Life Cycle Thinking e indici prestazionali integrati per la valutazione di interventi su edifici

L’approccio alla progettazione e agli interventi sugli edifici esistenti sta attraversando una trasformazione radicale. Oggi non è più sufficiente garantire la sicurezza strutturale o migliorare l’efficienza energetica in modo isolato: è necessario adottare una visione integrata che consideri la sostenibilità lungo l’intero ciclo di vita degli edifici. Questo approccio, noto come Life Cycle Thinking (LCT), si propone di ridefinire i paradigmi tradizionali di progettazione, introducendo indici prestazionali che tengano conto non solo di parametri tecnici, ma anche di criteri ambientali, economici e sociali.

La relazione dell'Ing. Chiara Passoni e del Prof. Costantino Menna è stata realizzata in occasione della "Scuola di Ingegneria Strutturale" di ReLUIS svoltasi a SAIE 2024 (Bologna, 9-12 ottobre)

Il contesto e le sfide del settore delle costruzioni

Il settore delle costruzioni è uno dei più impattanti a livello globale. In Europa, consuma il 50% delle materie prime, produce il 35% dei rifiuti totali e contribuisce per il 35% al consumo energetico. Questo scenario evidenzia l’urgenza di adottare pratiche progettuali sostenibili che riducano l’impatto ambientale e favoriscano la resilienza degli edifici.

Negli ultimi anni, il concetto di intervento integrato ha acquisito sempre maggiore rilevanza. Per gli edifici esistenti, in particolare, si è resa evidente la necessità di coniugare interventi strutturali con miglioramenti energetici. Tuttavia, la sostenibilità va ben oltre questi aspetti. Occorre considerare l’intero ciclo di vita degli edifici: dalla produzione dei materiali alla costruzione, dall’uso fino al fine vita, valutando la possibilità di decostruzione e riutilizzo dei componenti.

Il ruolo dell’ingegnere strutturista nel Life Cycle Thinking

L’ingegnere strutturista svolge un ruolo chiave nella progettazione sostenibile. Ad esempio, ripensare i dettagli costruttivi per favorire lo smontaggio e il riutilizzo dei materiali, come accade con le connessioni bullonate negli edifici in acciaio, rappresenta un passo fondamentale verso la riduzione degli impatti ambientali. L’introduzione di tecnologie prefabbricate e modulari, simili a un sistema LEGO, facilita la sostituzione di componenti obsoleti e consente di rispondere in modo flessibile a cambiamenti normativi o funzionali.

Questo approccio, noto come Life Cycle Structural Engineering, non si limita a garantire la sicurezza degli edifici, ma li concepisce come sistemi dinamici, progettati per ridurre al minimo l’impatto ambientale lungo tutta la loro esistenza.

Gli strumenti a disposizione per una progettazione sostenibile

Per integrare la sostenibilità nella progettazione, è fondamentale utilizzare strumenti di analisi e certificazione. Tra i principali strumenti disponibili si annoverano:

1. Life Cycle Analysis (LCA): Permette di quantificare gli impatti ambientali associati a ogni fase del ciclo di vita di un edificio o di un materiale, misurando parametri come le emissioni di CO2.
2. Environmental Product Declaration (EPD): Fornisce informazioni standardizzate sugli impatti ambientali dei materiali, semplificando la scelta di quelli più sostenibili.
3. Certificazioni come LEED e CAM: Sistemi di valutazione che premiano gli edifici progettati con criteri di sostenibilità, introducendo requisiti minimi per la selezione di materiali riciclati e per l’efficienza del cantiere.
4. Framework europeo Levels: Stabilisce sei macro-obiettivi per gli edifici sostenibili, tra cui la circolarità dei materiali e l’uso efficiente delle risorse.

Un nuovo framework progettuale per la sostenibilità

Per superare i limiti dell’approccio tradizionale, che valuta la sostenibilità solo a posteriori, è stato proposto un nuovo framework progettuale integrato. Questo approccio ribalta il processo, introducendo i criteri di sostenibilità fin dalle fasi preliminari della progettazione. Il progettista definisce obiettivi chiari, come la riduzione delle emissioni di CO2 o la modularità costruttiva, e seleziona le tecnologie più adatte per raggiungerli.

Un esempio pratico è il concetto di screening iniziale, che consente di individuare le tecnologie più compatibili con i criteri di sostenibilità. Questo processo evita sprechi di tempo e risorse, orientando la progettazione verso soluzioni già pensate per essere sostenibili.

Strumenti decisionali e indici integrati

Per facilitare la scelta delle soluzioni ottimali, sono stati sviluppati strumenti decisionali che combinano diversi criteri prestazionali. Ad esempio:

• Diagrammi radar: Visualizzano in modo intuitivo i parametri economici, ambientali e sociali di ciascun intervento, identificando rapidamente le soluzioni più equilibrate.
• Curve di isocosto: Consentono di confrontare interventi con costi e impatti equivalenti, valutando il miglioramento delle prestazioni energetiche e sismiche.

Questi strumenti sono stati applicati a casi studio reali, come edifici esistenti a Toscolano Maderno, dimostrando l’efficacia dell’approccio integrato nel ridurre le perdite economiche, le emissioni di CO2 e i rischi per la sicurezza.