Abstract
Gli scenari della ricerca digitale e delle sue ricadute operative vedono nell’integrazione fra innovazione tecnologica, tecnologie digitali, l’approccio al ciclo di vita e la valutazione ambientale basata sul metodo LCA un percorso d’innovazione ambientale che va in direzione di una visione sistemica della sostenibilità capace di relazionare tecnologia e ambiente in una prospettiva co-evolutiva. Il contributo - partendo dalla digitalizzazione del progetto dimostratore della ricerca Smart Case, una cellula abitativa nZEB - intende evidenziare, come l’informatizzazione del progetto/processo integrato all’utilizzo di strumenti valutativi, possa indirizzare scelte di carattere tecnico-operativo orientate alla riduzione delle emissioni climalteranti.
Keywords: nearly Zero Energy Building, Information Modeling, Life Cycle Assestment, Processo edilizio, Qualità architettonica
1 DiARC - Dipartimento di Architettura, Università Federico II di Napoli, [email protected] 2 DiARC - Dipartimento di Architettura, Università Federico II di Napoli, [email protected]
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Technology and Construction of a New Material Culture
Lo scenario di riferimento
Le nuove sfide aperte dalla digitalizzazione del settore AECO (Architecture, Engineering, Construction and Operative) produ- cono significativi cambiamenti delle dinamiche dei processi di modificazione dell’ambiente costruito. Le frontiere tecnologiche dell’industria 4.0, l’interoperabilità e le simulazioni di perfor- mance reali e virtuali costituiscono la cifra del cambiamento in atto. Analizzare, simulare, confrontare preventivamente possibi- li scenari progettuali, permette di gestire, controllare e veicolare il processo decisionale durante la fase di progettazione, com- portando così un mutamento radicale della cultura del progetto. Si può affermare che l’epoca delle tecnologie dell’informazione ha aperto un ventaglio di sfide che riguardano sia i metodi che i modi in cui progettiamo città, architetture, oggetti, investendo in modo diretto i modi di produrre e costruire, vivere, abitare.
In rispondenza alle attuali criticità ambientali, unitamente all’evoluzione delle tecnologie digitali, l’obiettivo è quello di integrare approcci, metodologie e strumenti in grado di prefigu- rare una diversa visione progettuale, dove il progetto di manu- fatti ad alte prestazioni energetiche (nZEB) viene processato e gestito mediante tecnologie digitali (BIM), effettuando valuta- zioni finalizzate alla mitigazione degli impatti ambientali degli interventi sull’habitat, ricorrendo a un approccio basato sul ciclo di vita di prodotti/manufatti (LCA).
Il contributo intende evidenziare, come l’informatizzazione del progetto/processo (che permette di processare una grande quantità di informazioni desunte dalla modellizzazione del pro- getto/processo stesso), integrato all’utilizzo di strumenti valuta- tivi, possano indirizzare scelte di carattere tecniche e operative orientate alla riduzione delle emissioni climalteranti.
Nel caso specifico, partendo dalla digitalizzazione del pro- getto dimostratore della ricerca Smart Case1, una cellula abita-
tiva nearly zero energy, e misurandone gli impatti in termini di global warming, primary energy ed embodied carbon, riferiti all’intero ciclo di vita del manufatto (dall’approvvigionamento dei materiali da costruzione alla fase di dismissione), sono state individuate le scelte progettuali e realizzative che hanno inciso maggiormente in termini di impatto ambientale. La sperimenta- zione è consistita nel proporre soluzioni migliorative per la ridu- zione di tali impatti lungo l’intero processo edilizio. Il confronto tra le due soluzioni ha permesso quindi di trarre significative conclusioni inerenti molteplici aspetti.
Nello scenario delineato il contributo della ricerca e della progettazione tecnologica dell’architettura è riferito ad ambiti di approfondimento inerenti alcune questioni metodologiche e operative nel rapporto che si istituisce fra le molte dimensioni dell’innovazione e il progetto di architettura.
«Il quadro che oggi si profila, e intorno al quale ruotano tutte le strategie dei paesi in competizione con il nostro, è quello di un mercato connotato dalle economie della digitalizzazione e della massimizzazione delle strategie di sostenibilità sociale, econo- mica, ambientale. La digitalizzazione del settore, già interpretata come l’espressione più tangibile della quarta rivoluzione indu- striale è destinata a condizionare radicalmente i processi proget- tuali, tanto nei contenuti quanto nei metodi di elaborazione. E non intendo nelle tecniche rappresentative, ma nei processi de- cisionali di natura progettuale che essi sottendono» (Del Nord, 2016).
In questo senso, attraverso Industria 4.0, deriveranno inno-
1 Il progetto di ricerca Smart Case - Soluzioni innovative multifunzionali per l’ottimizzazione dei consumi di energia primaria e della vivibilità indoor nel siste- ma edilizio - sviluppato all’interno del Consorzio STRESS Scarl - Distretto ad alta tecnologia per le costruzioni sostenibili – ha rappresentato un percorso di ricerca nel quale il processo di trasferimento tecnologico, nell’accezione di trasmissione di conoscenze e competenze, ha veicolato un’innovazione tecnologica fondata su avanzate modalità di aggregazione e su capacità di “fare sistema” fra mondo imprenditoriale e strutture di ricerca.
vazioni tecnologiche, organizzative e di approccio ai mercati. Se nel passato le rivoluzioni industriali hanno valorizzato le econo- mie di scala, oggi attraversiamo una fase in cui diventa cruciale l’intensità di conoscenza. Nella rivoluzione digitale appare tutta la “non linearità” della cultura contemporanea; l’uscita dalle li- mitazioni dello specialismo disciplinare, rappresentano alcune delle caratteristiche positive riscontrabili nell’era digitale: l’in- formazione è sempre più presente, interattiva e disponibile in tempo reale, con sempre meno limiti e confini tra i diversi cam- pi. In altri termini è necessario capire se questa la rivoluzione evidenzia, ancora una volta, la crisi della modernità o segna piut- tosto una fase di essa in cui la frammentazione delle funzioni, tipica del moderno, è sostituita dalla “sincronizzazione simul- tanea”, da un sistema integrato di informazioni che ci consente elaborazioni unificate di esperienze (Sacchi and Unali, 2003). Integrazione BIM e analisi LCA per la valutazione dell’im- patto ambientale di una cellula abitativa nZEB
Nello scenario della profonda crisi climatica che sta inve- stendo il nostro pianeta, termini quale green economy, sostenibi- lità, impatto zero, energia rinnovabile e molti altri ancora, sono ormai divenuti espressioni di frequente utilizzo alla base di un rinnovato pensiero ambientalista in grado di reinventare gli usi, costumi e tradizioni, e allo stesso tempo lo sviluppo industriale, economico e sociale della società contemporanea. Rispetto a tale quadro, il settore delle costruzioni ha un duplice ruolo in rela- zione agli impatti sull’ambiente: antagonista, rappresentando il maggiore produttore di emissioni climalteranti su scala globa- le con un peso pari a circa il 40% delle emissioni totali; prota- gonista, essendo uno dei principali settori trainanti l’economia mondiale e quindi in grado di condizionare fortemente i processi industriali ed economici.
L’attuale apparato normativo europeo e nazionale, in rispon- denza all’esigenza di riduzione delle emissioni climalteranti del settore edilizio, ha improntato le sue azioni d’intervento attra- verso una serie di leggi e direttive mirate all’attenuazione dei consumi energetici degli edifici esistenti, sostenendo e program- mando interventi di retrofit e costruzione ex-novo innalzando gli standard prestazionali di riferimento.
La riduzione delle emissioni climalteranti degli edifici è strettamente legata all’introduzione di soluzioni di passive de- sign e active design, capaci di ridurre in modo significativo i consumi energetici, rendendoli quasi pari a zero, ossia nZEB – nearly Zero Energy Building.
Prefigurare possibili scenari e informatizzare il progetto/pro- cesso sono i punti di forza della modellazione informativa ed è proprio per queste peculiarità che l’integrazione tra BIM (Buil- ding Information Modeling) e LCA (Life Cycle Assessment) a supporto di un orientamento progettuale nZEB assume un ruolo centrale nello sviluppo di un diverso approccio alla progettazio- ne che miri ad ottimizzare funzionalità, sostenibilità e qualità del progetto stesso.
Se da un lato la diffusione della metodologia BIM ha ormai raggiunto un discreto livello in ambito professionale, il Life Cycle Assessment, a causa di diversi limiti – fra cui l’incertez- za dei dati di riferimento per le valutazioni, l’assenza di un lin- guaggio comune e la soggettività delle operazioni ed analisi che entrano in gioco – stenta a divenire uno strumento di valutazione ampiamente adottato nel settore edilizio. La Commissione Eu-