Alluminio, legno, PVC. Tre materiali profondamente diversi per origine, processi produttivi, prestazioni e soluzioni di design, ognuno dei quali vanta ampie schiere di sostenitori i quali, considerando volta per volta gli aspetti tecnici, economici, ecologici ed estetici, si pronunciano sulla presunta superiorità dell’uno rispetto all’altro. In questi anni studi, e derivanti assunzione di presunti vantaggi da far pesare commercialmente, si sono contrapposti e quanti si aspettavano la conferma delle proprie tesi – o almeno la smentita di quelle altrui – dallo studio “Sustainability assessment of windows and curtain walls” sicuramente sono rimasti delusi dal rapporto finale della ricerca: nessuno dei materiali analizzati dimostra una netta supremazia. Ma proprio questo risultato ci permette di focalizzare l’attenzione sull’indubbio valore metodologico dello studio, per sottolineare alcuni aspetti fondamentali connessi alla sostenibilità dei serramenti e dei sistemi trasparenti d’involucro.

Commissionata dalla European Aluminium Association, la ricerca è stata realizzata dalla società di ingegneria tedesca Drees & Sommer Advanced Building Technologies, in collaborazione con PE-International, organizzazione di esperti in sostenibilità.

Lo studio, condotto in Germania e pubblicato a gennaio 2015, prende spunto dalla constatazione che gli studi finora disponibili in materia non analizzano in che modo la tipologia del materiale che compone la struttura portante degli infissi influenza le prestazioni di finestre e facciate. Di conseguenza, i ricercatori hanno valutato gli aspetti di sostenibilità di tipologie considerate “standard”, ovvero:

• finestre a doppia anta a battente e una sola a ribalta (edificio per usi residenziali) utilizzanti telai in alluminio, legno, legno-alluminio e PVC;
• porzioni di facciata strutturale a montanti e traversi (edificio per uffici) utilizzanti profili in alluminio, legno e legno-alluminio.

La prima parte dello studio ha affrontato la valutazione degli impatti ambientali ed economici. Ecco le fasi della metodologia utilizzata:

• calcolo del confort termico e del consumo di energia, mediante un software di simulazione termica, per ciascuna delle due diverse zone climatiche considerate (Berlino e Roma);
• calcolo del costo economico del ciclo di vita (LCC) secondo ISO 15686-5;
• valutazione del ciclo di vita (LCA) secondo ISO 14040 e EN 15804.

Nella seconda parte le prestazioni complessive di sostenibilità dei diversi sistemi di finestre e facciate continue sono stati confrontati con una metodologia quantitativa, sulla base di criteri del Deutesche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) e del Green Building Rating Scheme (GBRS), fra cui: impatto ambientale, qualità economica, qualità sociale, qualità tecnica e di processo.

Infatti, secondo i principali protocolli di sostenibilità del costruito, l’involucro edilizio è un componente fondamentale nella valutazione ambientale complessiva poiché contribuisce mediamente per il 10 % alla sostenibilità dell’intera costruzione. La valutazione si è basata su criteri di sostenibilità dedotti dalla EN 15643/1 (Building life cycle stages), ampiamente utilizzati in Europa nel settore del real estate.

Di seguito le fasi relative:

• confronto con protocolli di certificazione ambientale della sostenibilità edilizia (solo per la parte relativa a finestre e facciate);
• sviluppo approfondito di una serie di indicatori per valutare la sostenibilità di diversi materiali.

Poiché la valutazione olistica identifica un ampio set di indicatori (compresa l’analisi di sensitività), la ricerca si è concentrata sugli scenari più rilevanti per la valutazione, allo scopo di fornire risultati affidabili. Infine, la ricerca è stata sottoposta a eminenti esperti del settore, allo scopo di comprendere le loro opinioni e critiche.

LE FASI NEL DETTAGLIO

In estrema sintesi, ecco le valutazioni scaturite dalle analisi sopra elencate e dettagliate nelle 80 pagine che compongono lo studio.

 Aspetti energetici

 Il confronto delle prestazioni in termini di confort e di consumi di energia termica richiesta durante la fase di esercizio non ha evidenziato sostanziali differenze fra i vari materiali. In generale, le differenze in termini di prestazioni sono il risultato delle differenti dimensioni dei profili impiegati e, nella medesima zona climatica, le variazioni riscontrate non hanno superato l’1,5 %.

 Aspetti economici

 Secondo il Life Cycle Costing, le finestre in PVC per usi residenziali mostrano un costo di investimento e di esercizio inferiore rispetto agli altri materiali. L’alluminio risulta il migliore tra i materiali considerati per le facciate continue, con costi di investimento e complessivi inferiori a quelli del legno e del legno-alluminio. Nel complesso, le variazioni nei costi di esercizio non sono risultate superiori al 20% dei costi complessivi.

 Aspetti ambientali

 Nella valutazione Life Cycle Costing, gli aspetti ambientali della fase di produzione, utilizzo e fine vita hanno restituito un potenziale di riscaldamento globale (GWP) sostanzialmente simile per tutti i materiali, sia nelle finestre per usi residenziali sia nelle facciate continue per uffici.

La fase di esercizio risulta predominante nei confronti delle altre per quanto attiene il fabbisogno energetico: per le facciate continue si tratta di circa il 90% del totale, mentre per le finestre si raggiunge il 98%. Quanto ai potenziali rischi ambientali il legno è il risultato più problematico (in ragione dell’uso di biocidi, vernici e solventi caratterizzati da lunghi tempi di emissione e decadimento) rispetto al PVC (in questo caso le sostanze stabilizzanti sono state ritenute troppo poco concentrate) e all’alluminio.

La situazione non cambia in modo sostanziale se si considerano le fasi di produzione e dismissione. Da una parte, infatti, l’uso di materia prima proveniente da piantagioni certificate (FSC o PEFC) presenta una significativa valenza ambientale, tuttavia lo studio constata come il legno sia caratterizzato da un ridotto grado di riutilizzazione.

Anche in ragione del suo ridotto valore commerciale, quest’ultimo risulta generalmente utilizzato per la produzione di energia se non addirittura inviato in discarica. In pratica, la fase finale è considerata un punto debole nella sostenibilità del legno. Differente è la situazione dell’alluminio, che viene sistematicamente riciclato con tassi di raccolta che sfiorano il 100%, in ragione dell’elevato valore dei rottami: i prodotti in alluminio riciclato sono infatti immessi sul mercato ad un prezzo che varia fra il 50% e il 75% rispetto a un prodotto in alluminio vergine.

Quanto al PVC lo studio evidenzia la presenza di alcune limitazioni tecniche al riciclaggio totale: il PVC riutilizzato è generalmente inglobato all’interno di uno strato di PVC di prima produzione. Complessivamente, il PVC si posiziona un gradino sotto alluminio e legno.

 Aspetti tecnici

 In generale, l’alluminio é risultato il materiale complessivamente migliore in termini di potenziale di innovazione progettuale e architettonica, di resistenza agli agenti atmosferici e di necessità di manutenzione. Inoltre i sistemi in alluminio soddisfano tutti i requisiti di sicurezza antincendio, al contrario del legno e del PVC.

Nell’ambito delle facciate continue, l’utilizzo di sistemi a montanti a traversi in legno ha fatto riscontrate limitazioni in ordine alle proprietà meccaniche e alla libertà progettuale, soprattutto a causa del maggiore spessore dei profili, e risulta essere il materiale di più difficile acquisizione, per effetto dei più lunghi tempi di consegna.

RISULTATI

In conclusione, nel caso delle finestre per uso residenziale la metodologia utilizzata ha evidenziato un punteggio del 93% a favore dell’alluminio (risultato prevedibile considerando i valori di trasmittanza ipotizzati), dell’84% per il PVC, dell’83% per l’alluminio-legno e dell’82% per il legno, con “best practice” del 99% per l’alluminio (tecnica, funzionalità, progettazione) e dell’87% per il PVC (LCC).

Nel caso delle facciate continue per gli uffici, i sistemi in alluminio ottengono una performance di sostenibilità complessiva del 92% (LCA, aspetti tecnici, funzionali e di design), contro l’80% del legno-alluminio ed il 76% per il legno; in questo caso le “best practice” ottengono il massimo punteggio.