La sostenibilità del processo edilizio. Sistemi eolici per la produzione di energia in cantiere

From the analysis of the state of the art, concerning the environmental sustainability of buildings, has emerged that for a long time attention has been growing towards environmental impacts, accompanied by a lack of experimental development conducted with the aim of identifying effective strategies for reducing energy consumption of the construction phase. At present several studies focus attention on energy saving limited to building’s lifecycle and to introduction of materials that meet sustainability criteria. The aim of the following research is the introduction of on-site plants, capable of exploiting the renewable energy sources, in order to make them a valid alternative to traditional power generation systems. it will be analyzed both the advantages, such as the low environmental impact and their integration within the yard, and the limits of application encountered. The specific feature of critical analysis conducted is the place of application, that is the yard; it’s a temporary working environment characterized by the use of equipment and machinery powered by diesel or electricity. Excluding the first equipment, mainly used during the excavation phases, we focused on electrical machinery, responsible for energy consumption. The first step consist on the prediction of the construction activities energy consumption, analyzing data from the collection of technical data sheets and consulting analysis results of previous research. From this in-depth analysis it can be seen that the electrical cost of the yard can also be burdened by the company and therefore it is necessary to identify possible solutions to reduce energy consumption; for example, by introdution systems that can exploit the energy made available by nature. By its nature, each yard is a unicum, and in order to concretely analyze the application of renewable energy production systems directly to the production site, it was chosen to identify a standard site. On the basis of several considerations, the renewable energy plant that has been selected is a wind system, dedicated to the construction phase of the building. The wind system has been designed with three installation modes and an assessment of energy yield and economic investment was carried out. The safety of operators was set as a prerequisite for identifying the correct positioning of the turbines. From the results obtained, it was possible to draw attention to future insights and to hypothesize plant integration to support the use of wind power plants.

Dall’analisi dello stato dell’arte, riguardante la sostenibilità ambientale nel settore delle costruzioni, emerge che da tempo vi è una crescente attenzione verso gli impatti ambientali, accompagnata da una carenza nello sviluppo di analisi sperimentali condotte con lo scopo di individuare strategie efficaci per la riduzione dei consumi energetici durante la fase di esecuzione di un’opera edile. Infatti, ad oggi la maggior parte degli studi focalizza l’attenzione sul risparmio energetico limitatamente al ciclo di vita dell’edificio e sull’impiego di materiali rispondenti ai criteri di sostenibilità. Lo scopo di tale elaborato è di proporre come strategia efficace l’introduzione di impianti, collocati all’interno del cantiere ed in grado di sfruttare le fonti di energia rinnovabile, in modo che diventino una valida alternativa ai sistemi tradizionali di produzione di energia elettrica. Ne verranno analizzati da un lato i derivanti vantaggi, come il basso impatto ambientale e la loro integrabilità all’interno del cantiere, e dall’altro i limiti di applicazione riscontrati. La peculiarità dell’analisi critica condotta è il luogo di applicazione, ovvero il cantiere, ambiente di lavoro di natura temporanea e caratterizzato dall’impiego di attrezzature e macchinari a gasolio e ad alimentazione elettrica; esclusi i primi, utilizzati prevalentemente durante le fasi di scavo, ci si è focalizzati sui macchinari elettrici, responsabili del consumo energetico. È stato pertanto necessario partire dalla quantificazione di tale consumo, attraverso l’utilizzo dei dati provenienti dalla raccolta di schede tecniche delle attrezzature impiegate e da analisi effettuate sulla base di precedenti ricerche in merito ai consumi energetici di cantieri reali. Da questo primo importante approfondimento si evince che anche il costo elettrico del cantiere può gravare sull’impresa e pertanto è necessario identificare delle possibili soluzioni per ridurre il consumo di energia, individuando ad esempio dei sistemi in grado di sfruttare l’energia messa a disposizione dalla natura. Sapendo che per natura ogni cantiere costituisce un unicum, per analizzare concretamente l’applicazione di sistemi per la produzione di energia rinnovabile direttamente nel sito produttivo si è optato per l’individuazione di un cantiere tipo. Alla luce di una serie di considerazioni, la scelta dell’impianto ad energia rinnovabile è ricaduta sull’utilizzo del sistema eolico, asservito alla fase operativa dell’edificio, ed introdotto con tre modalità di installazione differenti, di cui si è analizzata la resa energetica e l’investimento economico richiesto. L’identificazione del corretto posizionamento delle turbine è stata determinata, ponendo come prerequisito la sicurezza degli operatori. Dai risultati ottenuti è stato possibile trarre spunti per approfondimenti futuri e ipotizzare integrazioni impiantistiche a supporto dell’impiego di impianti eolici.