Carico d’incendio: definizione ed esempio pratico di calcolo

In tema di resistenza al fuoco e di compartimentazione antincendio è necessario tenere a mente l’esistenza di un di un parametro fondamentale per il dimensionamento della resistenza dal fuoco stessa: il carico d’incendio.

Secondo il D.M. 09/03/2007 “Prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo nazionale dei vigili del fuoco”,
il carico d’incendio è “il potenziale termico netto della totalità dei materiali combustibili contenuti in uno spazio,
corretto in base ai parametri indicativi della partecipazione alla combustione dei singoli materiali.
Il carico di incendio è espresso in MJ; convenzionalmente 1 MJ e assunto pari a 0,057 kg di legna equivalente”.

Esistono due sotto-definizioni di carico d’incendio:

• Carico d’incendio specifico: potenziale termico netto di tutti i materiali combustibili compresi in uno spazio, riferito all’unità di superficie lorda,
  corretto secondo parametri che indicano la partecipazione alla combustione di ciascun materiale;
• Carico d’incendio specifico di progetto: carico d’incendio specifico corretto in base ai parametri indicatori del rischio di incendio del compartimento antincendio e dei fattori relativi alle misure antincendio presenti. Costituisce l’unità di riferimento per valutare la resistenza all’incendio delle costruzioni.

CALCOLO DEL CARICO D’INCENDIO SPECIFICO DI PROGETTO

Il D.M. 03/08/2015, più noto come Codice di Prevenzione Incendi, all’interno del capitolo S.2.9,
mostra la procedura per il calcolo del carico d’incendio specifico di progetto [q_f,d], secondo la seguente relazione:

 q_f,d = δ_q1 · δ_q2 · δ_n · q_f                       [MJ/m2]

dove:

• δ_q1 è il fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione alla dimensione della compartimentazione antincendio
  e i cui valori sono definiti in Tabella 1:

Tabella 1: valori del fattore δ_q2 in relazione alla metratura lorda del compartimento

• δ_q2 è il fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione al tipo di attività svolta nel compartimento antifuoco
  e i cui valori sono definiti in Tabella 2:

Tabella 2: valori del fattore δ_q2 in relazione al rischio d’incendio

• δ_n = Π_i δ_ni è il fattore che tiene conto delle differenti misure di protezione e i cui valori sono definiti in Tabella 3
  (con i relativi rimandi ai relativi capitoli del Codice):

Tabella 3: valori del fattore δ_n in relazione alle differenti misure di protezione

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

q_f = Σ gi ∙ Hi ∙ mi ∙ ψi / A

dove:

• g_i massa dell’i-esimo materiale combustibile [kg];
• H_i potere calorifico inferiore dell’i-esimo materiale combustibile [MJ/kg], i valori di H_i dei materiali combustibili possono essere determinati
  per via sperimentale in accordo con UNI EN ISO 1716:2002 ovvero essere mutuati dalla letteratura tecnica;
• 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;
• ψ_i fattore di limitazione della partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale combustibile pari a 0 per i materiali contenuti in contenitori appositamente progettati per resistere al fuoco; 0,85 per i materiali contenuti in contenitori non combustibili e non appositamente progettati
  per resistere al fuoco; 1 in tutti gli altri casi;
• A superficie in pianta lorda del compartimento [m²].

Foto 1 | Esempio di autorimessa

ESEMPIO PRATICO DI CALCOLO
DI CARICO D’INCENDIO SPECIFICO DI PROGETTO

Per dare “concretezza” alla procedura di calcolo del carico d’incendio
proposta dal Codice, prendiamo in considerazione il seguente esempio:

• un’autorimessa di 400 m² costituita da 10 garage;
• ogni garage ha al proprio interno 2 scatoloni di cartone;
• nei primi 5 garage ci sono 2 scatoloni di cartone ciascuno contenenti legna da ardere,
  negli altri 5 garage troviamo 2 scatoloni di cartone ciascuno contenenti plastica.

PROCEDURE DI CALCOLO

δ_q1 → Superficie in pianta lorda della compartimentazione antifuoco: A < 500 m² [1,00]

δ_q2  → Classe di rischio: livello II [1.00]

δ_n  → Reti idranti con protezione interna: SI [0,90]
          Reti idranti con protezione interna ed esterna: NO [1,00]
          Sistema automatico ad acqua o schiuma e rete idranti con protezione interna: SI [0,54]
          Altro sistema automatico e rete idranti con protezione interna: NO [1,00]
          Sistema automatico ad acqua o schiuma e rete idranti con protezione interna ed esterna: NO [1,00]
          Altro sistema automatico e rete idranti con protezione interna ed esterna: SI [0,64]
          Gestione della sicurezza antincendio di livello di prestazione II: SI [0,90]
          Controllo di fumi e calore di livello di prestazione III: SI [0,90]
          Rivelazione ed allarme di livello di prestazione III: SI [0,85]
          Operatività antincendio di livello di prestazione IV: NO [1,00]

          Totale:  0,21 

q_f  → SCATOLONI DI CARTONE

g_i → 1050 Kg
H_i → 17 MJ/Kg
m_i → 0,80
ψ_i → 1,00

Totale:  14.280 

          LEGNA DA ARDERE

g_i → 900 Kg
H_i → 17 MJ/Kg
m_i → 0.80
ψ_i → 1,00

Totale:  12.240 

          MATERIALE PLASTICO (POLIETILENE – PE)

g_i → 960 Kg
H_i → 46 MJ/Kg
m_i → 1,00
ψ_i → 1,00

Totale:  44.160 

          q_f totale → (14.280 x 12.240 x 44.160) / 400 = 176,7 MJ/m² 

A questo punto, essendo in possesso di tutti i valori necessari per soddisfare la relazione di partenza q_f,d = δ_q1 · δ_q2 · δ_n · q_f,
si può passare al calcolo del valore del carico d’incendio specifico di progetto.

Nel caso preso in esame risulterà che:

 q_f,d = 1,00 x 1,00 x 0,21 x 176,7 = 37,107 MJ/m² 

CONCLUSIONI

Come si può evincere dal presente articolo, a maggior ragione grazie all’esempio di calcolo, il carico d’incendio (in particolar modo quello specifico di progetto) è forse il parametro più importante per la protezione passiva dal fuoco in quanto rappresenta le fondamenta sulla quale il professionista antincendio poggia la base per la verifica della resistenza dal fuoco delle strutture.

Grazie al metodo di calcolo del carico d’incendio fornito dal Codice è possibile ridurre sensibilmente la quota di resistenza al fuoco attribuibile agli elementi strutturali. Ciò comporta un notevole risparmio in termini economici per la ristrutturazione degli edifici a fronte dell’implementazione di impianti antifuoco aventi migliori prestazioni.

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Fonti:

• Corpo Nazionale Vigili del Fuoco: D.M. 09/03/2007; D.M. 03/08/2015.

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