Prestazione di resistenza al fuoco delle strutture di acciaio: iter procedurale ed operativo alla luce delle normative vigenti

I criteri che regolano la progettazione e la realizzazione della prestazione di resistenza al fuoco di un’opera da costruzione sono oggetto delle due norme tecniche:
Ministero dell’Interno – DM 3 agosto 2015 e s.m.i., Norme tecniche di prevenzione incendi (o, nei casi in cui questa norma non è applicabile, dei DM 09.03.2007, DM 16.02.2007 e DM 09.05.2007);
Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti – DM 17 gennaio 2018, Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”, di seguito NTC 2018.

Oltre ai criteri validi per la determinazione delle prestazioni di resistenza al fuoco, queste norme definiscono anche le procedure in vigore per le fasi del deposito dei progetti presso gli uffici competenti (Uffici provinciali del Genio Civile e Comandi provinciali dei Vigili del fuoco), dell’esecuzione delle opere, del collaudo strutturale e dei pareri autorizzativi delle autorità competenti, compreso il rilascio dell’autorizzazione all’esercizio delle attività ai fini antincendio e della sicurezza strutturale.

Nel presente articolo si è centrata l’attenzione sull’iter procedurale ed operativo con il quale questa prestazione deve essere progettata e realizzata, a partire dalla fase del progetto, alle fasi di esecuzione della costruzione, del collaudo strutturale, fino alla fase di certificazione delle prestazioni di resistenza al fuoco nell’ambito della SCIA antincendio ex art. 4 del D.P.R. 151/2011 e s.m.i., cercando di armonizzare, razionalizzare e semplificare l’applicazione delle procedure previste dalle suddette normative vigenti.

La prestazione di resistenza al fuoco nelle norme tecniche di prevenzione incendi

La prestazione di resistenza al fuoco di un’opera da costruzione è definita e documentata anzitutto nel progetto di prevenzione incendi, all’interno della strategia antincendio, redatto ai sensi delle Norme tecniche di prevenzione incendi (DM 03.08.2015 e s.m.i., detto anche Codice di prevenzione incendi o Codice di P.I.) o della normativa previgente (DM 09.03.2007, DM 16.02.2007, DM 09.05.2007, ecc.), nei casi in cui il suddetto Codice di P.I. non sia applicabile.

Infatti, nell’ambito della vigente normativa di prevenzione incendi e con riferimento alle attività soggette ai controlli del CNVVF (elenco riportato nell’Allegato I al D.P.R. 151/2011 e s.m.i.), le prestazioni di resistenza al fuoco sono definite:

• a) nel progetto presentato al Comando dei Vigili del Fuoco territorialmente competente ai fini della valutazione ex art. 3 del D.P.R. 151/2011 e s.m.i. per le attività soggette ricadenti nelle categorie B e C, o nell’istanza di deroga, a prescindere dalla categoria;
• b) nella SCIA ex art. 4 del D.P.R. 151/2011 e s.m.i. per le attività soggette ricadenti nella categoria A;
• c) È evidente che, anche nel caso b), vi è un’attività di progettazione che precede la realizzazione delle opere che deve essere documentata nella SCIA presentata al Comando dei Vigili del Fuoco territorialmente competente.

Per le attività non soggette ai controlli del CNVVF resta invece in carico al progettista strutturale valutare, nella fase della progettazione, se l’azione eccezionale incendio (così come urti ed esplosioni) sia un’azione ragionevolmente prevedibile nella vita nominale della struttura e, in caso affermativo, quali siano le prestazioni di resistenza al fuoco delle opere e come progettarle e realizzarle.

In ogni caso, che si tratti di attività soggetta o non soggetta, un aspetto fondamentale della progettazione antincendio e strutturale è costituito dalla determinazione delle prestazioni di resistenza al fuoco delle strutture delle opere da costruzione nelle quali è ospitata l’attività; a tal fine è necessario procedere come segue, sia per opere da costruzione nuove che esistenti:

• individuazione delle opere da costruzione con indipendenza strutturale;
• caratterizzazione geometrica e meccanica delle strutture;
• individuazione degli eventuali compartimenti antincendio;
• attribuzione del livello di prestazione a ciascuna opera da costruzione e, se presenti, a ciascun compartimento antincendio in cui la stessa può essere suddivisa;
• adozione delle soluzioni progettuali idonee a raggiungere il livello di prestazione individuato.

Le soluzioni progettuali, utilizzando il linguaggio del Codice di P.I., facilmente estendibile anche a situazioni nelle quali il Codice stesso non è applicabile, possono essere:

1) conformi/prescrittive;
2) alternative/prestazionali;
3) in deroga.

Nel caso 1) si tratta di una soluzione progettuale prevista dalla normativa di riferimento, la quale attribuisce ad essa il raggiungimento del collegato livello di prestazione. Questa soluzione progettuale è tipicamente definita per classi di resistenza al fuoco (R/RE/REI) e le classi da attribuire a ciascuna opera da costruzione e ai suoi compartimenti sono determinate in funzione del livello di prestazione e, non in tutti i casi, dal carico d’incendio specifico di progetto; l’azione eccezionale incendio è sempre rappresentata da una curva nominale temperatura – tempo, che è unica in ogni punto del compartimento o dell’opera da costruzione (non varia nello spazio) e quindi agisce in egual modo sulla superficie esposta all’incendio degli elementi strutturali.

Nel caso 2) si tratta di una soluzione progettuale individuata mediante una delle prestazioni previste nella normativa di prevenzione incendi, la cui verifica deve essere dimostrata nel progetto di prevenzione incendi impiegando i metodi dell’ingegneria della sicurezza antincendio ammessi. Non si fa riferimento alle classi di resistenza al fuoco, ma, mediante metodi di calcolo avanzati, sono stimate le curve naturali o flussi termici, entrambi variabili anche nello spazio, risultanti dalle elaborazioni numeriche degli scenari d’incendio di progetto; le prestazioni di resistenza al fuoco vengono normalmente poi valutate nel dominio del tempo o delle resistenze, in funzione del livello di prestazione attribuito a ciascuna opera da costruzione ove viene svolta l’attività.

Si evidenzia che il ricorso ai metodi dell’ingegneria della sicurezza antincendio non può essere limitato alla determinazione del cimento termico agente sugli elementi strutturali, essendo necessario poi effettuare analisi termiche per valutare i campi di temperatura all’interno degli elementi strutturali stessi e analisi termo- strutturali per valutare la risposta delle strutture in presenza dell’incendio. Uno schema esemplificativo è riportato nella Figura 2.

Nel caso 3), infine, oltre al possibile utilizzo degli stessi metodi di cui al caso 2), si può ricorrere al cosiddetto giudizio esperto, difficilmente standardizzabile e basato su valutazioni soggettive derivanti principalmente dall’esperienza; la presupposta garanzia di aver individuato adeguatamente le prestazioni di resistenza al fuoco delle strutture è rappresentata dal parere di deroga, espresso dal Presidente del Comitato Tecnico Regionale al termine della seduta di valutazione dell’istanza.
Uno schema esemplificativo è riportato nella Figura 2.

Si noti che lo schema è ovviamente valido anche per le opere da costruzione esistenti, ma in tal caso assume notevole importanza la preliminare valutazione della sicurezza ex pt 8.3 NTC2018 (individuazione opere da costruzione strutturalmente autonome, loro caratterizzazione geometrica e meccanica).

Le procedure tecnico-amministrative di prevenzione incendi per le attività soggette ai controlli del CNVVF sono regolate dal D.P.R. 151/2011 e s.m.i. e dal DM 07.08.2012.

Pertanto il progetto di prevenzione incendi, nel quale devono necessariamente essere individuate le prestazioni di resistenza al fuoco di ciascuna opera da costruzione ove viene svolta l’attività, che sia soggetta a valutazione del Comando o del Comitato Tecnico Regionale o, nel caso di categoria A, documentate direttamente nella SCIA, è il documento che individua le prestazioni di resistenza al fuoco delle strutture, una volta che sia rilasciato con esito positivo il parere di conformità dal Comando VVF competente per territorio o, nel caso delle attività di tipo A, la SCIA sia rispondente alla documentazione di progetto asseverata.

Si riporta di seguito uno schema riassuntivo di quanto sopra esposto, nel quale la progettazione antincendio e quella strutturale sono integrate; gli articoli citati sono riferiti al D.P.R. 151/2011 e s.m.i.

La prestazione di resistenza al fuoco nell'ambito del progetto, esecuzione e collaudo delle strutture ai sensi delle NTC 2018

Le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) sono definite nel D.M. 17.01.2018, emanato dal Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti di concerto con il Ministero dell'Interno e il capo del Dipartimento della Protezione Civile. A supporto di una corretta applicazione delle Norme Tecniche è stato pubblicato il DM 17.01.2019 relativo alla Circolare Esplicativa.

Le NTC2018 mantengono il concetto di "testo unitario" introdotto per la prima volta dalle NTC2005 (D.M. 14.09.2005) e confermato dalle NTC2008 (D.M. 14.01.2008). Esse:

• definiscono i principi per il progetto, l’esecuzione e il collaudo delle costruzioni, nei riguardi delle prestazioni loro richieste in termini di requisiti essenziali di resistenza meccanica e stabilità, anche in caso di incendio, e di durabilità;
• forniscono i criteri generali di sicurezza;
• precisano le azioni che devono essere utilizzate nel progetto;
• definiscono le caratteristiche dei materiali e dei prodotti;
• più in generale, trattano gli aspetti attinenti alla sicurezza strutturale delle opere.

L’oggetto delle norme è accompagnato dalla chiara precisazione “Circa le indicazioni applicative per l’ottenimento delle prescritte prestazioni, per quanto non espressamente specificato (…), ci si può riferire a normative di comprovata validità e ad altri documenti tecnici elencati nel Capitolo 12”. In particolare, quelle fornite dagli Eurocodici strutturali con le relative Appendici Nazionali costituiscono indicazioni di comprovata validità e forniscono il sistematico supporto applicativo delle Norme Tecniche.

Nel testo della norma (Capitolo 2) sono illustrati i principi fondamentali da seguire per il conseguimento dei requisiti di sicurezza e le prestazioni attese delle opere di Ingegneria Civile.

Questo aspetto della Norma trova il suo corrispondente nell’ambito degli Eurocodici strutturali, in particolare nella norma EN1990 “Basis of structural design”, a cui la nuova stesura delle NTC2018 fa costante e puntuale riferimento. L’avvicinamento agli Eurocodici è un chiaro obiettivo del Legislatore (vedi §2.1 della Circolare), essendo questi indicati, con i relativi Annessi Nazionali, come la principale categoria dei “documenti di comprovata validità” (cfr. Capitolo 12), cui le NTC fanno riferimento laddove siano necessari approfondimenti o ulteriori indicazioni rispetto a quanto contenuto nelle NTC stesse.

Il metodo di riferimento per la verifica della sicurezza e delle prestazioni attese di un’opera è quindi il metodo semiprobabilistico agli Stati Limite o dei “fattori parziali”. Metodi di livello superiore, quali le analisi di tipo probabilistico, sono consentiti per opere di particolare complessità, facendo riferimento ai metodi riportati in documenti di comprovata validità.

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