CONTROLLO DI FUMO E CALORE : IMPIANTI ENFC - naturali. Ordine degli Ingegneri di Piacenza PARTE PRIMA 15 GIUGNO 2012

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1 Ordine degli Ingegneri di Piacenza CONTROLLO DI FUMO E CALORE : IMPIANTI ENFC - naturali PARTE PRIMA 15 GIUGNO PROGETTAZIONE E INSTALLAZIONE SECONDO LA NORMA Relatore: Ing. LUCIANO SUTTORA 1

2 fumo e calore : L impianto di evacuazione naturale di fumo e calore (ENFC) crea in poco tempo uno strato libero da fumi nella parte bassa degli ambienti sotto incendio. Oltre all importante funzione antincendio, l impianto trova valido impiego nella ventilazione naturale e di frequente consente di ottenere interessanti risparmi energetici Analizziamo tutto ciò alla luce delle nuove norme e nuove regole. 2

3 Perché funziona Il funzionamento dell impianto ENFC è basato sulla stratificazione dell aria nell ambiente sotto incendio.l aria calda, più leggera, sale. Gli enfc fanno uscire fumi e gas caldi. Le barriere li contengono, li guidano. Le aperture al piede fanno entrare l aria esterna, fredda e pulita. 3

4 Come funziona Ricevuto il segnale d allarme l impianto ENFC passa alla fase attiva. Fumo e gas caldi escono dagli enfc di quel compartimento. Dalle aperture al piede entra aria fresca e pulita che rimpiazza l aria calda e piena di fumo che è uscita. Il piano neutro separa i due strati d aria che sono in equilibrio dinamico. 4

5 5 enfc a un battente + illuminazione enfc a due battenti + abbattimento acustico + isolamento enfc a lamelle + ventilazione naturale L impianto : gli enfc I modelli più comuni sono indicati a fianco. Il primo, derivato dai cupolini in plexiglas, trasmette più luce all interno. Il secondo ha il miglior abbattimento acustico e il miglior isolamento termico. Il terzo ha il sistema di apertura/chiusura più semplice che usa meno energia. Tutti gli enfc hanno a bordo cartuccia di gas (energia autonoma) e ampolla ( punto termosensibile).

6 Impianto : gli enfc Nella dia precedente sono stati indicati gli enfc da installare su tetto. Sono presenti anche gli enfc da parete, per i quali la norma mantiene il carattere informativo dovuto ai problemi di corretta installazione Prestare attenzione a non montare in copertura enfc da parete: diventano prese d aria. 6

7 Impianto : le barriere Barriere al fumo leggere, flessibili. Fisse e mobili. 7

8 Impianto: le barriere Barriere flessibili, mobili, complete di guide laterali e cassonetto. Resistono al fuoco. La classe DH 120 raggiunge e supera E180: in abbinamento raggiunge EW90. 8

9 Impianti: prese d aria E importante che l aria fresca entri senza creare turbolenze che potrebbero alterare la stratificazione. Le aperture siano in basso,la velocità in ingresso sia sull ordine di 1 m/s. Se le aperture esistenti non sono sufficienti,aggiungerne. 9

10 Comando elettrico con detonatore - solo antincendio -sostituire ampolla, deton., cartuccia -per richiudere si deve salire sul tetto -sost. detonatore ogni 2 anni -sensibile ai fulmini Comando elettrico con magnete -solo antincendio -riarmare il magnete, sostituire ampolla e cartuccia -si richiude dal tetto -controllare la corrosione del magnete -sensibile ai fulmini Impianti : i comandi I comandi elettrici inviano un segnale a 24 V c.c. agli enfc della sezione sotto allarme, un percussore rompe l ampolla termosensibile e ciò provoca l uscita del gas dalla cartuccia di CO 2. Ampolla termosensibile e cartuccia di gas sono presenti a bordo di ogni enfc. 10

11 Comando pneumatico a doppia linea -apertura antincendio. -richiusura dal basso -ventilazione naturale, giornaliera,ognitempo -risparmio energetico possibile. Schema di impianto pneumatico a doppio tubo. Stazione comando con bombola CO 2 per apertura antincendio. Collegamento ad aria compressa di rete per richiusura dal basso e per ventilazione giornaliera. Impianti : i comandi I comandi pneumatici inviano gas compresso ai cilindri degli enfc con linea per alte temperature e alte pressioni. La cartuccia di CO 2 e l ampolla restano integre. La bombola di CO 2 posta nella stazione di comando apre tutti gli enfc della sezione. Con aria compressa a 6 bar si richiudono dal basso gli enfc aperti da allarme o per controllo: si fanno aprire e chiudere tutti per la ventilazione giornaliera. 11

12 anni Caratteristiche dei prodotti Calcolo dell impianto Installazione 1989 UNI UNI UNI UNI-EN barriere UNI-EN enfc idem idem 2007 idem UNI UNI idem UNI 9494/1-12 pubblicazione prevista VI/12 Uni 9494/1-12 pubblicazione prevista VI/12 Il quadro normativo La prima norma è stata la UNI , norma di sistema, che dava le indicazioni sui prodotti e i test di laboratorio, su come calcolare l impianto, come installarlo e mantenerlo. E utile averla per controllare impianti esistenti. A fianco lo schema di come si sono sviluppate le norme. 12

13 Si consideri un magazzino da 1600 mq (40x40) h = 6 m Merce su palette a terra, senza impilamento. Velocità di propagazione dell incendio: media Impianto di rivelazione incendio: presente T 1 = 0 Tempo di intervento delle squadre esterne: 15 T 2 =15 Con la norma UNI in uso, per assicurare 3 m di strato libero da fumi si ricava una S.U.T. = 12,8 mq da ripartire su 8 enfc, con A a (S.U.A.)= 1,51 mq ( G.D. 4 - = 0,8% - A=1600 mq - S.U.T.=12,8 mq ) Con la norma UNI di prossima pubblicazione, per ottenere le stesse condizioni ho una S.U.T. = 8.3 mq da ripartire su 8 enfc con A a = 1,05 mq ( G.D. 5 - h=6,0m - s.l.f.=3,0m - S.U.T.= 8,3 mq) - s.l.f. = strato libero da fumi S.U.T. = superf. utile totale; qui S.U.T.= 8 A a A a e S.U.T. : misure aerodinamiche. La sup. geom. è circa 1,5 volte maggiore Dimensionamento dell impianto Il caso che si considera è stato studiato con la norma in vigore e con la norma che uscirà a breve. La prima fornisce una superficie geometrica di uscita di 19,2 mq. La seconda valuta la superficie 12,5 mq. I valori delle superfici geometriche saranno utili per le considerazioni sulla ventilazione naturale. 13

14 Si considera un magazzino da 1600 mq (25x64) h= 20 m Magazzino intensivo Velocità di propagazione dell incendio : alta Impianto sprinkler: presente Impianto di rivelazione incendio: presente nota : per la presenza dello sprinkler si può assumere in entrambi i metodi di dimensionamento il GD3 Con la norma UNI in vigore, per ottenere metà altezza libera da fumi si ha una S.U.T. = 9,6 mq da ripartire tra 8 enfc, con A a = 1,20 mq ( G.D. 3 - = 0,6% - A= 1600mq - S.U.T.= 9,6mq) Dimensionamento dell impianto Il caso esaminato è un magazzino intensivo protetto anche con sprinkler. Nel primo caso la superficie geometrica di uscita è di 14,4 mq: nel secondo è di 16,1 mq. Con la norma UNI di prossima pubblicazione per ottenere le stesse condizioni si ha S.U.T.=10,7mq ( G.D.3 - h=20m - s.l.f.=10m - S.U.T. = 10,7 mq ) I valori delle superfici geometriche saranno utili per le considerazioni sulla ventilazione naturale. 14

15 Progettazione integrata Completato il progetto dell impianto antincendio, si controllino le possibilità di utilizzare l impianto per la ventilazione naturale degli stessi ambienti. Se si effettuano i calcoli imponendo che le superfici in ingresso e le superfici in uscita siano uguali, si ottiene una ventilazione naturale con ricambio che, secondo le superfici a disposizione, da un minimo di 2 volumi/ora può andare a oltre 5 volumi/ora. Il progettista che segue tutta l opera deve realizzare anche l impianto di ventilazione naturale richiesto dalla Asl. L impianto ENFC può assicurare i ricambi d aria necessari. Ventilazione naturale dell ambiente: la fornisce l impianto di evacuazione naturale di fumo e calore. Questa dia ha il titolo Progettazione integrata, perché è quello che si consiglia di fare per sostenere il concetto che l impianto di ventilazione antincendio e l impianto di ventilazione naturale si possono accorpare. 15

16 La ventilazione naturale attraverso gli enfc porta l aria a contatto con tutta la superficie interna della copertura. In condizioni di equilibrio l intradosso della copertura sarà da 3 a 5 C più caldo della temperatura dell aria in uscita. Prima di attivare la ventilazione, la temperatura interna della copertura è prossima, nel periodo estivo, a 50 C. Ventilazione naturale e risparmio energetico Il risparmio energetico si realizza negli ambienti che devono essere ventilati e raffrescati meccanicamente. L impianto di ventilazione naturale si apre nelle ore notturne, raffresca l ambiente e le strutture. Apertura e chiusura sono attuate da una stazione di comando collegata a una centralina meteo. La messa in moto dei motori è dilazionata in media di tre ore al giorno tra marzo e ottobre. 16

17 Considerazioni economiche 1 Raffronto tra impianto ENFC con comando a impulso elettrico o con comando pneumatico 2 Impianto ENFC con comando pneumatico a doppio tubo,co 2, aria di rete, stazione meteo, posata 3 Impianto ventilazione naturale come richiede ASL (mediamente con aperture pari al 10% della superficie in pianta) 17 Il primo in opera circa 5% più economico; costoso per manutenzione e ricambi. Idoneo per impianti piccoli di facile accesso. Il comando pneumatico è affidabile, di facile manutenzione. Idoneo per impianti piccoli e grandi. Idoneo per ventilazione giornaliera. Indice di costo 100 Indice di costo 100 Considerazioni economiche La possibilità di utilizzare l impianto ENFC per la ventilazione giornaliera porta una somma di vantaggi, dal risparmio sull impianto per la ventilazione, alla diminuzione dei costi per la manutenzione.

18 Considerazioni economiche 4 Vetrata resistente al fuoco 5 Barriera mobile in classe DH completa di guide laterali e cassonetto, in opera 6 Barriera fissa flessibile, in opera, classe D120, peso max 1,0 kg/mq Indice di costo 1000 Indice di costo 500 da confrontare con 4 Indice di costo 100 da confrontare con 7 Considerazioni economiche Numeri indice per facilitare le scelte 7 Barriera flessibile,mobile,con guide laterali e cassonetto, classe DH120, in opera Indice di costo (più piccola, più cara) da confrontare con 6 e 5 18

19 Considerazione sull esistente Gli impianti esistenti sono stati trascurati e spesso non completati. Anche senza le nuove regole è utile metterli in grado di funzionare bene. Le osservazioni sulla ventilazione naturale e sul risparmio energetico si possono applicare sull esistente. In certi casi si può ottenere un ritorno dell investimento in meno di 10 anni. GRAZIE PER L ATTENZIONE Quanto si è visto non vale solo per il nuovo ma anche per gli impianti esistenti, specie se sono da completare. Si evitano le sanzioni e si può scoprire un investimento. 19