Ravenna 03/07/ /07/2015

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1 RESISTENZA AL FUOCO CERTIFICAZIONI DI TIPO ANALITICO E APPROCCIO PRESTAZIONALE Fire Safety Engineering Ravenna Relatore Dott. Pietro Monaco p.monaco@edilizianamirial.it Partecipa al G.L. UNI Ingegneria della sicurezza contro l'incendio Resistenza al fuoco iter procedurale Obiettivi di sicurezza Richiesta di resistenza al fuoco Individuazione della prestazione Verifica della prestazione 2 SICUREZZA PREVENZIONE E PROTEZIONE La magnitudine del danno di un evento aumenta col diminuire della possibilità dell evento. Una prima valutazione del rischio può essere data associando una scala numerica alla frequenza (F) e alla magnitudine (M). Si può definire quindi un indice di rischio I, dato dal prodotto I = F x M Per diminuire il rischio si può operare - attraverso misure di prevenzione che abbattono la frequenza - attraverso misure di protezione che riducono la magnitudo. 3 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 1

2 SICUREZZA PREVENZIONE E PROTEZIONE Gli obiettivi: Garantire la sicurezza delle persone (occupanti e squadre di soccorso) (nightclub-fire) Garantire la salvaguardia dell edificio e dei beni contenuti. La probabilità che vi siano delle vittime (P v ) o la probabilità che vi siano danni (P d ) è valutabile come il prodotto delle probabilità che si abbia un principio di incendio (P 1 ), che l evento sfugga al controllo (P 2 ), dalla probabilità che l evento fuori controllo possa causare vittime (P 3 ) o danni all edificio e ai beni contenuti (P 4 ). Probabilità di danno a persone P v = P 1 x P 2 x P 3 Probabilità di danni agli edifici P d = P 1 x P 2 x P 4 4 PROBABILITÀ DI INNESCO P 1 E influenzata da Caratteristiche dei materiali Infiammabilità Potenziale termico Possibili cause di innesco Fiamme libere Cause elettriche Surriscaldamenti Scoppi Fenomeni naturali Mancanza di procedure di sicurezza 5 PROBABILITÀ CHE SI SVILUPPI UN INCENDIO P 2 E influenzata da Caratteristiche della combustione dei materiali Mancanza o carenze di adeguati mezzi di spegnimento Non adeguate procedure per fronteggiare l emergenza 6 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 2

3 PROBABILITÀ CHE SI ABBIANO VITTIME P 3 E influenzata da Condizioni ambientali dovute ai prodotti della combustione e alle temperature elevate Carenza delle vie di esodo e mancanza di luoghi sicuri Mancanza di adeguati mezzi di protezione attiva o passiva Carenza di adeguati piani di sicurezza Eventuale collasso delle strutture 7 PROBABILITÀ DANNI AGLI EDIFICI P 4 E influenzata da Carenze di tipo architettonico, strutturale ed impiantistico Insufficienti misure di protezione passiva Insufficienti misure di protezione attiva 8 PREVENZIONE INCENDI 9 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 3

4 La protezione passiva Obiettivo: limitazione degli effetti dell incendio nello spazio e nel tempo (es.: garantire l incolumità dei lavoratori - limitare gli effetti nocivi dei prodotti della combustione - contenere i danni a strutture, macchinari, beni). Barriere antincendio: isolamento; distanze di sicurezza muri tagliafuoco. Strutture con resistenza al fuoco commisurata ai carichi d incendio; Materiali classificati alla reazione al fuoco Sistemi di ventilazione Sistema di vie d uscita commisurate al massimo affollamento ipotizzabile 10 Definizione: la REsIstenza al fuoco R = stabilità attitudine di un elemento da costruzione a conservare la resistenza meccanica sotto l'azione del fuoco, equivale al tempo di rottura in minuti di un elemento strutturale sottoposto ad una curva tempo-temperatura E = tenuta attitudine di un elemento da costruzione a non lasciare passare ne produrre, se sottoposto all'azione del fuoco su un lato fiamme, vapori o gas caldi sul lato non esposto I = isolamento termico attitudine di un elemento da costruzione a ridurre, entro un dato limite, la trasmissione del calore (gli EUROCODICI prevedono il raggiungimento sulla superficie esterna di una temperatura media di 140 C e massima di 180 C) 11 Requisiti antincendio delle costruzioni Direttiva Prodotti da Costruzione 305/2011/UE (ex 89/106/CEE) REQUISITO ESSENZIALE SICUREZZA IN CASO D INCENDIO Le costruzioni devono essere progettate, realizzate e gestite in modo da garantire: 1. la stabilità degli elementi portanti per un tempo utile ad assicurare il soccorso agli occupanti 2. la limitata propagazione del fuoco e dei fumi, anche riguardo alle opere vicine 3. la possibilità che gli occupanti lascino l opera indenni o che gli stessi siano soccorsi in altro modo 4. la possibilità per le squadre di soccorso di operare in condizioni di sicurezza 12 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 4

5 Definizioni dal D.M. 09/03/2007 Il compartimento antincendio è una parte di edificio delimitata da elementi costruttivi (muri, solai, porte, ecc.) di resistenza al fuoco predeterminata e organizzato per rispondere alle esigenze della prevenzione incendi. Di norma gli edifici vengono suddivisi in compartimenti, anche costituiti da più piani, di superficie non eccedente quella indicata nelle varie norme specifiche. Nello stabilire la superficie massima di un compartimento si tiene conto di vari parametri: carico d incendio, caratteristiche di infiammabilità dei materiali, destinazione dei locali, affollamento, lunghezza delle vie di esodo, modalità di stoccaggio dei materiali, lavorazioni, ubicazione e accessibilità, altezza dei locali e del fabbricato, presenza di piani interrati, impianti antincendio 13 Individuazione delle prestazioni di resistenza al fuoco La legislazione tecnica che tratta la determinazione della resistenza al fuoco delle strutture per attività non normate è riportata nei seguenti provvedimenti e/o norme tecniche: - D.M. del 16 febbraio 2007 Classificazione di resistenza al fuoco di prodotti ed elementi costruttivi di opere da costruzione - D.M. del 9 marzo 2007 Prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo nazionale dei vigili del fuoco - D.M. del 9 maggio 2007 Direttive per l'attuazione dell'approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio 14 D.M. 16/02/2007 Allegato C Modalità per la classificazione in base ai risultati di calcoli UNI 9502 (c.a., c.a.p) UNI 9503 (Acciaio) UNI 9504 (Legno) Eurocodice 1 UNI EN Azioni sulle strutture - Parte 1-2: Azioni in generale - Azioni sulle strutture esposte al fuoco Eurocodice 2 UNI EN Progettazione delle strutture di calcestruzzo - Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l'incendio Eurocodice 3 UNI EN Progettazione delle strutture di acciaio Parte 1-2: Regole generali - progettazione della resistenza all incendio 15 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 5

6 D.M. 16/02/2007 Allegato C Modalità per la classificazione in base ai risultati di calcoli Eurocodice 4 UNI EN Progettazione delle strutture composte acciaio calcestruzzo Parte 1-2: Regole generali - Progettazione della resistenza all incendio Eurocodice 5 UNI EN Progettazione di strutture di legno Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l incendio Eurocodice 6 UNI EN , Progettazione delle strutture di muratura. Parte 1-2: regole generali, progettazione strutturale contro l incendio. 16 Individuazione delle prestazioni di resistenza al fuoco Con il D. M. delle infrastrutture e dei trasporti del 31 luglio 2012, pubblicato sulla G.U. n. 73 del 27 marzo 2013, sono stati fissati i Parametri tecnici di cui alle Appendici Nazionali agli Eurocodici (National Determined Parameters, NDP). Con l'entrata in vigore del D.M. 31 luglio 2012, (11 aprile 2013), si dà quindi completa attuazione a quanto previsto al punto C.3 dell'allegato C al decreto del Ministro dell'interno 16 febbraio 2007, cessando, quindi, la possibilità di impiego delle norme UNI 9502, 9503 e 9504 per il calcolo di resistenza al fuoco di elementi costruttivi. 17 Individuazione delle prestazioni di resistenza al fuoco In argomento il Ministero dell Interno, tramite la Direzione Centrale per la Sicurezza Tecnica del Dipartimento dei Vigili del Fuoco del Soccorso Pubblico e della Difesa Civile, ha pubblicato la Lettera Circolare prot. n del 05/04/2013 con la quale ribadisce quanto stabilito con circolare DCPST n del 4/4/2011, e con successiva circolare DCPST n del 23/7/2012, in merito alla decorrenza dei termini fissati dal DM 16/2/2007 e cioè che l'uso delle citate norme UNI è consentito anche oltre la data di entrata in vigore del DM 31 luglio 2012 esclusivamente per le costruzioni i cui progetti o Segnalazioni Certificate di Inizio Attività (SCIA) siano stati presentati ai competenti Comandi provinciali dei vigili del fuoco prima di suddetta data. 18 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 6

7 RESISTENZA AL FUOCO Un prodotto o di un elemento costruttivo risponde al requisito di resistenza al fuoco se garantisce, per un determinato tempo, il livello prestazionale richiesto 19 CONFRONTO TRA I METODI METODO SPERIMENTALE VANTAGGI - dà risultati molto vicino alla realtà - il risultato può essere applicato senza ulteriori valutazioni a prodotti /elementi realizzati all interno del campo di applicazione diretta del risultato di prova SVANTAGGI - risulta molto oneroso per il committente, il costo della prova è rilevante; -la curva tempo temperatura del forno ha una certa tolleranza, il regime termico non sempre è uniforme in tutto il forno. -il risultato della prova non è estensibile (per esempio al variare dell armatura) - il tempo richiesto per effettuare una prova e quindi per ottenere una certificazione è rilevante - non possono essere provate strutture di grandi dimensioni. 20 CONFRONTO TRA I METODI METODO TABELLARE VANTAGGI - il metodo è di facile controllo ed utilizzo - non risulta oneroso per il committente SVANTAGGI - non è esaustivo i risultati delle prove non sono estensibili a tutte le tipologie strutturali -i risultati ottenuti durante le prove non tengono conto dalla tipologia dei materiali, della stagionatura del cls ecc. - in genere è più restrittivo rispetto agli altri metodi 21 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 7

8 CONFRONTO TRA I METODI METODO ANALITICO VANTAGGI - I risultati sono costanti nel tempo in funzione solamente delle caratteristiche geometriche dell elemento strutturale nonché delle caratteristiche dei materiali - Non risulta oneroso per il committente - La descrizione analitica della curva tempo temperatura è matematica - Tiene conto delle caratteristiche della sollecitazione reali, quindi ogni elemento può essere verificato direttamente come se fosse in esercizio - È molto veloce ed economico, permette una moltitudine di risultati solamente variando le caratteristiche geometriche dell elemento strutturale, o i materiali oppure la caratteristiche della sollecitazione - È la strada presa a livello europeo con l emanazione degli EUROCODICI SVANTAGGI - è di difficile controllo in quanto richiede complessi strumenti di calcolo. 22 Resistenza al fuoco prescritta Attività non dotate di normativa specifica -Attività Industriali MINISTERO DELL'INTERNO - DECRETO 9 marzo 2007 Prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo nazionale dei vigili del fuoco. Art.1 Oggetto e campo di applicazione Il decreto stabilisce i criteri per determinare le prestazioni di resistenza al fuoco che devono possedere le costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo nazionale dei vigili del fuoco. Sono escluse le attività per le quali le prestazioni di resistenza al fuoco sono espressamente stabilite da specifiche regole tecniche di prevenzione incendi 23 Resistenza al fuoco prescritta Attività non dotate di normativa specifica - Attività Industriali MINISTERO DELL'INTERNO - DECRETO 9 marzo 2007 Prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo nazionale dei vigili del fuoco. Art.2 Obiettivi, strategie, responsabilità 1. Al fine di limitare i rischi derivanti dagli incendi, le costruzioni devono essere progettate, realizzate e gestite in modo da garantire: la stabilità degli elementi portanti per un tempo utile ad assicurare il soccorso agli occupanti; la limitata propagazione del fuoco e dei fumi, anche riguardo alle opere vicine; la possibilità che gli occupanti lascino l'opera indenni o che gli stessi siano soccorsi in altro modo; la possibilità per le squadre di soccorso di operare in condizioni di sicurezza. 24 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 8

9 Resistenza al fuoco prescritta Attività non dotate di normativa specifica - Attività Industriali MINISTERO DELL'INTERNO - DECRETO 9 marzo 2007 Prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo nazionale dei vigili del fuoco. Art.2 Obiettivi, strategie, responsabilità 2. I requisiti di protezione delle costruzioni dagli incendi, finalizzati al raggiungimento degli obiettivi suddetti, sono garantiti attraverso l'adozione di misure e sistemi di protezione attiva e passiva. Tutte le misure e i sistemi di protezione, adottati nel progetto ed inseriti nella costruzione, devono essere adeguatamente progettati, realizzati e mantenuti secondo quanto prescritto dalle specifiche normative tecniche o dalle indicazioni fornite dal produttore al fine di garantirne le prestazioni nel tempo. 3. L'individuazione dei valori che assumono i parametri posti a base della determinazione delle azioni di progetto è a carico dei soggetti responsabili della progettazione. Il mantenimento delle condizioni che determinano l'individuazione dei suddetti valori è a carico dei titolari delle attività. 25 Resistenza al fuoco prescritta Le richieste prestazionali in termini di resistenza al fuoco delle strutture si differenziano a secondo del tipo di attività soggetta al controllo di prevenzione incendi (elenco contenuto nel DPR 151/2011) in: -Attività dotate di normativa specifica di prevenzione incendi (es. Autorimesse, Locali commerciali, Scuole, Locali di pubblico spettacolo, Ospedali e strutture sanitarie, Alberghi ecc.) Il valore della resistenza al fuoco è prescritta dalla normativa - Attività non dotate di normativa specifica ovvero le Attività Industriali Il valore della resistenza al fuoco è determinata dal valore del carico di incendio e dal livello di prestazione che voglio garantire. 26 ESEMPIO DI REGOLAMENTO ANTINCENDIO Decreto 22 febbraio 2006 (uffici) 1. Termini, definizioni e tolleranze dimensionali 2. Classificazione 3. Ubicazione 4. Separazioni e comunicazioni 5. Caratteristiche costruttive Resistenza al fuoco Reazione al fuoco Compartimentazione 6. Misure per l evacuazione in caso di emergenza 7. Aerazione 8. Attività accessorie 9. Servizi tecnologici 10. Mezzi ed impianti di estinzione degli incendi 11. Impianti di rilevazione, segnalazione ed allarme 12. Sistema di allarme 13. Segnaletica di sicurezza 14. Organizzazione e gestione della sicurezza antincendio 27 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 9

10 Resistenza al fuoco prescritta Attività dotate di normativa specifica di prevenzione incendi 28 D.M. 09/03/2007 NOVITA Nuova definizione del carico di incendio Introduzione delle richieste di prestazione Definizione degli scenari di incendio Metodo prescrittivo ~ Metodo prestazionale 29 CARICO DI INCENDIO SPECIFICO LIVELLO DI PRESTAZIONE CARICO DI INCENDIO SPECIFICO DI PROGETTO CLASSE DELL EDIFICIO D.M. 09/03/2007 SCENARIO DI INCENDIO D.M. 09/05/2007 INCENDIO CONVENZIONALE D.M. 16/02/2007 INCENDIO NATURALE DETERMINAZIONE CAPACITA DEL SISTEMA STRUTTURALE 30 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 10

11 Definizione: Carico di incendio La resistenza al fuoco è legata al concetto di carico di incendio : E 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 è assunto pari a 0,054 chilogrammi di legna equivalente. 31 Definizione: Carico di incendio q = Σ g i H i m i ψ i [MJ] g i H i m i ψ i massa dell i-esimo materiale combustibile [kg] potere calorifico inferiore [MJ/kg] fattore di partecipazione alla combustione 0,8 per il legno e altri materiali di natura cellulosica 1,0 negli altri casi fattore di limitazione della partecipazione alla combustione 0 per i materiali in contenitori progettati per resistere al fuoco 0,85 per i materiali in contenitori non combustibili 1,0 negli altri casi 32 Definizione: Carico di incendio specifico q f q A q H m i i i A i i [ MJ / m 2 ] CARICO D INCENDIO SPECIFICO : Carico di incendio riferito all unità di superficie lorda (è espresso in MJ/m 2 ) SUPERFICIE IN PIANTA LORDA DI UN COMPARTIMENTO Superficie in pianta compresa entro il perimetro interno delle pareti delimitanti il compartimento 33 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 11

12 D.M. 09/03/2007 definizione: Carico di incendio specifico di progetto Il valore del carico d incendio specifico di progetto (q f,d ) è determinato secondo la seguente relazione: q f,d = δ q1 δ q2 δ n q f [MJ/m 2 ] E il fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione alla dimensione del compartimento E il carico di incendio specifico del compartimento Prodotto dei fattori (δ ni ) che tengono conto delle differenti misure di protezione attiva adottate E il fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione al tipo di attività svolta nel compartimento E la grandezza di riferimento per le valutazioni della resistenza al fuoco delle costruzioni. 34 D.M. 09/03/2007 definizione: Carico di incendio specifico di progetto q f,d = δ q1 δ q2 δ n q f [MJ/m 2 ] δ q1 è il fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione alla dimensione del compartimento (da 1 a 2) 35 D.M. 09/03/2007 definizione: Carico di incendio specifico di progetto q f,d = δ q1 δ q2 δ n q f [MJ/m 2 ] δ q2 è il fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione al tipo di attività svolta nel compartimento (da 0,80 a 1,20) 36 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 12

13 D.M. 09/03/2007 definizione: Carico di incendio specifico di progetto q f,d = δ q1 δ q2 δ n q f [MJ/m 2 ] δ n è il fattore che tiene conto delle differenti misure di protezione e i cui valori sono riportati nella tabella 37 Le richieste di prestazione secondo il d.m. 09/03/2007 Livello I Livello II Livello III Livello IV Livello V Nessun requisito specifico di resistenza al fuoco dove le conseguenze della perdita dei requisiti stessi siano accettabili o dove il rischio di incendio sia trascurabile Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all esterno della costruzione Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo congruo con la gestione dell emergenza Requisiti di resistenza al fuoco tali da garantire, dopo la fine dell incendio, un limitato danneggiamento della costruzione Requisiti di resistenza al fuoco tali da garantire, dopo la fine dell incendio, il mantenimento della totale funzionalità della costruzione stessa Questi requisiti vanno individuati sulla base di una valutazione del rischio di incendio. 38 D.M. 09/03/2007 LIVELLO I Nessun requisito specifico di resistenza al fuoco dove le conseguenze della perdita dei requisiti stessi siano accettabili o dove il rischio di incendio sia trascurabile. Non è ammesso per le costruzioni all interno delle quali si svolgono attività soggette a controllo dei Vigili del Fuoco 39 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 13

14 D.M. 09/03/2007 LIVELLO II Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all esterno della costruzione Può ritenersi adeguato per le costruzioni: isolate fino a due piani fuori terra ed un piano interrato destinate ad un unica attività non aperta al pubblico 40 D.M. 09/03/2007 LIVELLO II Inoltre, devono verificarsi tutte le seguenti ulteriori condizioni: a) le dimensioni della costruzione siano tali da garantire l esodo in sicurezza degli occupanti; b) gli eventuali crolli totali o parziali della costruzione non arrechino danni ad altre costruzioni; c) gli eventuali crolli totali o parziali della costruzione non compromettano l efficacia degli elementi di compartimentazione e di impianti di protezione attiva che proteggono altre costruzioni; d) il massimo affollamento complessivo della costruzione non superi 100 persone e la densità di affollamento media non sia superiore a 0,2 pers/m2; e) la costruzione non sia adibita ad attività che prevedono posti letto; f) la costruzione non sia adibita ad attività specificamente destinate a malati, anziani, bambini o a persone con ridotte o impedite capacità motorie, sensoriali o cognitive. 41 D.M. 09/03/2007 LIVELLO II Le classi di resistenza al fuoco necessarie per garantire il livello II di prestazione sono le seguenti, indipendentemente dal valore assunto dal carico di incendio specifico di progetto R30 R60 per costruzioni ad un piano fuori terra senza interrato per costruzioni fino a due piani fuori terra e un piano interrato Sono consentite classi inferiori a quelle precedentemente indicate se compatibili con il livello III di prestazione. 42 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 14

15 Domanda Quanto è importante il carico di incendio se si pensa agli effetti sulle cose/persone che questo carico di incendio può avere ovvero si pensa con un approccio di tipo prestazionale? 43 Carico Incendio Tipo Incendio 44 Carico Incendio Tipo Incendio 45 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 15

16 D.M. 09/03/2007 LIVELLO III Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo congruo con la gestione dell emergenza. Può ritenersi adeguato per tutte le costruzioni all interno delle quali si svolgono attività soggette a controllo dei Vigili del Fuoco, fatte salve quelle per le quali sono richiesti i livelli IV o V. Le classi di resistenza al fuoco necessarie per garantire il livello III sono correlate al carico di incendio specifico di progetto q f,d 46 D.M. 09/03/ Livello III : Determinazione della classe di resistenza al fuoco Una volta determinato il carico di incendio specifico di progetto q fd, le classi di resistenza al fuoco idonee a garantire il livello III di prestazione si ricavano dalla seguente tabella in funzione del carico d incendio specifico di progetto 47 ESEMPIO ADEGUAMENTO FABBRICA DI CIOCCOLATO (MODICANO ) - SUPERFICIE: m 2 - qfd: 931,75 MJ/m 2 ATTIVITA SOGGETTA A CONTROLLO DI PREVENZIONE INCENDI INDIVIDUATA AL N 70/B DEL DPR 151/2011 (deposito di superficie lorda superiore a 1000 mq fino a 3000 mq) ATTIVITA INDUSTRIALE NON DOTATA DI NORMATIVA SPECIFICA Problema: Verifica R Pilastro 30x30 copriferro 3.0 cm senza intonaco 48 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 16

17 PROBLEMA Determinazione del rischio dell attività secondo il D.M. 10/03/98 Creazione della relazione tecnica da presentare ai VV.F Analisi della resistenza al fuoco degli elementi portanti Analisi della resistenza al fuoco degli elementi di compartimentazione 10:39 Dott. Pietro 49 Monaco D.M. 09/03/ Livello III 2- calcolo classe compartimento Una volta determinato il carico di incendio specifico di progetto qfd le classi di resistenza al fuoco idonee a garantire il livello III di prestazione si ricavano dalla tabella 4. Esempio q fd = 932 MJ/m 2 CLASSE = 90 Carichi d incendio specifici di Classe progetto (q f,d) Non superiore a 100 MJ/m 2 0 Non superiore a 200 MJ/m 2 15 Non superiore a 300 MJ/m 2 20 Non superiore a 450 MJ/m 2 30 Non superiore a 600 MJ/m 2 45 Non superiore a 900 MJ/m 2 60 Non superiore a 1200 MJ/m 2 90 Non superiore a 1800 MJ/m Non superiore a 2400 MJ/m Superiore a 2400 MJ/m Tabella 4 50 METODO TABELLARE Pilastro in c.a. Dimensione lato minore: 30 cm Esposizione: 4 lati Armature lente 6+6 fi 10, distanza d asse delle armature 3 cm Nessun intonaco In base ai dati geometrici, si applica il punto 6.2 del DM e si ha R totale 30 R richiesto 90 10:39 Dott. Pietro 51 Monaco Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 17

18 D.M. 09/03/2007 Verifica degli elementi costruttivi Novità Approccio prescrittivo Curva nominale standard introdotta dalla norma ISO 834 Curva nominale degli idrocarburi Curva di incendio nominale esterna Approccio prestazionale Curva naturale d incendio. La FSE rappresenta un approccio innovativo alla prevenzione incendi 52 d.m. 09/03/2007 curve naturali di incendio 53 FASI DI UN INCENDIO STADIO DI SVILUPPO O PRE-FLESHOVER: incendio localizzato in prossimità della sua origine e temperature dei gas basse FLASHOVER: rapida vampata tipica degli incendi confinati STADIO DI COMPLETO SVILUPPO O POST-FLASHOVER: sono coinvolti tutti i materiali combustibili presenti nell ambiente FASE DI DECADIMENTO: inizia dopo che la temperature del gas è scesa all 80% del picco 54 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 18

19 INCENDIO PIENAMENTE SVILUPPATO 55 INCENDIO PIENAMENTE SVILUPPATO 56 DECADIMENTO 57 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 19

20 LA RESISTENZA AL FUOCO VALUTAZIONE DELLA RESISTENZA AL FUOCO Metodo prescrittivo dm e dm ~ Metodo prestazionale dm Geometria del locale Tipologia d uso Tipologia di costruzione Carico d incendio Caratteristiche dell incendio Modello d incendio FASE 1 Esposizione termica all incendio Geometria dell elemento Proprietà termiche Caratteristiche della trasmissione del calore Modello di trasmissione del calore Gradienti termici FASE 2 Geometria dell elemento Carichi applicati Modello Strutturale FASE 3 Proprietà meccaniche Capacità portante 59 RISPOSTA MECCANICA DELLE STRUTTURE IN CONDIZIONI DI INCENDIO innalzamento di temperatura, ossia risposta termica, indotto dal trasferimento del calore dall incendio una volta che la struttura è riscaldata, essa si deforma in funzione di un coefficiente di espansione termica allo stesso tempo, un elevato incremento di temperatura comporterà un indebolimento del materiale e così la perdita di rigidezza e di resistenza da parte della struttura, generando perciò deformazioni aggiuntive in alcuni casi, la perdita di rigidezza e resistenza può diventare così importante che la struttura non è più capace di portare i carichi applicati e di conseguenza si verificherà un collasso strutturale 60 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 20

21 Caratteristiche meccaniche del calcestruzzo UNI EN : UNI EN : UNI EN :2005 Procedimenti alternativi di progettazione La capacità del sistema strutturale in caso di incendio si determina analizzando: elementi strutturali singoli, nelle loro condizioni di vincolo e di carico porzioni significative della struttura l intero sistema costruttivo, tenendo conto dell evoluzione nel tempo e con la temperatura delle caratteristiche geometriche degli elementi strutturali e delle proprietà meccaniche dei materiali. 63 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 21

22 COMBINAZIONI DI CARICO IN CASO DI INCENDIO I procedimenti di verifica della sicurezza strutturale in caso di incendio previsti dagli Eurocodici e dalle NTC 2008 si basano sul metodo semiprobabilistico agli stati limite. L incendio è classificato come «azione eccezionale» e si considera concomitante alla combinazione di carico quasi permanente delle azioni di altra natura, le combinazioni sono definite secondo la seguente regola 64 MAPPATURA TERMICA - VALUTAZIONE ANALITICA La determinazione della distribuzione della temperatura all interno di un elemento strutturale richiede la soluzione di un problema non lineare di trasmissione del calore. La trasmissione del calore avviene attraverso tre meccanismi fondamentali: conduzione, convezione e irraggiamento. CONDUZIONE: è il meccanismo che si genera tra due corpi posti a contatto a diversa temperatura CONVEZIONE: è il meccanismo che si genera tra due fluidi o tra un fluido e un corpo IRRAGGIAMENTO: è il meccanismo che si genera tra due corpi non a contatto ma in mutua esposizione. 65 Modello di trasmissione del calore 66 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 22

23 UNI EN :2005: Verifiche di resistenza VERIFICHE DI SICUREZZA: SLU (no SLE) Le verifiche di sicurezza della struttura nel suo complesso o di un suo componente possono essere effettuate: Nel dominio della resistenza R fi,d,t E fi,d,t Nel dominio delle temperature θ d,t θ cr,d Nel dominio del tempo t fi,d t fi,richiesto 67 Verifica analitica particolare pilastro 30x30 1- Caratteristiche Materiali Calcestruzzo classe C25/30 Acciaio tipo B450C (6+6 F 10 ) 2. Analisi delle caratteristiche della sollecitazione (stati limiti in condizioni statiche) N= [dn] M x = -275 [dn m] T y = 1250 [dn] 3. Calcolo (software) 68 Verifica analitica particolare pilastro 30x30 Verifica R 45 < R richiesto 90 10:39 Dott. Pietro 69 Monaco Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 23

24 Adeguamento o Analisi FSE Riepilogo Metodo Tabellare R 30 Metodo Analitico R 45 Cosa si fa? Possibili adeguamenti: -Intonaco normale o antincendio sino a raggiungere R90 -Lastre di cartongesso o fibre Costo? oppure Analisi con FSE scenario curva naturale di incendio D.M. 09/05/ D.m. 09/03/2007 scenario di incendio Le curve di incendio di progetto Il D.M. 9/3/2007 prevede al punto 4.2 che, nel caso in cui il progetto sia condotto con un approccio prestazionale, la capacità portante e/o la capacità di compartimentazione, può essere verificata rispetto all azione termica della curva naturale di incendio, applicata per l intervallo di tempo necessario al ritorno alla temperatura ordinaria, da determinarsi attraverso uno dei seguenti modelli: modelli di incendio sperimentali; modelli di incendio numerici semplificati; modelli di incendio numerici avanzati. 71 D.M. 09/03/ Livello III curva naturale di incendio Qualora si adotti uno di questi metodi, deve essere eseguita anche la verifica della capacità portante e/o della capacità di compartimentazione degli elementi costruttivi rispetto all azione termica della curva di incendio nominale standard con riferimento alle classi riportate nella tabella 5 in funzione del carico d incendio specifico di progetto q f,d. q fd = 932 MJ/m 2 CLASSE = 90 Novità Carichi d incendio specifici di Classe progetto (q f,d) Non superiore a 300 MJ/m 2 0 Non superiore a 450 MJ/m 2 15 Non superiore a 600 MJ/m 2 20 Non superiore a 900 MJ/m 2 30 Non superiore a 1200 MJ/m 2 45 Non superiore a 1800 MJ/m 2 60 Non superiore a 2400 MJ/m 2 90 Superiore a 2400 MJ/m Tabella 5 72 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 24

25 D.M. 09/03/2007 Livello III curva naturale di incendio Novità q fd = 932 MJ/m 2 CURVA NATURALE CLASSE = 45 CURVA NOMINALE ISO 834 Carichi d incendio specifici di progetto (q f,d ) Classe minima (tabella 5) Classe di riferimento Non superiore a 300 MJ/m Non superiore a 450 MJ/m Non superiore a 600 MJ/m Non superiore a 900 MJ/m Non superiore a 1200 MJ/m Non superiore a 1800 MJ/m Non superiore a 2400 MJ/m Superiore a 2400 MJ/m RESPONSABILITÀ Nel procedimento di calcolo i vari sistemi di protezione e le condizioni di utilizzo della costruzione hanno una diretta ricaduta sul livello di prestazione di resistenza al fuoco da richiedere al manufatto; ne discende che la gestione dell attività non può essere avulsa dalle scelte che vengono effettuate in fase di progetto. Pertanto i progettisti saranno responsabili dell individuazione dei valori dei parametri posti a base della determinazione delle azioni di progetto mentre i titolari delle attività saranno responsabili del mantenimento delle condizioni che determinano l individuazione dei suddetti valori. 74 Cosa si intende per ingegneria antincendio?? Il progetto degli edifici coinvolge un insieme di aspetti estetici, tecnologici ed economici I progettisti affrontano gli argomenti di sicurezza antincendio attraverso una serie di Regole Tecniche Prescrittive. Le regole tecniche derivano in qualche modo dalla nostra esperienza e conoscenza degli incendi passati Questo rappresenta in effetti una correlazione tra risultati noti di un incendio ed anche i fattori conosciuti che hanno portato all evento (es. più compartimentazione-> meno danni etc.) 75 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 25

26 Cosa hanno che non vanno i codici prescrittivi?? Assolutamente nulla, sono fondamentali nella maggior parte dei casi (sono più facili da utilizzare sia per chi controlla che per chi progetta) In alcuni casi però.. Edifici storici Edifici innovativi Protezione di particolari aspetti Posso avere diverse soluzioni. Qual è la migliore?? 76 processo prestazionale: processo finalizzato a raggiungere obiettivi e livelli di prestazione specifici La sicurezza antincendio è esaminata mediante l analisi quantitativa dell evento incendio, o meglio, dei possibili incendi, e degli altri eventi ad essi correlati. Si parla anche di approccio prestazionale, perché, come vedremo, un elemento fondamentale è la definizione delle prestazioni volute. FSE : sicurezza antincendio di tipo prestazionale, progettazione mediante modelli di incendio 77 DM 9 maggio 2007 Approccio ingegneristico Il modo di affrontare la sicurezza antincendio secondo l approccio ingegneristico è stato introdotto nelle norme italiane dal decreto 9 maggio Questo decreto stabilisce come si deve presentare una domanda di prevenzione incendi studiata con le tecniche dell approccio prestazionale. 78 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 26

27 DM 09/05/2007 Approccio ingegneristico Art. 1 Oggetto Il presente decreto definisce gli aspetti procedurali e i criteri da adottare per valutare il livello di rischio e progettare le conseguenti misure compensative, utilizzando, in alternativa a quanto previsto dal DM 04/05/1998, l approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio, al fine di soddisfare gli obiettivi della prevenzione incendi. 79 Domanda Quando è POSSIBILE/NECESSARIO il ricorso alla progettazione antincendi secondo l approccio ingegneristico in alternativa ai criteri di progettazione di cui all allegato I DM 04/05/98 (ora DM 07/08/2012)??? 80 Possibili applicazioni Si possono citare almeno quattro possibili applicazioni immediate: progettazione della sicurezza di attività civili complesse per DM 09/05/2007 le quali non esistano norme di riferimento possibilità di valutare le pratiche di deroga. L ipotesi di adottare una misura in luogo di un altra potrà infatti essere misurata e quindi pesata secondo criteri oggettivi valutazione dei piani di emergenza, in quanto è possibile seguire l andamento di un incendio e la propagazione dei prodotti della combustione, e conoscere istante per istante la percentuale di sopravvivenza di una persona in un ambiente investigazione delle cause di incendio, mediante la ricostruzione delle fasi dell incendio e la verifica o l esclusione delle varie ipotesi incidentali. E importante sottolineare che l utilizzo di questi metodi non contrasta con la sopravvivenza dell approccio prescrittivo. 10:39 Dott. Pietro Monaco 81 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 27

28 Ricorso a DM 09/05/2007 Secondo art. 2 del Decreto è POSSIBILE per giustificare proposte progettuali inerenti Insediamenti di tipo complesso o a tecnologia avanzata, edifici di particolare rilevanza architettonica e/o costruttiva Individuazione dei provvedimenti da adottare ai fini del rilascio del certificato di prevenzione incendi nel caso di attività non regolate da specifiche disposizioni antincendio; Individuazione delle misure di sicurezza che si ritengono idonee a compensare il rischio aggiuntivo nell ambito del procedimento di deroga di cui all art. 6 del DPR 12/01/1998, n :39 Dott. Pietro Monaco 82 Ricorso a DM 09/05/2007 Secondo punto 4.2 allegato DM 09/03/2007 è NECESSARIO per la verifica della capacità portante e/o di compartimentazione, rispetto alla curva naturale di incendio, applicata per l'intervallo di tempo necessario al ritorno alla temperatura ordinaria, ovvero applicazione del metodo prestazionale. 10:39 Dott. Pietro Monaco 83 IL DATO DI PARTENZA PER LA VERIFICA DELLA RESISTENZA AL FUOCO L ANDAMENTO DELLE TEMPERATURE DELL INCENDIO NEL TEMPO Un incendio reale, per il gran numero di variabili che lo influenzano, quali la natura del combustibile (quantità, stato fisico, umidità, potere calorifico, temperatura di combustione), la natura del locale (dimensioni, tipo pareti, proprietà termiche delle pareti, ampiezza e disposizione delle aperture) le condizioni ambientali (altezza sul livello del mare, pressione, temperatura, umidità relativa, direzione ed intensità del vento), non è mai uguale ad un altro ed è difficilmente analizzabile. Per tali motivi si è resa necessaria la standardizzazione e si sono stabilite una serie di curve T-t sperimentali/analitiche che comprendessero la maggior parte degli incendi reali più gravi di lunga durata e che comprendessero anche gli incendi meno gravi. 84 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 28

29 Scenari e incendi convenzionali di progetto Per definire le azioni del fuoco, devono essere determinati i principali scenari d incendio e i relativi incendi convenzionali di progetto, sulla base di una valutazione del rischio d incendio. A seconda del tipo di approccio adottato (prescrittivo o prestazionale) l andamento delle temperature negli elementi costruttivi sarà valutato in riferimento a una curva nominale d incendio, per l intervallo di tempo di esposizione pari alla classe di resistenza al fuoco prevista, senza alcuna fase di raffreddamento; una curva naturale d incendio, tenendo conto dell intera durata dello stesso, compresa la fase di raffreddamento fino al ritorno alla temperatura ambiente. 85 La curva di incendio La curva di incendio è una rappresentazione analitica dell andamento nel tempo delle temperature (curva tempo-temperatura) che si raggiungono in un compartimento in condizioni di completa partecipazione all incendio di tutti i materiali combustibili in esso presenti. Tale curva può rappresentare condizioni convenzionali di incendio ovvero può simulare condizioni reali di incendio. Esse si dividono in: Curve nominali Curve parametriche Curve naturali 86 La curva di incendio La curva nominale è una curva generalmente monotòna crescente e pertanto ben riproducibile in laboratorio. Trascura la fase di innesco e di prima propagazione avendo inizio in corrispondenza del flash over. La curva nominale per eccellenza e attualmente in uso presso tutti i laboratori di prova italiani per le prove di resistenza al fuoco è la curva nominale standard definitiva dalla UNI 7678 (ISO 834). Questa è la prima curva di incendio introdotta in Italia come media tra varie curve esistenti in vari regolamenti stranieri. Con gli anni, si sono affermate anche in Italia altre curve nominali già in uso all estero. Oggi con l approvazione dell Eurocodice sulle azioni in caso di incendio sono definitivamente riconosciute le seguenti curve nominali: 87 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 29

30 D.M. 09/03/2007 Curve nominali di incendio Nel caso di verifiche di tipo prescrittivo, l andamento delle temperature negli elementi costruttivi è valutato con riferimento a una curva temperatura/tempo di tipo nominale considerando un intervallo di tempo di esposizione all incendio pari alla classe di resistenza al fuoco determinata con i metodi sopra descritti. curva nominale standard introdotta dalla norma ISO 834 normalmente utilizzata curva nominale degli idrocarburi più severa rispetto alla prima da utilizzare nel caso di incendi di quantità rilevanti di idrocarburi o altre sostanze con equivalente velocità di rilascio termico curva di incendio nominale esterna sensibilmente meno gravosa rispetto alla curva standard a cui può farsi riferimento nel caso di strutture poste all esterno rispetto al compartimento interessato dall incendio (per l acciaio caso specifico). 88 D.M. 09/03/2007 Curve nominali di incendio severità crescente nel tempo utili per la certificazione dei prodotti e dei sistemi riferimento per l applicazione del metodo tabellare nessun legame con le caratteristiche del comparto 89 MODELLI DI INCENDIO NUMERICI SEMPLIFICATI Curve Parametriche Le curve parametriche sono la più semplice rappresentazione dell andamento delle temperature medie dei prodotti della combustione in ambiente confinato. La loro determinazione è basata sulla conoscenza dei seguenti parametri : Geometria del compartimento Fattore di ventilazione Inerzia termica delle pareti Carico di incendio. Sono espressioni di natura semiempirica date dal solo equilibrio energetico raggiunto all interno del compartimento nella fase postflashover. Hanno un campo di applicazione assai limitato in quanto risentono delle condizioni sperimentali che hanno consentito la loro determinazione. 90 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 30

31 Curve Parametriche Curva CNR (curva di Patterson, Magnusson e Thor) prevista dal bollettino CNR n 192 del 28/12/1999 Andamento delle temperature a parità di condizioni di ventilazione con carichi d incendio variabili in un compartimento 91 Curve Parametriche Curva EC 1 UNI-ENV Curva di Wickstrom 92 Curve Parametriche PRO Sono facilmente implementabili in programmi automatici Consentono rapide valutazioni I parametri in input sono facilmente determinabili Sono conservative CONTRO La loro applicazione è limitata a: Compartimenti di superficie inferiore a 500 m 2 Coperture piane e a quota non superiore a 4 m da terra Assenza di aperture sulla copertura Completa combustione del materiale combustibile presente Coefficiente di ventilazione O compreso tra 0,02 e 0,2 m 1/2 Carico di incendio specifico di progetto qt,d compreso tra 50 e 1000 MJ/m 2 93 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 31

32 Curve naturali di incendio Nel caso in cui il progetto sia condotto con un approccio prestazionale, secondo i criteri del DM 9 maggio Direttive per l attuazione dell approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio - la capacità portante e/o la capacità di compartimentazione, in alternativa al metodo che fa riferimento alle classi, può essere verificata rispetto all azione termica della curva naturale di incendio, applicata per l intervallo di tempo necessario al ritorno alla T ordinaria, da determinarsi attraverso: modelli di incendio sperimentali (p.e. prove di incendio su scala reale) oppure, modelli di incendio numerici semplificati (p.e. curve parametriche) oppure, modelli di incendio numerici avanzati (p.e. modelli a zone, di campo). Le curve di incendio naturale devono essere determinate in base al carico di incendio specifico di progetto ponendo pari ad 1 i coefficienti δni relativi alle misure di protezione che si intende modellare. Occorre riferirsi a metodi di riconosciuta affidabilità, tenendo conto delle limitazioni d uso di ciascun modello (Come puntualmente indicato nel DM 9 maggio 2007) 94 Le curve di incendio di progetto Le curve di incendio di progetto sono una parte vitale della definizione tecnica o ingegneristica di uno scenario di progetto. Le curve di incendio di progetto sono basate sul tempo e di solito stabiliscono una relazione tra HRR ed il tempo. In ogni curva di incendio che attraversa diversi stadi, è spesso necessario stimare il tempo delle fasi chiave. Questi stadi comprendono l innesco, il preflashover, il flashover, e lo spegnimento o decadimento dell incendio. 95 Individuazione degli scenari di incendio Curva HRR Heat Release Rate o Curva di rilascio termico Energia termica emessa da un focolare o da un incendio per unità di tempo. È espressa in kw Il carico d'incendio indica il quantitativo di energia termica che viene rilasciato durante la combustione di tutto il materiale combustibile presente all'interno di un determinato compartimento 96 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 32

33 Curva di crescita Ogni oggetto coinvolto dalla combustione deve avere una sua caratteristica curva di crescita. Si è anche trovato che il tasso di rilascio termico segue approssimativamente una legge proporzionale al quadrato del tempo Q = α t 2 [ kw ] a crescita lenta α = a crescita media α = a crescita veloce α = a crescita ultra veloce α = adatta per massicci oggetti solidi, tavoli e armadi in legno adatta per combustibili solidi a bassa densità, mobilio imbottito e materassi adatta per combustibili a bassa densità in pezzatura sottile, carta, scatole di cartone, tessuti adatta per liquidi infiammabili e in genere per combustibili altamente volatili 97 Velocità/potenza di un incendio Esempio velocità di combustione Un incendio con un picco di potenza relativamente basso ma con rapido sviluppo può risultare più critico per la sicurezza delle persone di un altro che presenti un picco più alto ma sviluppo lento 98 Definizione della struttura 99 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 33

34 Risultati Simulazione in FDS 100 Confronto temperature 60 minuti 101 Confronto temperature 120minuti 102 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 34

35 Stati limite ultimo Curva ISO SEZIONE VERIFICATA R 45 CON COEFFICIENTE DI SICUREZZA DI Stati limite ultimo Curva Naturale SEZIONE VERIFICATA R 240 CON COEFFICIENTE DI SICUREZZA DI Risultati analisi della struttura portante Curva naturale di incendio q fd = 932 MJ/m 2 determinata attraverso modelli di incendio numerici avanzati (FSE). applicata per l intervallo di tempo necessario al ritorno alla temperatura ordinaria Curva nominale ISO 834 La struttura sottoposta al calcolo rispetta il D.M. 09/03/2007 Carichi d incendio specifici di progetto (q f,d ) Classe Minima Tabella 5 Classe Livello III Tabella 4 Non superiore a 300 MJ/m Non superiore a 450 MJ/m Non superiore a 600 MJ/m Non superiore a 900 MJ/m Non superiore a 1200 MJ/m Non superiore a 1800 MJ/m Non superiore a 2400 MJ/m :39 Superiore a 2400 MJ/m 2 Dott. Pietro Monaco Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 35

36 La scelta dell approccio FSE Deve coinvolgere il titolare dell attività La valutazione deve essere collegata con le specifiche caratteristiche di gestione dell attività La scelta è direttamente connessa con la strategia di gestione della sicurezza antincendio (bilanciamento tra misure di prevenzione, di protezione attiva e passiva, di gestione) 106 Vantaggi nella scelta dell approccio FSE Adattare le misure di prevenzione e protezione alle specifiche esigenze Uno strumento in più per la progettazione Più soluzioni per il raggiungimento di un risultato Coprire le carenze delle regole tecniche Possibilità di avere deroghe alle norme in condizioni razionalmente più vantaggiose per la sicurezza Possibilità di sostituire misure invasive con soluzioni alternative rispettose del valore storico ambientale 107 Cosa si richiede in più? Chiarire bene le scelte strategiche Utilizzare modelli affidabili per i casi specifici Documentare il percorso di progettazione Monitorare razionalmente la gestione della sicurezza 108 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 36

37 Le nuove responsabilità Progettista o Definizione degli obiettivi o Definizione degli scenari o Scelta dei modelli più idonei Gestore o Condivisione degli obiettivi o Condivisione degli scenari o S.G.S.A. 109 Riflessione La Fire Safety Engineering rappresenta un approccio innovativo alla prevenzione incendi Quali sono le nuove entità che occorre prendere in considerazione? A cosa prestare attenzione? Come si ragiona con i nuovi regolamenti? 110 Riflessione A cosa prestare attenzione? Carico di incendio Processo di valutazione Scenari di incendio Flashover, HRR, curve di crescita incendio Sorgenti di innesco 111 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 37

38 Processo di valutazione Analisi di vincoli progettuali Definizione del progetto Individuazione dei pericoli di incendio Descrizione delle condizioni ambientali 10:39 Analisi della costruzione e dei sui occupanti Dott. Pietro Monaco 112 Individuazione dei livelli di prestazione Parametro vitale Accettabilità Descrizione Visibilità 10 metri Ossigeno 15 % Monossido di carbonio 500 ppm Anidride carbonica 0.5 % Visibilità per oggetti illuminati da fonti esterne corrispondente circa a 25 m per sorgenti luminose Primi segni di affaticamento Allucinazioni dopo minuti (1.000 ppm danno perdita di coscienza in un ora, ppm sono letali in 30 minuti) Limite di sicurezza per esposizione prolungata. In concentrazione del 3% induce il raddoppio delle frequenza respiratoria Temperatura Flusso termico 50 C 2 kw/m2 In condizioni di umidità relativa < 50% corrisponde a un tempo di tollerabilità di 2 ore Esposizione tollerabile per tempi pari a diversi minuti (4 kw/m2 producono ustioni cutanee in tempi brevi) 113 Richieste di prestazione per la sicurezza Livello di Temperatura Inizio incendio Rilevazione Fenomeno di Autoaccensione Temperatura assorbita processo prestazionale: si considerano nuovi aspetti importanti per raggiungere obiettivi e livelli di prestazione 114 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 38

39 Riflessione A cosa prestare attenzione? Carico di incendio Processo di valutazione Scenari di incendio Flashover, HRR, curve di crescita incendio Sorgenti di innesco 115 Scenari di incendio La definizione del DM 9 maggio 2007: scenario di incendio : descrizione qualitativa dell'evoluzione di un incendio che individua gli eventi chiave che lo caratterizzano e che lo differenziano dagli altri incendi. Di solito può comprendere le seguenti fasi: innesco crescita incendio pienamente sviluppato decadimento Deve inoltre definire l'ambiente nel quale si sviluppa l'incendio di progetto ed i sistemi che possono avere impatto sulla sua evoluzione, come ad esempio eventuali impianti di protezione attiva. 116 NFPA 101 SCENARIO 1 Questo scenario descrive un incendio che si sviluppa durante una fase normale dell'attività. Nella definizione delle condizioni rappresentative dovranno essere prese in considerazione specificamente: le attività delle persone presenti; il numero e la posizione delle persone presenti; la caratteristiche geometriche dei locali; il tipo e la quantità di mobilio, dei rivestimenti e del materiale contenuto nell'ambiente; le proprietà del combustibile presente e le fonti di innesco; le condizioni di ventilazione. Inoltre occorre definire il primo oggetto ad essere incendiato e la sua posizione. 117 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 39

40 NFPA 101 SCENARIO 2 Questo scenario descrive un incendio che si sviluppa con la combustione di un materiale con curva di crescita ultra veloce, ubicato nella via di esodo più importante. Le porte interne all'inizio dell'incendio sono aperte. Parte A: questo scenario particolare deve riguardare la simulazione dell'incendio con specifica attenzione ai problemi di esodo delle persone. Infatti, in considerazione del fatto che l'incendio riduce il numero di vie di esodo disponibili, dovrà essere valutata la disponibilità ed efficacia dei sistemi di esodo alternativi. Parte B: questo scenario particolare deve riguardare la simulazione dell'incendio con specifica attenzione ai problemi determinati dagli effetti di una rapida propagazione dell'incendio sui beni da proteggere, sulle finiture interne e sui componenti strutturali. 118 Riflessione A cosa prestare attenzione? Carico di incendio Processo di valutazione Scenari di incendio Flashover, HRR, curve di crescita incendio Sorgenti di innesco 119 Flashover NFPA 101 Life Safety Code * Flashover. A stage in the development of a contained fire in which all exposed surfaces reach ignition temperatures more or less simultaneously and fire The newly crafted NFPA definition of flashover is: A transitional phase in the development of a compartment fire in which surfaces exposed to thermal radiation reach ignition temperature more or less simultaneously and fire spreads rapidly throughout the space resulting in full room involvement or total involvement of the compartment or enclosed area. 120 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 40

41 Esempio di Flashover 121 Riflessione A cosa prestare attenzione? Carico di incendio Processo di valutazione Scenari di incendio Flashover, HRR, curve di crescita incendio Sorgenti di innesco 122 Le sorgenti di innesco Accensione diretta Quando una fiamma, una scintilla o altro materiale incandescente entra in contatto con un materiale combustibile in presenza di ossigeno. Esempi: operazioni di taglio e saldatura, fiammiferi e mozziconi di sigaretta, lampade e resistenze elettriche, scariche statiche. Accensione indiretta Quando il calore d innesco avviene nelle forme della convezione, conduzione e irraggiamento termico. Esempi: correnti di aria calda generate da un incendio e diffuse attraverso un vano scala o altri collegamenti verticali negli edifici; propagazione di calore attraverso elementi metallici strutturali degli edifici 123 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 41

42 Le sorgenti di innesco Attrito Quando il calore è prodotto dallo sfregamento di due materiali. Esempi: malfunzionamento di parti meccaniche rotanti quali cuscinetti, motori; urti; rottura violenta di materiali metallici Autocombustione o riscaldamento spontaneo Quando il calore viene prodotto dallo stesso combustibile come ad esempio lenti processi di ossidazione, reazioni chimiche, decomposizioni esotermiche in assenza d aria, azione biologica. Esempi: cumuli di carbone, stracci o segatura imbevuti di olio di lino, polveri di ferro o nichel, fermentazione di vegetali. 124 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI Definizione dei Profili di rischio Rvita Rbeni Rambiente Indicatori semplificati per valutare il rischio di incendio dell attività Servono a attribuire livelli di prestazione e misure di sicurezza antincendio calibrati sul livello di rischio 125 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI 126 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 42

43 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI Il metodo Definito il Rischio come risolvo il problema antincendio? Dalla cassetta degli attrezzi scelgo per ciascun aspetto antincendio lo strumento più adatto Ma lo strumento deve anche avere una dimensione adatta 127 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI Il codice contiene un percorso per progettare la sicurezza antincendio permettendo di applicare il medesimo livello e le stesse metodologie a tutte le attività. Prevede che si possa scegliere tra più soluzioni che il progettista può adottare per raggiungere l obiettivo della sicurezza. 128 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI Soluzione conforme soluzione progettuale di immediata applicazione nei casi specificati, che garantisce il raggiungimento del collegato livello di prestazione. Soluzione alternativa soluzione progettuale alternativa alle soluzioni conformi. Il progettista è tenuto a dimostrare il raggiungimento del collegato livello di prestazione impiegando uno dei metodi di progettazione della sicurezza antincendio ammessi. 129 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 43

44 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 130 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 131 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 132 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 44

45 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 133 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 134 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 135 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 45

46 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 136 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 137 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 138 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 46

47 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 139 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 140 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 141 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 47

48 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio S.2.6 Verifica delle prestazioni di resistenza al fuoco con curve naturali di incendio 1. L andamento delle temperature negli elementi è valutato in riferimento a una curva naturale d incendio, tenendo conto della durata dello scenario di incendio indicata nel capitolo M Il processo di individuazione degli scenari di incendio di progetto deve essere conforme a quanto indicato nel capitolo M Le curve naturali di incendio possono essere determinate mediante: a) modelli di incendio sperimentali, b) modelli di incendio numerici semplificati dell Eurocodice UNI EN , c) modelli di incendio numerici avanzati. 142 NUOVO CODICE DI PREVENZIONE INCENDI La resistenza al fuoco come strategia antincendio 4. Le curve di incendio naturale devono essere determinate per lo specifico compartimento antincendio, con riferimento a metodi di riconosciuta affidabilità come quelli di cui al comma 3 e facendo riferimento, quando necessario, al carico di incendio specifico di progetto q f,d di cui al paragrafo S.2.9 ponendo pari ad 1 i coefficienti δ ni relativi alle misure antincendio che si intende modellare secondo i criteri di cui al capitolo M I valori del carico d incendio e delle caratteristiche del compartimento antincendio costituiscono un vincolo d esercizio per le attività da svolgere all interno della costruzione. 6. I criteri di progettazione degli elementi strutturali resistenti al fuoco sono riportati nel paragrafo S.2.8. Cosa manca? 143 CONCLUSIONE 144 Dott. Pietro Monaco - Namirial SpA 48