Progettazione antincendio di edifici storici con l’ausilio della Fire Safety Engineering

L’applicazione delle normative di prevenzione incendi di tipo prescrittivo ad edifici esistenti risulta spesso complicata e richiede una particolare sensibilità da parte del professionista antincendio.

Infatti occorre contemperare gli obiettivi di sicurezza antincendio con le esigenze dettate dalle caratteristiche fisiche della costruzione stessa, spesso non modificabili o modificabili solo con molta difficoltà. Ancora più difficile l’applicazione diventa se l’edificio è antico e vincolato, in toto o anche solo in parte, dalla Soprintendenza che si occupa della tutela dei beni culturali.

In casi come questi può venire in soccorso l’applicazione del cosiddetto “Codice” di prevenzione incendi (il D.M. 3.8.2015 e successive modifiche ed integrazioni) e soprattutto l’applicazione dell’approccio ingegneristico, o Fire Safety Engineering.

Mediante quest’ultimo approccio i principi di prevenzione incendi sono applicati in modo rigoroso e verificabile allo specifico edificio, con la sua particolare conformazione, il suo carico d’incendio, i suoi ipotizzabili scenari di incendio, ecc., in modo tale che il tutto venga applicato in modo molto più “sartoriale”, tagliato su misura per l’edificio in questione. Ovviamente le conclusioni ottenute non sono generalizzabili ad altre situazioni ma, a fronte di una progettazione sicuramente più lunga e complessa, normalmente si raggiungono gli obiettivi di prevenzione incendi in modo molto più efficiente ed efficace.

In questo articolo gli autori intendono illustrare un esempio di applicazione dei principi della FSE ad un complesso storico situato a Milano, dove la progettazione tradizionale prescrittiva era resa sconsigliabile da tutta una serie di vincoli di tipo architettonico, funzionale ed economico.

 

Gli edifici storici oggetto di progettazione antincendio

La Banca Popolare di Milano (BPM) ha sede a Milano in pieno centro, in Piazza Meda, vicino al quadrilatero della moda, in un edificio storico composto dall’unione di due diversi edifici, Palazzo Corio Casati e Palazzo Greppi.

Il Palazzo Corio Casati, risalente al quindicesimo secolo, costituiva la sede della Banca fin dal 1872; rivelatosi successivamente troppo angusto per le esigenze della Banca, si è deciso di realizzare il nuovo edificio, un grande palazzo progettato dall’Architetto Giovanni Greppi e realizzato fra il 1928 ed il 1930. Quest’ultimo presenta uno stile monumentale tradizionale con evidenti rimandi al neoclassicismo, con otto enormi colonne che reggono un timpano triangolare.

  

  

Palazzo Corio Casati, nonostante una facciata ottocentesca che non rende giustizia alla storia dell’edificio, risale sicuramente al quindicesimo secolo ma forse è anche più antico, poiché si sa che Galeazzo Visconti e Bianca di Savoia appena sposati nel 1350 vennero ad abitare proprio in questo palazzo. Dopo essere stato nella seconda metà del ‘400 dimora dell’Arcivescovo Stefano Nardini, passa alla famiglia dei Corio, per poi finire dopo varie vicende alla BPM nel 1872, quando diventa la sede della Banca. Il palazzo, danneggiato durante l’ultima guerra, conserva al piano terra un cortile rinascimentale con splendidi capitelli; ora il cortile è coperto e viene chiamato “Sala delle Colonne”. Esiste anche un secondo cortile seicentesco che viene chiamato “Sala dei Convegni”; entrambe le sale sono coperte da cupole in vetro.

Vista la sua natura, Palazzo Corio è vincolato nella sua interezza dalla Sovrintendenza alle Belle Arti.

 

  

Il palazzo realizzato da Greppi invece non è vincolato ma è caratterizzato dalla presenza al piano terra di un enorme salone con copertura a cupola vetrata, alta circa 23 metri, su cui si affacciano, oltre ai locali al piano terra, anche i locali del piano ammezzato.

  

Le attività presenti nel complesso storico

In tutto, il complesso costituito dall’unione dei due edifici ha una superficie di oltre 30.000 mq e si articola su 12 piani, dal terzo interrato al sesto fuori terra (esistono anche un rialzato ed un ammezzato).

Il complesso è adibito a sportelli bancari, uffici, sale convegni e, nei piani interrati, caveaux, depositi ed archivio storico, con una presenza complessiva di persone appena inferiore alle 1.000.

Di conseguenza sono presenti le seguenti attività secondo il D.P.R. 151 del 1 Agosto 2011:

• attività 71/C: uffici con più di 800 persone presenti;
  
• attività 65/C: locale di spettacolo e di trattenimento con oltre 200 persone;
  
• attività 34/B: archivio di materiale cartaceo fino a 50.000 Kg.

Data la complessità dell’edificio, è stato deciso di procedere ad una progettazione radicalmente nuova utilizzando il cosiddetto “Codice” di prevenzione incendi, applicando dunque il D.M. 3 agosto 2015 e successive modifiche ed integrazioni (Regola Tecnica Orizzontale) ed il D.M. 8 giugno 2016 (Regola Tecnica Verticale per gli uffici).

Sempre a causa della complessità dell’edificio è stato necessario ricorrere alla Fire Safety Engineering, per le motivazioni che verranno meglio illustrate in seguito.

Data la mancanza di una RTV relativa alle attività di pubblico spettacolo e l’impossibilità di applicare completamente il D.M. 19/8/1996, è infine stato necessario presentare istanza di deroga.

Come misura compensativa si è prevista l’applicazione integrale del Codice di prevenzione incendi al posto del D.M. 19/8/1996.

La consistenza del complesso è illustrata nella seguente tabella.

  

Profili di rischio

È evidente che nello spazio di un articolo non è possibile riassumere l’intero procedimento della valutazione del rischio di incendio e tutti i dettagli della conseguente progettazione.

Tuttavia per poter procedere è necessario quantomeno esplicitare la determinazione dei profili di rischio. Il profilo di rischio R_vita è stato determinato in A2: infatti lo sportello bancario aperto al pubblico occupa una parte minima dell’edificio.

Dato il vincolo delle belle arti, il profilo di rischio R_beni è stato assunto pari a 2, mentre il profilo R_ambiente non è significativo.

Per gli ambienti destinati a sale convegni, il profilo R_vita è stato invece assunto pari a B2.

  

Il ricorso alla Fire Safety Engineering

I motivi per cui è stato deciso di ricorrere alla Fire Safety Engineering sono stati i seguenti:

• L’impossibilità di sostituire alcuni arredi e rivestimenti storici con altri nuovi che fossero classificati ai fini della reazione al fuoco.

• L’impossibilità di rispettare la superficie massima del compartimento. Essendo il profilo di rischio Rvita A2 e la quota del compartimento superiore a 24 m, la superficie massima ammessa sarebbe pari a 8.000 mq, mentre nel caso in esame la conformazione degli ambienti, e soprattutto l’enorme superficie del salone centrale coperto dalla cupola vetrata, non rendevano possibile rispettare tale limite. Il compartimento massimo presenta una superficie di circa 21.000 mq.
  A tal proposito si precisa che la tabella applicata è la S.3-4 del D.M. 3.8.2015, visto che il D.M. 18.10.2019 non era ancora stato emanato alla data di presentazione del progetto. Peraltro la tabella S.3-6 del D.M. 18.10.2019 prevede limiti massimi del compartimento in alcuni casi ancora più ridotti rispetto alla tabella S.3-4 del D.M. 3.8.2015.

• L’impossibilità di realizzare compartimentazioni REI60 fra gli uffici del piano primo ed il sottostante salone centrale, vista la natura delle separazioni esistenti che però in gran parte non erano modificabili a causa di vincoli storici ed architettonici. Ciò comportava come conseguenza l’impossibilità di rispettare la soluzione conforme che prescrive la compartimentazione dei piani a quota maggiore di + 12 m.

• La presenza al piano ammezzato di un corridoio cieco leggermente più lungo del consentito (30 m circa anziché 28,75 m).

• La larghezza di alcune scale di esodo che, in taluni punti localizzati, era inferiore ai 1200 mm prescritti dal punto S.4.8.6. Il fatto che tutte le vie di esodo verticali debbano sempre avere larghezza non inferiore a 1200 mm è peraltro stato poi corretto dalla tabella S.4-32 del D.M. 18.10.2019, che ammette per taluni casi misure inferiori. Come già evidenziato, tuttavia, all’epoca della presentazione del progetto il D.M. 18.10.2019 non era ancora stato emanato.

  

Gli obiettivi della Fire Safety Engineering

Si è fatto ricorso alla FSE con diversi obiettivi.

Il primo è la sicurezza della vita umana e l’incolumità delle persone per il tempo necessario all’esodo delle persone presenti fino a luogo sicuro.

Per eseguire tale verifica si è dimostrato che il tempo disponibile per l’esodo ASET in cui permangono condizioni ambientali non incapacitanti per gli occupanti fosse superiore al tempo richiesto per l’esodo RSET necessario perché gli stessi potessero raggiungere un luogo sicuro, non soggetto a tali condizioni ambientali sfavorevoli dovute all’incendio.

Il calcolo di ASET è stato effettuato utilizzando il modello di calcolo semplificato in accordo alla ISO/TR 16738: invece di procedere alla verifica di tutti i modelli di calcolo avanzato – dei gas tossici, dei gas irritanti, del calore e dell’oscuramento della visibilità da fumo – si utilizza l’ipotesi semplificativa della “esposizione zero”, impiegando soglie di prestazione molto conservative.

Le soglie di prestazione associate a tale obiettivo sono:

• Altezza minima dei fumi stratificati dal piano di calpestio h > 200 cm
  
• Temperatura media dello strato di fumi caldi T < 200 °C

Questi criteri permettono agli occupanti la fuga in aria indisturbata, non inquinata dai prodotti della combustione, e un valore dell’irraggiamento dai fumi cui sono esposti inferiore a 2,5 kW/m².

Il metodo di calcolo semplificato risulta applicabile avendo verificato, tramite le elaborazioni di calcolo, che la potenza del focolare rapportata alla geometria dell'ambiente è sufficiente a garantire la formazione dello strato di fumi caldi superiore.

Il secondo obiettivo riguarda la stabilità delle strutture per il periodo di tempo considerato.

Pertanto si è voluto verificare che il calore prodotto dall’incendio non causava una riduzione significativa della capacità portante degli elementi di compartimentazione, per un tempo di esposizione sufficiente all’evacuazione degli occupanti e congruo con la durata dell’incendio.

La capacità portante è stata verificata in modo tale da garantire un margine di sicurezza t_marg non inferiore a 100% RSET e comunque non inferiore a 30 minuti.

La verifica è stata eseguita per oltre 60 minuti, cioè fino al momento in cui i risultati raggiunsero o un valore di stazionamento o addirittura una riduzione progressiva.

La soglia di prestazione associate a tale obiettivo sono una temperatura T < 500 °C in corrispondenza degli elementi di compartimentazione.

Il terzo obiettivo riguarda la limitazione della propagazione dell’incendio per il periodo di tempo considerato.

Pertanto si è voluto verificare che il calore prodotto dall’incendio non causasse una propagazione significativa del focolaio, per un tempo di esposizione sufficiente all’evacuazione degli occupanti e congruo con l’intervento delle squadre di soccorso.

La verifica è eseguita per oltre 60 minuti, cioè fino al momento in cui i risultati raggiungono o un valore di stazionamento o addirittura una riduzione progressiva.

Anche in questo caso la soglia di prestazione associate a tale obiettivo sono una temperatura T < 500 °C in corrispondenza degli elementi di compartimentazione.

 

Scenari di incendio

La scelta degli scenari di incendio è la parte fondamentale della valutazione del rischio alla base dell’ingegneria antincendio e pertanto è strettamente legata alla esperienza del tecnico antincendio in accordo con le competenze del Funzionario Istruttore.

Pertanto si è partiti dalla definizione degli scenari di incendio tipici di uffici e locali di pubblico spettacolo, analizzando diverse posizioni e potenze del focolaio in relazione agli obiettivi da verificare.

Per quanto riguarda i due ambienti destinati a pubblico spettacolo, data la loro superficie molto ridotta si è previsto uno scenario per ciascuno. Gli uffici invece occupano una superficie molto più ampia ed hanno una geometria più sfaccettata, e dunque in accordo con il Comando VVF si è proceduto ad individuare gli ambiti più interessanti e i cinque scenari da inserire in tali ambiti.

  

  

Inoltre i metodi dell’ingegneria antincendio sono stati utilizzati per verificare che, anche nel caso di mancata apertura dei serramenti (che comunque erano presenti), idonee condizioni di sicurezza per l’esodo fossero comunque garantite. In conclusione, i metodi quantitativi sono stati utilizzati per:

1. L’analisi dei campi termici;
2.  La conseguente valutazione della capacità portante delle strutture;
3. La valutazione della propagazione dell’incendio;
4. L’analisi della diffusione dei fumi;
5. La verifica del sistema di esodo, con particolare riferimento alla lunghezza delle vie di esodo e dei tempi di esodo.

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