Software LCA (Life Cycle Analysis Software)

PriMus LCA è un servizio in fase di sviluppo che consentirà agli utenti di PriMus di ottenere una relazione LCA (Life Cycle Assessment) da un computo metrico.

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Perché la valutazione ambientale LCA (Life Cycle Assessment) per le costruzioni in edilizia?

Per condurre uno studio basato sulla valutazione ambientale durante il ciclo di vita di semplici prodotti da costruzione o complessi sistemi edilizi, si utilizza la metodologia di “life cycle assessment” (LCA), standardizzata dalla ISO 14040.
Tale metodologia è valida per qualsiasi prodotto/servizio e rappresenta una procedura guidata, che parte dalla valutazione dell’unità funzionale e dei confini del sistema da analizzare, fino alla valutazione degli impatti ambientali e all’interpretazione dei risultati.

Sulla base della ISO 14040, si sono sviluppati ulteriori standard, come,ad esempio, la ISO 14025 che regola le etichette ambientali di prodotto di Tipo III, anche dette “EPD”.

Per quanto riguarda i sistemi edilizi, esistono protocolli internazionali, come LEED e BREEAM, che valutano diversi aspetti della sostenibilità, trascurando tuttavia la stima degli impatti ambientali durante la vita utile dell’intero sistema. Nella nuova versione del sistema di rating LEED (LEED v4), sono state apportate modifiche all’interno della sezione “Materiali e Risorse”, attraverso l’introduzione di un nuovo criterio,“Riduzione dell’impatto ambientale sul ciclo di vita”, relativo al singolo componente/materiale edilizio.

Altri standard, invece, indicano la metodologia per effettuare analisi LCA di interi sistemi edilizi, ma necessitano di complesse valutazioni che richiedono analisi particolarmente lunghe.

Ma come si arriva ad una valutazione ambientale nel settore delle costruzioni con la metodologia di “life cycle assessment” (LCA), standardizzata dalla ISO 14040?

Lo sviluppo sostenibile, inteso come lo sviluppo che soddisfa i bisogni del presente senza compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri, è attualmente uno degli argomenti sul quale la società moderna concentra le maggiori attenzioni. A seguito del cambiamento delle condizioni ambientali che sta interessando l’intero pianeta, la società contemporanea sta lentamente rinnovando le regole dello sviluppo applicando il concetto di sostenibilità ad ogni attività in cui è coinvolta.

Per quanto riguarda il settore delle costruzioni, l’Europa ha emanato una Direttiva, il Regolamento (UE) n. 305/2011⁽¹⁾, che stabilisce, nell’ALLEGATO I (Requisiti di base delle opere di costruzione", che le opere di costruzione devono tener conto in particolare della salute e della sicurezza delle persone interessate durante l'intero ciclo di vita delle opere. Le opere di costruzione devono soddisfare diversi requisiti di base, per una durata di servizio economicamente adeguata; tra i requisiti elencati, le opere di costruzione devono:

essere concepite e realizzate in modo da non rappresentare, durante il loro intero ciclo di vita, una minaccia per l'igiene o la salute e la sicurezza dei lavoratori, degli occupanti o dei vicini e da non esercitare un impatto eccessivo, per tutto il loro ciclo di vita, sulla qualità dell'ambiente o sul clima, durante la loro costruzione, uso e demolizione;
essere concepite, realizzate e demolite in modo che l'uso delle risorse naturali sia sostenibile.

Anche a livello nazionale le indicazioni normative nell’ambito della valutazione ambientale stanno diventando sempre più chiare e cogenti. Le recenti modifiche al Codice degli Appalti , che recepiscono le direttive europee 2014/23/UE, 2014/24/UE e 2014/25/UE sull’aggiudicazione dei contratti di concessione, stabiliscono all’articolo 95 i criteri di aggiudicazione dell’appalto.
Precisamente, il Codice afferma che “i criteri di aggiudicazione sono considerati connessi all’oggetto dell’appalto ove riguardino lavori, forniture o servizi da fornire nell’ambito di tale appalto sotto qualsiasi aspetto e in qualsiasi fase del loro ciclo di vita". In particolare, l’offerta economicamente più vantaggiosa individuata sulla base del miglior rapporto qualità/prezzo, è valutata sulla base di criteri oggettivi, quali gli aspetti qualitativi, ambientali e/o sociali, connessi all’oggetto dell’appalto.
Nell’ambito di tali criteri possono rientrare:

caratteristiche sociali, ambientali, contenimento dei consumi energetici e delle risorse ambientali dell'opera o del prodotto, caratteristiche innovative;
il possesso di un marchio di qualità ecologica dell'Unione europea (Ecolabel UE) in relazione ai beni o servizi oggetto del contratto;
il costo di utilizzazione e manutenzione avuto anche riguardo ai consumi di energia e delle risorse naturali, alle emissioni inquinanti e ai costi complessivi, inclusi quelli esterni e di mitigazione degli impatti dei cambiamenti climatici, riferiti all'intero ciclo di vita dell'opera, bene o servizio, con l'obiettivo strategico di un uso più efficiente delle risorse e di un'economia circolare che promuova ambiente e occupazione la compensazione delle emissioni di gas a effetto serra;
la compensazione delle emissioni di gas ad effetto serra

PriMus LCA, il primo servizio che consente di ottenere una relazione LCA da un computo metrico

PriMus LCA è un progetto sviluppato da ACCA software per effettuare analisi LCA (Life Cycle Assessment) per la valutazione ambientale di un intervento nel settore delle costruzioni.
PriMus LCA sarà riservato esclusivamente ai clienti del software PriMus.

PriMus come software leader in Italia porta un’assoluta novità nel settore delle costruzioni rispondendo in maniera efficace alle attenzioni poste alla valutazione ambientale dal nuovo Codice degli Appalti (Dlgs. 18 aprile 2016, n. 50) e i nuovi CAM e Appalti Verdi, in particolare i Criteri Ambientali Minimi per l’affidamento di servizi di progettazione e lavori per la nuova costruzione, ristrutturazione e manutenzione di edifici e per la gestione dei cantieri della Pubblica Amministrazione.
PriMus LCA è uno strumento di supporto per il progettista nella valutazione degli impatti ambientali generati nel ciclo di vita dell’intero sistema edilizio.
Tale servizio è sviluppato da ACCA software S.p.A. in collaborazione con FED, spin-off dell’Università di Napoli Federico II.
Il servizio parte e si integra al computo metrico dell’intervento edilizio, tramite la correlazione con le informazioni sugli impatti ambientali generati durante il ciclo di vita dei materiali e delle lavorazioni adoperate nel computo stesso.
Affinché questa correlazione sia possibile, è stato sviluppato un database che riporta, per ogni componente edilizio, gli impatti ambientali da esso generati. L’associazione delle lavorazioni e dei materiali del computo con i dati dell’archivio implementato danno vita ad una relazione LCA finalizzata all’analisi del ciclo di vita dell’intervento.
Per ogni voce del computo vengono aggregate informazioni relative agli impatti ambientali valutati attraverso la metodologia IMPACT2002+, in termini di categorie di impatto e di categorie di danno.
Dal servizio PriMus LCA si hanno grafici riguardanti le categorie di danno o le categorie di impatto, che permettono di individuare immediatamente quali componenti edilizi impattano maggiormente sull’ambiente.

Valutazione di LCA per i sistemi edilizi con PriMus LCA

Le informazioni che si ottengono possono essere utilizzate per condurre analisi di sensitività per il sistema edilizio in esame, impostando un processo iterativo attraverso cui, a partire dall’individuazione del componente maggiormente impattante, si possono intraprendere azioni migliorative per perseguire i prefissati obiettivi di sostenibilità.
Inoltre, tali informazioni possono essere utilizzate a scopo comparativo, in termini di impatti totali o adimensionalizzati rispetto ad una unità di riferimento, per confrontare gli impatti stimati con quelli di sistemi edilizi simili,equivalenti in termini di prerequisiti funzionali e strutturali.
Analisi ancora più approfondite o progetti specifici focalizzati sul miglioramento dell’analisi LCA con particolari processi produttivi, materiali e tecniche innovativi, studiati anche ad hoc per l’intervento, sono possibili in fase di approfondimento dell’analisi tramite servizi avanzati di PriMus LCA.

A chi è utile PriMus LCA?

Il servizio PriMus-LCA è progettato per differenti categorie di professionisti e/o di applicazioni.

progettisti che effettuano valutazioni di sostenibilità a corredo della documentazione di progettazione; si tratta in questo caso di un’applicazione finalizzata ad approfondire la conoscenza della documentazione progettuale, attraverso informazioni relative al profilo ambientale delle opere progettate.
progettisti che elaborano la soluzione per le offerte economicamente più vantaggiose nelle gare d’appalto, rispondendo ai criteri legati alla sostenibilità e confrontando la soluzione a base di gara con l’alternativa proposta; si tratta in questo caso di un’applicazione a fini comparativi, che consente di valutare in maniera rigorosa l’opportunità di apportare delle modifiche finalizzate a migliorare il profilo ambientale delle opere progettate.
ricercatori del settore civile/ambientale interessati a condurre studi comparativi sui sistemi edilizi; si tratta in questo caso di un’applicazione legata alla ricerca di nuove soluzioni progettuali a basso impatto ambientale o di nuove metodologie di analisi e di valutazione della sostenibilità delle opere civili.

PriMus LCA e contenuti della relazione tecnica

Con il servizio PriMus LCA si ottiene una relazione in cui si valutano, attraverso la tecnica di LCA, gli impatti ambientali associati alla realizzazione di un intervento edilizio in base ai prodotti e alle lavorazioni elencati nel computo metrico estimativo inviato dal cliente. La relazione include le ipotesi dello studio e comprende le quattro fasi dell’analisi LCA:

Goal & Scope Definition
Life Cycle Inventory Analysis, LC
Life Cycle Impact Assessment
Life CycleInterpretation

fornendo i grafici e le tabelle degli impatti e dei danni ambientali risultanti.
Attraverso questa metodologia, è possibile individuare i componenti dell’involucro edilizio che causano i maggiori impatti ambientali e, dunque, si potrebbero individuare eventuali soluzioni alternative mirate ad un miglioramento del livello di sostenibilità ambientale associato all’intervento in esame.

Oltre a fornire gli impatti ambientali assoluti e normalizzati al valore di impatto massimo, gli output dello studio LCA sono presentati in funzione di una unità/dimensione di riferimento, per poter favorire confronti tra opere simili, a parità di prerequisiti funzionali e strutturali. Per esempio un’unità/dimensione di riferimento nel caso della costruzione o ristrutturazione di uno specifico edificio è il metro quadro, m2.
Gli impatti ambientali fanno riferimento all’estrazione e produzione dei materiali e messa in opera necessari alla realizzazione dell’intervento. Si fornisce, inoltre, un valore indicativo degli impatti ambientali causati dalla fase di messa in opera dell’edificio. La figura seguente schematizza le fasi considerate nel caso studio.

Schema rappresentativo delle fasi del ciclo di vita considerate per il caso studio

Lo studio degli impatti ambientali è del tipo from cradle to gate. Precisamente, si valutano gli impatti causati dall’estrazione e produzione dei materiali utilizzati per la realizzazione dei prodotti necessari alla costruzione dell’edificio scolastico. Sono escluse dal presente studio le fasi successive di lavorazione dei prodotti, e le fasi di uso, manutenzione e dismissione dell’involucro edilizio.
Per realizzare il modello di "life cycle assessment" dell’opera, si modellano le singole voci del computo metrico.
Per rendere questa fase più immediata, è stato realizzato un database a partire da uno specifico prezzario tipo di opere edili. I materiali rientranti nella modellazione delle voci di prezzario provengono a loro volta dal database internazionale Ecoinvent 3.0, una estesa banca dati che racchiude le composizioni, i processi di produzione e gli scenari di smaltimento della gran parte dei materiali e dei processi industriali esistenti.
Nei casi in cui, per motivi di mancanza di dati nel database madre e di disuguaglianze tra i prezzari regionali (in termini di differenti voci di prezzo e inconvertibili unità di misura) non è possibile scegliere l’equivalente voce nel prezzario tipo, la voce di computo non viene considerata, a scapito di una più precisa valutazione di LCA e a meno di informazioni dettagliate fornite dal committente.
Ai fini dell’analisi del ciclo di vita si ricorre a comprovate metodologie di valutazione degli impatti ambientali, a valle della fase di inventario. Tra i metodi di valutazione degli impatti, IMPACT2002+ è uno dei più diffusi ed affidabili. Tale metodologia è stata sviluppata dallo Swiss Federal Institute of Technology di Losanna, in Svizzera ed è la combinazione di quattro metodi di valutazione degli impatti sviluppati in precedenza: IMPACT 2002, Eco-indicator 99, CML e IPCC.
Il metodo fornisce i dati quantitativi per la valutazione della sostenibilità ambientale attraverso 15 categorie di impatti ambientali: tossicità umana (cancerogena e non cancerogena), effetti sulla respirazione (causati dalle sostanze inorganiche, quali le polveri sottili), radiazioni ionizzanti, assottigliamento dello strato di ozono nell’atmosfera, ossidazione fotochimica, ecotossicità acquatica, ecotossicità terrestre, acidificazione delle acque, eutrofizzazione delle acque, acidificazione/eutrofizzazione terrestre, uso del suolo, cambiamento climatico, utilizzo di energie non rinnovabili, estrazione di minerali.

Gli impatti stimati in questa fase del metodo vengono anche definiti “midpointcategories”.

Le 15 categorie di impatto sotto elencate vengono fatte confluire in 4 categorie di danno: salute umana, misurata in DALY (Disability-Adjusted Life Years); qualità dell’ecosistema, misurata in PDF*m2*yr, ossia la frazione di potenziale in via di estinzione (PotentiallyDisappearedFraction) in una certa area e in un determinato intervallo di tempo per kg di sostanza emessa; cambiamenti climatici, misurati in kg di CO2 equivalente in aria; risorse sfruttate, misurate in MJ. In questa fase, i danni valutati vengono anche definiti “endpointcategories”.

Categorie di impatto e relativa unità di misura

Inoltre, attraverso tale metodo è possibile presentare gli impatti calcolati in due fasi differenti. La prima fase, viene detta “normalizzazione”: i midpoint, vengono “normalizzati”, ossia comparati a valori di riferimento rappresentati dai dati medi elaborati su scala europea, e riferiti ad un determinato periodo di tempo. Attraverso la normalizzazione è possibile, quindi, stabilire l’intensità dell’impatto ambientale del sistema studiato rispetto alla media dell’impatto generato dalla popolazione nell’area geografica prescelta come riferimento. I fattori di normalizzazione sono relativi alle categorie di danno e ai midpoint. La seconda fase, ancora in miglioramento, prevede una pesatura per categorie di danno, rese confrontabili per effetto della normalizzazione: i valori degli effetti, vengono moltiplicati per i “fattori peso”, i quali esprimono l’importanza relativa attribuita alle differenti tipologie di impatto, a seconda della criticità, fornendo valori di punteggio singolo.

Utilizzando il metodo sopra esposto, si stimano gli impatti ambientali in termini di midpoint ed endpoint.

(1) REGOLAMENTO (UE) N. 305/2011 DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 9 marzo 2011 che fissa condizioni armonizzate per la commercializzazione dei prodotti da costruzione e che abroga la direttiva 89/106/CEE del Consiglio