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GESTIONE CONSAPEVOLE

SOSTENIBILE DELL’AMBIENTE COSTRUITO

WORKSHOP SULLA SOSTENIBILITÀ Seconda Edizione

DATA

SEDE Aula Magna Scuola di Ingegneria

9 giugno 2023

GESTIONE CONSAPEVOLE E SOSTENIBILE DELL’AMBIENTE COSTRUITO

CITTÀ (STORICHE)

PATRIMONIO CULTURALE

COSTRUITO STORICO

MATERIALI E PRODOTTI

RETROFIT/RECUPERI

NUOVE COSTRUZIONI

INFRASTRUTTURE

Il ponte San Michele 1889) fornisce un collegamento ferroviario e stradale tra le province di Lecco e Bergamo, attraversando il fiume Adda tra Paderno d’Adda e Calusco d’Adda Con altri cinque grandi ponti ad arco europei XIX secolo è oggi candidato ad essere inserito nella lista UNESCO del Patrimonio dell’Umanità

CONTESTO: IMPATTI AMBIENTE COSTRUITO

IMPATTI NEGATIVI

IMPATTI POSITIVI

GAS SERRA DA CONSUMI ENERGETICI (PRODUZIONE MATERIALI)

39% (11%)

IMPATTI SU OGNI AREA DELLA SOCIETÀ

ESTRAZIONE MATERIALI

CREAZIONE POSTI DI LAVORO

CONSUMI IDRICI

ALTA QUALITÀ DEGLI

PRODUZIONE RIFIUTI

Fonte: European Commission, COM (2011); Santamouris (2021)

AMBIENTI DI VITA

33% >50% 30%

OBIETTIVI E SFIDE PER UN AMBIENTE COSTRUITO A BASSE EMISSIONI

OBIETTIVI DEL GREEN DEAL EUROPEO (2021)

Serie di piani di azioni per ridurre le emissioni di gas serra del 55% entro il 2030 e perseguire la neutralità climatica entro il 2050

in linea con l’Accordo di Parigi.

PRODUZIONE E CONSUMO RESPONSABILI (2020)

Supportare la transizione verso filiere produttive ed edifici

‘Circolari’, attraverso il riciclo dei materiali, la riduzione dell’uso di materie prime critiche e dei rifiuti, favorire la durabilità.

TASSONOMIA EUROPEA (2022) E GREEN CLAIM (2023)

Strumento voluto dalla UE per aiutare le imprese e gli investitori a orientarsi nella transizione verso un modello economico

europeo più sostenibile in linea con l’Accordo di Parigi e il ’Patto

Verde EU’.

FUTURO DELLE CITTÀ STORICHE

Sviluppo e cura delle città storiche: Sfide da affrontare

Risposta a nuove, variegate e complesse richieste/esigenze (mobilità, accessibilità, alloggi brevi, adeguamento energetico/sismico, cambio modalità lavorative post Covid, etc) riducendo al contempo a minimo l’impatto ambientale senza però innescare delle trasformazioni incisive che rischiano di cambiare il carattere della città stessa.

FUTURO DELLE CITTÀ STORICHE: STRATEGIE

Sviluppare Strategie integrate

Necessità di precisi e molteplici strumenti.

Non bastano gli strumenti tecnici ma bisogna combinarli con:

§ Necessità di strumenti amministrativi e legali per garantire continuità della pianificazione e delle risolte necessarie.

§ Coinvolgimento attivo della comunità favorendo una maggiore consapevolezza del valore del patrimonio e far sì che ognuno intervenga attivamente.

FUTURO DELLE CITTÀ STORICHE: STRATEGIE

Acquisizione, archiviazione, elaborazione di dati metrici

§ Creazione di un basato sull’acquisizione di informazioni metriche accurate con metodi fotogrammetrici e/o di scansione laser.

§ Nuvole di punti da scansioni laser scanning come dati di input per un’analisi e definizione di strategie di intervento (es. sicurezza strutturale) ma anche per la disseminazione su piattaforme virtuali virtuali per la conoscenza del patrimonio.

Progetto GAMHER Geomatics Data Acquisition and Management for Landscape and Built Heritage in a European perspective, progetto PRIN 2016-2019 in collaborazione con il Dipartimento di Archeologia dell'Università di Cluj Napoca e l'Accademia di Romania a Roma.

CONOSCERE I MONUMENTI E I SITI ARCHEOLOGICI

Digitalizzazione dei dati rilevati: Modello Building Information Modeling (BIM)

LETTURA E INTERPRETAZIONE DEL COMPORTAMENTO DEL COSTRUITO STORICO

Approcci

conoscitivi

Workflow Dati di input/output

COMPRENSIONE DEL COMPORTAMENTO DEL COSTRUITO STORICO

Approcci conoscitivi

Workflow Dati di input/output

“MATERIALI AUTARCHICI” : UN PATRIMONIO CULTURALE

DA CONOSCERE, CONSERVARE E SVILUPPARE

I prodotti innovativi introdotti nelle costruzione a partire dalla fine degli anni Venti -fase connotata dall’autarchia- rispondevano

“a precisi requisiti“ in linea con alcuni principi della sostenibilità:

§ materie prime di facile approvvigionamento

§ impiego di materiali di derivazione naturale e poveri purché locali

§ recupero e reimpiego di materiali di scarto

§ ciclo di lavorazione basato sull’ottimizzazione dei tempi e delle risorse

STUDIO SISTEMATICO DELLE CARATTERISTICHE DEI MATERIALI PER INTERVENIRE CONSAPEVOLMENTE

Caratteristiche fisiche, costruttive e degenerative dei ‘materiali autarchici’

The RDB Factory and the SAP System (Solaio Autoportante senza Armatura

Provvisoria)

Fiera di Milano - Campionaria 1938 -

Settore dell'edilizia - Struttura ad arco con travi in laterizio armato "Volta SAP" per grandi coperture della RDB (Fornaci fratelli Rizzi Donelli Breviglieri & C.).

MONITORAGGIO PER LA GESTIONE SOSTENIBILE DI INFRASTRUTTURE

Caratterizzazione del degrado strutturale e previsione della vita utile residua.

Definizione di un piano di manutenzione dinamico dell’opera.

HBridgeIM (Historic Bridge Information Modelling)

Progetto di matrice architettonico-ingegneristica in ambito “Cultural Heritage”, rivolto alla conservazione e alla gestione di strutture e infrastrutture:

- mira allo sviluppo di procedure integrate avanzate e innovative atte a perseguire un monitoraggio strutturale efficiente;

- in grado di predire, con attendibilità, la vita residua di opere esistenti particolarmente

rilevanti, in particolare ponti, utilizzando le informazioni contenute nei dati monitorati

Fase 1 Fase 2 Studio sulla mobilità territoriale e stima della domanda di utilizzo.

EFFICIENTAMENTO ENERGETICO E INTELLIGENTE DEGLI EDIFICI

Revisione dell’approccio progettuale per includere e valorizzare tutti gli aspetti energetici e di comfort

§ Progettazione sistemi energetici.

§ Integrazioni rinnovabili e trigerazione.

§ Sviluppo edifici Off-Grid.

TECNOLOGIE PER L'EFFICIENTAMENTO ENERGETICO, INTELLIGENTE, DEGLI EDIFICI

Risparmio annuo di energia

primaria: circa 80%

Simulazione Monitoraggio Analisi dei dati

ENERGIA, SICUREZZA E SOSTENIBILITÀ

Interventi integrati (energetici-strutturali-funzionali)

innovativi per la sostenibilità del costruito

§ Soluzioni dall’esterno.

§ Doppio involucro ingegnerizzato e stratificato (strato energetico, strato strutturale, strato architettonico/funzionale).

§ Impianti intelligenti – integrabili/modificabili/sostituibili/estendibili.

§ Smart monitoring multifunzionale e domotica avanzata.

Progettati in una ottica

Life Cycle Thinkingprogetto sul ciclo di vita.

Guscio energetico, strutturale, architettonico

APPROCCIO PER UNA GESTIONE CONSAPEVOLE E SOSTENIBILE

Analisi e criteri di progettazione in ottica Life Cycle Thinking (LCT)

Approccio LCT per la progettazione di interventi integrati/olistici per ottimizzare le prestazioni e ridurre gli

impatti ambientali ed economici lungo il ciclo di vita dell’edificio.

APPROCCIO LIFE CYCLE THINKING NELLA PROGETTAZIONE

Soluzioni strutturali innovative sviluppate con approccio LCT per la mitigazione di rischi sismici e ambientali

Gusci in pannelli di legno con progettazione LCT.

§ Standardizzazione componenti.

§ Montabili per step/adattabili.

§ Fondazioni semplificate.

§ Connessioni standardizzate.

§ Fusibili per danno sismico.

APPROCCIO LIFE CYCLE THINKING NELLA PROGETTAZIONE

Re-ingegnerizzazione di soluzioni di retrofit esistenti in ottica LCT

Standardizzazione dei componenti per la semplificazione del cantiere e per il possibile riuso dei componenti a fine vita.

Gusci in acciaio con progettazione LCT.

QUANTIFICARE GLI IMPATTI NEL CICLO DI VITA: METODO LCA

•fornitura di materie

Il metodo Life Cycle Assessment

La LCA serve a misurare gli impatti ambientali di un prodotto/edificio/intervento nell’intero ciclo di vita (dalla culla al cancello/ dalla culla alla tomba).

•

Tali impatti vengono espressi in speciﬁci indicatori, quali ad esempio le emissioni di gas serra, il consumo idrico, il consumo di risorse ecc.

•trasporto

•produzione

•trasporto

•processo di

•uso

•manutenzione

•riparazione

•sostituzione

•ristrutturazione

•uso operativo di energia

•uso operativo di acqua

Nuova funzione

Adattabilità

•demolizione

•trasporto

•trattamento dei

•smaltimento

1. FASE DI PRODUZIONE 2. CONSTRUCTION PROCESS STAGE 4. END-OF-LIFE STAGE 5. BENEFITS AND LOADS BEYOND THE SYSTEM BOUNDARY 2. FASE DI COSTRUZIONE 3. FASE D’USO prime costruzione 4. FASE DI FINE VITA rifiuti 5. BENEFICI E CARICHI OLTRE IL CONFINE DEL SISTEMA potenziale di riutilizzo, recupero e riciclo Riciclo Riciclo Riuso Riuso Demolizione Downcycling

QUANTIFICARE GLI IMPATTI NEL CICLO DI VITA: METODO LCA

Misurare per conoscere… conoscere per migliorare!

I risultati di uno studio LCA

costituiscono uno strumento di conoscenza fondamentale per raggiungere obiettivi importanti:

§ Trovare soluzioni per rendere i prodotti e le filiere produttive più sostenibili per l’ambiente.

§ Comunicare al mercato in maniera chiara, trasparente e riconosciuta, gli impatti ambientali legati al processo produttivo/attività analizzata.

FASI DI VITA DEL PRODOTTO: DALLA ESTRAZIONE DELLE MATERIE PRIME AL FINE VITA INDIVIDUARE LA FASI PIÙ IMPATTANTI

LIFE MAGIS -MAde Green in Italy Scheme è un progetto co - ﬁnanziato dal Programma LIFE dell’Unione Europea per supportare la diffusione dello schema “Made green in Italy”, promosso dal Ministero della Transizione Ecologica per valorizzare i prodotti italiani con le migliori prestazioni ambientali, e della Product Environmental Footprint .

COMUNICARE GLI IMPATTI AMBIENTALI: DICHIARAZIONE AMBIENTALE DI PRODOTTO

C atas et al

Impatti ambientali, economici e sociali

LCA-based

C atas et al Opzione 2 –CA Opzione 1 –CLS A1-A3 +

Fig. . Comparison of the two options for the three indicators and LC stages

national standards in Spain.

Fig. . Comparison of the two options for the three indicators and LC stages included.

Concerning the CSA implementation

national standards in Spain.

[55])

certain community can

of a building in a certain community can be quantifed. Other

detailed design stages

Challenges in the implementation of the proposed approach in the detailed design stages

Challenges in the implementation of the proposed approach in detailed design stages

[55])

potential number of wor ing hours of local employers and the potential for job creation, the potential positive impact (the so-called handprint Concerning the CSA implementation

C atas potential number of wor ing hours of local employers and the potential for job creation, the potential positive impact (the so-called handprint

of a building in a

be quantifed. Other

Fig. . Comparison of the two options for the three indicators and LC stages included.

[55])

a building

a certain community can be quantifed.

potential number of wor ing hours of local employers and the potential for job creation, the potential positive impact (the so-called handprint

Other

production, and end-of-life phases.

potential number of wor ing hours of local employers and the potential for job creation, the potential positive impact (the so-called handprint [55]) of a building in a certain community can be quantifed. Other aspects, such as wor -related ris factors can also be integrated. The designer can identify which processes are ris ier not only on the building site during the execution of the building, but also during the

included. production, and end-of-life phases.

LCA kg CO2 eq

Fig. . Comparison of the two options for the three indicators and LC stages included.

atas et al

Challenges in the implementation of the proposed approach in the

A1-A3

A1-A3 A1-A3 A5 A5 A5 C1 C2 C4 A5 C1 C2 C4 C1 C2 C4 C1 C2 C4 C1 C2 C4 C1 C2 C4 LCC Euro LCSA Life Cycle Sustainability Assessment A1-A3

Fig. . Comparison of the two options for the three indicators and LC stages included.

+ A5

PRODUZIONE A5 INSTALLAZIONE C1 DEMOLIZIONE C2 TRASPORTO C4 SMALTIMENTO

ESPRIMERE GLI IMPATTI NEL CICLO DI VITA

DISA

TEAM MULTIDISCIPLINARE TARGET SUSTAINABILITY

AMBIENTE COSTRUITO

TEMI CHIAVE

RESILIENZA E CURA DELLE CITTÀ

DECISION MAKING

CONOSCERE PER CONSERVARE PATRIMONIO

RISPOSTA ALLE SFIDE

STRATEGIE INTEGRATE (ENTI, COMUNITÀ, GOVERNANCE)

DURABILITÀ A FAVORE DELLA SOSTENIBILITÀ

MONITORARE PER PREVENIRE

IMPATTI IN USO EDIFICI (CONSUMI OPERATIVI)

VERSUS IMPATTI INGLOBATI (MATERIALI, MESSA IN OPERA, ETC)

ESTENDERE LA SERVICE LIFE DELLE OPERE

COSTRUITE PER UN USO CONSAPEVOLE DELLE RISORSE

VERGINI E DELLA PRODUZIONE DI RIFIUTI

GARANTIRE UN CONTROLLATO E BILANCIATO

IMPATTO AMBIENTALE-ECONOMICO E SOCIALE

NELL’INTERO CICLO DI VITA DELLE OPERE

“The future is not a gift. It is an achievement” R.F. Kennedy