Per realizzare edifici sostenibili a basso ambientale, è possibile adottare, oltre ad apparecchiature e impianti efficienti, un metodo innovativo di appalto delle fasi di progettazione e di esecuzione dei lavori, basato sulla prestazione energetica.
Gli effetti della scelta del metodo di appalto dei servizi di progettazione e di esecuzione delle opere sui risultati in termini di qualità della progettazione e di risultati operativi di un edificio, e quindi sulle sue prestazioni ambientali, sono purtroppo ancora ampiamente sottovalutati
Il metodo d’appalto tradizionale prevede l’affidamento delle attività di progettazione e realizzazione a soggetti diversi tra loro. Questo approccio prevede tre fasi distinte: la progettazione, l’offerta e la costruzione, il tutto definito in lingua inglese con il termine Design/Bid/Build.
La fase iniziale del processo di progettazione comprende uno stadio di definizione nel quale il committente viene affiancato dai diversi professionisti per stabilire lo scopo specifico del progetto. Queste informazioni vengono utilizzate per preparare i documenti d’appalto (progetto esecutivo), che sono messi a disposizione delle imprese prequalificate (ed eventualmente anche di subappaltatori) per la presentazione delle offerte. Normalmente viene scelta la proposta che presenta il prezzo inferiore e l’impresa può quindi iniziare l’esecuzione dell’opera.
Il principale vantaggio di questo metodo è quello di ottenere, solitamente, il costo delle opere più basso. L’aspetto negativo è rappresentato dal fatto che non esiste alcun coinvolgimento delle imprese nello sviluppo dei concetti di sostenibilità ambientale.
Un approccio diverso, molto diffuso all’estero e invece pressoché sconosciuto nel nostro paese, è quello definito come Design/Build. Il metodo prevede l’affidamento delle attività di progettazione e costruzione a un singolo soggetto, costituito generalmente dall’impresa generale (il cosiddetto General Contractor). La gara prevede che le imprese prequalificate rispondano a una richiesta di offerta tecnico-economica. Questa è solitamente costituita da un documento (progetto preliminare) che definisce lo scopo generale dell’opera sulla base del quale devono essere presentate delle proposte tecnico-economiche in grado di realizzarla. L’attività di progettazione esecutiva dell’opera deve essere inclusa nell’offerta dell’impresa. Il team responsabile della formulazione della proposta tecnico-economica comprende in genere l’architetto, i progettisti delle varie discipline coinvolte e una o più imprese con i relativi subappaltatori. L’intero team resta in attività fino al momento in cui l’opera viene consegnata al committente. Nello sviluppo del progetto esecutivo il team deve rispondere ai requisiti definiti nello scopo originale del lavoro.
Questo metodo garantisce la condivisione da parte del team dell’appaltatore degli obiettivi riguardanti la progettazione e il funzionamento dell’edificio. Esso peraltro comporta una distribuzione non uniforme del rischio tra i membri del team che presenta l’offerta. Inoltre, i progettisti non agiscono più come consulenti del committente ma dell’impresa.
È importante sottolineare che, a prescindere dal tipo di metodo scelto, prima della richiesta di un’offerta il team di progettazione e l’impresa dovrebbero essere sempre prequalificati per poter eseguire il lavoro. La fase di prequalificazione prevede la raccolta di una serie di informazioni che possono essere utili nella scelta delle imprese invitate:
- esperienze in lavori simili;
- referenze di lavori eseguiti;
- capacità finanziaria;
- risorse tecniche e di manodopera.
Questi dati costituiscono tutti fattori importanti per la valutazione di un team che deve essere invitato a partecipare ad una gara, ma ognuno di essi può avere un peso più o meno rilevante a seconda dell’opera che deve essere progettata e realizzata.
Un metodo innovativo
In un mondo ideale, adottando uno dei due metodi d’appalto sopra descritti, il committente che vuole costruire un nuovo edificio spiega quali sono i suoi obiettivi a progettisti e contractor incaricati che lo devono realizzare. Dodici mesi dopo l’assegnazione dell’appalto, l’edificio viene consegnato e soddisfa le aspettative, gli occupanti sono tutti felici e le bollette corrispondono all’analisi energetica del progetto. Tutto semplice, non è vero?
Sfortunatamente, come sappiamo, le cose non stanno esattamente in questo modo. I tempi per la progettazione e la costruzione sono sempre molto ristretti e le decisioni devono essere prese in base alle necessità del momento. Anche in presenza di obiettivi chiari relativi all’efficienza energetica, non tutti i soggetti coinvolti basano le proprie decisioni sul potenziale impatto che esse possano avere su tali obiettivi. I progetti di dettaglio spesso sono ancora in fase di elaborazione dopo l’inizio della costruzione.
Di conseguenza, come è possibile realizzare un edificio che soddisfi davvero i requisiti prestazionali del committente? Quali team sono in grado di elaborare una proposta di valore e fornire i risultati attesi? Come è possibile incoraggiare e motivare i team di progettazione e costruzione?
Negli Stati Uniti alcuni committenti illuminati stanno adottando una variante al metodo d’appalto di tipo Design/Build concepita per essere in grado di garantire le prestazioni richieste utilizzando un obiettivo energetico assoluto e misurabile fissato all’inizio del processo d’appalto, prima della progettazione. In pratica questo approccio per l’appalto dei lavori mira a stabilire e raggiungere obiettivi tangibili di prestazione energetica.
Per approfondire la conoscenza di questo metodo è utile esaminare due recenti progetti per i quali è stato adottato questo approccio più aperto e collaborativo per l’affidamento dei servizi di progettazione e costruzione.
Il primo si riferisce al progetto di un nuovo complesso residenziale per studenti realizzato nel 2016 presso il campus dell’università di Chicago con una superficie complessiva di circa 36.000 m2 (figura 1). Dati gli obiettivi di riduzione del consumo di energia a livello di campus, questo progetto, ha adottato un sistema efficace per stabilire un nuovo target basato sulle prestazioni energetiche degli edifici.
Il progetto del Research Support Facility (RSF) del National Renewable Energy Laboratory (figura 2), realizzato nei pressi di Denver, ha invece voluto dimostrare la possibilità di integrazione delle buone pratiche di progettazione e aggiudicazione ad alte prestazioni in modo replicabile. Completato nel 2010, questo edificio per uffici presenta una superficie complessiva di circa 33.000 m2 e ha raggiunto sia lo stringente obiettivo basato sulle prestazioni sia il target di energia netta zero. Entrambi i progetti sono caratterizzati da particolari requisiti progettuali e dall’adozione della stessa metodologia per conseguire obiettivi di prestazione energetica reali e misurabili.
Questo nuovo metodo contrattuale di affidamento fornisce anche un incentivo a costruire in modo più efficiente, incoraggia il team ad andare oltre i requisiti minimi di legge e fornisce un eccellente ritorno sugli investimenti con rischi limitati. Il committente guida la progettazione basata sulle prestazioni fin dalla fase preliminare affinché il team di progettazione disponga della flessibilità necessaria per fornire una soluzione in linea con la situazione di mercato.
In pratica il committente, attraverso i propri consulenti, provvede a definire un quadro generale che prevede le seguenti sette attività:
- Definizione di un importo bloccato per la costruzione nella fase di pianificazione dell’intervento.
- Definizione del requisito di prestazione energetica dell’edificio.
- Allineamento delle metriche adottate ai criteri prestazionali.
- Sviluppo del documento per la richiesta d’offerta.
- Invito a proporre soluzioni che soddisfino i requisiti prioritari.
- Verifica continua del requisito energetico.
- Misurazione delle prestazioni energetiche dopo il completamento.
Attraverso queste sette fasi il committente seleziona il miglior team di Design/Build che è responsabile per la progettazione, la costruzione e la consegna del progetto che deve soddisfare i requisiti contrattualmente proposti. Tutto ciò deve essere ottenuto rispettando ovviamente anche il programma lavori stabilito e il prezzo bloccato. L’efficacia di questo approccio risiede nella semplice chiarezza della dichiarazione dell’obiettivo di prestazione energetica, costituito da un unico numero che viene misurato alla fine del contratto. In questo modo la qualità e l’efficienza operativa possono essere misurate con la stessa facilità del budget e del programma lavori stabiliti in fase di aggiudicazione.
L’importo bloccato
La prima fase consiste nel definire un importo bloccato dei lavori in fase di pianificazione dell’intervento. La presenza di un obiettivo energetico non dovrebbe incidere sul budget se il progetto consente meccanismi di feedback in relazione alla situazione di mercato. La domanda deve essere semplicemente capovolta: “Se questo è il budget e si desidera raggiungere un certo indice di prestazione energetica, quale tipo di edificio e di impianti consentono di ottenere entrambi gli obiettivi?” I due casi di studio illustrati di seguito hanno affrontato l’aspetto relativo al budget del progetto allo stesso modo dei tradizionali metodi di appalto. In entrambi i casi è stato deciso di essere concorrenziali con i tipici edifici commerciali e istituzionali ad alta efficienza energetica.
Il requisito di prestazione energetica
Il secondo step prevede la determinazione del requisito di prestazione energetica dell’edificio. Stabilire un obiettivo di prestazione misurabile rappresenta la differenza chiave in questo approccio. Nei tipici progetti, il budget e il programma lavori risultano spesso in un rapporto molto stretto tra loro, mentre le prestazioni energetiche effettive vengono solitamente demandate alle società di gestione e manutenzione successivamente alla consegna. Un componente chiave di questo nuovo approccio è invece costituito dal fatto che la prestazione energetica dell’edificio resta responsabilità dell’appaltatore. Poiché il progetto prevede un valore di target per il consumo di energia che viene monitorato durante la progettazione e la costruzione, risulta possibile misurare il successo del progetto una volta avviato l’utilizzo dell’edificio.
Stabilire il valore numerico dell’obiettivo energetico può essere fatto in modo flessibile in base alle esigenze del committente. Le metriche più comuni possono essere l’indice di prestazione energetica (kWh/m2.anno), il valore assoluto del consumo totale di energia (kWh elettrici e/o Nm3 di gas) oppure obiettivi di consumo delle diverse fonti di energia espressi in valore parametrico (kWh/m2 e Nm3/m2). Numerosi progetti hanno sfruttato i dati relativi ad altri edifici appartenenti allo stesso committente, le prestazioni di edifici simili, le banche dati sulle prestazioni energetiche e i modelli energetici sviluppati nella fase di concept. Alla fine, l’obiettivo è quello di elaborare un contesto di dati sufficiente per trovare un target pertinente alle diverse esigenze del committente. Al contrario, molti processi di progettazione ad alte prestazioni di tipo tradizionale stabiliscono un valore relativo a parametri immateriali e non misurabili (come ad esempio quelli che derivano dalla modellazione effettuata secondo i requisiti di legge). Ciò rende molto problematico definire e comunicare quali devono essere le caratteristiche di un progetto dal punto di vista delle reali prestazioni energetiche. Ad esempio, il fatto di stabilire che l’edificio deve avere un indice energetico inferiore a 625 MJ/m2.anno, risulta molto più efficace rispetto a imporre una riduzione del 30% rispetto al valore minimo di legge oppure allo standard ASHRAE/IES 90.1. Affinché un target venga raggiunto l’obiettivo energetico deve essere espresso mediante un numero assoluto e tangibile.
Allineare le metriche ai criteri prestazionali
Tutti i problemi di natura ingegneristica sono definiti da specifiche variabili dipendenti e indipendenti. Nell’impostare le tre variabili indipendenti fondamentali (budget, tempo e consumo di energia) questo nuovo approccio deve includere altre variabili dipendenti per poter sviluppare una soluzione. Entrambi i progetti di seguito presentati si sono basati su criteri prestazionali suddivisi su più livelli per consentire la flessibilità necessaria.
Nel caso del NREL sono stati stabiliti tre livelli:
- Mission critical: molto spesso visti come variabili indipendenti, essi rappresentano le metriche fondamentali per il successo del progetto e quindi devono essere sempre previsti.
- Fortemente auspicabili: sono gli obiettivi primari che contribuiscono al successo del progetto e alla soddisfazione del committente. Se essi non sono previsti, devono essere ben chiarite le ripercussioni sul risultato.
- Se possibili: sono gli obiettivi che, se previsti, consentono di ottenere benefici rilevanti.
In questo modo è stato possibile creare un quadro generale per il raggiungimento dell’obiettivo. I parametri prestazionali adottati per il progetto del NREL sono illustrati nella tabella 1.
Tabella 1 – Criteri prestazionali e metriche adottate per il progetto RSF del National Renewable Energy Laboratory.
Mission critical
- Garantire la sicurezza delle prestazioni lavorative e di progettazione
- Certificazione LEED Platinum
- Apparecchiature con certificazione Energy Star o superiore
Fortemente auspicabile
- Affollamento di 800 persone (poi portato a 822)
- Consumo energetico di 79 kWh/m2 incluso il data center
- Integrazione con il progetto architettonico
- Garantire le esigenze future del personale
- Risparmio energetico misurabile superiore al 50% rispetto a standard ASHRAE 90.1
- Supporto a cultura e servizi
- Edificio espandibile
- Ergonomia
- Spazi di lavoro flessibili
- Supporto alle future tecnologie
- Documentazione per produrre un manuale d’uso
- Campagna di PR implementata in tempo reale a beneficio del committente e del team di progettazione/costruzione
- Collaborazione sicura con il personale esterno
- Sviluppo modello BIM
- Completamento sostanziale nei tempi fissati
Se possibili
- Approccio progettuale a energia netta zero
- Edificio più efficiente dal punto di vista energetico a livello mondiale
- Certificazione LEED Platinum Plus
- Risparmio energetico superiore del 50% rispetto a baseline ASHRAE
- Display in tempo reale dell’efficienza energetica
- Supporto per visite del pubblico
- Ottenimento di premi e riconoscimenti a livello nazionale e globale
- Supporto al turnover del personale
Preparare la richiesta d’offerta
Il committente deve sviluppare un documento RFP (Request For Proposal) chiaro e completo da trasmettere ai team di Design/Build che partecipano alla gara d’appalto. Le metriche, il target energetico e gli obiettivi del progetto devono essere indicati in modo chiaro nel documento RFP. L’importanza di stabilire questa metodologia è fondamentale per il successo del progetto. L’analisi e la presentazione delle prestazioni energetiche possono variare notevolmente da un team di progettazione all’altro. Stabilendo un protocollo per la presentazione della documentazione di supporto dell’offerta, i diversi team di progettazione possono comunicare con il committente mediante una comune terminologia pur avendo la possibilità di dimostrare il valore della propria proposta.
Stimolare proposte in grado di soddisfare i requisiti
Come sarà illustrato nei casi di studio, una gara di progettazione costituisce l’approccio più efficace per la scelta del team di progettazione e realizzazione poiché consente al committente di selezionare il soggetto in grado di soddisfare meglio i requisiti del progetto. Utilizzando questo approccio, i team sviluppano i documenti per la presentazione del progetto ed effettuano gli incontri necessari con il committente che consentano di delineare l’approccio proposto per raggiungere gli obiettivi del progetto. Ogni documento viene quindi esaminato dal committente in relazione ai tipici requisiti di aggiudicazione e ai criteri di prestazione energetica. Lo scopo è quello di verificare che il team abbia compreso appieno quali sono questi criteri, che i documenti trasmessi dal team riflettano l’esperienza necessaria per raggiungere l’obiettivo e, soprattutto, che il consumo di energia dichiarato rappresenti un obiettivo realistico,
È fondamentale che l’esame della proposta includa un confronto esatto dei modelli energetici sviluppati dal team in relazione alle prestazioni energetiche dichiarate. Questa analisi può essere effettuata da personale interno allo staff del committente oppure da un consulente indipendente di terza parte che abbia familiarità con le pratiche di progettazione e appalto.
Il controllo continuo del requisito energetico
Una volta selezionato il team vincitore, il processo passa rapidamente allo sviluppo del progetto. Gran parte dell’elaborazione dell’idea progettuale è già avvenuta durante la fase di gara e gli obiettivi del committente sono già allineati con l’approccio adottato dal team di progetto. Ora il progetto può iniziare immediatamente a dare vita alle soluzioni. Un aspetto innovativo rilevante del metodo è costituito dal fatto che l’obiettivo energetico viene comunicato con la stessa frequenza del budget e la della tempistica, o forse ancora di più. Esso viene controllato e aggiornato per tutta la durata del progetto, dalla RFP fino al completamento sostanziale.
Quando risulta necessario definire requisiti e prendere decisioni sul progetto, il committente e il team si devono porre la domanda non solo se il budget e il programma lavori vengono rispettati ma anche se e in quale modo tali decisioni influiscono sulle prestazioni energetiche.
Misurare le prestazioni energetiche dopo la fine lavori
Stabilire il target energetico garantisce che l’edificio inizi la propria vita operativa su un percorso virtuoso ad alte prestazioni. La RFP dovrebbe inoltre specificare un periodo predefinito in cui il committente e il team di progettazione/costruzione provvedano a monitorare le prestazioni energetiche effettive dell’edificio (da 12 a 18 mesi). Sebbene le prestazioni siano probabilmente misurate durante l’intero periodo, questa clausola prevede il passaggio contrattuale di responsabilità in base al quale il personale della struttura del committente provvede a garantire a le elevate prestazioni dell’edificio. Questo periodo può costituire una pietra miliare per qualsiasi clausola basata su incentivi o trattenute dichiarati nel contratto. Esso fornisce inoltre un ottimo punto di transizione verso il commissioning basato sul monitoraggio o altri programmi di manutenzione continua. Da un punto di vista della qualità dell’opera, in questo modo è anche possibile effettuare un fine tuning del controllo di qualità durante tutto il processo poiché il team sa che il modello doveva rappresentare la situazione as-built. Ciò garantisce un efficace processo di commissioning e di verifica utilizzando un passaggio semplice e misurabile.
Conclusioni
L’innovazione nasce quando coesistono difficoltà, sfide e opportunità, tutti fattori che rappresentano la più grande spinta verso il cambiamento. Per l’industria delle costruzioni è ormai arrivato il momento di adottare nuovi strumenti anche per quanto riguarda l’appalto dei servizi di progettazione e realizzazione delle opere, andando oltre a ciò che è stato fatto finora, in modo da garantire il raggiungimento di obiettivi tangibili dal punto di vista energetico e ambientale. I casi di studio illustrati dimostrano i risultati tangibili che si possono raggiungere con questo nuovo approccio.
di Luca Stefanutti
Immagini: Studio Gang, Tom Harris, Steve Hall, Hedrich Blessing, Frank Ooms.
Bibliografia
McMillen, Paul Torcellini, S. Ray, K. Rodgers, Procurement Path for Energy-Efficient Buildings, ASHRAE Journal, Aprile 2015
