Le recenti disposizioni sulla resistenza al fuoco

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1 Roma - 21 giugno 2007 ISTITUTO SUPERIORE ANTINCENDI Le recenti disposizioni sulla resistenza al fuoco Il decreto 16 febbraio 2007 modalità di determinazione della resistenza al fuoco di prodotti ed elementi costruttivi Mauro Caciolai

2 Art. 2. Classificazione di resistenza al fuoco omississ 3. Le prestazioni di resistenza al fuoco dei prodotti e degli elementi costruttivi possono essere determinate in base ai risultati di: a) prove, b) calcoli, c) confronti con tabelle. Prodotti PROVE CALCOLI metodo sperimentale metodo analitico Allegato B Allegato C Elementi costruttivi PROVE CALCOLI TABELLE metodo sperimentale metodo analitico metodo tabellare Allegato B Allegato C Allegato D Parti ed elementi di opere da costruzione, composte da uno o più prodotti anche non aventi specifici requisiti di resistenza al fuoco

3 Art. 3.Prodotti per i quali è prescritta la classificazione di resistenza al fuoco 1. I prodotti legalmente commercializzati in uno degli Stati della Unione europea e quelli provenienti dagli Stati contraenti l accordo SEE e Turchia, possono essere impiegati in Italia in elementi costruttivi e opere in cui è prescritta la loro classe di resistenza al fuoco, secondo l uso conforme all impiego previsto, se muniti della marcatura CE prevista dalle specificazioni tecniche di prodotto. PRODOTTI In possesso di requisiti di resistenza al fuoco la cui classe è riscontrabile nell etichettatura In possesso della documentazione prevista tradotta in lingua italiana Certificazione di uso conforme all impiego previsto (art. 4 comma 4 DM 16/2/07) Controsoffitti Vetro per l edilizia Prodotti prefabbricati di cls Curtain walling Per ulteriori informazioni lettera-circolare n del 4 luglio 2006

4 Art. 4. Elementi costruttivi per i quali è prescritta la classificazione di resistenza al fuoco 1. Gli elementi costruttivi, per i quali è prescritta la classificazione di resistenza al fuoco, possono essere installati ovvero costruiti in opere destinate ad attività soggette ai regolamenti di prevenzione incendi, in presenza di certificazione redatta da professionista in conformità al decreto del Ministro dell interno 4 maggio 1998, che ne attesti la classe di resistenza al fuoco secondo le modalità indicate all art. 2 commi 4, 5, 6 del presente decreto. NORME DI PROVA E CLASSIFICAZIONE E NORME EXAP NORME DI CALCOLO E NORME DI PROVA PER I SISTEMI PROTETTIVI TABELLE CONTENUTE NEL DM 16/2/2007 RAPPORTI DI CLASSIFICAZIONE E FASCICOLO TECNICO? CALCOLI ANALITICI E ABACHI PRESTAZIONALI PROFESSIONISTA ISCRITTO ALL ALBO M.I. CONFRONTI PROFESSIONISTA CERTIFICAZIONE

5 Allegato B Modalità per la classificazione in base ai risultati di prove B.1 Le prove di resistenza al fuoco hanno l obiettivo di valutare il comportamento al fuoco dei prodotti e degli elementi costruttivi, sotto specifiche condizioni di esposizione e attraverso il rispetto di misurabili criteri prestazionali. B.2 Le condizioni di esposizione, i criteri prestazionali e le procedure di classificazione da utilizzare nell ambito delle prove di cui al punto B.1, sono indicate nelle parti 2, 3 e 4 della norma EN B.3 Le specifiche dei forni sperimentali, delle attrezzature di prova, degli strumenti di misura e di acquisizione, le procedure di campionamento, conservazione, condizionamento, invecchiamento, installazione e prova e le modalità di stesura del rapporto di prova sono indicate nelle norme EN o ENV richiamate dalle parti 2, 3 e 4 della EN EN Part 2: Part 3: Part 4: Part 5: Fire classification of costruction products and building elements Classification using data from fire resistance tests, excluding ventilation services Classification using data from fire resistance tests on products and elements used in building service installations Classification using data from fire resistance tests o components of smoke control system Classification using data from external fire exposure to roofs tests

6 Portelli di ispezione Corda ceramica di tamponamento cornice porta campioni Chassis metallico Bruciatori Rivestimento refrattario Plate thermometer Presa per misura pressione Battuta cornice porta campioni Bocca di estrazione fumi

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8 METODO SPERIMENTALE Determinazione dei requisiti di resistenza al fuoco di prodotti o elementi costruttivi attraverso una o più prove condotte secondo rigorosi protocolli presso laboratori di prova PRODOTTI/ELEMENTI RESISTENTI AL FUOCO (1) Prodotti/elementi con requisiti intrinseci di resistenza al fuoco (R, E, I, ) Il risultato può essere applicato senza ulteriori valutazioni a prodotti /elementi realizzati all interno del campo di applicazione diretta del risultato di prova PRODOTTI CHE CONTRIBUISCONO ALLA RESISTENZA AL FUOCO (2) Prodotti senza requisiti intrinseci di resistenza al fuoco ma che contribuiscono alla resistenza al fuoco di altri elementi costruttivi Il risultato della prova correda una valutazione analitica Necessitano di ulteriori valutazioni per prodotti/elementi realizzati al di fuori del campo di applicazione diretta del risultato di prova

9 Muro in blocchi forati di calcestruzzo

10 Solaio misto acciaio-calcestruzzo (1)

11 Divisorio leggero (1)

12 Controsoffitto a membrana (1)

13 Attraversamenti solaio (1)

14 Dal 2002 Direzione Centrale Prevenzione e Sicurezza Tecnica Ai fini del presente decreto è definito «laboratorio di prova» il laboratorio di resistenza al fuoco dell Area protezione passiva della DCPST e i laboratori italiani autorizzati ai sensi del decreto del Ministro dell interno 26 marzo 1985 ovvero i laboratori di resistenza al fuoco di uno degli altri Stati della Unione europea o di uno degli Stati contraenti l accordo SEE e la Turchia, cui viene riconosciuta da questo Ministero l indipendenza e la competenza dei laboratori di prova prevista dalla norma EN ISO/CEI o da equivalenti garanzie riconosciute in uno degli Stati stessi Dal 2003 Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree

15 Prodotti resistenti al fuoco propriamente detti Il «campo di applicazione diretta del risultato di prova» è l ambito, previsto dallo specifico metodo di prova e riportato nel rapporto di classificazione, delle limitazioni d uso e delle possibili modifiche apportabili al campione che ha superato la prova, tali da non richiedere ulteriori valutazioni, calcoli o approvazioni per l attribuzione del risultato conseguito.

16 Prodotti resistenti al fuoco propriamente detti

17 Applicazione estesa del risultato di prova solo se il produttore rende disponibile il fascicolo tecnico B.8 In caso di variazioni del prodotto o dell elemento costruttivo classificato, non previste dal campo di diretta applicazione del risultato di prova, il produttore è tenuto a predisporre un fascicolo tecnico contenente almeno la seguente documentazione: B.8.1 B.8.2 B.8.3 B.8.4 elaborati grafici di dettaglio del prodotto modificato; relazione tecnica, tesa a dimostrare il mantenimento della classe di resistenza al fuoco, basata su prove, calcoli e altre valutazioni sperimentali e/o tecniche, anche in conseguenza di migliorie apportate sui componenti e sul prodotto, tutto nel rispetto delle indicazioni e dei limiti contenuti nelle apposite norme EN o pren sulle applicazioni estese dei risultati di prova laddove esistenti (EXAP); eventuali altre approvazioni maturate presso uno degli Stati dell UE ovvero uno degli altri Stati contraenti l accordo SEE e la Turchia. parere tecnico positivo sulla completezza e correttezza delle ipotesi a supporto e delle valutazioni effettuate per l estensione del risultato di prova rilasciato dal laboratorio di prova che ha prodotto il rapporto di classificazione di cui al precedente punto B.4. Il produttore è tenuto a conservare suddetto fascicolo tecnico e a renderlo disponibile per il professionista che se ne avvale per la certificazione di cui all art. 4 comma 1 del presente decreto, citando gli estremi del fascicolo tecnico. Il fascicolo tecnico è altresì reso disponibile alla DCPST per eventuali controlli.

18 Allegato C Modalità per la classificazione in base ai risultati di calcoli C.1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno l obbiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti, separanti o non separanti, resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi, sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e l adozione di particolari costruttivi. C.2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi. Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti insieme all azione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli. DM 14/9/2005 (1) DM 9/3/2007 EN (2) (1) Il DM 14/9/2005 è prorogato al 31/12/2007. Verrà nuovamente pubblicato con alcune modifiche. Per quanto attiene l azione incendio sulle costruzioni, la nuova versione del decreto costituirà l ambito in cui opera il DM 9/3/2007 per le costruzioni che ospitano attività soggette ai controlli del C.N.VV.F. (2) L eurocodice EN definisce le azioni in caso di incendio. Sarà utilizzabile soltanto se corredato dei NDPs che lo rendono compatibile con i decreti vigenti. E prevista la pubblicazione degli NDPs entro il 2007.

19 C.3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici contenenti i parametri definiti a livello nazionale (NDPs) EN «Azioni sulle strutture Parte 1-2: Azioni sulle strutture esposte al fuoco» EN «Progettazione delle strutture di calcestruzzo Parte 1-2: Progettazione strutturale contro l incendio» EN «Progettazione delle strutture di acciaio Parte 1-2: Progettazione strutturale contro l incendio» EN «Progettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo Parte 1-2: Progettazione strutturale contro l incendio» EN «Progettazione delle strutture di legno Parte 1-2: Regole generali Progettazione strutturale contro l incendio» EN «Progettazione delle strutture di muratura Parte 1-2: Progettazione strutturale contro l incendio» EN «Progettazione delle strutture di alluminio Parte 1-2: Progettazione strutturale contro l incendio»

20 C.4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli eurocodici, è possibile limitare l impiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti, con riferimento agli eurocodici EN , EN , EN , EN con i valori dei parametri da definire a livello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI 9502 «Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso» UNI 9503 «Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di acciaio» UNI 9504 «Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di legno» 9502: : :1997

21 Par. Rifer. Parametro EN (1) P Nota 3 Impiego dei metodi di calcolo avanzato La decisione sull impiego dei metodi di calcolo avanzato può essere trovata negli Allegati Nazionali. Valore proposto come parametro nazionale (NDP) Non vengono fornite ulteriori specificazioni Qualora si adottano curve di incendio naturale è obbligatorio procedere con metodi avanzati di calcolo e analizzare, se necessario, parti di struttura o l intera struttura con tecniche di calcolo non lineare.

22 Advanced calculation methods 1. Determinazione dell andamento delle temperature nel tempo raggiunte dall elemento esposto alla curva di incendio Descrizione geometrica della sezione (Area, perimetro) e definizione della mesh (elementi finiti piani) Individuazione delle superfici di scambio termico (esposte al fuoco, esposte all esterno) o adiabatiche Assegnazione dei coefficienti di scambio termico sulla superficie dell elemento (α, ε, ρ P, λ P, c P, u p, d p ) Assegnazione dei coefficienti di trasporto interno del calore (ρ, c, λ, u) Integrazione dell equazione di fourier nel piano (si trascurano gli scambi di calore lungo l asse) t=0 T=T 0 = 20 C T ρc divλ( gradt ) t = t>0 4 4 T Tg Tc λ = αc( Tg Tc ) + σε n

23 Advanced calculation methods 2. Determinazione del degrado delle caratteristiche meccaniche (resistenza, rigidezza) del materiale alle alte temperature Determinazione dei valori di resistenza e rigidezza dei materiali in condizioni di incendio a tempo zero (riduzione dei coefficienti γ M ) Assegnazione dei coefficienti di riduzione a ciascun elementino della mesh (k i (θ)) e determinazione dei valori di resistenza e rigidezza dei materiali Calcolo della caratteristica di resistenza della sezione (R fi, θ,t ) con l ipotesi della conservazione delle sezioni piane t=90 min

24 Advanced calculation methods 4. Calcolo della caratteristica meccanica agente in condizioni di incendio Definizione della combinazione di carico (combinazione quasi permanente) Analisi strutturale di un elemento, di parte della struttura o dell intera struttura. L analisi è non lineare se occorre tenere conto della variazione di rigidezza degli elementi strutturali e delle deformazioni termiche impedite N.B. Le sollecitazioni indirette, dovute agli elementi strutturali adiacenti a quello preso in esame, possono essere trascurate quando i requisiti di sicurezza all incendio sono valutati in riferimento alla curva nominale d incendio e alle classi di resistenza al fuoco. (D.M. 9 marzo 2007 cap. 5 comma 3) 5. Verifica R fi,θ,t > S fi

25 Simplified calculation methods: ELEMENTI DI C.A. 1. Adozione di sezioni minime che permettono, per il tempo previsto, di trascurare fenomeni fragili quali: rotture per taglio o torsione di bielle compresse scorrimento delle armature fenomeni di spalling esplosivo 2. Adozione di ricoprimenti delle armature che consentono alle stesse di permanere per il tempo previsto, ad una temperatura comunque inferiore a quella che causerebbe la rottura nei confronti dell azione più gravosa possibile.

26 Simplified calculation methods : ELEMENTI DI ACCIAIO 1. Determinazione della temperatura critica in funzione della classe della sezione, delle condizioni di vincolo e del coefficiente di utilizzo 2. Determinazione della temperatura di sezione al tempo t nell ipotesi di sezione a temperatura costante 3. Verifica soddisfatta se: θ cr (classe, κ, μ 0 ) > θ max (Section factor, R) N.B. Il metodo della temperatura critica è utilizzabile unicamente per elementi inflessi per i quali è trascurabile la possibilità di verificarsi di fenomeni di instabilità.

27 Simplified calculation methods : ELEMENTI DI LEGNO 1. Assegnazione della velocità di combustione (costante nel tempo) in base al tipo di essenza di legno 2. Definizione delle superfici che partecipano alla combustione. 3. Determinazione della sezione residua al tempo t 3. Verifica soddisfatta se la sezione residua garantisce una caratteristica di sollecitazione superiore a quella esterna agente. d ef = β n t + k 0 d 0

28 METODO ANALITICO : ADOZIONE DI PROTETTIVI C.5 I metodi di calcolo di cui in C.3 e C.4 possono necessitare della determinazione, al variare delle temperature, dei parametri termo-fisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti. In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate all articolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A.3 dell allegato A. omississ Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri, che esulano dall ambito delle prove indicate all articolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C.4 sotto le condizioni suddette, non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti. PRODOTTI CHE CONTRIBUISCONO ALLA RESISTENZA AL FUOCO (2) LASTRE INTONACI VERNICI

29 Classificazione di resistenza al fuoco di prodotti ed elementi costruttivi di opere da costruzione ALLEGATO A. Simboli e classi Tabella A.3 Prodotti e sistemi per la protezione di parti o elementi delle opere di costruzione A Si applica a Norme Rivestimenti, pannelli, intonaci, vernici e schermi protettivi dal fuoco EN ; EN ,3,4,5,6,7 Classificazione : espressa negli stessi termini previsti per gli elementi portanti protetti Determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali Membrane protettive orizzontali Membrane protettive verticali Protezione applicata ad elementi di calcestruzzo Protezione applicata ad elementi di acciaio Protezione applicata ad elementi compositi di acciaio/cls Protezione applicata a colonne cave di acciaio riempite di cls Protezione applicata ad elementi di legno Protezione reattiva (vernici intumescenti) applicata ad elementi di acciaio Normativa di riferimento TS ENV ENV ENV ENV ENV ENV prenv

30 ENV : 2002 Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali. Protezione applicata ad elementi d acciaio

31 C.5 omississ I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C.4 possono essere ancora utilizzati purché il produttore, sulla base di idonee esperienze sperimentali, dichiari sotto la propria responsabilità, che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme, nonché aderenza e coesione per tutto il tempo necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione. Tale possibilità decade con l obbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi, prevista in conformità alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dall entrata in vigore del presente decreto. MATERIALE Massa Volumica ρ p [kg/m 3 ] Conducibilità termica λ p [W/m C] Contenuto di umidità p p [%] Calore Specifico c p [J/kg C] Fibre minerali a spruzzo ,12 1, Intonaco a base di perlite o vermiculite ,15 2, Lastre di perlite o vermiculite ,18 15, Lastre di silicati ,18 4, Lastre di gesso 800 0,24 20, Lastre di lana minerale ,30 2, Calcestruzzo cellulare ,30-0,65 2, Calcestruzzo leggero ,80 2, Laterizi ,00 2, Calcestruzzo siliceo ,70 1,5 1200

32 CLS CLS GESSO Spessori di calcestruzzo equivalente Materiali Conglomerato cementizio normale (2400 kg/m³) Conglomerato cementizio cellulare ( 500 kg/m³) Conglomerato cementizio con aggregati di argilla espansa ( 1500 kg/m³) Gesso Laterizio Intonaco di cemento Intonaco o lastre di fibre minerali, di vetro o di roccia (contenuto in fibre > 80%) Intonaco di cemento e vermiculite (rapporto 4:1) Intonaco di gesso e vermiculite (rapporto 4:1) Intonaco di cemento e perlite (rapporto 4:1) Intonaco di gesso e perlite (rapporto 4:1) Rapporto di equivalenza 1,0 2,0 1,5 1,8 1,0 1,1 2,5 2,5 2,7 2,5 2,7

33 Allegato D Modalità per la classificazione in base a confronti con tabelle D.1 Le tabelle seguenti propongono delle condizioni sufficienti per la classificazione di elementi costruttivi resistenti al fuoco. Dette condizioni non costituiscono un obbligo qualora si proceda alla determinazione delle prestazioni di resistenza al fuoco secondo gli altri metodi di cui all articolo 2 commi 4 e 5 del presente decreto. I valori contenuti nelle tabelle sono il risultato di campagne sperimentali e di elaborazioni numeriche e si riferiscono alle tipologie costruttive e ai materiali di maggior impiego. Detti valori pur essendo cautelativi, non consentono estrapolazioni o interpolazioni tra gli stessi ovvero modifiche delle condizioni di utilizzo. D.2 L uso delle tabelle è strettamente limitato alla classificazione di elementi costruttivi per i quali è richiesta la resistenza al fuoco nei confronti della curva temperatura-tempo standard e delle altre azioni meccaniche previste in caso di incendio. D.3 Altre tabelle di natura sperimentale o analitica diverse da quelle sotto esposte non ricadono tra quelle previste all articolo 2 comma 6 del presente decreto.

34 METODO TABELLARE: MURI DI CLS NORMALE D.4.2 La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore s di murature di blocchi di calcestruzzo normale (escluso l intonaco) sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate esposte su un lato che rispettano le seguenti limitazioni: - altezza della parete fra i due solai o distanza fra due elementi di irrigidimento con equivalente funzione di vincolo dei solai non superiore a 4 m - facciavista o con 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero 20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco. Classe Blocco con fori monocamera s = 120 s = 150 s = 180 s = 240 s = 280 s = 340 Blocco con fori multicamera o pieno 100 (*) 120 (*) (*) 120 (*) (*) Solo blocchi pieni (percentuale foratura < 15%) Blocco con fori mono o multicamera o pieno Intonaco normale Intonaco protettivo antincendio 80 (*) 100 (*) 120 (*)

35 METODO TABELLARE: SOLETTE PIENE E SOLAI ALLEGGERITI D.5.1 La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore totale H di solette e solai, della distanza a dall asse delle armature alla superficie esposta sufficienti a garantire il requisito R per le classi indicate. Classe Solette piene con armatura monodirez. 80 / / / / / / 65 Solai misti di lamiera di acciaio con cls ( 1 ) Solai a travetti con alleggerimento ( 2 ) Solai a lastra con alleggerimento ( 3 ) 80 / / / / / / / / / / / / / / / / / / 75 I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di c.a. e c.a.p. In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm. In presenza di intonaco i valori di H e a ne devono tenere conto nella seguente maniera: 10 mm di intonaco normale (definizione in D.4.1) equivale ad 10 mm di calcestruzzo; 10 mm di intonaco protettivo antincendio (definizione in D.4.1) equivale a 20 mm di calcestruzzo. Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilità del ricoprimento. (1)In caso di lamiera grecata H rappresenta lo spessore medio della soletta. Il valore di a non comprende lo spessore della lamiera. La lamiera ha unicamente funzione di cassero. In caso contrario la lamiera va protetta secondo quanto indicato in D.7.1 (2)Deve essere sempre presente uno strato di intonaco normale di spessore non inferiore a 20 mm ovvero uno strato di intonaco isolante di spessore non inferiore a 10 mm. (3)In caso di alleggerimento in polistirene o materiali affini prevedere opportuni sfoghi delle sovrapressioni.

36 METODO TABELLARE: SOLETTE PIENE E SOLAI ALLEGGERITI D.5.2 Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D.5.1 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante, non combustibile e con conducibilità termica non superiore a quella del calcestruzzo, di cui almeno una parte in calcestruzzo armato. La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di c.a., sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate. Classe Tutte le tipologie 30 h = 60 / d = / / / / / 60 In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D.5.1. In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mm. In presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto, malta di allettamento, pavimentazione, etc.) i valori di h ne possono tener conto Solaio latero-cemento REI 120