AUTORE: Mathilde Zamboni
TUTORI: Ing. Alessandro Zichi e Ing. Sara Mangialardo
STAGE: GSE Italia
MASTER: Master in “Gestione energetica degli edifici e infrastrutture” a.a 2021/22
L’industria edile è responsabile del 39% di tutte le emissioni globali di anidride carbonica e di conseguenza riveste un ruolo chiave per le future strategie di sostenibilità. Per contrastare l’impatto generato dal settore delle costruzioni, è necessario che questo diventi oggetto di iniziative di miglioramento e di investimento. In modo da compiere delle scelte più consapevoli, occorre quindi valutare e confrontare tra di loro diverse strategie costruttive e definirne gli impatti ambientali annessi.
L’obbiettivo di questo studio è quello di determinare il potenziale di riscaldamento globale di un parcheggio multipiano prendendo in esame i due seguenti sistemi costruttivi: la soluzione GOLDBECK industrializzata con telaio strutturale in acciaio e solette prefabbricate e la soluzione convenzionale in calcestruzzo armato gettato in opera, mantenendo come comune denominatore il numero di auto ospitabili. In questo modo risulta possibile il confronto tra i due parcheggi e si può comprendere in che modo i materiali scelti influenzano le emissioni.
Per rispondere alla domanda della ricerca è stata eseguita un’analisi del ciclo di vita utilizzando il software di “OneClick LCA”, il quale è conforme con gli standard LCA e prende in considerazione le cinque fasi di vita dell’edifico: Fase del prodotto (A1-A3), Fase del processo di costruzione (A4,A5), Fase di utilizzo (B1-B7), Fase di fine vita (C1-C4) e Costi e benefici (D).
L’analisi svolta include tutti gli elementi strutturali legati alla costruzione del parcheggio e, inoltre, i processi e i servizi usati durante l’intero ciclo di vita dell’immobile. I dati utilizzati per il confronto si basano su dichiarazioni ambientali di prodotto (Environmental Product Declaration – EPD) e su informazioni tratte da Ökobaudat.
I risultati forniti dal software indicano che l’utilizzo dei sistemi GOLDBECK per la costruzione del parcheggio hanno permesso di risparmiare circa 1600 tonnellate di CO2eq. Si tratta di una riduzione di oltre il 25% delle emissioni di carbonio rispetto ai metodi di costruzione convenzionali. Ciò corrisponde ad un risparmio di 115 kg di CO2eq. per metro quadro.
Software output – confronto GWP
Il parcheggio GOLDBECK può attribuire i sui vantaggi soprattutto al peso ridotto dei materiali, dato dalla modalità costruttiva in acciaio e prefabbricato. La soluzione industrializzata infatti permette di utilizzare in somma meno materiale e chiaramente l’assenza di materia prima, al di là del tipo di materiale scelto, è l’opzione più sostenibile. Questo riguarda principalmente le solette in prefabbricato da 10,30 cm le quali pesano circa il 20% in meno e emettono 23% di CO2eq. in meno rispetto alla soluzione convenzionale. La differenza di emissioni più evidente si crea quindi nel modulo A1-A3, legato esclusivamente al tipo e al volume utilizzato dei materiali, alla loro estrazione e fabbricazione.
Per quanto concerne la fase di utilizzo, non vi sono evidenti scostamenti fra le due soluzioni, essendo la loro natura di immobile la stessa e quindi producendo simili impatti durante il loro funzionamento.
Esempio MSCP GOLDBECK Progetto Gatwick Airport
Per completare il quadro sono state valutate anche le fasi di smantellamento e riciclaggio del parcheggio. Dall’ analisi emerge che l’acciaio strutturale del telaio GOLDBECK è particolarmente vantaggioso. Questa virtù deriva dalla natura del materiale, la quale si presta perfettamente al riciclo.
Lo scopo ultimo di questo studio è sottolineare che risulta opportuno continuare la ricerca verso materiali e strategie costruttive alternative tenendo a mente quanto queste possono incidere positivamente sulle emissioni globali. Acciaio e cemento sono alcuni dei materiali a più alta intensità di emissioni utilizzati nella costruzione di edifici. Questi possono essere bilanciati attraverso una progettazione e una produzione più intelligenti, nonché il riutilizzo e il riciclaggio di questi materiali alla fine del ciclo di vita dell’edificio; il telaio strutturale GOLDBECK dovrà essere oggetto di sviluppo, essendo l’acciaio un materiale con tante potenzialità a livello di sostenibilità non ancora sfruttate.
FOR INTERNATIONAL STUDENTS:
The construction industry is responsible for 39 percent of all global carbon dioxide emissions and as a result plays a key role in future sustainability strategies. To counter the impact generated by the construction sector, it needs to become the focus of improvement and investment initiatives. Therefore, in order to make more conscious choices, it is necessary to evaluate and compare different construction strategies with each other and define their related environmental impacts.
The aim of this study is to determine the global warming potential of a multi-storey car park by examining the following two construction systems: the industrialized GOLDBECK solution with steel structural frame and precast slabs and the conventional reinforced concrete solution, keeping the number of cars that can be accommodated as the common denominator. In this way, a comparison between the two car parks is made possible and it is easier to understand how the chosen materials affect emissions.
To answer the research question, a life cycle analysis was performed using the software “OneClick LCA,” which complies with LCA standards and considers the five life phases of the building: Product phase (A1-A3), Construction phase (A4,A5), Use phase (B1-B7), End of Life phase (C1-C4) and Costs and Benefits (D). The analysis conducted includes all structural elements related to the construction of the parking lot and, in addition, the processes and services used throughout the life span of the building. The environmental data used for this comparison are based on Environmental Product Declarations (EPDs) and on information from the german platform Ökobaudat.
The results provided by the software indicate that the use of the GOLDBECK system for the construction of this car park saved about 1600 tons of CO2eq. This is a reduction of more than 25 percent in carbon emissions compared to conventional construction methods. It corresponds to a saving of 115 kg CO2eq. per square meter.
The GOLDBECK car park can attribute its advantages mainly to the reduced weight of building materials. In fact, the industrialized solution shows a lower amount of material needed for the same kind of building. This outcome is given by the steel frame and prefabricated concrete slab construction strategy. As a result, the most noticeable difference in emissions is created mainly in the A1-A3 module, related solely to the type and volume of materials used, their extraction and manufacture. This mainly concerns the 10.30 cm precast slabs which weigh about 20% less and emit 23% less CO2eq. than the conventional solution.
Regarding the use phase, there are no obvious deviations between the two solutions, their nature of building being the same and therefore producing similar impacts during their operation.
To complete the picture, the dismantling and recycling phases of the parking structure were also evaluated. The analysis shows that the structural steel of the GOLDBECK frame is particularly advantageous. This virtue derives from the nature of the material, which lends itself perfectly to recycling.
The ultimate purpose of this study is to emphasize that it is appropriate to continue research toward alternative building materials and strategies keeping in mind how these can positively affect global emissions. Steel and concrete are some of the most emission-intensive materials used in building construction. These can be balanced through smarter design and production, as well as reuse and recycling of these materials at the end of the building’s life cycle; the GOLDBECK structural frame will have to be the subject of development, steel being a material with so much untapped sustainability potential.