Codice di prevenzione incendi: la resistenza al fuoco delle strutture

Codice di prevenzione incendi: la resistenza al fuoco delle strutture

La resistenza al fuoco può essere considerata la principale delle misure di strategia antincendio individuate dal Codice di prevenzione incendi. Le definizioni, i livelli di prestazione, gli indici di rischio e il carico d’incendio.

Il Codice di prevenzione incendi rappresenta una nuova metodologia per la valutazione dei rischi di incendio, già utilizzata da anni nei paesi anglosassoni, che consente di pervenire alla soluzione più idonea, con una tecnica molto performante, in funzione della strategia antincendio adottata e delle misure effettivamente messe in campo dal progettista.

Sono possibili soluzioni conformi, direttamente applicabili dal professionista, ed anche soluzioni alternative, per le quali il professionista dovrà giustificare le scelte effettuate mediante idonee valutazioni analitiche. E’ anche ammessa la soluzione in deroga, qualora le soluzioni conformi o le soluzioni alternative non consentono di condurre alla risoluzione del problema.

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Il Codice si applica a determinate attività artigianali ed industriali del decreto del Presidente della Repubblica 1° agosto 2011, n. 151 ma anche ad alcune attività di tipo civile, quali gli uffici, gli edifici scolastici, gli alberghi e le autorimesse, di cui sono state recentemente pubblicate le relative regole tecniche verticali.

La resistenza al fuoco può essere considerata la principale delle misure di strategia antincendio individuate dal Codice di prevenzione incendi ed ha la finalità di garantire la capacità portante delle strutture in condizioni di incendio ed anche la capacità di compartimentazione, per un tempo minimo necessario al raggiungimento degli obiettivi di sicurezza di prevenzione incendi.

Si applicano le seguenti definizioni:

Alle opere da costruzione possono essere attribuiti cinque distinti livelli di prestazione per la resistenza al fuoco, riportati nella seguente tabella:

Livelli di prestazione per la resistenza al fuoco

L’attribuzione dei livelli di prestazione alle attività a rischio avviene sostanzialmente sulla base degli indici di rischio R_vita ed R_beni, individuati come di seguito specificato:

L’indice R_beni è invece calcolato in funzione dell’importanza dell’opera, se di natura strategica o di natura vincolata:

Individuazione di R_beni

I criteri per l’attribuzione dei livelli di prestazione alle attività soggette sono riportati nella tabella che segue:

E’ da notare l’immediato vantaggio del Codice di prevenzione Incendi che ammette il livello I di prestazione per le caratteristiche di resistenza al fuoco delle strutture, in contrapposizione alla norma vigente del decreto del Ministro dell’interno 9 marzo 2007, che invece non consente, nell’ambito delle attività soggette al controllo dei Vigili del fuoco, la realizzazione di simili strutture, destinate al crollo in caso di incendio secondo una precisa previsione progettuale. È il caso, ad esempio, dei magazzini metallici autoportanti, completamente automatizzati, per i quali la protezione antincendio delle strutture non è possibile o conveniente.

Le soluzioni progettuali conformi previste dalla normativa, in funzione dei livelli di prestazione, sono esposte di seguito:

Livello di prestazione I

Deve essere interposta una distanza di separazione su spazio a cielo libero verso gli altri edifici, il cui valore è ricavato secondo il metodo analitico o tabellare indicati al paragrafo relativo alla compartimentazione e non deve comunque risultare inferiore alla massima altezza della costruzione. Per valori di carico di incendio inferiore a 60 MJ/m² la distanza di separazione è di 3,50 m. Per il livello I di prestazione non è richiesta alle strutture alcuna prestazione minima di resistenza al fuoco.

Livello di prestazione II

Deve essere interposta una distanza di separazione su spazio a cielo libero verso gli altri edifici, come previsto per il livello di prestazione I. Le prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni saranno verificate in base agli incendi convenzionali di progetto. La classe minima di resistenza al fuoco deve essere pari almeno a 30 o inferiore, qualora consentita dal livello di prestazione III per il carico di incendio specifico di progetto q_f,d del compartimento in esame.

Livello di prestazione III

Devono essere verificate le prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni in base agli incendi convenzionali di progetto. 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 nella seguente tabella:

Classe minima di resistenza al fuoco

Livello di prestazione IV

Per la verifica della capacità portante in condizioni di incendio si applicano le soluzioni conformi valide per il livello di prestazione III. Il Codice richiede il controllo del danneggiamento di tutti gli elementi di compartimentazione sia orizzontali che verticali ad esclusione delle chiusure dei varchi (porte, serrande e barriere passive) e la verifica dei seguenti limiti di deformabilità nelle condizioni di carico termico e meccanico previste per le soluzioni conformi del livello III:

- δ_v,max/L = 1/30                rapporto tra massima inflessione δ_v,max e la luce L degli elementi caricati verticalmente come travi e solai;

- δ_v,max/L = 1/30                rapporto tra massima inflessione δ_v,max e la luce minima L degli elementi a piastra;

- δ_v,max/h = 1/30       rapporto tra il massimo spostamento di interpiano δ_h,max e l'altezza di interpiano h.

I giunti tra gli elementi di compartimentazione devono essere in grado di assecondare i movimenti previsti in condizioni di incendio ed è possibile impiegare giunti lineari testati in base alla norma EN 1366-4, caratterizzati dalla percentuale di movimento (M%) idonea.

Ai fini della capacità di compartimentazione, gli elementi di chiusura dei vani di comunicazione fra compartimenti devono essere a tenuta di fumo (EI S200) e le pareti devono essere dotate di resistenza meccanica (M) aggiuntiva, per una classe determinata come per il livello di prestazione III.

livello di prestazione V

Ai fini della verifica della capacità portante in condizioni di incendio, della deformabilità (per il danneggiamento strutturale) e della compartimentazione si applicano le prescrizioni valide per il livello di prestazione IV. Il Codice non fornisce soluzioni conformi per la verifica ai fini della funzionalità degli impianti.

Sono ammesse soluzioni alternative per tutti e cinque i livelli di prestazione.

La valutazione del carico di incendio specifico di progetto è effettuata utilizzando la formula già nota, che era stata individuata dal decreto del Ministro dell’interno 9 marzo 2007, di seguito riportata:

q_f,d = δ_q1 ・ δ_q2 ・ δ_n ・ q_f

dove:

q_f,d     carico d'incendio specifico di progetto [MJ/m²]

δ_q1      fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione alla dimensione del compartimento

Parametri per la definizione del fattore δ_q1

δ_q2      fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione al tipo di attività svolta nel compartimento e i cui valori sono definiti nella tabella seguente

Parametri per la definizione del fattore δ_q2

q_f è il valore nominale del carico d’incendio specifico da determinarsi secondo la formula:

dove:

g_i è la massa dell’i-esimo materiale combustibile [kg];

H_i è il potere calorifico inferiore dell’i-esimo materiale combustibile [MJ/kg];

m_i fattore di partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale combustibile, pari a 0,80 per il legno e altri materiali di natura cellulosica e 1,00 per tutti gli altri materiali combustibili;

A è la superficie lorda del piano del compartimento [m2]

ψ_i è il fattore di limitazione della partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale combustibile, i cui valori sono indicati nella tabella seguente:

Fattori di limitazione della partecipazione alla combustione

δ_n=Π_i δ_ni       fattore che tiene conto delle differenti misure antincendio

Una delle misure innovative del calcolo del carico d'incendio è rappresentata dai valori dei coefficienti relativi alle misure antincendio che, rispetto ai valori della precedente normativa, sono differenziati - questa volta correttamente - in funzione dei livelli di prestazione delle misure di protezione attiva che il professionista ha previsto nella realizzazione dell’opera. I valori dei coefficienti sono indicati nella tabella che segue:

L’applicazione della metodologia di calcolo del carico d’incendio, secondo il Codice di prevenzione Incendi, consente di ridurre notevolmente il valore di resistenza al fuoco da attribuire alle strutture, con un notevole risparmio di oneri per la ristrutturazione dei fabbricati a fronte della realizzazione di impianti antincendio con migliori prestazioni. È questo un caso molto ricorrente nella pratica tecnica, in quanto risulta molto difficile, oltre che oneroso, l’adeguamento di una struttura esistente che richiede, nella maggioranza dei casi, anche il fermo della produzione in quanto i lavori di ristrutturazione per la resistenza al fuoco non sono spesso compatibili con la continuità lavorativa.

A titolo di esempio, la previsione di applicare tutte le misure antincendio, secondo i pertinenti livelli di prestazione, consente di ridurre il valore del carico di incendio specifico di progetto fino al 76% del valore originario. Ne consegue che a fronte di un valore di carico di incendio specifico di progetto di 1.210 MJ/m², a cui corrisponde una classe 120, la compensazione con specifiche misure e impianti di protezione attiva consente di ridurre il valore del carico di incendio a 290 MJ/m², corrispondenti ad una classe pari a 15: in questo caso particolare non sarà necessario realizzare opere di protezione ai fini della resistenza al fuoco.

Claudio Giacalone*

* Claudio Giacalone è il Comandante dei Vigili del fuoco di Alessandria. E’ stato Comandante di Belluno, Dirigente Addetto al Comando di Milano ed è stato componente del gruppo di lavoro per la predisposizione del decreto del Presidente della Repubblica 1° agosto 2011, n. 151 e del nuovo Codice di prevenzione incendi. Nell’ambito della speciale Commissione di Vigilanza Integrata per EXPO 2015, ha curato la valutazione dei progetti e le verifiche di sicurezza dei padiglioni nazionali ed esteri dell’esposizione universale di EXPO Milano 2015.

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