Come si determina la classe di resistenza al fuoco di un ambiente?

Applichiamo il metodo di calcolo del carico d’incendio specifico di progetto.

Consideriamo come compartimento da analizzare un magazzino realizzato con strutture metalliche, con una superficie lorda totale di 2200 m2.
Immaginiamo di avere all’ interno del magazzino un quantitativo di prodotti pari a quello riportato nella tabella sottostante:

 

Materiale Quantità Potere Calorifico (H)
Prodotti in Polietilene (PE) 8.000 kg 46 MJ/kg
Pannelli truciolari 27.000 kg 9 MJ/kg
Prodotti in Polistirolo 12.000 kg 42 MJ/kg

Tabella 1 | Materiali da Stoccare nel Magazzino

 

Ricavare la classe di resistenza al fuoco in funzione dei materiali presenti in magazzino.
Vediamo come rispondere in 5 steps.

 

1. Definizione del livello di prestazione dell’edificio

Nel nostro caso, attraverso una valutazione del profilo di rischio (rischio vita, rischio beni, rischio ambiente) viene individuato il livello di prestazione III (nella tabella sottostante riportiamo i requisiti delle strutture, in funzione del livello di prestazione). 

 

Livello di prestazione Descrizione
I Assenza di conseguenze esterne per collasso strutturale.
II Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all’evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all’esterno della costruzione.
III Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo congruo con la durata dell’incendio.
IV Requisiti di resistenza al fuoco tali da garantire, dopo la fine dell’incendio, un limitato danneggiamento della costruzione.
V Requisiti di resistenza al fuoco tali da garantire, dopo la fine dell’incendio, il mantenimento della totale funzionalità della costruzione stessa.

Tabella 2 | Requisiti delle strutture in funzione del livello di prestazione

 

A partire dal Livello di prestazione III la valutazione della resistenza al fuoco delle costruzioni acquisisce un ruolo fondamentale, in particolare il calcolo del carico di incendio specifico di progetto, qf,d, da cui andremo a ricavare la classe minima di resistenza al fuoco secondo la formula:

 

qf,d = δq1  δq2  δn  qf

 

2. Calcolo del carico di incendio specifico (qf)

Il carico di incendio specifico qf si ricava attraverso la formula:

dove:

  • giè la massa dell’i-esimo materiale combustibile [kg];
  • Hiè il potere calorifico inferiore dell’i-esimo materiale combustibile [MJ/kg];
  • mifattore di partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale combustibile, varia e assume valore 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]
  • ψiè il fattore di limitazione della partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale combustibile, i cui valori sono indicati nella tabella seguente:

 

ψi Fattore di limitazione della partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale combustibile
0 per i materiali contenuti in contenitori appositamente progettati per resistere al fuoco per un tempo congruente con la classe di resistenza al fuoco (es. armadi resistenti al fuoco per liquidi infiammabili, …);
0,85 per i materiali contenuti in contenitori non combustibili, che conservino la loro integrità durante l’esposizione all’incendio e non appositamente progettati per resistere al fuoco (es. fusti, contenitori o armadi metallici, …);
1 in tutti gli altri casi (es. barattoli di vetro, bombolette spray, …);

Tabella 3 | Fattori di limitazione della partecipazione alla combustione

 

Nel nostro caso consideriamo fattore di limitazione ψi = 1.
Ora ricaviamo il carico di incendio di ogni singolo materiale presente nello spazio in esame.

qf Prodotti in Polietilene (PE) = 368.000 MJ

  • gi = 000 kg
  • Hi = 46 MJ/kg
  • mi = 1,00
  • ψi = 1,00

qf Pannelli truciolari = 180.000 MJ

  • gi = 000 kg
  • Hi = 9 MJ/kg
  • mi = 0,80
  • ψi = 1,00

qf Prodotti in Polistirolo = 504.000 MJ

  • gi = 000 kg
  • Hi = 42 MJ/kg
  • mi = 1,00
  • ψi = 1,00

 

Come noto la superficie totale equivale A = 2.200 m2.

 

 

qf = 478,18 MJ/m2

 

3. Calcolo dei fattori di progetto (δq1, δq2 e δn)

Le tabelle riportate all’interno del codice di prevenzione incendi hanno un ruolo fondamentale per ricavare il valore dei fattori di progetto, vediamo come ricavarli.
Il valore del fattore δq1 dipende dalla superficie lorda totale del compartimento, come riportato nella seguente tabella:

 

Superficie lorda del compartimento (m2) δq1 
A < 500  1,00 
500 ≤ A < 1.000  1,20 
1.000 ≤ A < 2.500  1,40 
2.500 ≤ A < 5.000  1,60 
5.000 ≤ A < 10.000  1,80 
A ≥ 10.000  2,00 

Tabella 4 | Parametri per la definizione del fattore δq1

 

Nel nostro caso si considera il magazzino come unico compartimento, la cui superficie lorda totale equivale A = 2.200 m2. Il compartimento rientra nel caso evidenziato nella tabella (1.000 m2 ≤ A < 2.500 m2).

 δq1 = 1,4

Ora procediamo con la valutazione del secondo fattore δq2, il cui valore dipende dall’ attività svolta all’interno del compartimento, come riportato nella seguente tabella:

 

Classi di rischio Descrizione δq2
I

 

Aree che presentano un basso rischio di incendio in termini di probabilità di innesco, velocità di propagazione delle fiamme e possibilità di controllo dell’incendio da parte delle squadre di emergenza 0,80
II Aree che presentano un moderato rischio di incendio in termini di probabilità d’innesco, velocità di propagazione di un incendio e possibilità di controllo dell’incendio stesso da parte delle squadre di emergenza 1,00
III Aree che presentano un alto rischio di incendio in termini di probabilità d’innesco, velocità di propagazione delle fiamme e possibilità di controllo dell’incendio da parte delle squadre di emergenza 1,20

 

Tabella 5 | Parametri per la definizione del fattore δq2

 

Noi assumiamo che al nostro magazzino sia attribuito un rischio di incendio moderato, rientrando nel caso evidenziato nella tabella (Classe di Rischio II).

δq2 = 1

 

A questo punto ricaviamo il valore del fattore δn, il cui valore dipende l’incidenza delle differenti misure antincendio adottate in fase di progettazione.

Nel nostro caso il magazzino è dotato dei seguenti dispositivi antincendio:

  • Sistema automatico per il controllo dell’incendio,
  • Impianti fissi a idranti interni ed esterni secondo la regola dell’arte,
  • Sistema evacuazione fumo e calore,
  • Impianto rivelazione e segnalazione automatica di incendio.

 

Nella tabella sottostante vengono riportati i valori dei fattori relativi alle misure antincendio, differenziati in relazione al livello di prestazione:

 

Misura antincendio minima δni
Controllo dell’incendio con livello di prestazione III rete idranti con protezione interna δn1 0,90
rete idranti con protezione interna ed esterna δn2 0,80
Controllo dell’incendio con livello minimo di prestazione IV sistema automatico ad acqua o schiuma e rete idranti con protezione interna δn3 0,54
altro sistema automatico e rete idranti con protezione interna δn4 0,72
sistema automatico ad acqua o schiuma e rete idranti con protezione interna ed esterna δn5 0,48
altro sistema automatico e rete idranti con protezione interna ed esterna δn6 0,64
Gestione della sicurezza antincendio, con livello minimo di prestazione II e con la presenza continuativa degli addetti antincendio durante le 24 ore δn7 0,90
Controllo di fumi e calore, con livello di prestazione III δn8 0,90
Rivelazione ed allarme, con livello minimo di prestazione III δn9 0,85
Operatività antincendio, con soluzione conforme per il livello di prestazione IV δn10 0,81

Tabella 6 | Parametri per la definizione dei fattori δni

 

Conoscendo le misure antincendio di cui è provvisto il magazzino (evidenziate nella tabella sopra) andiamo a determinare il fattore δn , attraverso la formula δni δni.

 

Controllo dell’incendio con livello di prestazione III, altro sistema automatico e rete idranti con protezione interna ed esterna δn6 = 0,64
Gestione della sicurezza antincendio, con livello minimo di prestazione II e con la presenza continuativa degli addetti antincendio durante le 24 ore δn7 = 1
Controllo di fumi e calore, con livello di prestazione III δn8 = 0,90
Rivelazione ed allarme, con livello minimo di prestazione III δn9 = 0,85
Operatività antincendio, con soluzione conforme per il livello di prestazione IV δn10 = 0,81

 

I fattori da δn1 a δn6 valutano la stessa misura antincendio, di conseguenza solo uno di essi entra in gioco nella determinazione di δn.

Nel caso in cui la struttura in esame non presenti la determinata misura antincendio, indicata nella tabella, il fattore assume valore pari a 1. Questo vale, per esempio, per il fattore δn7 poiché la struttura non è dotata di “Gestione della sicurezza antincendio, con livello minimo di prestazione II e con la presenza continuativa degli addetti antincendio durante le 24 ore”.

 

Ora andiamo a determinare il fattore δn:

δn= δn5 * δn7 * δn8 * δn9 n10 =0,64 * 1 * 0,90 * 0,85 * 0,81= 0,39

δn = 0,39

 

4. Calcolo del carico di incendio specifico di progetto (qf,d)

Adesso abbiamo tutti i dati necessari a ricavare il carico di incendio specifico di progetto:

qf,d = δq1  δq2  δn  qf = 1,4  0,39  478, 18 = 261,08 MJ/m2

 

5. Identificazione della classe di resistenza al fuoco (a partire dal carico di incendio specifico di progetto)

La classe minima di resistenza al fuoco si ricava direttamente dalla tabella sottostante: 261,08 MJ/m2 ≤ 300 MJ/m2, ne consegue la classe minima di resistenza al fuoco di 15 (come evidenziato sotto).

 

Carico di incendio specifico di progetto qf,d Classe minima di resistenza al fuoco
≤ 200 MJ/m2 Nessun requisito
≤ 300 MJ/m2 15
≤ 450 MJ/m2 30
≤ 600 MJ/m2 45
≤ 900 MJ/m2 60
≤ 1200 MJ/m2 90
≤ 1800 MJ/m2 120
≤ 2400 MJ/m2 180
> 2400 MJ/m2 240

Tabella 7 | Classe minima di resistenza al fuoco

 

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Fonti:

 

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