Decarbonizzare le costruzioni: Il settore degli edifici e delle costruzioni assorbe il 34% della domanda mondiale di energia. L’importanza dell’approccio della l’LCA (analisi di ciclo di vita) per ridurre non solo l’energia operativa degli edifici, ma anche la cosiddetta energia incorporata, e le relative emissioni risulta fondamentale cosi come il contributo delle Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD), la cui diffusione porterà i progettisti ad orientarsi verso materiali più sostenibili.
Il più recente report delle Nazioni Unite dedicato all’analisi delle emissioni di gas climalteranti del settore degli edifici e delle costruzioni evidenzia per il 2022 una domanda energetica degli edifici (riscaldamento e raffreddamento degli ambienti, riscaldamento dell’acqua, illuminazione, uso di cucina e altri usi) pari a circa il 30% della domanda mondiale di energia, ed in valore assoluto pari a 132*10^19 J; se si aggiunge l’energia utilizzata per produrre i materiali utilizzati da costruzione la percentuale sale al 34%.
Nell’ultimo decennio si è assistito a una crescita media annua di circa l’1% della domanda di energia negli edifici. La quota di utilizzo dell’elettricità negli usi energetici degli edifici è cresciuta dal 30% nel 2010 al 35% nel 2022, trainata anche dalla diffusione dei sistemi di produzione da fonti rinnovabili (soprattutto fotovoltaico). Nonostante ciò, l’uso di combustibili fossili negli edifici è cresciuto negli ultimi dieci anni di un tasso medio pari a 0,5% all’anno, soprattutto a causa dei paesi in via di sviluppo.
Per far fronte all’enorme fabbisogno di edifici di questi paesi, inoltre, le Nazioni Unite stimano che saranno proprio i materiali da costruzione a dominare il consumo di risorse: le emissioni legate alla produzione dei materiali da costruzione aumenteranno da 3,5 a 4,6 Gt CO2eq/anno entro il 2060.
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Per affrontare le sfide del cambiamento climatico, il settore dell’edilizia si è soprattutto concentrato sulla riduzione delle emissioni derivanti dai consumi energetici durante la fase operativa degli edifici. Anche a livello normativo, i vari standard energetici introdotti nel corso degli anni nei paesi industrializzati hanno avuto lo scopo di ridurre i consumi e le emissioni in fase di esercizio degli edifici, riducendo le dispersioni, efficientando gli impianti ed integrando infine sistemi di produzione di energia da fonti rinnovabili.
E proprio in virtù del fatto che gli edifici stanno diventando sempre più efficienti dal punto di vista energetico e che la produzione di elettricità (mix nazionale) si è significativamente decarbonizzata, l’energia operativa e le relative emissioni di anidride carbonica dei nuovi edifici sono diminuite in modo significativo.
Ciò significa che l’energia e l’anidride carbonica incorporate (embodied energy and embodied carbon) in fase di costruzione possono rappresentare una quantità significativa nell’intero ciclo di vita di un nuovo edificio rispetto al passato.
Un recente studio condotto su oltre 600 edifici europei e nordamericani ha evidenziato un aumento delle emissioni di gas serra incorporate, ovvero le emissioni derivanti dalla produzione e lavorazione dei materiali da costruzione, a fronte di una riduzione delle emissioni legate alla fase di esercizio.
In particolare, mentre in edifici standard la quota media delle emissioni di gas serra incorporate rappresenta circa il 20-25% delle emissioni di gas serra dell’intero ciclo di vita, questa cifra sale al 45-50% per gli edifici ad alta efficienza energetica e supera il 90% in casi estremi di edifici con prestazioni avanzatissime, a carattere sperimentale.
La necessità di ridurre gli impatti incorporati richiede nuovi paradigmi progettuali: aumentare il contenuto di energia rinnovabile nei materiali da costruzione e operare la transizione da modelli lineari a modelli circolari. Questo anche perché la produzione di alcuni materiali da costruzione, come mattoni e cemento, è ad alta intensità energetica e di conseguenza, nel caso di catene di produzione basate su combustibili fossili, è anche responsabile di una grande quantità di emissioni di gas serra.
Le diverse quantità di energia e di emissioni di anidride carbonica, sia incorporate che operative, nel ciclo di vita degli edifici possono variare considerevolmente a seconda del tipo e della funzione dell’edificio, nonché di fattori quali la posizione, il clima, il tipo di combustibile utilizzato, l’orientamento dell’edificio, la tipologia di costruzione, ecc.
Molti autori hanno dimostrato che alcune parti dell’edificio (fondamenta, colonne, solai e involucro) offrono le maggiori opportunità di ridurre gli impatti ambientali e quindi dovrebbero essere al centro delle riduzioni del carbonio incorporato. L’involucro è un elemento costruttivo dominante sia per l’energia incorporata che per quella operativa e, soprattutto negli edifici alti, le pareti costituiscono la maggior parte dell’involucro dell’edificio e quindi danno il maggior contributo all’energia incorporata. Per agevolare la decarbonizzazione dei materiali da costruzione, le linee guida europee relative agli Appalti Pubblici Verdi (direttive UE 2014/23/UE, 2014/24/ UE e 2014/25/UE) stanno rafforzando la diffusione delle Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (Environmental Product Declarations, EPD).
Le EPD forniscono uno schema comune per dichiarare gli impatti ambientali legati al ciclo di vita di un prodotto attraverso la valutazione del ciclo di vita (LCA). Le EPD per i prodotti da costruzione in Europa utilizzano la norma europea (EN 15804) o le regole specifiche della categoria di prodotto (Product Category Rules – PCR) per garantire che le informazioni siano fornite utilizzando le stesse regole LCA con gli stessi indicatori ambientali.
A titolo esemplificativo, si riportano i risultati di alcuni recenti studi sviluppati dal gruppo di ricerca di chi scrive e che hanno riguardato l’analisi di centinaia di EPD, rese disponibili dai produttori presenti sul mercato europeo.
L’analisi delle EPD dei materiali isolanti termici evidenzia che i materiali isolanti naturali non sempre rappresentano un’alternativa competitiva ai tradizionali pannelli isolanti termici minerali. Materiali isolanti innovativi come Vacuum Insulating Panels (VIP) e aerogel, avendo ancora un mercato limitato, sono caratterizzati da filiere di produzione energivore. Per quanto riguarda gli infissi, l’analisi di un elevato numero di EPD evidenzia che è il telaio dominare per quanto riguarda il valore complessivo dell’energia e del carbonio incorporato dell’infisso; pur essendoci una notevole variabilità nei dati, gli infissi in legno presentano le emissioni incorporate più basse e quelli in acciaio le più alte.
Infine, per ciò che concerne i mattoni e i blocchi da costruzione, si evidenzia come i mattoni pieni e i blocchi in cemento, a causa dei processi energivori di produzione e che fanno ancora largo uso di combustibili fossili, presentino le emissioni incorporate più elevate.
Siamo di fronte ad una transizione cruciale nel settore dell’edilizia per la decarbonizzazione delle costruzioni, che richiede uno sforzo notevole e trasversale da parte di tutti i diversi operatori del mercato (produttori di materiali e componenti, progettisti, imprese di costruzione, operatori del settore real estate, utenti finali). Al fine di una significativa decarbonizzazione del settore delle costruzioni, è auspicabile che si diffonda sempre più l’approccio dell’analisi del ciclo di vita nella progettazione, nonché l’utilizzo di materiali dotati di EPD, il cui impatto ambientale è calcolato e dichiarato.
Articolo apparso sul Magazine SEED dell’omonimo Festival.
Autore Francesco Asdrubali
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