Definizioni e metodologia

La valutazione dell’EE e dell’OE qui presentata è stata effettuata tenendo conto degli assunti e delle definizioni fornite dall’International Energy Agency (IEA), Solar Heating & Cooling Program, Task 40, Annex 52, e dalla IEA, Evaluation of

Embodied Energy and CO2eq for Building Constructions, Annex 57.

Per Operational Energy è intesa la quantità annuale di energia primaria non rinnovabile richiesta per l'esercizio dell’edificio durante la sua fase d’uso. Essa si riferisce alla domanda di Energia Primaria (EP) necessaria per il riscaldamento, il raffrescamento, la ventilazione, la produzione di acqua calda sanitaria e l'illuminazione.

L'Embodied Energy è la quantità di energia primaria non rinnovabile necessaria per l'estrazione di materie prime, la loro trasformazione in semilavorati ed in prodotti finiti (EE iniziale), per i processi di sostituzione (EE periodica) e per i processi di smaltimento (EE di fine vita). A causa della mancanza di dati riguardanti l’EE periodica e l’EE di fine vita, la maggior parte delle banche dati EE si riferiscono principalmente all’EE iniziale. Inoltre, poiché l’EE periodica e di fine vita sono generalmente considerate di importanza minore spesso è giustificabile trascurarle. Nella metodologia sviluppata e nell’analisi dell’EE qui presentata, però, si è voluto tenere in considerazione anche dell’EE periodica,

Con indice di rinnovabilità dei materiali si intende il rapporto tra Embodied Energy da fonti rinnovabili ed Embodied Energy totale, si esprime in percentuale e può essere utilizzato come criterio di scelta progettuale nell’utilizzo di materiali più o meno impattanti.

Lo studio è stato effettuato in conformità con la certificazione svizzera

MINERGIE®. Sono stati adottati come riferimento i valori dello standard

MINERGIE-ECO, certificazione per edifici di nuova costruzione e/o ristrutturazioni a basso consumo energetico che desiderano richiedere la certificazione NZEB.

L’EE e l’OE sono entrambe basate sulla quantità di Energia Primaria non rinnovabile richiesta, ma l’EE viene misurata come una sola richiesta di energia

a inizio vita dell’edificio e l’OE, espressa in kWh/m2

anno, si accumula nel corso della vita utile. Per armonizzare i differenti valori di EE e di OE è necessario riferire anche l’EE al singolo anno ed esprimerla per unità di superficie riscaldata. Questo implica l’ipotesi di una durata di vita utile dell'edificio che la certificazione stabilisce a 50 anni.

L'analisi energetica è stata condotta tenendo conto delle seguenti regole:

Il calcolo dell’OE è stato eseguito secondo la metodologia prevista dalla norma tecnica italiana UNI/TS 11300, la quale calcola l’energia primaria sulla base del fabbisogno per riscaldamento, raffrescamento, ventilazione e produzione di acqua calda sanitaria. Il calcolo del fabbisogno per la climatizzazione è stato valutato sulla base del bilancio energetico in regime semi-stazionario.

Nel calcolo dell’EE, invece, viene considerata l’energia primaria dovuta ai processi di produzione dei materiali, trasporto (EE iniziale) e sostituzione (EE periodica). Vengono esclusi dall’analisi l’energia di fine vita e l’EE relativa agli ambienti non climatizzati. La durata di vita utile stimata è di 50 anni come da

standard MINERGIE®.

2.1. Sviluppo della metodologia

Durante il lavoro di tesi è stata constatata una carenza di normativa italiana specifica in materia e una conseguente mancanza di metodologie nazionali ufficiali per la valutazione dell’Embodied Energy. Si è deciso pertanto di sviluppare una metodologia e un software in grado di quantificare tale energia per qualsiasi tipologia di progetto. Sulla base di quanto stabilito dalla normativa svizzera, che, attraverso il quaderno tecnico SIA 2032 e allo standard

costruttivo di certificazione MINERGIE®, ha introdotto un primo accenno di

metodologia per il calcolo della sola Embodied Energy iniziale, sì è deciso di sviluppare ulteriori tipologie di valutazione ambientale tra cui la possibilità di calcolo dell’EE periodica, il calcolo dell’indice di rinnovabilità e dell’EE per ogni singolo componente edilizio. Per il calcolo dell’Embodied Energy iniziale e periodica, infatti, ad oggi non esiste una metodologia specifica né un software in grado di quantificare chiaramente entrambe le frazioni. Esistono software internazionali in grado di valutare l’Operational Energy e l’Embodied Energy (iniziale) attraverso un unico risultato finale che non lascia intuire a quali elementi tecnici corrisponda un più alto valore di EE, limitando le possibilità di

miglioramento del progetto con la sostituzione dei materiali e componenti. Nasce così l’idea di sviluppare e realizzare ireea (Initial and Recurring Embodied Energy Assessment) software per la valutazione dell’Embodied Energy iniziale e periodica degli edifici, nel rispetto degli standard ISO 14040 - Life Cycle Assessment.

Lo strumento offre un’attenta analisi sull’impatto ambientale degli edifici espresso in Embodied Energy ed è caratterizzato da numerose funzionalità come: il calcolo dell’EE per tutti i componenti tecnici, il calcolo dell’EE dei serramenti, il calcolo dettagliato o semplificato degli impianti, il calcolo della EE periodica sulla base dei cicli di sostituzione dei componenti e la possibile modifica del ciclo di vita stimato. Punti fondamentali dello sviluppo sono stati la ricerca di un’interfaccia grafica pulita ed intuitiva e l’integrazione di un database per garantire una fruibilità istantanea dei dati relativi all’Embodied Energy dei materiali.

Il software durante il lavoro di tesi è stato concepito e realizzato come foglio Excel. Il suo funzionamento è stato testato da un intero corso di progettazione dell’ultimo anno di laurea magistrale del Politecnico di Torino e da singoli studenti nell’ambito di più tesi magistrali. Attualmente è in fase di sviluppo e registrazione/brevettazione una versione web-based standalone pronta per l’ambiente BIM in grado di gestire la mole di dati uscente da molteplici software BIM e di esportare dati leggibili dall’ecosistema.