In tema di rivestimenti protettivi aventi l’obiettivo principe di migliorare i requisiti di resistenza meccanica “R” degli edifici,
abbiamo analizzato gli intonaci, le lastre e le vernici intumescenti.

In merito proprio alle vernici, in questo articolo andremo più nel dettaglio riguardo la modalità di calcolo dello spessore di tintura intumescente
da utilizzare su una struttura in acciaio.

L’attuale quadro normativo italiano che riguarda la prevenzione incendi trova un importante strumento in una “nuova disciplina” che si è affermata negli ultimi decenni: la Fire Safety Engineering (FSE), introducendo un futuro in cui il sistema normativo di tipo verticale lascerà posto a un insieme di soluzioni tecniche flessibili e aderenti alle specifiche esigenze delle diverse attività.

L’industria delle costruzioni metalliche, che ha effettuato la maggior parte delle ricerche per migliorare la sicurezza antincendio degli edifici attraverso l’applicazione della FSE, trae chiaramente beneficio da questo nuovo approccio prestazionale basato su una definizione realistica del modello di incendio, relativo all’effettivo carico di incendio, e su una modellazione strutturale avanzata in cui si possono ottimizzare le scelte dei sistemi di protezione passiva e, in alcuni casi, eliminarli del tutto.

Foto 1 | Strato di vernice intumescente su struttura in acciaio

Poiché le caratteristiche meccaniche dell’acciaio diminuiscono con l’aumentare della temperatura, per mantenere la temperatura negli elementi strutturali al di sotto della temperatura critica cui corrisponde il collasso, è necessario ricorrere a dei sistemi protettivi. 

Tra i protettivi più comuni per le strutture in acciaio ci sono le vernici intumescenti, vernici a base di acqua o a base solvente che quando vengono esposte al fuoco reagiscono formando uno strato isolante limitando così il riscaldamento del supporto a cui sono applicate.

La protezione al fuoco delle vernici, per gli elementi strutturali composti di acciaio, si determina in funzione dei seguenti parametri:

  • resistenza al fuoco;
  • temperatura critica dell’acciaio, stabilita dal progettista in funzione delle azioni
    e della classe del profilo (EN 1993-1-2 Eurocodice 3);
  • fattore di sezione del profilo (massività S/V).

La resistenza al fuoco: riguarda la capacità portante e di compartimentazione dell’edificio per un tempo determinato. La classificazione è in base al tempo: 0, 15, 20, 30…360 minuti.

La temperatura critica a cui può arrivare il profilo prima del collasso in caso di incendio è determinata dal progettista secondo la norma EN 1993-1-2 Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1-2: Regole generali – Progettazione strutturale contro l’incendio” ed è in funzione della classe del profilo e del grado di utilizzazione. Più un profilo è sollecitato a livello meccanico meno può essere riscaldato. Generalmente le temperature critiche variano da 350°C a 650°C.

L’aumento delle temperature nell’elemento di acciaio dipende dall’intensità e dalla tipologia di incendio nonché dall’area di acciaio direttamente esposta al fuoco, il fattore di sezione, ossia il rapporto tra la superficie di esposizione al fuoco dell’elemento in acciaio ed il suo volume stesso (S/V).

Lo scopo dei materiali protettivi è proprio quello di abbattere la temperatura all’interno del profilo in acciaio.

Le vernici intumescenti devono essere testate secondo la norma EN 13381-8Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Parte 8: Protettivi reattivi applicati ad elementi di acciaio” da cui si ricavano degli abachi prestazionali in funzione della resistenza al fuoco, del fattore di sezione e della temperatura critica.

È possibile, avendo a disposizione i risultati delle prove di certificazione (forniti dal produttore) calibrare lo spessore del protettivo per le vernici intumescenti.

Come?

 

Esempio 1:

OBIETTIVO: Protezione R60 di una trave in acciaio HEA 200.

  • Informazioni necessarie:
    • Lati di esposizione al fuoco: 3
    • Temperatura critica acciaio: 500°C
    • Fattore di sezione: rivestimento in aderenza (protezione con vernice)
  • Fattore di sezione: 174 m-1
  • Soluzione:
    • Vernice Aithon A90H spessore 1,843 mm

Temperature di calcolo (°C)

350

400

450

500

550

600

650

700

750

Am/V (m-1)

Spessore del materiale antincendio – strato attivo (mm)
per mantenere la temperatura dell’acciaio al di sotto della temperatura di progetto

60

1.156 0.917 0.748 0.617 0.514 0.432 0.361 0.295 0.214

80

1.538 1.222 0.996 0.823 0.686 0.575 0.481 0.393 0.287

100

1.920 1.527 1.245 1.027 0.858 0.718 0.600 0.492 0.364

120

2.300 1.833 1.489 1.232 1.027 0.861 0.721 0.591 0.417

140

2.136 1.736 1.437 1.196 1.004 0.841 0.690 0.487

160

1.985 1.638 1.367 1.146 0.959 0.789 0.562

180

2.227 1.843 1.539 1.287 1.081 0.888 0.622

200

2.046 1.706 1.432 1.200 0.986 0.690

220

2.250 1.875 1.572 1.319 1.085 0.764

240

2.046 1.712 1.437 1.183 0.827

260

2.215 1.856 1.556 1.282 0.891

280

2.383 2.000 1.675 1.381 0.965

300

2.138 1.794 1.480 1.031

320

2.277 1.913 1.573 1.094

340

2.418 2.029 1.671 1.167

Tabella 1: classificazione della resistenza al fuoco

 

Esempio 2:

OBIETTIVO: protezione R60 di una reticolare in acciaio con vernice intumescente.

Sono noti i profili delle singole aste: L100x12, UNP 200, L60x6

  • Temperatura critica delle singole lastre:
    • L100x12 – classe 4 (Tcr = 350°C)
    • UNP 200 – classe 1 (Tcr = 500°C)
    • L60x6 – classe 4 (Tcr = 350°C)
  • Calcolo della massività nell’ipotesi di esposizione al fuoco sui 4 lati:

    • L100x12 S/V = 177 m-1
    • UNP 200 S/V = 205 m-1
    • L60x6 S/V = 351 m-1
  • Verifica di fattibilità dell’intervento:
    • Dimensionamento da abaco (EN 13381-8):
      • L100x10 → 5,6 kg/mq
      • UNP 200 → 4,0 kg/mq
      • L60x6 → fuori abaco

CONCLUSIONE: struttura non proteggibile con vernice intumescente.

 

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