La protezione attiva e passiva al fuoco secondo il codice

Protezione attiva e passiva al fuoco

Data pubblicazione: 03/05/2022

Il decreto 3 agosto 2015 nella sezione G. Generalità, in particolare al punto G.1.3, definisce la Prevenzione incendi come una “funzione preminente di interesse pubblico diretta a conse­guire, secondo criteri uniformi sul territorio italiano, gli obiettivi di sicurezza della vita umana, di incolumità delle persone e di tutela dei beni e dell’ambiente attraverso la promozione, lo studio, la predisposizione e la sperimentazione di norme, misure, provvedimenti, accorgimenti e modi di azione intesi ad evitare l’insorgenza di un incendio e degli eventi ad esso comunque connessi o a limi­tarne le conseguenze”.

La riduzione dell’entità dei danni causati, al fine di garantire la sicurezza antincendio, viene affrontata attraverso la definizione, per ciascuna strategia antincendio, delle misure antincendio definite come “categoria omogenea di strumenti di prevenzione, protezio­ne e gestionali per la riduzione del rischio di incendio”.

L’applicazione di misure di prevenzione attraverso accorgimenti tecnici e gestionali consente di ridurre la probabilità che possa verificarsi l’innesco di un incendio, mentre l’adozione di misure di protezione attiva (definita come “insieme delle misure antincendio atte a ridurre le conseguenze di un incendio, che richiedono l’azione dell’uomo o l’attivazione di un impian­to”) e passiva (definita come “insieme delle misure antincendio atte a ridurre le conse­guenze di un incendio, non incluse nella definizione di protezione attiva e non di carattere gestionale”) al fuoco consente di limitare l’entità dei danni che lo stesso può causare.

Le differenze tra Prevenzione e Protezione Antincendio

Lo scopo di una corretta valutazione del rischio incendio è quella di ridurlo fino ad un valore che risulti accettabile attraverso l’adozione di misure di prevenzione e protezione antincendio, le prime riducono “la Probabilità” dell’insorgenza dell’incendio, mentre le seconde riducono “la Magnitudo dei danni”, ovvero l’entità del danno causato dal verificarsi dell’incendio.

La protezione attiva riguarda tutti i dispositivi, i sistemi o gli impianti atti a rilevare, limitare e contenere un incendio, mentre la protezione passiva prevede tutte quelle misure volte a contenere gli effetti dell’incendio sia nello spazio che nel tempo senza il necessario intervento da parte dell’uomo o l’attivazione di un impianto.

La differenza principale tra la protezione attiva e passiva può essere individuata nel rapporto rispetto all’evento incendio: la prima ha bisogno dell’incendio per entrare in gioco, mentre la seconda è sempre presente e funziona a prescindere o meno del verificarsi dell’evento incendio.

La protezione passiva è a tutti gli effetti una misura intrinseca alle caratteristiche della costruzione e dei suoi elementi, in grado di proteggere ciò che è conservato al loro interno per un determinato periodo di tempo senza richiedere alcuna azione umana o impiantistica. Tra le caratteristiche dei sistemi di protezione passiva la principale è sicuramente la resistenza al fuoco, ma possiamo anche annoverare i materiali posti a protezione di elementi strutturali o a delimitazione di compartimenti resistenti al fuoco, o ancora i materiali di finitura aventi un basso grado di combustibilità.

Tra gli elementi che possiedono queste caratteristiche possiamo citare:

• Strutture orizzontali e verticali
• Pareti e solai di compartimentazione
• Barriere antincendio
• Contenitori ignifughi
• Porte e in generale infissi
• Sistemi di ventilazione
• Sistemi di aspirazione

La protezione attiva al contrario riguarda tutti i dispositivi che svolgono un ruolo attivo nell’estinzione dell’incendio, azionabili anche con un’interazione umana, riducendo le conseguenze dello stesso, sia mediante una sua repentina rilevazione che attraverso una rapida estinzione o controllo nella fase di sviluppo. Tra i dispositivi che rientrano in questa categoria, con le caratteristiche tecniche che sono stabilite da specifiche norme di prevenzione incendi (Norme UNI, CEI, ecc.…) possiamo citare:

• Sistemi di allarme incendio: consentono di segnalare tempestivamente il propagarsi del fuoco e dei prodotti della combustione;
• Impianti di rivelazione fumo: consentono di rilevare tempestivamente l’incendio allo scopo di ridurre i tempi di evacuazione e consentire lo spegnimento nella prima fase dell’incendio;
• Estintori: consentono un primo intervento manuale sia da parte delle persone presenti che degli addetti antincendio;
• Reti idranti interne: consentono un intervento tempestivo da parte degli “Addetti antincendi” in caso di incendio prima dell’arrivo dei soccorritori (VVF);
• Reti idranti esterne: consentono un utilizzo sia da parte degli “Addetti antincendi” che da parte dei soccorritori (VVF);
• Impianti automatici di spegnimento: rientrano in questa categoria gli impianti sprinkler, ma anche quelli di estinzione a Gas, CO₂, i Water MIST, e in generale tutti quegli impianti che intervengono in modo automatico per l’estinzione o il controllo dell’incendio;
• Evacuatori di Fumo e Calore: consentono evacuando calore sia di agevolare l’evacuazione delle persone e l’intervento del personale addetto e/o dei soccorritori esterni, sia di proteggere le strutture riducendo il rischio di un collasso strutturale, sia di contenere i danni causati dall’azione del fumo, dei gas e di eventuali sostanze tossiche contenute nei prodotti della combustione;
• Segnaletica di sicurezza: consente di agevolare attraverso delle indicazioni la ricerca delle vie di esodo, dei presidi antincendio e di quant’altro attinente alla sicurezza generale e alla sicurezza antincendio in particolare;
• Illuminazione di Emergenza: consente di illuminare i percorsi di esodo in caso di mancanza di energia elettrica, o qualora l’illuminazione possa risultare anche occasionalmente insuffi­ciente a consentire l’esodo degli occupanti.

Protezione antincendio e relativi elementi

La strategia S.6 Controllo dell’incendio ha come scopo l’individuazione dei presidi an­tincendio da installare nell’attività per:

1. la protezione nei confronti di un principio di incendio;
2. la protezione manuale o automatica, finalizzata all’inibizione o al controllo dell’incendio;
3. la protezione mediante completa estinzione di un incendio.

Per ciascun livello di prestazione il decreto indica le soluzioni conformi o alternative da utilizzare, una Rete Idranti progettata, installata ed esercita secondo la norma UNI 10779 è conside­rata soluzione conforme.

La tabella S.6-11 del codice contiene un elenco delle norme che è possibile utilizzare come riferimento per la progettazione dei sistemi di inibizione, controllo o estinzione degli incendi per la definizione di progetti da utilizzare come soluzioni conformi, ad esempio si applicano le norme UNI EN 12845 per i sistemi sprinkler, la UNI EN 15004-1 per i sistemi a estinguenti gassosi o la UNI EN 16750 per la progettazione, installazione, pianificazione e manutenzione dei sistemi a riduzione di ossigeno.

L’estintore è un presidio di base complementare alle altre misure di protezione attiva e di sicurezza in caso d’incendio. La tipologia degli estintori installati deve essere selezionata sulla base della va­lutazione del rischio e, in particolare:

1. in riferimento alle classi di fuoco di cui alla tabella S.6-4 (es. estintori per classe A, estintori polivalenti per classi AB, estintori per la classe F, …);
2. tenendo conto degli effetti causati sugli occupanti dall’erogazione dell’agen­te estinguente e, qualora richiesto, anche degli effetti causati sui beni protetti (ad esempio apparecchiature elettromedicali, dispositivi elettronici, libri anti­chi o opere d’arte, beni tutelati, …).
3. nei luoghi chiusi, nei confronti dei principi di incendio di classe A o clas­se B, è opportuno l’utilizzo di estintori a base d’acqua (estintori idrici).

La strategia S.7 Rivelazione ed allarme ha come scopo l’individuazione degli impianti da realizzare con l’obiettivo di sorvegliare gli ambiti di una attività, di rivelare preco­cemente un incendio e di diffondere l’allarme al fine di:

1. attivare le misure protettive (es. impianti automatici di inibizione, controllo o estinzione, ripristino della compartimentazione, evacuazione di fumi e calo­re, controllo o arresto di impianti tecnologici di servizio e di processo, …);
2. attivare le misure gestionali (es. piano e procedure di emergenza e di eso­do, …) progettate e programmate in relazione all’incendio rivelato ed all’ambito ove tale principio di incendio si è sviluppato rispetto all’intera at­tività sorvegliata.

Gli impianti di rivelazione ed allarme incendio (IRAI) progettati ed installati se­condo la norma UNI 9795 sono considerati soluzione conforme. Le soluzioni conformi sono descritte in relazione alle funzioni principali e secondarie de­scritte nella norma UNI EN 54-1 e riportate nelle tabelle S.7-5 e S.7-6 del codice.

La strategia S.8 Controllo dell’incendio ha come scopo l’individuazione dei presidi an­tincendio da installare nell’attività per consentire il controllo, l’evacuazione o lo smaltimento dei prodotti della combustione in caso di incendio attraverso la realizzazione di:

1. aperture di smaltimento di fumo e calore d’emergenza del paragrafo S.8.5;
2. sistemi di ventilazione orizzontale forzata del fumo e del calore (SVOF) di cui al paragrafo S.8.6;
3. sistemi per l’evacuazione di fumo e calore (SEFC) descritti al paragra­fo S.8.7.

Si considerano soluzione conforme i SEFC progettati, installati e gestiti in con­formità alle norme:

1. UNI 9494-1, per SEFC ad evacuazione naturale (SENFC)
2. UNI 9494-2, per SEFC ad evacuazione forzata (SEFFC).

La resistenza al fuoco è definita tramite una classe, ovvero “intervallo di tempo espresso in minuti, definito in base al carico di incendio specifico di progetto, durante il quale il compartimen­to antincendio garantisce la resistenza al fuoco. È riferita ad una curva di incen­dio nominale.”, ha quindi come scopo quello di garantire che la capacità portante delle strutture in condizioni di incendio nonché la capacità di compartimenta­zione sia mantenuta per un tempo minimo necessario al raggiungimento degli obiettivi di si­curezza di prevenzione incendi.

Per indicare la capacità di resistenza al fuoco viene utilizzata la parola REI. Si tratta di un acronimo che deriva dai parametri indicati nella definizione stessa di Resistenza al Fuoco: Stabilità meccanica (R), Tenuta ai prodotti della combustione (E) ed isolamento termico (I). La resistenza al fuoco viene espressa utilizzando un valore numerico n (30, 45, 60, 90 …) e indica il tempo in minuti durante i quali la struttura riesce a garantire le caratteristiche di resistenza al fuoco sopra citate.

Per la verifica delle soluzioni conformi per il livello di prestazione III le prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni devono essere verificate in base agli incendi convenzionali di progetto come previsto al paragrafo S.2.5, inoltre la classe minima di resistenza al fuoco è ricavata per compartimento in relazio­ne al carico di incendio specifico di progetto q_f,d come indicato in tabella S.2-3.

Le modalità di verifica della resistenza al fuoco

Il D.M. 03/08/2015 prevede che le prestazioni di resistenza al fuoco dei prodotti e degli elementi costruttivi possono essere determinate in base ai risultati di prove, calcoli o confronti con tabelle.

Nel paragrafo S.2.13 si fa riferimento alle verifiche con il metodo sperimentale, metodo che è da considerare semplice a livello di progettazione, ma risulta oneroso per il cliente. Le prove di resistenza al fuoco hanno l’obiettivo di valutare il comportamento al fuoco dei prodotti e degli elementi costruttivi, sotto specifiche condizioni di esposizione e attraverso il rispetto di misurabili criteri prestazionali. Le condizioni di esposizione, i criteri prestazionali e le procedure di classifica­zione da utilizzare nell’ambito delle prove di cui al comma 1 del paragrafo S.2.13 Modalità per la classificazione in base ai risultati di prove sono indicate nel­le parti 2, 3 e 4 della norma EN 13501.

Nel paragrafo S.2.15 si fa riferimento alle verifiche con il metodo tabellare, metodo che si può definire come il più semplice al quale il professionista può ricorrere. I valori con­tenuti nelle tabelle sono il risultato di campagne sperimentali e di elaborazioni numeriche e si riferiscono alle tipologie costruttive e ai materiali di maggior im­piego. Detti valori, pur essendo cautelativi, non consentono estrapolazioni o in­terpolazioni tra gli stessi oppure modifiche delle condizioni di utilizzo. L’uso delle tabelle è strettamente limitato alla classificazione di elementi co­struttivi per i quali è richiesta la resistenza al fuoco nei confronti della curva temperatura-tempo standard di cui al paragrafo S.2.7 comma 1 e delle altre azioni meccaniche previste in caso di incendio.

Nel paragrafo S.2.14 si fa riferimento alle verifiche con il metodo analitico, ovvero la classificazione in base ai risultati di calcoli, che ha l’obiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti, separanti o non separanti, resisten­ti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue intera­zioni con altri elementi, sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e at­traverso il rispetto di criteri prestazionali e l’adozione di particolari costruttivi.

I metodi di calcolo per la verifica analitica della resistenza al fuoco sono quelli con­tenuti negli Eurocodici di seguito indicati, completi delle appendici contenenti i parametri definiti a livello nazionale (NDPs):

1. EN 1991-1-2 “Azioni sulle strutture – Parte 1-2: Azioni generali – Azioni sul­le strutture esposte al fuoco”;
2. EN 1992-1-2 “Progettazione delle strutture di calcestruzzo – Parte 1-2: Re­gole generali – Progettazione strutturale contro l’incendio”;
3. EN 1993-1-2 “Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-2: Regole generali – Progettazione strutturale contro l’incendio”;
4. EN 1994-1-2 “Progettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo – Par­te 1-2: Regole generali – Progettazione strutturale contro l’incendio”;
5. EN 1995-1-2 “Progettazione delle strutture di legno – Parte 1-2: Regole ge­nerali – Progettazione strutturale contro l’incendio”;
6. EN 1996-1-2 “Progettazione delle strutture di muratura – Parte 1-2: Regole generali – Progettazione strutturale contro l’incendio”;
7. EN 1999-1-2 “Progettazione delle strutture di alluminio – Parte 1-2: Regole generali – Progettazione strutturale contro l’incendio”;

I metodi di calcolo per la verifica analitica della resistenza al fuoco offrono al progettista la possibilità di sfruttare pienamente le proprie capacità ingegneristiche, analizzando sia le sollecitazioni che agiscono sulla struttura sia l’andamento delle temperature all’interno della sezione analizzata.

Il Codice di Prevenzione Incendi al punto S.2.8.1 stabilisce che la capacità del sistema strutturale, in caso di incendio, viene determinata in funzione della capacità portante propria degli elementi strutturali singoli, di parti di struttura o di tutto il sistema costruttivo, incluse le condizioni di carico e di vincolo e tenendo conto, se presenti, dei materiali protettivi.

Il codice stabilisce che tranne quando si fa riferimento ad una curva nominale d’incendio o è riconoscibile a priori che esse sono trascurabili o favorevoli, le deformazioni ed espansioni imposte o impedite, dovute ai cambiamenti di temperatura per effetto dell’esposizione al fuoco, producono sollecitazioni indirette, forze e momenti nei singoli elementi strutturali che devono essere tenuti in considerazione.

Questa precisazione, ribadita anche dalla nota del Ministero dell’Interno prot. N. 9962 del 24/07/2020, prevede, in caso si utilizzino le curve naturali di incendio per verificare elementi strutturali senza protezione, di considerare le sollecitazioni indirette che si generano per deformazione o espansione, imposte o impedite, durante l’esposizione all’incendio, a meno che sia facilmente riconoscibile che queste sono trascurabili o favorevoli.

La verifica analitica con curva naturale di incendio realizzata con i criteri della Fire Safety Engineering prevede quindi i seguenti passi:

• Determinazione della variazione della temperatura nel tempo o definizione della curva naturale di incendio di progetto attraverso una modellazione con un programma di fluidodinamica computazionale (CFD), in genere si utilizza il Fire Dynamics Simulator (FDS) del National Institute of Standards and Technology, mediante l’apposizione di termocoppie virtuali all’interno dell’ambiente di simulazione in corrispondenza delle sezioni più significative degli elementi strutturali.
• Calcolo con un modello agli elementi finiti (Ansys, Adina, Straus, Safir) per ottenere il comportamento dell’intero complesso strutturale o di parte di esso, sotto l’azione del fuoco rappresentato dalle curve naturali di incendio, nelle ipotesi di carico e di calcolo previste dalle NTC.
• Calcolo del singolo elemento nel caso in cui riconoscibile a priori che le deformazioni ed espansioni imposte o impedite, dovute ai cambiamenti di temperatura per effetto dell’esposizione al fuoco, producono sollecitazioni indirette, forze e momenti che possono essere trascurabili o favorevoli.

Le soluzioni Namirial per la protezione Attiva e passiva

La suite dei programmi Namirial CPI Win® Impianti contente una progettazione professionale per il dimensionamento degli impianti antincendio, in particolare ad idranti / naspi / monitori, sprinkler, CO2 e dei sistemi di rivelazione ed evacuazione del fumo e calore.

Il modulo CPI Win® Evacuatori fumo consente il dimensionamento o la verifica di impianti di evacuazione fumo e calore in conformità alla UNI 9494 parte 1 e 2.

Il modulo CPI Win® Rivelatori incendi consente il dimensionamento o la verifica di impianti di rivelazione incendi (fumo e calore) in conformità alla UNI 9795.

Il modulo CPI Win® SPIDI consente il dimensionamento o la verifica di impianti di tipo sprinkler, idranti o impianti misti, nel rispetto delle UNI EN 12845, UNI 10779 ed NFPA 13.

La suite dei programmi Namirial CPI Win® REI consentono la verifica analitica di resistenza al fuoco di strutture in calcestruzzo armato e calcestruzzo armato precompresso, murature, profili in acciaio e strutture in legno.

Definita la struttura da verificare, si procede ad impostare i fronti di fuoco ai quali è esposta la sezione, indicando, se presenti, gli elementi di protezione. L’analisi termica verificherà la distribuzione delle temperature all’interno della struttura. Per il calcolo delle isoterme è possibile scegliere una curva naturale di incendio, ottenuta tramite l’applicazione dei principi della Fire Safety Engineering attraverso il software Namirial CPI Win® FSE oppure una curva nominale standard.

La verifica di resistenza verrà eseguita agli stati limite ultimi, aggiungendo le sollecitazioni che gravano sulla struttura e impostando il valore relativo al coefficiente di sicurezza: per ogni passo stabilito verrà verificato il comportamento termico e di resistenza dell’elemento oggetto di verifica. I risultati di calcolo verranno esportati in una relazione dettagliata e personalizzabile.

Attraverso il software CPI Win® Modelli i risultati delle verifiche di resistenza al fuoco vengono assemblati per la compilazione del modello PIN 2.2 CERT. REI da presentare ai VVF insieme al modello PIN 2 SCIA, correlato o a seguito della relazione tecnica che descrive il rispetto dei requisiti di prevenzione incendi per l’attività in esame.

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Il programma CPI win® Attività consente di poter analizzare le varie attività nel rispetto delle regole tecniche verticali in vigore, della RTO D.M. 18 ottobre 2019.

La validità del prodotto CPI WIN® Attività è stata ufficialmente riconosciuta dalla Rete Professioni Tecniche che, dopo aver analizzato nel dettaglio le funzionalità innovative del software CPI WIN® Attività come strumento di supporto alla progettazione, con nota prot. 675/2018 del 30 luglio 2018 ATTESTA che la ditta NAMIRIAL S.p.A. ha sviluppato un programma informatico di ausilio alla progettazione avanzata mediante il Codice di prevenzione incendi (D.M. 03/08/2015), che soddisfa sostanzialmente i requisiti tecnici indicati nell’AVVISO in oggetto.

NAMIRIAL S.p.A. potrà quindi qualificare il programma di progettazione con il Codice di prevenzione incendi con la seguente iscrizione:

 

“Programma rispondente ai requisiti tecnici individuati dalla Rete delle Professioni Tecniche per la progettazione avanzata con il Codice di prevenzione incendi (D.M. 03/08/2015).”

AVVISO R.P.T. del 13/09/2017.

 

 

 

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