei dati che stanno ad indicare in termini generali le caratteristiche dei dati necessari per lo studio questi dovrebbero comprendere le fonti di dati e la loro rappresentativit i fattori relativi al tempo alla geografia e alla tecnologia la precisione completezza e rappresentativit dei dati la coerenza e riproducibilit dei metodi usati nella LCA l incertezza dell informazione 2 2 2 Fase 2 L analisi di inventario Segu
230. sorio e soggetto a negoziazione Egualitario Egalitarian possiede un forte attaccamento al gruppo ma non alle sue imposizioni non riconoscendo differenze di ruolo rende ambigue le relazioni all interno del gruppo scatenando spesso conflitti Gerarchico Hierarchist un soggetto che possiede forti legami sia con il gruppo sia con le sue regole crea una forte stabilit favorendo azioni di controllo su di s e sugli altri 60 Fatalista Fatalist dipende profondamente dalle prescrizioni ma non sente l appartenenza al gruppo perci agisce singolarmente Autonomo Autonomist appartiene ad una minoranza che rifiuta l influenza del gruppo e di tutte le sue prescrizioni A questo punto risulta evidente che le prime tre tipologie di persone fondano le proprie scelte su valide prospettive al contrario delle ultime due le quali per questo motivo non vengono considerate nel modello In quanto il fatalista tende a non avere opinioni proprie ma ad uniformarsi al giudizio degli altri mentre l autonomo ha un pensiero completamente sfuggente a qualsiasi tipo di modellizzazione Perci queste due tipologie di approccio risultano poco adatte a una modellizzazione Eco indicator 99 che considera solo i tre archetipi individualista egualitario e gerarchico I comportamenti e le opinioni alla base dei tre sistemi di valori utilizzati in Eco indicator 99 sono sintetizzati in tabella 7 Aspetto UGUALITARIA INDIVIDUALISTA GERA
231. sostanza presa come riferimento l etilene C2H4 L indicatore della formazione fotochimica di ozono quindi espresso in kg di C2H4 equivalenti come formazione fotochimica di ozono 22i POCP mi con POCP potenziale di formazione fotochimica di ozono della sostanza i kg C2H4 eq kg 1 e mi massa di sostanza i rilasciata nell atmosfera kg I potenziali di formazione fotochimica di ozono riportati nella tabella 5 sono calcolati per alte concentrazioni di fondo di NOx Inquinante POCP Inquinante POCP kg C1H eq kg kg C H eq Etilene Benzene 0 220 Toluene 637 0 176 Formaldeide oe Etano 0 123 Eptano 2 0 028 482 0 027 COV NM Metano 0 006 Pentano 3 RO 0 427 Butano TAB 5 POTENZIALI DI FORMAZIONE FOTOCHIMICA DI OZONO CALCOLATI PER ALTE CONCENTRAZIONI DI FONDO DI NOX FRISCHKNECHT ET AL 2007 51 4 Acidificazione Con il termine di piogge acide si intende il processo di ricaduta dall atmosfera di particelle gas e precipitazioni acide Se questa deposizione acida avviene sotto forma di precipitazioni piogge neve nebbie rugiade ecc si parla di deposizione umida in caso contrario il fenomeno consiste in una deposizione secca Le piogge acide sono causate essenzialmente dagli ossidi di zolfo SOx e in parte minore dagli ossidi d azoto NOx presenti in atmosfera sia per cause naturali che per effetto delle attivita umane La
232. ssi a monte secondo le nuove disposizioni dell utente questo possibile perch in fase di inventario per ogni unit di processo scelto un appropriato flusso di riferimento sulla base del quale sono pesati i quantitativi di dati in ingresso ed in uscita all unit di processo Da notare infine che la calce ed il canapulo utilizzati per la miscela vengono prelevati da aziende lontane dalla sede dove si effettua il processo produttivo perci stato necessario integrare agli impatti per la produzione di questi due materiali calce e canapulo l impatto dovuto al trasporto e 133 agli imballaggi e come vedremo in seguito sono stati ipotizzati degli scenari alternativi che mitigano di molto l impatto dovuto al trasporto dei materiali stessi 5 4 Qualit dei dati I dati su cui si costruisce una LCA sono raggruppabili in tre tipologie differenti di dato Dati primari provenienti da rilevamenti diretti Dati secondari ricavati da letteratura Dati terziari concepiti attraverso stime e valori medi statistici Ricordando quello scritto in precedenza i requisiti di qualit dei dati dovrebbero comprendere le fonti di dati e la loro rappresentativit i fattori relativi al tempo alla geografia e alla tecnologia la precisione completezza e rappresentativit dei dati la coerenza e riproducibilit dei metodi usati nella LCA l incertezza dell informazione Nel nostro caso di studio tutti i dati p
233. stenti Isolamento sottopavimento Partizioni interne ad isolamento acustico Posa in opera del biomattone La posa avviene incollando i blocchi con uno strato sottile di malta di sabbia e calce secondo il rapporto 1 1 un volume di sabbia per un volume di calce NHL 3 5 Taglio con sega manuale a denti oppure elettrica 131 Le pareti interne e divisorie possono essere rivestite con malta di sabbia e calce argilla gesso La posa di piastrelle a parete deve essere realizzata su uno strato a supporto di intonaco di sabbia e calce Le superfici esterne devono essere rivestite con malta di sabbia e calce secondo le raccomandazioni dei produttori di intonaci a base di calce Scheda dati tecnici biomattone Spessore in cm ss a Densit in kg m Conduttivit termica in W mK Trasmittanza termica in W n K 053 oso 027 020 Resistenza alla diffusione del vapore Calore specifico J kgK 1700 1700 1700 1700 1700 Coefficiente di assorbimento acustico Indice di attenuazione acustica in dB Reazione al fuoco con intonaco Resistenza al fuoco in ore CSTB Energia incorporata MJ m Sfasamento secondo ISO 13786 in ore 5 2 Definizione degli scopi e degli obiettivi L obiettivo di questo studio quello di valutare gli impatti complessivi di questi due prodotti a base di calce e canapa L analisi LCA del biomattone e della miscela Natural Beton 1 1 e 2 1 fornis
234. t delle future di soddisfare i propri 200 BIBLIOGRAFIA e Althaus H J Kellenberger D Doka G Kiinniger T Manufacturing and Disposal of Building Materials and Inventorying Infrastructure in ecoinvent 8 pp The International Journal of Life Cycle Assessment 2004 10 35 42 e Ardente F Beccali M Cellura M Mistretta M Building energy performance a LCA case study of kenaf fibres insulation board Energy and Buildings 2008 40 1 10 e Arnaud L Comparative study of hygro thermal performances of building materials 2009 e Aste N Adhikari RS Buzzetti M Beyond the EPBD The low energy residential settlement Borgo Solare Applied Energy 2010 87 629 42 e Balaras CA Droutsa K Dascalaki E Kontoyiannidis S Heating energy consumption and resulting environmental impact of European apartment buildings Energy and Buildings 2005 37 429 42 e Baldo G L Marino M Rossi S 2008 Analisi del ciclo di vita LCA Edizioni Ambiente e Bribi n I Z Us n A A Scarpellini S 2009 Life cycle assessment in buildings state of the art and simplified LCA methodology as a complement for building certification Building and Environment 44 2510 2520 e Brunklaus B Thormark C Baumann H Illustrating limitations of energy studies of buildings with LCA and actor analysis Building Research amp Information 2010 38 265 79 e Collet F Bart M Serres L Miriel J Porous structure and water vapour sorption of hemp based materials
235. t funzionale I punti deboli del WF sono in primo luogo che essa rappresenta solo la quantit di acqua utilizzata senza stima degli impatti ambientali correlati in secondo luogo che la stima della WF grigia soggettiva e infine che non sono disponibili studi che riguardano l incertezza anche se l incertezza alcune volte pu essere davvero significativa Lidija Cu ek et al 2012 66 2 5 6 Cumulative Energy Demand C E D La Cumulative Energy Demand quantifica la parte di energia sottratta alla natura e immagazzinata nella formazione di un prodotto espressa in MJ E stata sviluppata da Boustead amp Hancock nel 1979 ed un metodo che permette di valutare i consumi energetici di un processo produttivo focalizzandosi sull analisi dell impiego delle risorse energetiche cos suddivise energia non rinnovabile fossile energia non rinnovabile nucleare energia rinnovabile biomasse energia rinnovabile eolica geotermica e solare energia rinnovabile idroelettrica Viene calcolata cos sia l energia diretta ovvero quella impegnata in processo produttivo sia quella indiretta cio la quota parte di energia stoccata nel prodotto e pronta per essere consumata Poich questo indicatore legato solo sui carichi energetici delle diverse operazioni coinvolte nel sistema produttivo da solo non pu fornire un quadro esaustivo dell effettivo carico ambientale di un sistema produttivo Perci il metodo
236. t meccaniche hanno subito un netto miglioramento talvolta anche a costo della capacit di isolamento Inoltre gli aspetti ambientali e sanitari svolgono un ruolo crescente nella ricerca ottimale dei materiali Papadopoulos 2004 L isolamento perci il primo passo per un uso razionale dell energia utilizzata per la costruzione Investire in una nuova e tecnologica caldaia non da molti risultati se il problema dell isolamento non stato affrontato L isolamento del tetto particolarmente importante per l edificio residenziale in quanto oltre un quarto del calore di una casa sfugge attraverso il tetto Il tetto verde per esempio uno dei progetti della bioedilizia ad esso si associa il green effect risultando molto piacevole alla vista In realt un tappeto di erba sul tetto non solo isola l edificio ma assorbe anche l acqua e contribuisce a evitare allagamenti L utilizzo di isolanti naturali a basso impatto ecologico un altra applicazione piuttosto vantaggiosa dal punto di vista ambientale in quanto il loro uso sempre pi crescente favorisce una diminuzione dei materiali isolanti tradizionali ovvero di origine sintetica che oltre ad avere un elevato prezzo sul mercato producono elevati impatti ambientali sia nella fase di produzione che nella fase di smaltimento Infine la tecnologia del vetro un altro settore per migliorare l isolamento dell edificio Doppi vetri o addirittura tripli vetri mantengono il calore
237. t CF Nel corso degli ultimi anni il CF diventato uno dei pi importanti indicatori per la protezione degli aspetti ambientali Il Carbon Footprint sta di solito per la quantit di gas dovuta all effetto serra e altri gas a effetto serra emessa durante un ciclo di vita completo di un processo o di prodotto Il CF quantificato utilizzando indicatori quali 11 GWP CE 2007 che come detto in precedenza rappresenta le quantit digas che contribuisce al riscaldamento globale e al cambiamento climatico utilizzando di solito un orizzonte temporale specifico di 100 anni IPPC 2009 La definizione base del CF che il Carbon Footprint rappresenta l area di terreno necessaria per il sequestro delle emissioni di derivate da combustibili fossili attraverso imboschimento Wright et al 2011 suggerisce che solo due gas base di carbonio e CH3 data la facilit di recupero di dati devono essere utilizzati nella determinazione di una CF Esso comprende soprattutto le attivit degli individui delle popolazioni dei governi delle aziende delle organizzazioni dei processi dei settori industriali ecc Lidija Cu ek et al 2012 65 Sono stati suggeriti e o utilizzati anche altri termini diversi in materia di emissioni di gas serra come ad esempio l impronta climatica impronta di l impronta GHG l impronta di metano GWP footprint 2 5 5 Water Footprint WF La WF strettamente
238. teriali usati e dei rifiuti rilasciati nell ambiente La valutazione include l intero ciclo di vita del processo o attivit comprendendo l estrazione e il trattamento delle materie prime la fabbricazione il trasporto la distribuzione l uso il riuso il riciclo e lo smaltimento finale Intesa come tecnica di management energetico ambientale sia a livello di gestione dell attivit industriale sia a livello amministrativo la LCA si propone infine validamente come nuovo supporto per le tecniche ormai consolidate quali la valutazione d impatto ambientale e l analisi di rischio La struttura moderna della LCA proposta dalla norma ISO 14040 2006 sintetizzabile in quattro momenti principali 1 Definizione degli Scopi e degli Obiettivi Goa definition and Scoping la fase preliminare in cui vengono definiti le finalit dello studio l unit funzionale i confini del sistema studiato il fabbisogno di dati le assunzioni ed i limiti 2 Analisi di inventario Life Cycle Inventory LCI la prima parte del lavoro dedicata allo 34 studio del ciclo di vita del processo o attivit Lo scopo principale quello di ricostruire la via attraverso cui il fluire dell energia e dei materiali permette il funzionamento del sistema produttivo in esame tramite tutti i processi di trasformazione e trasporto 3 Valutazione degli Impatti Life Cycle Impact Assessment LCIA lo studio dell impatto ambientale provocato
239. termico 16h foto sottostante Coefficiente di assorbimento acustico 0 8 i a a 50461 4 2 7 Sottofondi e massetti coibenti e alleggeriti ecc Calcecanapa utilizzato per sottofondi isolanti di solai in legno cemento flessibilita del composto in grado di resistere alla deformazione del pavimento limitando i rischi di deformazione Inoltre grazie alla bassa densit probabilmente il valore pi basso tra i vari calcestruzzi l uso di Calcecanapa nei sottofondi evita di sovracaricare le strutture Ronchetti P 2007 4 2 8 Restauri Per migliorare dal punto di vista dell isolamento termo acustico vecchie case in muratura di pietra l utilizzo di questa soluzione di calce e canapa risulta molto efficace adattandosi alle oscillazioni termiche e di umidit della muratura esistente Ronchetti P 2007 4 2 9 Propriet biocomposito di calce e canapa Successivamente sono elencate e analizzate le propriet di questo nuovo cemento biocomposito di calce e canapa che solo in questi ultimi 10 anni attraverso una ricerca scientifica costante sono state scoperte e analizzate al fine di trovare la pi giusta collocazione di questo nuovo materiale nel settore dell edilizia 103 Isolamento termico ed inerzia termica Ricordando che pi il valore di trasmittanza U elevato pi scarsa la performance dell edificio i risultati del test condotto da BRE 2002 ad Haverhill su questo parametro nell edificio c
240. ti da letteratura Eccetto per le unit del biomattone dell intonaco di calce idraulica e sabbia e del canapulo i dati dei mattoni in laterizio e degli isolanti naturali e sintetici fanno riferimento alla banca dati Ecoinvent 6 3 Redazione dell analisi di inventario La scelta del tipo di materiale utilizzato nella costruzione dei sei pacchetti stratigrafici nasce dal voler comparare il biomattone che da solo svolge sia la funzione autoportante che isolante alle alternative pi classiche che integrano all impiego del mattone in laterizio un pannello di isolante sintetico o naturale Una volta deciso quali materiali utilizzare si passato alla creazione di muri veri e propri Per calcolare gli spessori necessari all ottenimento di un valore di trasmittanza prefissato abbiamo utilizzato il software PAN Il PAN 2 il software per il calcolo delle prestazioni termiche invernale ed estive e igrometriche delle strutture dell involucro sviluppato da Tep S r l per ANIT Associazione Nazionale per l isolamento termico e acustico 163 Permette di analizzare i seguenti parametri Trasmittanza termica delle strutture opache e trasparenti U secondo norma EN ISO 6946 calcolo di attenuazione e sfasamento secondo UNI EN ISO 13786 e temperatura superficiale interna estiva secondo la norma EN ISO 13792 calcolo degli indici acustici secondo la legge di massa verifica del rischio di condensazione superficiale e interstiz
241. tici da risolvere prima che la LCA tradizionale possa esser largamente utilizzata nella gestione del profilo ambientale delle aziende Di seguito sono elencate le caratteristiche di uno studio LCA e le limitazione a cui soggetto L LCA esamina in modo sistematico gli aspetti ambientali e gli impatti dei sistemi di prodotto dall acquisizione delle materie prime allo smaltimento finale in conformit all obiettivo e campo di applicazione definiti La natura relativa dell LCA dovuta alla caratteristica di unit funzionale della metodologia Il grado di dettaglio e l estensione temporale dell LCA possono variare ampiamente in funzione della definizione dell obiettivo e del campo di applicazione Requisiti specifici sono applicati all LCA destinati ad essere usati per effettuare asserzioni comparative divulgate al pubblico Non esiste un unico metodo per condurre l LCA Non esistono basi scientifiche per la riduzione dei risultati dell LCA a un singolo punteggio o numero complessivo L interpretazione del ciclo di vita richiede l uso di un procedimento iterativo L LCA tratta 1 potenziali impatti ambientali e non prevede impatti ambientali assoluti o precisi a causa di 1 l espressione relativa dei potenziali impatti ambientali a un unit di riferimento 2 l integrazione dei dati ambientali nello spazio e nel tempo 42 3 l incertezza intrinseca nella modellazione degli impatti ambientali
242. tico durante la produzione dei materiali edilizi la costruzione degli edifici e il loro ciclo di vita In base all analisi dei fattori nocivi per l ambiente risulta che la maggior parte di essi effetto serra acidificazione tossicit etc deriva dalla combustione dei combustibili fossili L effetto serra prevale durante la fase d uso dell edificio mentre gli altri in particolare la tossicit durante la fase di produzione Sobotka amp Rolak 2009 16 industry Residential Commercial Fa Transportation amp Agriculture China India Japan Russia OECD US Europe FIG 1 GLOBAL ENERGY DEMAND BY SECTOR IN 2005 SOURCE IEA 2008 Inoltre da notare che il riscaldamento degli edifici e il raffreddamento sono le maggiori attivit che hanno un elevato utilizzo di energia seguiti dal consumo di energia elettrica per l illuminazione e dall uso degli elettrodomestici F Zhang amp P Cooke 2010 In particolare gli anni Novanta hanno visto impennare la domanda legata al condizionamento aumento del 14 6 come risultato di un diffondersi delle esigenze di comfort ad una sempre pi vasta fascia di popolazione Ricollegandoci a quanto detto in precedenza poich il settore civile risulta essere il primo settore per quanto riguarda i consumi energetici rispetto agli altri le emissioni di gas serra dovute all uso di energia per gli edifici sono significativamente superiori a quelli dovuti al settore dei trasporti La c
243. tiva 96 92 CEE recante norme comuni per il mercato interno dell energia elettrica Decreto del Presidente della Repubblica 30 settembre 1999 n 361 Istruzioni per l effettuazione dei controlli sull utilizzazione in particolari zone geografiche di gasolio e gpl per riscaldamento beneficianti di una riduzione di prezzo Direttiva 1999 94 CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 13 dicembre 1999 Direttiva relativa alla disponibilit di informazioni sul risparmio di carburante e sulle emissioni di CO da fornire ai consumatori per quanto riguarda la commercializzazione di autovetture nuove Decreto del Presidente della Repubblica 21 dicembre 1999 n 551 Regolamento recante modifiche al Decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993 n 412 in materia di progettazione installazione esercizio e manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia 88 Direttiva 2002 91 CE del Parlamento europeo e del Consiglio 16 dicembre 2002 Direttiva sul rendimento energetico nell edilizia Decreto ministeriale 17 marzo 2003 Aggiornamenti agli allegati F e G decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993 n 412 recante norme per la progettazione l installazione l esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia e nota del Ministero delle attivit produttive del 15 maggio 2003 contenente l errata corrige del sudd
244. tner 0015 002 1 1 lt lt Methytene chloride CHCl 038 003 31 B7 27 Methyl chloride CH CI 10 001 45 19 4 Notes The CO response function used in this report is based on the revised version of tne Bern Carbon model used in Chapter 10 of this report Bern2 5CC Joos et a 2001 using a background CO concentration value of 378 ppm The decay of a pulse of with time t ts given by Where amp 0 217 0 259 0 338 0 186 172 0 yoars tp 18 51 yoars and 1 186 yours The radiative efficiency of CO ts calculated using the IPCC 1990 simplified expression as revesed the TAR wrth an updated background concentration value of 378 and a perturbation of 1 ppm see Section 2 10 2 The perturbation lifetime for methane is 12 years as in the TAR see also Section 7 4 The GWP for methane includes indirect effects from enhancements of ozone and stratospheric water vapour see Section 2 10 3 1 Shine et al 20050 updated by the revised AGWP for The assumed of 1 000 years Is lower limit Hurley et al 2005 Robson et al 2006 Young et ai 2006 TAB 3 SCHEMA RIASSUNTIVO DEI GAS SERRA 49 2 Tossicit nell uomo Questo tipo di effetto ambientale si riferisce alla tossicit che pu colpire qualsiasi organismo vivente o ecosistema Data la complessit e la vastit delle sue implicazioni si far riferimento alla tossicit umana
245. to e durante la fase vegetativa primavera estate autunno trattiene notevoli quantit di azoto prelevato dal terreno impedendone il percolamento in falda La coltivazione della canapa pu costituire una valida alternativa al grano nei terreni poco fertili ed asciutti a condizione per che i costi di trasporto siano contenuti e che quindi la lavorazione venga effettuata in prossimit delle zone di coltivazione I costi di produzione sono pi alti in quanto influenzati dal costo del seme e dalle pi laboriose operazioni di raccolta ma la quantit di raccolto pu raggiungere dimensioni tali da rendere pi favorevole il conto economico della canapa Di seguito in fig 6 riportato uno schema che rappresenta le fasi di coltivazione lavorazione della canapa 109 hg Pata Pa a oP a PP PPP PPP PPP oP ri P Processi di Trasporto trasformazione Produzione agricola Taglio Trahhiat Macerazi Andanat Imballat ura Caricame e a rrr rrr rrr ee ee ka FIG 6 FASE DI COLTIVAZIONE DELLA CANAPA A livello industriale la canapa rappresenta un interessante punto di vista delle risorse vegetali in armonia con i principi dello sviluppo sostenibile come fonte alternativa di materie prime e valorizzazione dell energia e della biomassa Poich ha una elevatissima produzione di biomassa annuale e un forte assorbimento di dall atmosfera tutto ci permette un bila
246. tre il calore generato dall uso di computer e di altri dispositivi elettronici pu essere riciclato per riscaldare l edificio se le camere sono appositamente progettate Le pompe di calore e gli scambiatori di calore devono essere in grado di trasferire il calore da una parte dell edificio ad un altra o per riscaldare l acqua Zhang amp Cooke 2008 1 3 2 3 Illuminazione L illuminazione rappresenta il 4 del consumo energetico nelle case e fino al 30 dell energia da utilizzare negli edifici commerciali Il controllo della luce e l utilizzo dei contatori intelligenti sono una buona soluzione per ridurre il consumo energetico negli edifici Il controllo della luce per esempio costituito da una rete di sensori in grado di spegnere le luci quando le persone non sono presenti I contatori intelligenti possono monitorare dove e come l energia viene utilizzata nella costruzione contribuendo cosi a scegliere la soluzione ottima per migliorarne l efficienza Il mercato dell illuminazione a LED Light Emitting Diode cresciuto parecchio in questi ultimi anni spesso se ne fa uso negli schermi dei cellulari per la retroilluminazione dei notebook PC TV e monitor L illuminazione a LED offre una migliore luminosit e un maggior contrasto un ottimo risparmio energetico e risulta essere dieci volte pi efficiente delle lampadine tradizionali La societ Bridgelux nella Silicon Valley ha fatto della tecnologia a LED una applicazione per la cas
247. truzioni nel periodo 2000 2006 F Zhang amp P Cooke 2010 La LEED cresciuta fino a comprendere pi oltre 14 000 progetti negli Stati Uniti e la copertura di oltre 30 paesi WGBC 2009 Fino ad oggi ci sono oltre 6 900 edifici certificati LEED in tutto il mondo WGBC 2009 Si stima che il risparmio annuo di CO dall edificio LEED di circa 3 milioni di tonnellate sia per l efficienza energetica sia per l uso di energie rinnovabili E crescer fino a 130 milioni di tonnellate nell anno 2020 e fino a 320 milioni di tonnellate entro il 2030 F Zhang amp P Cooke 2010 600 500 5 400 x lt gt 300 e tas tei 200 100 4DP Cumulative LEED NC rogistrations x 10 Curnulativo LEEO NC certifications A Cumulative LEFD NC ares million sq ft FIG 8 LEED NEW CONSTRUCTION PROJECT GROWTH DURING THE PERIOD 2000 2006 SOURCE YUDELSON 2008 Inoltre gli edifici verdi offrono vantaggi finanziari che gli edifici convenzionali non offrono I vantaggi riduzione dei costi dell energia dell acqua e dei rifiuti inferiori emissioni di aumento della produttivit e della salute e un risparmio di circa 50 70 per metro quadro F Zhang amp P Cooke 2010 Il governo americano sta giocando un ruolo significativo nella promozione della bioedilizia attraverso alcuni regolamenti Ad esempio gli edifici con certificati LEED guadagneranno una priorit nella licenza edilizia
248. tto possono essere divise in due grandi gruppi 1 le categorie di input ovvero gli impatti connessi con i materiali e le risorse utilizzati e consumati nello studio LCA l estrazione di risorse abiotiche depositi quali combustibili fossili e minerali risorse quali acque sotterranee sabbia e ghiaia risorse rinnovabili quali energia solare vento e acque superficiali l estrazione di risorse biotiche legname biomassa in genere l uso del territorio crescita dello sfruttamento del terreno perdita di biodiversit impegno di spazio fisico 2 le categorie di output che si riferiscono invece a quegli impatti causati dai rilasci nell ambiente di varie sostanze e comprendono ad esempio l effetto serra l assottigliamento dello fascia di ozono la tossicit umana l ecotossicit terrestre e acquatica la formazione di smog fotochimico l acidificazione l arricchimento in nutrienti detto eutrofizzazione per il comparto acqua Una volta scelta una certa categoria di impatto si deve anche scegliere l indicatore con cui rappresentarla A seconda del metodo scelto per la valutazione degli impatti si utilizzeranno come spiegato di seguito certe categorie piuttosto che altre e per tali categorie certi indicatori piuttosto che altri 1 Effetto serra L effetto serra un fenomeno naturale ed utile che assicura il riscaldamento della terra fin dalle sue origini ed legato alla presenza
249. u variare dal 78 al 92 Il calcare viene in genere calcinato nei forni a tino che devono essere tenuti sotto rigorosa sorveglianza per assicurare che la maggiore quantit possibile di silice e allumina partecipi alla reazione senza provocare la sinterizzazione della calce libera Le tipiche temperature di calcinazione sono 950 1250 C la temperatura richiesta sale con l indice di idraulicit vale a dire passando da calce debolmente idraulica a fortemente idraulica La calce calcinata idratata con una quantit d acqua sufficiente a convertire CaO libero in Se il tenore di CaO libero maggiore del 10 15 durante l idratazione la calce si polverizza finemente Per tenori inferiori la calce deve essere macinata prima di essere idratata In ogni caso pu essere necessario macinare ulteriormente il prodotto idratato per ottenere il grado di finezza e la percentuale di presa richiesti Calci idrauliche naturali speciali si producono mescolando calci idrauliche naturali in 126 polvere con materiali pozzolanici o idraulici in polvere Calci idrauliche artificiali si ottengono invece dalla miscelazione di calci idrate in polvere con materiali pozzolanici o idraulici in polvere Da evidenziare in questo capitolo della nostra tesi che la calce utilizzata per la produzione del cemento di calce e canapa viene fornita dall azienda UNICALCE attraverso autocisterne direttamente dallo stabilimento di Narni garantendo
250. uantit di acqua assorbita del 18 Gonfiore e la distorsione non si verificano Il cambiamento di forma rispetto a secco umido 0 26 Il pannello permanentemente resistente a umidit e muffa che lo rende la scelta migliore poich la sicurezza di un edificio deve essere garantita e offre un buon isolamento acustico l indice ha raggiunto 50 dB di isolamento acustico e possiede una conduttivit termica pari a 0 216 W mk e resiste all accumulo di alogeni e mantiene la propria solidit e non teme il gelo non mostra tracce di danneggiamento dopo 25 cicli dicongelamento scongelamento pu essere utilizzato per le pareti e i soffitti di celle frigorifere a temperature inferiori a 40 e pu essere ricoperto con rivestimenti di ogni genere verniciato a spruzzo e facile da tagliare segare o inchiodare e non contiene sostanze tossiche di nessun genere tra cui amianto formaldeide ammoniaca ecc 102 Per ulteriori informazioni riguardo l utilizzo i certificati le installazioni e le possibili applicazioni di questo nuovo pannello ecologico possibile consultare il sito intenet 4 2 6 3 Equilibrium Wo Ties Stratigrafia intonaco traspirante in sabbia e calce Biomattone Equilibrium in canapa e calce spessore 15 cm Canafloc in fibra di canapa sfusa spessore 18 cm Biomattone Equilibrium in canapa e calce spessore 10 cm intonaco traspirante in sabbia e calce K totale 0 13 W m K Sfasamento
251. uesto stato reso possibile dalle tecnologie e dai materiali via via pi efficienti che vengono introdotti nel mercato edilizio e dal fatto che non tutti i nuovi edifici sono occupati permanentemente Nel periodo 2000 2030 ci si aspetta un incremento annuo dei consumi dello 0 6 principalmente dovuto all incremento delle abitazioni e degli interventi di ammodernamento delle stesse piuttosto che ad un effettivo aumento demografico L aumento dei consumi seguir un andamento pi rapido nei Paesi ad economia e tecnologie sviluppate piuttosto che in quelli a medio e basso sviluppo Nonostante negli ultimi anni l innovazione tecnologica stia migliorando le prestazioni energetiche di molti strumenti dispositivi elettronici etc e l estendersi ad una maggiore fascia della popolazione di molte tecnologie che fino a poco tempo fa erano considerate di lusso fa s che tuttora non si possa godere dei benefici delle riduzioni di consumo assunte in precedenza Balaras et al 2005 In Italia ad esempio si osservato che negli ultimi anni il consumo elettrico estivo degli edifici italiani ha iniziato a superare quello invernale Ci avviene per il combinato effetto del pi alto livello di confort richiesto dagli utenti e delle pi frequenti oscillazioni stagionali delle temperature dovute al cambiamento climatico Aste et al 2010 Uno dei punti cardine della strategia dello sviluppo sostenibile la minimizzazione del consumo energe
252. umo idrico progettando sistemi di collettamento dell acqua piovana e reti per l acqua grigia negli edifici alla progettazione di tetti verdi etc Bribi n et al 2009 Attualmente a livello architettonico i principali strumenti a disposizione dell ESD European Sustainable Design sono celle fotovoltaiche per la produzione in loco di energia rinnovabile utilizzo di materiali strutturali e non a bassa energia primaria o inglobata che permettano di ridurre le emissioni soprattutto della fase di costruzione dell edificio sfruttamento dell energia solare per l erogazione di acqua calda sanitaria sistemi di ricircolo di vapori ed acque grigie efficienti sistemi di utilizzo dell acqua sanitaria Anche le misure passive di ecodesign possono migliorare il consumo energetico operativo dell edificio Come visto in precedenza alcuni esempi di misure passive sono la massimizzazione dell incidenza solare attraverso il corretto orientamento dell edificio lo sfruttamento massimo della ventilazione passiva dovuta all orientamento e alla struttura della costruzione la disposizione strategica dei materiali con buone caratteristiche termicamente isolanti Flower amp Sanjayan 2007 1 6 Considerazioni finali Ogni giorno i costi dell energia e il riscaldamento globale sono in aumento la crescita della popolazione e altri fattori contribuiscono sempre di pi alla scarsit dell acqua ed a una limitazione delle riso
253. un credito d imposta e altre incentivazioni per la promozione della bioedilizia E stato sviluppato inoltre da USGBC un nuovo sistema di valutazione LEED per lo sviluppo del quartiere ovvero quello di integrare il principio di una crescita intelligente con una nuova urbanistica bioedilizia gi nel primo passo per la progettazione del quartiere WGBC 2009 Questo pu essere di particolare interesse 29 per gli urbanisti a causa della loro attenzione alla costruzione del paesaggio e alla sostenibilita della comunita F Zhang amp P Cooke 2010 Accanto agli schemi obbligatori di certificazione energetica se ne stanno affermando altri di nuova concezione che non rientrano ancora negli schemi classici della certificazione e sono dunque ad adesione volontaria ma che stanno dando risultati molto positivi nel campo del risparmio energetico ad esempio con la sostituzione dei materiali di costruzione tradizionali es calcestruzzo rinforzato con nuovi materiali caratterizzati da un piu basso contenuto di energia inglobata il risparmio energetico sul ciclo di vita di cinquant anni di un edificio pu arrivare ad essere dell ordine del 20 Ortiz et al 2010 Tali procedure oltre a favorire l uso delle energie rinnovabili e gli impianti ad alta efficienza energetica danno alta priorit all ecodesign cio all uso di materiali a basso impatto naturali riciclabili e disponibili a livello locale alla minimizzazione del cons
254. ura utilizzata per descrivere una prestazione ambientale dell edificio I crediti sono assegnati in nove categorie la gestione la salute e il benessere l energia i trasporti l acqua i materiali i rifiuti l uso del suolo l ecologia e l inquinamento Questi crediti vengono poi sommati per produrre un unico punteggio complessivo su una scala da sufficiente a buono molto buono e eccellente Successivamente stata sviluppata nel 1998 dall US Green Building Council la certificazione Leadership in Energy and Environmental Design LEED Gli edifici con il certificato LEED sono tenuti a utilizzare le risorse in modo pi efficiente rispetto agli edifici convenzionali fornendo un lavoro e ambienti di vita pi sani Nel processo LEED definito cosa significa per un edificio essere sostenibile e come gli architetti gli ingegneri 1 costruttori 1 proprietari e gli sviluppatori devono affrontare la creazione degli edifici verdi F Zhang amp P Cooke 2010 Un edificio pu accumulare punti verso una LEED con certificazioni in varie categorie come i siti sostenibili una maggiore efficienza energetica minor consumo di acqua minor emissioni in atmosfera minor uso di materiali e di risorse alta qualit ambientale e innovazione nel design Il sistema LEED stato sviluppato principalmente su base volontaria ed stato adottato ampiamente per i progetti 28 delle bioedilizia La figura 8 mostra una rapida crescita del LEED per le nuove cos
255. usata per formare muratura di tamponamento o isolamento di pavimenti 4 3 1 La miscelazione La miscela viene preparata con un miscelatore orizzontale o betoniera da cantiere La betoniera viene solitamente usata quando lo spazio a disposizione limitato Il miscelatore orizzontale ha una capacit di carico maggiore e produce una miscela migliore Il processo di miscelazione molto importante per una corretta prestazione del composto una volta applicato Il canapulo deve essere prima bagnato Successivamente viene aggiunto il legante cos da formare uno strato uniforme di calce attorno ad ogni singolo pezzetto di canapa Durante il processo tendono a formarsi palle e grumi nel composto E quindi importante che vengano seguite correttamente le istruzioni e che la miscela venga aggiustata con acqua cos da ottenere un prodotto finale omogeneo Il processo di miscelazione deve essere effettuato nel seguente modo Gettare il canapulo nel miscelatore e aggiungere acqua mezzo sacco di canapa 10kg richiede circa 20 litri di acqua Miscelare per 2 3 minuti La canapa assorbir l acqua velocemente e diventer leggermente umida A questo punto aggiungere il legante lentamente e lasciare miscelare per 3 4 minuti Infine aggiungere acqua se necessario a seconda delle condizioni atmosferiche Regole principali e Il prodotto finale deve essere umido ma non bagnato e La quantit di acqua varia a seconda della temperatura dell aria so
256. utilizzati determinano materiali con caratteriste e propriet distinti adatti ai differenti utilizzi in edilizia Alcune caratteristiche fisiche di Calcecanapa in funzione del mix e della messa in opera sono Massa volumica a secco 300 900 kg m Coefficiente di conduttivit termica 0 04 0 12 W mk e Calore specifico 1 0 1 4 kJ kg K Resistenza alla compressione 0 2 1 0 N mm La canapa funge da materiale riempitivo leggero detto anche aggregato mentre la calce funge da legante e conservante Il canapulo solitamente un sottoprodotto della lavorazione della fibra di canapa ed essendo naturalmente ricco di silice aiuta l indurimento della calce Una volta indurito il biocomposito si trasforma in un materiale rigido e leggero con ottime caratteristiche di isolamento e durevolezza Il biocomposito calce canapulo pu essere impegnato nella costruzione di muratura massiccia alla stregua di un conglomerato cementizio sia indipendentemente che come riempimento di una struttura di legno a travi e pilastri Esso tra le diverse tecniche ecocompatibili pi importanti e promettenti ed decisamente il linea con i tre pilastri dello sviluppo sostenibile quello ambientale quello sociale e quello economico Dal punto di vista ambientale la miscela di 94 calce e canapa in grado di ridurre le emissioni di diossido di carbonio grazie alle sue proprieta di isolamento termico e di sequestrare nella struttura d
257. va affiancato ad altri sistemi di valutazione che comprendono le categorie d impatto e di altri effetti ambientali e i relativi fattori di caratterizzazione 67 2 6 LCA in edilizia 2 6 1 Introduzione Il settore delle costruzioni gioca un ruolo importante nel fabbisogno umano come per esempio la fornitura di abitazioni di ospedali e di infrastrutture per il trasporto In tutto questo sono incluse le spese per l intensivo utilizzo delle risorse minerarie ed energetiche come cos come la produzione di rifiuti Ad esempio nel Regno Unito oltre 200 milioni di tonnellate all anno di minerali vengono estratti e consumati in ciascun settore essi rappresentano l 84 dell estrazione mineraria annuale del paese Inoltre il settore residenziale consuma circa 500 milioni di MWh anno di energia con un contribuito di circa 158 milioni di tonnellate di eq anno pari al 28 delle emissioni annue di carbonio in Italia e produce oltre 100 milioni di tonnellate di rifiuti ogni anno pari al 3396 ogni anno Come risultato il settore delle costruzioni contribuisce in modo significativo ai diversi impatti ambientali compresi quelli globali Rosa M Cu llar Franca et al 2012 L elevata evoluzione continua delle performance energetica dei componenti dell edilizia rende quello delle costruzioni tra 1 campi di applicazione della LCA potenzialmente pi interessanti Esso uno strumento molto utile alla caratterizzazione di un sistema compless
258. vece sono cresciute dal 1990 ad oggi ad un tasso medio annuo 1 9 pari a quello dell offerta mondiale di energia primaria alla quale hanno contribuito nel 2008 una quota pari al 12 8 del totale essenzialmente attraverso la biomassa solida 9 1 L apporto delle rinnovabili alla produzione elettrica mondiale nel 2008 corrisponde invece al 18 5 del totale di cui la gran parte proveniente dall idroelettrico 15 9 In UE i consumi di energia primaria da FER nel 2008 sono arrivati a quota 8 296 del totale con la biomassa solida che anche in questo caso la fonte principale 66 1 totale FER mentre nel settore elettrico le rinnovabili incidono per una quota pari al 16 4 del consumo lordo soprattutto grazie all idroelettrico 59 5 Il 2008 e il 2009 sono stati due anni che hanno segnato un fatto molto importante per le rinnovabili per due anni consecutivi la nuova capacit installata da FER stata superiore al 50 del totale delle nuove installazioni in UE superando quindi quella delle fonti tradizionali Nel 2009 questa quota stata del 61 aumentando dal 14 nel 1995 Un ulteriore analisi dell offerta di energia primaria TPES dagli ultimi bilanci IEA disponibili indica che il petrolio costituisce la fonte di maggiore importanza in Giappone USA e Unione Europea rispettivamente il 4596 3996 e 35 della TPES mentre in Cina e India tale ruolo ricoperto dal carbone 66 e 41 Per l Unione Europea il gas il secondo combusti
259. worola amp Gheewala 2008 2 6 4 Le fasi di vita dell edificio La ripartizione tra le tre fasi di vita di un edificio costruzione fase operativa fine vita funzione tra le altre variabili dello stato di conservazione dell edificio Studi dimostrano infatti che mentre gli edifici di nuova e pi efficiente concezione consumano solo una frazione dell energia consumata dai corrispettivi edifici risalenti agli anni settanta l energia spesa per la fase di costruzione rimasta pi o meno invariata se non addirittura aumentata et al 2007 Per fare una valutazione LCA di un edificio di nuova costruzione occorre anzitutto definire la durata della vita utile dell edificio stesso in relazione alla funzione a cui destinato e del sistema impiantistico Da tali durabilit dipendono infatti i cicli manutentivi e la quantit di energia complessiva derivante dall uso dell edificio Gli oneri di costruzione comprendono l elettricit utilizzata per alimentare gli strumenti di lavoro d illuminazione cosi come il carburante usato per le macchine pi pesanti impiegate per la 73 costruzione del sito e per il trasporto dei materiali dai luoghi di preparazione e lavorazione al sito Sono inoltre da tenere in considerazione le attivita di preparazione del cantiere le installazioni strutturali e di sviluppo l equipaggiamento di tipo meccanico ed elettronico e le rifiniture interne Gli impatti ambientali di quest
260. zione di questi due prodotti 5 1 Descrizione dei materiali utilizzati Il Natural Beton 1 1 e 2 1 e il biomattone sono dei materiali isolanti massicci che combinano propriet di isolamento e massa termica Come detto in precedenza sono composti da calce idraulica naturale e legno di canapa canapulo miscelati con acqua Rispettando i principi di sostenibilit sociale ed ambientale hanno tutte le qualit richieste ad un materiale da costruzione in linea con uno sviluppo sostenibile ovvero alta capacit isolante bassaenergia incorporata capacit di assorbire CO dall atmosfera La produzione di Natural Beton per brevit in seguito indicato con la sigla N B e biomattone viene effettuata con un procedimento a freddo molto specifico riducendo significativamente il consumo di energia Di seguito sono elencate alcune caratteristiche applicazioni e un elenco di dati tecnici dei tre materiali presi i considerazione 128 5 1 1 Caratteristiche comuni per tutti i materiali Comfort termico acustico ed igrometrico Sono impermeabili al vapore acqueo Resistente al fuoco al gelo ad insetti e roditori Assenza di fumi tossici in caso di incendio Basso consumo di energia durante la fabbricazione Riciclabile e biodegradabile a fine del ciclo di vita Applicazioni N B 1 1 Isolamento tetto e sottotetto Costruzione di muratura isolante con casseri a perdere in magnesite e fibra vegetale
261. zzali dove viene stoccato in cumuli all aperto o in sili La granulometria pi utilizzata per la carica del forno la 30 90 mm Quando l impianto costituito da pi forni usualmente si alimenta un forno con la pezzatura 20 40 mm e l altro con la pezzatura 40 100 mm ovviamente interesse del produttore utilizzare tutto il calcare possibile In alcuni casi quando l impianto costituito da un unico forno si procede a caricare il forno alternativamente con uno strato a pezzatura piccola e uno strato a pezzatura pi grande sistema a sandwich Il materiale pi fino di 20 mm pu essere utilizzato solo in forni con caratteristiche particolari Tutto il materiale non idoneo sottopezzatura viene riutilizzato all interno dell impianto per realizzare altri prodotti oppure venduto ad industrie ed imprese di costruzione 123 4 6 5 Stoccaggio e preparazione dei combustibili Nei forni da calce si possono utilizzare diversi tipi di combustibile In Italia il combustibile pi diffuso il gas naturale ma trovano impiego anche carbone olio pesante ed il polverino di legno Il gas naturale da rete da media o alta pressione viene utilizzato nei forni da calce a pressioni pi basse Esistono di conseguenza oltre alla cabina di misura fiscale una pi stazioni di riduzione e controllo della pressione del gas L olio combustibile approvvigionato con autobotti viene scaricato in serbatoi di capacit adeguata L olio combustibil

5.7 Valutazione degli impatti

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents