Il comportamento al fuoco dell'EPS utilizzato in facciata degli edifici

L’EPS, Polistirene Espanso Sinterizzato, viene utilizzato nell’isolamento termico degli edifici e risponde pienamente alle norme e linee guida che regolano i requisiti di sicurezza al fuoco.

Secondo la norma EN 13501-1, l’EPS viene classificato nella classe E ma se viene rivestito raggiunge anche la classe B ed è identificato come materiale autoestinguente.

Il polistirene espanso sinterizzato per l'isolamento termico degli edifici

Le materie plastiche hanno significativamente modificato, migliorandola, la qualità della nostra vita.

La loro presenza non è sempre evidente e riconoscibile, ma accompagnano e rendono più gradevoli, comode, sicure ed efficienti tutte le nostre attività. Grazie alle innumerevoli e positive caratteristiche di cui godono, le materie plastiche risultano essere il materiale d’eccellenza in numerose applicazioni, tra queste vi è sicuramente l’edilizia.

Le ragioni di un’affermazione così marcata risiedono nell’insieme delle caratteristiche fisico chimiche e prestazionali tipiche di questi prodotti, ovvero le eccellenti prestazioni isolanti, la leggerezza, la lavorabilità, la compatibilità con le più comuni tecniche di installazione, le prestazioni meccaniche, la durabilità e la sicurezza nell’impiego. 

Generalmente, gli isolanti organici espansi sono parte integrante di pacchetti applicativi che coinvolgono strutture edilizie (murature, solai, elementi di copertura) o materiali di rivestimento (legno, cartongesso, ecc.) aventi un comportamento al fuoco rispondente alle severe norme vigenti.

L’EPS (polistirene espanso sinterizzato) è una delle forme più importanti in cui viene impiegato il polistirene ed è un materiale rigido, di peso ridotto, composto da una matrice polimerica (carbonio e idrogeno) e per il 98% di aria.

La materia prima per la trasformazione dell’EPS in semilavorati e/o manufatti (le lastre per isolamento termico per esempio) è il polistirene espandibile che si presenta sotto forma di granuli di aspetto vetroso che contengono un agente espandente, comunemente pentano e altri eventuali additivi che possono avere diverse funzioni, in particolare quella di conferire migliorate caratteristiche di comportamento al fuoco.

Il polistirene espanso sinterizzato è un materiale altamente versatile, ampiamente usato nel settore edile, grazie alla facilità di lavorazione e alla praticità d’uso.

L’applicazione più riconosciuta dal mercato è certamente il sistema di isolamento dall’esterno (sistemi ETICS) comunemente conosciuto con il termine di rivestimento a cappotto, che rappresenta la risposta efficace ed efficiente nella progettazione di edifici a “energia quasi zero”, pienamente compatibile con la sicurezza al fuoco.

Le performance in termini di isolamento, durabilità e sostenibilità (anche economica) raggiunte con l’adozione di soluzioni ottenute con materiali plastici sono difficilmente eguagliabili, motivo per cui il loro utilizzo nelle costruzioni per la realizzazione di isolamento termico, finestre, tubazioni e cablaggi trova ampio impiego nel settore che è, e deve essere, sempre più informato sui possibili rischi e sulle possibilità di gestione degli stessi.

Una visione più ampia della sicurezza al fuoco negli edifici in termini di responsabilità dell’intera “catena”, dalla progettazione all’utilizzo, è la chiave per assicurare sicurezza e sostenibilità.

In quest’ottica l’approccio alla tematica della sicurezza al fuoco deve essere di tipo OLISTICO, ovvero deve considerare il corretto funzionamento del sistema edificio e non dei singoli componenti.

Parimenti la combustibilità dei materiali plastici è valutata con onestà da tutti gli operatori del comparto, che ritiene la sicurezza al fuoco un aspetto fondamentale e non argomento di marketing.

Questo vale anche per il polistirene espanso, ampiamento utilizzato per l’isolamento termico degli edifici.

La grande attenzione alla sicurezza al fuoco trova riscontro in numerose attività associative e di ricerca sia a livello nazionale sia europeo. AIPE – Associazione Italiana Polistirene Espanso è parte di EUMEPS, al cui fianco segue le attività di sviluppo di progetti pilota, strategie di controllo, sicurezza e informazione di Modern Building Alliance, un’alleanza di associazioni di categoria e aziende che rappresentano l’industria delle materie plastiche nel settore delle costruzioni, impegnata con i responsabili politici e le parti interessate, a sostenere l’Unione Europea nel garantire costruzioni sicure e sostenibili relativamente al comportamento al fuoco degli edifici e alla sicurezza delle facciate, come evidenziato nella figura seguente.

Le caratteristiche dell'EPS

La struttura a “celle chiuse” del materiale garantisce una conducibilità termica molto bassa, con valori medi λ compresi tra 0.030 e 0.039 W/mK.

Le celle di cui l’EPS è formato, oltre ad essere chiuse, sono anche impermeabili: l’EPS presenta infatti una grande capacità di galleggiamento, mantenuta anche dopo prolungata immersione totale in acqua (prova di 28 giorni).

Oltre ad essere impermeabile all’acqua, l’EPS è permeabile al vapore acqueo (traspirante), con valori caratteristici della resistenza alla diffusione del vapore, espresso come μ, compresi tra 10 e 50.

Misure di prevenzione antincendio relative all'isolamento

Benché normalmente l’EPS non sia il primo materiale attaccato in caso di incendio, si potrebbero considerare alcune linee guida per l’uso del materiale isolante.

• Usare sempre un materiale di rivestimento

Non solo per proteggere l’isolante dagli incendi, ma anche per metterlo al riparo dai danni meccanici, dai problemi di umidità e muffa o dalla combustione senza fiamma. È importante che tutti i materiali isolanti siano durevoli quando svolgono il loro ruolo isolante.

• EPS autoestinguente

La maggior parte dei prodotti isolanti in EPS che vengono venduti in Europa sono realizzati con la proprietà autoestinguente per soddisfare i requisiti normativi e di mercato. L’EPS autoestinguente si contrae quando viene esposto all’energia dell’ignizione e se prende fuoco a causa del contatto diretto con la fonte di calore, si auto estingue non appena la fonte di calore viene allontanata. Quindi l’EPS autoestinguente non apre mai la via attraverso la quale il fuoco si potrebbe espandere all’intero edificio.

Il comportamento al fuoco dell'EPS

Il comportamento al fuoco del materiale viene definito mediante l’analisi della reazione al fuoco, classificata secondo la norma EN 13501-1. Le classi previste sono identificate dalle lettere A1-A2-B-C-D-E-F. 

Per raggiungere ogni classe il materiale viene sottoposto a specifiche prove, che devono seguire una metodologia definita. 

L’EPS viene usualmente classificato nella classe E ed è identificato come materiale autoestinguente. Nel caso fosse rivestito da materiali specifici, il KIT del sistema, può essere classificato anche BS1d0.

Oltre alla classe principale, infatti, vi sono due classificazioni addizionali:

• Produzione di fumo, lettera S
• Produzione di gocce, lettera d

Vi è inoltre un’ulteriore suddivisione per identificare il comportamento al fuoco del materiale isolante, ovvero lo Smouldering.

Lo smouldering, o smouldering combustion, è definito come una forma di combustione lenta, che si manifesta senza fiamma, principalmente a basse temperature, che è in grado di autosostenersi nel tempo, sfruttando la natura del materiale solido interessato dal fenomeno. 

Lo smouldering è un processo ancora poco conosciuto e poco investigato che però è ragionevolmente associato all’insorgere di seri danni qualora non sia controllato. Ad esempio, lo smouldering è associato al verificarsi di vasti incendi in stoccaggi di materiale, questo per via della capacità di autosostenersi, dopo un minimo quantitativo di energia necessario per l’innesco del fenomeno.

A livello europeo si è stabilito che alcuni materiali devono essere sottoposti ad una prova, a cui fa riferimento una norma specifica per definirne il comportamento.

L’EPS non rientra tra i materiali soggetti a tale verifica, al contrario dei prodotti fibrosi, che dovranno essere sottoposti alla specifica prova.

Verifica sperimentale del comportamento al fuoco delle facciate di edifici

La prevenzione allo sviluppo degli incendi coinvolge l’intero edificio e quindi anche la facciata. Si possono citare molti esempi di incendi sviluppatisi nella facciata, e di conseguenza i singoli Paesi hanno sviluppato metodi sperimentali per verificarne il comportamento al fuoco.

Metodi nazionali ed internazionali fanno riferimento a sistemi di prove effettuate in laboratorio definite con i termini ”media o larga scala”, indicando in tal modo le dimensioni del campione da sottoporre a prova. Anche l’ente normatore europeo, il CEN, sta analizzando i possibili percorsi che si possono adottare per creare una norma che verifichi il comportamento al fuoco della facciata.

In Italia ad oggi non vi sono metodi specifici per l’analisi dello sviluppo dell’incendio in facciata, ma è disponibile dal 2013 la “Guida per la determinazione dei requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili” emessa dal Ministero dell’Interno.

La guida è rivolta ai sistemi realizzativi di finitura esterna della facciata, dal cappotto alle pareti continue.

La reazione al fuoco dei materiali viene affrontata ponendo come riferimento il sistema di finitura, ovvero il KIT, che deve garantire una classe pari a BS3d0. 

Tale classe può essere raggiunta indipendentemente dalla classe di reazione al fuoco del materiale isolante utilizzato, ma è influente la tipologia del rivestimento.

La prova che viene effettuata per determinare la classe è la norma cosiddetta SBI, Single Burning Item, EN 13823. La guida al fuoco per le facciate prevede che sia valutato e previsto l’inserimento in specifici punti di materiali con caratteristiche definite, mentre non sono previste barriere tagliafuoco interpiano.

La guida inoltre prevede che siano rispettati i compartimenti, se necessario delimitandoli con idonei materiali. Questo approccio può essere definito “prescrittivo”, in quanto vengono indicate chiaramente le classi a cui attenersi per realizzare la facciata senza analizzarne le specificità. 

Un’importante evoluzione è in atto all’interno dell’attività di prevenzione incendi.

Infatti è in preparazione la Regola Tecnica Verticale “Chiusure d’ambito degli edifici civili” che andrà certamente a sostituire la guida di cui sopra. La RTV entra a pieno titolo nel nuovo percorso, sostituendo i decreti specialistici oggi in vigore e fa riferimento al Codice di prevenzione incendi. 

Quest’ultimo può essere considerato come una regola Tecnica Orizzontale di tipo “prestazionale”. Infatti la nuova RTV sulle chiusure d’ambito prevede l’utilizzo di materiali idonei al caso specifico analizzato, facendo intervenire a pieno titolo il progettista che deve verificare il grado del rischio, la tipologia dell’edificio e l’utilizzo dello stesso.

A seguito dell’analisi iniziale si definiranno i gruppi dei materiali utilizzabili secondo quanto previsto dal Codice Prevenzione Incendi.

AIPE ha condotto, con il supporto del laboratorio LAPI, una ricerca sperimentale per avvalorare le richieste previste nella Guida Facciate. 

Sono stati sottoposti a verifica con il metodo della norma EN 13823 alcuni sistemi di isolamento termico a “cappotto” che contemplavano spessori differenti di EPS e finiture realizzate con sostanze diversificate. Tutte le prove condotte hanno evidenziato che i sistemi raggiungono la classe BS1d0 dimostrando di poter rispettare le prescrizioni della guida.

Da ultimo si sottolinea che anche a livello europeo è in atto una spinta per normare il comportamento al fuoco delle facciate.

Sono stati identificati i soggetti idonei a raccogliere le opportunità e i riferimenti per confezionare una metodologia di prova che possa soddisfare le esigenze di tutti i mercati. Il processo di normazione non sarà né facile né veloce ma senza alcun dubbio necessario per unificare le modalità di prova che oggi persistono in molti paesi europei.