Sicurezza antincendio: lo smaltimento naturale di fumi e calore

I prodotti della combustione costituiscono un importante rischio per le persone e per i beni all’interno delle attività. In particolare, fumo e calore della combustione sono storicamente controllati adottando molteplici strategie passive e attive.

Nelle strategie attive, in linea generale, si immette aria fresca e si facilita l’evacuazione dei prodotti della combustione attraverso il controllo del flusso d'aria all’interno dell’ambiente di innesco. Ciò è realizzato con l’uso di ventilatori o di aperture verso l’esterno.

L'obiettivo di questo studio è esaminare la progettazione dello smaltimento naturale del fumo, confrontando l’approccio alla soluzione conforme proposta dal Codice di Prevenzione Incendi alle soluzioni alternative.

La strategia di controllo di fumi e calore nel Codice di Prevenzione Incendi 

Il capitolo S.8 del Codice di Prevenzione incendi ha come scopo dichiarato l’individuazione dei presidi antincendio da installare nell’attività per consentire il controllo, l’evacuazione o lo smaltimento dei prodotti della combustione in caso di incendio.

Le soluzioni e i metodi di progettazione sono definite per ogni compartimento e sulla base della prestazione richiesta dalla misura del controllo di fumi e calore.

Livelli di prestazione

Le prestazioni richieste ai compartimenti sono suddivise in tre livelli, come di seguito riassunti:

• I. Nessun requisito. A seguito di opportuna valutazione del rischio, nei compartimenti di superficie ridotta, con basso carico di incendio e in assenza di sostanze, miscele o lavorazioni pericolose è possibile non applicare alcuna soluzione progettuale.
• II. Smaltimento di fumo e calore. Attribuibile ai compartimenti in cui, a seguito di valutazione del rischio, non risulta significativo il controllo del fumo e del calore per l’efficacia dell’esodo o per la protezione dei beni. Il fine è facilitare le operazioni dei soccorritori agevolando la fuoriuscita dei prodotti di combustione dall’ambiente di innesco.
• III. Evacuazione del fumo e del calore. Si attribuisce negli altri casi, ad esempio ai compartimenti in cui l’esodo è ostacolato a causa di elevato affollamento o geometria complessa degli ambienti, in presenza di sostanze, miscele o lavorazioni pericolose e comunque quando vi è la volontà di proteggere i beni. In questo caso il fine è il mantenimento di uno strato libero dai fumi, per salvaguardare le squadre di soccorso, gli occupanti ed eventualmente i beni del compartimento.

Si percepisce l’importanza della Valutazione del Rischio Incendio, che permette di tarare le soluzioni sulla base delle specifiche caratteristiche dell’attività.

Soluzioni e metodi di progettazione

Il Codice permette di progettare secondo una soluzione conforme o alternativa. Entrambe contemplano sia la ventilazione naturale, sia quella forzata. In particolare, per lo smaltimento naturale, le opzioni a disposizione sono le seguenti:

1. Soluzione conforme
2. Soluzione alternativa applicando UNI 9494-1 appendice G
3.  Soluzione alternativa con ricorso alla FSE

La soluzione conforme

È lecito valutare la soluzione conforme come punto di partenza per la progettazione di un sistema di smaltimento e, solo dopo averne valutato fattibilità e aderenza al caso specifico, proseguire con le opzioni alternative.

Le attività di progetto sono le seguenti:

1. Rilievo delle aperture presenti
2. Classificazione delle aperture in base al tipo di impiego
3. Verifica dei requisiti in termini di:
   a. dimensionamento
   b. posizionamento
4. Eventuali modifiche allo stato di progetto o esistente del fabbricato

I tipi di impieghi delle aperture sono esplicitati nella tabella S.8-4 del Codice, in ordine decrescente di affidabilità:

• SEa: permanentemente aperta, anche grigliata. La migliore in termini di affidabilità
• SEb: attivazione asservita ad IRAI
• SEc: attivabili tramite comando da posizione protetta
• SEd: apribili tramite comando o manualmente
• SEe: permanentemente chiusa per cui sia possibile la fusione durante l’incendio oppure demolibile da parte delle squadre di soccorso interne e dai VVF.

Il dimensionamento delle aperture è calcolato tramite la tabella S.8-5 del Codice e dipende dal carico di incendio specifico dei locali e dalla loro superficie in pianta. Il caso meno restrittivo impone una superficie minima pari a un quarantesimo della superficie in pianta superficie lorda di ciascun piano del compartimento.

La verifica sul posizionamento prevede che le aperture di smaltimento siano disposte in modo uniforme rispetto alla pianta dei locali, con un raggio di influenza pari a 20 metri nella sezione RTO.

I vantaggi di questa progettazione consistono nell’utilizzare le aperture ordinariamente disponibili per la funzionalità dell’attività, eliminando la necessità di ENFC con certificazione UNI EN 12101-2 e contemplando smaltitori con assenza di attivazione comandata.

Quali problemi nascono dall’uso della soluzione conforme?

Nella misura antincendio S.8 il ruolo del progettista è di estrema importanza in quanto deve validare l’idoneità delle aperture per il caso specifico e deve produrre una ricca documentazione progettuale a corredo.

Quando si progettano SEFC conformi con le norme UNI corrispondenti, sono chiari i requisiti per la progettazione, l’esecuzione, la gestione e per la documentazione conseguente. Si nota invece che non è altrettanto chiaro quando si progettano e realizzano aperture di smaltimento . Per colmare questa carenza di informazioni si fa riferimento chiarimento del 12/03/2020 n°4096, che definisce la documentazione relativa alle aperture di smaltimento fumo di emergenza.

Le considerazioni esposte in seguito mostrano che la soluzione conforme non è di immediata applicazione e se condotta pedissequamente non garantisce automaticamente il raggiungimento del collegato livello di prestazione.

L’idoneità delle aperture e la documentazione a corredo

Le aperture SEe e SEd sono comuni negli esercizi industriali, sotto forma di lucernari in copertura o finestre a nastro nella parte superiore dei locali. Tuttavia, esse possono essere considerate smaltitori solo a seguito di alcuni approfondimenti a cura del progettista:

• Valutazione delle condizioni termiche durante lo sviluppo dell’incendio: per dimostrare che le lastre possano fondere durante l’incendio bisognerebbe stabilire degli scenari di incendio e stimare l’emissione termica dell’incendio.
• Analisi della lastra trasparente: conoscendo le caratteristiche del materiale di cui è composta la lastra, si ottiene il punto di fusione. Un esempio significativo è una lastra di circa 3 mm di policarbonato, per cui il punto di fusione è pari a 250°C.
• Confronto tra lo sviluppo di calore dell’incendio reale e il suddetto punto di fusione.

Il raggiungimento di una determinata temperatura sotto soletta è difficilmente dimostrabile senza l’ausilio di modellazioni dell’incendio e, in ogni caso, temperature del genere sono tipiche della fase di flash-over. Questo va in contraddizione con lo scopo del sistema di smaltimento che è anche destinato a facilitare le operazioni della squadra di emergenza interna, che interviene invece in fase di sviluppo dell’incendio.

Le aperture SEe e SEd possono essere considerate smaltitori di fumo nei casi in cui siano accessibili all’apertura o facilmente demolibili. Tuttavia, nel caso in cui esse non fossero ad altezza uomo bisognerebbe dotarsi di un piano di emergenza approfondito, contenente la descrizione dei mezzi e delle procedure con cui le squadre interne ed esterne dovrebbero demolire le lastre.

Anche per le aperture SEb, SEc è prevista della documentazione a cura del progettista, riguardante la descrizione dell’impianto necessario al funzionamento delle aperture in termini ad esempio di:

• alimentazione di sicurezza
• forze minime necessarie alla movimentazione dell’infisso. A tal proposito andrebbero considerate condizioni atmosferiche sfavorevoli
• modalità di controllo e manutenzione

Se genericamente si deve garantire il funzionamento dell’impianto sotto le condizioni di incendio, significa che il motore e l’infisso devono essere resistenti alle alte temperature, oltre ad avere marcatura CE.

Si rischia in sostanza di sottostimare l’importanza delle aperture che nel progetto sono state indicate come smaltitori. Pur considerando aperture ordinariamente disponibili e pur non essendo necessaria la certificazione UNI EN 12101-2, come tutti gli altri sistemi antincendio, le aperture vanno mantenute e controllate periodicamente. Ad ulteriore conferma di ciò in fase di SCIA, nel fascicolo antincendio deve essere inserita la documentazione che consenta di valutare la rispondenza al progetto antincendio e alla regola dell’arte.

Le superfici di apertura dipendenti dal carico di incendio specifico

Il carico di incendio specifico che concorre al dimensionamento della superficie finestrata minima non tiene conto degli altri sistemi antincendio presenti, compresi eventuali sistemi automatici di inibizione, controllo o estinzione dell’incendio. Perciò, dove il carico di incendio è elevato e le aperture si trovano in posizioni inaccessibili, è quasi certo richiedere estese superfici finestrate comandate.

In tali contesti, un'analisi costi-benefici potrebbe suggerire l'opportunità di considerare una soluzione alternativa come più vantaggiosa.

Il posizionamento verticale delle aperture

Pur essendo un elemento chiave nella dinamica dello smaltimento del fumo, il Codice di prevenzione incendi non vincola il posizionamento in quota delle aperture rispetto al piano di calpestio, limitandosi a esprimere una preferenza per la parte superiore dei locali. Non viene inoltre esplicitata la necessità di un ricambio d’aria dalla parte bassa dell’ambiente e non è quindi garantita l’efficacia dello smaltimento rispetto al piano neutro dei fumi.

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All'interno:

La soluzione alternativa guidata da norma UNI
La soluzione alternativa con FSE

Si ringrazia FSE PROGETTI per la gentile collaborazione