CERTIFICAZIONE RESISTENZA AL FUOCO DI PRODOTTI/ELEMENTI COSTRUTTIVI IN OPERA (con esclusione delle porte e degli elementi di chiusura) Relazione n 455-2016-06-20-2 RIQUALIFICAZIONE REI180 DI STRUTTURA PORTANTE ORIZZONTALE COMPOSTA DA TRAVI IN ACCIAIO E SOLETTA IN LAMIERA GRECATA CON SUPERSIL 12mm PRODOTTO DA BIFIRE S.r.l. Oggetto: RIQUALIFICAZIONE DI TRAVI e SOLAIO REI180 Luoghi: Bifire srl Via lavoratori Autobianchi 1 20832 Desio (MB) Professionista: ing Mauro Ravelli Ordine Ingegneri di Milano n A-25989 Elenco Min. Int. (L. n 818 del 7/12/1984) n MI25989I03133 Via Battisti 9 20016 Pero (MI) Pero, 20 Giugno 2016 Ing. Mauro Ravelli VIA BATTISTI 9 20016 PERO (MI) CEL 3484790160 mauroravelli@hotmail.com 1 di 11
Io sottoscritto ing. Mauro Ravelli, iscritto all Ordine degli Ingegneri della Provincia di Milano con il n A-25989, iscritto presso l elenco del Ministero dell Interno (L. n 818 del 7/12/1984) n MI25989I03133 con studio in Via Donatori del sangue 10, 20016 Pero (MI), codice fiscale RVL MRA 79D10 H264L, CERTIFICA La resistenza al fuoco dei seguenti elementi protetti con lastre non combustibili in calcio e silicato denominate SUPERSIL prodotte dalla ditta Bifire s.r.l., installate in controsoffitto: ELEMENTO DA PROTEGGERE: STRUTTURA PORTANTE ORIZZONTALE CON TRAVI METALLICHE e LAMIERA GRECATA CON GETTO IN C.A. CERTIFICATO DI SOLUZIONE FUNZIONE RIFERIMENTO CLASSIFICAZIONE 1 LASTRA STRUTTURA ORIZZONTALE CSI 2030 FR SUPERSIL CON TRAVI METALLICHE E DM 16/02/2007 sp.12mm LAMIERA GRECATA GETTATA IG 294690/3406 FR + lana minerale REI 180 Ing. Mauro Ravelli 2 di 11
1. GENERALITA La riqualificazione presente viene dimensionata in base al D.M. 16/02/2007, al D.M. 14/01/2008, alla circ. esplicativa n 617 del 02/02/2009 e all eurocodice 3 EN 1993-1-2 Progettazione delle strutture in acciaio parte 1.2: Regole generali Progettazione strutture contro l incendio. Tale soluzione consiste nell applicare in controsoffitto ad una struttura composto da travi in acciaio di qualsiasi forma e dimensione, a sostegno di lamiera grecata collaborante con getto in c.a. di sp. minimo medio di 7cm, uno strato di lastre denominate SUPERSIL prodotte da Bifire s.r.l. spessore 12mm su struttura nascosta e lana di roccia sp.40+40mm d.60kg/mc. La resistenza al fuoco certificata di tale elemento è classificabile REI180 secondo le motivazioni sotto riportate. 2. RIFERIMENTI NORMATIVI - Decreto Ministeriale del 16/02/2007; - Decreto Ministeriale del 14/01/2008 Norme tecniche per le costruzioni (NTC); - Circolare esplicativa n 617 del 02/02/2009; - UNI EN 1993-1-2 Eurocodice 3: progettazione delle strutture in acciaio regole generali progettazione strutturale contro l incendio. Tali decreti, circolari e norme si ritengo qui riportati integralmente. 3. DIMENSIONAMENTO DELLA PROTEZIONE La struttura in esame è generica e composta indicativamente da travi in acciaio tipo IPE, HE, UPN, tubolari etc. La copertura sarà realizzata anche con lamiera grecata collaborante o non collaborante, con getto superiore in c.a. di spessore minimo 7cm. Sotto la travatura è installata la controsoffittatura costituita dall intelaiatura con profili 49x27x0.6mm passo 400mm che sorregge un doppio materassino di lana di roccia a giunti sfalstati di densità 60kg/mc e spessore 40+40mm ed al di sotto della quale è fissata la lastra di SUPERSIL 12mm, pendini d.4mm passo 600mm con molla di regolazione, tasselli metallici ad espansione con occhiello (il disegno sottostante è puramente indicativo ma rappresentativo dell installazione). Ing. Mauro Ravelli 3 di 11
Visto il certificato n IG 294690-3406 FR nel quale viene specificato il comportamento del prodotto denominato SUPERSIL 8mm montati in controsoffitto sotto l effetto di test di resistenza al fuoco secondo la norma Europea EN1365-2, che ne conferma la stabilità e la tenuta per 180 minuti classificando REI180 un solaio laterocementizio protetto da controsoffitto. Per la quantificazione della lana di roccia che possa garantire l isolamento termico necessario, si fa riferimento al certificato n CSI 2030 FR nel quale viene specificato il comportamento del prodotto denominato SUPERSIL 6mm montati in controsoffitto con struttura a vista con un doppio materassino di lana di roccia a giunti sfalsati di densità 60kg/mc e spessore 40+40mm sotto l effetto di test di resistenza al fuoco secondo la norma Europea EN1364-2 dove, durante il test, si acquisiscono le temperature rilevate sulla superficie della lana di roccia durante tutto l arco della prova. I tabulati sottostanti indicano le temperature effettivamente rilevate durante la prova. Si ritiene attendibile tale valutazione in quanto il test è stato condotto su un controsoffitto con una lastra dello steso materiale ma di spessore dimezzato, e posato in appoggio su struttura a vista invece che avvitato ad una struttura nascosta. La media generale di tutte le temperature rilevate è inferiore ai 350 C. Tale temperatura è riconosciuta come quella critica per elementi strutturali in acciaio dalla norma UNI EN 1993-1-2 Eurocodice 3: progettazione delle strutture in acciaio regole generali progettazione strutturale contro l incendio. Ing. Mauro Ravelli 4 di 11
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Il punto è ottenere direttamente la temperatura critica a partire dal livello di carico (grado di utilizzazione). Per gli elementi tesi con sezioni di classe 1, 2 e 3 il grado di utilizzazione è definito come μ 0 = E fi,d / R fi,d,0 dove: - E fi,d = effetto delle azioni di progetto in condizioni di incendio - R fi,d,0 = resistenza dell'elemento in condizioni di incendio a t = 0 La curva della temperatura critica è così definita: Lavorare direttamente nel dominio della temperatura ha senso solo se la resistenza di progetto R fi,d,t è proporzionale a f y (θ) (ovvero quando il modulo elastico non influenza le condizioni di resistenza, quindi escludendo fenomeni di instabilità). e la verifica diventa: Dove k y,θ è il fattore di riduzione. Nella condizione estrema è pari a 1 ed in corrispondenza si ha una temperatura critica di 349 C. Ing. Mauro Ravelli 6 di 11
Al tempo T=180 minuti il rapporto di prova dimostra che la temperatura di 349 C mediamente non viene mai raggiunta. Infatti, analizzando le temperature si ottiene: T (1-5): 224 C (valor medio) T6: 260 C T7: 250 C T8: 228 C T9: 299 C Ne consegue che: (224x5+260+250+228+299) / 9= 253 C. Questa è la temperatura che si considera mediamente presente a contatto con la lana di roccia del controsoffitto, nella sua condizione di installazione il più adesi possibile all elemento in acciaio protetto. Ogni altra applicazione con ribassamenti superiori a 1mm, con la presenza di elementi in lamiera grecata, pannelli sandwich, calcestruzzo armato e precompresso, è ritenuta assolutamente migliorativa, o comunque meno gravosa dal punto di vista della resistenza al fuoco dell elemento strutturale, in quanto dalle rispettive norme tecniche di calcolo strutturale di elementi in c.a. e c.a.p. tipo Eurocodice si può immediatamente dedurre che le temperature critiche in questione sono notevolmente più alte, o comunque al più uguali [trefoli da precompressione] a quelle qui esaminate. Inoltre, durante tutto l arco del test sono state misurate le temperatura degli elementi metallici di supporto del controsoffitto utilizzati durante il test. Tali elementi erano a una distanza di 250mm dalla superficie d estradosso della lana di roccia. Di seguito si riportano gli andamenti Ing. Mauro Ravelli 7 di 11
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Si può assumere 80 C come temperatura massima raggiunta dopo 180 minuti. Questo permette di poter installare tubazioni impiantistiche in materiale plastico (PVC, PE, PEHA,PP) e garantire che non influiranno sulla tenuta del controsoffitto in quanto non raggiungeranno la loro temperatura di fusione (100-260 C per il PVC, 85-140 C per il PE, 120-140 C per il PEHD, 130 C circa per il PP) o di auto ignizione (oltre i 300 C per tutti i materiali). Lo stesso vale per le tubazioni impiantistiche metalliche (con temperature critiche maggiori ovviamente) e l impiantistica elettrica, le cui temperature massime di esercizio si aggirano sui 90 C e quelle di cortocircuito sui 220 C. 4. VERIFICA DELLA TENUTA E DELL ISOLAMENTO Il D.M. 16/02/2007 al punto D.5.2 fornisce la tabella per garantire i requisiti di tenuta ed isolamento per solette e solai portanti. Questi solai devono presentare uno strato di materiale isolante, non combustibile e con conducibilità termica non superiore a quella del calcestruzzo, di cui almeno una parte in calcestruzzo armato. Questi valori sono pari, per t=180 minuti, a h=150mm totali di cui almeno d=60mm in calcestruzzo armato. Inoltre, il medesimo punto del Decreto, precisa che in presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibili (massetto, malta di allettamento, pavimentazione, etc.) i valori di h ne possono tener conto. Ne consegue che sopra le travi in acciaio, per garantire i requisiti E ed I per 180 minuti, sono sufficienti 6cm di soletta in calcestruzzo armato e 1cm di massetto tradizionale/malta allettamento (oppure direttamente 7cm di calcestruzzo armato), in quanto il pacchetto solaio + controsoffitto presenta già uno strato di 8cm di materiale isolante incombustibile con conducibilità termica non superiore a quella del calcestruzzo (la lana di roccia del controsoffitto). Ing. Mauro Ravelli 9 di 11
5. CONCLUSIONI Per quanto sopra indicato si può dunque stabilire che una soletta realizzata con travi portanti in acciaio e copertura in lamiera grecata collaborante o non collaborante, con getto superiore in c.a. armato da 7cm di spessore medio minimo (oppure 6cm di c.a. armato e 1cm di massetto tradizionale) è classificabile REI180 se protetto con controsoffittatura costituita da lastre SUPERSIL 12mm ad orditura nascosta in acciaio 49x27x0.6mm passo 400mm, doppio materassino di lana di roccia a giunti sfalsati di densità 60kg/mc e spessore 40+40mm, e sospeso con pendini d.4mm passo 600mm con molla di regolazione. Allegati: - Scheda tecnica SUPERSIL Ing. Mauro Ravelli 10 di 11
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