Strutture in acciaio: una scelta sostenibile per la costruzione ecologica

Prestazioni carboniche nel ciclo di vita: struttura in acciaio rispetto ai materiali convenzionali

Analisi comparativa LCA: struttura in acciaio, calcestruzzo e legno massiccio

Le strutture in acciaio offrono effettivamente prestazioni migliori, se si considera l’intera impronta di carbonio del loro ciclo di vita, rispetto sia al calcestruzzo sia al legno massiccio, secondo quegli studi di analisi del ciclo di vita (LCA) che tutti continuano a citare. Secondo i dati dell’Associazione Mondiale dell’Acciaio relativi all’anno scorso, la maggior parte dell’acciaio strutturale contiene globalmente circa il 25–30% di materiale riciclato. Ed ecco un dato interessante: l’utilizzo di tutto questo rottame metallico riduce le emissioni di carbonio incorporato di quasi il 70% rispetto alla produzione di acciaio nuovo da zero, come riportato da SSAB nel 2022. Esaminando nello specifico il calcestruzzo, l’acciaio lo supera ampiamente in termini di emissioni di carbonio durante la fase produttiva, generando circa il 34% in meno di CO₂ per tonnellata. Inoltre, l’acciaio può essere riutilizzato ripetutamente senza alcuna perdita di qualità, cosa che non è invece fattibile con il calcestruzzo. È vero che il calcestruzzo contribuisce all’efficienza energetica grazie alle sue proprietà termiche, ma non dobbiamo dimenticare che la sola produzione di calcestruzzo contribuisce ogni anno a circa l’8% di tutte le emissioni globali di CO₂, secondo la ricerca condotta dal Chatham House. Anche il legno massiccio presenta vantaggi, poiché gli alberi assorbono carbonio durante la crescita; tuttavia, sorgono sfide concrete nell’espansione delle pratiche di raccolta sostenibile e nella garanzia della durabilità di questi materiali in condizioni climatiche variabili nel tempo.

Dichiarazioni ambientali di prodotto (EPD) e trasparenza dei dati per una specifica informata a basse emissioni di carbonio

Le Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) forniscono dati standardizzati sulle emissioni di carbonio, verificati da terze parti, rendendole estremamente importanti nella scelta di materiali con un minor impatto carbonico. Anche il settore siderurgico ha compiuto notevoli progressi in questo ambito: secondo i più recenti rapporti dell’AISC, circa il 92% dell’acciaio strutturale prodotto oggi in Nord America è accompagnato da EPD specifiche rilasciate dai singoli impianti. Queste dichiarazioni quantificano effettivamente la quantità di carbonio incorporata nell’intero ciclo produttivo, partendo dal recupero di rottami metallici fino ai metodi di produzione, come ad esempio i forni elettrici ad arco ad alta efficienza energetica. I progettisti possono quindi confrontare l’acciaio con alternative come il calcestruzzo e progettare edifici più facilmente riciclabili al termine del loro ciclo di vita. Questa trasparenza contribuisce a far sì che i progetti soddisfino i requisiti per certificazioni quali LEED v4.1 e BREEAM, in particolare per quanto riguarda i crediti relativi alle risorse materiali. Inoltre, poiché l’acciaio strutturale non finisce mai in discarica, si inserisce perfettamente nella logica dell’economia circolare, senza alcuna eccezione.

Note chiave sulla conformità

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Efficienza della prefabbricazione e riduzione dei rifiuti in cantiere con struttura in acciaio

Gli edifici in acciaio realizzati in fabbrica anziché in cantiere accelerano effettivamente i tempi di costruzione. Quando i produttori utilizzano progetti informatici e tagliano i materiali con precisione, tendono a ordinare complessivamente circa il 15% in meno di materiali. Inoltre, questi componenti arrivano già assemblati, consentendo agli operatori di installarli molto più rapidamente rispetto ai metodi tradizionali. I progetti vengono tipicamente completati dal 30 al 50% più velocemente con questo approccio. Perché questo metodo è così efficace? Riduce notevolmente tutti i problemi che si verificano durante la costruzione all’aperto: niente più errori derivanti da misurazioni errate, niente danni causati dalla pioggia o dal sole mentre si attendono i componenti e, soprattutto, molto meno tempo sprecato per effettuare tagli direttamente in cantiere. Il risultato? Meno del 5% di scarto di materiali, rispetto al 10–15% tipico delle tecniche edilizie convenzionali.

Il tasso di scarti quasi nullo riduce i costi di smaltimento e l’impatto ambientale. Combinato con il tasso di riciclabilità dell’acciaio pari al 98%, la prefabbricazione riduce in modo significativo il carbonio incorporato cumulativo durante l’intero ciclo di vita dell’edificio. I progetti che adottano questo approccio riportano costantemente un ROI più rapido del 20%, determinato da tempi di realizzazione accorciati, minori costi di manodopera e riduzione degli interventi correttivi.

Efficienza energetica, durata nel tempo e supporto per la certificazione edilizia sostenibile

Ottimizzazione dell’involucro termico e sistemi di struttura pronti per l’integrazione solare

Le strutture in acciaio creano involucri termici migliori perché mantengono tolleranze dimensionali rigorose, riducendo le perdite d'aria del 30–50% rispetto ai metodi tradizionali di intelaiatura. Queste strutture non si deformano né si restringono nel tempo, quindi l’isolamento rimane integro e conserva il proprio valore R per tutta la vita utile dell’edificio. Per quanto riguarda l’integrazione dei pannelli solari, i tetti in acciaio possiedono una resistenza intrinseca che consente di supportare impianti fotovoltaici senza necessità di rinforzi aggiuntivi. L’eccellente rapporto resistenza-peso permette talvolta di aumentare la distanza tra le capriate fino a cinque piedi (circa 1,5 metri), creando aree aperte in cui i pannelli solari si inseriscono perfettamente, riducendo i costi di installazione del 15–25%. Inoltre, l’acciaio riflettente contribuisce a contrastare le isole di calore urbane, riducendo il fabbisogno di raffreddamento del 10–18% nei climi più caldi, secondo osservazioni sul campo.

Conformità a LEED, IGCC e ASHRAE grazie alla struttura in acciaio zincato a freddo

Le strutture in acciaio formati a freddo, o CFS (Cold Formed Steel) per brevità, offrono numerosi vantaggi concreti ai fini dell’ottenimento di certificazioni edilizie sostenibili. Questo materiale contiene generalmente oltre il 60% di contenuto riciclato, una percentuale effettivamente superiore rispetto a quella di qualsiasi altro materiale strutturale attualmente disponibile sul mercato. Questo elevato livello di riciclabilità consente agli edifici di ottenere punti nei criteri «Materiali e risorse» della certificazione LEED. Un ulteriore vantaggio è che l’acciaio formato a freddo non è infiammabile, soddisfacendo pertanto tutti i requisiti di sicurezza antincendio stabiliti dall’IGCC. Inoltre, non emette affatto composti organici volatili (VOC), rendendolo ideale per il rispetto degli standard sulla qualità dell’aria interna richiesti sia dai programmi LEED che da quelli WELL. Per quanto riguarda gli standard di efficienza energetica, come l’ASHRAE 90.1, le strutture portanti in CFS semplificano notevolmente l’installazione di un isolamento continuo, evitando quei fastidiosi ponti termici responsabili di notevoli dispersioni di calore. Nella maggior parte dei casi, i valori di trasmittanza termica (U-value) raggiunti sono ben al di sotto di 0,064 BTU/ora·piede quadrato·grado Fahrenheit. La precisione nella produzione industriale comporta che i cantieri generino circa il 40% in meno di rifiuti rispetto alle alternative tradizionali in calcestruzzo o legno, soddisfacendo immediatamente diversi requisiti LEED in materia di gestione dei rifiuti. E non va dimenticata la disponibilità di Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) specifiche per ciascun impianto, associate a questi sistemi: tali documenti forniscono tutte le prove necessarie per la compilazione della documentazione richiesta per la certificazione; secondo studi recenti, inoltre, gli edifici realizzati con strutture in CFS raggiungono in media lo status LEED Gold circa il 30% più velocemente rispetto ai metodi costruttivi tradizionali.

Domande Frequenti

• Cos'è uno studio LCA? Uno studio LCA, ovvero di valutazione del ciclo di vita, analizza l’impatto ambientale di un prodotto durante l’intero suo ciclo di vita, dall’estrazione delle materie prime allo smaltimento o al riciclo.
• Cos’sono le Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD)? Le EPD sono documenti standardizzati che forniscono dati verificati sull’impatto ambientale dei prodotti, fondamentali per prendere decisioni informate nella selezione di materiali a bassa intensità di carbonio.
• Come si confronta l’acciaio con il calcestruzzo e il legno massiccio in termini di impronta di carbonio? L’acciaio presenta un’impronta di carbonio inferiore rispetto al calcestruzzo durante la fase di produzione ed è riutilizzabile più volte senza perdita di qualità, a differenza del calcestruzzo. Il legno massiccio è vantaggioso poiché gli alberi assorbono anidride carbonica, ma presenta tuttavia sfide legate alla raccolta sostenibile e alla durabilità.
• Quali sono i vantaggi della prefabbricazione nell’edilizia? La prefabbricazione aumenta l’efficienza costruttiva, riducendo i tempi e gli sprechi di materiale, con conseguente completamento più rapido dei progetti e minore impatto ambientale.
• In che modo l'acciaio contribuisce all'efficienza energetica e alle certificazioni edilizie verdi? L'acciaio migliora l'efficienza energetica grazie all'ottimizzazione superiore dell'involucro termico e a sistemi di struttura pronti per l'installazione di pannelli solari. Aiuta gli edifici a ottenere crediti LEED grazie alla sua elevata riciclabilità e alla conformità agli standard di sicurezza antincendio e di qualità dell'aria.