Attività Non Normate: la progettazione antincendio con la FSE | Ingegneri.info

Attività Non Normate: la progettazione antincendio con la FSE

Il Codice prevenzione incendi e la Fire Safety Engineering alla luce della recente regola tecnica verticale. Il punto del progettista antincendio

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Il contributo di seguito è uno stralcio dell’eBook “Attività non normate: il progetto antincendio” edito da Wolters Kluwer Italia a firma di Filippo Cosi, ingegnere tra i massimi esperti di antincendio in Italia, già autore di altri eBook sulle regole tecniche verticali (“Autorimesse”, “Attività ricettive” e “Attività uffici”, nonché del volume cartaceo “Antincendio. Casi pratici di progettazione”, già best seller 2017 nel suo settore). Nell’eBook sulle attività non normate viene affrontato il tema della progettazione della sicurezza antincendio dei fabbricati adibiti ad attività prive di normativa antincendio (regola tecnica verticale). La pubblicazione è strutturata in modo da costituire una linea guida per i progettisti nella predisposizione della relazione tecnica antincendio.

Evoluzione della normativa antincendio
Una prima parte dell’E-book descrive l’evoluzione della normativa antincendio, che ha visto negli ultimi mesi la pubblicazione del Codice di prevenzione incendi e delle norme sulla Fire Safety Engineering.
Nello svolgimento dell’attività professionale in questo particolare periodo storico, caratterizzato da un continuo aggiornamento normativo, ci si trova a volte di fronte ad un bivio, e bisogna decidere quale approccio progettuale sia più conveniente seguire.
Per questo motivo, le successive sezioni dell’eBook affrontano la progettazione di un’attività di magazzino logistico mediante:
• Il Codice di prevenzione incendi, integrato da:
La Fire Safety Engineering.
Si tenga conto che il Codice è attualmente applicabile interamente per la progettazione antincendio di un’attività di questo tipo, mentre la F.S.E. può essere utilizzata nel caso in cui sia necessario chiedere una deroga ad una particolare misura prevista dalla norma oppure per sviluppare alcuni particolari aspetti della progettazione.
Da qualche anno abbiamo assistito ad un’evoluzione, o forse una rivoluzione, normativa, un continuo aggiornamento di regole tecniche orizzontali e verticali, con l’obiettivo di fornire al progettista degli strumenti più flessibili, delle linee guida applicabili ai casi comuni ed ai casi particolari.
Questo tipo di evoluzione normativa sta comportando una progressiva specializzazione professionale del progettista antincendio, portando quindi allo sviluppo di figure professionali che fanno della progettazione antincendio la propria esclusiva vocazione.
Da considerare inoltre che l’avvento dell’obbligo dell’aggiornamento professionale periodico non permette ai professionisti di mantenersi abilitati ed aggiornati in molteplici settori, bensì ne favorisce la specializzazione. Solo un professionista antincendio specializzato possiede infatti le competenze e l’esperienza per applicare efficacemente le misure previste dalle nuove normative di tipo prestazionale.

La nuova Regola Tecnica Orizzontale del 2015
La nuova Regola Tecnica Orizzontale è:
“Decreto del Ministro dell’Interno del 3 agosto 2015. Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi, ai sensi dell’articolo 15 del decreto legislativo 8 marzo 2006, n. 139.”
Fin da subito è stato possibile applicare il Codice alle attività in oggetto, in alternativa alle norme tradizionali, soprattutto nei casi in cui si necessita di una maggiore flessibilità progettuale oppure in quelli in cui è necessario pensare alcune strategie di tipo prestazionale a causa dei vincoli o delle peculiarità del fabbricato in progetto.
Attualmente solo una minima parte delle attività soggette risultano dotate di RTV basata sul Codice:
• Uffici: D.M. 8 giugno 2016;
• Attività Ricettive: D.M. 9 agosto 2016;
• Autorimesse: D.M. 21 febbraio 2017;
• Scuole: D.M. 7 agosto 2017.
Per la progettazione antincendio di ciascuna delle attività sopra menzionate si può fare riferimento agli altri e-book della collana (l’uscita del 4° eBook, sulle scuole, è prevista per le prossime settimane).
Si prevede che nei prossimi mesi verranno pubblicate ulteriori regole tecniche verticali ad integrazione del Codice, al fine di estenderne l’applicazione anche ad alcune delle restanti tipologie di attività soggette al D.P.R. n. 151/2011.

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Tipologia di attività soggetta: Depositi
I parametri che determinano se un fabbricato (o parte di fabbricato) è soggetto ai controlli del CNVVF sono indipendenti dalla norma tecnica che il progettista applicherà, essendo definiti da una norma generale, il Decreto del Presidente della Repubblica 1° agosto 2011 , n. 151.
Nel caso esemplificativo dell’attività descritta in questo eBook, si avrà:

Codice ai sensi del D.P.R. n. 151/2011 Descrizione attività
N. 70.1.B Depositi di merci /materiali combustibili > 5.000 kg), con superficie fino a 3.000 mq
N. 34.1.B Depositi di carta con quantitativi in massa superiori a 5.000 kg
N. 44.1.B Depositi di materie plastiche, con quantitativi superiori a 5.000 kg e fino a 50.000 kg

Modalità di utilizzo del Codice di prevenzione incendi
In generale il Codice P.I. indirizza il progettista verso le soluzioni antincendio da adottare nel progetto, che possono essere:
Soluzioni conformi: sono proposte direttamente dal Codice e si possono applicare direttamente senza ulteriori argomentazioni per la dimostrazione della loro efficacia nel caso specifico;
Soluzioni alternative: sono definite dal Codice e possono essere proposte dal progettista. In questo caso il progettista antincendio è tenuto a dimostrare l’adeguatezza delle soluzioni alternative mediante i metodi ordinari di progettazione definiti dal paragrafo G.2.6 e dalla Tabella G.2-1;
Soluzioni in deroga: devono essere proposte dal progettista antincendio, che è tenuto a dimostrare l’adeguatezza delle soluzioni in deroga mediante i metodi avanzati di progettazione definiti dal paragrafo G.2.7 e dalla Tabella G.2-2.

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Descrizione generale del progetto
La Società “XXX srl” svolge la sua attività in una serie di fabbricati esistenti. Il fabbricato oggetto del progetto è adibito a magazzino logistico della Società, dove vengono immagazzinati materiali e prodotti, sia combustibili che non, in attesa dello smistamento successivo e allontanamento all’esterno.

Figura 1. Modello del fabbricato magazzino ricostruito per le simulazioni di incendio

Figura 1. Modello del fabbricato magazzino ricostruito per le simulazioni di incendio

L’applicazione del quadro normativo vigente prevede, per il caso specifico, il rispetto della classe R30 di resistenza al fuoco, in conformità con il Livello II di prestazione del Codice.
Definizione del Livello II di prestazione del Codice:
Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all’evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all’esterno della costruzione.
L’attività in oggetto rispetta i criteri di attribuzione per l’applicazione del Livello II di prestazione e quindi per la classe R30.
Di contro, considerato che le strutture del fabbricato esistente sono in carpenteria metallica e prive di alcuna protezione antincendio, non garantiscono la classe R30 e non è possibile adeguare le strutture del fabbricato alla classe R30, se non con spese ingenti e con evidenti ricadute sulla continuità della produzione a causa dell’esecuzione delle operazioni di messa a norma.
L’obiettivo è quindi quello di evitare la protezione strutturale e di mettere in opera misure compensative, come descritto nel dettaglio successivamente, che comunque garantiscano di raggiungere ugualmente gli obiettivi di sicurezza previsti dal Livello II di prestazione, ovvero l’evacuazione degli occupanti.
Di conseguenza viene proposta istanza di deroga alla classe R30 di resistenza al fuoco delle strutture portanti, calcolata con la curva standard di temperatura ISO 834; parallelamente si dimostra che la struttura è in grado di resistere alla curva di incendio naturale, ricavata con FDS, grazie alle misure compensative proposte dal progetto, per almeno il tempo necessario per l’sodo RSET, considerando un margine pari al 100% RSET.

Progettazione con il Codice e la Fire Safety Engineering
Di seguito alcuni brevi stralci della progettazione secondo il Codice di prevenzione incendi e la Fire Safety Engineering.

La deroga alla classe R30 di resistenza al fuoco delle strutture portanti
Sono stati analizzati alcuni scenari che prevedono un incendio realisticamente probabile, comunque con potenza volutamente eccessiva, dell’ordine di ben 20 MW e con progressione di tipo ultra-veloce, con differenti configurazioni di aerazione. Il focolaio è stato ipotizzato all’interno di uno degli scaffali, che sono stati ricostruiti come nella realtà. Le curve naturali di incendio ricavate con FDS hanno, prima di tutto, portato a dimostrare che le temperature prodotte da tale tipo di incendio non sono critiche per le strutture. Avendo ipotizzato una curva di crescita dell’incendio di tipo ultra-veloce, questa prima serie di scenari ha l’obiettivo di analizzare le condizioni di sicurezza ai fini dell’esodo delle persone.
Per la verifica delle strutture, sono stati modellati anche una serie di scenari di incendio con focolaio particolarmente critico, in cui un focolaio di enorme potenza (50 MW come da D.M. 3 agosto 2015) sia posizionato sotto le travi più basse (eventualità comunque ridotta con il nuovo layout del deposito). La curva di crescita dell’incendio è di tipo veloce, coerente con la tipologia dei materiali in deposito.

Figura 2. Sezione trasversale del deposito

Figura 2. Sezione trasversale del deposito

Misure integrative previste
Come meglio descritto nel seguito dell’eBook, sono previste diverse misure di sicurezza aggiuntive rispetto alla configurazione attuale del fabbricato:
• incremento delle superfici di evacuazione dei fumi caldi e del calore, di tipo permanente, sempre disponibili, anche fuori dall’orario di lavoro;
• aggiunta di nuove aperture automatiche per l’ingresso dell’aria esterna in caso di incendio al di fuori dell’orario di lavoro;
• nuovo layout dello stoccaggio con distanze minime di rispetto tra i materiali combustibili e le strutture;
• implementazioni del sistema di rivelazione e allarme incendio;
• aggiunta di diversi idranti UNI45 per completare la protezione interna dell’intera superficie del capannone.

Attribuzione dei profili di rischio ai sensi del Codice
Di seguito la determinazione dei profili di rischio.

capoverso

Nel caso in oggetto, trattandosi di fabbricato mono-comparto, i profili di rischio sono definiti per l’intera attività.
Di conseguenza si ricava che il profilo Rvita per l’attività in esame vale:

Piano Destinazione d’uso Rvita
Piano terra Deposito con zona sabbiatrice A3

Reazione al fuoco
Il Codice applica una nuova suddivisione dei materiali, raggruppati in base alle classi di reazione al fuoco in 4 gruppi omogenei.
Pertanto, in conclusione, i materiali installati nel fabbricato saranno:

Locale Rvita Gruppi di materiali
Vie di esodo A3 GM0 GM1 GM2 GM3 GM4
Deposito A3 GM0 GM1 GM2 GM3 GM4

Resistenza al fuoco
Il Codice prescrive 5 Livelli di prestazione per la resistenza al fuoco, mutuati, con alcuni aggiornamenti, dal D.M. 9 marzo 2007.
Per quanto riguarda il fabbricato in oggetto sono rispettati tutti i criteri di attribuzione del livello II di prestazione, sia secondo il D.M. 9 marzo 2007 che il Codice, come nella tabella sotto riportata.

Criterio D.M. 9 marzo 2007 D.M. 3 agosto 2015
Numero di piani fuori terra Massimo 2 piani fuori terra Piani a quota inferiore a 12 m
Numero di piani interrati Massimo 1 piano interrato Piani a quota superiore a -5 m
Isolamento Costruzioni isolate dalle altre e/o adiacenti ma strutturalmente e funzionalmente  indipendenti Costruzioni compartimentate rispetto a quelle adiacenti (anche mediante distanza di separazione)
 Tipologia di attività  Unica attività, non aperta al pubblico  Un solo referente dell’attività, Rvita pari ad A1, A2, A3, A4, Rbeni = 1 ed Rambiente non significativo
 Esodo degli occupanti  Automaticamente garantito dalle dimensioni della costruzione  Nessun limite
 Danni ad altre costruzioni  Non derivanti dai cedimenti delle strutture del fabbricato in progetto  Verifica che i cedimenti strutturali non arrechino danni alle altre costruzioni o al resto dell’opera
 Danni a compartimentazioni e impianti di protezione attiva di altre costruzioni  Non derivanti dai cedimenti delle strutture del fabbricato in progetto
 Affollamento  Massimo 100 persone  Nessun limite
Densità media di affollamento 0,2 persone/mq 0,2 persone/mq
Posti letto Assenti Nessun limite (vedere però il criterio seguente)
 Anziani, disabili, bambini  Attività non specificatamente adibita a tali tipologie di utenti  Attività non prevalentemente destinata a disabili

Verifica degli obiettivi di sicurezza del Livello II di prestazione
Obiettivo: mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all’evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all’esterno della costruzione.
Tale obiettivo, relativamente alla resistenza al fuoco delle strutture portanti, richiede:

N. Soluzione Verifica Risultato
1 Soluzione conforme Verifica della classe R30 con la curva ISO 834 Non soddisfatta
2 Soluzione alternativa Verifica della classe R30 con la curva naturale di incendio Non soddisfatta
3 Soluzione in deroga Verifica della resistenza al fuoco con la curva di naturale di incendio per il tempo RSET+100% (434 secondi) Soddisfatta

Viene inoltre dimostrato il raggiungimento degli ulteriori obiettivi sotto descritti:

N. Soluzione Verifica Risultato
4 Soluzione in deroga Verifica delle soglie di prestazione per la sicurezza degli occupanti con la curva di naturale di incendio per il tempo RSET+100% (434 secondi) Soddisfatta
Figura 3. Schema grafico delle verifiche di resistenza al fuoco di progetto

Figura 3. Schema grafico delle verifiche di resistenza al fuoco di progetto

Verifica delle distanze di separazione

Figura 4. Schematizzazione della verifica di irraggiamento

Figura 4. Schematizzazione della verifica di irraggiamento

Figura 5. Stralcio delle verifiche delle piastre radianti di facciata

Figura 5. Stralcio delle verifiche delle piastre radianti di facciata

S.4 – Esodo
Come si evince dall’immagine sotto riportata:
• Non sono presenti corridoi ciechi, pertanto la verifica Lcc < 20 m è automaticamente soddisfatta;
• Tutti i percorsi di esodo sono inferiori a 45 m (il Codice chiede questa verifica per uno solo dei percorsi).

Figura 6. Planimetria con indicazione dei percorsi di esodo

Figura 6. Planimetria con indicazione dei percorsi di esodo

Non essendo previsti compartimenti con Rvita pari ad A4, è possibile applicare i fattori correttivi come da tabella seguente.

Figura 7. Tabella S.4-15. Parametri per la definizione dei fattori δm,i

Figura 7. Tabella S.4-15. Parametri per la definizione dei fattori δm,i

Per il fabbricato in oggetto le lunghezze di esodo possono essere incrementate fino ai valori seguenti:
Les,d = (1 + δm ) x Les = (1 + 36%) x 45 m = 61,20 m
Lcc,d = (1 + δm ) x Lcc = (1 + 36%) x 20 m = 27,20 m (non applicabile poiché non esistono corridoi ciechi).

Gestione della sicurezza
Il Codice attribuisce notevole importanza alla Gestione della sicurezza in esercizio ed in emergenza. Come per le altre strategie antincendio, sono definiti i livelli di prestazione ed i criteri per attribuire alle attività i corrispondenti livelli.

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Controllo dell’incendio
In questa sezione dell’eBook vengono descritte le misure adottate nel progetto del fabbricato uffici preso ad esempio per affrontare l’incendio, intese come protezione base, protezione manuale, protezione automatica.
Come per le altre strategie antincendio, sono definiti i livelli di prestazione ed i criteri per attribuire alle attività i corrispondenti livelli.

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Rivelazione ed allarme
Il Codice definisce i livelli di prestazione ed i criteri per attribuire alle attività i corrispondenti livelli.

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Controllo di fumi e calore
L’obiettivo di questa misura antincendio è garantire il controllo, l’evacuazione o lo smaltimento dei prodotti della combustione in caso di incendio.
Considerato che questa strategia rappresenta la principale misura antincendio integrativa, funzionale all’assenza di protezione passiva delle strutture, essa è descritta nel dettaglio nello specifico paragrafo della presente relazione, nell’ambito delle valutazioni con approccio ingegneristico.

Operatività antincendio
In questa Strategia sono riportate le indicazioni per le misure antincendio da progettare al fine di consentire e facilitare l’intervento dei soccorritori esterni (Vigili del Fuoco).

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Progettazione con la Fire Safety Engineering

Figura 8. Modello geometrico 3D, vista interna con scaffali

Figura 8. Modello geometrico 3D, vista interna con scaffali

La Fire Safety Engineering usa metodi ingegneristici, incluse simulazioni fluidodinamiche con software CFD (Computational Fluids Dynamics), mediante la simulazione realistica dello sviluppo di un incendio. Tale modellazione viene svolta in molteplici scenari di incendio, al fine di valutare ed ottimizzare le caratteristiche del fabbricato che rivestono particolare importanza per la sicurezza delle persone (propagazione di fumo e specie tossiche, incremento delle temperature…) oltre che per la stabilità e sicurezza stessa dell’edificio (in particolare l’impatto delle alte temperature sugli elementi strutturali in genere). L’analisi dell’edificio o di una parte dello stesso viene svolta mediante i metodi FSE e sviluppando simulazioni di incendio in diversi scenari critici, concordati con il Comando VV.F.

Figura 9. Modello FDS per analisi comportamento dei materiali al fuoco

Figura 9. Modello FDS per analisi comportamento dei materiali al fuoco

Figura 10. Sezione longitudinale (stralcio)

Figura 10. Sezione longitudinale (stralcio)

Figura 11. Schema grafico del sistema di aerazione naturale

Figura 11. Schema grafico del sistema di aerazione naturale

Figura 12. Schema grafico degli scenari per la verifica della sicurezza delle persone

Figura 12. Schema grafico degli scenari per la verifica della sicurezza delle persone

Analisi Delle Simulazioni Con Il Fire Dynamics Simulator. Verifica Della Sicurezza Delle Persone

Analisi Della Temperatura In Corrispondenza Delle Vie Di Fuga

analisi della temperatura in corrispondenza

Analisi Dell’altezza Dei Fumi In Corrispondenza Delle Vie Di Fuga

analisi dell'altezza dei fumi in corrispondenza delle vie di fuga

Verifica dell’altezza dei fumi nello scenario di progetto più critico

verifica dell'altezza dei fumi nello scenario di progetto più critico

Dopo 434 secondi i fumi non raggiungono la quota di 2 m da terra, in nessuna delle posizioni dove sono state ubicate le sonde nel modello FDS.

Verifica della temperatura media dei fumi caldi dopo 434 secondi

verifica della temperatura

verifica della temperatura

Dopo 434 secondi la temperatura media dei fumi non ha ancora superato il valore soglia di 200°C

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Analisi Delle Simulazioni Con Il Fire Dynamics Simulator. Verifica Della Resistenza Al Fuoco

Analisi Della Temperatura In Corrispondenza Delle Strutture

temperatura G05

temperatura G07

Analisi Della Temperatura Sui Vetri Delle Finestre In Facciata

temperatura vetri

Analisi Della Visibilità Ad Altezza D’uomo

analisi della visibilità

analisi visibilità 04

Allegato 1. Valutazioni Sulla Resistenza Al Fuoco Ed Il Meccanismo Di Collasso

Valore massimo raggiunto dalle sonde interessate nei 30 minuti di incendio
Temperatura utilizzata per le verifiche strutturali(valore massimo desunto dal grafico FDS) Verifica travi reticolari principali Verifica travi reticolari di copertura Verifica pilastri
Valore massimo
TEMP. = 300 °C
Valore massimo 
TEMP. = 300 °C
Valore massimo 
TEMP. = 300 °C

Meccanismo di collasso
In conclusione alle verifiche di resistenza al fuoco è possibile ipotizzare la seguente tipologia di collasso durante un incendio di notevole entità come quello del focolare predefinito del Codice:
1. instabilizzazione reticolare di copertura porta shed dopo almeno 10’ dallo scoppio dell’incendio;
2. il collasso delle travi reticolari principali non avviene nei 30’ dallo scoppio dell’incendio;
3. il collasso delle trave reticolari di copertura non avviene nei 30’ dallo scoppio dell’incendio;
4. il collasso delle colonne non avviene nei 30’ dallo scoppio dell’incendio.

Allegato 2. Valutazioni Sul Sistema E Le Tempistiche Dell’esodo

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Allegato 3. Programma Per L’attuazione Del S.G.S.A.
Il presente documento nasce per predisporre ed attuare un efficace Sistema di Gestione della Sicurezza Antincendio, in conformità e sulla base delle disposizioni normative contenute nei:
• D.Lgs. n. 81/2008 e s.m.i.
• D.M. 10 marzo 1998
• D.M. 3 agosto 2015
ed in relazione alla gestione della sicurezza del “Magazzino” sito in via XXXXXXXXXX n. 3 a XXXXXXXX.
Nei procedimenti di prevenzione incendi che utilizzano l’approccio ingegneristico, la documentazione tecnica deve essere integrata con un documento contenente il programma per l’attuazione del Sistema di Gestione della Sicurezza Antincendio (SGSA) di cui al presente documento.
Fanno parte del presente documento anche le seguenti Appendici:
1. App. 1. Programma dei corsi di formazione
2. App. 2. Registro dei controlli – Parte Generale
3. App. 3. Registro dei controlli – Appendice
4. App. 4. Manutenzioni programmate di routine
5. App. 5. Piano di Emergenza ed Evacuazione
6. App. 6. Planimetria del piano di evacuazione

Dello stesso autore, leggi anche: Progettazione antincendio uffici con la FSE: il caso Lavazza a Torino

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