MAGDALENA MARIA TABAK

Dottoressa di ricerca

ciclo: XXXII



Titolo della tesi: RESTART FROM THE END.Approccio Life Cycle al recupero degli edifici per l’attivazione di nuovi cicli di vita dei materiali storici.

I.Introduzione L’industria delle costruzioni incide per il 24% sulla quantità totale di materie prime utilizzate e i processi connessi - dall’estrazione, alla lavorazione, attraverso il trasporto fino alla posa in opera - consumano ingenti quantità di energia acqua, producendo notevoli emissioni di CO2. In questo quadro si inseriscono anche i rifiuti da costruzione e demolizione che costituiscono il 10-15% (UNEP) del totale di rifiuti prodotti, dove in Europa risultano il 36,4% (Eurostat 2016) . La necessità di efficientare gli edifici esistenti ha posto il patrimonio storico nella condizione di confrontarsi con un’adeguata progettazione ambientale dei materiali, in riferimento, soprattutto, agli interventi di tipo passivo. In Italia il patrimonio costruito storico ha perso, in parte, la funzione originale e necessita di interventi per essere adattato alle esigenze contemporanee (design for adaptability). Il recupero, il riuso e l’adattamento permettono al patrimonio di essere mantenuto e preservato nel tempo, per la trasmissione al futuro. Il recupero architettonico estende la vita utile degli edifici attraverso strategie orientate alla sostenibilità, alla riduzione della quantità dei materiali, alla riduzione del consumo di energia, alla riduzione dell’inquinamento indotto e in fine alla riduzione del consumo di suolo. Tra il 2007-2017 il CRESME ha stimato che il mercato del recupero edilizio è aumentato del 12% ed è l’unico mercato edilizio che sta crescendo, e contemporaneamente crescono anche i rifiuti da interventi soft e hard. Se da un lato, quindi, il recupero si dimostra intervento ambientalmente sostenibile, dall’altro è necessario valutare la produzione di “rifiuti” che è generata: materiali da costruzione e demolizione prodotti, hanno una possibile “nuova vita” attraverso azioni di riuso, recupero o riciclo. L’approccio strategico 3R (recupero, riuso, riciclo) permette di valutare la compatibilità ambientale dei materiali come fattore fondamentale nel progetto di efficientamento adattivo attraverso azioni “della tradizione” come il riuso delle componenti, il riciclo dei materiali storici e la riduzione conseguente degli impatti, con una innovata consapevolezza nella scelta delle diverse alternative. Attualmente solo pochi elementi vengono riusati, e la maggior parte dei materiali da costruzione e demolizione provenienti da edifici storici finiscono in discarica, con la conseguente perdita dell’energia incorporata . In questo quadro, il recupero architettonico si deve confrontare anche con il Decreto dei Criteri Minimi Ambientali , che introduce criteri nuovi come l’approccio Life Cycle, il recupero, a fronte di una nuova costruzione, e la disassemblabilità (design for deconstruction). Inoltre, i rifiuti da costruzione e demolizione provenienti dalle ristrutturazioni, manutenzioni e demolizioni , devono essere soggetti ad una gestione sostenibile. Anche se non esplicato chiaramente tra questi vi sono anche i rifiuti da costruzione e demolizione storici che necessitano di una corretta gestione. Le azioni che mirano a ”chiudere il cerchio” nella vita dei prodotti, incrementano il riutilizzo e l’eventuale riciclo, coerentemente con gli obiettivi di tutela dell’ambiente e di crescita economica. Il concetto circolare è applicabile anche agli edifici storici e ai materiali di cui sono costituiti. Purtroppo, queste azioni che vengono in alcuni casi attuate, hanno solo un fine conservativo e non ambientale e buona parte di esse si scontra con teorie radicate nella conservazione e la poca sperimentazione. Viste le nuove esigenze, gli strumenti esistenti si sono rivelati non adatti agli edifici storici e di conseguenza si è creata la necessità di avere sia strumenti ad-hoc, che di aggiornare o migliorare quelli consolidati della cultura della conservazione. GBC HISTORIC BUILDING è uno dei pochi strumenti creato esclusivamente per gli edifici storici. Uno degli obiettivi è la riduzione della quantità delle materie prime utilizzate nel progetto attraverso strategie quali la riduzione dei rifiuti attraverso la gestione, il riutilizzo dei materiali e la selezione di materiali sostenibili. Sempre nel GBC HB viene fornita una informazione: “[…] l’intervento di restauro privilegia l’utilizzo di materiali affini rispetto alla fabbrica storica, recuperati dalle parziali demolizioni dell’edificio di progetto oppure provenienti da cantieri con affinità materiche e storiche” . Strumenti ministeriali come le “Linee di indirizzo per il miglioramento dell’efficienza energetica nel patrimonio culturale” sono poco esaustive sul riuso dei materiali nell’esistente poiche’ sono incentrate sul risparmio dell’energia in uso, tralasciando gli aspetti passivi legati al recupero degli edifici storici e ai materiali. Le linee guida ministeriali tralasciano aspetti che rendono un edificio esistente storico efficiente attraverso sistemi passivi meno impattanti, come la reimmissione di recupero, e soprattutto perché gli aspetti di conservazione energetica dell’edificio coincidono spesso con il concetto della conservazione dell’edificio. Anche il concetto di riuso da un punto di vista ambientale e il riuso da un punto di vista conservativo possono essere applicati contemporaneamente senza arrecare danni all’edificio storico. Al contrario, le linee guida britanniche come Historic England e Historic Scotland vengono aggiornate con problematiche attuali applicate agli edifici storici, e spesso si basano su ricerche effettuate dall’ente. In particolare, in una ricerca di Historic Scotland si punta sul criterio della durabilità del materiale storico poiché maggiormente durevole rispetto ad un materiale/prodotto attuale, riducendo di conseguenza la formazione di rifiuti. Gli infissi storici, si stima, abbiano una durata più lunga di uno in pvc la cui durata è garantita circa 25 anni. Infatti, in merito a tale argomento le linee guida di Historic England consigliano di efficientare l’infisso esistente, per non generare rifiuti. Se si divide l’energia inglobata per la durata del materiale/componente, a fronte della durabilità di un materiale storico, l’energia inglobata risulta più bassa rispetto a quella di un nuovo materia/componente, e dunque il materiale storico risulta più sostenibile degli odierni. Viste le attuali problematiche e la necessità della compatibilità chimico-fisica di un materiale con un materiale storico, indirizzare i rifiuti storici alla reimmissione è la scelta migliore che si possa fare nell’ambito di un recupero nell’esistente storico. L’applicazione del design for deconstruction, attraverso il miglioramento del rilievo tecnologico, sui nuovi interventi sull’esistente, consente di recuperare al meglio il materiale se la prestazione residua ne permette il riutilizzo. A fronte di una normativa che richiede l’applicazione del design for deconstruction per i nuovi interventi, in Italia non vi sono ancora alcune linee guida. Tuttavia, bisogna essere coscienti che la quantità di rifiuti da costruzione e demolizione storici siano limitati rispetto ad altri rifiuti provenienti dalla demolizione di edifici moderni. Tuttavia, ci sono e ci saranno casi di demolizioni complete come quella del villino storico nel quartiere Coppedè di Roma dal quale si potevano recuperare diversi materiali/componenti ridando loro un nuovo ciclo. II.Obiettivi della ricerca In questo contesto la ricerca ha come obiettivo la riattivazione del ciclo dei materiali storici attraverso la loro reimmissione nel processo edilizio, nell’ambito del recupero adattivo di un edificio storico. Bisogna precisare che nella ricerca si tratterà esclusivamente di materiali tradizionali (laterizio, materiale lapideo, legno) e non di materiali moderni (cls, acciaio,plastica) che si possono trovare anche in un edificio storico. Si sono presi in considerazione esclusivamente i materiali da costruzione e demolizione, ovvero rifiuti che sono stati generati “ volutamente” a seguito di un progetto di recupero e non macerie che al loro interno hanno un significato più profondo spesso legato a catastrofi come guerre o terremoti. Il titolo della ricerca “RESTART FROM THE END”- Ricominciare dalla fine – allude a una nuova fase di vita sia dell’edificio e che del materiale storico, il quale giunto alla fase di fine vita, è diventato un rifiuto e solo attraverso un nuovo processo di valorizzazione può cominciare un nuovo ciclo. La ricerca si pone, in forma interdisciplinare, nell’ambito della progettazione tecnologica sull’esistente, con particolare attenzione al tema del recupero degli aspetti materici dell’edificio storico, secondo un approccio circolare. Il tema si pone come ambito di frontiera, non ancora affermato a livello internazionale, per le complessità che il contesto operativo offre. A livello internazionale, le ricerche si incentrano, soprattutto, sull’analisi del risparmio energetico e sulla riduzione degli impatti ambientali che si ottiene recuperando e riadattando un edificio storico. A livello nazionale A. Monsù Scolaro, in diverse pubblicazioni , tratta il tema dei materiali da costruzione e demolizione su un edificio storico. La ricerca si è mossa attraverso tematismi diversi attraverso i quali è possibile reperire una grande quantità di informazioni provenienti dalla nuova costruzione e dal mondo della conservazione e, in molti casi, si è cercato di adattare e trasferire gli argomenti propri degli edifici di nuova costruzione sugli edifici storici. Tre sono gli aspetti principali che fanno da sfondo e hanno orientato lo sviluppo della tesi: i CAM; il design for deconstruction; l’approccio circolare del nuovo processo di reimmissione del materiale storico. Il Decreto sui criteri minimi ambientali ha permesso di strutturare i temi della ricerca secondo un approccio normativo. L’applicazione del design for deconstruction , specifica del progetto del nuovo, su un edificio storico ha permesso di sviluppare un approccio progettuale di decostruzione e costruzione dei materiali/componenti dei sistemi storici. Invece, l’applicazione di un nuovo processo circolare ha permesso di definire una nuova circolarità attraverso lo smontaggio, l’identificazione del materiale/componente e il rimontaggio. Nel contesto progettuale l’obiettivo della ricerca si sviluppa attraverso strumenti oggettivi indirizzati sia al progettista che alle amministrazioni. III. Metodologia La metodologia della ricerca si basa su quattro fasi analitico-deduttive composte da: a- fase conoscitiva; b-fase pre-progettuale; c-fase progettuale; d-fase operativa . La fase conoscitiva, attraverso un punto di vista storico, normativo ed energetico, ha come obiettivo la definizione di un quadro completo dell’uso dei materiali da costruzione e demolizione sia nel passato e che nel contesto contemporaneo in relazione anche alle politiche ambientali e alle normative. Gli aspetti storici affrontano il recupero, riuso e riciclo dei materiali nei sistemi verticali e orizzontali. Attraverso documenti d’archivio si è cercato di risalire al processo completo del riuso del materiale storico nel passato. La normativa affronta la tematica del recupero/riciclo nell’ambito sia della green e circular economy che nella legislazione europea e nazionale. L’intenzione è stata di verificare se vi siano presenti aspetti indirizzati in modo specifico al rifiuto proveniente da edifici storici e se gli aspetti di circular building sono applicabili anche ad un edificio storico. Lo stesso concetto è stato applicato ai Criteri Ambientali Minimi (CAM) per verificare se vi siano delle particolarità legate all’esistente storico. Gli aspetti energetici affrontano in particolare le caratteristiche e i criteri che devono avere i materiali da costruzione e demolizione nell’ambito delle certificazioni, e dunque nella progettazione su un esistente, Attraverso il confronto di sistemi di certificazione come il BREEAM REFUSHRBIMENT e GBC Historic Building si è cercato di capire quali siano i criteri di progettazione su un edificio storico. La fase pre-progettuale ha come obiettivo l’aggiornamento e l’implementazione di strumenti già consolidati nella cultura della conservazione come il rilievo e l’analisi sincronica-diacronica. In questa fase si affrontano gli aspetti legati al ciclo di vita, seguendo le fasi della UNI EN 15978:2011, di un edificio storico e dei materiali/componenti, e dunque ad una visione inedita degli aspetti di diacronia-sincronia. Per ogni fase sono stati identificati in modo qualitativo, dalla letteratura, gli impatti ambientali di un edificio storico e dei materiali/ componenti di cui è formato. Gli aspetti legati alla fase di end of life hanno portato alla definizione sia di una scala di interventi che all’applicazione del criterio di design for deconstruction. La scala degli interventi individua l’intensità dell’intervento in relazione ai rifiuti che verranno prodotti in modo da avere una visione dei flussi dei materiali a seconda della tipologia dell’intervento, e dunque a valutare un intervento di progettazione in rapporto ai rifiuti che verranno prodotti. Viceversa, l’applicazione del design for deconstruction ad un intervento su un edificio storico serve a sfruttare al meglio i possibili flussi di rifiuti provenienti dai diversi sistemi. Attraverso l’applicazione di questo criterio, e di una lettura a strati dei sistemi costruttivi tradizionali, si cerca di definire il grado di decostruzione o disassemblabilità, attraverso l’analisi del degrado delle connessioni in modo da poter prevedere in una fase pre-demolizione una prima quantità di rifiuti da costruzione e demolizione. La fase progettuale fornisce indicazioni per la valorizzazione del rifiuto attraverso l’ottimizzazione di azioni che sono già consolidate nel processo storico. L’obiettivo è la gestione del materiale da costruzione e demolizione dalla fase di decostruzione alla fase di reinserimento in un nuovo processo. In questa parte si affrontano gli aspetti legati alla demolizione selettiva dei diversi sistemi, attraverso la metodologia, l’analisi preliminare di fattibilità e la fase della decostruzione con l’annessa catalogazione del rifiuto. Vengono approfonditi gli aspetti legati alla qualità e forma del rifiuto e di come questo rapporto influisce sul recupero, riuso e riciclo. Contemporaneamente sono stati valutati e individuati i nuovi processo dei materiali/componenti che avvengono dopo la fase di fine vita, attraverso nuove possibilità di utilizzo in un progetto sull’esistente storico rispettando anche gli aspetti di compatibilità. La fase operativa ha come obiettivo la definizione di due strumenti: uno rivolto ai progettisti e l’altro rivolto alle amministrazioni. Entrambi gli strumenti sono il risultato delle analisi e considerazioni svolte nelle fasi precedenti. Lo strumento per le amministrazioni è uno strumento di valutazione e verifica del progetto. Esso non è altro che una scala d’interventi che, a seconda del vincolo che vige sull’edificio, stabilisce se su di esso si possano utilizzare materiali provenienti dal riuso e dal riciclo e in quali percentuali. Questo strumento deriva da una sintesi di strumenti già esistenti come i CAM, GBC HB e BREEAM. Lo strumento per i progettisti, invece, consiste in una scheda che descrive l’intervento all’interno del quale vengono utilizzati materiali di recupero o riciclati. Nel dettaglio la scheda descrive le operazioni da attuare dalla fase di recupero del materiale/elemento fino al nuovo fine vita. IV. Destinatari I destinatari della ricerca sono sia le amministrazioni che i progettisti. Entrambi necessitano di strumenti nuovi e aggiornati in modo da intervenire in modo coerente sull’edificio storico. Le amministrazioni non avendo riscontri dalla ricerca applicata , e spesso non essendo coinvolte in progetti di ricerca tra amministrazione, università e aziende, non hanno gli strumenti adatti sui quali basare possibili linee d’indirizzo. Anche i progettisti non avendo riscontro né dalle amministrazioni né dalle aziende, non riescono a proporre interventi che abbiano al loro interni i materiali da costruzione e demolizione.

Produzione scientifica

11573/1183178 - 2018 - La sostenibilità dei materiali nel recupero dell’architettura storica. Dalla tradizione ai nuovi criteri di efficienza energetica
Tabak, M.; Baiani, S. - 04b Atto di convegno in volume
congresso: VI Convegno Internazionale ReUSO Messina (Messina)
libro: ReUSO. L'intreccio dei saperi per rispettare il passato interpretare il presente salvaguardare il futuro - (978-88-492-3659-0)

11573/1016381 - 2017 - Economic Assessment of the Internalinsulation of Historic Buildings Using the "Cost Optimality" Approach
Elena, Lucchi; Tabak, Magdalena Maria; Pascucci, Michela; Alexandra, Troi; Franziska, Haas - 04b Atto di convegno in volume
congresso: Scienze e Beni Culturali: XXXIII Convegno internazionale (Bressanone)
libro: LE NUOVE FRONTIERE DEL RESTAURO :Trasferimenti,contaminazioni,ibridazioni - (978-88-95409-21-4)

11573/1016382 - 2017 - The “Cost Optimality” approach for the internal insulation of historic buildings
Lucchi, Elena; Tabak, Magdalena Maria; Troi, Alexandra - 04c Atto di convegno in rivista
rivista: ENERGY PROCEDIA (Oxford: Elsevier B.V) pp. 412-423 - issn: 1876-6102 - wos: WOS:000425679100036 (34) - scopus: 2-s2.0-85032584005 (38)
congresso: Climamed 2017:Mediterranean Conference of HVAC; Historical buildings retrofit in the Mediterranean area, (Matera; Italy)

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