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Progettazione di un deposito automatizzato in acciaio tramite l’ingegneria antincendio
19/04/2017
Filippo Battistini
Gianluca Galeotti
Andrea Quarta

Utilizzo di soluzioni alternative con la Fire Engineering nel Codice di prevenzione incendi

Il DM 3 agosto 2015, meglio noto come codice di prevenzione incendi sta rivoluzionando il modo progettare. Questo decreto è ufficialmente diventato il primo sponsor dell’approccio ingegneristico in Italia, inizialmente con le attività non normate verticalmente e man mano con quelle dotate di regola tecnica verticale. Le soluzioni alternative che si possono adottare per ogni strategia antincendio rendono l’efficacia della Fire Safety Engineering sempre più evidente, e sempre più il cliente finale ha la sensazione di sostenere spese utili ad innalzare la sicurezza, avendo modo di valutare gli effetti di tutto quello che si progetta.
In questo articolo vedremo applicato il Codice ad un deposito automatizzato, nel quale tramite sistemi automatici vengono stoccati ed impilati fino ad una quota di 15 m, sacchi big-bag contenenti farine di cereali, il quale come facilmente immaginabile, è caratterizzato da carichi di incendio elevati e volumetrie considerevoli.
L’edificio che andremo ad analizzare è costituito da un unico corpo di dimensioni 26 m x 43 m x 17 m, pari ad un volume interno di 19.000 m3, costruito in acciaio nudo, che ottimamente progettato può consentire di ottenere ottime performance in termini di prestazioni antincendio.

Il progetto antincendio è stato definito utilizzando l’RTO, ed in particolare sono state applicate le soluzioni alternative in merito alle strategie S2 e S8: per quanto riguarda il punto S2-Livello II, essendo l’edifico addossato ad altro fabbricato si è dovuto verificare che il collasso non avrebbe coinvolto compartimenti attigui, oltre a ciò la struttura doveva possedere una resistenza al fuoco sufficiente per l’evacuazione degli occupanti.
Per quanto riguarda la strategia S8-Livello II, la committenza ha richiesto di minimizzare le forometrie presenti nell’involucro esterno, si è pertanto intrapresa la scelta progettuale di installare un impianto meccanico per lo smaltimento del fumo e calore di calore di emergenza, così come introdotto dalla nuova UNI 9494-2 2017 progettato attraverso la modellazione di incendio naturale.

LE FASI DELLA PROGETTAZIONE

L’applicazione del Codice e le strategie antincendio

Valutazione del rischio
Come noto, il DM 3 agosto 2015 possiede una struttura estremamente flessibile e prestazionale in fase di progettazione, la metodologia prevede infatti la valutazione del rischio incendio, che oltre alla classica parte qualitativa, deve essere tradotta e riassunta in tre paramenti fondamentali, Rvita, Rbeni ed Rambiente.
Individuatati tali parametri, questi accompagnano tutta la progettazione in quanto sono fondamentali nell’attribuire i livelli di prestazione minimi richiesti alle singole strategie antincendio adottate. La struttura semi-prestazionale delle soluzioni conformi del Codice, permette di applicare le strategie antincendio in modo calibrato sul reale rischio incendio dell’attività, ma in alcuni casi non sufficientemente personalizzate. È qui che entrano in gioco le soluzioni alternative, nel nostro caso quelle che prevedono l’applicazione dell’Ingegneria Antincendio (Fire Safety Engineering).
Il deposito in oggetto è stato inquadrato con Rvita: A3 in quanto essendo attività lavorativa non aperta al pubblico, gli occupanti presenti sono in stato di veglia e hanno familiarità con l’edificio e il rateo di crescita, in funzione della tipologia di materiale contenuto e dell’altezza di impilamento può essere individuato come di tipo rapido, Rbeni: 1 in quanto non risulta essere un edificio né vincolato e né di tipo strategico, ed Rambiente: si è ritenuto mitigabile dall’applicazione di tutte le strategie antincendio individuate dal Codice.

Soluzioni alternative
Il Codice prevede che per qualsiasi Strategia antincendio possano essere applicate soluzioni alternative, ed in questo caso viene chiesto al progettista di dimostrare il raggiungimento del collegato livello di prestazione, impiegando uno dei metodi di progettazione della sicurezza antincendio ammessi per ciascuna misura antincendio tra quelli individuati. In questo caso come metodo, si applica l’Ingegneria della sicurezza antincendio secondo procedure, ipotesi e limiti indicati nel Codice stesso, in particolare nei capitoli M.1, M.2 e M.3, e secondo le procedure previste dalla normativa vigente.
Al deposito sono state applicate soluzioni alternative per la Strategia S.2 Resistenza al Fuoco e S.8 Controllo fumi e calore.

Resistenza al fuoco della struttura

S.2 Resistenza al fuoco, soluzione alternativa
Individuato il livello di prestazione II alla strategia antincendio adottata, la stessa richiede esplicitamente la compartimentazione rispetto ad altre costruzioni, l’assenza di danneggiamento ad altre costruzioni per effetto di collasso strutturale ed il mantenimento della capacita? portante in condizioni di incendio per un periodo sufficiente all’evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all’esterno della costruzione. La capacita? portante deve essere comunque tale da garantire un margine di sicurezza tmarg non inferiore a 100% • RSET e comunque non inferiore a 30 minuti di incendio naturale.
Ai fini della verifica della compartimentazione rispetto ad altre costruzioni, sono state applicate le soluzioni conformi per il livello di prestazione II della misura antincendio compartimentazione, mentre, per la verifica del mantenimento della capacita? portante in condizioni di incendio, sono state verificate le prestazioni di resistenza al fuoco in base agli scenari di incendio di progetto ed ai relativi incendi convenzionali di progetto rappresentati da curve naturali di incendio.

Modellazione avanzata di incendio
La metodologia prestazionale parte con l’inquadramento generale del problema antincendio da risolvere, in questo caso il quaderno tecnico contiene il riassunto delle strategie alternative applicate, i locali nelle quali si applicano, l’individuazione degli scenari di incendio e i livelli di prestazione da garantire. Per questa specifica attività sono stati individuati 7 scenari di incendio, tutti con lo scopo peculiare di verificare la resistenza al fuoco delle strutture. La fase successiva è stata quella di individuare gli scenari di incendio di progetto, che sono stati poi oggetto di analisi quantitativa, precisamente ne sono stati individuati 2.
In fase di individuazione dei livelli di prestazione per la resistenza al fuoco delle strutture si è tenuto in considerazione che le strutture in acciaio, risentono prevalentemente della temperatura massima raggiunta, in quanto possiedono una bassissima inerzia termica, e trascurabile gradiente all’interno della sezione. Si sono posizionate sonde di temperatura in corrispondenza degli elementi con la quale abbiamo ottenuto la temperatura sviluppata all’interno del locale.
Al fine di determinare la sollecitazione termica reale, è stata eseguita la modellazione in FDS, disponendo sonde nei punti critici della struttura per studiare l’andamento della temperatura.

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GLI AUTORI
Filippo Battistini e Gianluca Galeotti, Ingegneri Antincendio, Studio FSE PROGETTI.
Andrea Quarta, Ingegnere Strutturista – Studio FSE PROGETTI.
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