Costruire e vivere un edificio, bilancio di energia

Una domanda che ci si pone abbastanza di frequente quando si parla di un edificio è quanta energia occorre per costruirlo e quanta CO2 viene emessa.
Questa questione è nata in seguito ad una serie di osservazioni fatte relativamente al tema della sostenibilità ambientale secondo il quale quando si pensa ad un'abitazione, bisogna adottare strategie di risparmio energetico e di efficienza degli impianti.

L'uso degli edifici in sè rappresenta una delle fasi nelle quali si produce più energia, questa energia viene valutata in funzione alle emissioni di CO2. Infatti proprio su questo aspetto si è cercato di sensibilizzare gli utenti a ridurre i costi di gestione.
L'obiettivo principale è quello di arrivare a costruire e a rendere gli edifici esistenti energeticamente efficienti.

Per fare questo, i progetti tendono a prestare molta attenzione alla scelta di materiali e di prodotti ad alta efficienza termica, questo per quanto riguarda la realizzazione dell'involucro edilizio e la scelta di impianti ad alto rendimento, che tendono a sfruttare risorse rinnovabili come il solare, il fotovoltaico, il geotermico, l'eolico.

Progettare correttamente la forma e definire in maniera adeguata l'orientamento dell'edificio, abbinandola a scelte tecnico-costruttive volte ad incrementare l'isolamento e ad ottimizzare l'inerzia termica, ci permette di realizzare edifici con basso fabbisogno energetico. Se poi a tutto questo si abbinano impianti a elevata efficienza, che sfruttano energie rinnovabili si arriva a definire un edificio autosufficiente dal punto di vista energetico che non produce CO2 , quello che viene definito Zero Emission Building, almeno in fase d'uso.
Oltre però a ridurre i consumi durante la fase di vita degli edifici, si sta cercando di ridurre questo consumo anche durante la fase di produzione dei materiali e dei componenti edilizi.
Si è arrivati a questa cosa, perché a seguito di una serie di ricerche fatte, si è visto che negli edifici edificati prima dell'entrata in vigore della normativa sull'efficienza energetica, l'energia consumata per abitare un edificio, valutata in un arco temporale di 50 anni, era dieci volte superiore all'energia assorbita per costruirlo. Invece negli edifici ad alta efficienza energetica questo valore si azzera o meglio i due valori, quello di produzione e quello d'uso tendono a equipararsi, anzi ci sono state delle circostanze in cui la quantità di energia richiesta per costruire è addirittura doppia rispetto a quella che viene consumata nella fase d'uso.

Consumi di energia ed emissioni di Co2

Quando si fanno le valutazioni sui consumi di energia vengono presi a riferimento una serie di parametri, abbiamo l'energia incorporata nota anche come Embodied Energy e le emissioni di CO2 incorporate, Embodied Carbon nei materiali, in cui si considerano anche l'estrazione delle risorse, il loro trasporto, la produzione e lavorazione di un prodotto.

L'energia incorporata, cioè quella propria dell'edificio, va distinta dall'energia che viene spesa in fase d'uso per il suo funzionamento, ovvero quella spesa per il riscaldamento d'inverno, il raffrescamento d'estate, l'illuminazione notturna, la produzione di acqua calda sanitaria, la ventilazione meccanica ecc... Sono da considerarsi anche gli interventi di manutenzione e sostituzione che avvengono nell'edificio stesso per mantenerlo operativo, tutti questi interventi vanno ad incrementare l'energia incorporata nell'edificio.
Per ogni edificio è possibile individuare la distribuzione dell'energia incorporata e della CO2 emessa per la sua costruzione. In particolare, ogni edificio è stato scomposto in porzioni caratterizzate da differenti durate: fondazioni, struttura portante, chiusure verticali opache, isolamento, impermeabilizzazioni, intonaco e rivestimenti, infissi, pareti interne.

In questo modo è possibile capire come variano i valori di energia incorporata nel tempo, a seconda della durata temporale prevista entro cui sarà necessario effettuare cicli di manutenzione e sostituzione delle diverse parti d'opera.

Da una serie di studi svolti dal Politecnico di Milano si è visto che le parti d'operaa maggiore energia incorporata sono le fondazioni e la struttura portante, sia se stiamo considerando una struttura in calcestruzzo, sia se stiamo considerando una struttura in muratura portante.


Grosso peso in termini di energia lo hanno anche gli intonaci e rivestimenti, in termini percentuali il valore raggiunge anche il 18% della quantità totale di energia incorporata. Questo valore così elevato è giustificato dal fatto che l'intonaco costituisce il rivestimento principale di tutte le superfici interne, pareti verticali e soffitti, quindi il suo valore numerico in termini di superfici è molto elevato.

Se si analizzano invece le emissioni di CO2 dei vari materiali impiegati per realizzare un edificio, il materiale a maggior impatto è il calcestruzzo, la sua aliquota è pari al 30÷36%, poi l'acciaio per armature che arriva fino al 14÷22%, il laterizio, che a seconda del suo utilizzo copre il 12% nel caso del tamponamento, e il 24÷30% nel caso di laterizio con funzione portante, mentre per quanto riguarda intonaci e malte il valore è di circa 7÷14%.
Per poter fare un confronto tra energia incorporata ed energia in uso, bisogna considerare il fatto che la vita utile di alcuni dei materiali e dei componenti edilizi è inferiore alla vita dell'edificio, soprattutto per quanto riguarda alcuni materiali isolanti e materiali di rivestimento.
Quindi in un edificio capace di contenere i consumi energetici durante la sua vita, bisognerà prestare particolare attenzione ai profili energetici dei materialie dei procedimenti costruttivi adottati, così da riuscire ad equiparare i due valori.
Relativamente alla scelta dei materiali da utilizzare delle considerazioni possono essere fatte in relazione alla loro durata nel tempo. Importante è sapere che l'energia incorporata nell'edificio aumenta nel tempo in relazione alle necessarie attività di manutenzione e sostituzione dei materiali e componenti. Se in un edificio ci sono delle parti d'opera con cicli di manutenzione ridotti rispetto alla durata dell'edificio, questo comporta un aumento nel tempo dell'energia incorporata, che dovrebbe essere considerata nella valutazione globale.

I materiali considerati critici, sono i materiali di isolamento e di rivestimento come gli intonaci, che tipicamente hanno cicli di manutenzione e sostituzione piuttosto brevi intorno ai 25 anni. Tali elementi risultano essere anche le parti d'opera che hanno valori di energia incorporata con maggiore incidenza nel bilancio complessivo dell'edificio.

La breve durata di parti d'opera comporta dunque, considerando l'intero ciclo di vita, un notevole innalzamento dell'energia incorporata.
Per fare un corretto paragone rispetto all'energia spesa in fase d'uso, l'energia incorporata deve essere normalizzata in base agli anni di durata dei materiali o dei componenti.
Quindi per cercare di ottenere un risparmio in termini energetici e una riduzione di emissioni di CO2 nell'ambiente, bisogna considerare non solo la fase d'uso di un edificio, quindi quella relativa all'utilizzo degli impianti, ma anche la fase di realizzazione dello stesso, considerando la vita utile dei materiali utilizzati, che risulta essere sicuramente molto importante, anche se fino ad ora è sempre stata messa in secondo piano.