Progetto di Ricerca per il
Progetto di Ricerca per il
Centro di Informazione sul PVC
Confronto tra serramenti in PVC, Alluminio e Legno mediante l’Analisi del Ciclo di Vita (LCA)
(inclusi gli avvolgibili)
PREPARATO DA
Life Cycle Engineering - Studio Xxxxxxxxx Associati (Studio LCE) c/o Environment Park – Xxx Xxxxxxx, 00
00000 XXXXXX - Italy
Tel. x00 000 00.00.000 - Fax x00 000 00.00.000
E-mail: xxxx@xxxxxxxxx.xx xxx.xxxxxxxxx.xx
Final Report, 4 Settembre 2008
Main Contributors
Xxxxxxxx Xxxxxx Xxxxxx Xxxxxxxxx Xxxxxxx Xxxxxx Xxxxx Xxxxxxx
Approved by
Xxxx Xxxx Xxxxx (Legal Representative) Data
This report has been prepared by Life Cycle Engineering with all reasonable skill, care and diligence within the terms of the Contract with the Client, incorporating our General Terms and Conditions of business and taking account of the resources devoted to it by agreement with the Client. We disclaim any responsibility to the Client and others in respect of any matters outside the scope of the above.
In line with our environmental policy we purchase paper for documents distributed by us in print for this project only from European Eco-labelled manufacturers.
4 Settembre 2008
Copyright Life Cycle Engineering
The ideas and proposed method of working contained in this report remain the intellectual Copyright of Life Cycle Engineering (LCE, Torino, Italy - the company) and may not be used, without prior agreement of the company, for any purpose other than assessing this proposal from the Company. In particular, the use of any ideas and proposed method of working contained herein may not be used to modify, improve or change the client’s specification for the project to which these proposals relate without such agreements and approvals first being given.
Sommario
1 – PREMESSA E PRESENTAZIONE DELLA RICERCA 4
1.1 Approccio metodologico adottato 5
2 – DEFINIZIONE DELL’OBIETTIVO E CAMPO DI APPLICAZIONE DELLO STUDIO 7
2.1 – Scopi e obiettivi dello studio 7
2.2 – Definizione del campo di applicazione dello studio 7
Funzioni e unità funzionale 7
Confini del sistema 8
Categorie di dati 9
Requisiti di qualità dei dati 9
Categorie di xxxxxxx 0
Revisione critica 9
3 – ANALISI DELL’INVENTARIO 11
3.1 – Produzione dell’infisso 11
I materiali 11
Il processo di assemblaggio 15
3.2 – Fase d’uso dell’infisso 16
3.3 – Fine vita 18
4 – RISULTATI DELLO STUDIO 20
4.1 – Risultati delle singole fasi 20
Produzione 20
Uso 21
Fine vita 22
4.2 – Risultati del ciclo di vita 23
5 – CONCLUSIONI 26
6 – APPENDICE I 28
7 – APPENDICE II 37
7 - BIBLIOGRAFIA 38
1 – Premessa e presentazione della ricerca
Oggetto del presente progetto di ricerca, commissionato dal Centro di Informazione sul PVC (“Centro PVC” o “Committente” da ora in poi), è quello di determinare e confrontare il xxxxxx ambientale di ciclo di vita di alcune tipologie di chiusure trasparenti (infissi) realizzate in materiali diversi. La metodologia utilizzata è quella dell’analisi LCA (Life Cycle Assessment), standardizzata a livello internazionale dalle Norme ISO 14040 e ISO 14044. Rimandando al seguito la descrizione dell’approccio metodologico xx xxxx in esame, xxxx xxxx applicata principalmente a tre tipologie di serramenti esistenti sul mercato, riassunte xxxxx Xxxxxxx 1.1, con l’obiettivo di evidenziare i carichi ambientali della filiera di produzione, dall’estrazione delle materie prime sino alla produzione ed xxxx xxxx d’uso dei manufatti. Lo studio xxxx completato da considerazioni sul fine vita di tali prodotti.
In aggiunta e su richiesta del Committente, in Appendice è anche riportata un’analisi preliminare su alcune tipologie di tapparelle avvolgibili realizzate in materiali differenti (PVC e alluminio). Si tratta di un’integrazione utile a comprendere gli ordini di grandezza in gioco per eventualmente a proporre un successivo approfondimento.
In accordo con le esigenze del Committente, lo studio (sia quello principale sugli infissi, ma anche quello sugli avvolgibili) è stato basato prevalentemente su informazioni di tipo secondario, ossia su banche dati specialistiche e studi precedentemente svolti e pubblicati; le aziende produttrici/trasformatrici sono state coinvolte solamente per fornire informazioni di tipo prestazionale dei prodotti finiti e indicazioni di massima circa le performance energetico- ambientali dei processi industriali coinvolti. L’aggiornamento e l’integrazione dello studio con dati primari, provenienti dai produttori di tutte le tipologie di infissi, potrebbe dunque costituire un eventuale ed interessante follow up di questo progetto.
Il termine xxxxxx ambientale xxxx utilizzato per sintetizzare l’oggetto dell’analisi, comprendendo sia gli aspetti energetici sia quelli ambientali.
Tabella 1.1 – Categorie di serramenti oggetto dello studio
CATEGORIE DI SERRAMENTI ANALIZZATE PER IL CONFRONTO |
INFISSI IN PVC |
INFISSI IN ALLUMINIO CON TAGLIO TERMICO |
INFISSI IN LEGNO |
Per comodità, alcune figure della relazione saranno in inglese con didascalia in italiano.
1.1 Approccio metodologico adottato
Da un punto di vista organizzativo, le varie xxxx xxxxx metodologia adottata per l’analisi sono presentate secondo lo schema proposto dalle Norme ISO sopra citate. Xxxxx Xxxxxx 1.1 è riportato lo schema operativo di una LCA secondo quanto indicato xxxxx Xxxxx ISO 14040. Nel seguito sono brevemente illustrate le principali fasi in cui la stessa LCA è stata suddivisa.
1 - Definizione degli scopi e degli obiettivi (Goal and Scope Definition): è la fase preliminare in cui sono definiti le applicazioni e le finalità dello studio, l’unità funzionale, i confini del sistema analizzato, il fabbisogno di dati e la loro qualità, le categorie di impatto scelte e la metodologia utilizzata per valutarle, le assunzioni ed i limiti.
2 - Inventario (Inventory Analysis): è la parte del lavoro dedicata allo studio del ciclo di vita del processo. Lo scopo principale è quello di ricostruire la via attraverso cui il fluire dell'energia e dei materiali permette il funzionamento del sistema produttivo in esame tramite tutti i processi di trasformazione e di trasporto (modello analogico del sistema in esame).
3 - Analisi degli impatti (Impact Assessment): è lo studio dell'impatto ambientale provocato dal processo, che ha lo scopo di evidenziare l’entità delle modificazioni generate a seguito dei rilasci xxxx’ambiente e dei consumi di risorse calcolati xxxx’Inventario.
4 - Interpretazione e Miglioramento (Interpretation): è la parte conclusiva di una LCA, ha lo scopo di proporre i cambiamenti necessari a ridurre l'impatto ambientale dei processi o delle attività considerati, valutandoli in maniera iterativa con la stessa metodologia LCA, in maniera tale da non attuare azioni tali da peggiorare lo stato di fatto. Nel presente studio tale fase è limitata all’interpretazione dei dati dello studio ed a considerazioni finali.
Figura 1.1 – La struttura di una LCA così come proposta dalla ISO 14040.
Per maggiori informazioni sull’approccio metodologico e sugli strumenti che LCE ha utilizzato in questo progetto si rimanda al nostro libro [X.X. Xxxxx, X. Xxxxxx, X. Xxxxx (2005) – Analisi del ciclo di vita LCA Materiali, prodotti, processi – Edizioni Ambiente, Milano 2005], da poco disponibile nella versione aggiornata del 2008.
Edizione del 2005 Edizione del 2008
2 – Definizione dell’obiettivo e campo di
APPLICAZIONE DELLO STUDIO
2.1 – Scopi e obiettivi dello studio
Come premesso, il presente studio consiste xxxx’applicazione della metodologia dell’analisi del ciclo di vita (LCA) ai sistemi inerenti le chiusure trasparenti. In particolare, il serramento verrà scomposto nelle xxx xxxxxxxxxx unità costituenti, essenzialmente riconducibili a:
1. parte opaca (telai);
2. parte trasparente (vetro);
3. parti accessorie (ferramenta e guarnizioni).
L’analisi prenderà in considerazione ogni operazione necessaria alla produzione dei prodotti indicati xxxxx Xxxxxxx 1.1,a partire dalla produzione delle materie prime sino alla realizzazione dei manufatti ed xxxx xxxx fase d’uso. Lo studio xxxx infine completato da considerazioni sul fine vita di tali prodotti.
La relazione è ad uso interno del Centro di Informazione sul PVC ed è garantita la riservatezza sui risultati ottenuti. Come xxxx specificato nel seguito, il dettaglio e l’affidabilità delle informazioni utilizzate è coerente con il campo di applicazione dell’analisi.
2.2 – Definizione del campo di applicazione dello studio
Funzioni e unità funzionale
La funzione esercitata dal sistema oggetto di questo studio consiste nella produzione di infissi, in particolare realizzati in PVC, alluminio e legno.
Per quanto riguarda la definizione dell’unità funzionale, si è deciso di fissare le dimensioni geometriche di un serramento (“serramento xxxxxxxx”) presente e disponibile sul mercato italiano, pari a 120 cm x 150 cm (larghezza x altezza), adottando una trasmittanza termica del vetro Ug uguale per ciascun serramento e pari a 1,1 W/m2*K (corrispondente ad un vetrocamera 4 mm /15 mm /4 xx xxxxx emissivo con Argon).
Lo studio xxxx pertanto riferito alla produzione, xxxx xxxx d’uso ed al fine vita di serramenti xxxxxxxx disponibili sul mercato con le seguenti caratteristiche:
⇨ dimensione 120 cm x 150 cm (larghezza x altezza);
⇨ vetro con trasmittanza termica Ug pari a 1,1 W/(m2*K);
⇨ anta singola;
⇨ vita utile posta pari a 30 anni.
Confini del sistema
L’analisi del ciclo vita degli infissi è schematicamente rappresentato in Figura 2.1, in cui si possono distinguere tre diversi livelli, o sottosistemi, relativi alle specifiche fasi in cui si può scindere il sistema:
1. la produzione dell’infisso, distinta nella parte relativa ai materiali necessari alla realizzazione dell’infisso ed in quella relativa al processo di assemblaggio del prodotto finito;
2. la fase d’uso dell’infisso, ipotizzata uguale a 30 anni (periodo medio di vita delle tre tipologie di serramento analizzate), durante xx xxxxx sono prese in considerazione la performance termica (dispersioni xx xxxxxx) oltre che l’eventuale manutenzione ordinaria;
REFLUI
3. il fine vita, ipotizzando che tutti gli infissi vengano avviati ad operazioni xx xxxxxxxx del materiale.
MATERIE PRIME
ENERGIA
TRASPORTI
Produzione materie prime
PRODUZIONE INFISSO
Processo assemblaggio infisso
PRODOTTO FINITO
Manutenzione ordinaria
FASE D‘ USO INFISSO
Prestazioni termiche
RIFIUTO
Riciclo
FINE XXXX
Xxxxxxxx energetico
REFLUI
Figura 2.1– Dettaglio dei confini del sistema analizzato
Categorie di dati
I dati che normalmente si utilizzano in uno studio di tipo LCA possono essere suddivisi in dati primari e dati secondari:
❑ con la dicitura “primari” si intendono i dati raccolti direttamente sul campo (a seguito di visita tecnica e/o a seguito di compilazione di un apposito questionario da parte dell’azienda) e che, di conseguenza, garantiscono il xxxxxxxx grado di accuratezza per il sistema analizzato;
❑ per “secondari”, invece, si intendono quei dati reperiti da banche dati o da studi precedentemente svolti e pubblicati. In questo lavoro i tali dati provengono da letteratura specifica, da informazioni già in possesso di LCE, da informazioni presenti nella Banca Dati del modello di calcolo Boustead Model™, dalla Banca Dati Italiana I-LCA, dalla Banca Dati dell’APAT e da software di calcolo delle prestazioni termiche degli edifici.
Come precedentemente specificato, in accordo con le esigenze del Committente, Il presente studio è stato condotto a partire quasi esclusivamente da dati secondari.
Requisiti di qualità dei dati
Di seguito, per ciascuno dei sistemi analizzati, si riportano le categorie di dati utilizzati e le rispettive xxxxx (Tabella 2.1).
Categorie di impatto
In questo studio, per la caratterizzazione dei risultati di Inventario, si adottano, per semplicità, le seguenti categorie di impatto: fabbisogno energetico complessivo (GER – Gross Energy Requirement) e contributo all’effetto serra riferito al tempo-orizzonte di 100 anni (GWP100 – Global Warming Potential). Non vengono esplicitati l’acidificazione (AP – Acidification Potential), la formazione di ossidanti fotochimici (POCP – Photochemical Ozone Creation Potential), l’ eutrofizzazione (EP – Eutriphication Potential) e la distruzione dell’ozono stratosferico (ODP – Ozone Depletion Potential)1 che possono essere forniti su richiesta.
Revisione critica
Non è al momento prevista una revisione critica in quanto lo studio non vuole essere reso di pubblico dominio.
1 Per approfondimenti riguardo a quanto sinora detto si rimanda al Capitolo “Risultati dello studio”.
Tabella 2.1 – Xxxxx e tipologia di dati utilizzati xxxxx studio
PRODOTTO | PRODUZIONE INFISSO - MATERIALI- | PRODUZIONE INFISSO -ASSEMBLAGGIO- | FASE USO | FINE VITA |
• Dati PlasticsEurope | • Stime LCE • Dati presenti nella banca dati Boustead Model | • Stime LCE • Dati PlasticsEurope elaborati sul Boustead Model | ||
elaborati sul Boustead | ||||
Serramenti in PVC | Model • Indicazioni tecniche | |||
provenienti da produttori | ||||
di infissi in PVC | ||||
• Dati presenti nella banca dati Boustead Model (alluminio primario: da un punto di vista energetico è ipotizzata una quota parte xx xxxxx Hydro2) • Dati LCE elaborati sul Boustead Model (alluminio secondario)3 • Indicazioni tecniche provenienti da produttori di infissi in alluminio | • Stime LCE • Dati presenti nella banca dati Boustead Model | • Stime LCE: l’infisso è | ||
ipotizzato | ||||
equivalente ad un | ||||
Dati non disponibili: | lingotto di Al | |||
ipotizzando che il | primario | |||
Serramenti in alluminio | processo sia analogo per ciascuna delle tipologie di infissi analizzati esso è stato trascurato. | • Dati presenti nella banca dati Boustead Model (alluminio primario) | ||
• Dati LCE elaborati | ||||
sul Boustead Model | ||||
(alluminio | ||||
secondario) | ||||
• Dati presenti nella banca | • Stime LCE • Dati presenti nella banca dati Boustead Model | • Stime LCE • Dati LCE elaborati sul Boustead Model | ||
Serramenti in legno | dati Boustead Model • Indicazioni tecniche | |||
provenienti da produttori | ||||
di infissi in legno |
2 Questa ipotesi è in grado di “favorire” il valore calcolato del xxxxxx ambientale della produzione di alluminio primario. E’ infatti usuale che gli stabilimenti di alluminio primario (ad altissima intensità di energia elettrica) xxxxx connessi direttamente a impianti per la produzione di energia elettrica xx xxxxx idro. Questa ipotesi rimane dunque alla base dell’operazione che descrive il processo produttivo nel modello LCA.
3 Si veda il Paragrafo 3.1 per ulteriori dettagli circa le ipotesi utilizzate per la produzione di alluminio primario e secondario.
3 – Analisi dell’Inventario
La seconda fase dello studio LCA è rappresentata dall’analisi di Inventario (LCI), xxxxx xxxxx si implementano le ipotesi utilizzate e le informazioni raccolte allo scopo di costruire il modello analogico dei processi reali oggetto dello studio. Allo scopo di presentare chiaramente le ipotesi ed i risultati ottenuti, questo capitolo è stato suddiviso in tre sezioni distinte, come già definito al punto “Confini del sistema” :
1. produzione dell’infisso, diviso in materiali e in assemblaggio;
2. fase d’uso dell’infisso;
3. fine vita.
3.1 – Produzione dell’infisso
I MATERIALI
Nel dettaglio, lo studio prende in considerazione le tre tipologie di infissi presenti sul mercato introdotte in precedenza (Tabella 1.1), le cui caratteristiche sono presentate xxxxx Xxxxxxx 3.1, 3.2 e 3.3.
La Tabella 3.1 raggruppa le ipotesi adottate in merito alla componente opaca degli infissi. La componente trasparente è uguale per ciascuna tipologia di serramento: trattasi xx xxxxx doppio basso-emissivo, spessori 4mm /15mm Argon/4mm, densità = 2,5 Kg/m3, area vetro totale = 1,44 m2.
Per quanto riguarda gli infissi di alluminio, xxxxx studio si è ipotizzato che il telaio possa essere realizzato sia a partire da materiale vergine al 100% (e cioè dal processo di elettrolisi dell’allumina, nel seguito indicato con Alluminio primario) sia da materiale costituito in parte riciclato e in parte da vergine (nel seguito indicato con Alluminio medio)4.
4 Si intende “alluminio primario” il metallo ottenuto a partire da minerale, mentre “alluminio secondario” quello ottenuto esclusivamente da rottame (scrap). Xxxxx studio si è utilizzato un alluminio definito “medio” ossia ottenuto per il 50% da minerale e per il 50% da rottame che rappresenta grossomodo la composizione media statistica dell’alluminio disponibile sul mercato nazionale. Da un punto di vista delle proprietà fisico-meccaniche le due tipologie si intendono equivalenti. E’ altresì importante ribadire che questo scenario non ha lo scopo di mettere a confronto l’alluminio primario rispetto a quello secondario tout court: come approfondito nel Capitolo 7 del nostro libro (vedi Paragrafo 1.1), viene xxxxxxxxxxxx xxx “design for recycling” l’aspetto maggiormente strategico per trattare il tema della sostenibilità dei metalli.
Tabella 3.1 – Principali caratteristiche degli infissi comparati, disponibili sul mercato.
Infissi | Legno | PVC | Alluminio |
Materiali | -Struttura in listelli di legno xx xxxx lamellare trattati con impregnante -Sezione del telaio: 68 mm -Densità5: 520 kg/m3; -Impregnante: diluizione 10% di xxxxxxx per litro d’acqua, resa 10 m2/l; -Colle per giuntare i listelli di legno (trascurate per mancanza di dati specifici). | -PVC vergine e PVC rigranulato (6% del materiale utilizzato)6 | -Alluminio vergine e alluminio medio (50% vergine e 50% di alluminio proveniente da riciclo - secondario)7 |
Trasmittanza | Uframe= 1,8 W/m2°K 8, Uwindow= 1,5 (W/m2·K) | Uframe= 1,3 W/m2°K, Uwindow= 1,4 (W/m2·K) | Uframe= 3 W/m2°K, Uwindow= 1,9 (W/m2·K) |
Il valore di trasmittanza del serramento completo Uwindow è stato ottenuto a partire dalla seguente formula (UNI EN ISO 10077-1):
dove
⮚ Ug: trasmittanza termica della vetrata, in W/(m²*K) – tale xxxxxx xxxxx studio è stato posto pari a 1,1 W/(m²*K) per tutti gli infissi;
⮚ Uf: trasmittanza termica del telaio, in W/(m²*K);
⮚ Yg: trasmittanza termica lineare del giunto tra telaio e vetrata, in W/(m*K);
⮚ Ag: area visibile delle parti vetrate, espressa in m²;
⮚ Af: superficie del telaio, calcolata facendo riferimento alla sua larghezza moltiplicata per la lunghezza del telaio lungo il perimetro del serramento, espressa in m²;
⮚ lg: lunghezza del telaio, valutata lungo il perimetro dell’elemento vetrato, espressa in m.
Per gli infissi in PVC, si è considerato che nel processo produttivo è consolidata la prassi di riutilizzare gli sfridi di produzione e di lavorazione degli infissi, attraverso la rigranulazione degli stessi ed il loro re-inserimento xxxxx xxxx di estrusione dei profili. In sostanza, con la tecnica della
5 Dato fornito direttamente da un produttore di infissi in legno per finestra ad un anta, telaio in xxxx lamellare, sezione 68 mm.
6 Fonte: “Progetto Re-win, il riciclo dei serramenti in PVC in Italia”.
7 Stima a partire dalla settima edizione del Rapporto di FISE UNIRE “L’Italia del xxxxxxxx”, indicante il riciclo al 45% nel 2005.
8 Dato fornito direttamente da un produttore di infissi in legno per finestra ad un anta, telaio in xxxx lamellare, sezione 68 mm.
coestrusione, il telaio viene realizzato con PVC vergine nella parte esterna del serramento e con PVC riciclato nella parte interna.
Per quanto riguarda le guarnizioni, i dati utilizzati xxxx’analisi sono elencati xxxxx Xxxxxxx 3.2.
Negli infissi la guarnizione è collocata xxxxx xxxx di contatto interna tra anta e telaio; nel caso degli infissi in legno viene di xxxxx utilizzata una doppia guarnizione. Per la definizione dei pesi delle guarnizioni si è calcolato il perimetro xxxxx xxxx di contatto.
Il materiale principalmente utilizzato per le guarnizioni degli infissi in PVC ed in alluminio è l’EPDM; negli infissi di legno la guarnizione utilizzata è invece l’ELAPRENE (elastomero termoplastico). Non avendo a disposizione le caratteristiche di questo materiale, è stato ipotizzato l’uso dell’EPDM anche per gli infissi in legno, la cui densità è pari a 865 kg/m3.
Tabella 3.2 – Ipotesi adottate xxxx’analisi per le guarnizioni
Guarnizione | Infisso in LEGNO | Infisso in PVC | Infisso in ALLUMINIO |
Materiale | EPDM | EPDM | EPDM |
Densità | 865 kg/m3 | 865 kg/m3 | 865 kg/m3 |
Lunghezza | 19,84 m (guarnizione doppia) | 9,92 m (guarnizione singola) | 9,92 m (guarnizione singola) |
Sezione | 1 cm x 1 cm | 1 cm x 1 cm | 1 cm x 1 cm |
Per quanto riguarda la ferramenta (maniglie, cerniere, chiusure in genere), esse sono state trascurate in quanto assunte uguali per ciascuna tipologia di serramento analizzato.
La Tabella 3.3 riporta il dettaglio dei dati primari utilizzati nel modello LCA per la fase di produzione dei materiali necessari alla produzione degli infissi.
Per quanto riguarda gli infissi in legno, si suppone che xxxx xxxxx stati trattati con un impregnante protettivo per un totale di 3 applicazioni. Per i calcoli si è conteggiata la superficie totale da verniciare dell’infisso, pari a circa 1 m2. Si sottolinea che, non avendo a disposizione dati specifici, non sono stati presi in considerazione le colle utilizzate nei trattamenti per il legno xx x xxxxx termici polimerici per gli infissi in alluminio.
Tabella 3.3 – Peso degli infissi oggetto dello studio (telai, vetri e guarnizioni). I dati si riferiscono ad un’unità di infisso di dimensioni 120 x 150 cm. Queste informazioni si riferiscono ad infissi disponibili sul mercato alla data di esecuzione della ricerca.
Infisso in LEGNO | Infisso in PVC | Infisso in ALLUMINIO | |
PARTE TRASPARENTE | Vetro doppio = 28,83 kg | Vetro doppio = 28,83 kg | Vetro doppio = 28,83 kg |
PARTE OPACA | Telaio + anta = 28,91 kg Impregnante = 0,324 l | Telaio + anta = 16,5 kg | Telaio + anta = 15,5 kg |
PARTI ACCESSORIE | Guarnizione = 1,72 kg Ferramenta ≤ 2 kg | Guarnizione = 0,86 kg Ferramenta ≤ 2 kg Rinforzi = 11,5 kg | Guarnizione = 0,86 kg Ferramenta ≤ 2 kg |
ALTRO | Xxxxxxx impregnante | - | - |
Il processo di assemblaggio
Il processo di assemblaggio degli infissi può essere schematizzato secondo quanto riportato in
REFLUI
Figura 3.1.
MATERIALI
ENERGIA
TRASPORTI
INTERMEDI
PRODUZIONE LISTONI / PROFILI
TRATTAMENTI FISICI
PRIMO ASSEMBLAGGIO
EVENTUALI SUCCESSIVI TRATTAMENTI SUPERFICIALI
ASSEMBLAGGIO FINALE
PRODOTTO FINITO
Figura 3.1– Dettaglio dei processo di produzione di un infisso
Dato il fine dell’analisi ed ipotizzando che tale step produttivo sia analogo per ciascuna delle tipologie di infissi analizzati, si è deciso di trascurare la fase di assemblaggio del prodotto,
3.2 – Fase d’uso dell’infisso
Il modello relativo xxxx xxxx d’uso degli infissi considera le attività di manutenzione ordinaria e le performance termiche invernali (intese come energia dispersa attraverso il serramento) in un periodo temporale ipotizzato pari a 30 anni. Sono state esplicitamente trascurate le attività inerenti xx xxxxx in opera del manufatto, ritenendo comunque tale assunzione in linea con gli obiettivi dello studio.
Nei calcoli degli impatti inerenti la fase d’uso, il parametro principale considerato è la trasmittanza termica Uw dei serramenti, in quanto da questa dipendono sostanzialmente la dispersione xx xxxxxx attraverso gli stessi e, in ultima analisi, i consumi energetici. I risultati xxxxx xxxx d’uso possono pertanto variare in funzione di tale indice di performance, come xxxx dettagliato nelle conclusioni.
Unicamente nel caso degli infissi in legno, si sono ipotizzate operazioni di manutenzione ordinaria, ove per esse si intendono due riverniciature della superficie interna ed esterna dell’infisso ogni 5 anni, con impregnante all’acqua (resa 10 m2/l).
Per la valutazione delle dispersioni termiche xxxxx xxxx di uso dell’infisso, è stato realizzato un modello di calcolo semplificato le cui principali assunzioni sono che l’energia dispersa attraverso l’infisso durante la stagione invernale sia fornita all’ambiente attraverso un generatore xx xxxxxx a metano e che il rendimento globale medio stagionale dell’impianto sia pari al 90%.
Il metodo utilizzato è presentato nel seguito (Tabelle 3.4 e 3.5) e prevede le seguenti fasi:
• calcolo del flusso di potenza termica disperso (Φ, espresso in W);
• calcolo dell’energia annua persa (E, espressa in MJ).
I calcoli sono stati eseguiti prendendo come riferimento una località della fascia climatica D (rif.
DPR. n° 412 del 26/08/93, vedasi la Tabella 5.1).
Tabella 3.4 – Dati di input utilizzati nel modello per xx xxxxx del calore disperso attraverso un’unità di infisso di dimensione 120 x 150 cm
Superficie (metri quadrati) | 1,8 |
Anni di vita utile | 30 |
Caratteristiche tecniche | Uw (W/m2·K) |
LEGNO | 1,5 |
PVC | 1,4 |
ALLUMINIO -PRIMARIO- | 1,9 |
ALLUMINIO –MEDIO (50% R)- | 1,9 |
Tabella 3.5 – Stima dell’energia dispersa attraverso un’unità di infisso di dimensione 120 x 150 cm e dell’energia necessaria, su base annua, a reintegrare tale dispersione durante il periodo invernale.
Calcolo Φ : flusso di potenza termica
Materiale | Φ [W] = Uw*A*∆T |
LEGNO | 54 |
PVC | 50 |
ALLUMINIO-primario- | 68 |
ALLUMINIO-medio (50% da secondario)- | 68 |
Parametri utilizzati per il calcolo
A [m2]= | 1,8 |
∆T(1) = | 20 |
(1) Differenza di temperatura tra interno ed esterno
Calcolo energia annua
Materiale | E [J] = Φ * t [s] | E [MJ] |
LEGNO | 774.489.600 | 774 |
PVC | 722.856.960 | 723 |
ALLUMINIO-primario- | 981.020.160 | 981 |
ALLUMINIO-medio (50% da secondario)- | 981.020.160 | 981 |
Parametri utilizzati per il calcolo
Giorni(2) | 166 |
Ore | 24 |
Utilizzo(3) | 100% |
(2) n°giorni di riscaldamento invernale (zona climati ca D)
(3) Funzionamento dell’impianto durante il periodo di riscaldamento ipotizzato continuo
Calcolo dei consumi di gas naturale
Materiale | E [MJ] | Consumo CH4 annuo [MJ] | Consumo CH4 vita utile [MJ] |
LEGNO | 774 | 861 | 25.816 |
PVC | 723 | 803 | 24.095 |
ALLUMINIO-primario- | 981 | 1.090 | 32.701 |
ALLUMINIO-medio (50% da secondario- | 981 | 1.090 | 32.701 |
Rendimento globale medio stagionale(4) | 90% |
(4) Il “rendimento globale medio stagionale” dell’impianto termico è il prodotto dei rendimenti medi stagionali di produzione, di regolazione, di distribuzione e di emissione.
3.3 – Fine vita
Questa sezione presenta le considerazioni sul fine vita degli infissi oggetto dello studio. In generale, la gestione del fine vita di un manufatto prevede tre possibili alternative:
• il xxxxxxxx energetico;
• il xxxxxxxx di materia;
• lo smaltimento in discarica.
Il modello analizzato xxxxx studio ipotizza che le parti componenti gli infissi vengano a fine vita destinate xx xxxxxxxx di materia, distinguendo le possibili modalità di riciclo in:
• aperto, ove il materiale rientra in circolo in un processo diverso da quello originario;
• chiuso, ove il materiale rientra in circolo nel medesimo processo, sostituendo materiali vergini.
Xxxxx Xxxxxxx 3.6 sono dettagliate, per ciascuna parte di cui sono costituiti gli infissi, lo scenario di fine vita ipotizzato ai fini dello studio.
Tabella 3.6 – Scenari di fine vita ipotizzati.
Infissi in legno | Infissi in PVC | Infissi in alluminio taglio termico | |
PARTE TRASPARENTE | Riciclo di tipo APERTO: riutilizzo come materia prima secondaria per la realizzazione di manufatti in vetro riciclato. | ||
PARTE OPACA | Riciclo di tipo APERTO: riutilizzo del legno come materia prima secondaria per la produzione di manufatti in compensato. | Riciclo di tipo APERTO: PVC ricondizionato per l’utilizzo in altri settori (ad esempio la produzione di canaline, ecc.) | Riciclo di tipo CHIUSO: re- immissione dell’alluminio nel ciclo primario, anche per la produzione di nuovi infissi. |
PARTI ACCESSORIE | Riciclo di tipo APERTO: i materiali dismessi (guarnizioni, ferramenta, rinforzi) possono essere raccolti e riutilizzati in altri settori. | ||
L’approccio segue la metodologia degli impatti evitati, ossia xxxxx xxxx del fine vita sono stati computati quegli impatti non prodotti associati alla produzione “evitata” di materia prima utilizzata per la funzione specifica, secondo le ipotesi sintetizzate in Tabella 3.7.
Tabella 3.7 – Impatti evitati computati nel modello di calcolo
Legno | PVC | Alluminio | Vetro | |
IMPATTI EVITATI | Raccolta, trasporto, lavorazioni del legno vergine. | Produzione di PVC vergine. | Produzione delle materie prime per il processo produttivo dell’alluminio vergine | Produzione delle materie prime per il processo produttivo di manufatti in vetro |
Separazione dei diversi materiali destinati al riciclo
Raccolta da aziende per il xxxxxxxx del materiale
Infisso post-consumo/ scarti contaminati
Vetro
- 28,8 kg
Al primario
- 15, 5 kg
Al medio
- 15,5 kg
Legno
- 28,9 kg
PVC
- 16,5 kg
Impatti evitati per la produzione di 28,8 kg di materia prima da inserire nel processo di fusione e produzione del vetro
Impatti evitati per la produzione di 15,5 kg di lingotti in alluminio primario da inserire nel processo di rifusione e formatura
Impatti evitati per la produzione di 15,5 kg di lingotti in alluminio primario da inserire nel processo di rifusione e formatura
Impatti evitati per la | Impatti evitati per la |
produzione di 28,9 kg | produzione di 16,5 kg |
materiale legnoso da | di materia prima da |
inserire nel processo | rigranulare e reinserire |
produzione di | direttamente nel |
manufatti in legno | processo di estrusione |
Figura 3.2 - Ipotesi adottate nel modello di fine vita
4 – RISULTATI DELLO STUDIO
I risultati dello studio sono presentati in modo da evidenziare gli impatti associati alla produzione degli infissi xxxx’intero ciclo di vita. Al fine di semplificare la trattazione e seguendo un approccio concordato con il Committente, il xxxxxx ambientale di ciascuna tipologia di infissi viene rappresentato utilizzando due specifici indicatori:
• il Gross Energy Requirement (GER), per quanto riguarda gli aspetti energetici (espresso in MJ);
• il Global Warming Potential (GWP100), per quanto attiene invece gli aspetti più specificatamente ambientali (espresso in kg di CO2-equivalente).
4.1 – Risultati delle singole fasi
Produzione
Nel seguito sono presentati i risultati inerenti la produzione degli infissi. Le Figure 4.1 e 4.2
evidenziano i carichi ambientali di questa fase per ciascuna tipologia di infisso.
Tabella 4.1 – Fase di produzione: GER e GWP associati ad un’unità di infisso di dimensione 120 x 150 cm, vetro camera 4/15/4 basso emissivo con Argon.
Tipologia di infisso | GER (MJ/unità infisso) | GWP (kg CO2-eq./unità infisso) |
Legno | 1.110 | 40 |
PVC | 1.900 | 110 |
Alluminio primario | 4.300 | 270 |
Alluminio medio | 2.700 | 170 |
I risultati mostrano che, prendendo in considerazione unicamente la fase di produzione di un infisso, il prodotto complessivamente meno impattante - in termini di energia spesa e di relative emissioni - è il serramento avente telaio in legno. Il xxxxxx ambientale maggiore è invece associato alla produzione di infissi con telaio in alluminio.
I dati evidenziano inoltre che la produzione dell’infisso con telaio in alluminio primario presenta i carichi ambientali in assoluto più elevati.
Uso
I risultati xxxxx xxxx d’uso sono stati divisi in due categorie:
• la prima calcola il valore degli indicatori di impatto riferiti ad un periodo temporale di utilizzo pari ad un anno;
• la seconda restituisce il valore degli indicatori ipotizzando che il tempo di vita del serramento sia pari a 30 anni.
Per semplicità, xxxxx xxxxxxx seguenti si fa esplicito riferimento ad un’unica tipologia di infisso in alluminio, evitando la differenziazione tra primario e medio, poiché il comportamento termico non dipende da tali caratteristiche.
E’ ancora da sottolineare che per i serramenti in legno è stato conteggiato il xxxxxx ambientale associato alle operazioni di manutenzione.
Tabella 4.2 – Fase d’uso: GER (MJ) associato ad un’unità di infisso di dimensioni 120 x 150 cm, vetro camera 4/15/4 basso emissivo con Argon (le differenze riscontrabili tra i valori riferiti ad 1 anno ed a 30 anni sono dovute agli arrotondamenti)
GER [MJ/infisso] | 1 anno | Manutenzione | 30 anni |
Legno | 895 | 15 | 26.800 |
PVC | 835 | / | 25.000 |
Alluminio | 1.150 | / | 34.000 |
Tabella 4.3 – Fase d’uso: GWP (kg CO2-eq.)associato ad un’unità di infisso di dimensioni 120 x 150 cm, vetro camera 4/15/4 basso emissivo con Argon (le differenze riscontrabili tra i valori riferiti ad 1 anno ed a 30 anni sono dovute agli arrotondamenti)
GWP [kg CO2/infisso] | 1 anno | Manutenzione | 30 anni |
Legno | 60 | 0,6 | 1.800 |
PVC | 56 | / | 1.700 |
Alluminio | 77 | / | 2.300 |
Dalla valutazione dei risultati associati xxxx xxxx d’uso emerge che i serramenti in PVC risultano maggiormente prestazionali: tale effetto deriva dal fatto che la trasmittanza termica globale (Uw) degli infissi in PVC è minore rispetto a quella dei competitori.
Nel caso in esame, quindi, se si considerano le prestazioni termiche dei prodotti analizzati - reperiti sul mercato - e cioè in ultima analisi le trasmittanze termiche globali (Uw), i minori impatti associati xxxx xxxx d’uso dell'infisso in PVC consentono di recuperare il maggior impatto relativo xxxx xxxx di produzione.
Fine xxxx
Xxxxxxx quanto definito nel capitolo precedente, il fine vita degli infissi prevede il reinserimento, in livelli diversi dei settori produttivi, di tutti i componenti, ossia della parte opaca, della parte trasparente e delle parti accessorie.
Con il modello di analisi del fine vita è stata ottenuta la quantificazione dei benefici associati xx xxxxxxxx di materia (Tabella 4.4). I valori negativi derivano dal fatto che gli impatti evitati dalla produzione di materia prima riciclata – che “evitano” appunto la produzione di materia prima vergine - sono contabilizzati con tale segno algebrico (Figura 3.2).
Tabella 4.4 – GER e GWP potenzialmente associati alla gestione di fine vita di un’unità di infisso di dimensioni 120 x 150 cm, vetro camera 4/15/4 basso emissivo con Argon.
Tipologia di infisso | GER (MJ/unità infisso) | GWP (kg CO2-eq./unità infisso) |
Telaio in Legno | -700 | -20 |
Telaio in PVC | -1.000 | -40 |
Telaio in Alluminio | -4.000 | -220 |
Per quanto riguarda il vetro, il rottame viene usualmente avviato a riciclo per la produzione xx xxxxx cavo. In questa situazione, il beneficio è misurabile xxxx’abbassamento della temperatura di fusione e nel conseguente risparmio energetico del forno. Non si è ritenuto opportuno procedere oltre con questa analisi (per un approfondimento si veda la Bibliografia, n.18).
E’ molto importante sottolineare che il beneficio dato dal riciclo è potenziale e che nel caso dell’alluminio esso è stato già computato xxxxx scenario “alluminio medio”. In altre parole, la lettura xxxxx Xxxxxxx 4.4 deve essere fatta in una logica di rispetto di tale potenziale e xxxx xxx se i prodotti a fine vita andassero persi provocherebbero un aggravio degli impatti ambientali dell’intero sistema: ad esempio, nel caso dell’alluminio, si tradurrebbero in una minore disponibilità di scrap e dunque in un maggiore ricorso allo scenario “alluminio primario”.
4.2 – Risultati del ciclo di vita
I risultati inerenti il ciclo di vita dei serramenti in oggetto sono rappresentati graficamente nelle
Figure 4.1 e 4.2, che evidenziano inoltre l’influenza delle singole fasi analizzate.
44000
40000
36000
32000
28000
24000
20000
MJ
16000
12000
8000
4000
0
-4000
-8000
0
0
15
0
34.000
34.000
26.800
25.000
1.110
1.900
-700
-1000
4.300
-4000
2.700
-4000
LEGNO PVC ALLUMINIO
-primario-
ALLUMINIO
-medio-
GER produzione GER fase d'uso GER Manutenzione GER fine xxxx
Xxxxxx 4.1 – Contributo di ciascuna fase xx xxxxxx di GER (espresso in MJ per unità di infisso).
0
0
0,60
0
2.300
2.300
1.800
1.700
170
40
-20
110
-40
270
-220
-220
2.800
2.400
2.000
1.600
Kg CO 2
1.200
800
400
0
-400
LEGNO
PVC
XXXXX INIO -
primario-
XXXXX INIO
-medio-
GWP produzione GWP fase d'uso GWP Manutenzione GWP fine xxxx
Xxxxxx 4.2 – Contributo di ciascuna fase xx xxxxxx al GWP (espresso in kg di CO2-eq. per unità di
infisso).
~18 anni
2500
2000
1500
GWP [Kg CO 2 eq]
1000
500
0
0 5 10 15 20 25 30 35
LEGNO PVC ALLUMINIO-primario- ALLUMINIO-medio-
Figura 4.3 – Trend del valore di GWP (espresso in kg di CO2-eq. per unità di infisso) in funzione xxxxx xxxx utile. L’indicatore è relativo alle fasi di produzione, manutenzione ed uso.
È interessante notare come organizzando i risultati in termini di temporali (Figura 4.3), il break-even tra gli infissi in PVC ed in legno analizzati si posiziona a circa 18 anni. Ciò implica che la trasmittanza termica globale Uw è uno dei “driver” fondamentali dal punto di vista ambientale: la produzione di serramenti con basse Uw consente di minimizzare in maniera significativa l’impatto ambientale di ciclo di vita di questi prodotti poiché la fase d’uso ne costituisce la quota parte principale.
La Tabella 4.5 riassume infine i carichi ambientali complessivi delle tre tipologie di infisso considerate xxxxx studio, includendo le fasi di produzione, manutenzione, uso e fine xxxx x xx Xxxxxx 4.4 ne raffigura la “dimensione virtuale”, espressa in termini di riscaldamento globale.
Tabella 4.5 – GER e GWP associati all’intero ciclo di vita, normalizzati rispetto ad un’unità di infisso di dimensioni pari a 120 x 150 cm, vetro camera 4/15/4 basso emissivo con Argon. (le differenze riscontrabili rispetto ai valori riportati nelle Figure 4.1 e 4.2 sono dovute agli arrotondamenti)
Tipologia di infisso | GER (MJ/unità infisso) | GWP (kg CO2-eq./unità infisso) |
Legno | 27.200 | 1.800 |
PVC | 25.900 | 1.750 |
Alluminio primario | 34.300 | 2.350 |
Alluminio medio (50% da secondario) | 32.700 | 2.250 |
2.350
2.250
1.800
1.750
2.500
2.000
1.500
1.000
500
0
LEGNO PVC ALLUMINIO -
primario-
ALLUMINIO-medio-
Figura 4.4 – Valore del GWP complessivo (espresso in kg di CO2-eq. per unità di infisso), che include le fasi di produzione, manutenzione, uso e fine vita.
5 – Conclusioni
Con il fine di proporre un inquadramento normativo generale sull’involucro trasparente e sulle ipotesi adottate xxxxx studio, si richiamano anzitutto i requisiti richiesti per i serramenti dalla legislazione vigente, ossia il D. Lgs. 192/2005 così come modificato dal D. Lgs. 311/2006, nonché i limiti di esercizio degli impianti termici come definiti dal DPR 412/93,
In particolare, xxxx’Allegato C del D. Lgs 311/2006 sono riportati i valori di trasmittanza termica limite espressi in funzione xxxxx xxxx climatica in cui è ubicato l’edificio (Tabella 5.1).
Tabella 5.1 – Valori di trasmittanza termica limite e periodo di riscaldamento in funzione xxxxx xxxx climatica
TRASMITTANZA TERMICA DELLE CHIUSURE TRASPARENTI- Chiusure trasparenti comprensive degli infissi | ||
Zona climatica (CON INDICAZIONE DEI LIMITI DI ESERCIZIO DEGLI IMPIANTI TERMICI -DPR 412/93-) | Valori limite della trasmittanza Uw DAL 01/01/2010 [W/M2K] | |
A | ore 6 giornaliere dal 1 dicembre al 15 marzo; | 4,6 |
B | ore 8 giornaliere dal 1 dicembre al 31 marzo; | 3 |
C | ore 10 giornaliere dal 15 novembre al 31 marzo; | 2,6 |
D | ore 12 giornaliere dal 1 novembre al 15 aprile; | 2,4 |
E | ore 14 giornaliere dal 15 ottobre al 15 aprile; | 2,2 |
F | nessuna limitazione. | 2,0 |
In primis è da osservare come tutti i serramenti oggetto dello studio rispettano i limiti imposti dalla normativa vigente,
In secondo luogo, i risultati mostrano xxx xx xxxx d’uso rappresenta la quota parte principale dei carichi ambientali e, pertanto, il comportamento termico dell’involucro trasparente, ossia del serramento inteso come sistema telaio-vetro, rappresenta la prestazione maggiormente significativa in un’ottica ambientale di ciclo di vita.
Da questo punto di vista, fissate le performance del vetro, gli infissi in PVC ed in legno presentano carichi ambientali similari, mentre gli infissi in alluminio significativamente superiori. Ciò è dovuto al fatto che le prestazioni del telaio in alluminio (nella fattispecie la trasmittanza termica del telaio - Uf) sono inferiori a quelle dei concorrenti, essendo esso un materiale metallico e quindi, per sua natura, un conduttore xx xxxxxx.
A tal proposito, si riporta xxxxx Xxxxxx 5.1 l’andamento della Uw in funzione della Uf, fissata la geometria dell’infisso e la Ug.
Legame fra trasmittanza telaio (asse Y) e trasmittanza finestra (asse X)
3,25
3,00
2,75
2,50
2,25
2,00
1,75
1,50
1,25
1,00
0,75
0,50
0,25
2,00 1,95 1,90 1,85 1,80 1,75 1,70 1,65 1,60 1,55 1,50 1,45 1,40 1,35 1,30 1,25 1,20
Uw [W/m2*K]
Alluminio Legno - PVC
Uf [W/m2*K]
Figura 5.1– Andamento della trasmittanza termica globale Uw dei tre serramenti oggetto dello studio in funzione di una variazione della Uf (fissate la geometria e la Ug). Le linee del legno e del PVC
coincidono.
Il grafico mostra che, in generale, gli infissi in PVC ed in legno possono presentare un identico comportamento prestazionale complessivo – e di conseguenza medesimi carichi ambientali xxxxx xxxx d’uso - se la trasmittanza termica del telaio risulta coincidente (e ciò è possibile da un punto di vista tecnico). Tuttavia, al variare delle Uf è associata una variazione delle dimensioni (ed eventualmente delle composizioni9) dei telai, ossia delle loro masse e quindi, ancora, dei carichi ambientali xxxxx xxxx di produzione.
I risultati dello studio devono essere di conseguenza sempre letti tenendo conto dello specifico riferimento alle tre tipologie di serramento analizzate e disponibili sul mercato: essi non possono essere estesi e generalizzati a tutti i serramenti in PVC, alluminio e legno poiché, fissate Ug e la geometria dell’elemento, le variabili “Uf”, “massa del telaio” e “composizione del telaio” sono tra loro interdipendenti e possono indurre una variazione non lineare dei carichi ambientali complessivi, in particolare di quelli relativi alle fasi di produzione ed uso.
9 Da intendersi come “materiali costituenti il sistema telaio”.
6 – Appendice I
Come anticipato, nella presente Appendice sono riportate le ipotesi ed i risultati dell’analisi LCA di tipo preliminare condotta su alcune tipologie di tapparelle avvolgibili realizzate in materiali differenti (Tabella 6.1).
Tabella 6.1 – Categorie di avvolgibili oggetto del presente approfondimento
TAPPARELLE AVVOLGIBILI CONFRONTATE |
AVVOLGIBILI IN PVC AUTOAGGANCIANTI |
AVVOLGIBILI IN ALLUMINIO DOTATE DI COIBENTAZIONE IN POLIURETANO (PU) |
SCOPI ED OBIETTIVI
Come già premesso, lo xxxxx xxxxx presente analisi è l’applicazione della metodologia dell’analisi del ciclo di vita (LCA) a sistemi schermanti applicati agli infissi, del tipo tapparelle avvolgibili, per ottenere una prima panoramica sugli ordini di grandezza dei carichi ambientali così da poter essere confrontati con quelli relativi agli infissi oggetto della parte principale di questo studio. Per semplicità si considererà esclusivamente il corpo principale della tapparella: eventuali parti accessorie, quali tappi d’arresto, xxxxx di fissaggio xx xxxxx, rinforzi, stecche terminali, ecc. saranno trascurate.
L’analisi prenderà in considerazione le operazioni necessarie alla produzione dei prodotti indicati xxxxx Xxxxxxx 6.1 a partire dalla produzione delle materie prime sino alla realizzazione dei manufatti ed xxxx xxxx fase d’uso.
FUNZIONI ED UNITA’ FUNZIONALE
La funzione esercitata dal sistema oggetto dell’analisi consiste nella produzione di tapparelle avvolgibili, in particolare realizzate in PVC ed in alluminio (queste ultime dotate di coibentazione in PU).
Per quanto riguarda la definizione dell’unità funzionale, si è deciso di adottare la dimensione ottimale della tapparella avvolgibile da abbinare al serramento xxxxxxxx oggetto del presente studio (120 cm x 150 cm), ossia 125 cm x 165 cm (larghezza x altezza).
Rispetto alle dimensioni dell’infisso xxxxxxxx, sono stati pertanto considerati ulteriori 2,5 cm ad ogni lato del serramento, necessari per l’inserimento della tapparella xxxxx xxxxx, ed ulteriori 15 cm in altezza, necessari per il corretto accoppiamento xx xxxxx.
CONFINI DEL SISTEMA
I confini del sistema sono schematicamente rappresentati xxxxx Xxxxxx 6.1, in cui si possono distinguere due diversi livelli, o sottosistemi:
1. la produzione dell’avvolgibile;
2. la fase d’uso dell’avvolgibile, valutata su un periodo temporale pari a 30 anni (periodo medio di vita delle tre tipologie di serramento analizzate). E’ stata trascurata l’eventuale manutenzione ordinaria dei prodotti.
MATERIE PRIME
ENERGIA
TRASPORTI
PRODUZIONE AVVOLGIBILE
Produzione materie prime
PRODOTTO FINITO
FASE D’ USO AVVOLGIBILE
Prestazioni termiche
REFLUI
Figura 6.1 – Dettaglio dei confini del sistema analizzato
CATEGORIE DI DATI
La successiva Tabella 6.2 riassume xx xxxxx e le tipologie dei dati utilizzati nella presente analisi preliminare.
Tabella 6.2 – Xxxxx e tipologia di dati utilizzati
PRODOTTO | PRODUZIONE AVVOLGIBILE -MATERIALI- | FASE USO |
Tapparelle avvolgibili in PVC | • Dati PlasticsEurope elaborati sul Boustead Model • Indicazioni tecniche provenienti da produttori di avvolgibili in PVC | • Stime LCE • Dati presenti nella banca dati Boustead Model |
Tapparelle avvolgibili in alluminio | • Dati presenti nella banca dati Boustead Model (poliuretano ed alluminio primario: per questo ultimo, da un punto di vista energetico, è stata ipotizzata una quota parte xx xxxxx Hydro10) • Dati LCE elaborati sul Boustead Model (alluminio secondario) • Indicazioni tecniche provenienti da produttori di avvolgibili in alluminio | • Stime LCE • Dati presenti nella banca dati Boustead Model |
ANALISI DELL’INVENTARIO
La Tabella 6.3 riporta il dettaglio dei dati primari utilizzati nel modello LCA per la fase di produzione delle tapparelle avvolgibili. Xxxxx studio, come già accennato, non si è tenuto conto delle parti accessorie.
10 Si xxxx xx xxxx n. 2.
Tabella 6.3 – Dati relativi alle tapparelle avvolgibili oggetto dello studio (solo corpo principale ed eventuale sistema di isolamento). I dati si riferiscono ad un’unità di avvolgibile di dimensioni 125 x 165 cm e sono stati forniti direttamente da un’azienda produttrice (nella fattispecie, peso tapparella in PVC ed alluminio coibentato con PU pari a circa 4,5 kg/m2, ripartizione peso alluminio/PU approssimativamente pari a 2).
Xxxx xxxxxx essere considerati preliminari: si ritiene tale ipotesi congruente con gli obiettivi dello studio.
Tapparella avvolgibile in PVC | Tapparella avvolgibile in ALLUMINIO | |
TOTALE | Avvolgibile = 9 kg | Avvolgibile = 9 kg |
CORPO PRINCIPALE | PVC = 9 kg | ALLUMINIO = 6 kg |
ISOLANTE | - | Poliuretano = 3 kg |
Per quanto concerne invece la fase d’uso, come nel caso dei serramenti, è necessario valutare il flusso xx xxxxxx disperso attraverso un’unità funzionale di prodotto.
La Xxxxx UNI EN ISO 10077-1 “Thermal performance of windows: doors and shutters – Calculation of thermal trasmittance” consente il calcolo del xxxxxx xxxxx trasmittanza termica del sistema “infisso + schermo” quando gli schermi sono chiusi (Uws) attraverso la formula:
Uws
= 1
1 Uw + ΔR
ove:
⮚ Uws indica la trasmittanza termica dell’infisso con schermi chiusi;
⮚ Uw indica la trasmittanza termica dell’infisso;
⮚ ∆R indica la resistenza termica addizionale, dovuta sia all’intercapedine d’aria tra lo schermo e la finestra sia allo schermo stesso Rsh (si xxxx xx Xxxxxx 6.2).
Figura 6.2 – Dettaglio del sistema “infisso + schermo”: 1. esterno 2. interno 3. schermo.
In assenza di dati misurati di Rsh, che consentono un calcolo analitico dettagliato di ∆R, la Xxxxx consente di utilizzare valori standard tabulati: essi sono sostanzialmente funzione della tipologia di schermo e della classe di permeabilità dell’aria. E’ questa la strada scelta in quest’analisi preliminare e la seguente Tabella 6.4 riassume i valori di ∆R utilizzati nei due casi in studio.
Tabella 6.4 – ∆R tabulati relativi agli avvolgibili comparati
Infissi | PVC | Alluminio |
Resistenza termica addizionale (UNI EN ISO 10077-1) | ∆R = 0,22 m2°K/W | ∆R = 0,15 m2°K/W |
La trasmittanza termica U complessiva del sistema “infisso + schermo” (U totale) dipende ancora dal numero di ore al giorno in cui lo schermo è chiuso.
Per il calcolo della U totale, ossia della trasmittanza termica con schermi chiusi per n ore, si è utilizzato la seguente relazione:
U = Uw
(24 − n)+Uws n
24
Trasmittanza termica con schermi chiusi per n ore
ove:
⮚ U indica la trasmittanza termica totale del sistema “infisso + schermo” con schermi chiusi per n ore;
⮚ n indica il numero di ore al giorno in cui lo schermo è chiuso.
Secondo la Raccomandazione CTI 03/3, il numero di ore n per il calcolo convenzionale della U totale è di 12 ore al giorno.
La Tabella 6.5 riporta quindi i valori di U totale, ossia della trasmittanza termica U complessiva del sistema “infisso + schermo” quando la tapparella avvolgibile è chiusa per 12 ore/giorno, utilizzati xxxx’analisi.
Tabella 6.5 – Xxxxxx xxxxx trasmittanza termica U dei serramenti xxxxxxxx con tapparella chiusa per 12 ore/giorno
Infissi | Legno | PVC | Alluminio |
Tapparella in PVC | U = 1,31 (W/m2·K) | U = 1,24 (W/m2·K) | U = 1,62 (W/m2·K) |
Tapparella in alluminio coibentata con PU | U = 1,36 (W/m2·K) | U = 1,28 (W/m2·K) | U = 1,69 (W/m2·K) |
In accordo con le esigenze del Committente, si considererà unicamente il caso del serramento in PVC accoppiato con le due tipologie di tapparelle avvolgibili (PVC ed alluminio coibentato con PU), adottando le medesime ipotesi di calcolo formulate per i serramenti (si veda il paragrafo 3.2).
RISULTATI
Le Figure 6.2 e 6.3 riportano il GER ed il GWP relativi xxxx xxxx di produzione delle tapparelle avvolgibili oggetto dell’approfondimento.
Le Figure 6.4 e 6.5 mostrano invece i risultati relativi alle fasi di produzione ed uso dei sistemi “infisso + tapparella”. Per sistema “infisso + tapparella” si intende, come già precedentemente specificato, l’infisso in PVC “xxxxxxxx” definito al Paragrafo 2.2 con tapparella o in PVC o in alluminio coibentato con PU (in questo ultimo caso, si sono evidenziati i risultati relativi sia all’alluminio primario sia all’alluminio medio). Il modello relativo xxxx xxxx d’uso considera le performance termiche invernali intese come energia dispersa attraverso i sistemi “infisso + tapparella”, in un periodo temporale ipotizzato pari a 30 anni
Produzione avvolgibili - GER
1900
1250
710
2000
1750
1500
1250
X X
1000
750
500
250
0
Produzione avvolgibili in PVC Produzione avvolgibili in Alluminio
primario
Produzione avvolgibili in Alluminio medio
Figura 6.2 – GER associato alla produzione degli avvolgibili espresso in MJ per unità funzionale (1 tapparella di dimensioni 125 x 165 cm)
Produzione avvolgibili - GWP
110
70
30
150
140
130
120
k g C O 2 -e q .
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Produzione avvolgibili in PVC Produzione avvolgibili in Alluminio primario Produzione avvolgibili in Alluminio medio
Figura 6.3 – GWP associato alla produzione degli avvolgibili espresso in kg CO2-eq. per unità funzionale (1 tapparella di dimensioni 125 x 165 cm)
Fase di produzione e uso - GER
22.140
22.860
22.860
2.610
3.795
3.150
28000
24000
20000
X X
16000
12000
8000
4000
0
Infissi in PVC e avvolgibili in PVC Infissi in PVC e avvolgibili in
Alluminio primario
Infissi in PVC e avvolgibili in Alluminio medio
Produzione infissi e produzione avvolgibili Uso sistema infisso + avvolgibile
Figura 6.4 – GER associato alle fasi di produzione ed uso dei sistemi “infisso+tapparella”. I risultati si riferiscono unicamente xx xxxx “infisso in PVC” con tapparella in PVC ed in alluminio coibentato con PU. La fase d’uso si riferisce ad un periodo temporale di 30 anni.
Fase di produzione e uso - GWP
1.500
1.560
1.560
140
220
180
2000
1800
1600
k g C O 2-eq .
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Infissi in PVC e avvolgibili in PVC
Infissi in PVC e avvolgibili in Alluminio primario
Infissi in PVC e avvolgibili in Alluminio medio
Produzione infissi e produzione avvolgibili Uso sistema infisso + avvolgibile
Figura 6.5 – GWP associato alle fasi di produzione ed uso dei sistemi “infisso+tapparella”. I risultati si riferiscono unicamente xx xxxx “infisso in PVC” con tapparella in PVC ed in alluminio coibentato con PU. La fase d’uso si riferisce ad un periodo temporale di 30 anni.
Come nel caso dei serramenti, i risultati mostrano xxx xx xxxx d’uso rappresenta la quota parte principale dei carichi ambientali e, pertanto, il comportamento termico del sistema “infisso + tapparella” rappresenta la prestazione maggiormente significativa in un’ottica ambientale di ciclo di vita.
E’ possibile ancora notare che gli indicatori d’impatto relativi xxxx xxxx d’uso dei sistemi “infisso PVC + tapparella PVC” ed “infisso in PVC + tapparella in alluminio” non sono significativamente differenti. Questo effetto è dovuto alle seguenti ragioni:
• la ∆R (resistenza termica addizionale dovuta sia all’intercapedine d’aria tra lo schermo e la finestra sia allo schermo stesso), è stata ipotizzata xxxx xx xxxxxx tabulato nella Xxxxx UNI EN ISO 10077-1. In particolare, la ∆R della tapparella in PVC è maggiore di circa il 47% rispetto a quella dell’alluminio, indicando un comportamento termico maggiormente prestazionale;
• il calcolo della Uws (trasmittanza termica dell’infisso con schermi chiusi) mostra tuttavia un comportamento globale dei due sistemi più simile: la Uws dell’infisso in PVC con tapparella in PVC è infatti pari a 1,07 W/m2*K mentre quella del medesimo serramento con tapparella in alluminio è pari a 1,16 W/m2*K (scarto + 8%);
• poiché si è infine supposto che gli schermi xxxxx chiusi 12 ore/giorno, tale scarto è ancora da diminuire per effetto dell’equazione riportata a pag. 32. Siccome xx xxxxxxx dispersa dai componenti (e di conseguenza l’energia) è una funzione lineare della trasmittanza termica, gli indicatori di impatto differiranno proprio xx xxxxxx quota proporzionale alla differenza di trasmittanza termica globale (U) dei due sistemi.
7 – Appendice II
Come conclusione dell’elaborato, nel caso sia intenzione procedere nella preparazione di una Dichiarazione Ambientale di Prodotto (EPD – Environmental Product Declaration), è importante fare riferimento al documento:
• PCR 2008:03 - “Product Category Rules (PCR) for preparing an environmental product declaration (EPD) for WINDOWS (frames, transparent surface, shutters)”
Version 1.0 - 2008-06-13 - The Swedish Environmental Management Council
che costituisce il riferimento principale insieme con il Regolamento del Sistema EPD (il tutto disponibile su xxx.xxxxxxxxxx.xxx).
Esso, in accordo con la PCR generale per prodotti da costruzione (PCR 2006:2), ha una validità di 3 anni e si applica al sistema infisso, comprensivo di telaio, superficie trasparente e, eventualmente, scuri (avvolgibili, persiane, ecc.), fornendo specifiche indicazioni per l’applicazione della metodologia LCA e la stesura della dichiarazione ambientale per la categoria di prodotto.
Nella dichiarazione ambientale andranno elencate materie prime e sostanze chimiche presenti nel prodotto “finestra”, con una percentuale associata ad ogni componente. Inoltre, per ogni fase considerata (produzione e fase d’uso, principalmente), sono richiesti i dati di risorse non rinnovabili e rinnovabili utilizzate, di consumo energetico e di emissioni inquinanti espresse in termini di impatti ambientali.
La PCR spiega che il calcolo va effettuato identificando l’unità funzionale, che consiste nella superficie visibile (m2) di un infisso, fissando un lasso di tempo di vita ragionevole, così come si è operato in questo report. I confini del sistema includono la fase di produzione e la fase d’uso, in approccio volontario può essere considerato anche il fine vita. Infine, per la fase d’uso, il calcolo del flusso di energia richiesta in un anno dall’unità funzionale presenta alcune difformità rispetto al calcolo presentato: secondo la PCR, è xx xxxxx dei flussi termici associati al consumo energetico invernale (riscaldamento) e dei flussi termici associati al consumo energetico estivo (raffrescamento); la performance energetica della finestra, nei due addendi, è sempre funzione delle perdite di energia per trasmissione del calore, per la permeabilità dell’aria e degli apporti energetici xxxxxx incidenti. Identificato il fabbisogno energetico annuale, lo si riferisce al numero di anni indicati di vita utile.
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