Life cycle assessment and zero energy residential buildings: environmental assessment, economics and social remarks

This PhD research focuses on an in-depth study of the methods for the building sustainability assessment through a life-cycle approach. Starting from the need to define a good way to achieve the reduction of the environmental impacts in the European construction sector, the existent regulations were analyzed and the LCA of a near Zero Energy Residential Building was conducted. The main results are: the environmental impacts provoked by the plants and finishes materials are higher than those caused by the materials of the building envelope; in the whole life the pre-use phase amounts to 56%, while the operational one counts for only 31%. An economic analysis was also carried out pointing out the reversal in the relationship among the quantities consumed, the impacts generated and the costs incurred to produce many materials. A social analysis was also developed interviewing 122 people: a considerable interest in the environmental issues was found together with a good willingness to pay about 10% more for facilities that improve the living conditions or the buildings environmental performances. This in-depth analysis leads to consider the ZEB solution liable to produce inferior results compared to the expectations and does not allow to fully achieve the goals of reducing the energy consumptions and the greenhouse gas emissions of the construction sector. The analyzed directive addresses the problem focusing only on in-use energy requirements but it is clear that a more comprehensive approach could avoid simplistic and sometimes misleading interpretations. Evaluating the buildings in a life-cycle perspective could determine the best solution not only in ZEBs but in buildings that are also able to reduce the construction impacts and to minimize the maintenance activities. Finally, the economic and socio-cultural evaluations allow to face the environmental sustainability without causing unmanageable economic conditions or provoking inadequate living conditions in buildings.

Questa ricerca di dottorato si concentra su un approfondito studio dei metodi per la valutazione della sostenibilità degli edifici attraverso il ciclo di vita. Partendo dalla necessità di definire un metodo per ridurre gli impatti ambientali nel settore delle costruzioni europeo, sono state analizzate le norme esistenti e è stata condotta la valutazione LCA di un edificio residenziale a energia quasi zero. I principali risultati sono: gli impatti ambientali provocati dai materiali per impianti e finiture sono superiori a quelli causati dai materiali dell'involucro edilizio; nel ciclo di vita intero, gli impatti della fase di pre-uso sono pari al 56%, mentre quelli operativi contano solo per il 31%. È stata effettuata anche un’analisi economica che sottolinea l'inversione del rapporto percentuale tra le quantità consumate, gli impatti generati e i costi sostenuti per la produzione di molti materiali. È stata sviluppata anche un'analisi in ambito sociale intervistando 122 persone: è stato rilevato un notevole interesse per le questioni ambientali insieme ad una buona disponibilità a pagare circa il 10% in più per possedere alcuni dispositivi che consentano di migliorare le condizioni di vita o le prestazioni ambientali degli edifici. Queste approfondite analisi portano a considerare che la soluzione ZEB può produrre risultati inferiori rispetto alle aspettative che non permettono di realizzare pienamente gli obiettivi di riduzione dei consumi energetici e delle emissioni di gas serra nel settore delle costruzioni. La normativa analizzata affronta il problema concentrandosi solo sui consumi energetici in fase d’uso, ma è chiaro che un approccio più globale potrebbe evitare interpretazioni semplicistiche e talvolta fuorvianti. Valutare gli edifici in una prospettiva di ciclo di vita, potrebbe individuare la migliore soluzione non solo negli ZEB ma in edifici che siano anche in grado di ridurre gli impatti di costruzione e di ridurre al minimo le attività di manutenzione. Infine, le valutazioni economiche e socio-culturali permettono di affrontare la sostenibilità ambientale senza causare condizioni economiche ingestibili o provocare condizioni di vita inadeguate negli edifici.