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Costruire l’abitare: edilizia sostenibile ed economia circolare

Progettare secondo i canoni della circolarità utilizzando il Life-Cycle Assessment

Per parlare di architettura ed edilizia sostenibile è necessario introdurre il concetto di circolarità.

Il modello di produzione e consumo adottato negli ultimi due secoli si basa sul concetto di linearità, secondo uno schema che prevede l’utilizzo di energie e materiali senza limite, il consumo massivo e lo smaltimento del prodotto una volta esaurito il suo ciclo di vita. Il cosiddetto modello Take-Make-Dispose.

Nell’ultimo decennio sono emersi in maniera evidente i limiti del sistema economico lineare: la crescente e continua richiesta di energia e risorse ha portato ad un aumento esponenziale dei costi, di conseguenza, i paesi industrializzati hanno iniziato a mettere in discussione questo modello, provando a dare forma e applicazione al concetto di economia circolare.

Un parametro fortemente indicativo della necessità di ridurre i consumi è dato dall’Earth Overshoot Day (EOD), che rivela il momento esatto di esaurimento delle risorse che la Terra riesce a rigenerare in un anno, calcolato confrontando l’impronta ecologica della popolazione e la biocapacità globale, cioè la capacità del pianeta di rigenerare risorse naturali per ogni suo abitante. L’EOD cade sempre in largo anticipo rispetto alla fine dell’anno solare, segnando così il pesante deficit ecologico dell’umanità nei confronti del Pianeta.

L’economia circolare mira alla “auto-rigenerazione” delle risorse impiegate: i materiali di origine naturale, al termine del loro utilizzo, sono destinati a rientrare nella biosfera, mentre i materiali di origine tecnica vengono progettati per circolare in un flusso continuo che prevede la minima perdita di qualità.

L’economia circolare, per sua natura, si basa sull’utilizzo di forme energetiche rinnovabili, il che porta ad un “circolo ricostituente”, che va a minimizzare o eliminare completamente l’utilizzo di sostanze chimiche tossiche, limitando notevolmente la generazione di rifiuti.

Tuttavia, il modello ideale dell’economia circolare non riflette la realtà dell’attuale sistema produttivo di consumo e, soprattutto, di recupero e valorizzazione degli scarti: pur essendoci iniziative ed azioni mirate a perseguire la circolarità, la situazione attuale è ancora ben lontana dalla “chiusura del ciclo”, ovvero dalla  possibilità di riutilizzare, recuperare o riciclare completamente le risorse di partenza. Questo perché da un lato sono ancora molto consistenti i quantitativi di materie prime utilizzate, dall’altro sono innegabilmente limitate le capacità di recupero.

La  circolarità dell’economia implica in primis la capacità di riutilizzare, recuperare o riciclare i materiali di scarto che costituiscono i leakeges, ovvero le perdite delle diverse fasi, intervenendo su tutti quei punti del circolo in cui si ha una diminuzione dell’efficienza attraverso la fuoriuscita dal sistema  produttivo o consumo  di materiale potenzialmente ancora utile e valorizzabile, ma suppone anche la possibilità di prevenire tali leakeges, ad esempio riducendo il flusso e i quantitativi di materie prime e di risorse naturali in entrata nei sistemi produttivi.

Si tratterebbe, in altre parole, di ridurre l’entità del flusso in entrata di risorse per fare in modo che aumenti la capacità del sistema di recuperare una percentuale maggiore di scarti. Per fare ciò, occorre apportare cambiamenti nell’insieme delle catene di valore: dalla progettazione dei prodotti ai modelli di mercato e di impresa, dai metodi di trasformazione dei rifiuti in risorse alle modalità di consumo. Occorre un vero e proprio cambiamento sistemico, non solo sul piano della tecnologia, ma anche dell’organizzazione, della società, degli indirizzi di finanziamento e delle politiche.

Interessante in questo senso è il progetto Circular Building di ARUP, società di ingegneria londinese, che è stato presentato nell’ambito del London Design Festival del 2016 per dimostrare come l’economia circolare possa essere applicata concretamente all’edilizia sostenibile.

Circular Building project by ARUP ©Simon Kennedy for Arup

Si  tratta di un prototipo di abitazione unifamiliare progettato e costruito con materiali che possano essere disassemblati senza essere danneggiati, affinché ogni componente mantenga il proprio valore per l’intera durata del ciclo di vita. Ciò è resto possibile dall’utilizzo di QR code univoci associati a ciascun elemento, in modo da conservare tutte le informazioni necessarie al loro riutilizzo. Il tutto realizzato senza rinunciare ad un ambiente architettonicamente gradevole, confortevole e funzionale per l’utente.

 

Life-Cycle Assessment – Analisi del ciclo di vita ed edilizia sostenibile

Dal punto di vista pratico, questo nuovo modo di pensare sostenibile legato all’economia circolare può essere tradotto e sviluppato attraverso la “valutazione del ciclo di vita” o Life-Cycle Assessment (LCA), una processo metodologico scientifico che consente di quantificare i danni ambientali causati dalle procedure e dai servizi.

Tale procedura serve per la comparazione degli effetti ambientali di due o più prodotti diversi, di gruppi di prodotti, di sistemi, di procedure o di comportamenti, aiuta nell’individuazione dei punti deboli e nel miglioramento delle proprietà ambientali dei prodotti, nel confronto tra diverse modalità di comportamento, nonché fornisce le motivazioni alla base di svariate raccomandazioni che vengono normalmente fatte.

German Federal Environment Agency, 1992

Originariamente, la procedura LCA è stata sviluppata al fine di determinare la durata massima della vita di un prodotto. I primi sistemi di analisi comparativa tra prodotti hanno fatto il loro debutto attorno agli anni ’70 negli Stati Uniti e in Germania, dove erano già stati intrapresi i primi passi per la valutazione dei flussi di materiale in ottica sostenibile, analizzando soprattutto i loro effetti ambientali.

Di fatto, tale approccio, si è quindi sviluppato a partire dalla corrente di pensiero conosciuta come Life Cycle Thinking, che equipara un prodotto, un processo o un servizio ad un essere vivente e al suo ciclo di vita; da ciò risulta evidente la stretta relazione che intercorre con la sfera economica e ambientale.

Dopo anni di progressi, nel 1997 è stata finalmente definita una normativa riconosciuta per la standardizzazione degli LCA, ovvero la norma ISO/EN/DIN 14040, 1997, successivamente implementata per la definizione di quattro passaggi necessari al processo dell’intera procedura.

I quattro passaggi del metodo LCA:

    1. Definizione dell’obiettivo e del campo di applicazione (Goal and Scope Definition – ISO 14041, 1998), ovvero stabilire un’unità funzionale, fondamentale per quantificare i flussi di energia. Si prende quindi in esame una prestazione di riferimento, un risultato atteso, al fine di delineare un sistema di riferimento per la comparazione tra diversi prodotti. Al termine di questa fase di stabilisce il campo di applicazione del metodo LCA;
    2. Analisi di inventario del ciclo di vita (Life Cycle Inventory Analysis – ISO 14041, 1998), attraverso il quale vengono individuati tutti i processi oggetto di studio e si contabilizzano gli input e gli output (energia consumata, quantità di materie prime utilizzata, quantificazione delle emissioni…);             
    3. Valutazione dell’impatto del ciclo di vita (Life Cycle Impact Assessment – ISO14042, 2000), durante la quale si uniformano i dati raccolti nell’inventario, rendendoli in questo modo immediatamente leggibili e sommabili tra loro, in modo da poter aggregare tra loro impatti simili e ricorrere ad opportuni fattori di peso;
    4. Interpretazione dei risultati (Life Cycle Interpretation – ISO 14043, 2000). ultima fase per l’analisi e interpretazione dei risultati in relazione agli obiettivi che si erano prefissati, effettuando confronti per determinare i maggiori e minori impatti ambientali.

In sintesi, il processo porta alla valutazione dell’impatto totale del processo produttivo, sulla base della quantità di energia e di materia necessarie per ogni fase di vita di quel prodotto o servizi. Ovviamente, soprattutto a causa della difficoltà nel reperire dati precisi da parte delle aziende, si tratta di un modello che semplifica in parte la complessità della realtà, ma rimane uno degli strumenti più completi per poter considerare tutti gli eventuali impatti e i rischi attesi.

Rispetto al settore edilizio, il protocollo LCA assume una fondamentale importanza durante la fase di progettazione, permette infatti di raggiungere un livello di conoscenza e consapevolezza sulla reale sostenibilità del progetto.

Nell’ambito dell’architettura e dell’edilizia sostenibile, a differenza di quello della produzione industriale, sorgono alcune ulteriori complicazioni dovute all’unicità di ogni processo progettuale e di conseguenza di ogni costruzione. Il sistema si sviluppa in maniera complessa poiché occorre fare una duplice valutazione: una riguardante i prodotti edilizi, e l’altra prendendo in esame l’intero edificio.

Ogni prodotto utilizzato per la costruzione è infatti un elemento del sistema che comporta determinati impatti ambientali a partire dalla sua realizzazione fino al suo smaltimento, così come accade per l’intero sistema edificio: utilizzando l’analisi LCA come strumento di progettazione, è più semplice indirizzare la scelta dei materiali da costruzione, delle tecniche costruttive, degli impianti da installare e nelle modalità di gestione e di demolizione dell’edificio verso soluzioni effettivamente più efficienti.

Altro aspetto fondamentale da tenere in considerazione anche se in parte non quantificabile attraverso il protocollo, è l’impatto diretto sul sito di realizzazione, che subisce movimentazione del terreno per realizzare le fondazioni, eventuali piani interrati e il collegamento ai servizi urbani forniti dal comune; ciò incide fortemente sul consumo di suolo o la permeabilità delle superfici. Anche la scelta della tecnologia costruttiva impiegata è fondamentale per la sostenibilità, infatti incide sul consumo di acqua durante la fase di cantiere, specie nel caso di lavorazioni a umido.

A fronte di una analisi LCA, bisogna realizzare un confronto dell’energia e della CO2 incorporata, con i valori di energia e CO2 che verranno prodotti durante l’utilizzo dell’edificio (vale a dire la sua fase d’uso) calcolati proprio in funzione degli anni di vita previsti. Per questo motivo è assolutamente necessario riuscire a trovare l’equilibrio tra energia per costruire ed energia per abitare. Per il calcolo del consumo energetico degli edifici, oggi è possibile creare delle simulazioni utilizzando software e modelli tridimensionali, che devono accompagnare tutto il processo, in modo da supportare e giustificare ogni scelta tecnologica.

In conclusione, la progettazione di nuovi edifici secondo i canoni della circolarità, verificando e giustificando ogni passaggio attraverso il Life-Cycle Assessment, è l’unica soluzione per una concreta edilizia sostenibile, con la possibilità di valutare in maniera quantitativa, e non solo qualitativa, l’effettiva bontà di ciascuna scelta tecnologica.

Costruire l’abitare, non solo l’architettura ma l’intero Pianeta.

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Costruire l’abitare: progettare e vivere l’edilizia sostenibile

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Thomas Villa

Brianzolo, classe 1991, laureato nel corso magistrale di Progettazione Tecnologica Ambientale del Politecnico di Milano e attualmente attivo come product & project manager nel settore del teleriscaldamento. Da sempre attento all’innovazione e alla green economy, durante gli studi ha approfondito i principi dell’Economia Circolare all’edilizia ed i maggiori protocolli di sostenibilità (LEED, Breeam, Itaca) ed il Life Cycle Assessment (LCA). Il suo profilo prettamente tecnico è arricchito da una personale attitudine artistica ed estetica coltivata grazie alla passione per la musica e l'arte.

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