COMUNE DI BOLOGNA Settore Edilizia Pubblica e Manutenzione

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1 COMUNE DI BOLOGNA Settore Edilizia Pubblica e Manutenzione Oggetto Intervento: SCUOLA ELEMENTARE ALDO MORO SITA NEL QUARTIERE BORGO PANIGALE IN VIA SANTORRE DI SANTAROSA N.2 Codice intervento 4201 Descrizione Intervento intervento Tipologia opere: Progetto:Esecutivo PROGETTO AMPLIAMENTO SCUOLA ELEMENTARE ALDO MORO PROGETTISTI: PROGETTISTI: Architettonico: Strutture: Impianti meccanici: Impianti elettrici: Collaboratore prog.imp.elettrici arch. Benedetta Corsano Annibaldi ing. Giovanni Manfredini Per.Ind: Davide Capuzzi Per. Ind. Davide Capuzzi p.i. Andrea Ravanelli Responsabile del procedimento: Ing. Fabio Andreon Titolo dell elaborato intervento RELAZIONE TECNICA PROTEZIONE CONTRO I FULMINI N elaborato TE /10/14 RELAZIONE PROTEZIONE CONTRO FULMINI Per.Ind. D.CAPUZZI N Rev Data Rev Descrizione Revisione Redazione

2 RELAZIONE TECNICA Protezione contro i fulmini Valutazione del rischio e scelta delle misure di protezione Committente: Committente: COMUNE DI BOLOGNA Descrizione struttura: SCUOLE ALDO MORO Indirizzo: SANTORRE DI SANTAROSA N.2 Comune: BOLOGNA Provincia: BO

3 SOMMARIO 1. CONTENUTO DEL DOCUMENTO 2. NORME TECNICHE DI RIFERIMENTO 3. INDIVIDUAZIONE DELLA STRUTTURA DA PROTEGGERE 4. DATI INIZIALI 4.1 Densità annua di fulmini a terra 4.2 Dati relativi alla struttura 4.3 Dati relativi alle linee esterne 4.4 Definizione e caratteristiche delle zone 5. CALCOLO DELLE AREE DI RACCOLTA DELLA STRUTTURA E DELLE LINEE ELETTRICHE ESTERNE 6. VALUTAZIONE DEI RISCHI 6.1 Rischio R 1 di perdita di vite umane Calcolo del rischio R Analisi del rischio R 1 7. SCELTA DELLE MISURE DI PROTEZIONE 7.1 Analisi della convenienza economica 8. CONCLUSIONI 9. APPENDICI 10. ALLEGATI Disegno della struttura Grafico area di raccolta AD Grafico area di raccolta AM

4 1. CONTENUTO DEL DOCUMENTO Questo documento contiene: - la relazione sulla valutazione dei rischi dovuti al fulmine; - la scelta delle misure di protezione da adottare ove necessarie. 2. NORME TECNICHE DI RIFERIMENTO Questo documento è stato elaborato con riferimento alle seguenti norme: - CEI EN "Protezione contro i fulmini. Parte 1: Principi generali" Febbraio 2013; - CEI EN "Protezione contro i fulmini. Parte 2: Valutazione del rischio" Febbraio 2013; - CEI EN "Protezione contro i fulmini. Parte 3: Danno materiale alle strutture e pericolo per le persone" Febbraio 2013; - CEI EN "Protezione contro i fulmini. Parte 4: Impianti elettrici ed elettronici nelle strutture" Febbraio 2013; - CEI 81-3 "Valori medi del numero dei fulmini a terra per anno e per chilometro quadrato dei Comuni d'italia, in ordine alfabetico" Maggio 1999; - CEI "Linee guida per l'applicazione delle norme CEI EN 62305" Febbraio 2014.

5 3. INDIVIDUAZIONE DELLA STRUTTURA DA PROTEGGERE L'individuazione della struttura da proteggere è essenziale per definire le dimensioni e le caratteristiche da utilizzare per la valutazione dell'area di raccolta. La struttura che si vuole proteggere coincide con un intero edificio a sé stante, fisicamente separato da altre costruzioni. Pertanto, ai sensi dell'art. A.2.2 della norma CEI EN , le dimensioni e le caratteristiche della struttura da considerare sono quelle dell'edificio stesso. 4. DATI INIZIALI 4.1 Densità annua di fulmini a terra Come rilevabile dalla norma CEI 81-3, la densità annua di fulmini a terra per kilometro quadrato nel comune di BOLOGNA in cui è ubicata la struttura vale: 4.2 Dati relativi alla struttura N t = 2,5 fulmini/km² anno La pianta della struttura è riportata nel disegno (Allegato Disegno della struttura). La destinazione d'uso prevalente della struttura è: scolastico In relazione anche alla sua destinazione d uso, la struttura può essere soggetta a: - perdita di vite umane - perdita economica In accordo con la norma CEI EN per valutare la necessità della protezione contro il fulmine, deve pertanto essere calcolato: - rischio R1; Per valutare la convenienza economica ad adottare le misure di protezione, è necessario calcolare il rischio R4. L edificio ha struttura portante metallica o in cemento armato con ferri d armatura continui. 4.3 Dati relativi alle linee elettriche esterne La struttura è servita dalle seguenti linee elettriche: - Linea di energia: ENEL Le caratteristiche delle linee elettriche sono riportate nell'appendice Caratteristiche delle linee elettriche.

6 4.4 Definizione e caratteristiche delle zone Tenuto conto di: - compartimenti antincendio esistenti e/o che sarebbe opportuno realizzare; - eventuali locali già protetti (e/o che sarebbe opportuno proteggere specificamente) contro il LEMP (impulso elettromagnetico); - i tipi di superficie del suolo all'esterno della struttura, i tipi di pavimentazione interni ad essa e l'eventuale presenza di persone; - le altre caratteristiche della struttura e, in particolare il lay-out degli impianti interni e le misure di protezione esistenti; sono state definite le seguenti zone: Z1: SCUOLA PARTE NUOVA Le caratteristiche delle zone, i valori medi delle perdite, i tipi di rischio presenti e le relative componenti sono riportate nell'appendice Caratteristiche delle Zone. 5. CALCOLO DELLE AREE DI RACCOLTA DELLA STRUTTURA E DELLE LINEE ELETTRICHE ESTERNE L'area di raccolta AD dei fulmini diretti sulla struttura è stata valutata graficamente secondo il metodo indicato nella norma CEI EN , art. A.2, ed è riportata nel disegno (Allegato Grafico area di raccolta AD). L'area di raccolta AM dei fulmini a terra vicino alla struttura, che ne possono danneggiare gli impianti interni per sovratensioni indotte, è stata valutata graficamente secondo il metodo indicato nella norma CEI EN , art. A.3, ed è riportata nel disegno (Allegato Grafico area di raccolta AM). Le aree di raccolta AL e AI di ciascuna linea elettrica esterna sono state valutate analiticamente come indicato nella norma CEI EN , art. A.4 e A.5. I valori delle aree di raccolta (A) e i relativi numeri di eventi pericolosi all anno (N) sono riportati nell'appendice Aree di raccolta e numero annuo di eventi pericolosi. I valori delle probabilità di danno (P) per il calcolo delle varie componenti di rischio considerate sono riportate nell'appendice Valori delle probabilità P per la struttura non protetta. 6. VALUTAZIONE DEI RISCHI 6.1 Rischio R1: perdita di vite umane Calcolo del rischio R1 I valori delle componenti ed il valore del rischio R1 sono di seguito indicati. Z1: SCUOLA PARTE NUOVA

7 RA: 1,06E-08 RB: 2,65E-07 RU(FM E LUCI): 3,43E-12 RV(FM E LUCI): 8,56E-11 Totale: 2,76E-07 Valore totale del rischio R1 per la struttura: 2,76E Analisi del rischio R1 Il rischio complessivo R1 = 2,76E-07 è inferiore a quello tollerato RT = 1E SCELTA DELLE MISURE DI PROTEZIONE Poiché il rischio complessivo R1 = 2,76E-07 è inferiore a quello tollerato RT = 1E-05, non occorre adottare alcuna misura di protezione per ridurlo. Si è comunque ritenuto opportuno adottare le misure di protezione seguenti: - nella zona Z1 - SCUOLA PARTE NUOVA: - Protezioni contro le tensioni di contatto e di passo: cartelli monitori L adozione di queste misure di protezione modifica i parametri e le componenti di rischio. I valori dei parametri per la struttura protetta sono di seguito indicati. Zona Z1: SCUOLA PARTE NUOVA PA = 1,00E+00 PB = 1,0 PC (FM E LUCI) = 1,00E-02 PC = 1,00E-02 PM (FM E LUCI) = 4,00E-04 PM = 4,00E-04 PU (FM E LUCI) = 1,00E-03 PV (FM E LUCI) = 1,00E-02 PW (FM E LUCI) = 1,00E-02 PZ (FM E LUCI) = 1,00E-02 rt = 0,001 rp = 0,5 rf = 0,01 h = 5 Rischio R1: perdita di vite umane

8 I valori delle componenti di rischio per la struttura protetta sono di seguito indicati. Z1: SCUOLA PARTE NUOVA RA: 1,06E-08 RB: 2,65E-07 RU(FM E LUCI): 3,43E-13 RV(FM E LUCI): 8,56E-11 Totale: 2,76E-07 Valore totale del rischio R1 per la struttura: 2,76E Analisi della convenienza economica L analisi della convenienza economica della protezione è stata condotta come indicato dalla norma CEI EN calcolando il risparmio annuo, in termini di perdite economiche, che ogni soluzione permette di ottenere, al fine di individuare la più conveniente. I valori economici relativi alla struttura sono indicati nell'appendice Caratteristiche delle zone. Il costo delle misure di protezione è di seguito indicato. Z1 - SCUOLA PARTE NUOVA - Protezioni contro le tensioni di contatto e di passo: cartelli monitori - costo: 100,00 I valori assunti per il tasso di interesse, ammortamento e manutenzione delle misure di protezione è di seguito indicato: - Interesse: 8 % - Ammortamento: 5 anni - Manutenzione: 1 % Il valore delle componenti del rischio R4 per la struttura non protetta è di seguito indicato: Z1: SCUOLA PARTE NUOVA RB: 1,55E-05 RC: 1,55E-08 RM: 4,82E-08

9 RV(FM E LUCI): 5,00E-09 RW(FM E LUCI): 5,00E-10 RZ(FM E LUCI): 5,00E-08 Il valore delle perdite residue CRL è stato calcolato in conformità all appendice D della norma CEI EN sulla base dei nuovi valori che le componenti del rischio R4 assumono una volta adottate le misure di protezione previste nelle soluzioni individuate. Il valore delle perdite CL per la struttura non protetta e quello delle perdite residue CRL per la struttura protetta secondo le varie soluzioni individuate è di seguito indicato. Zona Z1 - SCUOLA PARTE NUOVA Perdite senza protezioni: 23,43 Perdite con protezioni: 23,43 Costo delle misure di protezione: 29,00 Risparmio: -29,00 Totale perdite senza protezioni: 23,43 Totale perdite con protezioni: 23,43 Totale costo delle misure di protezione: 29,00 Totale risparmio: -29,00 8. CONCLUSIONI A seguito dell'adozione delle misure di protezione (che devono essere correttamente dimensionate) vale quanto segue. Rischi che non superano il valore tollerabile: R1 SECONDO LA NORMA CEI EN LA STRUTTURA E' PROTETTA CONTRO LE FULMINAZIONI. Secondo la guida CEI 81-29, per verificare in modo agevole che non sia compromessa la funzionalità della struttura e dei suoi impianti si è fatto riferimento alla frequenza di danno. A tale riguardo vedasi le note allegate alla presente relazione. Data 31/10/2014 Timbro e firma

10 9. APPENDICI APPENDICE - Caratteristiche della struttura Dimensioni: vedi disegno Coefficiente di posizione: in area con oggetti di altezza uguale o inferiore (CD = 0,5) Schermo esterno alla struttura: assente Densità di fulmini a terra (fulmini/km² anno) Nt = 2,5 APPENDICE - Caratteristiche delle linee elettriche Caratteristiche della linea: ENEL La linea ha caratteristiche uniformi lungo l'intero percorso Tipo di linea: energia - interrata Lunghezza (m) L = 100 Resistività (ohm x m) r = 400 Coefficiente ambientale (CE): urbano SPD ad arrivo linea: livello I (PEB = 0,01) APPENDICE - Caratteristiche delle zone Caratteristiche della zona: SCUOLA PARTE NUOVA Tipo di zona: interna Tipo di pavimentazione: ceramica (rt = 0,001) Rischio di incendio: ordinario (rf = 0,01) Pericoli particolari: medio rischio di panico (h = 5) Protezioni antincendio: manuali (rp = 0,5) Schermatura di zona: assente Protezioni contro le tensioni di contatto e di passo: nessuna Impianto interno: FM E LUCI Alimentato dalla linea ENEL Tipo di circuito: Cond. attivi e PE con stesso percorso (spire fino a 10 m²) (Ks3 = 0,2) Tensione di tenuta: 1,0 kv Tensione indotta trascurabile Sistema di SPD - livello: I (PSPD = 0,01) Valori medi delle perdite per la zona: SCUOLA PARTE NUOVA Rischio 1 Numero di persone nella zona: 160 Numero totale di persone nella struttura: 400 Tempo per il quale le persone sono presenti nella zona (ore all'anno): 1500 Perdita per tensioni di contatto e di passo (relativa a R1) LA = LU = 6,85E-07 Perdita per danno fisico (relativa a R1) LB = LV = 1,71E-05 Rischio 4 Valore dei muri ( ): Valore del contenuto ( ): Valore degli impianti interni inclusa l'attività ( ):

11 Valore totale della struttura ( ): Perdita per avaria di impianti interni (relativa a R4) LC = LM = LW = LZ = 1,00E-04 Perdita per danno fisico (relativa a R4) LB = LV = 1,00E-03 Rischi e componenti di rischio presenti nella zona: SCUOLA PARTE NUOVA Rischio 1: Ra Rb Ru Rv Rischio 4: Rb Rc Rm Rv Rw Rz APPENDICE - Frequenza di danno Frequenza di danno tollerabile FT = 0,10 Non è stata considerata la perdita di animali Applicazione del coefficiente rf alla probabilità di danno PEB e PB: no Applicazione del coefficiente rt alla probabilità di danno PTA e PTU: no FS1: Frequenza di danno dovuta a fulmini sulla struttura FS2: Frequenza di danno dovuta a fulmini vicino alla struttura FS3: Frequenza di danno dovuta a fulmini sulle linee entranti nella struttura FS4: Frequenza di danno dovuta a fulmini vicino alle linee entranti nella struttura Zona Z1: SCUOLA PARTE NUOVA FS1: 1,55E-02 FS2: 4,82E-04 FS3: 9,95E-06 FS4: 5,00E-04 Totale: 1,65E-02 APPENDICE - Aree di raccolta e numero annuo di eventi pericolosi Struttura Area di raccolta per fulminazione diretta della struttura AD = 1,24E-02 km² Area di raccolta per fulminazione indiretta della struttura AM = 4,82E-01 km² Numero di eventi pericolosi per fulminazione diretta della struttura ND = 1,55E-02 Numero di eventi pericolosi per fulminazione indiretta della struttura NM = 1,21E+00 Linee elettriche Area di raccolta per fulminazione diretta (AL) e indiretta (AI) delle linee: ENEL AL = 0, km² AI = 0, km²

12 Numero di eventi pericolosi per fulminazione diretta (NL) e indiretta (NI) delle linee: ENEL NL = 0, NI = 0, APPENDICE - Valori delle probabilità P per la struttura non protetta Zona Z1: SCUOLA PARTE NUOVA PA = 1,00E+00 PB = 1,0 PC (FM E LUCI) = 1,00E-02 PC = 1,00E-02 PM (FM E LUCI) = 4,00E-04 PM = 4,00E-04 PU (FM E LUCI) = 1,00E-02 PV (FM E LUCI) = 1,00E-02 PW (FM E LUCI) = 1,00E-02 PZ (FM E LUCI) = 1,00E-02

13 Allegato - Area di raccolta per fulminazione diretta AD Area di raccolta AD (km²) = 1,24E-02 Descrizione struttura: SCUOLE ALDO MORO Indirizzo: SANTORRE DI SANTAROSA N.2 Comune: BOLOGNA Provincia: BO

14 Allegato - Area di raccolta per fulminazione indiretta AM Area di raccolta AM (km²) = 4,82E-01 Descrizione struttura: SCUOLE ALDO MORO Indirizzo: SANTORRE DI SANTAROSA N.2 Comune: BOLOGNA Provincia: BO

15 Allegato - Disegno della struttura Descrizione struttura: SCUOLE ALDO MORO Indirizzo: SANTORRE DI SANTAROSA N.2 Comune: BOLOGNA Provincia: BO

16 Note: Nell effettuare l analisi del rischio "a regola d'arte", non è possibile limitarsi a valutare se è obbligatorio adottare protezioni (danni sociali), ma occorre anche verificare che il fulmine non comprometta in modo inaccettabile la funzionalità e le prestazioni della struttura e/o degli impianti in essa contenuti (danni economici). Infatti, non è possibile, ad esempio, considerare a regola d'arte un impianto che ad ogni temporale va fuori servizio a causa delle sovratensioni. In considerazione di ciò per verificare in modo agevole che non sia compromessa la funzionalità della struttura e dei suoi impianti,si è proceduto secondo la guida CEI 81-29, facendo riferimento alla frequenza di danno. La frequenza di danno (F) è il numero di volte in un anno che un fulmine può causare un danno alla struttura da proteggere. Poiché ogni danno comporta una perdita economica, la frequenza di danno è anche la frequenza con cui si verifica una perdita economica nella struttura da proteggere. In formula, la frequenza di danno (F) è il prodotto tra il numero (N) di eventi pericolosi all'anno e la probabilità (P) che all'evento pericoloso segua il danno (F = NP). Se si moltiplica la frequenza di danno per l'entità del danno (d), si ottiene il valore del rischio relativo alle perdite economiche (R4 = F d = N P d). Il vantaggio di riferirsi alla frequenza di danno (F) anziché al rischio (R4) è proprio quello che non occorre conoscere l'entità del danno (d). Un elevata frequenza di danno può compromettere inaccettabilmente la funzionalità della struttura e dei suoi impianti. Il valore della frequenza di danno tollerabile (FT) può essere definito dal gestore della struttura in relazione alle proprie necessità, ad es. in relazione all'affidabilità richiesta agli impianti. Secondo la guida CEI 81-29, il valore massimo non dovrebbe essere superiore a 0,1 (cioè un danno ogni dieci anni), valore che ZEUS propone di default, e che è stato adottato nella presente Relazione di calcolo. La frequenza di danno è calcolata come somma delle frequenze parziali dei danni relative alle varie sorgenti di danno che interessano la struttura (S1: fulmini sulla struttura, S2: fulmini vicino alla struttura, S3: fulmini sulle linee entranti nella struttura, S4: fulmini vicino alle linee entranti nella struttura). Infine, è bene ricordare che, in ogni caso, il committente ha comunque facoltà di rinunciare all'installazione delle misure di protezione necessarie per garantire la funzionalità della struttura e dei suoi impianti. In tale evenienza, è opportuno che il progettista/installatore acquisisca, in modo formale, la volontà del committente, ad evitare di essere chiamato a posteriori a rispondere dei danni subiti. Il committente, infatti, potrebbe obiettare in futuro di non essere stato informato che la frequenza di danno era elevata e che con provvedimenti, magari dal costo contenuto, poteva proteggere la struttura e i suoi impianti. La facoltà per il committente di rinunciare all'installazione delle misure di protezione non trova applicazione se queste sono necessarie per ridurre i rischi R1, R2, R3. La "Frequenza di danno" è considerata per i nuovi progetti creati in seguito alla pubblicazione della guida CEI