Building sustainability assessment and rating: an Italian objective system proposal

The thesis concerns the development of a system to assess and rate the sustainability level of buildings, with particular reference to the Italian context. One of the main motivations of the research work is related to the absence of a uniform and complete evaluation tool, at national level, whose parameters are substantially founded on the principles of objectivity and measurability. Moreover, another reason, on the basis of the research, is the lack of a life cycle approach, within national sustainability evaluation protocols, meaning the almost total absence of criteria referred to all building life stages, with a consequent lack of related reference values/benchmarks. In the first part of the thesis, a careful study of the state of the art was made, focusing on the ongoing standardization work and on the already existing building sustainability evaluation tools. Afterwards, the setting of the structure of the new sustainability assessment system is presented, through a sequence of defined steps. Several existing similar sustainability tools were deeply analyzed, constituting a basis for the new protocol. Furthermore, the protocol inner structure was obtained through the application of multi-criteria decision methods, by the consultation of a panel of experts. In the second part of the thesis, the benchmark concept was introduced, underlying its importance for the setting of the new protocol structure. In particular, the absence of reference or limit values for some performance indicators was emphasized. Therefore, for the identified indicators lacking of benchmarks, a computation methodology was proposed, aiming to develop reliable reference values. In particular, the analyses performed to this aim were presented and described in detail (i.e. dynamic energy simulations, Life Cycle Assessment, Life Cycle Costing, and Indoor Air Quality analyses). The last part of the thesis focused on the application of the developed protocol on a case study, in order to practically test and validate its applicability. Furthermore, to assess the coherence of the developed protocol with others actually in use, a widespread Italian system (ITACA protocol) was implemented on the same case study. In conclusion, the results obtained by the application of both protocols are critically discussed and compared. The thesis results are expected to provide a contribution to the national and international development of methods and guidelines, supporting the sustainability evaluation in the building field. The research provides an effective methodological and operative tool for decision makers, such as designers, constructors, and owners, as well as sustainability system developers and users. Finally, the developed benchmarks could constitute a reliable basis for a future implementation in Italian sustainability rating tools.

La tesi riguarda lo sviluppo di un sistema di valutazione del livello sostenibilità ambientale degli edifici, con particolare riferimento al contesto italiano. Fra le principali motivazioni del lavoro di ricerca vi è la mancanza di uno strumento uniforme e completo, a livello nazionale, i cui parametri valutativi siano sostanzialmente fondati sui principi di oggettività e di misurabilità. Inoltre, un’altra motivazione alla base della ricerca è la mancanza di un approccio improntato al ciclo di vita all’interno dei protocolli di valutazione di sostenibilità esistenti. Ciò comporta la quasi totale assenza di criteri valutativi riferiti alle varie fasi di vita dell'edificio e la conseguente mancanza di valori di riferimento. Nella prima parte della tesi, si è eseguita un’analisi approfondita dello stato dell'arte, concentrandosi sugli sviluppi legislativi in corso e sugli strumenti di valutazione della sostenibilità edilizia già esistenti. In seguito, l’impostazione della struttura del nuovo sistema di valutazione è presentata, definendo la sequenza delle fasi metodologiche seguite. Alcuni strumenti di sostenibilità già esistenti sono stati analizzati in dettaglio, costituendo la base per il nuovo protocollo. Inoltre, la struttura interna del protocollo proposto è stata ottenuta attraverso l'applicazione di svariati metodi decisionali multicriteria, mediante la consultazione di un gruppo di esperti. Nella seconda parte della tesi, il concetto di ‘valore di riferimento’ (benchmark) è stato introdotto, evidenziando la sua importanza nell'impostazione della struttura del nuovo protocollo. In particolare, l'assenza di valori di riferimento o limite per alcuni indicatori di prestazione è stata rilevata. Pertanto, per gli indicatori privi di benchmarks, si è proposta una metodologia di calcolo, con l'obiettivo di sviluppare specifici valori di riferimento. In particolare, le analisi eseguite per tale scopo sono presentate e descritte in dettaglio (e.g. simulazioni energetiche dinamiche, Life Cycle Assessment, Life Cycle Costing, e analisi di qualità dell’aria interna). L'ultima parte della tesi è incentrata sull’implementazione del protocollo sviluppato su un caso di studio, al fine di testare e validare la sua applicabilità. Inoltre, per valutare la coerenza del protocollo sviluppato con gli altri già in uso, uno dei più diffusi sistemi italiani (protocollo ITACA) è stato implementato sullo stesso caso di studio. Infine, i risultati ottenuti dall'applicazione di entrambi i protocolli sono stati discussi e confrontati criticamente. I risultati della tesi sono finalizzati a fornire un contributo allo sviluppo nazionale ed internazionale di metodi e linee guida per la valutazione della sostenibilità nel settore edilizio. La tesi fornisce uno strumento metodologico ed operativo che potrebbe essere utile ai decisori in ambito edilizio, quali progettisti, costruttori e proprietari, ma anche a sviluppatori dei sistemi di sostenibilità e utenti finali. Infine, i benchmarks sviluppati potrebbero costituire una base attendibile per una futura implementazione all’interno degli strumenti di certificazione di sostenibilità degli edifici, in ambito nazionale.