Studente: GIORGIO ROSATI Correlatore: PAOLO NERI Correlatore: MARIA LITIDO Referente: Prof. PLACIDO...

Studente: GIORGIO ROSATICorrelatore: PAOLO NERI

Correlatore: MARIA LITIDOReferente: Prof. PLACIDO MUNAFÒ

OBIETTIVI DELLO STUDIOGli elementi vetrati hanno una vita utile limitata,

obiettivo dello studio è ricercare una forma di riutilizzo che sia effettivamente vantaggiosa dal punto di vista dell’impatto ambientale.

Mediante prove di laboratorio stabilire l’effettiva possibilità di progettare fine vita diversi da quelli correntemente realizzati.

Eseguita un’analisi di mercato delle tipologie di elementi commercializzati si intende realizzare un confronto tra gli stessi in merito all’impatto ambientale prodotto nel corso dell’intero ciclo di vita.

ORGANIZZAZIONE DEL LAVOROESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIO1. Sviluppo di una metodologia operativa di

smantellamento dei manufatti ordinari e separazione delle componenti fondamentali

2. Monitoraggio dello stato di degrado del deposito sottoposto a diverse condizioni ambientali (diverse tipologie di ambienti aggressivi).

3. Determinazioni delle prestazioni fisiche dell’elemento deteriorato.

4. Progettazione (qualora si evidenziasse la fattibilità del punto 1) di una metodologia di riutilizzo dell’elemento.

5. Determinazione di un processo di controllo di qualità dell’elemento al termine della vita utile del manufatto vetrocamera.

ESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIOPROVA n. 1Procedure per separare un vetrocamera nelle sue componenti essenziali. Dovranno però essere speditive, non distruttive e semplici da realizzare.Metodologie adottate:1.taglio meccanico2.riscaldamento in acqua e taglio meccanico3.riscaldamento in acqua con ausilio di ultrasuoni e taglio meccanico4.acido acetico e taglio meccanicoMETODOLOGIA 1: taglio meccanico METODOLOGIA 2: riscaldamento in

acqua e taglio meccanico

ESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIOPROVA n. 2

GIORNO 1GIORNO 2GIORNO 3GIORNO 4

Number of pixels (tota l )

Number of pixels

white-dot

Percentual of dots

Number of white dots

Day 1 17927688 14799 0,0825483 61Day 2 17010244 6085271 35,774155 5924Day 3 15472158 5722890 36,988312 2465Day 4 16689750 7679784 46,014973 2629

Panel A3

CARATTERISTICHE RISCONTRATE

ESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIOPROVA n. 3

TEST SPETTROFOTOMETRO INFRAROSSOTEST SPETTROFOTOMETRO UV-VISIBILE

Dall’analisi degli spettri di assorbimento si nota come il vetro deteriorato presenti le medesime proprietà nell’UV visibile, diventando invece molto meno riflettente nel lontano infrarosso.

ESECUZIONE DEI TEST IN LABORATORIOPROVA n. 4Metodologia di riutilizzo dell’elemento:1.smontaggio dell’elemento con tecnica TAGLIO MANUALE2.rimozione del profilo distanziatore3.asportazione dei sali disidratanti4.effettuazione di un ciclo di riscaldamento per i Sali (5 0re a 300°)5.raschiatura del vetro nelle zone a contatto con i sigillanti6.riassemblaggio del manufatto (metodologia tradizionale)

PROVA n. 5

Metodologia controllo qualità:•Controllo ottico del vetro con deposito e nel caso fossero presenti macchie di grandezza superiore a 0,5 mm sostituire l’elemento.

ORGANIZZAZIONE DEL LAVOROLCA

Analisi dettagliata dei componenti costitutivi degli elementi vetrati

Confronto tra gli impatti ambientali prodotti dalle varie soluzioni presenti nel mercato

Analisi di sensibilità su un manufatto particolarmente rappresentativo al variare di alcune caratteristiche costitutive

LCAI CAMPIONI DA STUDIARE

S imbolo s Uvetro g Ute la io Uinfisso Ψg

S ignificato S pes s ori tras mittanz a termica vetro F attore s olare tras mittanz a termica telaio tras mittanz a termica infis s o tras mittanz a termica lineare

Unità di mis ura [mm] [W/m2*K ] 0÷1 [W/m2*K ] [W/m2*K ] [W/m*K ]campione 1 Vetro chiaro c las s ico 4 5,8 0,85 1,8 5,396322972 0,068campione 2 Vetro piano Low-E HAR D C O AT 4 3,7 0,74 1,8 3,650322972 0,068campione 3 Vetro piano controllo s olare HAR D C O AT 4 5,7 0,56 1,8 5,313180115 0,068

campione 4-A Vetrocamera c las s ico aria 4-12-4 2,9 0,76 1,8 2,985180115 0,068campione 4-B Vetrocamera c las s ico aria 4-12-4 2,9 0,76 1,8 2,841916693 0,032campione 5-A Vetrocamera Low-E S O F T C O AT aria 4-12-4 1,7 0,63 1,8 1,987465829 0,068campione 5-B Vetrocamera Low-E S O F T C O AT aria 4-12-4 1,7 0,63 1,8 1,844202407 0,032campione 6-A Vetrocamera Low-E S O F T C O AT argon 4-12-4 1,4 0,63 1,8 1,738037258 0,068campione 6-B Vetrocamera Low-E S O F T C O AT argon 4-12-4 1,4 0,63 1,8 1,594773836 0,032campione 7-A Triplo vetro doppio Low-E S O F T C O AT argon 4-12-4-12-4 0,7 0,6 1,8 1,156037258 0,068campione 7-B Triplo vetro doppio Low-E S O F T C O AT argon 4-12-4-12-4 0,7 0,6 1,8 1,012773836 0,032

campione 8 Vetrocamera controllo s olare S O F T C O AT aria 4-12-4 2,8 0,47 1,8 2,902037258 0,068campione 9 Vetrocamera comfort 4 s tagioni argon 4-12-4 1,3 0,42 1,8 1,654894401 0,068

campione 10 Aerogel 4-12-4 0,44 0,45 1,8 0,939865829 0,068campione 11 D is tanz iatore termoplas tico + Low-E S O F T C O AT argon 4-12-4 1,4 0,63 1,8 1,547019362 0,02campione 12 Vacuum 3-0,2-3 1,2 0,5 1,8 1,571751544 0,068campione 13 Heat Mirror 6-12,7-12,7-6 0,727 0,3 1,8 1,178485829 0,068

UNI E N 10077-01 2007

Telaio in legno-pvc (UW=2,4-1,8)

Campioni derivanti dalla ricerca di mercato, rappresentano una completa sintesi dell’offerta. Ci sono anche elementi che sebbene poco venduti a causa della recente introduzione sul mercato potrebbero essere invece largamente utilizzati in futuro.

Per effettuare il calcolo del fabbisogno energetico di un vetro, in base alla norma UNI 10077-1 del 2007, non si può prescindere dalle caratteristiche del telaio, come evidenziato dalla seguente formula:

Di conseguenza si è utilizzato il telaio in legno presente nella banca dati EcoInvent per la parte relativa alla tecnologia costruttiva, e per la trasmittanza termica, mentre le informazioni mancanti (permeabilità all’aria) sono state tratte dalle schede tecniche della ditta Cormo soc. Coop telaio S1.

Il serramento ha un’area di 1,5 m2, con 1 m2 di superficie vetrata e 0,5 m2 di telaio, è posto ad Ancona ed è rivolto verso Sud, per 30 anni. Il pannello vetrato è il campione 6-A.

LCAIL SERRAMENTO (IL SISTEMA)

VALUTAZIONEVALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE ISO 14044ISO 14044

NORMALIZZAZIONE

CARATTERIZZAZIONE

VALUTAZIONEDEL DANNO

CLASSIFICAZIONE

OBIETTIVOOBIETTIVOUNITA’ FUNZIONALEUNITA’ FUNZIONALE

FUNZIONE DEL SISTEMAFUNZIONE DEL SISTEMACONFINI DEL SISTEMA CONFINI DEL SISTEMA

ISO 14040ISO 14040

INVENTARIOISO 14040

EMISSIONI E RISORSE

ENERGIE

MATERIALI

PROCESSI

ANALISI DI SENSIBILITÀ E VALUTAZIONE VALUTAZIONE DEI MIGLIORAMENTI ISO 14044

Competenze: INGEGNERIA, ECONOMIA, FISICA, SC. AMBIENTALI, SC. NATURALI, BIOLOGIA,

ARCHITETTURA, CHIMICA, MEDICINA,

STORIA,

La Metodologia LCA

DAMAGE ASSESMENT

LCAIL CODICE DI CALCOLO SIMAPROLCA COME PROCESSO

Material

Metodi di Calcolo

Transport

Energy

Processing

INPUT

OUTPUT

DISPOSAL

•Emission to air•Emission to water•Emission to soil•Final waste flow•Non material emis•Social issues •Economic issues

Caratterizzazione, damage assessment,

normalizzazione, valutazione

Resources

Waste TreatmentLCA

LCAI METODI DI VALUTAZIONE UTILIZZATI

•Sviluppatore: Prè su commissione del Min.Ambiente olandese•Uno dei più diffusi a livello europeo•Valutazione attraverso un valore sintetico, basato su 3 categorie di danno a loro volta ripartite in categorie di impatto(approccio endpoint)organizza le informazioni semplifica l’interpretazione dei risultati

•Sviluppatore: governo danese in collaborazione con imprese private•Valutazione: approccio midpoint (si basa su categorie di impatto disaggregate, anche se sommabili con unità di misura Pt). Le risorse vengono trattate in un metodo a sé stante (EDIP 97 Only Resources)

•Sviluppatore: Swiss Federal Institute of Technology•Valutazione: Il metodo è l’evoluzione di EcoIndicator 99. Ne differisce soprattutto per la categoria Climate Change (in Kg CO2 eq).

•Le unità di misura degli indicatori scaturiscono dal confronto con sostanze di riferimento (sostanze equivalenti)

Paesi bassi

Danimarca

Svizzera

Svezia

•Sviluppatore: Swedish Environmental Research Institute•Valutazione del danno in termini di “disponibilità a pagare”.•L’unità di misura del danno complessivo è l’ELU (Environmental Load Unit) che restituisce direttamente il valore monetario del danno

Eco-Indicator 99

Impact 2002+

EPS 2000

EDIP 2003

Sviluppatore: international panel of climate change (sede in Svizzera)Valutazione: comprende solo fattori di caratterizzazione per il potenziale di riscaldamento globale diretto emessi in aria.

IPCC 100A 2007

LCAIL CASO DI STUDIO

Obiettivi dello studio

Confini del sistema

Unità funzionale

Valutazione del danno ambientale prodotto dal campione 6-ALCA “Cradle to Grave”: dall’estrazione delle materie prime alla produzione del prodotto, all’uso che del prodotto viene fatto, e alla dismissione

1,5 m2 di infisso per 30 anni

Qualità dei dati

Alcuni dati sono tratti dalla banca dati EcoInvent (dati generici), altri sono dati specifici.

Metodi Tutti i 5 metodi modificati dal gruppo di studio

ProcessiAlcuni processi sono stati creati, altri sono stati tratti da banca dati

LCAI PARAMETRI

La necessità di dover cambiare le caratteristiche fisiche dei serramenti per poter creare i diversi elementi da confrontare ha fatto si che fin dall’inizio si sia fatto largo uso dei parametri.

LCAINVENTARIO

Produzione

Elemento vetrato

Telaio

Trasporti

Manutenzione

Fase d’uso

Consumo energetico vetro

Consumo energetico telaioConsumo energetico contatto vetro telaioRigenerazione zeolite

Fine vitaSmaltimento vetro

Smaltimento telaio

Heat, natural gas, at boiler condensing modulating <100kW/RER U

Ug*Sg*GG*Tw*a Wh

Energia termica invernale teorica del vetro:Trasmittanza: 2,9W/m2K (valore standard per doppio vetro chiaro)Gradi giorno Ancona: 1688KTempo di riscaldamento giornaliero (Twin):16hEti(annuale)=2.9[W/m2K]*1[m2]*1688[K]*16[h]=7,8323E4WhEti=2.9[W/m2K]*1[m2]*1688[K]*16[h]*30[a]=2,3497E6Wh(UNI EN 832 paragrafo 5.1)


Ug*Sg*DT*Gs*Ts*a Wh

Energia termica estiva teorica del vetro:La massa superficiale vale:2500[kg/m3]*0.006[m]*3=45kg/m2<100kg(sistema vetrata più sfavorevole, triplo vetro da 6mm)dati teorici:DT=30,1-26=4,1KTemax=30,1°C


-hu*Fs*Fc*Ff*Itw*g*Sg*a Wh

Irraggiamento solare invernaleQirr-win(annuale) = -hu*Fs*Fc*Ff*Itw*g*Sg, con hu*Fs*Fc*Ff=fattore correttivo =0,45g=0,76 (fattore solare=rapporto tra calore entrante e incidente)Sg=1m2 (area vetrata visibile)Irraggiamento solare medio invernale Itw:4536,4*15+3488,3*30+2956,0*30+3639,6*30+4385,3*30+5052,2*15=5,7791E5 Wh/m2(Dato ricavato dall'atlante italiano della radiazione solare, calcolato con UNI 8477/1 per un elemento posto ad Ancona in posizione verticale e diretto verso sud, azimut 0°, coefficiente di radiazione del sulo 1, computando i mesi di Novembre Dicembre GenQirr-win(totale)=-hu*Fs*Fc*Ff*Itw*g*Sg*a=-5,929E6Wh


hu*Fs*Fc*Ff*Its*g*Sg*a Wh

Irraggiamento solare estivoQirr-sum(annuale) = hu*Fs*Fc*Ff*Its*g*Sg, con hu*Fs*Fc*Ff=fattore correttivo =0,45g=0.76 (fattore solare=rapporto tra calore entrante e incidente)Sg=1m2 (area vetrata visibile)Its:5208,2*15+5301,7 *30+5399,0 *30+5244,3 *30+5059,5*15=6,3237E5 Wh/m2(Dato ricavato dall'atlante italiano della radiazione solare, calcolato con UNI 8477/1 per un elemento posto ad Ancona in posizione verticale e diretto verso sud, azimut 0°, coefficiente di radiazione del suolo 1, computando i mesi di Giugno Luglio AgostoQirr-win(totale)=hu*Fs*Fc*Ff*Its*g*Sg*a=6,488E6Wh


F*P*GG*Tw*a Wh

Energia termica invernale teorica trasmessa nel contatto tra vetro e telaio:trasmittanza lineare vetro-telaio: 0.05-0.11W/m°K da moltiplicare per il perimetro visibile del vetro: 4mGradi giorno Ancona: 1688KTempo di riscaldamento giornaliero (Twin):16hEti(annuale)=0.068[W/mK]*4[m]*1688[K]*16[h]=7346,18WhEti=0.068[W/mK]*4[m]*1688[K]*16[h]*30[a]=2,2039E5Wh(UNI EN 832 paragrafo 5.1)


F*P*DT*Gs*Ts*a Wh

Energia termica estiva teorica trasmessa nel contatto tra vetro e telaio:2500[kg/m3]*0.04[m]*2=20kg/m2<100kgdati teorici:Quella giusta è questaDT=30,1-26=4,1KTemax=30,1°C(Dati presi dal software PAN)


mw*cp*GG*c*a/3,6 Wh

Permeabilità invernaleQperm-win= mw*cp*GG*c, dove GG=1688°Kmw=massa d'aria=ro*per*Tw*Sw ro=densità=1kg/m3S=superficie=2m2p=coefficiente di permeabilità=0,5 m3/hm2 (2 vetri di classe A2 - dati da termotecnica)mw=1[kg/m3]*1,67[m3/hm2]*16[h]*2[m2]= 53,4kg cp=1,013 kJ/kg°K e c=coefficiente riduttivo=0,162Qperm-win(totale)=ro*p*Tw*Sw*cp*GG*c*a=4,4410E5kJ=1,2336E5Wh


ms*cp*DT*Gs*c*a/3,6 Wh

Permeabilità estivaDT=30,1-26=4,1KTemax=30,1°C(Dati presi dal software PAN)Ti=26°C(Da normativa)ms=massa d'aria=ro*per*Ts*S ro=densità=1kg/m3S=superficie=2m2p=coefficiente di permeabilità=0,5 m3/hm2 (2 vetri di classe A2 - dati da termotecnica)ms=1[kg/m3]*1,67[m3/hm2]*10[h]*2[m2]= 33,4kg cp=1,013 kJ/kg°K e c=coefficiente riduttivo=0,162Qperm-sum(totale)=ro*p*Ts*Sw*cp*DT*Gs*c*a=62024,4kJ=17229Wh


Uf*Sf*GG*Tw*a Wh

Energia termica invernale teorica del telaio:Trasmittanza: 1.5W/m2KGradi giorno Ancona: 1688KTempo di riscaldamento giornaliero (Twin):16hEti(annuale)=1,5[W/m2K]*1[m2]*1688[K]*16[h]=4,0512E4WhEti=1,5[W/m2K]*1[m2]*1688[K]*16[h]*30[a]=1,2154E6Wh(UNI EN 832 paragrafo 5.1)


Uf*Sf*DTeq*Gs*Ts*a Wh

Energia termica estiva teorica del telaio:La massa superficiale vale:500 kg/m3*0.05m=25kg/m2<100kgdati teorici:Temax=30,1°C(Dati presi dal software PAN)Temin=24,6(Dati presi dal software PAN)Ti=26°C(Da normativa)escursione termica: 30,1[°C]-24,6[°C]=5,5Kdifferenza Tmax esterna - Tint=30,1-26=4,1KDTeq=26,3 (Ovest)(tabella per determinazione DTeq)Correzione:-1,25(tabella correzione DteqDTeq.corretta=26,3-1,25=25,05°CEte(annuale)=1,5[w/m2k]*1[m2]*25,05[K]*10[h]*92[g]=34569WhEte=1,5[w/m2k]*1[m2]*25,05[K]*10[h]*92[g]*30[a]=1,0371E6Wh(termici)

LCARISULTATI CON I 5 METODI DI VALUTAZIONE

Grafico del single score ottenuto con Eco-Indicator 99Grafico del single score ottenuto con Impact 2002+Grafico del single score ottenuto con EPS 2000Grafico del single score ottenuto con EDIP 2003

Grafico del single score ottenuto con IPCC 100a 2007

LCARISULTATI CON I 5 METODI DI VALUTAZIONE - CONCLUSIONI

Dall’analisi dei risultati si nota che:

•con tutti i Metodi il danno massimo è dovuto all’esaurimento delle risorse.

•Con tutti i Metodi ad esclusione di EDIP 2003 il processo che produce il danno massimo è l’energia dovuta al fabbisogno invernale a causa della trasmissione nel vetro. Con EDIP 2003 diventa più impattante la produzione del telaio.

•Con IPCC il danno vale 996,04677 kg CO2 eq. Il processo che produce il danno massimo è quello del fabbisogno invernale dovuto al vetro e alla trasmissione del calore.

Dall’analisi dei risultati si nota che:

•Con tutti i Metodi il danno massimo è quello dovuto alla fase di uso. Con EDIP 2003 il danno della fase di produzione si avvicina, però, a quella di uso a causa del peso minore dato dal Metodo modificato alla valutazione di risorse e combustibili fossili. La fase di produzione produce un danno la cui percentuale varia da un minimo di 8.9% con IPCC 100a 2007 ad un massimo del 42.24% con EDIP 2003.

Grafico del single score ottenuto con Eco-Indicator 99

LCAIL PROCESSO DIVISO PER FASI (RISULTATI)

Grafico del single score ottenuto con EDIP 2003

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (1)CONFRONTO SU QUANTITÀ DI VETRO DA RIFIUTI (0%-50%) NELLA PRODUZIONE DEL VETRO

Confronto eseguito con Impact 2002+. L’elemento a sinistra rappresenta il campione 6-A in cui il vetro è prodotto con il 50% in peso di macinato di vetro, mentre l’elemento a destra è il campione 6-A realizzato con vetri prodotti da materie prime vergini. Il danno ambientale vale rispettivamente 0,25771 Pt contro 0,25795 Pt.

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (2)IL TIPO DI GAS DI RIEMPIMENTO (ARIA, ARGON O VUOTO)

Confronto eseguito con Impact 2002+. L’elemento a sinistra rappresenta il danno ambientale prodotto dal campione 5-A (vetrocamera doppio in cui il gas basso emissivo è aria), l’elemento al centro rappresenta il danno ambientale prodotto dal campione 6-A (vetrocamera doppio in cui il gas basso emissivo è argon), l’elemento a destra rappresenta il danno ambientale prodotto dal campione 12 vetro evacuato (vetrocamera doppio in cui la camera interna è posta a bassa pressione). Il danno ambientale vale rispettivamente 0,27469 Pt, 0,25795 Pt, 0,24686 Pt.

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (3)IL MATERIALE CHE COSTITUISCE IL PROFILO DISTANZIATORE (AL, POLIPROPILENE O POLIISOBUTILENE)

Confronto eseguito con Impact 2002+. L’elemento a sinistra rappresenta il danno ambientale prodotto dal campione 6-A (vetrocamera doppio il cui profilo distanziatore è realizzato in alluminio), l’elemento al centro rappresenta il danno ambientale prodotto dal campione 6-B (vetrocamera doppio il cui profilo distanziatore è realizzato in polimero acciaio), l’elemento a destra rappresenta il danno ambientale prodotto dal campione 11 distanziatore trmoplastico (vetrocamera doppio il cui profilo distanziatore è realizzato in materiale polimerico). Il danno ambientale vale rispettivamente 0, 25799 Pt, 0,2494 Pt, 0,2469 Pt.

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (4)IL MATERIALE DEL DEPOSITO (TIN-AG-TIN, IN2O3 E TIO2)

Confronto eseguito con Impact 2002+. Il primo vetrocamera presenta un deposito basso emissivo hard-coat (realizzato con Triossido di Indio), il secondo un deposito a controllo solare hard-coat (realizzato con dissido di Titanio), il terzo presenta un deposito basso emissivo soft-coat (realizzato con due strati di Nitruro di Titanio tra cui è stato interposto uno strato di Argento) e il quarto un deposito a controllo solare soft-coat (realizzato con dissido di Titanio). Il danno ambientale vale rispettivamente 0,3794 Pt, 0,47815 Pt, 0,2469 Pt, 0,32843 Pt.

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (5)IL NUMERO DI VETRI (VETRO SINGOLO, DOPPIO, TRIPLO)

Confronto eseguito con Impact 2002+. Confronto tra gli impatti prodotti dai cicli di vita di un serramento con vetro singolo, con vetro doppio e con vetro triplo. Il danno ambientale vale rispettivamente 0,50246 Pt, 0,34439 Pt, 0,29231 Pt.

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (6)IL MATERIALE POLIMERICO INTERPOSTO CHE SOSTITUISCE IL VETRO DI MEZZO

Confronto eseguito con Impact 2002+. Confronto tra un serramento con triplo vetrocamera basso emissivo (due camere d’aria) ed un serramento con vetrocamera composto da due vetri piani all’interno dei quali viene interposto un sottile foglio realizzato in materiale polimerico, che quindi va a formare due camere d’aria con i due vetri di cui prima. Il danno ambientale vale rispettivamente 0,50246 Pt, 0,23145 Pt, 0,20852 Pt.

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (7)ANALISI SCENARI FINE VITASono stati analizzati quattro possibili scenari di

fine vita:1. Lo scenari correntemente realizzato, nessun

genere di riciclaggio (difficoltà separazione componenti), nessun genere di rigenerazione

2. Riciclaggio di alcune delle componenti, nessun genere di rigenerazione

3. Riciclaggio di alcune delle componenti, rigenerazione del vetrocamera senza rigenerazione dei setacci molecolari

4. Riciclaggio di alcune delle componenti, rigenerazione completa del vetrocamera (fine vita più virtuoso)

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (8)OPERAZIONE DA EFFETTUARE SUL VETRO DOPO 15 ANNI (SOSTITUZIONE O RIGENERAZIONE)

Confronto eseguito con Impact 2002. Confronto tra lo stesso serramento con vetrocamera, sottoposto però a diverse operazioni allo scadere dei 15 anni di vita. Il vetrocamera del primo serramento viene infatti rigenerato, mentre il secondo no. Il danno ambientale vale rispettivamente 0,25795 Pt, 0,23145 Pt, 0,2661 Pt.

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (9)OPERAZIONE DA EFFETTUARE SUL SERRAMENTO AL FINE VITA CIOÈ A 30 ANNI (RICICLO O SMALTIMENTO IN DISCARICA)

Confronto eseguito con Impact 2002. confronto tra lo stesso serramento con vetrocamera, sottoposto però a diverse operazioni allo scadere dei 30 anni di vita. Per il primo vetrocamera viene effettuato il riciclo così come proposto dalla banca dati EcoInvent, per il secondo viene effettuato un riciclo in cui viene considerato come fonte di impatto ambientale solo la raccolta (allocando l’impatto relativo alla produzione del vetro riciclato al ciclo di vita del nuovo vetro), nel terzo caso si valuta invece la dismissione in discarica con I relativi trasporti. Il danno ambientale vale rispettivamente 0,25795 Pt, 0,25347 Pt, 0,25382 Pt.

LCAANALISI DI SENSIBILITÀ (10)CONFRONTO CON IMPACT 2002 DEI PROCESSI A PARITÀ DI VARIABILE.

Confronto eseguito con Impact 2002. L’elemento che produce l’impatto ambientale più rilevante è il campione 1 (vetro singolo) con 0.503375 Pti mentre l’impatto minimo è generato da campione 13 (Heat Mirror) con 0.203184 Pti.

LCAANALISI DEI COSTI INTERNI E DEI COSTI ESTERNI

Metodo Human Health

Ecosystem production capacity

Abiotic stock resource / Resources

Biodiversity / Ecosystem Quality

Totale [€]

EPS [ELU] 129.39 58.204 416.39 1.7013 605.69Eco-indicator 99 [€]

13.623 - 27.154 0.26448 41.04148

Costi interni [€] 255.7

Dall’analisi dei risultati si nota che:•i due metodi generano due valori di costo che differiscono di un fattore 15•Il costo interno è il 42.22% del costo esterno calcolato con EPS

LCAESECUZIONE DELLA VALUTAZIONE DELL’IMPATTO AMBIENTALE CON METODI MODIFICATI

A tutti i Metodi considerati sopra, tranne IPCC, sono state apportate modifiche e aggiornamenti da parte degli autori stessi (aggiornamento 2011). Risultato esecuzione della valuazione:•Dal confronto con il risultato ottenuto con la precedente versione di Eco-Indicator si nota che il danno totale aumenta (da 0.25885 Pt a 0,29232306Pt) ma la percentuale tra le diverse fasi cambia di poco.•Dal confronto con il risultato ottenuto con la precedente versione di Impact si nota che il danno totale risulta pressoché uguale (passa da 0.25795 Pt a 0.26533 Pt), la percentuale tra le diverse fasi è costante.•Dal confronto con il risultato ottenuto con la precedente versione di EPS si nota che il danno totale risulta simile (diminuisce da 553.31 Pt a 608.9 Pt), la percentuale tra le diverse fasi è costante.•Dal confronto con il risultato ottenuto con la precedente versione di EDIP si nota che il danno totale aumenta da 5,7492 Pt a 9.9692 Pt, La fase di produzione diventa il 69.54% a scapito di quella di uso. Il Global warming rimane costante. L’aumento del danno totale è dovuto soprattutto a Resources a causa del cambiamento di alcuni coefficienti della normalizzazione e della valutazione.

LCAESECUZIONE DELLA VALUTAZIONE DELL’IMPATTO AMBIENTALE CON METODI MODIFICATI

Si vuole tenere conto del fatto che il legno non può essere considerato come una risorsa inesauribile. In realtà nel periodo del suo ciclo produttivo il legno deve essere considerato esauribile: sono necessari almeno 30 anni perché il legno si riproduca a meno che non si aumentino le foreste certificate (riducendo quelle vergini) e non si consideri anche il legno che si ottiene dalla potatura dei boschi naturali. Il consumo di legno è stimato essere di 0.6 m3/anno pers.

L‘indicatore WoodE’ stato modificato il Metodo IMPACT (IMPACT 2002+260611 wood (20 anni) 230711) introducendo nella caratterizzazione la categoria di impatto Wood con tutte le substances che contengono Wood esclusi i legni particolari (con fattore 1). Nel damage assessment si è introdotta la categoria di danno Wood (con fattore 1). Nella normalizzazione si è usato il fattore (1/0.6)=1.6667, Nella valutazione il fattore è 1/30=0.0333 per tenere conto che l’esaurimento del legno dura 30 anni se ottenuto da foreste certificate.Ricercaforestale (Il consumo e la produzione del legno)

LCAIL FOGLIO DI CALCOLO

A partire dai risultati del calcolo del campione 6-A si è voluto impostare un foglio di calcolo che consenta di ottenere con buona approssimazione la valutazione dell’impatto ambientale di una diversa tipologia di superficie vetrata. Le variabili del sistema sono (Input):•Area del vetro•Area del telaio•Area del serramento•Perimetro del vetro•Trasmittanza del vetro•Trasmittanza del telaio•Fattore solare•Coefficiente di permeabilità dell’infisso•Tempo di vita del serramento

Le risultati de foglio sono (Output):•Human Health•Ecosystem Quality•Climate change•Resources•Radioactive waste•Danno totale•Costo esterno

Campione 6-A

1°soluzione

Area totale m2

Human Health DALY

Ecosystem Quality PDF*m2*yr

Climate change kgCO2eq

Resources MJ primary

Radioactive waste kg

Danno totale Pt

Costo esterno ELU

1,50000E+00 2,33790E-04 1,08980E+02 9,26940E+02 1,75480E+04 7,94110E-03 2,57080E-01 6,04760E+02

2°soluzione

Area del vetro m2

Area del telaio m2

Area serramento m2 Perimetro vetro m

Trasmittanza vetro W/m2K

Trasmittanza telaio W/m2K Fattore solare Permeabilità

Tempo di vita del serramento anni

Human Health DALY

Ecosystem Quality PDF*m2*yr

Climate change kgCO2eq

Resources MJ primary

Radioactive waste kg Danno totale Pt

Costo esterno ELU

1,00000E+00 5,00000E-01 1,50000E+00 4,00000E+00 1,40000E+00 1,50000E+00 6,30000E-01 1,67000E+00 3,00000E+01 2,33959E-04 1,08979E+02 9,26942E+02 1,75476E+04 7,94114E-03 2,57942E-01 6,05690E+02

CONCLUSIONI GENERALI (1)Dallo studio effettuato si possono trarre le seguenti conclusioni generali:1.La metodologia del taglio meccanico risulta funzionale allo smontaggio dei manufatti.2.Il controllo di qualità dei vetri con deposito consta nella ricerca di punti bianche più grandi di 0,2mm3.I processi rappresentativi dei campioni studiati sono stati costruiti usando lo strumento dei parametri previsto da SimaPro. I parametri costituiscono gli input del sistema di cui interessa la variabilità. 4.Con tutti i Metodi il danno massimo è dovuto all’esaurimento delle risorse.5.Con tutti i Metodi ad esclusione di EDIP 2003 il processo che produce il danno massimo è l’energia dovuta al fabbisogno invernale a causa della trasmissione nel vetro. Con EDIP 2003 diventa più impattante la produzione del telaio.6.Con tutti i Metodi il danno massimo è quello dovuto alla fase di uso. Con EDIP 2003 il danno della fase di produzione si avvicina a quella di uso a causa del peso minore dato dal Metodo modificato alla valutazione di risorse e combustibili fossili. La fase di produzione produce un danno la cui percentuale varia da un minimo di 8.9% con IPCC 100a 2007 ad un massimo del 42.24% con EDIP 2003.7.Elementi prestazionalmente più validi si rivelano in generale meno impattanti rispetto a elementi a prestazioni più contenute.8.L’elemento che produce l’impatto ambientale più rilevante è il campione 1 (vetro singolo) con 0.503375 Pti mentre l’impatto minimo è generato da campione 13 (Heat Mirror) con 0.203184 Pti.9.il vetro vergine produce un danno maggiore dell’11,82% di quello prodotto da vetro riciclato al 50% (rapporto calcolato sul solo vetro e non sull’intero serramento).10.Tra i diversi tipi di riempimento quello che produce il danno minimo è aria a bassa densità (vetro evacuato).

LCACONCLUSIONI GENERALI (2)11.I depositi a controllo solare quelli (entrambi costituiti da TiO2 con

diverso spessore) producono lo stesso impatto ambientale. Il deposito basso emissivo soft ottenuto con TiN-Ag-TiN produce un danno leggermente superiore a quello dei due depositi precedentemente considerati. Il deposito basso emissivo hard ottenuto con In2O3 produce un danno superiore a quello dei tre depositi precedentemente considerati.

12.La minore trasmittanza ottenuta aumentando il numero di vetri diminuisce il consumo energetico dovuto alla trasmissione del calore.

13.La separazione in materiale polimerico riduce il consumo di energia termica durante la fase d’uso. Ciò è dovuto al fatto che migliora la resistenza alla trasmissione del calore e diminuisce il fattore solare.

14.La rigenerazione produce un impatto minore del 3,06% di quello della sostituzione (rapporto calcolato sul solo vetro e non sull’intero serramento).

15.Il danno del riciclo è minore del 23.74% del danno della discarica (rapporto calcolato sul solo vetro e non sull’intero serramento).

16.L’introduzione dell’indicatore Wood nel Metodo IMPACT per tenere conto del legame che la rinnovabilità del legno ha con il tempo, aumenta il danno dovuto al legno massello e riduce il vantaggio rispetto al legno riciclato.

LCACONCLUSIONI GENERALI (3)17.La modifica ai Metodi fatta durante lo svolgimento del presente lavoro e

che in pratica tende ad uniformare il criterio di IPCC 2007 usato per calcolare il Global warming, non produce sostanziali cambiamenti nei risultati ottenuti. Anche l’introduzione della categoria di impatto Wood, produce un danno piccolo. Invece il cambiamento dei coefficienti di normalizzazione di Eco-indicator 99 proposto dagli autori del Metodo, l’introduzione dei nuovi materiali in EDIP con un unico fattore di valutazione che preveda la riduzione del 5% dei consumi, producono un aumento di danno sensibile.

18.Il foglio di calcolo permette di calcolare, con buona approssimazione, il danno rappresentato da 7 indicatori ambientali al variare di alcune variabili scelte in base a relazioni semplici tra l’unità funzionale del processo principale e l’Unità Funzionale dei sottoprocessi che lo compongono.

19.I due metodi per il calcolo dei costi esterni generano due valori di costo esterno che differiscono di un fattore 15

20.Il costo interno è il 42.22% del costo esterno calcolato con EPS.

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

Studente: GIORGIO ROSATI Correlatore: PAOLO NERI Correlatore: MARIA LITIDO Referente: Prof. PLACIDO...

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