Sistemi costruttivi

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La pubblicazione è stata sottoposta a peer review.

EdicomEdizioni Monfalcone (Gorizia) tel. 0481/484488 fax 0481/485721 e-mail: info@edicomedizioni.com www.edicomedizioni.com I testi e le foto sono stati forniti dall’autore. © Copyright EdicomEdizioni Vietata la riproduzione anche parziale di testi, disegni e foto se non espressamente autorizzata.

Tutti i diritti sono riservati a norma di legge e delle convenzioni internazionali.

ISBN 978-88-96386-50-7 Questo libro è stampato interamente su carta riciclata Stampa PressUp Roma Prima edizione giugno 2016

Stefano Bertagni

SISTEMI COSTRUTTIVI CRITERI PER LA VERIFICA E LA CERTIFICAZIONE DELLA SOSTENIBILITÀ

EdicomEdizioni ilProgettoSostenibile quaderni di ricerca

Prefazione

Prefazione di Frida Bazzocchi Professore Associato di Architettura Tecnica presso l’Università degli Studi di Firenze

Nel processo edilizio le relazioni fra la fase di progettazione e quelle di produzione e di costruzione risultano strettamente connesse.

Un approccio ingegneristico ed organizzato al progetto, dalla fase preliminare a quella esecutiva, richiede certamente l’assunzione di principi regolatori di natura metodologica e procedurale oltre ad una approfondita conoscenza delle logiche produttive, dei componenti tecnologici e delle loro prestazioni, ma anche dell’organizzazione razionale dei processi di costruzione.

In questo ambito le tecniche ed i sistemi costruttivi rappresentano uno dei temi centrali dell’Architettura Tecnica.

La definizione progettuale dell’architettura, finalizzata alla costruzione, passa anche attraverso la determinazione di requisiti esigenziali che sono a fondamento dell’esplicitazione delle richieste di prestazione dei vari elementi costitutivi la costruzione, sia relativamente al sistema ambientale sia a quello tecnologico.

In ogni fase storica, ed in ogni contesto socio-culturale, le classi di requisiti esigenziali e la conseguente definizione della gamma dei requisiti e delle loro prestazioni, hanno assunto connotazioni differenti e ciò ha determinato un’evoluzione dei tipi edilizi e dei modi di costruire, favorendo la nascita e l’applicazione, in qualche caso anche molto diffusa, di nuovi sistemi costruttivi e componenti tecnologici.

Attualmente la costruzione, e quindi la sua progettazione, deve però relazionarsi anche a nuove classi di requisiti esigenziali e fra queste vi è quella della sostenibilità del prodotto edilizio nel suo complesso.

In Italia dagli anni ’80 sino ad oggi anche la normativa ha introdotto in modo sempre più sostanziale una precisa definizione di questi requisiti, sino ad arrivare alla UNI 11277 del 2008 che definisce “esigenze e requisiti di eco compatibilità dei progetti di edifici residenziali e assimilabili, uffici e assimilabili, di nuova edificazione e ristrutturazione”.

La sostenibilità viene intesa primariamente come efficienza energetica ma più in generale riguarda il controllo delle ricadute che l’intero processo edilizio ha sull’ambiente e sulla salute dell’uomo.

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Sistemi costruttivi. Criteri per la verifica e la certificazione della sostenibilità

In risposta a ciò il mondo della produzione ha prontamente recepito le nuove istanze e generato un’offerta molto estesa e variegata di sistemi e componenti tecnologici, alcuni dei quali già ad oggi ampiamente diffusi sul mercato ed applicati. È questo il caso, ad esempio, dei sistemi costruttivi in legno come l’X-lam e dei sistemi di tamponamento e rivestimento a secco.

A fronte dell’attuale ricchissimo repertorio di elementi tecnici, peraltro in rapida evoluzione, il progettista per contro necessita sempre più di strumenti per effettuare valutazioni certe delle loro performance in termini di sostenibilità.

I metodi e gli strumenti disponibili a questo scopo, ad oggi consolidati, permettono valutazioni quantitative, di estremo dettaglio ed assai complesse, connesse soprattutto ai componenti, come pure analisi soprattutto qualitative aventi per oggetto l’intero organismo edilizio.

Tali analisi, però, non si prestano facilmente ad essere applicate nelle verifiche, sia in fase progettuale che a costruzione avvenuta, dei sistemi costruttivi nel loro complesso. Il tema della misurabilità delle performance relative alla sostenibilità focalizzate specificatamente sui sistemi costruttivi diviene di conseguenza rilevante.

In questo ambito il lavoro di Stefano Bertagni intende proporre uno strumento operativo per la misura delle prestazioni di sostenibilità dei sistemi costruttivi.

In particolare la monografia si focalizza sul subsistema delle strutture senza tuttavia mai perdere di vista l’intero sistema tecnologico dell’edificio e le connessioni tra le diverse parti e l’insieme.

Ciò rappresenta un punto di vista certamente originale sia in relazione alle procedure proposte che all’oggetto delle valutazioni, in quanto il campo delle strutture è spesso posto a margine delle considerazioni inerenti la sostenibilità, più concentrate ad esempio sull’involucro e sui suoi diversi componenti.

Partendo da una puntuale analisi del quadro culturale entro cui inserire le valutazioni di sostenibilità, tracciando lo stato dell’arte di tutti gli aspetti normativi ma anche di quelli metodologici più concreti, attendibili ed accreditati, l’autore presenta una sua personale proposta, applicando criticamente i metodi già sedimentati.

Ciò gli consente, su un oggetto in questo ambito poco esplorato, quale è quello dei sistemi costruttivi e delle strutture in particolare, di proporre strumenti di verifica e di misura della sostenibilità. Quello che viene presentato attinge, integra e ricuce molte delle più accreditate procedure, quali ad esempio quelle LCA ed i metodi a punteggi.

Nel libro la presentazione delle considerazioni di metodo è inoltre condotta analizzando casi applicativi concreti che l’autore ha sedimentato nel corso degli anni nella sua pratica di ricerca e didattica ma anche di applicazione professionale.

La monografia offre anche un altro interessante prodotto di ricerca, derivato da quanto concepito per i sistemi costruttivi nelle nuove costruzioni: la valutazione della soste-

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Prefazione

nibilità applicata alle strutture nel caso di interventi di recupero e conservazione degli edifici storici. Un’applicazione del tutto innovativa e di recente implementata nel protocollo LEED Historic Building, edito e coordinato dal GBC Italia e messo a punto da un gruppo di ricercatori, professionisti ed aziende italiani, fra i quali figura l’autore stesso.

In conclusione si vuole evidenziare un principio trasversale agli argomenti trattati nella monografia e che costituisce un’invariante, talvolta sottovalutata, della cultura tecnica ingegneristica: lo stretto rapporto esistente fra atto propositivo-progettuale e la sua concreta attuazione tettonico-costruttiva.

Ed è proprio in questa ottica che il tema della costruibilità nella monografia diviene elemento centrale delle proposte dell’autore, che con un approccio di tipo ingegneristico configura le procedure proposte e le valutazioni da effettuare.

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Introduzione

Introduzione

La presente pubblicazione si pone una serie di convergenti obiettivi, nel tentativo di affrontare alcuni aspetti che si inseriscono propriamente nel più ampio quadro della sostenibilità ambientale applicata all’edilizia ed alle tecniche edilizie in particolare. Sintetizzando, potremmo dire che all’origine della monografia si pongono alcuni interrogativi: • Come è possibile valutare la sostenibilità dei sistemi costruttivi, con particolare riferimento alle unità tecnologiche strutturali? con quali metodologie?

• Quale è il “peso” ambientale delle strutture di un edificio, anche in relazione alle altre parti tecnologiche (in altre parole, rispetto alle altre classi di unità tecnologiche, agli altri sub-sistemi)?

• Esistono sistemi statico-costruttivi a priori sostenibili? e, in caso affermativo, quali sono?

• Esistono processi, tecnologie, attenzioni progettuali od esecutive che possono aumentare la performance di sostenibilità di una struttura e, quindi, dell’edificio nel suo complesso?

• Come è possibile migliorare la performance di sostenibilità di una struttura tradizionalmente concepita senza nozione di eco-compatibilità come, ad esempio, nel caso del cemento armato o della muratura portante?

• Esistono criteri di valutazione per orientare il progettista nel complesso, articolato e talvolta farraginoso “mercato” delle soluzioni costruttive definite sostenibili?

Come risulta evidente, soggetto principale della monografia sono i sistemi costruttivi (intesi come serie organizzata di conoscenze tecniche e fasi esecutive finalizzate all’edificazione; siano questi sistemi continui o discontinui, tradizionali, evoluti od industrializzati) con particolare riguardo alla classe di unità tecnologiche delle strutture ed alle intercorrenti relazioni fra questa e le altre classi (fra le quali: chiusure, partizioni interne od esterne, impianti, isolamenti ed impermeabilizzazioni e finiture).

Relativamente al suddetto campo di applicazione si indagheranno le performance di sostenibilità ambientale al fine di formulare proposte di metodo per la valutazione, la misurazione e la certificazione delle prestazioni.

A prescindere dal merito di questi aspetti, dalle risposte che si daranno agli interrogativi posti in premessa, è fondamentale il linguaggio (inteso come metodo) con cui le risposte si formuleranno.

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Sistemi costruttivi. Criteri per la verifica e la certificazione della sostenibilità

Il metodo, dichiaratamente, qui vuole essere di tipo strettamente prestazionale e quantitativo, in una parola razionale. Solo così le conclusioni potranno essere opponibili a qualsivoglia confutazione e potranno confluire in risultati con evidenza e valenza certificatoria.

Fortunatamente sono già noti sia i riferimenti culturali che i metodi per valutare quantitativamente le performance di sostenibilità: non basta che richiamare quelli più appropriati ed applicarli (ed è quello che verrà presentato nel primo capitolo).

Coniugando la cultura sedimentata con il bagaglio di conoscenze acquisite in veste di tecnici operanti quotidianamente nel difficile ma affascinante rapporto fra progetto e cantiere, è possibile conferire connotazioni di sostenibilità ancor più concrete ai prodotti dell’edilizia.

Il rischio di ogni progettazione, anche quella della sostenibilità, risiede nello iato che può sussistere fra progetto e costruzione, qualora questi non corrano fin dall’inizio strettamente interconnessi.

Dalla stretta connessione fra progettualità e valutazione di sostenibilità, da un lato, e concretezza costruttiva, dall’altro, si tenterà di confezionare un viatico, anche per questa monografia.

A fianco ed a supporto delle consolidate valutazioni di eco-sostenibilità (fra le quali spiccano le note LCA) si porranno argomentazioni inerenti, per esempio: la sostenibilità del cantiere, la sicurezza e rapidità di costruzione, la tipologia della filiera di approvvigionamento di materiali e componenti, la prefabbricazione fuori opera, la durabilità dei componenti in opera, la possibilità di riconfigurazione del rapporto fra reticolo strutturale e reticolo distributivo, l’interconnettibilità fra sub-sistema delle strutture e gli altri sub-sistemi; tutti aspetti, quelli summenzionati, che sono tipici di un approccio integrato progetto/costruzione e che non possono essere convenientemente implementati in un processo valutativo del tipo LCA. Sebbene poco esplorate, nelle tematiche della sostenibilità, queste argomentazioni aggiuntive sono perfettamente in linea con i più accreditati orientamenti di definizione della sostenibilità ambientale (lo si dimostrerà nel seguito).

Gli interrogativi della premessa scaturiscono dall’azione quotidiana, nell’intreccio fra ricerca, didattica e concreta applicazione della sostenibilità in edilizia. Proprio il rapporto strutture vs. sostenibilità ci è parso quello più bisognoso di chiarimento e di certezze metodologiche.

Le strutture, secondo un diffuso e tradizionalmente radicato sentire, sono tema spesso appannaggio degli specialisti, ai quali ne è demandata la progettazione ed il controllo dell’esecuzione.

Basta però dare uno sguardo a riviste, manuali, pubblicazioni o cataloghi di fiere che hanno per oggetto (dichiarato) l’edilizia sostenibile, per riscontrarvi una proliferazione di soluzioni strutturali pret a porter che, oltre ad essere ritenute sostenibili a priori

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Introduzione

(senza dimostrazione di sussistenza dei requisiti di sostenibilità), vengono anche proposte “chiavi in mano” in kit preconfezionati, un tutto unico in combinazione con tecnologie di involucro, sistemi di impianti tecnici e finiture. I destinatari di queste informazioni non sono più solo gli addetti ai lavori, competenti in materia, ma anche e soprattutto i potenziali committenti e, più in generale, i cosiddetti stakeholders.

Questo repentino cambio di impostazione, e di ruoli, sta turbando un ordine radicato da decenni nel processo edilizio: la committenza o l’utenza finale divengono in tal modo direttamente “sponsor” di soluzioni costruttive che non possiedono relazione con le connotazioni estetiche, funzionali ed economiche (un tempo, quest’ultime, le uniche di vero interesse per committenti ed utenti). Se è giusto che committenti ed utenti richiedano, aggiuntiva alle altre, la performance di sostenibilità, ci pare meno opportuno che si sostituiscano ai tecnici nelle scelte mediante le quali raggiungere gli obiettivi di sostenibilità. E non è un problema di lesa maestà. Un esempio può meglio chiarire questo concetto. Scorrendo i bandi di progettazione pubblicati negli ultimi anni troviamo che spesso la sostenibilità vi figura come requisito imprescindibile, che viene valutato e pesato in misura rilevante nei criteri di aggiudicazione. Tuttavia, quando i bandi impongono l’uso di particolari tecnologie costruttive (in primis strutturali) in quanto dagli stessi bandi postulate sostenibili (pur non dimostrandone le motivazioni), l’impressione che se ne trae è che ciò costituisca uno sconfinamento, un eccesso non sufficientemente giustificato ed argomentato, anche perché foriero di un inaridimento delle potenzialità propositive dei soggetti offerenti. Il rischio, in sintesi, è che ci si attenga più ad un costume piuttosto che propugnare la sostenibilità ambientale.

La pratica con le valutazioni di sostenibilità ci conferma che non è sostenibile solo ciò che è naturale e/o poco industrialmente artefatto: il pensare e, ancor peggio, l’agire per metonimie o sillogismi può condurre a grossolani errori di valutazione. Nel testo che segue se ne forniranno anche degli esempi lampanti.

A conclusione di questa introduzione si intende specificare che, al di là dei generali contenuti metodologici che verranno proposti, interesse di questa pubblicazione sono i sistemi costruttivi ed i tipi strutturali più diffusi e praticati, ancorché innovativi od industrializzati. Non si tratteranno esplicitamente quei sistemi costruttivi, invero molto presenti nella letteratura e nei manuali di bioedilizia e bioarchitettura, che tuttavia rivestono ruoli marginali, di nicchia (solo per citarne alcuni: i sistemi con balle di paglia, canne di bambù o con mattoni di terra cruda). Questi, infatti, pur suscitando interesse ed attrattiva, non hanno (a nostro avviso) quei necessari caratteri di duttilità e versatilità che un sistema costruttivo deve possedere per accreditarsi e rispondere alle diverse fattispecie applicative (diverse funzioni ospitabili, variabile numero di piani, variabili dimensioni e proporzioni del reticolo strutturale, varietà di azioni sollecitanti, varietà di esposizioni ambientali, ecc.).

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CAPITOLO 2 CRITERI DI VALUTAZIONE DELLA SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE DEI SISTEMI COSTRUTTIVI CON PARTICOLARE RIGUARDO ALLE STRUTTURE

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2. Criteri di valutazione dei sistemi costruttivi

2. Criteri di valutazione della sostenibilità ambientale dei sistemi costruttivi con particolare riguardo alle strutture

2.1. Sostenibilità e strutture La valutazione della sostenibilità dei sistemi costruttivi e delle strutture riveste una rilevanza piuttosto marginale nella letteratura scientifica come, peraltro, risulta appena accennata nei comuni metodi di valutazione della sostenibilità degli edifici (metodi a punteggi).

Si è già avuto modo di argomentare che le valutazioni LCA sono molto precise ed affidabili nel misurare l’impronta ecologica di un manufatto edilizio (quindi anche del subsistema delle strutture portanti); tuttavia, evidentemente, non possiedono quella agilità e quella immediatezza che devono giocoforza contraddistinguerei criteri di valutazione “progettuali”, ovverosia i criteri a portata del progettista, a supporto od a validazione delle sue scelte. I metodi cosiddetti a punteggi (lo vedremo più avanti), per una serie di ragioni di opportunità, tra le quali spicca la necessità di sintesi, non rivolgono in generale che poche attenzioni alla valutazione del subsistema delle strutture. È pure evidente che la possibilità di etichettatura (etichette di sostenibilità, per esempio) di componenti o materiali non può che coinvolgere marginalmente gli aspetti di sostenibilità delle strutture portanti, se non essenzialmente per i materiali costitutivi, qualora essi possiedano qualità bio-edili (cosa che ad oggi si verifica solo per il legno e la muratura, volendosi limitare ai sistemi costruttivi “tradizionali”).

D’altro canto è nostro fermo convincimento che la scelta del sistema costruttivo (ed in particolare delle strutture) non possieda implicazioni circoscritte solo al perimetro fisico del subsistema delle strutture, ma che sia invece un atto dichiaratamente progettuale che possiede molte implicazioni e ricadute anche su altri subsistemi del sistema tecnologico, quali le finiture, gli impianti, le partizioni. È questa, inerente la sostenibilità, l’ennesima conferma della profonda interrelazione che in un progetto lega spesso indissolubilmente, le strutture, gli impianti e la forma architettonica complessivamente percepita e fruita dall’utenza.

Un esempio può chiarire meglio questa fitta sequenza di relazioni: la scelta di un sistema costruttivo come l’X-lam si porta dietro, come inevitabilmente conseguente (a causa di motivi tecnologici ma anche economici, di mercato o di gestione del cantie-

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Sistemi costruttivi. Criteri per la verifica e la certificazione della sostenibilità

re), l’adozione di sistemi costruttivi a secco (e.g. per i massetti, per il completamento dei soffitti o delle pareti, per la formazione delle pendenze in copertura, ecc.). È noto che i sistemi a secco sono più compatibili con la natura idrofila del legno e con la sua traspirazione e meglio si integrano nel cantiere, che può essere quindi affrontato con tecnologie tutte a secco, eliminando i tempi morti dovuti al prosciugamento di massetti, intonaci, ecc. Sarebbe, infatti, piuttosto bizzarro completare un sistema X-lam con partizioni in tavolato di laterizio intonacati, oppure con rivestimenti di facciata pure di laterizio (del tipo faccia-a-vista).

La conseguenza di quanto sopra argomentato è che il sistema costruttivo strutturale non può essere valutato come a sé stante, bensì sempre in relazione ai subsistemi con i quali, inevitabilmente, esso si interfaccia, tenendo in giusto conto il quadro delle compatibilità e delle incompatibilità (si veda a tal riguardo quanto sarà esposto nel capitolo terzo).

Da quanto sopra discende la constatazione che la valutazione comparativa di due sistemi costruttivi può essere validamente affrontata anche enucleandoli dal contesto (privi cioè dei complementi di tamponamento, isolamento, protezioni e finiture) se e solo se detti complementi sono paragonabili, o quasi gli stessi, per entrambi (si veda a tal riguardo quanto sarà esposto nel capitolo quarto).

La scelta del sistema costruttivo è la prima di una serie di mosse che, nel loro complesso, costituiscono l’insieme del progetto esecutivo tecnologico. A caduta, da questa prima scelta, possono poi combinarsi molte varianti e quindi molti possibili miglioramenti nell’ottica della riduzione dell’impronta ecologica; tuttavia è chiaro che le varianti saranno limitate ad un ventaglio di scelte compatibili con quella originaria del sistema costruttivo. Quanto sopra vale a prescindere dalle tipologie edilizie, dalla destinazione d’uso e dalla dimensione e complessità degli edifici che sono oggetto di disamina.

Alle suesposte considerazioni si contrappone il diffuso (ma, per fortuna, non generalizzato) convincimento di alcuni progettisti, che ritengono invece la struttura una variabile neutra ed indipendente, uno scheletro esteticamente impercettibile, la cui gestione e progettualità è possibile demandare a specialisti altri in un secondo momento.

Non pare neanche accettabile l’approccio, invero piuttosto radicale e semplicistico, che vede assolti i requisiti di sostenibilità solo o prevalentemente da soluzioni strutturali “pret-a-porter” (in questo momento all’apice del gradimento sono le strutture in legno con tutti i loro corollari1), senza che siano esplicitate valutazioni più approfondite del mero valore del carbon footprint2.

In questo capitolo si tenterà di tracciare una via, invece, per cercare una soluzione strutturale sostenibile basata su concrete e dimostrabili valutazioni quantitative, anche alla luce di quelle implicazioni progettuali e costruttive sopra richiamate. Un viatico che, giocoforza, deve attingere da ciò che già è stato messo a punto in materia di valutazioni.

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2. Criteri di valutazione dei sistemi costruttivi

2.2. I sistemi costruttivi e le strutture nei più diffusi metodi di valutazione della sostenibilità Tema di questo paragrafo è lo stato dell’arte dei metodi di valutazione del costruito nella specifica parte in cui questi metodi, a vari livelli, trattano i sistemi costruttivi o le strutture.

Richiamando la classificazione di cui al paragrafo 1 del capitolo primo, cui fa capo la maggioranza dei protocolli di certificazione a punteggi, è possibile ascrivere la maggior parte dei requisiti inerenti le strutture ai seguenti ambiti tematici: • RIS (efficienza nel consumo delle risorse); • EDI (limitazione dell’impatto dei materiali costruttivi e studio delle migliori tecniche).

Si propone di seguito una sintetica rassegna dei requisiti afferenti, a vario titolo, ai sistemi costruttivi ed alle strutture, che attinge da tre protocolli (quelli che nel nostro paese hanno maggior rilevanza): ITACA, LEED e BREEAM. Le versione di ITACA che è presa in esame è quella pubblicata con la UNI/PdR 13.1:2015 “Sostenibilità ambientale nelle costruzioni – Strumenti operativi per la valutazione della sostenibilità. Edifici residenziali”3. Il protocollo ha validità sia per edifici residenziali nuovi che per quelli oggetto di rilevante ristrutturazione.

Le “schede criterio”4 che afferiscono alle strutture sono le seguenti, tutte ricomprese nell’area tematica “consumo delle risorse”: B 4.1 Riutilizzo delle strutture esistenti (nei casi di ristrutturazione premia il reimpiego della struttura e dei tamponamenti originari); B 4.6 Materiali riciclati/recuperati (premia l’impiego, anche per le strutture, di materiali di riuso o riciclati avente marcatura tipo II ISO 14021. Sono incluse nella valutazione anche le terre da scavo); B 4.7 Materiali da fonti rinnovabili (premia l’uso, anche per le strutture, di materiali naturali. Quindi, nel caso delle strutture, viene prevalentemente premiato l’uso del legno); B 4.8 Materiali locali (premia, anche per le strutture, l’approvvigionamento in un raggio dai 50 ai 200 Km dal cantiere); B 4.10 Materiali riciclabili o smontabili (premia la decostruibilità e la separazione, finalizzata al riciclo od al reimpiego dei componenti. In sostanza si premiano i sistemi a secco); B 4.11 Materiali Certificati (premia, anche per le strutture, materiali con etichette tipo I ISO 14024 e III ISO 14025. Pochi sono i materiali strutturali con queste caratteristiche, se non alcuni tipi di blocchi da muratura, es. Poroton e Ytong).

ITACA utilizza, nei calcoli delle prestazioni, indici % in massa, volume o superficie. Sempre, comunque, misure geometriche delle quantità.

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Sistemi costruttivi. Criteri per la verifica e la certificazione della sostenibilità

Come già descritto, il meccanismo di ITACA è congegnato con diversi pesi attribuiti ai punteggi delle schede. I pesi di ogni scheda differiscono se trattasi di nuova costruzione o di ristrutturazione. Per motivi di sintesi si rimanda al protocollo per un maggiore dettaglio dei pesi, limitandoci qui ad evidenziare che, in generale, le suddette schede possiedono ugual peso, con l’eccezione della B 4.10 (materiali riciclabili o smontabili), che pesa meno delle altre cinque.

In merito al protocollo LEED la versione che qui è presa in esame è la NC 2009 ITA5. Il protocollo ha applicabilità sia per edifici non residenziali nuovi che per quelli oggetto di rilevante ristrutturazione.

I “crediti” (terminologia che in LEED designa i requisiti) che, in qualche modo, afferiscono alle strutture sono le seguenti, tutti ricompresi nell’area tematica “materiali e risorse”: Credito MR1.1 riutilizzo degli edifici: mantenimento delle murature, solai e coperture esistenti. (analogo a B 4.1 di ITACA). Il credito può attribuire da 0 a 3 punti.

Credito MR 2: Gestione dei rifiuti da costruzione. (calcolo in peso od in volume dei materiali reimpiegati post demolizione o post cantiere. Esclusi gli scavi) Il credito attribuisce da 0 a 2 punti.

Credito MR 3: Riutilizzo dei materiali. (calcoli % su base costi). Il credito attribuisce da 0 a 2 punti.

Credito MR 4: Contenuto di riciclato. (calcoli % su base costo della quantità di riciclato presente nei materiali). Il credito attribuisce da 0 a 2 punti.

Credito MR 5: Materiali estratti, lavorati e prodotti a distanza limitata (materiali regionali). (premia l’approvvigionamento entro il raggio 350 Km per trasporti su gomma. La prestazione % è valutata sulla base dei costi dei materiali approvvigionati). Il credito attribuisce da 0 a 2 punti.

Credito MR 6: materiali rapidamente rinnovabili. (premia l’uso di materiali vegetali con ciclo di raccolta inferiore a 10 anni). Il credito attribuisce da 0 a 1 punti.

Credito MR 7: Legno certificato. (premia l’uso di legno marcato FSC). Il credito attribuisce da 0 a 1 punti. È indirettamente attinente col subsistema delle strutture anche il prerequisito SS 1 Prevenzione dell’inquinamento da attività di cantiere (che premia, anche se non direttamente, l’adozione di tecniche costruttive a basso sporcamento del suolo, delle fognature e dell’aria nei pressi del cantiere di costruzione. Va precisato che il prerequisito è assolvibile anche in caso di strutture “tradizionali”, adottando opportuni dispositivi e procedure che limitino l’inquinamento).

Analizzando, infine, il protocollo BREEAM la versione che qui è presa in esame è la International New Construction-Technical Manual SD5075-1.0:2013 i.d. 09/04/20146.

Il protocollo, in questo caso, si applica sia su edifici nuovi che su quelli oggetto di

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2. Criteri di valutazione dei sistemi costruttivi

rilevante ristrutturazione, per destinazioni sia residenziali che non residenziali.

I “fascicoli (issue)” (terminologia che in BREEAM designa i requisiti) che afferiscono alle strutture sono i seguenti, ricompresi in varie aree tematiche (la designazione dei fascicoli, non essendo presente una versione ufficiale in italiano, è qui presentata nella lingua originale): Area Management, Fascicolo MAN 05 Life cycle cost and service life planning. (premia l’adozione di tecniche costruttive che riducono costi e disagi nel caso di ristrutturazioni e manutenzioni). Il fascicolo attribuisce fino a 3 punti.

Area Materials, FascicoloMAT 01 Life-cycle impacts. (premia la valutazione LCA dei materiali, con varie metodologie accreditate). Il fascicolo attribuisce fino a 6 punti.

Area Materials, Fascicolo MAT 03 Responsible sourcing of materials. (premia l’impiego di materiali provenienti da coltivazioni con catena di custodia, materiali certificati con le etichette I e III ISO, ma anche EMAS). Il fascicolo attribuisce fino a 3 punti.

Area Waste, Fascicolo Wst 01 Construction waste management. (analogo a MR2 di LEED).Il fascicolo attribuisce fino a 3 punti.

Area Waste, Fascicolo Wst 02 Recycled aggregates. (analogo a MR4 di LEED).Il fascicolo attribuisce fino a 1 punto.

La sintesi dei suddetti requisiti, che rappresentano un’ampia (nonché autorevole) casistica per quanto attiene i protocolli a punteggi, dimostra che fondamentalmente la sostenibilità delle strutture è tenuta in conto con le seguenti performances: • Filiera di approvvigionamento a corto raggio; • Contenuto di riciclato; • Uso del legno certificato di catena di custodia; • Riuso di strutture o loro parti nelle ristrutturazioni rilevanti.

Le strutture non sono l’unico subsistema soggetto ai suddetti requisiti.

Solo BREEAM, con l’implementazione di una analisi LCA, introduce una valutazione più approfondita (e pesata sul totale sistema tecnologico).

Considerazioni a parte valgono per il recente protocollo LEED Historic Buildings, che prende invece in considerazione particolari aspetti delle strutture, connessi alla conservazione e valorizzazione del patrimonio storico; di questi aspetti se ne darà conto nel capitolo quinto.

La sintesi sopra rappresentata rende il polso della limitata e non molto approfondita attenzione che i consolidati ed accreditati metodi a punteggi rivolgono al subsistema delle strutture. Molto più incisivo e dirimente, semmai, il fascicolo MAT01 di BREEAM, che incentiva una valutazione LCA: il fascicolo di BREEAM è tuttavia l’unico della sua specie, nel panorama dei metodi a punteggi.

La scarsità di requisiti mirati sulle valutazioni dei materiali (dei quali le strutture sono solamente una quota parte, talvolta neanche maggioritaria) induce ad una riflessione

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Sistemi costruttivi. Criteri per la verifica e la certificazione della sostenibilità

su quanto esaustivi siano gli stessi metodi a punteggi nella valutazione dei sistemi costruttivi.

Come già si è avuto modo di dire, la motivazione di una così scarsa attenzione dei metodi a punteggi nei confronti delle strutture va ricercata nelle esigenze di sintesi, che obbligano in un numero di circa 50 requisiti ad abbracciare tutti gli aspetti e gli ambiti tematici del costruire sostenibile. Non fa specie, quindi, se in ossequio ad una doverosa ed ecumenica sintesi, gli aspetti di sostenibilità delle strutture vengono giustamente ridimensionati, al pari degli altri. È quindi utile, ai fini della presente trattazione, che proprio intende approfondire la valutazione della sostenibilità dei sistemi costruttivi e delle strutture, presentare un insieme di considerazioni (anche se di tenore metodologico) che permettano di quantificare e valutare meglio le performance di sostenibilità delle strutture degli edifici.

Ciò (è fondamentale) senza mai perdere di vista il contesto, di natura squisitamente progettuale e costruttiva, in cui operano le valutazioni di sostenibilità.

2.3. Requisiti di sostenibilità dei sistemi costruttivi: proposta per un sistema di valutazione multicriteri Si presenteranno di seguito i requisiti attinenti ai sistemi costruttivi ed in particolare modo alle strutture, da considerarsi integrativi a quelli già presenti nei protocolli di valutazione, già analizzati nel precedente paragrafo. Per come saranno formulati, i requisiti che seguono si prestano facilmente ad essere implementati in metodi di valutazione multicriteri, del tipo a punteggi.

In riferimento alla suddivisione tematica, di cui al capitolo primo, verranno indicate le afferenze alle 6 classi.

2.3.1. Prefabbricazione Al di là di quanto può essere quantitativamente colto in valutazioni del tipo LCA, la prefabbricazione di un sistema costruttivo è una pratica che produce un miglioramento delle prestazioni sostenibilità; più avanti si tenterà di dimostrarlo7. I vantaggi della prefabbricazione dei manufatti edilizi sono noti fin dai tempi della rivoluzione industriale (il Crystal Palace di J. Paxton rappresenta l’icona più nota di quel rinnovamento dell’edilizia, culturale prima ancora che tecnologico) ed hanno portato, con alterne vicende, allo sviluppo (e talvolta al declino) di moltissimi sistemi costruttivi, soprattutto in acciaio od in cemento armato. L’individuazione delle tecniche di prefabbricazione (Off Site Manifacturing – OSM) quale concreta applicazione della TBL, però, può offrire interessanti e fecondi spunti per la ricerca e lo sviluppo di nuove tecnologie e nuovi sistemi costruttivi, nonché per la rivalutazione e rivisitazione di altri sistemi, oggi considerati superati o desueti.

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Indice

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Prefazione di Frida Bazzocchi

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Introduzione

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1. Sostenibilità in edilizia: riferimenti culturali, principi generali, metodi per la valutazione e la certificazione 1.1. Definizione di sostenibilità e principali obiettivi della sostenibilità applicata all’edilizia 1.2. Metodi di valutazione della sostenibilità in edilizia: LCA, eco-labeling, eco-certificazioni dei materiali 1.2.1. Life Cycle Assessment (LCA) 1.2.2. Metodi di ecolabeling dell’edilizia a “punteggi” 1.2.3. Certificazioni ambientali (volontarie) dei prodotti e materiali per l’edilizia 2. Criteri di valutazione della sostenibilità ambientale dei sistemi costruttivi con particolare riguardo alle strutture 2.1. Sostenibilità e strutture 2.2. I sistemi costruttivi e le strutture nei più diffusi metodi di valutazione della sostenibilità 2.3. Requisiti di sostenibilità dei sistemi costruttivi: proposta per un sistema di valutazione multicriteri 2.3.1. Prefabbricazione 2.3.2. Durabilità, manutenibilità 2.3.3. Flessibilità, adattabilità 2.3.4. Leggerezza del peso proprio della struttura.

2.3.5. Predisposizione all’impiego in sistemi costruttivi complessivamente a basso impatto 2.4. Considerazioni finali 2.5. Esempio applicativo di una metodologia multicriteri per la valutazione comparativa di differenti soluzioni costruttive

15 15 23 25 31 36

49 49 51 54 54 59 60 64 66 67 68

3. Valutazione comparativa della sostenibilità di alcuni sistemi costruttivi 77

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Sistemi costruttivi. Criteri per la verifica e la certificazione della sostenibilità

3.1. Premessa 3.2. Edificio oggetto della valutazione 3.3. Metodologia di valutazione LCA 3.4. Valutazione comparativa con metodologia LCA 3.4.1. Fase di assemblaggio 3.4.2. Fase di uso 3.4.3. Fase di smaltimento 3.4.4. Totale ciclo di vita 3.4.5. Valutazione LCA con diverse distanze di approvvigionamento

77 78 81 83 83 88 90 91 97

4. Applicazione delle valutazioni di sostenibilità al confronto fra due sistemi costruttivi in legno: X-LAM e Platform Frame 4.1. Premessa 4.2. Edificio oggetto della valutazione 4.3. Metodologia di valutazione LCA 4.4. Valutazione comparativa 4.5. Conclusioni e spunti di riflessione

105 105 106 111 113 119

5. Valutazioni della sostenibilità applicate ad interventi di recupero di strutture storiche 5.1. Sostenibilità e recupero 5.2. Campo di applicazione 5.3. Sostenibilità e recupero delle strutture portanti 5.3.1. Indagini preliminari sulle strutture 5.3.2. Reversibilità/riconoscibilità degli interventi strutturali 5.3.3. Compatibilità delle nuove strutture rispetto alle strutture esistenti 5.3.4. Monitoraggio strutturale post operam

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Bibliografia

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Sitografia

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Nel campo della sostenibilità edilizia, e più in dettaglio nel settore delle valutazioni e certificazioni delle prestazioni di sostenibilità dei manufatti edilizi, i sistemi costruttivi e le strutture portanti costituiscono un tema singolarmente poco esplorato. Le più accreditate metodologie di misurazione delle performance di sostenibilità degli edifici si polarizzano su approcci che vanno da aspetti di dettaglio (è il caso delle LCA-Life Cycle Assessment) a valutazioni onnicomprensive dell’intero edificio (è questo il caso dei metodi a punteggi per le certificazioni di sostenibilità). In entrambe le ottiche i sistemi costruttivi e le strutture in particolare si trovano in posizioni marginali. La presente monografia, invece, intende porre al centro delle valutazioni proprio le strutture ed i sistemi costruttivi strutturali, tentando di rispondere ad alcune domande, quali per esempio: con quali metodologie è possibile valutare la sostenibilità dei sistemi costruttivi, con particolare riguardo alle unità tecnologiche strutturali? Esistono sistemi statico-costruttivi (o materiali) più sostenibili di altri? Esistono attenzioni progettuali od esecutive che possono aumentare la performance di sostenibilità di una struttura e dell’edificio? Esistono criteri di valutazione utili ad orientare il progettista nel complesso (e talvolta farraginoso) “mercato” delle soluzioni costruttive definite sostenibili? Esistono valutazioni di sostenibilità adatte a valutare il restauro/riabilitazione delle strutture?

L’approccio proposto nella monografia vuole interconnettere ed integrare gli strumenti già noti con proposte innovative e comunque quantitative. Senza mai perdere di vista il fine ultimo: quello della costruibilità.

Stefano Bertagni Ingegnere civile-edile, PhD, è Professore a Contratto presso la Scuola di Ingegneria dell’Università degli Studi di Firenze dove è incaricato del corso di Architettura Tecnica e Bioedilizia; sulle stesse tematiche svolge attività didattica presso corsi di formazione professionale e master di II livello. Le sue attività di ricerca e le sue pubblicazioni sono concentrate prevalentemente sull’analisi dei caratteri distributivi e costruttivi di edifici a destinazione specialistica (in prevalenza per i trasporti), sulle tecniche costruttive innovative per l’involucro edilizio, sui temi del recupero edilizio, sulle metodologie di valutazione e certificazione della sostenibilità in edilizia e sulle tecniche costruttive della bioedilizia. È membro del comitato tecnico scientifico del GBC-Italia. Svolge attività professionale in qualità di consulente e progettista di opere edili.

ISBN 978-88-86729-50-7

euro 18,00