Analisi economica

Nel valutare la convenienza di un involucro evoluto a comportamento dinamico, rispetto ad un diverso sistema costruttivo tradizionale, è necessario considerare i costi della tecnologia, che spesso assumono un peso rilevante.

Innanzitutto, la voce dei costi deve essere valutata considerando l’intero ciclo di vita utile dell’edificio a cui l’involucro viene applicato. Il funzionamento in esercizio di questo sistema costruttivo implica, infatti, la valutazione del rapporto costi/benefici durante l’intero periodo in cui l’involucro non solo svolge efficacemente il suo ruolo di chiusura ma, soprattutto, sfrutta le sue caratteristiche per ridurre il consumo di energia non rinnovabile. All’interno del ciclo di vita utile si ritrovano quindi, oltre ai costi di progettazione e realizzazione, anche quelli di gestione e manutenzione e, se si considera anche la fase terminale del processo edilizio, quelli di dismissione e smaltimento dell’involucro stesso.

Tale valutazione risulta alquanto complessa e difficile da compiere, a causa degli scarsi dati relativi al comportamento del sistema in condizioni di esercizio (riferibili agli effettivi risparmi energetici nella climatizzazione); dati che, soprattutto per l’area italiana, si riferiscono ad un esiguo numero di interventi realizzati. È doveroso sottolineare l’impegno di centri di ricerca e Università nello studio sperimentale del comportamento dinamico di sistemi così complessi (al riguardo si veda il capitolo sesto). Va inoltre rilevato che ogni soluzione d’involucro costituisce un caso a sé dal quale si possono trarre indicazioni generali e non paradigmatiche, ovvero protocolli ripetibili automaticamente ad altre realizzazioni.

I costi di progettazione crescono in ragione dei maggiori oneri derivanti dalla progettazione dell’involucro, dall’identificazione del sistema tecnologico più adatto alla realizzazione in corso e del suo funzionamento fino alla compilazione del progetto esecutivo.

Come già accennato, per lo sviluppo di queste operazioni è inevitabile la presenza di più figure professionali specifiche: dal progettista incaricato dell’assetto funzionale ed architettonico, ai tecnici specializzati nel precisare puntualmente gli elementi che la compongono (vetri, infissi e dispositivi di completamento), agli impiantisti che devono definire e calibrare le tecnologie per la climatizzazione. Queste spese non sono oggi evitabili, a causa dell’indispensabile verifica prestazionale da compiere per ogni progetto, unico nel suo genere per le specifiche caratteristiche ambientali, interne ed esterne, che caratterizzano ogni singolo intervento.

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Per comprendere la dinamica generale dei costi di costruzione di un involucro evoluto a comportamento dinamico si analizzano, di seguito, le variabili economiche che incidono nella definizione di ogni elemento tecnologico che compone il sistema. Le tecnologie adottate per le due pelli, che costituiscono la condizione base per la definizione di involucro evoluto a comportamento dinamico, rappresentano una variabile consistente della voce dei costi che dipende, in primo luogo, dalle caratteristiche fisiche e meccaniche adottate sia per la struttura portante delle due chiusure sia per il sistema di supporto delle singole pelli stesse, soprattutto se si tratta di tecnologie a secco. Gli involucri che richiedono un telaio indipendente rispetto alla struttura portante del fabbricato comportano, in linea generale, un costo superiore rispetto a quelli che possono direttamente agganciarsi, per entrambe le pelli, all’edificio stesso. Le facciate che realizzano una quinta architettonica aggiuntiva rispetto al volume dell’edificio hanno, infatti, un costo elevato, soprattutto se paragonato alle tipologie in cui ad un unico telaio, fissato alla struttura portante dell’edificio, si agganciano entrambe le chiusure. Tale osservazione è confermata anche dall’aspetto relativo al possibile livello di prefabbricazione del sistema (per sistemi a secco, sia trasparenti, sia traslucidi che opachi): la tipologia a singoli elementi, ad esempio, presenta un elevato livello di prefabbricazione che consente di realizzare i moduli che compongono l’involucro interamente nella sede dell’azienda produttrice, riducendo l’intervento in cantiere al solo fissaggio delle celle e con un conseguente risparmio nelle operazioni di montaggio. Nelle chiusure che non prevedono l’impiego di soluzioni standardizzate, ma l’assemblaggio di due differenti tecnologie di facciata, mutuate da sistemi già esistenti in commercio, si rischia, invece, di configurare un involucro con prestazioni, e relativi costi, ridondanti. Utilizzando tecnologie di facciata commerciali, sia per la pelle esterna sia per la pelle interna, si può comporre una chiusura costituita da due facciate, ugualmente atte a svolgere la funzione di chiusura esterna, dotate di tutti i dispositivi e i materiali necessari a proteggere un vano interno; in realtà, tale funzione deve essere svolta dall’insieme delle due pelli, ognuna delle quali non deve raddoppiare le prestazioni dell’altra. Per ultimo, devono essere valutati i costi relativi ai soli tamponamenti; costi che possono variare notevolmente a seconda delle caratteristiche dei materiali utilizzati.

Il numero e le caratteristiche fisiche delle griglie di ventilazione dell’intercapedine costituiscono un’ulteriore voce che concorre alla definizione del costo globale dell’involucro. L'impiego di un sistema di ventilazione di tipo variabile implica, ad esempio, l'applicazione di dispositivi caratterizzati da un elevato livello tecnologico,

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con un conseguente incremento dei costi, anche energetici, e dai costi indotti dalle necessità manutentive di tali sistemi che sono, generalmente, non trascurabili. Oltre alle veneziane e alle tende avvolgibili, la cui economicità è sottolineata dalla semplicità del funzionamento e dalla tipologia dei materiali di cui sono costituite, possono essere utilizzati, per la protezione solare e il controllo dall’introspezione, anche altri sistemi, spesso ideati appositamente dai progettisti per ottenere determinate prestazioni illuminotecniche e/o architettoniche. I dispositivi non commercialmente diffusi presentano costi variabili in funzione della complessità della tecnologia adottata, dei materiali utilizzati (alluminio, legno, pietra, ecc.) e del livello di industrializzazione raggiungibile durante la loro produzione e montaggio.

Anche la conformazione e le caratteristiche fisiche e meccaniche dei profili che suddividono l’intercapedine in più unità separate incidono sul costo complessivo: esse dipendono, oltre che dalle dimensioni dello spazio compreso tra le due pelli, dalle funzioni supplementari che vengono loro attribuite. Se per una semplice compartimentazione può risultare, infatti, sufficiente l'impiego di un unico profilo metallico (lamiere calandrate e/o piegate), per sistemi maggiormente articolati è necessario l'impiego di più profili e componenti, da assemblare, integrare ed adattare tra loro con un conseguente incremento dei costi. Nelle facciate a singoli elementi, ad esempio, i dispositivi di compartimentazione dell’intercapedine coincidono, solitamente, con il telaio di supporto di entrambe le pelli, risolvendo, con un solo componente tecnico, sia il dettaglio tecnologico del supporto delle facciate sia quello della separazione dello spazio contenuto tra le due pelli.

Le variabili relative al numero, al grado di complessità (nell’apertura e chiusura) e alla dimensione dei dispositivi per il collegamento dei vani con l’intercapedine e con l’esterno, oltre a modificare sensibilmente la composizione costruttiva ed architettonica delle facciate, influiscono anche sul costo finale dell'involucro. L’impiego di aperture dirette, collocate su una o entrambe le pelli, comporta però anche l’allestimento di un involucro in grado di offrire prestazioni aggiuntive rispetto a quelle normalmente fornite da sistemi semplici; prestazioni che, ad esempio, possono consentire un risparmio economico nella fase di gestione dell’involucro (semplificazione delle operazioni di manutenzione dell’intercapedine, risparmio sul costo degli impianti per il ricambio di aria interna, ecc.). Anche i materiali e le tecnologie con cui vengono realizzate le passerelle poste nell’intercapedine ad ogni piano dell’edificio influiscono sul conto complessivo dell’involucro; in generale, vengono utilizzate passerelle metalliche costituite, per le tipologie a tutta superficie, da elementi grigliati idonei a consentire il passaggio dei flussi di aria di ventilazione dell’intercapedine. Nelle soluzioni a canali orizzontali, dove, ad esempio, la

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separazione fisica tra le intercapedini può essere realizzata direttamente dagli aggetti delle solette, rispetto alla posizione della pelle interna non sono necessari sistemi per la fruizione e nemmeno elementi di compartimentazione orizzontale. Nel trattare dei costi economici indotti dai sistemi meccanici di ventilazione è inevitabile considerare il notevole incremento che questi hanno nella realizzazione dell’involucro. L’entità di tale voce di costo dipende dal numero di elementi utilizzati e dalla portata di aria che devono garantire; di conseguenza, tipologie di facciata a singoli elementi che utilizzano un ventilatore per ogni intercapedine possono risultare meno economiche di tipologie a canali orizzontali o a tutta superficie, dove il numero di elementi ventilanti è minore, ma sempre proporzionato al volume d’aria da espellere.

Sono estremamente variabili, invece, i costi dei sistemi per l’automazione, meccanici ed elettrici. Essi hanno la funzione di permettere la configurazione di alcuni degli elementi descritti precedentemente. Il loro costo è definito da numerose variabili in quanto la gamma dei prodotti offerti dal mercato cambia sensibilmente in funzione dei sistemi utilizzati e del livello di automazione che si vuol dare all’involucro. La cogenza, nella loro applicazione, è funzionale alla complessità tecnologica dell’involucro. E' necessario evidenziare come la possibilità di rendere autonomo e indipendente il funzionamento di porzioni di involucro relative ad ogni utenza (uno o più vani), oltre a ridurre l'effetto benefico complessivo della facciata, può incrementare ulteriormente i costi complessivi considerati nella loro accezione totale, ovvero quelli che vanno dalla progettazione allo smaltimento, passando anche per la gestione e manutenzione.

Risulta quindi assiomatica la corrispondenza tra costo di costruzione di un involucro evoluto a comportamento dinamico e il livello di complessità tecnologica (fig. 2.5) di cui lo stesso sistema è portatore.

Altra voce che incide sulla compatibilità di realizzare un edificio con il sistema dell’involucro evoluto a comportamento dinamico è data dalla valutazione dei costi di gestione e manutenzione, ai quali si è già accennato. Essi si riferiscono alla fase del processo edilizio durante la quale l’edificio è utilizzato direttamente dagli utenti. I costi di gestione sono costituiti delle spese necessarie alla quotidiana fruizione delle unità ambientali dove è applicato l’involucro. La loro entità dipende dal funzionamento dell’involucro in condizione di esercizio; di conseguenza, ad essi si attribuiscono le spese energetiche per l’illuminazione artificiale, il riscaldamento e il condizionamento dei vani e le spese, se esistenti, per l’azionamento di componenti elettrici che modificano la configurazione dell’involucro (griglie, veneziane, ventilatori

Figura 2.5 Esempio di sistema costruttivo a secco caratterizzato da un’elevata componentistica tecnica.

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e relativi software di comando, manovrati in funzione delle condizioni ambientali esterne ed interne).

I costi di manutenzione, invece, sono costituiti dalle voci economiche necessarie al mantenimento delle performance del sistema nel tempo. Le operazioni di manutenzione dell’involucro vengono effettuate generalmente dall’intercapedine che, pertanto, deve consentire una sufficiente dimensione per permettere agli operatori di lavorare in condizioni di assoluta sicurezza; da tale posizione, infatti, è possibile intervenire su entrambe le pelli e su tutti i dispositivi complementari. Su tale voce di spesa incidono, significativamente, i costi di manutenzione di elementi comandati elettricamente e di sistemi meccanici complessi che, seppure abbiano livelli economici indifferibili, possono essere mitigati attraverso una attenta progettazione dell’involucro, rendendo, se non altro, agevoli e quindi meno dispendiose le operazioni di manutenzione.

2.2 Indicazione sul livello di applicabilità della ricerca: dato