universita’ degli studi di roma “la sapienza” facolta’ di architettura “valle giulia”...

UNIVERSITA’ degli STUDI di ROMA “LA SAPIENZA”FACOLTA’ DI ARCHITETTURA “VALLE GIULIA”

CORSO di LAUREA in ARCHITETTURA U.E.

LCA DEL RECUPERO SOSTENIBILE DI UN

APPARTAMENTO DEL COMPLESSO “CORVIALE”

Tesi di Laurea di: Carla D’Andrea e Nicola Monetti

Relatore: Prof. Ing. Livio De Santoli

Tutor: Ing. Paolo Neri

SCOPO DELLO STUDIO:

Quantificare il vantaggio ambientale del recupero

sostenibile di un appartamento e degli

impianti del Complesso “Corviale”

Life Cycle Assessment (LCA)

“L’LCA è un processo che permette di valutare gli impatti ambientali

associati ad un prodotto, processo o attività, attraverso l’identificazione e

la quantificazione dei consumi di materia, energia ed emissioni

nell’ambiente e l’identificazione e la valutazione delle opportunità per

diminuire questi impatti.”“SETAC” ( Society of Environmental Toxicology and Chemistry, [1993]

LCA LIFE CYCLE ASSESSMENT:

“ L’analisi riguarda l’intero ciclo di vita del prodotto ( “ dalla culla alla tomba ” ): dall’estrazione e trattamento delle

materie prime, alla produzione, trasporto e distribuzione del prodotto, al suo uso, riuso e manutenzione, fino al riciclo ed alla collocazione finale del

prodotto dopo l’uso. ”“SETAC” ( Society of Environmental Toxicology and Chemistry, [1993]

)

LCA LIFE CYCLE ASSESSMENT:

SCHEMA DELL’LCA (UNI ISO 14040):

CLASSIFICAZIONE

CARATTERIZZAZIONE

NORMALIZZAZIONE

VALUTAZIONE

MATERIALIPROCESSI

OBIETTIVOUNITA’ FUNZIONALE

FUNZIONE DEL SISTEMACONFINI

INVENTARIOENERGI

E

EMISSIONI

COMPETENZE: INGEGNERIA,

FISICA, BIOLOGIA, CHIMICA,

MEDICINA, ECONOMIA

PROPOSTE PER LA RIDUZIONE DEL DANNO

LA CARATTERIZZAZIONE

IL METODO ECO-INDICATOR 99:

QUALITA’ dell’ECOSISTE

MA:(PDF m2anno:

Potentially Disappeared

Fraction)

•ACIDIFICAZIONE/EUTROFIZZAZIONE• ECOTOSSICITA’• USO DEL TERRITORIO

IMPOVERIMENTO :

delle RISORSE(MJ Surplus)

•MINERALI•COMBUSTIBILI FOSSILI

SALUTE UMANA:

(DALY: Disability

Adjusted Life Years)

• SOSTANZE CANCEROGENE• MALATTIE RESPIRATORIE (SOSTANZE ORGANICHE)• MALATTIE RESPIRATORIE (SOSTANZE INORGANICHE)• CAMBIAMENTI CLIMATICI• IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI OZONO• RADIAZIONI IONIZZANTI

IL METODO ECO-INDICATOR 99:

PROSPETTIVA

Salute umana

Qualità dell’ecosiste

ma

Risorse

Gerarchica 40% 40% 20%

Ugualitaria 30% 50% 20%

Individualista

55% 25% 20%

LE PROSPETTIVE CULTURALI

LA PROSPETTIVA INDIVIDUALISTA: non considera l’esaurimento del combustibile fossile come un problema realepoiché non considera importante la prospettiva di lungo periodo, non dà molto peso a problemi futuri;nel caso dei minerali, invece, accetta come reale la costante diminuzione della concentrazione delle risorse.LA PROSPETTIVA UGALITARIA: ritiene che le risorse non possano essere regolate mentre i bisogni sìaccetta il concetto della sostituzione delle risorse e ritiene che fonti energetiche alternative debbano sostituire i combustibili fossiliLA PROSPETTIVA GERARCHICA: ritiene che i bisogni non possano essere regolati mentre le risorse sìritiene importante evidenziare le differenze tra le risorse per sviluppare una strategia di regolamentazione delle risorse

IL RUOLO DELLE PROSPETTIVE CULTURALI

Carcinogenic effects 1%

Respiratory effects (inorganics)

9%

Respiratory effects (organics)

0%

Climate change 20%

Radiation 0%

Ozone depletion 0%

Ecotoxicity 8%

Acidification/eutrophication

4%

Land-use 38%

Minerals 1%

Fossil 19%

IL METODO ECO-INDICATOR 99:IL CONTRIBUTO AL DANNO DELLA CATEGORIA DI IMPATTO

NELLA PROSPETTIVA UGUALITARIA:

fattori di NORMALIZZAZIONEInverso del danno subito dal cittadino

medio europeo in 1 anno

fattori DI VALUTAZIONEImportanza relativa delle categorie di

danno

IL METODO ECO-INDICATOR 99:LA NORMALIZZAZIONE

LA VALUTAZIONE

CRITERI PER LA COSTRUZIONE DELL’LCA:

Corviale 80 rec.LCA

Impianti nei

successivi 80 anni con

recupero

Corviale80

rec.impianti

LCA Consum

i nei successivi 80 anni con

recupero

Corviale80

rec.consumi

LCA Materiali

nei successi

vi 80 anni con recuper

oCorviale

80 rec.mat

eriali

LCA Impianti

nei successi

vi 80 anni

senza recuper

oCorviale

80 impianti

LCA Consum

i nei successivi 80 anni

senza recuper

oCorviale

80 consum

i

LCA Material

i nei successivi 80 anni

senza recuper

oCorviale

80 materia

li

Corviale 80

LCA degli Impianti nei

primi 20 anni

Corviale20impiantiREC

UPERO

Corviale 20LCA dei Materiali

nei primi 20 anni

Corviale20materiali

LCA dei Consumi nei primi 20 anni

Corviale20consumi

+ +

= =Corviale 100 Corviale 100 rec.

OBIETTIVO DELLO STUDIO: Obiettivo dello studio è la valutazione ambientale ed economica del ciclo di vita di un appartamento del complesso Corviale e degli impianti a suo servizio.

LE FUNZIONI DEL SISTEMA: La funzione dei nuovi materiali è quella di raggiungere condizioni di comfort all’interno dell’appartamento. La funzione degli impianti è quella di assicurare il fabbisogno di energia termica, elettrica e di acqua all’appartamento.

UNITÀ FUNZIONALE: L’unità funzionale è l’appartamento int. 638 scala A (tipologia 5Ad ) della trancia C del lotto 2, con un volume lordo di 212,910 mc, servito da una superficie radiante di 16,620 mq, considerando gli impianti a suo servizio.

CONFINI DELLO STUDIO: I confini del ciclo di vita vanno dall’estrazione delle materie prime al fine vita dei materiali al momento della demolizione. Nell’analisi vengono considerati anche i consumi degli automezzi e delle macchine necessari per la costruzione dell’edificio.

METODO PER LA VALUTAZIONE: Il metodo usato per la valutazione è l’Eco-indicator99 E/E modificato per tenere conto dell’uso dell’acqua e del costo economico. Il codice utilizzato è SimaPro5.0.

CORVIALE 20 MATERIALI

Human Health 0.0311 DALY

Ecosystem Quality 2.06E3 PDF*m2y

Resources 1.01E4 MJ Surplus

CORVIALE 20 MATERIALI

Danno totale:1,15E3

Pt

52,75% Human Health29,27% Resources17,55% Ecosystem Quality

CORVIALE 20 IMPIANTI LA CARATTERIZZAZIONE


Ecosystem Quality 588 PDF*m2y

Resources 2,82E3 MJ Surplus

CORVIALE 20 IMPIANTI LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY

Danno totale:284 Pt


CORVIALE 20 CONSUMI LA CARATTERIZZAZIONE


Ecosystem Quality 5,56E3 PDF*m2y


CORVIALE 20 CONSUMI LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY

Danno totale:7,59E3

Pt


CORVIALE 20 CONSUMI LA VALUTAZIONE PER SINGLE SCORE

Il danno totale è dovuto:per il 40.48% ai consumi di energia elettrica per uso domestico per il 22.77% al consumo di gasolio per il riscaldamento nei primi 10 anni di uso per il 19.17% al consumo di gas metano per il riscaldamento nei successivi 10 anni e alla produzione di acqua calda sanitaria

CORVIALE 20 LA CARATTERIZZAZIONE

Human Health 0,152 DALY



CORVIALE 20 LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY

Danno totale:9,02E3

Pt

84,16% CONSUMI12,69% MATERIALI3,15% IMPIANTI

CORVIALE 20 LA VALUTAZIONE PER DAMAGE CATEGORY

Danno totale:9,02E3

Pt

32,73% Human Healt8,87% Ecosystem Quality58,4% Resources

CORVIALE 100 LA CARATTERIZZAZIONE

Human Health 0,47 DALY



CORVIALE 100 LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY

Danno totale:9,02E3

Pt

21,29% CONSUMI nei primi 20 anni72,8% CONSUMI nei successivi 80 anni3,21% MATERIALI

94,09%

PROGETTO DI MODIFICA DEL COMPLESSO “CORVIALE”•Sull’impianto di riscaldamento e produzione dell’acqua calda sanitaria:•Sostituzione dei corpi scaldanti con il pavimento radiante•Installazione di collettori solari piani

•Sull’isolamento termico:•Isolamento delle pareti:

All’esterno aggiunta di una parete a cappottoAll’esterno aggiunta di una parete ventilata sulle pareti di testataAll’interno aggiunta di uno strato di intonaco isolante sulle pareti della loggia

•Isolamento della copertura•Aperture

Sostituzione delle lastre di vetro singolo con doppi vetri basso-emissivi 4-12-4mm•Per i consumi di acqua potabile:•elementi per la riduzione dei consumi:

Riduttori di flussoSanitari a doppia mandata

•elementi per il riciclo delle acque piovane.

SCHEMA IMPIANTO COLLETTORI SOLARI

SCHEMA ISOLAMENTO PARETE

Velocità della messa

a regime moderata

Risposta inerziale moderata

Elevato isolamento Elevata capacità

termicaMessa a regime

lentaDebole escursione

termica nel funzionamento con

attenuazione notturna

Risposta inerziale massima

Massimo risparmio nel

caso di utilizzo

continuo con attenuazione

Rapidità di messa a regime

Rapidità di raffreddamento

ambientale

Rapidità di messa a regime Risposta inerziale

Massimo risparmio in

caso di utilizzo non continuativo

Basso isolamento Capacità termica

media

Risparmio nel caso di

utilizzo continuo con

debole attenuazione

SCHEMA

INVERNO ESTATE CONFRONTO

CONFRONTO LCA ISOLANTISUGHERO

PORTOGHESE

SUGHERO ITALIANO

EPS

EPS RICICLATO PER L’80%

Human Health: il cappotto con sughero italiano (0,000395 DALY) ha un vantaggio del 173.41% rispetto al cappotto con sughero portoghese e del 55.44% rispetto al cappotto con EPS.

Ecosystem Quality: il cappotto con sughero italiano presenta il minor danno con un vantaggio del 374.89% sul cappotto con sughero portoghese a causa dei trasporti (Truck 16 ETH) che producono l’emissione di NOx e NOx (as NO2) e di Zn in aria e con un vantaggio del 51.74% sul cappotto con l’EPS a causa della produzione di PS (EPS) B 250.

Resources: il cappotto con sughero italiano presenta il minor danno con un vantaggio del 454.71% sul cappotto con sughero portoghese dovuti al minor consumo di natural gas, di crude oil (ETH) e di crude oil (IDEMAT) per la riduzione dei trasporti.

SCHEMA DI RECUPERO ACQUE PIOVANE

CONFRONTO CORVIALE 80 - CORVIALE 80 REC.


Human Health 0,322 DALY 0,243 DALY

Ecosystem Quality 7,96E4 PDF*m2y 1,38E4 PDF*m2y

Resources 5,57E5 MJ Surplus 3,11E5 MJ Surplus

Costi 3,32E6€ 2,6E6€


LA VALUTAZIONE PER DAMAGE CATEGORY

44,16%

24,5%


LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY

In Human Health la categoria di impatto che presenta il massimo guadagno è Climate change (39.15%) dovuto alla riduzione dell’emissione di CO2 da 409.5t a 250t.

In Ecosystem Quality la categoria di impatto che presenta il guadagno massimo è Acidification/Eutrophication (25.04%) dovuto alla riduzione dell’emissione di SOx(as SO2) da 735kg a 525kg.

In Resources la categoria di impatto che presenta il guadagno massimo è Fossil fuels (48.8%) dovuto alla riduzione del consumo natural gas ETH da 8E4 a 1.97E4m3

CORVIALE 100 REC. LA CARATTERIZZAZIONE

Human Health 0,395DALY



CORVIALE 100 REC. LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY

HUMAN HEALTH

ECOSYSTEMQUALITY

RESOURCE

S

30,02%

8,39%

61,59%

Danno totale:2,55E4

Pt

29,8% CONSUMI nei primi 20 anni61,6% CONSUMI nei successivi 80 anni4,5% MATERIALI

91,4%

CORVIALE 100 REC. LA VALUTAZIONE PER SINGLE SCORE



Human Health 0,47 DALY 0,395DALY

Ecosystem Quality 2,53E4 PDF*m2y 2,2E4 PDF*m2y

Resources 7,14E5 MJ Surplus 4,86E5 MJ Surplus

Costi 3,32E6€ 5,32E6€


LA VALUTAZIONE PER DAMAGE CATEGORY

34,45%

16,67%


LA VALUTAZIONE PER IMPACT CATEGORY

In Human Health il guadagno massimo si ha in Climate change (30.69%) dovuto alla riduzione di CO2 da 527.328t a 367.809t a causa della riduzione del consumo di gas

In Ecosystem Quality il guadagno massimo si ha in Acidification/Eutrophication (15.39%) dovuto alla riduzione di NOx (as NO2) che passa da 1.27t a 1.067t e SOx (as SO2) che passa da 2.29t a 1.95t

In Resources il guadagno massimo si ha in Fossil fuels (37.9%) dovuto alla riduzione del consumo di natural gas ETH da 9.57E4m3 a 3.55E4m3 e dalla riduzione di 7.42t di crude oil ETH

CONCLUSIONI:

MODIFICHE SULL’INVOLUCRO

IL FABBISOGNO ANNUO DI ENERGIA TERMICA PER IL RISCALDAMENTO:

2.063 MJ

IL FABBISOGNO ANNUO DI ENERGIA TERMICA PER LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA:

11.737MJ

13800 MJ+

12865 MJ

COLLETTORI SOLARI+

4245 MJ=

=1.128

MJ11.737MJ

CONCLUSIONI:

ACQUA362.114,28 Lt

249.339,34 LtELETTRICITA’

PER ELEMENTI A SERVIZIO DEGLIIMPIANTI

811,82 kWh

236,02 kWh

GAS30.478,17 MJ

4245 MJFossil Fuel5,9E3 MJ

Surplus3,67E3 MJSurplusNatural Gas3,11E3 MJ

Surplus7,6E2 MJSurplusCO25092 kg 3073 kg

Climate Change0,00116 DALY

0,000804 DALY

Ecotoxicity8,95E3 PDFm2y

7,71E2 PDFm2yNi1,9 g 0,55 g

Minerals1,23E3 MJ Surplus

1,01E3 MJSurplusWater1,1E3 MJ

Surplus0,8E3 MJSurplus

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