Perché il futuro dell'edilizia è sostenibile

L'edilizia è sempre stata un'industria enorme, che offre milioni di posti di lavoro, permette la realizzazione di infrastrutture cruciali e sostiene innumerevoli industrie in tutto il mondo - e sta solo aumentando. L'edilizia è destinata a superare l'industria manifatturiera nel prossimo decennio, raggiungendo un valore di 15,2 miliardi di dollari e rappresentando il 13,5% del PIL mondiale.

Date le dimensioni dell'industria, non sorprende che il suo impatto sull'ambiente sia considerevole:

  • Circa il 50% delle materie prime che raccogliamo dalla terra viene utilizzato per costruire
  • L'edilizia è responsabile di ⅓ dei rifiuti nel mondo
  • Circa il 40% delle emissioni mondiali di CO2 proviene dall'edilizia.
  • L'edilizia è responsabile di ben il 36% dell'utilizzo di energia a livello mondiale.

Tuttavia, la situazione sta rapidamente cambiando. Con la crisi climatica globale sempre più all'attenzione di tutti, i governi e le aziende di tutto il mondo stanno assumendo impegni significativi per ridurre le emissioni e operare in modo più sostenibile. Questo vale anche per l'industria delle costruzioni, che negli ultimi anni ha fatto passi da gigante per costruire un futuro più verde. 

Diamo uno sguardo ad alcune delle innovazioni e delle pratiche che stanno rendendo l'industria delle costruzioni più sostenibile che mai.

Dal cemento e dall'acciaio al legno massiccio

Calcestruzzo, acciaio e legno sono alcuni dei materiali da costruzione più comunemente utilizzati oggi, ognuno con i propri pro e contro. Il legno è solitamente considerato un materiale di supporto o secondario rispetto al calcestruzzo e all'acciaio. Questo perché tradizionalmente:

  • Si pensava che il calcestruzzo e l'acciaio fossero più resistenti
  • Si riteneva che il suo utilizzo fosse oneroso per le foreste.
  • Era considerato un rischio di incendio

Se in passato questi timori potevano essere fondati, oggi i prodotti in legno massiccio sono resistenti quanto l'acciaio e il cemento, rendendo possibile la costruzione di intere strutture in legno. I prodotti in legno massiccio nascono come normali tavole di legno, che vengono poi ingegnerizzate per diventare più forti e resistenti. Il legno lamellare e il CLT sono le forme di legno massiccio più comunemente utilizzate, quindi diamo uno sguardo più approfondito al loro funzionamento.

Legno a strati incrociati (CLT)

Il CLT incolla le tavole di legno tra loro in strati alternati, ciascuno disposto a novanta gradi rispetto a quello sottostante. In questo modo si creano grandi lastre con una rigidità strutturale in ogni direzione, che conferisce una resistenza alla compressione paragonabile a quella del calcestruzzo.

Legno lamellare (Glulam)

Il legno lamellare "incolla" essenzialmente tavole di legno nella stessa direzione per formare travi massicce. Ogni tavola viene selezionata e posizionata in base ai difetti e alla struttura delle venature per massimizzare l'integrità strutturale. 

Le possibilità offerte dai prodotti in legno massiccio, come il CLT e il legno lamellare, vanno ben oltre le piccole abitazioni e includono grattacieli di oltre 80 metri di altezza (ma di questo parleremo più avanti). Ora che sapete un po' di più su come funziona il legno massiccio, diamo un'occhiata a come si confronta con l'acciaio e il cemento.

Differenze tra CLT e legno lamellare

Vantaggi e svantaggi dell'acciaio

I vantaggi dell'acciaio come materiale da costruzione:

  • Durata - Le strutture in acciaio possono durare anni con poca manutenzione. 
  • Resistenza - L'acciaio è un materiale resistente che può essere reso ancora più forte con le leghe.
  • Riutilizzabile e riciclabile - Si può utilizzare più volte senza perdere la qualità.
  • Efficienza dello spazio - È possibile utilizzare colonne portanti sottili senza perdere in robustezza.
  • Prefabbricato - Per facilitare il lavoro e il controllo.
  • Prevedibile - Il materiale è altamente regolamentato e quindi coerente e prevedibile.

Gli svantaggi dell'acciaio come materiale da costruzione:

  • Suscettibile alla ruggine e alla corrosione.
  • Conduce il calore, per cui è necessario renderlo ignifugo per evitare incendi. Questo aumenta il costo.
  • È prodotto fuori sede, quindi c'è poco spazio per le modifiche in loco.
  • Può essere costoso rispetto al legno o al cemento. Anche i costi di manutenzione sono elevati.
  • È suscettibile di deformarsi nel tempo senza un supporto adeguato.
  • Devono essere trasportati in loco, a volte da lontano, causando ulteriori emissioni.

Vantaggi e svantaggi del calcestruzzo

I vantaggi del calcestruzzo come materiale da costruzione:

  • È relativamente poco costoso e ampiamente disponibile.
  • La sua produzione è efficiente dal punto di vista energetico rispetto all'acciaio (miscelazione in loco)
  • Non è impermeabile all'acqua, ma si comporta meglio rispetto al legno e all'acciaio.
  • Può sopportare temperature più elevate rispetto al legno o all'acciaio.
  • I costi di manutenzione sono ridotti rispetto al legno o all'acciaio (è necessaria una minore quantità di vernice).
  • Può essere modellato in loco in qualsiasi forma (è facile riempire le fessure o aggiungere strati).
  • Basso rischio di deterioramento biotico (ad esempio, insetti, funghi), rispetto al legno. 

Gli svantaggi del calcestruzzo come materiale da costruzione:

  • Deve essere rinforzato a causa della sua bassa resistenza alla trazione.
  • Può restringersi a causa della secchezza o espandersi a causa dell'umidità, causando crepe. 
  • Si basa su processi ad alta energia come l'estrazione, il riscaldamento dell'altoforno e la calcinazione.
  • È meno duttile dell'acciaio. 
  • Il suo peso è elevato rispetto alla sua resistenza.
  • Le casseforme per la colata possono essere costose e richiedere molto tempo.
  • La miscelazione del calcestruzzo non è controllata come la produzione di acciaio o di legno laminato.

Vantaggi e svantaggi del legno massiccio

I vantaggi del legno massiccio come materiale da costruzione:

  • Viene prodotto in modo naturale, sequestrando la CO2 dall'atmosfera mentre cresce. È un miglioramento rispetto all'acciaio e al cemento, che creano CO2 durante la produzione. Se a livello globale sostituissimo l'acciaio con il legno massiccio, potremmo ridurre le emissioni di CO2 del 15-20%.
  • Minor consumo energetico rispetto alla produzione di calcestruzzo e acciaio.
  • Buon isolamento termico rispetto a cemento e acciaio. Il legno ha una bassa conducibilità termica, quindi trattiene il calore e lo rende più efficiente dal punto di vista energetico.
  • Gli edifici in legno sono circa il 20% più leggeri di quelli in cemento, il che significa che richiedono fondamenta più piccole, rendendoli più resistenti alle forze sismiche.
  • Viene prodotto in fabbrica, con l'ausilio di computer, riducendo gli errori e consentendo un uso più efficiente dei materiali (meno rifiuti). 
  • La natura multistrato dei prodotti in legno massiccio li rende più resistenti agli incendi, perché solo gli strati esterni esposti vengono bruciati o "carbonizzati". 
  • Può ridurre la manodopera in loco fino al 50% (produzione fuori sede). 
  • Ha i risparmi di tempo e di costi associati alla produzione fuori sede. Può accelerare il calendario del progetto del 25% o più.
  • Le sue prestazioni strutturali sono sempre più prevedibili.
  • Ha ottime prestazioni a lungo termine, con minori probabilità di danni o crolli.
  • L'uso di prodotti in legno di massa comporta maggiori investimenti per mantenere le nostre foreste sicure, sane e ricche.

Gli svantaggi del legno massiccio come materiale da costruzione:

  • Può essere più costoso dell'acciaio o del cemento.
  • A causa della sua limitata esperienza, può essere difficile da usare per molti progettisti, con conseguenti costi architettonici e di progettazione più elevati.
  • Rispetto al cemento o all'acciaio, è più suscettibile alla muffa o all'infestazione di insetti. 
  • Potrebbe non essere disponibile in tutte le aree al di fuori dell'Europa e del Nord America. 
  • I costi di trasporto dei materiali potrebbero essere più elevati perché gli impianti di produzione sono ancora relativamente pochi.
  • Le proprietà di resistenza possono variare, in particolare la trazione e la flessione.
  • I fissaggi e i collegamenti rigidi potrebbero rendere più difficile il lavoro.
  • Ha un modulo di elasticità relativamente basso. 

Qual è il materiale più sostenibile?

Anche se ognuno dei materiali che abbiamo esaminato finora presenta vantaggi e svantaggi, c'è un chiaro vincitore quando si tratta di sostenibilità e riduzione delle emissioni di carbonio. Secondo la rivista Architect Magazine:

  • La produzione di acciaio è responsabile di oltre il 10% delle emissioni mondiali di CO2.
  • Il calcestruzzo contribuisce dal 6% all'11% delle nostre emissioni globali di CO2.

D'altra parte, i prodotti in legno massiccio come il CLT e il legno lamellare consentono all'industria delle costruzioni di ridurre notevolmente la propria impronta di carbonio. Questo perché il legno sequestra la CO2, sottraendola all'ambiente e immagazzinandola. Man mano che l'industria del legno continuerà a sostituire gli alberi utilizzati con la coltivazione di nuovi alberi, verrà rimossa ancora più CO2 dall'atmosfera. Questo può potenzialmente coprire le emissioni prodotte durante il processo di produzione, trasporto e costruzione dei prodotti in legno di massa. 

Elementi in legno, foto di Holzbau Vorholz Hawran

Vediamo più da vicino come potrebbe funzionare in pratica. 

Foreste sostenibili: Come funzionano?

Le foreste sono fondamentali per la salute del nostro pianeta, assorbendo la CO2 nociva e producendo in cambio ossigeno vitale. Sono anche un rifugio sicuro per infinite specie vegetali e animali che dipendono da loro per esistere. Come può quindi la raccolta di alberi per l'edilizia non essere dannosa?

Entriamo nel campo della silvicoltura sostenibile.

Mentre le pratiche tradizionali raccolgono gli alberi senza alcuna strategia di rinnovamento o sostituzione, la silvicoltura sostenibile adotta un approccio più delicato e sostenibile. La premessa principale è che ogni albero tagliato per la costruzione viene sostituito, imitando il ciclo naturale di rinnovamento di una foresta. Ecco come funziona:

Valutare le esigenze della foresta

Le diverse foreste avranno esigenze diverse a seconda del loro ambiente specifico e della loro biodiversità, quindi il primo passo per mantenerle in salute sarà la comprensione dell'ambiente. A tal fine, i forestali sostenibili iniziano creando un inventario delle specie arboree, della fauna selvatica e di eventuali specie a rischio presenti nell'area. Prendono anche nota dei bacini idrografici della foresta, della sua vicinanza alle aree urbane e della frequenza dell'uso ricreativo da parte dell'uomo. 

Determinare il potenziale di raccolta e incoraggiare il rinnovo 

Il passo successivo è quello di determinare esattamente cosa può essere raccolto in modo sicuro dalla foresta e in quali quantità. L'obiettivo è raccogliere il legname in modo efficiente senza danneggiare la salute generale della foresta. Questo può essere fatto in diversi modi:

  • Potatura, anziché abbattimento di interi alberi
  • La raccolta degli alberi più vecchi per fare spazio alla nuova crescita (per saperne di più)
  • Diradamento della popolazione arborea in alcune aree per promuovere una crescita più sana.
  • In alcuni casi si ricorre alla combustione controllata per favorire la rigenerazione.

Soprattutto, i nuovi alberi vengono piantati al posto di quelli raccolti, assicurando la continua crescita e la salute della foresta. I nuovi alberi rimarranno protetti per anni fino a quando non saranno abbastanza maturi per essere raccolti.

Raccolta di alberi più vecchi

Quando gli alberi invecchiano, la loro capacità di assorbire CO2 inizia a diminuire. Lo stesso vale per la produzione di ossigeno. La raccolta e l'utilizzo a fini edilizi assicurano che l'ossigeno rimanga sequestrato e immagazzinato nel legno. D'altra parte, lasciarli cadere e decadere da soli rilascerebbe la CO2 nell'ambiente.

La sostituzione di questi alberi con altri nuovi non solo aiuta a ripristinare la foresta, ma assicura un ulteriore assorbimento di CO2 dall'atmosfera.  

Gestione e monitoraggio

Lo stato di salute della foresta viene costantemente monitorato per garantirne la crescita e il rinnovamento continui. Dopotutto, è nell'interesse delle aziende che vendono il legname avere una fonte di lavoro rinnovabile. 

Progettare un futuro sostenibile: Costruzione ibrida in legno e DfMA

Ecco alcuni modi in cui la fase di progettazione in edilizia sta diventando più sostenibile:

Costruzione ibrida in legno

Abbiamo già visto i vantaggi delle costruzioni in legno di massa e i benefici del legno come materiale da costruzione durevole, rinnovabile e sostenibile. Tuttavia, a causa di problemi come il costo, la disponibilità limitata e le proprietà fisiche, non è sempre possibile progettare strutture senza l'aggiunta di materiali come il cemento e l'acciaio. Questo approccio è noto come costruzione ibrida in legno. 

L'edilizia ibrida combina il legno massiccio con materiali come il vetro, l'acciaio e il calcestruzzo, valorizzando il meglio di ciascuno di essi e integrandoli per ottimizzare le prestazioni strutturali e dell'edificio. Inoltre, offre ai progettisti la libertà e la flessibilità di sfruttare i vantaggi di ciascun materiale, dando vita a strutture robuste, sicure, sostenibili e di grande impatto visivo.    

Progettazione per la produzione e l'assemblaggio (DfMA)

Mentre le pratiche costruttive tradizionali sono caratterizzate da bassa produttività, costi elevati, sprechi inutili e consumo eccessivo di energia, l'obiettivo è quello di migliorare questi aspetti attraverso l'efficienza. Durante la fase di progettazione, prende in considerazione ogni parte della struttura finale e trova il modo più efficiente ed economico per produrla. Se combinato con il Building Information Modelling (BIM), può massimizzare in modo significativo i vantaggi della costruzione off-site (OSC), ottenendo:  

  • Riduzione dei tempi di costruzione 
  • Riduzione dei costi
  • Qualità e produttività più elevate
  • Aumento dell'efficienza complessiva 
  • Riduzione dei rifiuti e dei consumi energetici

Ecco solo alcuni degli altri modi in cui la DfMA può contribuire all'edilizia sostenibile:

  • Disporre di dati BIM dettagliati per le parti prodotte dalla struttura DfMA facilita la tracciabilità e la gestione dei beni durante il loro ciclo di vita. Ciò si traduce in una riduzione degli sprechi e in una maggiore efficienza energetica e delle risorse. 
  • Nel corso del processo DfMA, il BIM può essere utilizzato per progettare componenti a minore intensità di materiale, con conseguente riduzione dell'impronta di carbonio.

L'applicazione di un approccio DfMA a partire dalla fase di progettazione riduce il margine di errore nei progetti, evitando sprechi e costose rilavorazioni e utilizzando solo le risorse necessarie. Tutti vantaggi che rendono il processo più sostenibile. 

Produzione sostenibile

Se la sostenibilità nell'industria delle costruzioni inizia nella fase di progettazione (con un'attenta pianificazione), i maggiori risultati si possono probabilmente ottenere durante la fase di produzione. Ad esempio, la produzione di componenti DfMA in un ambiente di fabbrica controllato (ad esempio, la costruzione fuori sede) è molto più efficiente e meno dispendiosa rispetto al trasporto delle materie prime in cantiere.  

In questa fase, la modellazione digitale (BIM) facilita la visualizzazione del progetto, delle sue connessioni e del modo in cui i pezzi si incastrano tra loro, rendendo più efficiente il processo di fabbricazione. 

Questo, a sua volta, porta a benefici quali:

  • Diminuzione dei rifiuti
  • Efficienza energetica e delle risorse
  • Riduzione del margine di errore con conseguente riduzione della rilavorazione

La chiave di tutti questi vantaggi? La produzione fuori sede in un ambiente di fabbrica controllato.

Edifici sostenibili in legno

Quando pensiamo a strutture in legno costruite in modo sostenibile, un grattacielo imponente non è la prima immagine che ci viene in mente, ma grazie a prodotti in legno massiccio come il CLT e il legno lamellare, è possibile. Un esempio su tutti: Il grattacielo Holz, detto "HoHo Vienna", che vanta 24 piani e ospita un hotel, un centro benessere e numerosi uffici e appartamenti.

HoHo Wien di Hasslacher Norica Timber

Cosa rende questo edificio sostenibile? Tanto per cominciare, il 75% della struttura esterna è in legno, mentre la maggior parte delle travi e delle pareti interne è realizzata in legno lamellare e CLT. Secondo i progettisti, il legno utilizzato in questa struttura contribuirà a ridurre le emissioni di circa 2.800 tonnellate di CO2 dall'atmosfera.

Questo progetto è stato parzialmente realizzato utilizzando le tecnologie hsbStickFrame e hsbCLT di hsbcad per AutoCAD. Cliccate qui per altri esempi ispiratori di strutture in legno sostenibili.

Un fine vita più sostenibile per gli edifici 

Nel settore delle costruzioni, la transizione da un modello lineare a uno circolare è ancora agli inizi. Ciò significa che ogni anno , a livello globale, vengono demoliti innumerevoli edifici vecchi o obsoleti:

  • 37% dei rifiuti che finiscono in discarica 
  • 33% di essere scaricati apertamente 
  • L'11% viene trattato attraverso il moderno incenerimento

Solo il 19% circa viene recuperato attraverso il riciclaggio o il compostaggio. In realtà, le stime indicano che i rifiuti edili globali potrebbero raggiungere i 2,2 miliardi di tonnellate entro il 2025. Secondo Construction Dive, sono necessarie più politiche di "riduzione, riutilizzo e riciclo" per tenere sotto controllo i rifiuti, ma gli sforzi sono stati ostacolati da risorse insufficienti, mancanza di standardizzazione, margini di profitto ridotti, apatia politica e mancanza di consapevolezza della gravità della situazione. 

Negli ultimi anni, tuttavia, abbiamo assistito a un cambiamento di questa tendenza dovuto a diversi fattori:

  • Le discariche sono diventate più costose, incoraggiando gli appaltatori a scegliere società di gestione dei rifiuti in grado di riciclare e riutilizzare materiali come cemento, legno e acciaio. 
  • La maggiore consapevolezza dell'importanza della sostenibilità ha portato designer e architetti a lavorare con materiali riciclati e di recupero.
  • I nuovi progressi consentono agli impianti di riciclaggio di trattare più materiali in modo più rapido e meno costoso.
  • Le pratiche di demolizione stanno cambiando, optando per un'attenta selezione piuttosto che per la polverizzazione dei materiali da costruzione come avveniva in passato. 

Anche se c'è ancora molto lavoro da fare, le ruote del cambiamento sono già in movimento, con nuovi studi come questo che esamina nuovi modi per riutilizzare i materiali da costruzione.

Un ciclo di costruzione completamente sostenibile

Sebbene sia stato un processo lento, negli ultimi anni l'industria delle costruzioni ha fatto passi da gigante, costruendo con materiali sostenibili, diventando più efficiente dal punto di vista energetico e adottando pratiche edilizie meno dispendiose. L'aspetto forse più importante è che l'industria nel suo complesso è impegnata in una visione più sostenibile. In un recente sondaggio di Mckinsey:

  • L'85% dei partecipanti ha dichiarato che le proprie organizzazioni si sono impegnate ad ancorare la cultura aziendale e il modello di business ai principi della sostenibilità.
  • Oltre il 75% ha dichiarato di essere motivato da opportunità di creazione di valore, aumento della domanda e consapevolezza generale degli stakeholder.

La tendenza alla sostenibilità continuerà a essere guidata da normative favorevoli, dall'aumento della domanda dei clienti e dall'accesso a sussidi e capitali per promuovere le innovazioni tecnologiche. Questi fattori, insieme alla maggiore efficienza, ai risparmi sui costi e alla riduzione dei margini di errore, contribuiranno a un futuro più verde nel settore delle costruzioni. 

Sebbene la strada da percorrere sia ancora lunga, questi sforzi stanno già facendo la differenza e gettano le basi per un'industria delle costruzioni a zero emissioni di carbonio negli anni a venire.

Scarica il comunicato stampa
Autore:
Keith Cotter
Responsabile vendite