Uno degli obiettivi più importanti della Protezione Antifuoco Passiva è far sì che le strutture possano resistere il tempo necessario a garantire la messa in salvo di tutti gli occupanti e, parallelamente, il processo di estinzione dell’incendio da parte dei soccorsi o di sistemi automatizzati.
Questa necessità è generalmente messa a rischio dalle alte temperature che alterano resistenza e rigidezza delle strutture portanti con la conseguente diminuzione della loro capacità di stabilità meccanica rispetto alle normali condizioni.
I sistemi di sigillatura antifuoco utilizzati per la protezione strutturale cercano quindi di limitare il riscaldamento di solai, pareti, travi e colonne in modo da mantenere una capacità portante “R” adeguata rispetto al contesto applicativo.
Se l’elemento strutturale che stiamo valutando è separante e fa parte del perimetro di un compartimento, come una parete divisoria in cartongesso, è assolutamente necessario che i sistemi sopra menzionati aiutino a garantire sia la tenuta al passaggio di fumi e gas “E” sia l’isolamento termico “I”.
Per poter effettuare una classificazione rilevante in relazione agli obiettivi che si pone la protezione antincendio passiva possiamo distinguere
tre differenti tipi di strutture:
Strutture semplici
Elementi non continui (es. travi, pilastri, tiranti, catene), aventi funzione di sostegno meccanico. Il fatto di non avere una funzione divisoria rende possibile determinare la resistenza antincendio di queste strutture solo tramite la loro stabilità strutturale “R”. Per poter misurare correttamente tale variabile è fondamentale che nei test siano inclusi carichi che rispecchino effettivamente gli sforzi che tali elementi dovranno sostenere.
Nel caso siano elementi sospesi (es. un tirante) è opportuno anche che i protettivi utilizzati siano indipendentemente sostenuti o relativamente “leggeri” per poter esercitare la funzione di contenere il surriscaldamento da incendio senza gravare significativamente sull’elemento stesso.
Strutture di separazione verticale portanti
Pareti di sostegno tipicamente realizzate in muratura, cemento armato e calcestruzzo, ma anche, più raramente in legno e pannelli compositi o misti.
Elementi di separazione orizzontali
Solai ed elementi di copertura, oltre ad avere caratteristiche d separazione, devono poter mantenere altri tipi di carichi (es. mobili, persone e macchinari) che eventualmente possono generare movimento cambiando così la concentrazione nello spazio durante la vita utile della struttura.
Oltre ad essi, anche l’esposizione all’esterno potrebbe ulteriormente creare altre sollecitare; basti pensare agli agenti atmosferici (neve o vento) o carichi specifici addizionali (es. antenne di telecomunicazione, mezzi di trasporto, ecc.).
Per questi dati fattori, ogni test di resistenza dovrà essere contestualizzato con l’aiuto di valutazioni tecniche specifiche che tengano conto di questi elementi.
Per tutte le tipologie di strutture trattate, in genere, a maggiori spessori e densità corrispondono migliori performance e, di conseguenza, l’applicabilità dei test eseguiti su supporti con dati valori di densità e spessore è automaticamente estesa a strutture dello stesso tipo con valori più alti di questi parametri.
Da notare che, per migliorare i requisiti di resistenza meccanica delle strutture, è utile applicare intonaci, vernici intumescenti o rivestimenti in lastre di cartongesso/calcio silicato che, diminuendo il passaggio di calore, aumentano l’isolamento e le performance R e REI dell’elemento portante o di separazione.
Per poter accertare le proprietà sopra citate, tutti gli elementi di separazione orizzontale e verticale che definiscono un compartimento antifuoco (zona individuata in fase di progetto nel quale l’incendio deve rimanere relegato evitandone la propagazione) devono aver superato una serie di test di resistenza all’incendio fatti sul modello degli standard Europei EN 1364 “Resistenza al fuoco di elementi non portanti” ed EN 1365 “resistenza al fuoco di elementi portanti”, ottenendo una classificazione migliore o uguale a quella richiesta agli elementi utilizzati nel progetto reale. Alternativamente, è possibile dimostrare che tali elementi rispondano alle caratteristiche tabellari del D.M. 16/02/2007 – Allegato D “Modalità per la classificazione in base a confronti con tabelle”.
Principali Discontinuità
Se fossero presenti delle discontinuità su pareti e solai (es. serramenti, attraversamenti di impianti o giunti lineari), essi ridurrebbero lo spessore isolante o cambierebbero la natura stessa dei materiali impiegati per garantire integrità e isolamento termico. In questo specifico caso le certificazioni ottenute sugli elementi di separazione semplici decadrebbero, rendendo necessaria la presenza di certificati realizzati su elementi omogenei a quelli impiegati in cantiere.
Andiamo ad analizzare più da vicino le principali discontinuità che è possibile trovare sui supporti di una compartimentazione antincendio:
Porte tagliafuoco
Le porte tagliafuoco, comunemente note come “Porte REI” sono serramenti che hanno la possibilità di isolare le fiamme, in caso di incendio, grazie alla loro elevata resistenza all’incendio. Esse sono regolamentate da uno specifico standard di prodotto (la norma EN 1634-1:2018 “Prove di resistenza al fuoco e di controllo della dispersione del fumo per porte e sistemi di chiusura, finestre apribili e loro accessori costruttivi – Parte 1: Prove di resistenza al fuoco per porte e sistemi di chiusura e finestre apribili”) oltre ad avere l’obbligo della marcatura CE. Si tratta di elementi che possono subire usura o avere dei malfunzionamenti e proprio per questa motivazione è prevista una manutenzione semestrale.
Foto 1 | Sigillatura di attraversamenti di impianti
Attraversamenti di impianti
Per tipologia e quantità, gli attraversamenti di impianti tecnici costituiscono la minaccia più grande alle misure di compartimentazione.
Parliamo di una categoria vasta che ha però alcuni punti in comune. Ogni riqualificazione di attraversamenti ha la particolarità di essere definita da tre aspetti:
– servizi passanti: tipologia e configurazione di installazione degli elementi che attraversano pareti e solai;
– supporto costruttivo: precisa distinzione tra parete/solaio flessibile
(es. costruzione a secco o in legno) e parete/solaio rigido (es. muratura, calcestruzzo…);
– prodotti impiegati: i sistemi di sigillatura prevedono, nella maggior parte dei casi, un prodotto principale accompagnato a prodotti complementari.
Di seguito l’elenco dei più comuni attraversamenti d’impianti:
Condotte d’aria
Vie principali di propagazione di un incendio, che hanno nell’attraversamento delle pareti il loro punto critico.
La norma EN 1366-1 “Prove di resistenza al fuoco per impianti di fornitura servizi – Parte 1: Condotte di ventilazione” si concentra proprio sugli attraversamenti, richiedendo una sigillatura totale dell’area intorno alla condotta. Dimensioni e conduttività dei canali metallici rendono inefficace una protezione circoscritta, perciò i sistemi ad oggi in commercio prevedono il rivestimento totale della condotta tramite l’uso di materiali altamente isolanti (es. materassini flessibili, lastre a base gesso o silicati, intonaci).
Da segnalare come la norma sia in realtà volta alla riqualificazione degli attraversamenti con l’obiettivo di garantire la tenuta del compartimento e non dare un grado di protezione antincendio a tutta la linea dell’impianto di areazione.
Serrande tagliafuoco
Alternative al rivestimento completo della condotte per la protezione degli attraversamenti si possono utilizzare degli elementi tagliafuoco da inserire dentro pareti/solai delimitanti i compartimenti, con il fine di creare un disaccoppiamento tra la sezione di condotta dentro alla compartimentazione e quella adiacente.
Essi prendono appunto il nome di serrande tagliafuoco.
Per testare questi prodotti, la normativa di riferimento è la EN 1366-2 “Prove di resistenza al fuoco per impianti di fornitura servizi – Parte 2: Serrande tagliafuoco”. Da notare che per questa tipologia di prodotti esiste una norma di prodotto specifica, oltre all’obbligo di marcatura CE.
Cavi elettrici
Una delle maggiori criticità riguardo la compartimentazione degli edifici, causa l’elevato rischio incendio che li caratterizza, è data dagli attraversamenti di cavi elettrici. Basti pensare a cortocircuiti, sovraccarichi di corrente, guasti ai conduttori o ai terminali di collegamento: è sufficiente un nonnulla per generare un forte surriscaldamento con conseguente logorio o “accensione” degli strati di isolamento dei cavi.
La norma di riferimento EN 1366-3 “Prove di resistenza al fuoco per impianti di fornitura servizi – Parte 3: Sigillanti per attraversamenti” riqualifica l’attraversamento andando a proteggere lo spazio libero presente attorno ai cavi, facendo sì che in caso di incendio fiamme e gas di combustione non passino tra i compartimenti.
La norma differenzia i cavi per funzione (elettrici o di telecomunicazione), dimensione (piccoli, medi, grandi) e sulla presenza o meno di rivestimento isolante.
Dal punto di vista delle configurazioni di posa, i cavi sono principalmente alloggiati in passerelle metalliche incombustibili. Potrebbero tuttavia trovarsi anche all’interno di tubazioni plastiche (tubi corrugati in PVC) o liberi senza nessun sistema di sostegno esterno.
Foto 2 | Sigillatura di tubazioni
Tubazioni
La normativa di riferimento EN 1366-3 “Prove di resistenza al fuoco per impianti di fornitura servizi – Parte 3: Sigillanti per attraversamenti” distingue le tubazioni in due macro categorie: combustibili e incombustibili.
Tubazioni combustibili
Si tratta di servizi che in un intervallo di temperature relativamente basse (80-220°C) tendono a perdere la loro solidità. In breve tempo assisteremo alla formazione di un’apertura esposta al passaggio di fiamme, fumi e gas di combustione. In questo contesto agiscono le barriere tagliafuoco che, chiudendo ogni zona libera lasciata dagli elementi combustibili, avranno principalmente il compito di ripristinare immediatamente l’integrità del supporto.
Il sistema più usato per assolvere il compito di sigillatura è detto “intumescenza”. Si tratta di una reazione chimica che permette al materiale contenuto all’interno del sigillante di espandere il proprio volume in concomitanza dell’aumento della temperatura.
Tubazioni incombustibili
Diversamente dalle tubazioni in materiali combustibili, la maggior parte di quelli incombustibili (es. ferro, acciaio e rame) fonde a temperature superiori ai 1000°C mantenendo inalterata la propria integrità durante l’incendio. Contrariamente, l’elevata capacità conduttiva porta in poco tempo i materiali a surriscaldarsi e diventare una possibile fonte d’innesco in altri compartimenti.
In questo caso l’obiettivo dell’intervento sigillante andrà a concentrarsi direttamente sull’isolamento termico con il fine di tenere freddo l’attraversamento con l’utilizzo di rivestimenti protettivi isolanti o ablativi.
Tubazioni incombustibili coibentate
Nello specifico caso in cui le tubazioni metalliche siano coibentate occorre tenere conto della natura dell’isolante.
Se il coibente è combustibile, la tubazione dovrà essere protetta con un prodotto termo-espansivo (es. collare, striscia intumescente). Questo tipo di soluzione sigillante ha il pregio di poter essere applicata direttamente sul rivestimento, senza così obbligare la rimozione e sostituzione dell’isolamento, il tutto assoggettato alle modalità d’suo certificate dal produttore.
Giunti lineari con o senza movimento
Un giunto lineare è “una soluzione di continuità in una parete o solaio che presenti un rapporto tra lunghezza e larghezza di almeno 10:1”.
L’utilizzo di “giunti” viene adoperato in fase progettuale per rispondere principalmente a un’esigenza di flessibilità strutturale: queste “disconnessioni” servono per evitare che lievi ed inevitabili movimenti delle strutture (dovuti, per esempio, a dilatazioni termiche o vibrazioni del terreno) portino alla creazione di crepe o rotture nei materiali stessi. Si deduce quindi come il giunto lineare sia un elemento di tensione tra la necessità di stabilità meccanica e quella di compartimentazione antincendio.
In ambito di protezione passiva al fuoco questo doppio bisogno ha portato alla preferenza di sistemi sigillanti non del tutto rigidi, permettendo dunque un certo grado di movimento tra gli elementi strutturali.
In particolare, la norma di riferimento EN 1366-4 “Prove di resistenza al fuoco per impianti di fornitura servizi – Parte 4: Sigillature dei giunti lineari”
distingue due casi specifici: i giunti senza movimento, che vengono sigillati, per necessità di compartimentazione, con sistemi protettivi che possono comprimersi ed espandersi fino al 7,5% dell’ampiezza del giunto; e i giunti con movimento che vengono sigillati con sistemi che possono comprimersi ed espandersi più del 7,5%.
Nel primo caso, in aggiunta alla prova di resistenza all’incendio, la norma non prevede test di movimento; nel secondo caso invece dopo aver sigillato puntualmente lo spazio (prima dell’inizio della prova) si procede ad avvicinare e allontanare le due parti dell’edificio di supporto, allo scopo di verificare tenuta e isolamento al fuoco del coprigiunto dopo averlo sottoposto a stress meccanico.
Dopo questa panoramica sull’importanza della protezione strutturale nella scelta e nella pianificazione di un’adeguata strategia antincendio, il passo successivo consiste nell’attenta valutazione dei sistemi antifuoco più performanti da utilizzare per garantire la completa messa in sicurezza del nostro elemento costruttivo.
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Fonti:
- Manuale Tecnico AF Systems: Testi, Foto 1 e 2;
- Corpo Nazionale Vigili del Fuoco: D.M. 16/02/2007.
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