Environmental life cycle assessment of timber buildings : a comparative study between CLT and timber frame technologies

It is clear today that global action is needed to reduce the pressure of anthropogenic activity on the Earth system. This thesis therefore aims to analyse Life Cycle Assessment as a methodology for comparing technological solutions of a building. First of all, the literature on the LCA methodology, its uses and regulations is analysed. Then an in-depth study is presented on the use of timber in the building sector, from wood-based products to the main construction methods. The case study is represented by a comparison between three technological solutions of the same building: the VELUXlab of the Politecnico di Milano. The as-built solution is compared with two new timber designs, the first with a CLT panel structure and the second with a Timber Frame structure. The main phases of the building's life cycle are analysed: the production of construction products, maintenance during the life cycle and the end of the life cycle of the materials themselves. When analysing the entire life cycle of the building, the environmental benefits of using wood-based materials instead of traditional mineral materials clearly emerge. The comparison will then lead to an analysis of the advantages and disadvantages not only of timber buildings, but also of the Life Cycle Assessment methodology itself.

È evidente al giorno d'oggi la necessità di un'azione globale al fine di ridurre la pressione dell'attività antropogenica sul sistema Terra. Questa tesi si pone pertanto l'obiettivo di analizzare il Life Cycle Assessment come metodologia di confronto tra soluzioni tecnologiche di un edificio. Viene innanzitutto analizzata la letteratura in merito alla metodologia LCA, ai suoi utilizzi e alle normative. In seguito, si presenta un approfondimento sull'utilizzo del legno nel settore dell'edilizia, dai prodotti a base legno fino ai principali metodi costruttivi. Il caso studio è rappresentato da un confronto tra tre soluzioni tecnologiche dello stesso edificio: il VELUXlab del Politecnico di Milano. La soluzione as-built è messa a confronto con due nuovi design in legno, il primo caratterizzato da una struttura in pannelli CLT e il secondo con una struttura Timber Frame. Dell'edificio vengono analizzate le fasi principali del ciclo di vita: la produzione dei prodotti da costruzione, la manutenzione durante la vita utile e la fine del ciclo di vita dei materiali stessi. Quando si analizza l'intero ciclo di vita dell'edificio, emergono chiaramente i vantaggi a livello ambientale nell'utilizzo di materiali a base legno anziché materiali minerali tradizionali. Il confronto porterà quindi ad un'analisi dei vantaggi e degli svantaggi non solo di un'edilizia di legno, ma anche della metodologia stessa del Life Cycle Assessment.