La definizione di edificio ad energia quasi zero in un’ottica di ciclo di vita
Caterina Gargari
NZEB e ZEB definizioni a confronto
La Direttiva 2010/31/UE ( EPBD recast 2010) sulla prestazione energetica degli edifici ha introdotto due
elementi fondamentali, il concetto di edificio a energia quasi zero e il requisito di livello ottimale in
funzione dei costi che stanno cambiando radicalmente l’approccio alla progettazione e alla costruzione. La
direttiva, tuttavia, non contiene prescrizioni o indicazioni specifiche in merito alla qualificazione di tali
ambiziosi requisiti.
Di conseguenza, come riportato da EURIMA [1], alcuni Stati membri si sono mossi in anticipo sviluppando
regolamenti edilizi in linea con la direttiva, ma secondo approcci personali e spesso tra loro diversi.
L’ “Edificio a energia quasi zero” è un edificio ad altissima prestazione energetica [...]. Il fabbisogno
energetico molto basso o quasi nullo dovrebbe essere coperto in misura molto significativa da energia da
fonti rinnovabili, compresa l’energia da fonti rinnovabili prodotta in loco o nelle vicinanze [2]. Così il
termine “quasi zero” viene utilizzato per la riduzione della domanda e l’aumento l’efficienza energetica.
Per “livello ottimale in funzione dei costi” si intende il livello di prestazione energetica che comporta il
costo più basso durante il ciclo di vita economico stimato (LCC).
La EPBD prevede che gli Stati membri adottino le misure necessarie a fissare i requisiti minimi di
prestazione energetica per gli edifici, al fine di raggiungere livelli ottimali in funzione dei costi. Il livello
ottimale in funzione dei costi sarà calcolato sulla base del metodo comparativo definito con il Regolamento
Delegato (UE) n. 244/2012 del 16/01/2012.
E questo è il punto. In attesa della pubblicazione degli standard CEN EPBD [3], spetterà agli Stati membri
definire cosa si intenda per “altissima prestazione energetica” ed è proprio l’ambiguità di questa
definizione che ha favorito il consolidamento di metodologie non omogenei per il calcolo del bilancio
energetico di un edificio.
Occorre innanzi tutto sottolineare la differenza rilevante tra il concetto di Edificio ad Energia Quasi Zero
(NZEB) ed quello di Edificio ad Energia Zero (ZEB). Il termine “energia zero” si riferisce ad edifici
energeticamente autonomi ossia off-grid, mentre l’edificio NZEB è generalmente collegato a una o più
infrastrutture energetiche, siano esse la rete elettrica, il teleriscaldamento-raffreddamento, la rete del gas,
e altre reti di distribuzione. Quando la produzione di energia (da fonti rinnovabili) supera il consumo
dell’edificio, il surplus di energia elettrica e/o calore può essere esportato verso la rete elettrica o la rete di
teleriscaldamento. La produzione di energia rinnovabile in eccesso va quindi a compensare l’uso di energia
primaria da combustibili fossili. La definizione di NZEB è quindi collegata intrinsecamente all’infrastruttura
energetica, di cui anche gli edifici sono parte [4].
E questo costituisce, secondo un approccio Life Cycle, una variabile significativa, come riportato dai risultati
di diverse ricerche [5] [6], che hanno dimostrato come il livello ottimale dei costi aumenti nel passaggio da
un edificio NZEB ad un edificio ZEB.
P. Hernandez e P. Kenny [6] indicano infatti che gli edifici “ad energia zero” valutati secondo un approccio
del tipo Life Cycle, presentato un indicatore di energia ed un impatto ambientale più alti rispetto agli edifici
“ad energia quasi zero” e agli edifici “ad energia netta zero” (NetZEB).
Infatti, per essere economicamente efficaci gli edifici ZEB devono puntare sulla conservazione e sulla
riduzione di ogni dispersione, poiché ogni consumo di energia deve essere compensato da una produzione
equivalente. Pertanto, considerando le tecnologie attuali, la progettazione di edifici ZEB sembra oggi non
essere ragionevolmente raggiungibile in termini di livello ottimale dei costi.
L’efficienza energetica degli edifici NZEB
Un obiettivo più ragionevole e accessibile consiste quindi nel tentare di valutare l’effettivo incremento di
prestazione energetica ed economica di un edificio, quando si passa da uno standard Basso-Consumo/Casa
Passiva ad uno NZEB. Il progetto congiunto Task40/annex 52 Edifici a Energia Netta Zero [5] ha dimostrato
che l’energia incorporata (EE) aumenta leggermente nel passaggio da un edificio a basso consumo
energetico verso un edificio NetZEB. Tuttavia, i risparmi energetici connessi al minor consumo di energia in
uso (OE) superano, con ampio margine, l’aumento di energia incorporata.
La valutazione globale dimostra che la quantità di energia utilizzata nel ciclo di vita di un NetZEB è inferiore
di circa il 60% rispetto al consumo di energia nel ciclo di vita di un edificio a basso consumo
energetico/Casa Passiva.
Dal punto di vista consumo di energia nel ciclo di vita, l’edificio NetZEB è preferibile quindi ad un edificio a
basso consumo energetico.
La definizione di “Edificio ad Energia Quasi Zero” da EPBD [4] è chiara e utilizza l’energia primaria quale
unità di misura per la valutazione del bilancio energetico. I termini “energia quasi-zero” ed “energia-zero”
sono riferiti infatti al calcolo del consumo di energia primaria annuo per la gestione dell’edificio, tra cui
raffreddamento, riscaldamento, ventilazione, illuminazione e alimentazione. Per “energia primaria “ si
intende energia da fonti rinnovabili e non rinnovabili che non abbia subito alcuna conversione o processo di
trasformazione. Berggren B. e M. Hall definiscono [5] il concetto di Net ZEB come un “edificio in cui la
quantità relativa di energia prodotta dall’edificio soddisfa o supera la domanda interna e viene scambiata
attraverso la rete di approvvigionamento energetico.”
Nella letteratura esistente, i concetti Quasi Zero - Energia Netta - Energia Zero sono descritti con una vasta
gamma di termini ed espressioni e possono essere individuati diversi approcci possibili alla soluzione del
problema della loro quantificazione. Le barriere e le incongruenze sollevate dalla mancanza di una
definizione di ZEB concertata e armonizzata, sono state già ampiamente discusse a livello internazionale [7]
[8] [9] [10].
L’Energia incorporata negli NZEB
Tuttavia, l’incertezza delle definizioni esistenti sta nel fatto che la maggior parte di esse escludono dal
calcolo l’uso di energia durante fasi del ciclo di vita dell’edificio diverse dalla fase di uso. Infatti, come
rilevato da Attia S. et al. [10] le definizioni esistenti (es. Net zero energy costs, Net zero energy source, Net
zero energy site and Net zero energy emissions come proposte da Torcellini et al. [11]) inducono
potenzialmente ad un errore di valutazione poiché non tengono in considerazione il consumo globale di
energia durante l’intero ciclo di vita dell’edificio.
Infatti, le definizioni esistenti comprendono la prospettiva limitata del solo consumo di energia durante la
fase di uso e gestione dell’edificio.
Torcellini et al. [11] hanno chiaramente dimostrato che solo una definizione di NZEB che tenga in
considerazione tutti gli input energetici durante l’intero ciclo di vita di un edificio, consentirà di individuare
gli elementi di rischio più significativi nella valutazione dell’impatto ambientale di un edificio. In una
valutazione secondo una prospettiva life cycle (LC) della prestazione energetica di un edificio, è oggi
opinione condivisa che il consumo di energia durante la fase operativa rappresenti il 70-90 % dell’energia
utilizzata durante l’intero ciclo di vita. Pertanto, resta esclusa dai bilanci attuali, un potenziale 10-30 % di
energia che è principalmente costituita da quelle che è definita energia incorporata (Embodied Energy). Per
questo motivo alcuni tra i principali sistemi volontari di valutazione ambientale (BREAM, LEED, CASBEE,
MINERGIE, ITACA) hanno introdotto indicatori di prestazione basati sul ciclo di vita dell’edificio, quali il
contenuto di materiale riciclato, lo scenario di trasporto, le emissioni di CO2 e il riutilizzo di materiali ed
elementi.
Una definizione di NZEB basata su un approccio LC permetterebbe infatti di considerare l’intero consumo di
energia, prima e dopo la costruzione e, sulla base delle attuali norme EN, di realizzare una analisi e un
confronto sulle opportunità di ottimizzazione dell’uso delle risorse energetiche non rinnovabili.
Occorre evolvere dal concetto di Near Zero Energy Building (NZEB) al concetto di Life-Cycle Zero Energy
building (LC-NZEB).
Un approccio LCA del tipo “dalla culla alla tomba” consentirebbe infatti di estendere i confini della
valutazione energetica oltre la sola energia in uso, includendo nella valutazione altri indicatori quali
l’energia incorporata, l’impatto ambientale , l’accumulo di energia e la gestione del surplus di energia.
L’energia consumata dall’edificio ha, di fatto, una lunga storia dietro di sé: la sua intensità dipende
strettamente, infatti, dall’energia consumata per la produzione, dal trasporto e dalla trasformazione delle
risorse utilizzate per la fabbricazione dei materiali e per la costruzione degli elementi edilizi.
Se da un lato le norme CEN EPBD [3] definiranno i metodi per il calcolo dell’energia primaria in uso, diverse
sono le metodologie di calcolo LC già esistenti che hanno come obiettivo la definizione di un Life Cycle
Energy, ossia il consumo totale di energia nel ciclo di vita. Specifiche per il settore delle costruzioni,
armonizzate e condivise a livello europeo, sono le norme CEN TC 350 [12].
La rilevanza dell’energia incorporata nella valutazione dell’impatto ambientale di un edificio è stata
dimostrata da uno studio italiano [13], che ha messo a confronto una casa standard e una casa a basso
consumo energetico. L’autore commenta “Emerge drammaticamente il contributo degli impatti associati ai
materiali”. In confronto ad un edificio standard, mentre il fabbisogno termico invernale è stato ridotto di un
rapporto 10:1, l’energia nel ciclo di vita è stata ridotto solo del 2,1:1 e l’impronta di carbonio del 2,2:1”.
L’uso di energia primaria non rinnovabile per la costruzione e la manutenzione è aumentato del 20% nel
passaggio dalla casa standard alla casa a basso consumo energetico. Tuttavia, la quota relativa di energia
incorporata sul consumo totale di energia del ciclo di vita è aumentata dal 17 % a circa il 50 %.
I risultati confermano quelli originari di uno studio tedesco [14]. Edifici con standard energetici diversi (casa
a basso consumo energetico, Casa Passiva e ZEB) sono stati confrontati sulla base della stessa Design Life
(80 anni ) secondo il LC. Feist ha rilevato che l’edificio con la prestazione energetica migliore presentava il
più alto consumo di energia primaria nel ciclo di vita e ciò principalmente a causa della alta quantità di
energia richiesta per la fabbricazione dei materiali di cui era composto. In generale, l ’uso di energia nel ciclo
di vita diminuisce progressivamente verso lo standard casa passiva. Ma nell’ultimo step verso lo ZEB, l’uso
di energia nel ciclo di vita è aumentato, come conseguenza di un rilevante aumento di energia incorporata.
Pertanto, anche se ridurre il consumo di energia in uso costituisce una strategia fondamentale per
l’efficienza energetica, un’attenzione focalizzata esclusivamente sulla fase di uso del LC di un edificio
potrebbe portare a una sovrastima dei benefici dovuti ai potenziali flussi di energia durante i processi a
mote e a valle del’uso.
ANDIL: la casa in laterizio NZEB
Nel 2010 ANDIL ha promosso una ricerca condotta dal gruppo LCA del Dipartimento DIDA, Università di
Firenze , con l’obiettivo di creare la prima banca dati di profili ambientali di materiali da costruzione e di
sviluppare un web-tool, user-frienldy per valutare gli impatti ambientali di elementi di edificio. Lo
strumento, chiamato LATERLIFE 1.0, è ora disponibile gratuitamente sul sito dell’Associazione
www.laterizio.it.
Sulla base dei metodi di calcolo e degli indicatori di impatto ambie ntale standardizzati dalla norma EN
15804, LATERLIFE 1.0 valuta gli impatti ambientali di sistemi assemblati (pareti di tamponamento o pareti
interne, coperture, pavimenti), definiti dall’utente attraverso una finestra interattiva in cui i dati climatici e i
componenti della stratigrafia sono selezionabili attraverso menu a discesa.
Lo strumento calcola le prestazioni energetiche dell’elemento, come richiesto dalla normativa energetica
nazionale (massa superficiale, trasmittanza, trasmittanza termica periodica, ammettenza termica,
sfasamento, fattore di decremento) secondo la norma EN 13786, le prestazioni acustiche sulla base di EN
12354-3 e UNI TR 11175, nonché quelli igrometriche secondo EN 13788.
Inoltre, LATELIFE 1.0 valuta il profilo ambientale, espresso attraverso 7 indicatori di impatto ambientale
(Depauperamento Abiotico, Depauperamento Abiotico - combustibili fossili, Eutrofizzazione, Acidificazione,
Riscaldamento Globale, Riduzione dello strato di Ozono, Ossidazione fotochimica) e da 1 indicatore dell’uso
delle risorse (energia fossile non rinnovabile).
In accordo con lo standard EN 15804 par.5.2, il profilo ambientale valutato da LATERLIFE si basa su una
valutazione del ciclo di vita del tipo “dalla culla alla tomba con opzioni”. Ciò significa che gli impatti sono
calcolati per la “fase di produzione” (dalla culla al cancello) dei materiali [EN 15804 par. 6.2.2] includendo
anche alcune informazioni aggiuntive relative alla fase di costruzione e più precisamente gli impatti durante
la fase B4 “sostituzione” [EN 15804 par. 6.2.4].
Lontano dalla proposta esaustiva lanciata dal IEA SHC Task 40/ECBCS [5], che comprende in una valutazione
Life Cycle Energy il comfort, i carichi di gestione, le fonti di energia, lo stoccaggio, il trasporto e l’energia
incorporata, ed un passo dietro l’equazione definita Ramesh et al. [15] per calcolare il consumo energetico
del ciclo di vita, oltre ad altri indicatori ambientali, LATERLIFE 1.0 calcola l’ energia incorporata iniziale e
l’energia incorporata associata ai cicli di sostituzione previsti per ogni componente dell’elemento, nel corso
della 100 anni di vita utile dell’edificio.
ANDIL ha recentemente promosso il progetto per una “casa NZEB in laterizio, antisismica, sostenibile e
confortevole“, definendo una serie di elementi preassemblati (pareti portanti e di tamponamento, pareti
interne, coperture, pavimenti) ad alto profilo statico, energetico ed ambientale [16].
Le prestazioni ambientali di questi elementi sono state calcolate utilizzando il software LATERLIFE 1.0 con
l’obiettivo di fornire al progettista una informazione completa sulle prestazioni più rilevanti, in un’ottica
NZEB. Per ognuno dei 24 elementi disponibili a catalogo, è stata realizzata una scheda tecnica con una
illustrazione grafica della stratigrafia ed una legenda dettagliata. Le caratteristiche geometriche e le
prestazioni termiche sono riportate in una tabella e il profilo LCA di base (espresso dagli indicatori GWP e
EE) viene delineato in un diagramma a colonna.
Ma ci sono altre informazioni ambientali che LATERLIFE 1.0 potrebbe fornire direttamene per l’utente, e
molti altri saranno aggiunti al termine del processo di aggiornamento strumento che è attualmente in corso
(LATERLIFE 2.0).
Fi gura 1 Pa rete A di tamponamento in l aterizio a incastro con ca ppotto esterno i n EPS 6cm.
Categoria d’impatto
Unità
Abiotic depletion
Abiotic depletion (fossil fuels)
Global warming (GWP100a)
Ozone layer depletion (ODP)
Photochemical oxidation
Acidification
Eutrophication
Non renewable, fossil
kg Sb eq
MJ
kg CO2 eq
kg CFC-11 eq
kg C2H4 eq
kg SO2 eq
kg PO4--- eq
MJ eq
Totale Intonaco calce-gesso
9.374E-06
-7.785E+01
1.466E+02
8.997E-06
3.165E-02
1.390E-01
2.050E-02
8.241E+02
1.145E-06
1.568E-01
5.166E+00
2.420E-07
4.374E-04
9.413E-03
1.266E-03
2.883E+01
Blocchi Alleggeriti in
laterizio 25/35
Malta di cemento
Pannello isolante in
EPS LD
Rasante esterno
3.267E-06
-7.851E+01
1.191E+02
7.834E-06
1.692E-02
7.391E-02
1.336E-02
5.131E+02
3.880E-06
4.240E-01
1.318E+01
5.866E-07
1.204E-03
2.539E-02
3.514E-03
9.067E+01
7.126E-07
5.537E-02
7.685E+00
2.451E-07
1.291E-02
2.758E-02
2.013E-03
1.809E+02
3.686E-07
2.964E-02
1.426E+00
8.864E-08
1.820E-04
2.723E-03
3.489E-04
1.055E+01
Ta bella 1 Profi lo ambientale della parete A – cra dle to gate.
Fi gura 2 Pa rete B di ta mponamento i n laterizio a i ncastro i ntonaco termoisolante esterno 2cm.
Categoria d’impatto
Unità
Totale
Intonaco
Blocchi
malta
intonaco
calce-cemento
Abiotic depletion
Abiotic depletion (fossil fuels)
Global warming (GWP100a)
Ozone layer depletion (ODP)
Photochemical oxidation
Acidification
Eutrophication
Non renewable, fossil
kg Sb eq
MJ
kg CO2 eq
kg CFC-11 eq
kg C2H4 eq
kg SO2 eq
kg PO4--- eq
MJ eq
1.024E-05
-8.161E+01
1.432E+02
9.658E-06
2.116E-02
1.432E-01
1.970E-02
7.399E+02
7.635E-07
1.045E-01
3.444E+00
1.613E-07
2.916E-04
6.275E-03
8.441E-04
1.922E+01
Alleggeriti termoisolante termoisolante
in laterizio
3.413E-06
4.939E-06
1.128E-06
-8.202E+01
1.643E-01
1.392E-01
1.244E+02
1.076E+01
4.552E+00
8.185E-06
7.966E-07
5.157E-07
1.767E-02
2.523E-03
6.703E-04
7.721E-02
4.421E-02
1.553E-02
1.395E-02
3.564E-03
1.338E-03
5.361E+02
1.394E+02
4.521E+01
Ta bella 2 Profi l o a mbientale della parete B – cra dle to gate.
Il software LATERLIFE per la valutazione LCA di elementi in laterizio
Di fatto LATERLIFE 1.0 è in grado di elaborare il profilo ambientale completo, dalla culla al cancello secondo
le indicazioni metodologiche della EN 15804, per 1m2 unità dichiarata dell’elemento, così come mostrato
nella Tabella 1. L’introduzione dei nuovi indicatori minimi obbligatori come standardizzati dalla versione
finale della EN15804+A1:2013 sarà oggetto della prossima revisione del tool: LATERLIFE 2.0.
Le Tabelle 1 e 2 riportano gli impatti ambientali durante la fase di produzione A1 - A3 della due pareti A e B
rispettivamente. L’indicatore “non renewable, fossil“, in calce alle Tabella 1 e 2, esprime la quantità di
energia incorporata nei materiali costituenti l’elemento edilizio progettato.
Il tool LATERLIFE non si limita però ad una valutazione della sola fase di produzione ma prende in
considerazione anche l’impatto associato alla fase d’uso B4 “sostituzione”. Oltre al profilo ambientale di
oltre 250 materiali da costruzione, il database LCI che LATERLIFE contiene informazioni sulla reference
service life (RSL) di ognuno di essi, così come definita in bibliografia per alcuni usi più comuni e all’interno di
uno scenario di impiego standard.
In un edificio in muratura, per il quale è ragionevole stimare una durata di vita utile pari a 100 anni, in
relazione al clima, alle tecnologie e alla messa in opera, alla accuratezza e tempestività delle operazioni di
manutenzione, e alla fase di uso, buona parte dei materiali complementari che costituiscono l’elemento
(intonaco, isolante, rivestimento) sono soggetti ad un deterioramento più rapido rispetto alla struttura in
laterizio e necessitano pertanto di essere sostituite una o più volte nel corso della vita utile dell’edificio, in
relazione alle rispettive RSL.
La RSL di un componente o di un prodotto è il periodo di tempo durante il quale l’elemento è chiamato a
svolgere determinate funzioni definite da parametri determinati ed è in grado di soddisfare senza perdite
prestazionali, tutte le esigenze tecniche per le quali è stato progettato. Le informazioni sulla RSL dei diversi
materiali da costruzione, vengono utilizzate per valutare il numero di sostituzioni necessarie a garantire la
funzionalità richieste dell’opera edilizia.
intonaco interno calce
spessore
[cm]
0.015
conducibilità termica calore specifico
[W/mK]
[J/kgK]
0.540
1000
Blocco portante 25/35
0.350
0.174
840
Cappotto in EPS
0.060
0.030
Rasante esterno
0.005
0.900
densità
[kg/m3 ]
1400
Durata di vita Cicli di sostituzione
[anni]
[n]
20
2
986
50
0
1450
20
25
1
1000
1800
25
1
Ta bella 3 Pa rete A: durata di Vita e cicli di s ostituzione durante la vi ta utile dell’edificio.
intonaco interno calce e cemento
spessore
depth
[cm]
0.010
conducibilità termica calore specifico
thermal conductivity specific heat
[W/mK]
[J/kgK]
0.900
1000
blocco tamponamento 40x25x25
0.400
0.109
840
705
50
0
Intonaco termoisolante
0.020
0.051
840
275
20
2
Ta bella 4 Pa rete B: durata di vi ta e ci cli di s ostituzione durante la vi ta utile dell’edificio.
densità
density
[kg/m3 ]
1800
Durata di vita Cicli di sostituzione
RSL
n. of replacements
[anni]
[n]
25
1
Ci sono numerose altre azioni e attività accessorie che avvengono durante la fase di sostituzione e durante
la fase d’uso in generale (es. realizzazione di ponteggi, demolizione di intonaci, rimozione dell’ isolamento,
realizzazione di nuovi intonaci e finiture... ), che possono avere anche una certa rilevanza del consumo di
energia complessivo e sull’impatto ambientale totale e devono essere necessariamente considerate in un
LCA completo, ma, nell’ottica della semplificazione, sono invece trascurate in LATERLIFE.
LATELIFE tiene conto esclusivamente della quantità di energia incorporata che ricorre nel bilancio
ambientale a causa dei cicli di sostituzione del materiale.
Pertanto, una volta definito l’equivalente funzionale [17] (per esempio due pareti esterne, con lo stesso
spessore e lo stesso valore U) è possibile condurre un confronto tra due o più soluzioni alternative, in
accordo alla EN 15804 par.5.4, e questo è appunto l’obiettivo principale di LATERLIFE.
LATERLIFE è uno strumento progettato per consentire all’utente anche digiuno di LCA di confrontare due o
più tipi di sistemi assemblati, sulla base delle medesime caratteristiche geometriche e prestazioni termiche,
al fine di selezionare quella che presenta il miglior profilo ambientale LCA durante le fasi di produzione e di
uso.
Le tre pareti sono state composte sulla base dell’equivalente funzionale definito da spessore t = 43
centimetri e valore U = 0,23 W/m 2K.
Quando in un confronto, il valore della trasmittanza termica e della trasmittanza termica periodica sono
impostati come invarianti dell’equivalente funzionale, il valore relativo alla energia in uso diventa non
rilevante poiché il trasferimento di calore attraverso gli elementi di involucro oggetto di analisi è la stessa
per tutti i sistemi assemblati e le differenze di impatto tra sistemi distinti risultano quindi legate
esclusivamente alla loro energia incorporata (produzione + ricorrente).
Fi gura 3 Pa rete C di tamponamento in laterizio a i ncastro con ri vestimento i n listelli di laterizio 1.5cm .
Categoria d’impatto
Unità
Abiotic depletion
Abiotic depletion (fossil fuels)
Global warming (GWP100a)
Ozone layer depletion (ODP)
Photochemical oxidation
Acidification
Eutrophication
Non renewable, fossil
kg Sb eq
MJ
kg CO2 eq
kg CFC-11 eq
kg C2H4 eq
kg SO2 eq
kg PO4--- eq
MJ eq
Totale
Intonaco
1.91E-05
-8.68E+01
1.75E+02
1.30E-05
2.48E-02
1.33E-01
2.42E-02
8.61E+02
7.64E-07
1.05E-01
3.44E+00
1.61E-07
2.92E-04
6.28E-03
8.44E-04
1.92E+01
Blocchi
Alleggeriti
4.30E-06
-1.03E+02
1.57E+02
1.03E-05
2.23E-02
9.73E-02
1.76E-02
6.76E+02
Collante
1.18E-05
1.49E-01
4.45E+00
6.47E-07
1.22E-03
1.87E-02
3.79E-03
8.30E+01
Malta calcecemento
3.69E-07
2.96E-02
1.43E+00
8.86E-08
1.82E-04
2.72E-03
3.49E-04
1.06E+01
Listello faccia
a vista
1.48E-06
3.93E-07
1.86E-02
1.63E+01
5.56E-01
7.96E+00
8.08E-08
1.66E-06
1.52E-04
6.32E-04
2.34E-03
5.99E-03
4.74E-04
1.13E-03
1.04E+01
6.23E+01
Collante
Ta bella 5 Profi lo ambientale della parete B – cra dle to gate.
spessore
conducibilità termica calore specifico
densità
Durata di vita Cicli di sostituzione
intonaco interno
[cm]
0.010
[W/mK]
0.540
[J/kgK]
1000
[kg/m3 ]
1500
[anni]
25
[n]
1
blocco tamponamento 40x23.5x25
0.400
0.096
1000
818
100
0
Intonaco di rinzaffo
0.005
0.830
1000
1800
100
0
Listelli in laterizio
0.015
0.533
1000
1700
100
0
Ta bella 6 Pa rete B: durata di vi ta e ci cli di s ostituzione durante la vi ta utile dell’edificio.
Pertanto, confrontando le tre tipologie di parete A-B-C, nonostante la parete tipo C presenti in fase di
produzione l’impatto più alto delle tre, come mostrato in Figura 4, quando la valutazione LC considera
anche la fase di sostituzione e l’energia incorporata ricorrente viene sommata a quella iniziale, il totale
dell’energia consumata (espressa in MJ/m2anno) e in generale l’impatto ambientale complessivo, variano
significativamente per una DSL di 50 anni (Figura 5), mentre si riducono drasticamente estendendo la DSL a
100 anni (Figura 6).
IMG 001+IMG 002
Fi gura 4 Confronto tra i profili a mbientali dalla culla alla tomba delle tre s oluzioni di parete A-B-C
IMG 003+IMG 004
Fi gura 5 Confronto tra i profili ambientali dalla culla alla tomba con opzioni delle tre soluzioni di pa rete A -B-C su vi ta utile
50 a nni
IMG 005+IMG 006
Fi gura 6 Confronto tra i profili a mbientali dalla culla alla tomba con opzioni delle tre soluzioni di parete A-B-C su vi ta utile 100 a nni
Quindi, considerando non rilevante per la valutazione LC a confronto l’energia in uso associata alle
dispersioni termiche attraverso l’involucro, in un’analisi realistica del ciclo di vita di un edificio in muratura
le fasi di manutenzione e sostituzione svolgono un ruolo considerevole e non trascurabile.
In un approccio life cycle, elementi edilizi realizzati con materiali dotati di un alto valore di embodied
energy (EE) e lunga durata di vita, che richiedono quindi minori interventi di manutenzione e un numero
minore o nessuna sostituzione durante l’uso, consentono, in un bilancio complessivo, di risparmiare più
energia rispetto al quelle soluzioni tecniche caratterizzate da materiali a EE iniziale più bassa ma per le quali
sono previsti cicli di sostituzione periodici.
Conclusioni
Ad oggi, nessuno Stato membro ha legiferato in materia di energia incorporata negli edifici. Alcuni Paesi
hanno sviluppato standard volontari [ASHRAE, Graue ENERGIE] ma lo standard EN 15804 costituisce un
riferimento europeo armonizzato sulla base del quale definire procedure di calcolo che possano essere
effettivamente incorporate come riferimento in un sistema di rating a scala di edificio. Molti degli strumenti
di valutazione esistenti prevedono infatti indicatori relativi all ’impatto ambientale dei materiali da
costruzione nella valutazione dell’edificio (PROTOCOLLO ITACA, CASACLIMA, THERMISCHE ENERGIE IM
HOCHBAU, CASBEE), ma in generale, la mancanza di qualsiasi database LCI nazionale od europeo dei
materiali e i sistemi per l’edilizia, salvo quelli generici utilizzati dai LCA Software (es. Ecoinvent, GaBi)
costituisce la principale barriera ad una larga diffusione dell’uso di indicatori LCE e LCA nei sistemi di rating
degli edifici.
LCA e analisi LCE differiscono negli indicatori utilizzati per la valutazione di impatto: mentre il LCA utilizza un
ampio set di indicatori (di impatto ambientale, di consumo delle risorse, di produzione di rifiuti), l’LCE
prevede un unico indicatore che è l’energia utilizzata. L’uso di energia nel ciclo di vita calcolata è
generalmente ripartito sulla DSL dell’edificio ed espresso quindi in in kWh/m 2a.
Come chiaramente notato da Attia et al. [10] e confermato dalla presente analisi, quando il risultato
dall’analisi LCE è presentato nella forma ripartita MJ/m2a, la durata di vita dell’edificio non ha, in termini
assoluti, alcuna influenza sull’analisi dell’energia in uso ma può avere un impatto significativo sulla energia
incorporata iniziale e ricorrente dal momento che si tratta di attività che si verificano una volta nel ciclo di
vita (o più o meno di una volta) e il loro impatto è ripartito appunto sulla durata di vita presunta.
LC e LCE rappresentano due metodi fondamentali da introdurre in un prossimo futuro con l’obiettivo di una
loro ampia utilizzazione nel settore edilizio, poiché sono in grado di orientare i processi decisionali verso
scelte progettuali indirizzate ad una sostenibilità globale che consideri oltre gli aspetti ambientali, quelli
economici e sociali. Politiche basate esclusivamente sul risparmio energetico e legati al solo consumo di
energia in uso, hanno ormai dimostrato la loro incompletezza.
