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Life-cycle cost analysis

Valutazione economica del progetto Clamarch a.a. 2013/14

Docenti | prof. Stefano Stanghellini | prof. Sergio Copiello Collaboratori | arch. Valeria Ruaro | arch. Pietro Bonifaci Lezione di | arch. Valeria Ruaro – [email protected]

con esempi applicativi

LCCA │ arch. Valeria Ruaro [email protected] 2

Cos’è la LCCA Perché usare la LCCA

Elementi fondamentali per l’applicazione Formule e parametri di valutazione

LCC NS SIR AIRR DPB SPB

Soluzioni ottimali per prestazioni ottimali

Schema della lezione

LCCA │ arch. Valeria Ruaro [email protected]


La LCCA (Life-Cycle Cost Analysis) è un metodo di valutazione economica

dei progetti, nel quale i costi derivanti dal possedere, usare, mantenere e,

infine, smaltire un certo progetto, sono considerati potenzialmente importanti

per prendere una decisione.

Esso consente di determinare il ‘costo globale’ di un certo prodotto,

considerando in suo intero ciclo di vita.

Cos’è la LCCA


Perché usare la LCCA

4

La LCCA è particolarmente adatta a valutare alternative progettuali che

soddisfano un certo livello di prestazione (comfort, qualità architettonica,

standard costruttivi, ecc.), ma che presentano differenti:

- costi di investimento, gestione, manutenzione e ristrutturazione

- cicli di vita

La LCCA è altresì utile a valutare progetti che prevedono investimenti iniziali

elevati funzionali a ridurre costi di gestione successivi.


Elementi fondamentali per l’applicazione

5

L’applicazione della LCCA richiede che siano definiti una serie di elementi

necessari alla sua applicazione:

Definire tipo di scelta e obiettivi

Definire progetto e alternative

Stabilire il periodo di studio

Individuare i costi ‘rilevanti’ ai fini della valutazione


Elementi fondamentali per l’applicazione / Definire tipo di scelta e obiettivi

6

Quale tipo di decisione? Accettare o rigettare alternative progettuali

Installare pannelli solari alla copertura Installare timer ai termostati

Selezionare ‘sistemi’ ottimali/convenienti Selezionare il tipo di impianto di riscaldamento e raffreddamento (pompa di calore, riscaldamento a gas con aria condizionata, ecc.) Selezionare il tipo di tecnologia costruttiva per i muri (muratura, legno, isolamento con lana di riccia, ecc.)

Selezionare combinazioni ottimali/convenienti di sistemi indipendenti

Specificare l’efficienza di riscaldamento a gas con aria condizionata e del tipo di illuminazione Stabilire la dimensione di un riscaldamento a pannelli solari e l’efficienza nell’istallazione di infissi coibentati

Ordinare soluzioni alternative per allocare risorse

Selezionare tra diverse soluzioni che sono state proposte per ricevere finanziamenti o incentivi fiscali


Elementi fondamentali per l’applicazione / Definire progetto e alternative

7

Individuare gli aspetti che hanno rilevanza sotto il profilo dei costi, e quindi:

- Identificare i vincoli di tipo fisico, funzionale o normativo che

comportano l’esclusione a priori di certe soluzioni alternative

- Identificare alternative progettuali tecnicamente valide che soddisfino

specifiche performance tecniche


Elementi fondamentali per l’applicazione / Stabilire il periodo di studio

8

Per periodo di studio si intende l’arco temporale durante il quale i costi e i

benefici collegati a un certo investimento, hanno ricadute sugli interessi

dell’investitore che deve prendere la decisione.

Alternative progettuali che devono essere confrontate tra loro per prendere

una decisione, devono avere il medesimo periodo di studio.

Il periodo di studio:

- inizia al momento 0

- include il periodo di progettazione/costruzione

- include il periodo di gestione

- si conclude all’anno n stabilito al momento della valutazione



9

momento 0

è il momento a cui tutti i costi vengono riferiti mediante l’operazione di sconto e solitamente

corrisponde con il momento in cui la decisione deve essere effettuata

periodo di progettazione/costruzione

è il periodo nell’ambito del quale vengono effettuate le operazioni di investimento iniziale, e

quindi sostenuti i costi concernenti la progettazione, la costruzione e l’espletamento di tutte le

attività per la realizzazione dell’immobile

periodo di gestione/manutenzione

è l’arco temporale che intercorre tra il momento in cui la realizzazione e completata e iniziano

ad aversi costi di gestione e manutenzione. Qualora la valutazione riguardi i soli aspetti di

manutenzione e gestione, il periodo di gestione inizia al momento 0

anno N

rappresenta l’anno conclusivo del periodo di studio. Solitamente il numero di anni considerati

nella valutazione tengono conto della vita utile del progetto o del sistema oggetto di valutazione



10

periodo P/C periodo G/M

periodo di studio

momento 0

1 2 3 4 5 N …


Elementi fondamentali per l’applicazione / Individuare i costi ‘rilevanti’

11

Non tutti i costi che riguardano un determinato progetto devono essere

necessariamente considerati nella LCCA, e vengono pertanto definiti

‘non rilevanti’.

In questa categoria ricadono:

- i costi che non variano da un’alternativa progettuale a un’altra, e che

quindi non incidono sul risultato finale

- i cosiddetti ‘costi irrecuperabili’ (sunk costs), concernenti operazioni

effettuate prima del momento 0, e che non hanno particolare rilievo per

il tipo di valutazione che si intende effettuare

- i costi di carattere fiscale o finanziario, sempre che la valutazione non sia

effettuata specificatamente per effettuare valutazioni su queste voci

- più in generale tutti quei costi che ai fini della valutazione specifica

vengono considerati ‘non rilevanti’


Elementi fondamentali per l’applicazione / Individuare i costi ‘rilevanti’

12

I costi ‘rilevanti’ si distinguono solitamente in:

- Costi di investimento (costo di progettazione, acquisto, costo di

costruzione)

- Costi di gestione (elettricità, acqua, gas, ecc.)

- Costi di manutenzione (costo di ristrutturazione e/o restauro)

Ai costi rilevanti si aggiunge il valore residuo, ovvero il valore che rimane

alla fine del periodo di studio.

Esso può essere positivo, qualora il bene mantenga un certo valore e possa,

ad esempio, essere rivenduto.

Ma può essere anche negativo, nel caso in cui il bene vada smaltito,

convertito, ecc.


Formule e parametri di valutazione / LCC

13

Formula generale

LCC = Ct(1 + r)t

N

t=0

LCC = life cycle cost

Ct = somma dei ‘costi rilevanti’

N = numero di anni del periodo di studio

𝑟 = saggio di sconto



14

Formula applicata a progetti di edifici

LCC = Ci + Cg + Cm

(1 + r)t ± Vr

1

(1 + r)N

N

t=0

LCC = life cycle cost

Ci = costi di investimento

N = numero di anni del periodo di studio

𝑟 = saggio di sconto

Cg = costi di gestione

Cm = costi di manutenzione

t = anno in cui il costo si verifica



15

Esempio: caso base

periodo di studio momento 0

12 20

Cg (600 euro/anno)

Cm (10.000 euro)

Vr (-10.000 euro)

0

Ci (100.000 euro)

Saggio di sconto 4%

Periodo di studio 20 anni

Dati di base Anno/ periodoFattore di

attualizzazioneValore attuale

Costo di investimento € 100.000 anno 0 - € 100.000

Costo di gestione € 600 annuo 13,59 € 8.154

Costo di manutenzione € 10.000 12° anno 0,62 € 6.246

Valore residuo -€ 10.000 20° anno 0,46 -€ 4.564

LCC € 109.836



16

Esempio: alternativa

periodo di studio momento 0

12 20

Cg (200 euro/anno)

Cm (12.000 euro)

Vr (-20.000 euro)

0

Ci (108.000 euro)

Saggio di sconto 4%


Dati di base Anno/ periodoFattore di


Costo di investimento € 108.000 anno 0 - € 108.000


Costo di manutenzione € 12.000 12° anno 0,62 € 7.495

Valore residuo -€ 20.000 20° anno 0,46 -€ 9.128

LCC € 109.085


Formule e parametri di valutazione / NS

17

NS (Net Saving) – risparmio netto

Misura la differenza tra benefici e costi attualizzati di un certo progetto.

Nell’analizzare alternative progettuali, quindi confrontate tra di loro sotto il

profilo dei costi, esso viene calcolato come differenza tra LCC del caso base

e LCC dell’alternativa progettuale.

NS = LCCcaso base − LCCalternativa

Valore attuale

(caso base)

Valore attuale

(alternativa

progettuale)

(Vacb - Vaap)

Costo di investimento € 100.000 € 108.000 -€ 8.000

Costo di gestione € 8.154 € 2.718 € 5.436

Costo di manutenzione € 6.246 € 7.495 -€ 1.249

Valore residuo -€ 4.564 -€ 9.128 € 4.564

€ 751


Formule e parametri di valutazione / NS

18

In sintesi: - un’alternativa progettuale è conveniente rispetto al caso base solo

quando NS è maggiore di 0

- NS è una misura relativa, quindi va utilizzata per effettuare confronto tra alternative

- NS può esse calcolato confrontando le singole categorie di costo, oppure effettuando direttamente la differenza tra LCC

- le alternative vanno confrontate utilizzando il medesimo periodo di studio e stesso saggio di attualizzazione


Formule e parametri di valutazione / SIR

19

SIR (Saving to investment ratio) – risparmio in rapporto all’investimento

Esprime la relazione tra quanto risparmiato in fase di gestione (operational

saving) e i costi aggiuntivi necessari all’investimento (additional invesment

costs). È quindi necessario separare le voci relative alla fase gestionale del

progetto (Cg e Cm) dai costi di investimento, considerando tra quest’ultimi

anche il valore residuo (Ci e Vr).

SIR =Os

Ai

Os = operational saving

Ai = additional investment costs



20

Valore attuale

(caso base)

Valore attuale

(alternativa

progettuale)

(Vacb - Vaap)

Operational saving (Os)


Costo di manutenzione € 6.246 € 7.495 -€ 1.249

Os € 4.187

Additional investment costs (Ai)

Costo di investimento € 100.000 € 108.000 € 8.000

Valore residuo -€ 4.564 -€ 9.128 -€ 4.564

Ai € 3.436

NS = Os - Ai € 751

SIR = Os/Ai 1,22 per ogni euro investito l'alternativa progettuale, rispetto al caso base, genera 1,22 euro



21

In sintesi:

- un’alternativa progettuale è conveniente rispetto al caso base quando SIR

è maggiore di 1

- SIR è una misura relativa, quindi va utilizzata per effettuare confronto tra

alternative

- le alternative vanno confrontate utilizzando il medesimo periodo di studio

e stesso saggio di attualizzazione


Formule e parametri di valutazione / AIRR

22

AIRR (Adjusted Internal Rate of Return) – Tasso interno di rendimento

Esprime il rendimento annuale di un progetto entro il periodo di studio

definito. Come NS e SIR è una misura relativa e necessita pertanto del

confronto tra due alternative che presentino stesso periodo di studio e stesso

saggio di attualizzazione.

AIRR = 1 + r (SIR)1N − 1

AIRR = 1 + 4% (1,22)120 − 1 = 5,03%

Poiché AIRR = 5,03% è maggiore di 4%,

l’alternativa è più conveniente del caso base


Formule e parametri di valutazione / AIRR

23

In sintesi: - un’alternativa progettuale è conveniente rispetto al caso base quando

AIRR è maggiore di r (AIRR > r)

- AIRR è una misura relativa, quindi va utilizzata per effettuare confronto tra alternative

- le alternative vanno confrontate utilizzando il medesimo periodo di studio e stesso saggio di attualizzazione


Formule e parametri di valutazione / SPB e DPB

24

SPB (Simple Payback) – tempo di ritorno dell’investimento (semplice)

Rappresenta il tempo necessario per ritornare dell’investimento iniziale, dato

un certo risparmio annuale, senza tener conto dell’effetto dello sconto

all’attualità dei valori annuali di risparmio.

DPB (Discounted Payback) – tempo di ritorno dell’investimento (scontato)

Rappresenta il tempo necessario per ritornare dell’investimento iniziale, dato

un certo risparmio annuale, tenuto conto dell’effetto dello sconto all’attualità

dei valori annuali di risparmio.



25

AnnoRisparmio

anno (Cg)

Risparmio

annuo (Cm)

Investimento

iniziale

r =0% r =4% SPB DPB

a b cd=

b+c

e=

(b+c)/(1+r)n

f g=d-f h=e-f

1 € 400 € 300 € 700 € 673 8.000€ 7.300-€ 7.327-€

2 € 400 € 300 € 1.400 € 1.320 8.000€ 6.600-€ 6.680-€

3 € 400 € 300 € 2.100 € 1.943 8.000€ 5.900-€ 6.057-€

4 € 400 € 300 € 2.800 € 2.541 8.000€ 5.200-€ 5.459-€

5 € 400 € 300 € 3.500 € 3.116 8.000€ 4.500-€ 4.884-€

6 € 400 € 300 € 4.200 € 3.669 8.000€ 3.800-€ 4.331-€

7 € 400 € 300 € 4.900 € 4.201 8.000€ 3.100-€ 3.799-€

8 € 400 € 300 € 5.600 € 4.713 8.000€ 2.400-€ 3.287-€

9 € 400 € 300 € 6.300 € 5.205 8.000€ 1.700-€ 2.795-€

10 € 400 € 300 € 7.000 € 5.678 8.000€ 1.000-€ 2.322-€

11 € 400 € 300 € 7.700 € 6.132 8.000€ 300-€ 1.868-€

12 € 400 € 300 € 8.400 € 6.570 8.000€ 400€ 1.430-€

13 € 400 € 300 € 9.100 € 6.990 8.000€ 1.100€ 1.010-€

14 € 400 € 300 € 9.800 € 7.394 8.000€ 1.800€ 606-€

15 € 400 € 300 € 10.500 € 7.783 8.000€ 2.500€ 217-€

16 € 400 € 300 € 11.200 € 8.157 8.000€ 3.200€ 157€

17 € 400 € 300 € 11.900 € 8.516 8.000€ 3.900€ 516€

18 € 400 € 300 € 12.600 € 8.862 8.000€ 4.600€ 862€

19 € 400 € 300 € 13.300 € 9.194 8.000€ 5.300€ 1.194€

20 € 400 € 300 € 14.000 € 9.513 8.000€ 6.000€ 1.513€

Risparmio cumulato Risparmio netto

caso basealternativa

progettualedifferenza

Costo di investimento € 100.000 € 108.000 € 8.000

Costo di gestione € 600 € 200 € 400

Costo di manutenzione

(annuale) € 800 € 500 € 300



26

In sintesi: - SPB e DPB sono utili a calcolare quanti anni sono necessari per coprire

un certo investimento iniziale

- PB rappresenta un criterio per accettare o rigettare una certa soluzione, ma non è utile per escludere alternative tra loro o ordinare progetti indipendenti tra loro


Esempio 1

27

Saggio di sconto 4%


Investimento 800 euro

Consumo annuo con infissi attuali

riscaldamento 400 euro/anno

rafrescamento 150 euro/anno

Consumo annuo con infissi coibentati

riscaldamento 340 euro/anno

rafrescamento 128 euro/anno

DECISIONE: Accettare o rigettare la possibilità di istallare infissi

coibentati


Esempio 1

28

Caso base Anno/ periodoFattore di


Costo di investimento € - - - -


Costo di manutenzione € - - - -

Valore residuo € - - - -

LCC € 7.475

Alternativa Anno/ periodoFattore di


Costo di investimento € 800 anno 0 - € 800


Costo di manutenzione € - - - -

Valore residuo € - - - -

LCC € 7.153

Valore attuale

(caso base)

Valore attuale

(alternativa

progettuale)

Differenza

Costo di investimento € - € 800 -€ 800


Costo di manutenzione € - € - € -

Valore residuo € - € - € -

NS 321€


Esempio 1

Valore attuale

(caso base)

Valore attuale

(alternativa

progettuale)

(Vacb - Vaap)

Operational saving (Os)


Costo di manutenzione € - € - € -

Os € 1.121

Additional investment costs (Ai)

Costo di investimento € - € 800 € 800

Valore residuo € - € - € -

Ai € 800

NS = Os - Ai = € 321

SIR = Os/Ai = 1,40

AIRR= (1+r) x (SIR)1/N = 5,77%


Esempio 2

30

Saggio di sconto 4%


Investimento: Consumo annuo:

Pompa di calore 1.000 euro Pompa di calore 669 euro/anno

Caldaia a metano 1.200 euro Caldaia a metano 1.073 euro/anno

Caldaia a gasolio 1.250 euro Caldaia a gasolio 1.560 euro/anno

Caldaia a GPL 700 euro Caldaia a GPL 1.961 euro/anno

Manutenzione:

Pompa di calore 45 euro/anno

Caldaia a metano 35 euro/anno

Caldaia a gasolio 35 euro/anno

Caldaia a GPL 35 euro/anno

DECISIONE: Selezionare ‘sistemi’ ottimali/convenienti


Esempio 2

31

Costo di

investimento

Costo di

gestione

Costo di

manutenzione

Pompa di calore € 1.000 € 7.438 € 500

Caldaia a metano € 1.200 € 11.930 € 389

Caldaia a gasolio € 1.250 € 17.345 € 389

Caldaia a GPL € 700 € 21.803 € 389

Valore attuale

Cg + Cm Os Ai LCC NS SIR

Pompa di calore 7.939€ € 8.939

Caldaia a metano 12.319€ 4.381€ 200-€ € 13.519 -€ 4.581 -22

Caldaia a gasolio 17.734€ 9.795€ 250-€ € 18.984 -€ 10.045 -39

Caldaia a GPL 22.192€ 14.254€ 300€ € 22.892 -€ 13.954 48

Quando considero LCC, SIR diventa un parametro di valutazione secondario


Esempio 3

32

Saggio di sconto 4%

Periodo di studio 25

costo iniziale

I1 € -

I2 € 5.000

I3 € 10.000

I4 € 22.000

I5 € 40.000

costo iniziale

R1 € -

R2 € 15.000

R3 € 37.000

livello prestazionale dell' involucro edilizio

livello prestazionale del sistema di

riscaldamento/raffrescamento

DECISIONE: Selezionare combinazioni ottimali/convenienti di

sistemi indipendenti


Esempio 3

33

Costi di gestione annuali

R1 R2 R3

I1 € 1.285 € 1.124 € 1.058

I2 € 1.221 € 1.068 € 1.005

I3 € 1.163 € 1.018 € 958

I4 € 1.112 € 973 € 915

I5 € 1.067 € 933 € 878

Costi di manutenzione (annuali)

R1 R2 R3

I1 € 350 € 300 € 266

I2 € 332 € 285 € 253

I3 € 318 € 272 € 242

I4 € 306 € 262 € 233

I5 € 298 € 255 € 226


Esempio 3

34

Costi di investimento

R1 R2 R3

I1 € - € 15.000 € 37.000

I2 € 5.000 € 20.000 € 42.000

I3 € 10.000 € 25.000 € 47.000

I4 € 22.000 € 37.000 € 59.000

I5 € 40.000 € 55.000 € 77.000

LCC

R1 R2 R3

I1 € 25.542 € 37.246 € 57.684

I2 € 29.261 € 41.137 € 61.653

I3 € 33.136 € 45.152 € 65.746

I4 € 44.152 € 56.293 € 76.934

I5 € 61.324 € 73.559 € 94.247


In sintesi

LCC NS SIR AIRR

Accettare o rigettare alternative

progettuali

minimo

> 0

> 1

> r

Selezionare ‘sistemi’

ottimali/convenienti

minimo

maxno no

Selezionare combinazioni

ottimali/convenienti di sistemi

indipendenti

minimo LCC

combianto

max NS

combinato

no no


Esercitazione

36

Interventi possibili

a) Sostituzione della caldaia

b) Istallazione di doppi vetri

c) Istallazione di pannelli fotovoltaici per la produzione di energia

d) Intallazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda sanitaria

e) Realizzazione di isolamento a cappotto

Saggio di sconto 4%


Costi di investimento

a) Sostituzione della caldaia 3.000 euro

b) Istallazione di doppi vetri 7.000 euro

c) Istallazione di pannelli fotovoltaici per la produzione di energia 10.000 euro

d) Intallazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda sanitaria 5.000 euro

e) Realizzazione di isolamento a cappotto 35.000 euro


Esercitazione

37

Costi di gestione

Situazione attuale

Produzione acqua calda 800 euro/anno

Elettricità 45 euro/mese

Riscaldamento 2.400 euro/anno

a) Sostituzione della caldaia

Produzione acqua calda -20%

Elettricità -4%

Riscaldamento -20%

b) Istallazione di doppi vetri

Produzione acqua calda 0%

Elettricità -2%

Riscaldamento -10%

c) Istallazione di pannelli fotovoltaici per la produzione di energia


Elettricità -50%

Riscaldamento -2%

d) Intallazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda sanitaria


Elettricità -20%

Riscaldamento 0%

e) Realizzazione di isolamento a cappotto

Produzione acqua calda 0%

Elettricità -5%

Riscaldamento -40%


Esercitazione

38

Quale intervento risulta più conveniente effettuare?

Se decidessi di realizzare l'intervento più conveniente,

in quanti anni rientrerei dell'investimento iniziale?


Principali riferimenti

39

Gottfried, D. (1996), “Economics of Green Buildings,”Sustainable Building Technical Manual - http://smartenergy.illinois.edu/pdf/Archive/SustainableBuildingTechManual.pdf

K. Fuller, S., & R. Petersen, S. (1996). Life-cycle costing manual for the Federal Energy Management Program -

http://fire.nist.gov/bfrlpubs/build96/PDF/b96121.pdf (2005), Guidelines for Life Cycle Cost Analysis, Stanford University (2007), Life Cycle Costing (LCC) as a contribution to sustainable construction: a common methodology, Davis

Langdon Management Consulting (2013), Implementing the cost-optimal methodology in EU countries - Lesson learned from three case studies,

The Buildings Performance Institute Europe Life-cycle costing (LCC) as a contribution to sustainable construction: towards a common methodology -

http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/construction/studies/life-cycle-costing_en.htm INFORMAZIONI PROVENIENTI DALLE ISTITUZIONI, DAGLI ORGANI E DAGLI ORGANISMI DELL'UNIONE

EUROPEA - GUE 2012/C 115/01 DIRETTIVA 2010/31/UE DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 19 maggio 2010 sulla

prestazione energetica nell’edilizia REGOLAMENTO DELEGATO (UE) N. 244/2012 DELLA COMMISSIONE del 16 gennaio 2012

http://smartenergy.illinois.edu/pdf/Archive/SustainableBuildingTechManual.pdf



http://fire.nist.gov/bfrlpubs/build96/PDF/b96121.pdf

http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/construction/studies/life-cycle-costing_en.htm







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