RELAZIONE TECNICA Protezione contro i fulmini Valutazione del rischio scelta delle misure di protezione Dati del progettista: Professionista: Ing. Lorenzo Cappia Ragione sociale: Studio Tecnico K Indirizzo: Via Beldi, 1 Città: Novara Provincia: NO Committente: Committente: Azienda pubblica di servizi alla persona "Città di Riva" Descrizione struttura: Casa di Riposo Indirizzo: Via Ardara 20/A Comune: RIVA DEL GARDA Provincia: TN 1
1. CONTENUTO DEL DOCUMENTO... 3 2. NORME TECNICHE DI RIFERIMENTO... 3 3. INDIVIDUAZIONE DELLA STRUTTURA DA PROTEGGERE... 4 4. DATI INIZIALI... 4 4.1 Densità annua di fulmini a terra... 4 4.2 Dati relativi alla struttura... 4 4.3 Dati relativi alle linee elettriche esterne... 5 4.4 Definizione e caratteristiche delle zone... 5 5. CALCOLO DELLE AREE DI RACCOLTA DELLA STRUTTURA E DELLE LINEE ELETTRICHE ESTERNE... 6 6. VALUTAZIONE DEI RISCHI... 7 6.1 Rischio R1: perdita di vite umane... 7 6.1.1 Calcolo del rischio R1... 7 6.1.2 Analisi del rischio R1... 7 7. SCELTA DELLE MISURE DI PROTEZIONE... 9 8. CONCLUSIONI... 12 9. APPENDICI... 13 APPENDICE - Caratteristiche della struttura... 13 APPENDICE - Caratteristiche delle linee elettriche... 13 APPENDICE - Caratteristiche delle zone... 13 APPENDICE - Aree di raccolta e numero annuo di eventi pericolosi.... 15 APPENDICE - Valori delle probabilità P per la struttura non protetta... 15 2
1. CONTENUTO DEL DOCUMENTO Questo documento contiene : - la relazione sulla valutazione dei rischi dovuti al fulmine ai sensi del DLgs 81/08, art. 29; - la scelta delle misure di protezione da adottare ove necessarie come richiesto dal DLgs 81/08, art. 84. 2. NORME TECNICHE DI RIFERIMENTO Questo documento è stato elaborato con riferimento alle seguenti norme CEI: - CEI 81-10/1 (EN 62305-1): "Protezione contro i fulmini. Parte 1: Principi Generali" Aprile 2006; Variante V1 (Settembre 2008); - CEI 81-10/2 (EN 62305-2): "Protezione contro i fulmini. Parte 2: Valutazione del rischio" Aprile 2006; Variante V1 (Settembre 2008); - CEI 81-10/3 (EN 62305-3): "Protezione contro i fulmini. Parte 3: Danno materiale alle strutture e pericolo per le persone" Aprile 2006; Variante V1 (Settembre 2008); - CEI 81-10/4 (EN 62305-4): "Protezione contro i fulmini. Parte 4: Impianti elettrici ed elettronici nelle strutture" Aprile 2006; Variante V1 (Settembre 2008); - 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. 3
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.2.1.2 della Norma CEI EN 62305-2, 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 RIVA DEL GARDA in cui è ubicata la struttura vale : N t = 4,0 fulmini/km² anno 4.2 Dati relativi alla struttura Al fine della valutazione del rischio dovuto alla fulminazione, in via cautelativa, la struttura è stata assimilata ad un parallelepipedo avente le dimensioni seguenti: A (m): 80 B (m): 74 H (m): 11 Hmax (m): 12 La destinazione d'uso prevalente della struttura è: ospedaliero 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 62305-2 per valutare la necessità della protezione contro il fulmine, deve pertanto essere calcolato : - rischio R1; Le valutazioni di natura economica, volte ad accertare la convenienza dell adozione delle misure di protezione, non sono state condotte perché espressamente non richieste dal Committente. 4
4.3 Dati relativi alle linee elettriche esterne La struttura è servita dalle seguenti linee elettriche: - Linea di energia: Energia - Linea di segnale: Segnale Le caratteristiche delle linee elettriche sono riportate nell'appendice Caratteristiche delle linee elettriche. 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: Esterna Z2: Interna 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
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 analiticamente come indicato nella Norma CEI EN 62305-2, art.a.2. 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 analiticamente come indicato nella Norma CEI EN 62305-2, art.a.3. Le aree di raccolta Al e Ai di ciascuna linea elettrica esterna sono state valutate analiticamente come indicato nella Norma CEI EN 62305-2, art.a.4. 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
6. VALUTAZIONE DEI RISCHI 6.1 Rischio R1: perdita di vite umane 6.1.1 Calcolo del rischio R1 I valori delle componenti ed il valore del rischio R1 sono di seguito indicati. Z1: Esterna RA: 3,90E-07 Totale: 3,90E-07 Z2: Interna RB: 3,90E-06 RC: 3,90E-06 RM: 9,91E-05 RU(Elettrico): 3,80E-09 RV(Elettrico): 3,80E-08 RW(Elettrico): 3,80E-08 RZ(Elettrico): 1,08E-06 RU(Fonia): 2,16E-07 RV(Fonia): 2,16E-06 RW(Fonia): 2,16E-06 RZ(Fonia): 2,02E-05 Totale: 1,33E-04 Valore totale del rischio R1 per la struttura: 1,33E-04 6.1.2 Analisi del rischio R1 Il rischio complessivo R1 = 1,33E-04 è maggiore di quello tollerato RT = 1E-05, occorre adottare idonee misure di protezione per ridurlo. La composizione delle componenti che concorrono a formare il rischio R1, espressi in percentuale del valore di R1 per la struttura, è di seguito indicata. Z1 - Esterna RD = 0,2929 % RI = 0 % Totale = 0,2929 % 7
RS = 0,2929 % RF = 0 % RO = 0 % Totale = 0,2929 % Z2 - Interna RD = 5,857 % RI = 93,8501 % Totale = 99,7071 % RS = 0,1652 % RF = 4,5807 % RO = 94,9612 % Totale = 99,7071 % dove: - RD = RA + RB + RC - RI = RM + RU + RV+ RW + RZ - RS = RA + RU - RF = RB + RV - RO = RM + RC + RW + RZ essendo: - RD il rischio dovuto alla fulminazione diretta della struttura - RI il rischio dovuto alla fulminazione indiretta della struttura - RS il rischio connesso alla perdita di esseri viventi - RF il rischio connesso al danno fisico - RO il rischio connesso all avaria degli impianti interni. I dati sopra indicati, evidenziano che il rischio R1 per la struttura si verifica essenzialmente nelle seguenti zone: Z2 - Interna (99,7071 %) - in gran parte per avaria degli impianti interni - a causa principalmente della fulminazione indiretta della struttura - il contributo principale al valore del rischio R1 nella zona è dato dalle seguenti componenti di rischio: RM = 74,6211 % Avaria degli impianti interni per fulminazione indiretta della struttura 8
7. SCELTA DELLE MISURE DI PROTEZIONE Per ridurre il rischio R1 a valori non superiori a quello tollerabile RT = 1E-05, è necessario agire sulle seguenti componenti: - RM nelle zone: Z2 - Interna - RZ nelle zone: Z2 - Interna adottando una o più delle possibili misure di protezione seguenti: - per la componente M: 1) Sistema di SPD 2) Schermatura totale o parziale della struttura 3) Schermatura e/o disposizione dei circuiti interni 4) Aumento tensione di tenuta apparecchiature - per la componente Z: 1) Sistema di SPD 2) Aumento tensione di tenuta apparecchiature Tenuto conto della fattibilità tecnica, in relazione anche ai vincoli da rispettare, per la protezione della struttura in esame sono state scelte le misure di protezione seguenti: - nella zona Z2 - Interna: Impianto interno: Elettrico - Sistema di SPD - livello: I Impianto interno: Fonia - Sistema di SPD - livello: I - Sulla Linea L1 - Energia: - SPD arrivo linea - livello: I - Sulla Linea L2 - Segnale: - SPD arrivo linea - livello: I Non è stata effettuata l'analisi relativa al rischio R4, poiché il committente ha espressamente rinunciato a far valutare l'opportunità, dal punto di vista economico, di installare misure di 9
protezione finalizzate a ridurre l'entità di eventuali danni dovuti ai fulmini. 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: Esterna Pa = 1,00E+00 Pb = 1,0 Pc = 1,00E+00 Pm = 1,00E+00 ra = 0,01 rp = 1 rf = 0 h = 1 Zona Z2: Interna Pa = 1,00E+00 Pb = 1,0 Pc (Elettrico) = 1,00E+00 Pc (Fonia) = 1,00E+00 Pc = 1,00E+00 Pm (Elettrico) = 1,00E-02 Pm (Fonia) = 1,00E-04 Pm = 1,01E-02 Pu (Elettrico) = 1,00E-02 Pv (Elettrico) = 1,00E-02 Pw (Elettrico) = 1,00E-02 Pz (Elettrico) = 1,00E-02 Pu (Fonia) = 1,00E-02 Pv (Fonia) = 1,00E-02 Pw (Fonia) = 1,00E-02 Pz (Fonia) = 1,00E-02 ra = 0,001 rp = 0,2 rf = 0,01 h = 5 Rischio R1: perdita di vite umane 10
I valori delle componenti di rischio per la struttura protetta sono di seguito indicati. Z1: Esterna RA: 3,90E-07 Totale: 3,90E-07 Z2: Interna RB: 3,90E-06 RC: 3,90E-06 RM: 1,09E-06 RU(Elettrico): 3,80E-11 RV(Elettrico): 3,80E-10 RW(Elettrico): 3,80E-10 RZ(Elettrico): 1,08E-08 RU(Fonia): 2,16E-09 RV(Fonia): 2,16E-08 RW(Fonia): 2,16E-08 RZ(Fonia): 2,02E-07 Totale: 9,15E-06 Valore totale del rischio R1 per la struttura: 9,54E-06 11
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 62305-2 LA STRUTTURA E' PROTETTA CONTRO LE FULMINAZIONI. In forza della legge 1/3/1968 n.186 che individua nelle Norme CEI la regola dell'arte, si può ritenere assolto ogni obbligo giuridico, anche specifico, che richieda la protezione contro le scariche atmosferiche. Data 26/09/2011 Timbro e firma 12
9. APPENDICI APPENDICE - Caratteristiche della struttura Dimensioni: A (m): 80 B (m): 74 H (m): 11 Hmax (m): 12 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 = 4 APPENDICE - Caratteristiche delle linee elettriche Caratteristiche della linea: Energia La linea ha caratteristiche uniformi lungo l intero percorso. Tipo di linea: energia - interrata Lunghezza (m) Lc = 50 Resistività (ohm x m) ρ = 500 Coefficiente di posizione (Cd): in area con oggetti di altezza maggiore Coefficiente ambientale (Ce): urbano (10 < h <= 20 m) Caratteristiche della linea: Segnale La linea ha caratteristiche uniformi lungo l intero percorso. Tipo di linea: segnale - interrata Lunghezza (m) Lc = 1000 Resistività (ohm x m) ρ = 500 Coefficiente di posizione (Cd): in area con oggetti di altezza maggiore Coefficiente ambientale (Ce): urbano (10 < h <= 20 m) APPENDICE - Caratteristiche delle zone Caratteristiche della zona: Esterna Tipo di zona: esterna Tipo di suolo: erba (ra = 0,01) Protezioni contro le tensioni di contatto e di passo: nessuna Valori medi delle perdite per la zona: Esterna Perdita per tensioni di contatto e di passo (relativa a R1) Lt = 1,00E-03 13
Rischi e componenti di rischio presenti nella zona: Esterna Rischio 1: Ra Caratteristiche della zona: Interna Tipo di zona: interna Tipo di pavimentazione: ceramica (ru = 0,001) Rischio di incendio: ordinario (rf = 0,01) Pericoli particolari: difficoltà di evacuazione (h = 5) Protezioni antincendio: automatiche (rp = 0,2)manuali (rp = 0,5) Schermatura di zona: assente Protezioni contro le tensioni di contatto: nessuna Impianto interno: Elettrico Alimentato dalla linea Energia Tipo di circuito: Cond. attivi e PE con stesso percorso (spire fino a 10 m²) (Ks3 = 0,2) Tensione di tenuta: 1,5 kv Sistema di SPD - livello: Assente (Pspd =1) Impianto interno: Fonia Alimentato dalla linea Segnale Tipo di circuito: cavo schermato 5 < R <= 20 ohm/km (Ks3 = 0,001) Tensione di tenuta: 1,5 kv Sistema di SPD - livello: Assente (Pspd =1) Valori medi delle perdite per la zona: Interna Perdita per tensioni di contatto (relativa a R1) Lt = 1,00E-02 Perdita per danno fisico (relativa a R1) Lf = 1,00E-02 Perdita per avaria di impianti interni (relativa a R1) Lo = 1,00E-04 Perdita per danno fisico (relativa a R4) Lf = 5,00E-01 Perdita per avaria di impianti interni (relativa a R4) Lo = 1,00E-02 Rischi e componenti di rischio presenti nella zona: Interna Rischio 1: Rb Rc Rm Ru Rv Rw Rz Rischio 4: Rb Rc Rm Rv Rw Rz 14
APPENDICE - Aree di raccolta e numero annuo di eventi pericolosi. Struttura Area di raccolta per fulminazione diretta della struttura Ad = 1,95E-02 km² Area di raccolta per fulminazione indiretta della struttura Am = 2,79E-01 km² Numero di eventi pericolosi per fulminazione diretta della struttura Nd = 3,90E-02 Numero di eventi pericolosi per fulminazione indiretta della struttura Nm = 1,08E+00 Linee elettriche Area di raccolta per fulminazione diretta (Al) e indiretta (Ai) delle linee: Energia Al = 0,000380 km² Ai = 0,027951 km² Segnale Al = 0,021623 km² Ai = 0,559017 km² Numero di eventi pericolosi per fulminazione diretta (Nl) e indiretta (Ni) delle linee: Energia Nl = 0,000380 Ni = 0,011180 Segnale Nl = 0,021623 Ni = 0,223607 APPENDICE - Valori delle probabilità P per la struttura non protetta Zona Z1: Esterna Pa = 1,00E+00 Pb = 1,0 Pc = 1,00E+00 15
Pm = 1,00E+00 Zona Z2: Interna Pa = 1,00E+00 Pb = 1,0 Pc (Elettrico) = 1,00E+00 Pc (Fonia) = 1,00E+00 Pc = 1,00E+00 Pm (Elettrico) = 9,20E-01 Pm (Fonia) = 1,00E-04 Pm = 9,20E-01 Pu (Elettrico) = 1,00E+00 Pv (Elettrico) = 1,00E+00 Pw (Elettrico) = 1,00E+00 Pz (Elettrico) = 1,00E+00 Pu (Fonia) = 1,00E+00 Pv (Fonia) = 1,00E+00 Pw (Fonia) = 1,00E+00 Pz (Fonia) = 1,00E+00 16