Materiali Edili: Stop agli Sprechi! Come Scegliere i Migliori con BIM e Decisioni Intelligenti

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di un argomento che mi sta particolarmente a cuore e che, credetemi, riguarda tutti noi: come costruiamo e come possiamo farlo in modo più intelligente. Sapete, il settore delle costruzioni è un vero colosso, ma ha anche un impatto ambientale notevole. Pensate che a livello mondiale è quello che consuma più energia e che produce una bella fetta di emissioni di CO2. E le nostre case? Beh, da sole si pappano quasi un terzo dell’energia primaria. Insomma, c’è da rimboccarsi le maniche!

Il Problema: Costi, Energia e CO2

Quando si progetta un edificio, soprattutto residenziale, ci sono un sacco di decisioni da prendere. Una delle più cruciali riguarda i materiali per l’involucro, cioè muri e finestre. Tradizionalmente, la scelta si basa molto (troppo!) sui costi iniziali. Ma se vi dicessi che guardare solo al portafoglio nell’immediato potrebbe costarvi di più nel lungo periodo, sia in termini di bollette energetiche che di impatto sul nostro pianeta?

Ogni materiale ha una sua “storia energetica”. C’è l’energia incorporata, che è tutta l’energia usata per estrarre le materie prime, trasportarle, lavorarle e assemblarle. Poi c’è l’energia operativa, quella che l’edificio consumerà una volta abitato, per riscaldamento, raffrescamento, illuminazione. Quest’ultima di solito è la fetta più grossa (circa l’80%), ma quel 20% di energia incorporata non è affatto da sottovalutare! Ridurre entrambe significa meno CO2 e bollette più leggere. Sembra un sogno, vero?

La Svolta: BIM e MCDM al Servizio della Sostenibilità

E qui entra in gioco la tecnologia, o meglio, un approccio integrato che mi ha davvero affascinato. Parlo della combinazione tra BIM (Building Information Modelling) e MCDM (Multi-Criteria Decision Making). Non spaventatevi per gli acronimi, ora vi spiego!

Il BIM, per farla semplice, è come creare un gemello digitale super dettagliato del vostro edificio prima ancora di posare il primo mattone. Questo modello 3D non è solo bello da vedere, ma contiene un sacco di informazioni: dai materiali alle loro proprietà termiche, ai costi. Strumenti come Autodesk Insight, integrati nel BIM, permettono di fare simulazioni energetiche pazzesche, ottimizzando il progetto fin dalle prime fasi.

L’MCDM, invece, è una famiglia di metodi che ci aiuta a prendere decisioni complesse quando ci sono tanti criteri da considerare contemporaneamente. Immaginate di dover scegliere un’auto: guardate il prezzo, i consumi, la sicurezza, il design… L’MCDM fa qualcosa di simile, ma in modo molto più strutturato e scientifico. Nello studio che vi racconto, è stato usato un metodo specifico chiamato TOPSIS, che in pratica cerca la soluzione “ideale” e classifica le alternative in base a quanto le si avvicinano.

L’Esperimento: Muri e Finestre Sotto la Lente

Ma veniamo al sodo. Dei ricercatori hanno voluto mettere alla prova questo approccio integrato per selezionare i materiali dell’involucro edilizio. Hanno preso un edificio residenziale tipo (un G+3, per la precisione) localizzato a Pune, in India, e hanno iniziato a “giocare” con i materiali.

Hanno creato una matrice con ben 30 combinazioni diverse, frutto dell’incrocio tra cinque tipi di materiali per le pareti e cinque tipi di vetro per le finestre (più un caso base per le finestre). Quali materiali? Eccoli:

• Mattoni rossi tradizionali in argilla
• Mattoni in ceneri volanti (fly ash bricks)
• Blocchi in calcestruzzo aerato autoclavato (AAC blocks)
• Mattoni stampati a tavola (table-molded brick – TBM)
• Mattoni Fal-G
• Mattoni a base di cenere di bagassa di canna da zucchero (SBA bricks)

Per i vetri, hanno considerato diverse proprietà chiave come la trasmittanza visibile (VT), il coefficiente di apporto solare (SHGC) e il valore U (la trasmittanza termica, più è bassa meglio è).

Utilizzando software BIM come Revit e Insight 360, hanno analizzato ogni combinazione secondo tre criteri fondamentali: costo, energia operativa (quella consumata durante l’uso dell’edificio) e energia incorporata (quella “nascosta” nei materiali). Hanno assegnato dei pesi a questi criteri: 0.4 per il costo, 0.3 per l’energia operativa e 0.3 per l’energia incorporata. Poi, via con l’analisi TOPSIS per stilare una classifica!

I Risultati: Chi Ha Vinto la Sfida?

Ebbene, i risultati sono stati illuminanti! La combinazione che si è piazzata al primo posto, con un punteggio di somiglianza alla soluzione ideale di 0.91012, è stata quella composta da mattoni SBA (cenere di bagassa di canna da zucchero) abbinati al tipo di vetro W1. In generale, tutte le combinazioni con mattoni SBA si sono comportate egregiamente, occupando le prime cinque posizioni della classifica. Questo suggerisce che questi materiali, spesso derivati da scarti agricoli locali, leggeri e con buone proprietà isolanti, sono una scelta eccellente per ridurre i costi complessivi e l’impatto energetico.

All’estremo opposto, la combinazione meno performante, classificatasi decima con un punteggio di 0.37837, è stata quella con mattoni Fal-G e vetro W1. Questo dimostra come la scelta dei materiali possa fare una differenza enorme!

È interessante notare che, considerando i singoli aspetti, i risultati potevano variare. Ad esempio, per la sola energia operativa, la combinazione SBA + W5 era ottima. Per il costo, SBA con la finestra base era vantaggiosa. Per l’energia incorporata, i mattoni Fal-G con la finestra base spiccavano. Ma è proprio qui la forza dell’approccio MCDM: permette di bilanciare tutti questi aspetti e trovare il compromesso migliore.

Cosa Significa Tutto Questo per Noi?

Beh, significa che abbiamo strumenti potentissimi per progettare edifici che non siano solo belli, ma anche efficienti dal punto di vista energetico, economici nel ciclo di vita e a basso contenuto di carbonio. Questo approccio aiuta i progettisti e i committenti a fare scelte più consapevoli fin dall’inizio, andando oltre la semplice valutazione del costo iniziale.

Pensateci: ridurre l’energia operativa significa bollette più basse per chi abita l’edificio e meno stress sulla rete elettrica. Ridurre l’energia incorporata significa un minore sfruttamento delle risorse e meno emissioni durante la produzione dei materiali. È un circolo virtuoso!

Certo, questo studio si è concentrato su materiali specifici e un contesto climatico particolare (quello di Pune), ma il metodo è assolutamente replicabile e adattabile. Si potrebbero testare altri materiali innovativi, come i blocchi CLC o mattoni derivati da altri tipi di ceneri, e confrontare i risultati usando anche altri metodi MCDM (come AHP, PROMETHEE, ecc.) per validare ulteriormente le scelte.

In conclusione, l’integrazione tra BIM e MCDM come il TOPSIS non è solo un esercizio accademico, ma una strada concreta per rivoluzionare il modo in cui selezioniamo i materiali da costruzione. È un passo fondamentale verso un’edilizia davvero sostenibile, capace di offrirci comfort, risparmio e un futuro più verde. E io non vedo l’ora di vedere sempre più progetti che abbracciano questa filosofia!

Fonte: Springer