Carbon efficient constructions. Life cycle based method for the evaluation of the carbon footprint of wood buildings

The thesis focuses on the evaluation of the carbon footprint of buildings when wood is used as construction material. The aim is to develop practical solutions in order to assess the carbon saving potential of wood buildings, along their whole life cycle. In fact, although sophisticated tools for the analysis of life cycle environmental impacts have been developed, over the last several decades, and used to assess the impacts and optimize many goods and services, the complexity of the environmental analysis of buildings, in general, and of wood products, in particular, is very high. If compared to most of other products a longer time frame is involved, a wider range of useful products can be obtained at different points in time, a broad array of by-products can be obtained from a tree and the unique relationship between forest development and environmental benefits, including climate stability. Therefore the typical life cycle assessment (LCA) is not easily exploitable for the evaluation of the actual carbon footprint of timber buildings and more comprehensive analysis need to be developed. A review of literature and assessment results about the GHG saving potential of wood building are presented and an assessment method developed, tuned up on the basis of a case study considered as reference residential building. Then the results achieved are compared with similar buildings made by alternative construction systems. Finally, on the basis of the achieved results from the case study, a specific analysis is conducted considering alternative scenarios for new constructions in Europe in order to assess the potential of reduction of GHG emissions and the use of the natural resources (volumes of roundwood and hectares of forest) when an increased share of wood in building is assumed.

La tesi si concentra sulla valutazione della carbon footprint degli edifici in cui legno è utilizzato come principale materiale da costruzione. L'obiettivo è quello di sviluppare soluzioni pratiche per la valutazione del potenziale delle costruzioni in legno in termini di abbattimento delle emissioni lungo l’intero ciclo di vita. Infatti, anche se diversi sofisticati strumenti per l'analisi degli impatti ambientali del ciclo di vita sono già stati sviluppati nel corso degli ultimi decenni e utilizzati per valutare gli impatti per l’ottimizzazione di molti beni e servizi, la complessità dell'analisi ambientale degli edifici, in generale, e dei prodotti in legno, in particolare, è molto alta. Rispetto alla maggior parte di altri prodotti è coinvolto un periodo di tempo più lungo, una più ampia gamma di prodotti utili possono essere ottenuti in diversi punti nel tempo, una vasta gamma di sottoprodotti può essere ottenuto da un albero ed esiste un rapporto unico tra lo sviluppo della foresta e i relativi vantaggi ambientali, tra cui la stabilità del clima. Pertanto la tipica valutazione del ciclo di vita (LCA) non è facilmente sfruttabile per la valutazione della carbon footprint reale di edifici in legno e devono essere sviluppate analisi più complete e specifiche. In primo luogo è stata effettuata una revisione dei risultati della letteratura sulle valutazioni circa il potenziale di risparmio di gas serra della costruzione in legno. Poi, sulla base di un caso di studio considerato come edificio di riferimento per il panorama residenziale, è stato messo a punto un metodo di valutazione specifico per edifici in legno. In seguito i risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli di edifici simili realizzati con sistemi costruttivi alternativi (cemento e laterizio). Infine, sulla base dei risultati ottenuti dal caso di studio, è stata condotta una specifica analisi considerando scenari alternativi per le nuove costruzioni in Europa al fine di valutarne il potenziale in termini di riduzione delle emissioni di gas serra e dell'uso delle risorse naturali (volumi di legno grezzo e ettari di foresta) in un ipotetico scenario che prevede una quota crescente di uso di legno in edilizia.