UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PERUGIA Facolt di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria per lAmbiente ed il Territorio

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PERUGIA Facolt di Ingegneria

LANALISI DEL CICLO DI VITA (LCA) e IL SUO CONTRIBUTO NELLA PROGETTAZIONE DI EDIFICI SOSTENIBILI

Corso di Pianificazione Energeticaa.a. 2012-13 ing. Giorgio BaldinelliLAnalisi del Ciclo di Vita (Life Cycle Assessment, LCA) un metodo per valutare i carichi ambientali associati ad un prodotto, processo o attivit, identificando e quantificando lenergia, i materiali consumati ed i residui rilasciati nellambiente. Definizione Life Cycle Assessment (LCA) . La LCA, pu essere considerata come levoluzione della tecnica di analisi energetica, i cui primi esempi dapplicazione risalgono alla fine degli anni sessanta, quando alcune grandi industrie hanno incominciato a rivolgere un interesse particolare ai temi del risparmio delle risorse (energia e materiali) e del contenimento delle emissioni nellambiente.

La caratteristica fondamentale di questa nuova tecnica costituita dal metodo innovativo con cui affronta lanalisi dei sistemi industriali: dallapproccio tipico dellingegneria tradizionale, che privilegia lo studio separato dei singoli elementi, si passa ad una visione globale del sistema produttivo, in cui tutti i processi di trasformazione, a partire dallestrazione delle materie prime fino allo smaltimento dei prodotti a fine vita, sono presi in considerazione. Ci si resi conto che lunica strada efficace per studiare in maniera completa i sistemi produttivi quella di esaminarne le prestazioni, seguendo passo per passo il cammino percorso dallestrazione dalle materie prime, attraverso tutti i processi di trasformazione e di trasporto che esse subiscono, fino al loro ritorno alla terra sotto forma di rifiuti: il cosiddetto approccio dalla culla alla tomba, o anche dalla culla alla culla se si comprende anche il rientro in circolo dei materiali a fine vita. LCA le origini Cradle to grave, cradle to gate and gate to gate data sets as parts of the complete life cycle.About Life Cycle Assessment (LCA)

Cradle to grave, cradle to gate and gate to gate data sets as parts of the complete life cycle; schematic. Each type fulfils a specific function as module for use in other LCA studies.

For LCI result and LCIA result data sets and for full LCAs, the system boundaries should ideally be set in a way that all flows crossing the boundaries are exclusively elementary flows plus the reference (product) flow(s). In other words: all other product and waste inputs and outputs should be completely modelled until the final inventories exclusively show elementary flows.

4 a partire dai primi anni 70 che possibile trovare i primi esempi di analisi del ciclo di vita, utilizzata da alcune grandi aziende statunitensi e dallagenzia per la protezione dellambiente americana (US-EPA) come supporto alle decisioni.

Verso la fine degli anni settanta nasce il concetto di sviluppo sostenibile e nello stesso periodo in Europa viene pubblicato il manuale di analisi energetica industriale di Bounstead e Hancock, una pietra miliare nella storia della metodologia LCA in quanto il primo ad offrire una descrizione di carattere operativo del procedimento analitico che da considerare parte fondamentale della tecnica attuale. Il termine LCA, in realt, viene coniato solo durante il congresso SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) di Smuggler Notch (Vermont - USA) del 1990. Le numerose iniziative per la messa a punto della metodologia LCA hanno incominciato a concretizzarsi nei primi anni 90 con la pubblicazione di alcuni manuali e di strumenti di calcolo per un suo impiego pratico. Limpegno del comitato ISO per la standardizzazione della metodologia trov la prima attuazione nellemanazione delle norme ISO 14040, 14041, 14042, 14043, che sviluppano le linee guida proposte dalla SETAC e che successivamente sono state accorpate in due sole norme: la ISO 14040:2006 e la ISO 14044:2006.LCA le origini LLCA pu risultare utile per le imprese come strumento per:identificare le opportunit di miglioramento, dal punto di vista ambientale, di un particolare ciclo produttivo di un prodotto, contribuendo anche all'ottimizzazione dell'uso delle risorse;supportare delle decisioni, nell'industria ma anche nelle organizzazioni governative e non governative, di pianificazione strategica, progettazione o riprogettazione di prodotti o di processi;scegliere degli indicatori ambientali;commercializzare un prodotto mediante una dichiarazione ambientale, o un sistema di etichettatura ambientale, con conseguenze positive in termini di immagine, quote di mercato, relazioni con le istituzioni, ecc.LCA utile per le imprese La definizione di LCA proposta dalla SETAC (1993), oggi formalizzata nelle ISO 14040 e 14044, la seguente:

un procedimento oggettivo di valutazione dei carichi energetici ed ambientali relativi ad un processo o unattivit, effettuato attraverso lidentificazione dellenergia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati nellambiente. La valutazione include lintero ciclo di vita del processo o attivit, comprendendo lestrazione e il trattamento delle materie prime, la fabbricazione, il trasporto, la distribuzione, luso, il riuso, il riciclo e lo smaltimento finale.La struttura dellLCACiclo di vita di un prodottoINPUTOUTPUTAcquisizione materie primeFabricazioneUso/riuso/ManutenzioneRiciclo/Gestione dei rifiutiMaterie primeEnergiaEmissioni in acquaEmissioni in ariaRifiuti solidiAltri rilasciQuantificare i flussi elementari in ingresso ed in uscita dal sistema analizzato, cio valutare:materia o energia che entra nel sistema allo studio, prelevati dallambiente senza alcuna preventiva trasformazione operata dalluomo;materia o energia che esce dal sistema allo studio, scaricati nellambiente senza alcuna ulteriore trasformazione operata dalluomo.Le norme ISO 14040 e ISO 14044 descrivono come realizzare uno studio di LCA completo per qualsiasi tipologia di prodotti, non si tratta dunque di norme specifiche di prodotto, ma di norme contenenti requisiti generali applicabili a tutti i prodotti, indipendentemente dalla loro natura.

La UNI EN ISO 14040 la norma principale in quanto specifica la struttura dello studio di LCA, i principi e i requisiti per condurre lo studio e per poi diffonderlo mediante report, non entra per nel merito dei dettagli specifici delle tecniche di valutazione.

La definizione dell'obiettivo dello studio di LCA e dei suoi confini trattata, insieme alla successiva fase di analisi dell'inventario dei flussi in entrata ed in uscita dal sistema, nella UNI EN ISO 14044. Le norme ISO 14040 e ISO 14044LA PROCEDURA LCA

passando a questa fase che prende forma lo studio di LCA, andando innanzitutto ad individuare la ragione per la quale si effettua lo studio, identificando poi il sistema attorno al quale costruire lo studio, con le opportune limitazioni, e tutti i dati utili alla compilazione dell'inventario dei flussi, prendendo in considerazione tutti i processi che caratterizzano il sistema.LA PROCEDURA LCA

Successivamente si effettua una valutazione degli impatti associati ai flussi dell'inventario della fase precedente. Si studia la significativit degli impatti ambientali del prodotto, costruendo cos un modello basato su indicatori di categoria rappresentativi degli impatti legati alle emissioni (flussi in uscita) oppure all'utilizzo delle risorse naturali (flussi in ingresso). LA PROCEDURA LCA

ambientale di un prodotto rispetto ad un altro, o di un rinnovato ciclo produttivo rispetto al ciclo precedente. la fase in cui la valutazione del ciclo di vita conduce a risultati misurabili che possono essere di supporto al processo decisionale, soprattutto se utilizzati in combinazione alle opportune valutazioni tecnico-economiche. La conclusione del processo la fase di interpretazione dei risultati, in cui si quantificano gli impatti permettendo dunque eventuali studi comparativi per valutare la maggiore sostenibilit Non sempre detto che valutazione del ciclo di vita garantisca una riduzione del consumo energetico o delle emissioni, ma il riuscire a valutare in modo complessivo un servizio o un prodotto, perlomeno potrebbe evitare l'applicazione di un intervento ritenuto migliorativo per un aspetto energetico o ambientale che in realt sposta solo il problema da un punto ad un altro del sistema considerato.Nota bene: burden shifting

Schema di procedimento nella valutazione delle emissioniMetodologia impiegata per analizzare le emissioni inquinanti a partire dallestrazione delle materie prime, cui segue il trasporto alle industrie di trattamento, quindi i processi industriali di lavorazione, di nuovo il trasporto al sito di assemblaggio (se c ed differente dalla sede di lavorazione), fino al montaggio. Questo costituisce il primo gruppo di processi di cui analizzare le emissioni inquinanti: nonostante la quantit di operazioni in questa prima fase, il loro insieme, nella quasi totalit dei casi, risulta produrre una percentuale di emissioni inquinanti minore rispetto alle altre due fasi di vita che sono la vita utile del prodotto e la sua dismissione, siano esse la termoriutilizzazione, il riciclo o la deposizione in discarica.

Nel definire gli obiettivi di una LCA, devono essere chiaramente descritti i seguenti elementi:l applicazione prevista;le motivazioni per effettuare lo studio;il tipo di pubblico a cui destinato;se i risultati sono destinati ad essere usati per effettuare asserzioni comparative destinate alla divulgazione al pubblico.

DEFINIZIONE SCOPI E OBIETTIVIIl campo di applicazione dellLCA deve specificare chiaramente le funzioni (caratteristiche di prestazione) del sistema allo studio.

Funzioni e unit funzionale:

Lunit funzionale deve essere coerente con lobiettivo e il campo di applicazione dello studio. Uno degli scopi principali di ununit funzionale di fornire un riferimento al quale i dati in ingresso e in uscita sono normalizzati (in senso matematico). Pertanto lunit funzionale deve essere chiaramente definita e misurabile.

Dopo aver scelto lunit funzionale, deve essere definito il flusso di riferimento: esso costituito dalla quantit di prodotti necessaria a soddisfare la funzione.

I confronti fra sistemi devono essere effettuati sulla base della medesima funzione, quantificati attraverso la medesima unit funzionale, nella forma dei loro flussi di riferimento. Se il confronto fra unit funzionali non tiene conto delle funzioni aggiuntive di ciascuno dei sistemi, queste omissioni devono essere giustificate e documentate. Definizione del campo di applicazione

Unit funzionale

Lunit funzionale e il flusso di riferimento

Il confine del sistema determina i processi unitari che devono essere inclusi nella LCA.

La selezione del confine del sistema deve essere coerente con lobiettivo dello studio. I criteri adottati nello stabilire il confine del sistema devono essere identificati e giustificati.

Si deve decidere quali processi unitari includere nello studio e il livello di dettaglio con cui tali processi devono essere studiati.

Leliminazione di fasi del ciclo di vita, processi, elementi in ingresso o elementi in uscita consentita solo se non modifica in modo significativo le conclusioni complessive dello studio.

Si deve anche decidere quali elementi in ingresso e elementi in uscita devono essere inclusi e infine indicare chiaramente il livello di dettaglio dellLCA.Definizione del confine del sistemaI dati selezionati per la LCA dipendono dallobiettivo e dal campo di applicazione dello studio. Questi dati possono essere raccolti incominciando dai siti di produzione associati ai processi unitari entro i confini del sistema, oppure ottenendoli e calcolandoli da altre fonti. In pratica, tutti i dati possono comprendere un misto di dati misurati, calcolati o stimati.

Gli elementi in ingresso possono includere, ma non limitarsi, alluso di risorse minerali (ad esempio metalli da giacimenti o riciclaggio, servizi come il trasporto o lapprovvigionamento energetico e luso di materiali ausiliari quali lubrificanti o fertilizzanti).Nellambito delle emissioni nellaria, possono essere separatamente identificati monossido di carbonio, biossido di carbonio, ossidi di zolfo, ossidi di azoto, ecc.Le emissioni nellaria, nelle acque e nel suolo spesso rappresentano rilasci da sorgenti puntuali o diffuse, a valle dei dispositivi di controllo dellinquinamento.

I parametri degli indicatori possono includere, senza limitarsi ad essi:la domanda biochimica di ossigeno (BOD);la domanda chimica di ossigeno (COD);i composti alogenuri organici assorbibili (AOX);il contenuto di alogenuri totali (TOX);composti chimici organici volatili (VOC).Inoltre si possono raccogliere i dati che rappresentano rumore e vibrazioni, uso del terreno, radiazioni, odore e calore dei rifiuti.Tipi e sorgenti dei dati

Qualit dei dati

I requisiti dei dati dovrebbero comprendere:

copertura temporale: lanzianit dei dati e la minima estensione di tempo rispetto ai quali i dati dovrebbero essere raccolti;copertura geografica: la zona geografica nella quale dovrebbero essere raccolti i dati relativi ai processi unitari, per soddisfare lobiettivo dello studio;copertura tecnologica: tecnologia specifica o combinazione di tecnologie;precisione: misura della variabilit dei valori dei dati per ciascuna categoria di dai espressi;rappresentativit: valutazione qualitativa del grado con cui linsieme dei dati riflette la popolazione realmente interessata;riproducibilit: valutazione qualitativa del grado con cui le informazioni riguardo la metodologia e i valori dei dati permettono a un esecutore indipendente di riprodurre i risultati riportati nella relazione dello studio;le fonti dei dati;lincertezza dellinformazione.Qualit dei datiNegli studi comparativi, prima di interpretare i risultati, deve essere valutata lequivalenza dei sistemi posti a confronto. I sistemi devono essere messi a confronto utilizzando la medesima unit funzionale e le considerazioni metodologiche equivalenti, quali la prestazione, i confini del sistema, la qualit dei dati, le procedure di allocazione, le modalit di decisione sulla valutazione degli elementi in ingresso e in uscita e sulla valutazione dellimpatto. Ogni differenza fra i sistemi relativa a questi parametri deve essere identificata e messa in evidenza.

Il campo di applicazione dello studio deve definire se sia necessario un riesame critico e, qualora lo sia, come condurlo. Deve inoltre stabilire il tipo di riesame critico necessario e chi dovrebbe eseguirlo.Confronto fra sistemi e Considerazioni sul riesame critico

Analisi dellinventario del ciclo di vita (LCI)LCI la costruzione di un modello della realt in grado di rappresentare nella maniera pi fedele possibile tutti gli scambi tra i singoli processi appartenenti alla catena produttiva analizzata. Lobiettivo fornire dati oggettivi su tutti i flussi elementari in ingresso ed in uscita dal sistema analizzato. Lo scopo dellLCI quindi quello di compilare una tabella (LCI result) che indichi quante emissioni sono state rilasciate e quante risorse naturali sono state consumate durante lintero ciclo di vita del prodotto in esame.

Per fare ci bisogna innanzitutto individuare una catena di processi ed analizzare i flussi elementari in ingresso e in uscita.

Analisi dellinventario del ciclo di vita (LCI)LCI la costruzione di un modello della realt in grado di rappresentare nella maniera pi fedele possibile tutti gli scambi tra i singoli processi appartenenti alla catena produttiva analizzata. Lobiettivo fornire dati oggettivi su tutti i flussi elementari in ingresso ed in uscita dal sistema analizzato. Questa fase prevede i seguenti passi:Diagramma di flusso, che identifica e visualizza le operazioni principali del processo e le loro relazioni;Schede di raccolta dati, tramite le quali, per ogni operazione unitaria, vengono indicati tutti gli input e gli output associati. I dati raccolti possono essere distinti in tre categorie: dati primari, provenienti da rilevamenti diretti, dati secondari, ricavati dalla letteratura (banche dati e altri studi), e infine dati terziari, definiti sulla base di stime e valori medi;Risultati, presentati secondo diverse categorie:materie prime;combustibili primari;energia: produzione da combustibili, diretta, trasporti;rifiuti solidi;emissioni gassose;emissioni liquide.

Valutazione degli impattiEssa ha lo scopo di evidenziare lentit delle modificazioni ambientali che si generano a seguito dei rilasci nellambiente e del consumo di risorse provocati dallattivit produttiva in esame. Consiste nellimputare i consumi e le emissioni a specifiche categorie di impatto riferibili ad effetti ambientali conosciuti e nel quantificare lentit del contributo che il processo arreca agli effetti considerati. La terza fase dellLCA quella di valutazione degli impatti (LCIA, Life Cycle Impact Assessment).

Per interpretazione del ciclo di vita si intende il processo che permette di capire la ragionevolezza del risultato finale di tutto limpatto ambientale, trarre le conclusioni, spiegare le limitazioni dei risultati ottenuti, saper fornire delle raccomandazioni sulla base degli stessi risultati.Interpretazione

Interpretazione

categorie di dati dell'inventario, quali energia, emissioni, rifiuti, ecc.;categorie di impatto, quali l'uso delle risorse, il potenziale di riscaldamento globale, ecc.;contributi essenziali dalle fasi del ciclo di vita ai risultati dell'LCI o dell'LCIA quali i processi unitari individuali o i gruppi di processi quali il trasporto e la produzione di energia.Determinazione della significativit di questi risultati. I fattori significativi possono essere:Interpretazione

controllo di sensibilit: ha come obiettivo quello di valutare se i risultati finali siano stati influenzati dalle incertezze nei dati, dai metodi di allocazione o dal calcolo dei risultati degli indicatori di categoria, o da altri fattori;controllo di coerenza: ha l'obiettivo di determinare se le ipotesi, i metodi e i dati siano coerenti con l'obiettivo e il campo di applicazione.controllo di completezza: garantisce che tutte le informazioni e i dati siano disponibili e completi;Lultimo atto di questo processo consiste nel redigere un rapporto conclusivo che racchiuda le conclusioni a cui si giunti. I risultati ottenuti possono riguardare sia limpatto globale, sia le singole categorie di danno o di impatto. In questo modo si pu stabilire quale processo mostra il carico ambientale maggiore, in assoluto o con riferimento ad ogni singola categoria.

I risultati e le conclusioni della LCA devono essere comunicati in modo equo, completo e preciso al pubblico interessato. Risultati, dati, metodi, ipotesi e limitazioni devono essere trasparenti e devono essere presentati in modo sufficientemente dettagliato, tale da permettere al lettore di capire la complessit e le gradualit inerenti alla LCA. Il rapporto deve inoltre permettere di usare i risultati e linterpretazione in modo coerente con gli obiettivi dello studio.Il processo di riesame critico deve assicurare che:i LCA siano coerenti con le norme ISO 14040 e 14044;i metodi utilizzati per eseguire la LCA siano validi dal punto di vista scientifico e tecnico;i dati utilizzati siano appropriati e ragionevoli in rapporto allobiettivo dello studio;le interpretazioni riflettano le limitazioni identificate e lobiettivo dello studio;l rapporto sullo studio sia trasparente e coerente. Comunicazione e riesame criticoA questo punto si passa alle conclusioni di uno studio di LCA, queste devono rispondere fedelmente allo scopo dello studio ed anche portare a delle deduzioni che servano ad ottimizzare il potenziale ambientale di unazienda o di una catena di produzione. Le caratteristiche di affidabilit e riproducibilit dello studio sono legate alla verifica di alcuni requisiti di seguito elencati:trasparenza: chiare esplicazioni dei limiti del sistema (funzionali, territoriali, spaziali), dei livelli di analisi, dei metodi impiegati, delle assunzioni, della qualit dei dati, delle omissioni ed incompletezze nella raccolta, ecc;consistenza: gli inventari delle alternative da comparare dovrebbero essere compilati con riferimento agli stessi limiti temporali e spaziali ed agli stessi livelli di analisi;completezza: una LCA si pu considerare completa quando tutti gli impatti ambientali rilevanti sono seguiti lungo tutto il ciclo di vita;comprensibilit: chiara esplicazione dell'intervallo di incertezza (anche in termini qualitativi) delle singole valutazioni;ripercorribilit: chiara esplicazione dei percorsi valutativi ed assenza di ridondanze nelle valutazioni.Comunicazione e riesame criticoAnalisi aggiuntive di qualit dei dati:Analisi di incertezza: una procedura per determinare in che modo le incertezze nei dati e nelle ipotesi progrediscono nei calcoli e come incidono nellaffidabilit dei risultati.

Analisi di sensibilit: una procedura per determinare in che modo le modifiche delle scelte metodologiche e dei dati incidono sui risultati . Ogni qualvolta lanalista si trova a dover scegliere tra diversi approcci possibili, dovrebbe essere condotta unanalisi di sensibilit. Tale analisi deve valutare se e come, cambiando le ipotesi iniziali, i risultati possono subire delle variazioni significative.

Comunicazione e riesame criticoinaccuratezza dei dati (data inaccuracy): essa concerne l'accuratezza con cui i dati empirici sono misurati. Le misurazioni possono essere affette da errori casuali o sistematici;mancanza di dati (data gap): in assenza dinformazioni specifiche, talune parti dell'analisi (fasi del ciclo di vita, processi, input, ecc.) sono omesse;scarsa rappresentativit dei dati (unrepresentative data): in assenza di dati specifici e dettagliati, ci si riferisce a dati che non sono strettamente rappresentativi del processo considerato poich, ad esempio, si riferiscono a processi similari ovvero a contesti geografici e temporali differenti;incertezza del modello (model uncertainty): essa include le incertezze dovute alle semplificazioni introdotte nel calcolo quali la linearit o la non linearit del modello, l'aggregazione dei dati, i fattori di caratterizzazione utilizzati, ecc;incertezza dovuta alle scelte effettuate (uncertainty due to choices): spesso nell'analisi non esiste un modo univoco o "corretto" di procedere. Occorre dunque tener conto delle incertezze dovute alle scelte effettuate, quali le regole di allocazione, la scelta dell'unit funzionale, i confini del sistema, ecc;variabilit spaziale (spatial variability) e temporale (temporal variability): tutti i processi sono affetti da una naturale variabilit dovuta alla collocazione geografica e temporale. Tale variabilit pu interessare sia la fase di inventario (dati non rappresentativi del contesto considerato) che la fase di impact assessment (come, ad esempio, nella scelta degli orizzonti temporali nel calcolo del GWP);variabilit tra fonti ed oggetti (variability between sources and objects): essa legata alla variabilit tra fonti del sistema inventariato (ad esempio, la variabilit tra processi tecnologicamente analoghi) e l'oggetto che determina l'impatto (ad esempio la sensibilit degli organismi alle sostanze tossiche);incertezza epistemologica (epistemological uncertainty): incertezza causata dalla conoscenza approssimativa del sistema e della sua evoluzione. Ne sono affette tutte le analisi previsionali che si basano su previsioni future spesso indeterminate;incertezza dovuta ad errori (mistakes): gli errori sono sempre possibili e spesso non sono facilmente individuabili e gestibili;stima dell'incertezza (estimation of uncertainty): la stima delle precedenti fonti di incertezza essa stessa affetta da incertezza.Le principali cause dincertezza:VALUTAZIONE DEL DANNO AMBIENTALE Con i metodi di valutazioneINVENTARIOMATERIALIPROCESSIENERGIAEMISSIONI1 FaseVALUTAZIONE DI POSSIBILI MIGLIORAMENTICLASSIFICAZIONECARATTERIZZAZIONENORMALIZZAZIONEVALUTAZIONEQueste fasi sono standardizzate da SETAC (Society of Environmental Toxicoly and Chemistry) e da ISO (International Standards Organitation) con la norma UNI EN ISO 14040 e 14044. 2 Fase3 Fase4 FaseRISORSEDEFINIZIONE SCOPI E OBIETTIVIDichiarazione degli Obiettivi Definizione del Campo di Applicazione Definizione dellUnita FunzionaleDefinizione dei Confini del SistemaLA METODOLOGIA LCA: SCHEMA FASISTRUMENTIEsistono numerosi software utili a compiere lanalisi dellimpatto ambientale associato al ciclo di vita di un prodotto o di un processo, ciascuno dei quali offre differenti caratteristiche, livelli di complessit e banche dati. La strumentazione software in continua evoluzione, e nuovi prodotti si vanno rendendo disponibili con elevata frequenza.NomeCreazioneInformazioniEcoLab 1995 Software LCA di tipo generale; informazioni su http://www.port.se/ecolab/ Aggiornato da Nordic Port, Sweden GaBi n. d.Software incentrato sullottimizzazione ambientale dei processi e dei prodotti; informazioni su http://www.gabi-software.com/ Aggiornato da PE Europe, Germany LCAiT 1992 Software LCA di tipo generale; informazioni su http://www.lcait.com/Sviluppato e aggiornato da CIT Ekologik, SwedenSimaPro 1990 Software LCA di tipo generale, caratterizzato da database trasparente, possibilit di applicare diversi metodi di valutazione e inclusione di numerose banche dati europee e internazionali; informazioni su http://www.pre.nl/simapro/ Aggiornato da PR Consultants, Netherlands TEAM n.d.Software LCA specifico per il settore industriale; informazioni su http://www.ecobilan.com/uk_team.phpSviluppato e aggiornato da Ecobilan, PriceWaterhouseCoopers, FranceTEAM for Building1997Versione del software TEAM specifica per gli edifici; esamina le fasi di costruzione e uso; informazioni su http://www.ecobilan.com/uk_team.phpSviluppato e aggiornato da Ecobilan, PriceWaterhouseCoopers, FranceWWLCAW 2001 Prototipo di software LCA gratuito web-based. Consente limpiego di documentazione nel formato ISO/TS 14048; informazioni su http://workshop.imi.chalmers.se/Sviluppato da IMI presso Chalmers University of Technology, SwedenATHENA2002Esamina la strutture e linvolucro edilizio, includendo gli impatti prodotti di operazioni di manutenzione, sostituzione e riparazione; informazioni su: http://www.athenaSMI.caSviluppato da Athena Sustainable Materials Institute, Ottawa, CanadaENVESTn.d.Software web based che consente di esplicitare gli impatti ambientali e i costi nel ciclo di vita; informazioni su: http://www.brek.co.uk/envest.htmlSviluppato da BRE British Research Establishment, UKBEATn.d.Sistema costituito da un database e uno strumento per la costruzione di inventario per il calcolo degli effetti ambientali potenziali di edifici e componenti edilizi; informazioni su: http://www.en.sbi.dk/Sviluppato da SBI Danish Bulding Research Institute

Sulle stesse fasi, standardizzate con la norma UNI EN ISO 14040 e 14044, organizzato il codice di calcolo SimaPro 7.1 utilizzato per compiere lanalisi dimpatto ambientale FasiNel codice di calcolo sono implementati databases da cui si possono richiamare materiali e processi: nello studio condotto si fatto riferimento alla libreria ECOINVENTLibrerieMetodiSTRUMENTINel codice di calcolo sono implementati 16 metodi di valutazione che si possono richiamare al momento di analizzare i processi. Nello studio condotto sono stati usati tre metodi: Eco-indicator 99IPCC 2001CED 2001

residenziale e terziarioLCA IN EDILIZIALa LCA unanalisi ambientale che permette di valutare gli impatti associati al Ciclo di vita di un processo, unattivit o un PRODOTTOLEDIFICIO Consumi di energia:per la produzione dei materiali e dei componenti per lediliziaper trasportare i materiali dalle industrie di produzione al luogo di costruzione per ledificazione vera e propria nella fase operativa per riscaldamento, produzione dacqua calda, ecc.nel processo di demolizione delledificioapporto positivo deriva dal riciclaggio di materiali e componenti

Settore coinvolto:industrialetrasportiindustria delle costruzioniindustria delle costruzioniindustrialeConsumi energetici per settore di utilizzo finale,in Italia nel 2005

Lapproccio LCA completamente diverso da quello adottato dagli economisti per descrivere i processi industriali che, tradizionalmente, prevede la suddivisione dellindustria in settori (estrattivo, tessile, delle costruzioni, ecc.) Lapproccio LCA invece concentrato sullanalisi del soddisfacimento delle funzioni proprie di ogni settore e dunque, per definizione TRASVERSALE VANTAGGI E APPLICAZIONINumerose sono le applicazioni del LCA in edilizia:1. metodo di base per la definizione dei criteri di assegnazione Dellecolabel a materiali edili;2. metodo di base per lo sviluppo di banche dati di materiali e componenti edilizi;3. supporto alla definizione di metodi di valutazione dellecocompatibilit di manufatti architettonici.In fase di scelta progettuale dei materiali e componenti vanno evidenziate le interrelazioni del componente rispetto al sistema edificio e va valutato non solo il profilo ambientale del singolo componente, ma anche il comportamento ambientale del sistema edificio, prima di poter esprimere un giudizio sulla eco-compatibilit di un prodotto o di una soluzione tecnica. Ne deriva che non esistono materiali, componenti, tecniche costruttive eco - compatibili in senso assoluto ma leco-compatibilit dipende dalla specifica applicazione e dalluso.

PRINCIPALI LIMITI1) Carattere prototipico del settore edilizio;

2) Complessit del processo edilizio accresciuta dalle interazioni tra manufatto e fattori esterni;

3) Quantit di operatori interessati nel ciclo di vita delledificio;

4) Difficolt nel reperimento dati.

PRINCIPALI POTENZIALIT1) Trasparenza del metodo: un metodo quantitativo, quindi oggettivo;

2) Carattere iterativo del processo;

3) Quantificazione e qualificazione del danno ambientale del manufatto;

4) Verifica del danno ambientale nelle diverse fasi del ciclo di vita del manufatto (costruzione-uso- manutenzione dismissione);

5) Comparazione tra soluzioni costruttive ed impiantistiche alternative eco designVANTAGGI E APPLICAZIONI

LIMITI E POTENZIALIT

Si scelto un edificio residenziale di recente costruzione, realizzato con materiali e tecniche tradizionali come rappresentativo del panorama edilizio attuale per la sua tipologia.Edificio residenziale monofamiliare

Prospetto Sud - ProgettoProspetto Est - Progetto

Pianta piano terra - Progetto

N Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema 1. Obiettivo dello studio2. Campo di applicazioneDefinito dalla scheda di Descrizione dellorganismo edilizio1. Evidenziare leffettiva utilit dellapplicazione della metodologia LCA allorganismo edilizio2. Fornire uno schema semplificato e un modello relativo per effettuare le valutazioni LCA sullorganismo edilizio in fase di studio di fattibilit

Nome delledificioVilla BracutoTipologia ediliziaAbitazione civile adibita a residenza di un unico nucleo familiare con carattere continuativo Luogo di costruzioneComune di Perugia, localit Ponte ValleceppiAnni di costruzione2000-2002ProgettistaDott. Ing. Alessio BuriniPeriodo di vita ipotizzato50 anniStuttureStruttura portante superficiale detta a trave rovescia, struttura di elevazione puntiformePianiPiano terra: 184 m2 riscaldati su 221 m2 calpestabili; Piano primo: 124 m2; piano secondo: 91 m2Pareti perimetraliRealizzate in muratura a cassa vuota; paramenti realizzati in mattoni faccia-vista e intonacoInfissi esterni Finestre in alluminio, sistemi di oscuramento in alluminio TettoTetto a falda, isolamento termico: lana di vetro; Tetto piano calpestabile, isolamento termico: lastre di polistirene OrientazioneSviluppo longitudinale delledificio lungo lasse nord-sud. Il portico prospiciente la zona del soggiorno e le camere del piano primo affacciano ad oriente.PavimentiZona giorno: grs porcellanato e travertino; Zona notte: parquetRiscaldamento Caldaia autonomaAcquaAcquedotto municipaleElettricitRete elettrica nazionaleFognatura Depuratore Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema Descrizione dellOrganismo Edilizio

Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema 1. Obiettivo dello studio2. Campo di applicazione3. Unit funzionaleDefinito dalla scheda di Descrizione dellorganismo edilizio1. Evidenziare leffettiva utilit dellapplicazione della metodologia LCA allorganismo edilizio2. Fornire uno schema semplificato e un modello relativo per effettuare le valutazioni LCA sullorganismo edilizio in fase di studio di fattibilitTutte le quantit si riferiscono allintero edificio

4. Confini del sistema1. Stabilire le unit di processo da includere nello studio: sono quelle concepite dal Sistema di classificazioneadottato per ledificio, (norma UNI 8590-1)

Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema Sistema di classificazione

CLASSI DI UNIT TECNOLOGICHEClassificazione del sistema tecnologicoSTRUTTURA PORTANTECHIUSURAPARTIZIONE INTERNAIMPIANTO DI FORNITURA SERVIZIStruttura di fondazioneStruttura di elevazione Struttura di contenimentoImpianto di smaltimento liquidiImpianto idrosanitarioImpianto elettricoImpianto di climatizzazioneChiusura verticaleChiusura orizzontale inferioreChiusura superiorePartizione interna:- orizzontale- verticale- inclinataLedificio stato scomposto secondo la norma UNI 8290UNIT TECNOLOGICHEFASE 1: DEFINIZIONE DEI CONFINI DEL SISTEMA

2. Definire le fasi del ciclo di vita da includere nello studio1. Stabilire le unit di processo da includere nello studio: sono quelle concepite dal Sistema di classificazioneadottato per ledificio, (norma UNI 8590-1) Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema 1. Obiettivo dello studio2. Campo di applicazione3. Unit funzionaleDefinito dalla scheda di Descrizione dellorganismo edilizio1. Evidenziare leffettiva utilit dellapplicazione della metodologia LCA allorganismo edilizio2. Fornire uno schema semplificato e un modello relativo per effettuare le valutazioni LCA sullorganismo edilizio in fase di studio di fattibilitTutte le quantit si riferiscono allintero edificio

4. Confini del sistema1. Stabilire le unit di processo da includere nello studio: sono quelle concepite dal Sistema di classificazioneadottato per ledificio, (norma UNI 8590-1)

Collocazione del materialeProduzionePosa in operaMaterie primeMateriale riciclatoTrasportoLavorazione: produzione materialiTrasportoAssemblaggio (consumi elettrici)Sostituzione del materiale danneggiatoScavoFase operativaRiscaldamentoProduzione acqua caldaConsumi di gasConsumi elettriciUsi cucinaDismissioneDemolizioneTrasportoRicicloRiutilizzoDiscarica Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema Fasi del ciclo di vita

2. Definire le fasi del ciclo di vita da includere nello studio1. Stabilire le unit di processo da includere nello studio: sono quelle concepite dal Sistema di classificazioneadottato per ledificio, (norma UNI 8590-1) Definizione degli Obiettivi e dei Confini del Sistema 1. Obiettivo dello studio2. Campo di applicazione3. Unit funzionaleDefinito dalla scheda di Descrizione dellorganismo edilizio1. Evidenziare leffettiva utilit dellapplicazione della metodologia LCA allorganismo edilizio2. Fornire uno schema semplificato e un modello relativo per effettuare le valutazioni LCA sullorganismo edilizio in fase di studio di fattibilitTutte le quantit si riferiscono allintero edificio

4. Confini del sistema5. Requisiti di qualit dei dati dati disponibili da computo metrico estimativo dallelenco voci allegato al computo dagli elaborati grafici di progetto informazioni reperite in letteratura

Analisi dellInventario LINVENTARIO PER LA FASE DI COSTRUZIONE: la fase dellLCA pi delicata e dispendiosa in termini di tempo. E la parte contabile di raccolta ed elaborazione dati.Adeguare la suddetta classificazione ai dati disponibili da computo metrico estimativo, dagli elaborati grafici di progetto, utilizzando se necessario, informazioni reperite in letteratura1 Faseil solaio in latero-cemento di cui si conosce la superficie complessiva stato suddiviso tra i sub-sistemi previsti dalla classificazione sulla base degli elaborati grafici del progetto strutturaleCOMPUTO METRICO ESTIMATIVON.Art.DescrizioneQuantitUnit diOrd.Elenco Vocimisura273.12SOLAIO IN LATERO-CEMENTO720m2Esempio3.2.2.1.2 Solaio su spazio areato (20+4)221m23.2.3.1.1 Solaio su portico (16+4)74,16m23.2.3.1.2 Solaio a "sbalzo" (terrazzo)5,2m23.2.4.1.1 Coperture inclinate: Solaio in latero-cemento79m23.2.4.1.2 Coperture piane calpestabili: Solaio in latero-cemento51,86m23.3.2.1.1 Solai su ambienti riscaldati200,5m23.3.2.1.2 Solai su ambienti non riscaldati25,3m21Approssimazione: Adattare le quantit note da computo al dettaglio richiesto dalla classificazioneCLASSIFICAZIONE

2 FaseLedificio un sistema complesso costituito da un numero consistente di componenti e materiali diversi ognuno dei quali necessita di un proprio LCA. Per realizzare la scomposizione delledificio stato necessario creare una corrispondenza tra i materiali impiegati per realizzare ledificio e quelli della libreria Ecoinvent, implementata nel codice di calcolo.

Limiti del database Ecoinvent una banca dati olandese, quindi non pensata per materiali prodotti in ItaliaNon pensata in modo specifico per materiali ediliMancano componenti di uso comune in edilizia, risultanti dallassemblaggio di pi materiali (come per esempio: la membrana impermeabilizzante, le porte, i radiatori, il parquet, il portoncino blindato, ecc.)loperazione di analisi dinventario diventa molto gravosa per il valutatoreSi auspica la realizzazione di una banca dati italiana, che sia:-riferita a materiali e processi produttivi italiani;-accessibile: i valutatori possono disporre dellanalisi del ciclo di vita per alcuni prodotti, nella forma in cui sono disponibili in commercio e sono elencati nel computo metrico magari potendo scegliere tra pi modelli alternativi diminuisce cos il margine di arbitrariet delle ipotesi introdotte da chi esegue la valutazione e il livello di dettaglio a vantaggio di uniformit che significa anche confrontabilit. Analisi dellInventario

EsempioIn mancanza di un banca dati italiana, in attesa che questa venga realizzata, per facilitare gli studi che seguiranno, si propongono in questo lavoro delle ipotesi di scomposizione dei componenti forniti dal computo metrico estimativo nei materiali costituenti a cui si possono far corrispondere quelli presenti nella libreria EcoinventPer introdurre il solaio in latero-cemento nellanalisi del ciclo di vita condotta con il codice di calcolo SimaPro, si dispone dalla libreria Ecoinvent dei materiali calcestruzzo, laterizio e acciaio. Grazie ad informazioni reperite in letteratura si provveduto a scomporre questo elemento nei materiali di cui costituitoTipologia di solaio:Solaio misto semi-prefabbricato a travetti tralicciati e blocchi in laterizio: costituito da travetti compositi in laterizio, acciaio e calcestruzzo posti ad una certa distanza chiamata interasse, tra i quali si dispongono gli elementi in laterizio, con funzione di alleggerimento ("pignatte"); al di sopra delle travi e delle pignatte si realizza infine una soletta di calcestruzzo armata.

2Approssimazione: Scomporre un componente nei materiali di cui costituito in base a dati reperiti in letteratura Analisi dellInventario 2 Fase

Solaio in latero - cementoCls (kg)Laterizio(kg)Acciaio(kg)Superficie : 1 m2Travetti10,7110,82,44Pignatte73Rete elettrosaldata2,042Getto di completamento180,88h = 20 cmH = 24 cmArmatura1,52s = 4 cmI = 50 cmTotale191,59846

PignatteS (cm)L (cm)H (cm)Massa superficiale Kg/m220253873Getto di completamentoAltezza solaiocmInterasse nervaturecmVolume calcestruzzo in operam3/m2DensitKg/m3Pesokg20+4500,0761800180,88Rete elettrosaldata1 m2Magliaf (mm)L barra (m)N barreVolume m3Densitkg/m3Pesokg15x155113,30,000261878002,042

Analisi dellInventario

Cls (kg)Laterizio(kg)Acciaio(kg)3 FaseAttribuzione dei materiali utilizzati a quelli contenuti nel database Ecoinvent, la scelta stata condotta con il criterio di massima corrispondenza tra le caratteristiche del materiale descritte nellelenco voci del computo metrico estimativo e quelle riportate nelle schede tecniche del prodotto tratta dallinventario EcoinventConcrete, normal, at plant/CH U (kg)Brick, at plant/RER U (kg)Reinforcing steel, at plant/RER U(kg)3Approssimazione: Far corrispondere i materiali realmente utilizzati a quelli della libreria EcoinventSostanzialmente, nellanalisi dinventario si provveduto a descrivere tutte le operazioni compiute per effettuare la scomposizione delledificio sulla base delle indicazioni fornite dalla norma UNI 8290. Di seguito per ogni sub-sistema si realizzano tavole che riportano anche componenti e sub-componenti; questi a loro volta sono descritti nelle tabelle con le informazioni necessarie per lattribuzione al materiale scelto dal database ecoinvent schede tecnicheTabellaScheda tecnicaElaborati prodotti nellAnalisi dInventarioTavola Analisi dellInventario Esempio

Analisi dellInventario Elaborati: Tavole Il fattore di life span indica il numero di sostituzioni del materiale nellarco della vita delledificio

Analisi dellInventario Elaborati: Tabelle e Schede Tecniche Polistirene espansoSuperficieSpessoreVolumeDensitPesom2mm3kg/m3kg2210,048,8430265

Produzione e sostituzione materialiTrasportoEdificazioneScavoAssemblaggioSi ipotizzata una distanza media dallazienda al cantiere di 30 km da percorrere con un camion alimentato diesel (consumi) con portata di 16 t- Consumi di energia per lescavatore Impatto dovuto alla occupazione del suolo Impatto dovuto alla trasformazione del suoloConsumi elettrici stimati come l1,8% della energia totale incorporataLinventario per la Fase di Produzione e Posa in OperaI processi creati per ogni materiale comprendono lestrazione della materia prima, i trasposto al sito di produzione e la produzione-lavorazione

Linventario per la Fase di UtilizzoConsumi di gasConsumi elettriciRiscaldamentoAcqua calda Usi cucinaStimati con lausilio del codice di calcolo HVAC CAD (Norma UNI EN 832)Stimati con lausilio del codice di calcolo HVAC - CAD Stima da dati ENEA: Rapporto Energia e Ambiente, 2006.Scelta del materiale dal database Ecoinvent: HEAT, NATURAL GAS, AT BOILER MODULATING