Analisi ambientale ed energetica di un impianto di condizionamento con il metodo LCA

8 Sintesi Il presente studio è il risultato di una collaborazione tra il Dipartimento di Tecnologie dell'Architettura e Design “Pierluigi Spadolini” dell'Università degli Studi di Firenze e il Centro Ricerche ENEA (Ente per le Nuove tecnologie, l’Energia e l’Ambiente) “Ezio Clementel” di Bologna, presso il quale la tesi è stata svolta. Lo scopo della ricerca è stato quello di quantificare l’impatto ambientale generato da un impianto di condizionamento invernale ed estivo con pompa di calore, e di metterlo a confronto con quello prodotto da un impianto tradizionale. L’analisi è stata svolta attraverso la metodologia del Life Cycle Assessment (LCA), grazie a cui è stato possibile valutare gli impatti derivanti da ogni fase del ciclo di vita dei sistemi studiati, ovvero quantificare gli effetti connessi alle loro fasi di produzione, utilizzo e smaltimento. La prima fase del lavoro è stata quella della scelta e del progetto degli impianti da analizzare. In primo luogo, si è deciso applicare l’analisi ad un impianto che fosse al servizio di 10 locali adibiti ad uso ufficio, facenti parte di un edificio situato a Torino. Dopo aver analizzato le possibili soluzioni impiantistiche, si è scelta quella ritenuta più idonea a coniugare i requisiti prestazionali richiesti dalla tipologia funzionale dei locali con l’esigenza di produrre un impatto ambientale che fosse il minore possibile. A tale scopo, si è optato per un impianto misto aria-acqua con ventilconvettori, il cui vantaggio principale è quello di avere canalizzazioni per la distribuzione dell’aria contenute e di consentire il pieno raggiungimento delle condizioni di benessere termoigrometrico, garantendo anche una certa autonomia all’interno di ciascun locale. Si è poi passati alla fase di dimensionamento dell’impianto, calcolando come prima cosa la potenza da fornire ai locali durante le due stagioni, al fine di mantenere al loro interno le condizioni termoigrometriche fissate. A questo scopo sono state calcolate le dispersioni attraverso l’involucro edilizio nella stagione invernale, ed il carico termico accumulato durante la stagione estiva. Tali calcoli sono stati effettuati sia manualmente che grazie all’ausilio di due software, Recal10 e Termotecnica; i valori ottenuti nei tre casi sono risultati molto vicini fra loro. E’ stato inoltre tenuto conto della portata d’aria esterna necessaria a garantire un adeguato rinnovo e del valore della sua temperatura. Per il dimensionamento del sistema di distribuzione sono state calcolate le perdite di carico. Dopo aver determinato, su queste basi, le caratteristiche tecniche necessarie per i diversi componenti, ovvero pompa di calore (sostituita da caldaia e refrigeratore nel secondo caso), unità di trattamento dell’aria, sistemi di distribuzione dell’acqua e dell’aria primaria, e ventilconvettori, si è operata una scelta fra quelli esistenti in commercio. Il passo successivo è stata la creazione dei processi relativi ai materiali e alle quote di energia utilizzate dall’impianto durante la sua vita, supposta pari a 20 anni. Ovvero, grazie alle schede tecniche delle case produttrici, ogni componente è stato “virtualmente” disassemblato, e per ogni pezzo è stato definito il materiale di cui è costituito, il peso, i vari trasporti che subirà, ed è stato definito il suo fine vita. Tutti i dati sono stati inseriti nel codice di calcolo SimaPro7. Procedendo con questa operazione per ogni componente dell’impianto si è ottenuto un inventario completo di tutti gli impatti derivanti dai processi necessari alla produzione dei vari elementi, dall’estrazione delle materie prime allo smaltimento. Inoltre sono state calcolate le quote di energia primaria necessarie a soddisfare i fabbisogni dei locali nella stagione invernale e in quella estiva, che rappresentano l’energia consumata dall’impianto nella sua fase d’uso, durante l’arco dei 20 anni. La quota relativa all’energia primaria invernale è stata ricavata direttamente grazie al software Recal 10, mentre per quella estiva, non avendo a disposizione software adatti, si è proceduto con un calcolo manuale, basato sulla potenza che l’impianto deve fornire