Il portale delle costruzioni in acciaio in Italia

La prevenzione incendi

All’articolo 13 del decreto legislativo n. 139 dell’8 marzo 2006 (aggiornato con il DECRETO LEGISLATIVO 29 maggio 2017, n. 97), si legge che la prevenzione incendi è la “funzione di preminente interesse pubblico diretta a conseguire, secondo criteri applicativi uniformi sul territorio nazionale, gli obiettivi di sicurezza della vita umana, di incolumità delle persone e di tutela dei beni e dell’ambiente attraverso la promozione, lo studio, la predisposizione e la sperimentazione di norme, misure, provvedimenti, accorgimenti e modi di azione intesi ad evitare l’insorgenza di un incendio o a limitarne le conseguenze. Ferma restando la competenza di altre amministrazioni, enti ed organismi, la prevenzione incendi si esplica in ogni ambito caratterizzato dell’esposizione al rischio di incendio e, in ragione della sua rilevanza interdisciplinare, anche nei settori della sicurezza nei luoghi di lavoro, del controllo dei pericoli di incidenti rilevanti connessi con determinate sostanze pericolose, dell’energia, della protezione da radiazioni ionizzanti, dei prodotti da costruzione” . Appare chiaro quindi come, in caso di incendio, l’incolumità delle persone e la tutela dei beni e dell'ambiente devono poter essere garantiti sul territorio nazionale in maniera uniforme e per questo la normativa fissa precisi criteri da adottare nell’interesse di tutta la collettività.

Accanto a norme, misure e provvedimenti, sono stati studiati accorgimenti e modalità di azione intesi a prevenire, segnalare ed a ridurre la probabilità di insorgenza di un incendio e/o comunque a limitarne le conseguenze per le persone e per l’ambiente. I metodi di prevenzione incendi, quindi, rivolgono particolare attenzione ai fattori che influiscono sulle cause dell’insorgere dell’incendio.

La prevenzione incendi è direttamente legata ad una corretta valutazione del rischio incendio, che consiste essenzialmente nell’identificare i potenziali pericoli e, sicuramente non è trascurabile procedere al controllo degli ambienti, al controllo e manutenzione dei presidi antincendio, alla predisposizione del piano di emergenza, all’informazione e formazione dei lavoratori (con riferimento agli ambienti di lavoro).
Tra le misure atte ad una corretta prevenzione incendi possiamo considerare:
  • corretta destinazione d’uso dei locali;
  • limitazione del carico d’incendio;
  • corretta progettazione della resistenza al fuoco delle strutture;
  • esecuzione di impianti tecnologici a regola d’arte;
  • manutenzione degli impianti tecnologici;
  • rispetto dei divieti e delle condizioni di esercizio;
  • formazione ed informazione del personale sui comportamenti da tenere per prevenire gli incendi;
  • impiego di materiali più difficilmente infiammabili;
  • adozione di dispositivi di sicurezza;
  • rispetto dell’ordine e della pulizia;
  • segnaletica di sicurezza.
E sono proprio queste elencate poc’anzi, tutte le prescrizioni che si racchiudono nelle normative di prevenzione incendi.

Un caposaldo in materia è il Regolamento di prevenzione incendi (DPR 151/2011) che distingue le attività sottoposte ai controlli di prevenzione incendi in tre categorie (A, B e C) a seconda della pericolosità.
In particolare, il Regolamento di prevenzione incendi (D.P.R. 151/2011) stabilisce:
  • quali sono le attività soggette ai controlli da parte dei comandi provinciali dei vigili del fuoco (stabilimenti, impianti, officine, laboratori, rivendite, depositi, teatri, alberghi, autorimesse, aziende, uffici, edifici, ecc.);
  • i procedimenti di prevenzione incendi (certificato di prevenzione incendi, rinnovi, volture, segnalazione certificata di inizio attività - SCIA, valutazione di progetto, ecc.);
  • la modulistica e la documentazione richiesta a corredo delle istanze e delle segnalazioni.
Per le disposizioni relative alle modalità di presentazione delle istanze concernenti i procedimenti di prevenzione incendi e alla documentazione da allegare per la progettazione antincendio si deve fare riferimento al D.M.7 agosto 2012.
Ricordiamo che, gli insediamenti civili, commerciali, artigianali e industriali e il settore nucleare sono soggetti a normative specifiche di prevenzione incendi e per le attività in cui è più alto il rischio di incidenti gravi, sono previste verifiche ispettive, sopralluoghi e pareri sui progetti antincendio.

Altro caposaldo in materia sta diventando Codice di Prevenzione incendi (D.M.3 agosto 2015) che mira a semplificare e razionalizzare l'attuale corpo normativo relativo alla prevenzione degli incendi attraverso l'introduzione di un testo unico, organico e sistematico di disposizioni di prevenzione incendi applicabili ad attività soggette ai controlli di prevenzione incendi mediante l'utilizzo di un nuovo approccio metodologico. Ai principi generali espressi in tale codice, si affiancano norme specifiche che si applicano a seconda della destinazione d’uso dell’edificio (autorimesse, uffici, scuole, alberghi, ecc). Tali normative sono consultabili nella sezione normativa.

È evidente che, in tale ambito l’edificio riveste un ruolo fondamentale per la salvaguardia degli occupanti. In particolare, il nuovo codice di prevenzione incendi richiede alla struttura, il superamento di un livello di prestazione, la cui attribuzione scaturisce direttamente da una procedura guidata dalla norma stessa.
I livelli di prestazione sono strettamente collegati al fatto che le costruzioni devono essere progettate e costruite in modo tale che nel caso di sviluppo di un incendio:

 
Incendio La capacità portante delle strutture sia garantita per un determinato periodo di tempo.
Incendio La produzione e la propagazione di fiamme e di fumi sia limitata.
Incendio La propagazione dell'incendio alle costruzioni vicine sia limitata.
Gli occupanti possano abbandonare la costruzione o essere messi in salvo.
La sicurezza delle squadre di soccorso sia presa in considerazione.

Alla struttura è strettamente connessa la Protezione Passiva che consiste nelle misure che, in caso di incendio, fanno in modo che esso abbia difficoltà a propagarsi: quindi si tratta dell’utilizzo di prodotti incombustibili o poco combustibili, di materiali posti a protezione di elementi strutturali, di compartimentazioni resistenti al fuoco etc. La protezione passiva è intrinseca alla struttura e non richiede né l’azione di un uomo né l’azionamento di un impianto. Tra gli elementi di protezione passiva si possono quindi annoverare: barriere antincendio (isolamento, distanze di sicurezza esterne ed interne, muri tagliafuoco); strutture con resistenza al fuoco commisurata ai carichi d’incendio; materiali classificati alla reazione al fuoco; sistemi di ventilazione; sistema di vie d’uscita commisurate al massimo affollamento ipotizzabile.

In particolare, la resistenza al fuoco delle strutture rappresenta una delle fondamentali strategie di protezione passiva da perseguire per garantire un adeguato livello di sicurezza della costruzione in condizioni di incendio e riguarda: la capacità portante in caso di incendio e la capacità di compartimentazione che permette di suddividere un edificio in zone isolate rispetto agli effetti di un incendio al fine di ridurre il rischio specifico di propagazione dell’incendio stesso.

La resistenza al fuoco (o capacità portante) rappresenta l’intervallo di tempo, espresso in minuti, di esposizione dell’elemento strutturale ad un incendio, durante il quale l’elemento costruttivo considerato conserva i requisiti progettuali di stabilità meccanica.
Qualora l’elemento strutturale fungesse anche da elemento per “compartimentare” (ad esempio un solaio) si può affermare che l’elemento deve conservare nel tempo: la stabilità (R); la tenuta ai prodotti della combustione (E); l’isolamento termico (I) e l’irraggiamento (W).
Pertanto con il simbolo REIW si identifica un elemento costruttivo che deve conservare, per un determinato tempo la stabilità, la tenuta, l’isolamento termico e la possibilità di irraggiamento. L’irraggiamento è definito come la capacita di un elemento costruttivo o strutturale di limitare, per un certo periodo di tempo, l'irraggiamento termico da parte della superficie non esposta in condizioni di incendio normalizzate.

Il D.M.3 agosto 2015 definisce anche altre due caratteristiche degli elementi di compartimentazione: con la lettera “M” l’azione meccanica ovvero il limitare la possibilità di perdita di compartimentazione per effetto di azioni meccaniche accidentali e con la lettera “S” la tenuta di fumo ovvero il contenimento di fumi e gas freddi.
Quindi in relazione ai requisiti degli elementi strutturali e/o di compartimentazione essi vengono classificati da un numero che esprime i minuti per i quali conservano le caratteristiche in funzione delle lettere R, E, I e/o anche, se richiesto W, M, S.

Tra le misure di protezione ci sono anche quelle di Protezione Attiva ovvero tutti quei dispositivi che, in caso di incendio, svolgono un ruolo attivo nell’estinzione dello stesso ovvero estintori, idranti, rilevatori, sprinkler, evacuatori di fumo e calore, etc… La protezione attiva presuppone l’intervento che può avvenire con o senza l’azione umana. L’uso degli estintori o dell’impianto ad idranti presuppone, ad esempio, l’intervento umano, mentre l’azionamento di un impianto automatico (ad esempio impianto sprinkler o sistema di rilevazione fumi) non presuppone tale l’intervento, ma, si attiva, rilevando automaticamente presenza di temperature elevate ovvero di particolare concentrazione di fumo nell’ambiente.
Tra gli impianti di protezione attiva più comuni, si ricordano:

 
Sistema di rilevazione fumi e Allarme:
Permette di riconoscere un evento di incendio fin dalle sue prime fasi, rendendo più facile la fase di evacuazione e l'intervento delle squadre di soccorso.
Sprikler
Indicazione vie di fuga:
E' essenziale per garantire la sicurezza delle operazioni di esodo delle persone.
Uscite
Evacuatori di fumo:
Permettono l'allontanamento dei gas nocivi, facilitano le operazioni di esodo delle persone, limitano la propagazione dell'incendio, rendono più sicuro l'intervento delle squadre di soccorso.
Evacuatori di fumo
Sistema di Estintori ed Idranti:
Sono strumenti essenziali per permettere lo spegnimento di un incendio e per garantire l'efficacia dell'intervento delle squadre di soccorso
Estintore Idrante
Sprinkler:
Intervengono nelle fasi iniziali dell'incendio, limitandone l'estensione.
Spegnimento

Per gli impianti di protezione attiva contro l'incendio installati nelle attività soggette ai controlli di prevenzione incendi si applica il DM 20 dicembre 2012.
 

IL FENOMENO FISICO


L’incendio è la combustione sufficientemente rapida e non controllata che si sviluppa senza limitazioni nello spazio e nel tempo. La combustione è una reazione chimica che avviene fra due elementi diversi (combustibile e comburente) con sviluppo di calore, luce, gas, fumo ed eventualmente produzione di ceneri.

Perché si abbia la combustione è necessaria la presenza di tre elementi contemporaneamente ovvero il fenomeno può essere rappresentato dal cosiddetto “triangolo del fuoco":
• il combustibile (solido, liquido, gassoso);
• il comburente (l’aria, contenente ossigeno o altre sostanze che liberano ossigeno);
• l’energia d’innesco (calore, temperatura).


Fenomeno fisico

Il triangolo del fuoco
 
Per ottenere lo spegnimento di un incendio si può ricorrere a:
  • esaurimento del combustile;
  • allontanamento o separazione del combustibile dal focolaio d’incendio;
  • soffocamento;
  • separazione del comburente dal combustibile o riduzione della concentrazione del comburente in aria;
  • raffreddamento;
  • sottrazione di calore fino ad ottenere una temperatura inferiore a quella necessaria al mantenimento della combustione.
Per lo spegnimento di un incendio infatti si utilizza una combinazione delle suddette operazioni (ad es. usando un estintore a CO2 si ha un’azione di riduzione dell’ossigeno e un’azione di raffreddamento).
In un ambiente confinato, come spesso sono i compartimenti delle strutture, un incendio si sviluppa attraverso una successione di fasi, partendo da una fase iniziale dove è richiesta una sorgente d’ignizione affinché sia avviata una combustione, combustione che, si propaga in maniera più o meno veloce in funzione della tipologia del materiale presente, fino al raggiungere il punto di flashover ovvero quella fase in cui le fiamme da uno stato di incendio localizzato si propagano velocemente a tutto il volume del compartimento, passando alla fase di incendio generalizzato. Ciò accade quando l’intensità del fuoco è tale da non rimanere più circostanziato ma da coinvolgere tutto il materiale combustibile presente nella stanza. Di solito, l’incendio generalizzato avviene una volta in cui i fumi della stanza raggiungono i 500-600°C. La radiazione del calore dallo strato dei fumi, in questo stadio, è tale da causare l’estensione dell’incendio a tutti i materiali combustibili.
 

Curva di incendio naturale tipo


Dopo la fase di incendio generalizzato, si assistente ad una estinzione dello stesso ed un conseguente raffreddamento del compartimento.

La severità dell'incendio dipende principalmente dai seguenti fattori:
  • quantità dei materiali combustibili e loro distribuzione (carico di incendio);
  • qualità dei materiali con riferimento alla loro velocità di combustione;
  • caratteristiche di ventilazione degli ambienti, ossia aperture presenti nel compartimento e loro distribuzione;
  • geometria del compartimento;
  • proprietà termiche delle pareti del compartimento
In base alle caratteristiche elencate poc’anzi è possibile distinguere incendi:
  • governati dal combustibile, quando l’incendio si estingue perché ad estinguersi è il combustibile;
  • governati dalla ventilazione quando l’incendio si estingue perché ad estinguersi è il comburente (ossigeno).
Si evince quindi come nell’evoluzione di un incendio risultano basilari sia la struttura (compartimento) che il materiale in essa contenuto (carico d’incendio o materiale combustibile).
Infatti per evitare e/o ritardare la fase di incendio generalizzato si potrebbe, ad esempio, limitare arredamenti combustibili e/o usare rivestimenti delle superfici che danno un contributo irrisorio allo sviluppo dell’incendio.
Tuttavia, per tutte le attività soggette al controllo dei VVF, sia la struttura, come descritto in precedenza, che i materiali utilizzati, devono avere particolari requisiti, comprovati attraverso prove di laboratorio.

PROVE DI LABORATORIO


La sicurezza antincendio dei prodotti da costruzioni è definita attraverso l’EUROCLASSE di appartenenza, sulla base della caratterizzazione introdotta con la risoluzione della Commissione (2000/147/CEE) dell'8 febbraio 2000, finalizzata a creare una piattaforma comune per il confronto delle proprietà antincendio dei materiali da costruzione.
Il sistema Europeo di Classificazione della prestazione al fuoco dei prodotti da costruzione contempla differenti euroclassi di carattere generale in ordine alla reazione al fuoco ed alla resistenza al fuoco.
 
Reazione e resistenza al fuoco
 
La reazione al fuoco di un materiale rappresenta il comportamento al fuoco del materiale stesso che, per effetto della sua decomposizione può alimentare o meno il fuoco al quale è esposto, partecipando così all’incendio. È un parametro specificatamente riferito ai materiali come tali, che assume particolare rilevanza nelle costruzioni, per la caratterizzazione dei materiali di rifinitura e rivestimento, delle pannellature, dei controsoffitti, delle decorazioni e simili, e si estende anche agli articoli di arredamento, ai tendaggi e ai tessuti in genere.
 
Reazione Resistenza al fuoco
 
La verifica dei requisiti minimi di reazione al fuoco va effettuata rispettando:
  • per i materiali da costruzione il DM 10/3/2005 (con le modifiche apportate dal DM 25/10/2007)
  • per gli altri materiali il DM 26/6/1984 (con le modifiche apportate dal DM 3/9/2001)
     
La reazione al fuoco di un materiale viene effettuata su basi sperimentali, mediante prove su campioni in laboratorio. In relazione a tali prove, secondo le disposizioni del D.M. Interno 26 giugno 1984, i materiali assegnati alle classi: 0-1-2-3-4-5 a partire da quelli di classe 0 che sono classificati come non combustibili, mentre con le classi da 1 a 5 all’aumentare della classe aumenta la partecipazione dei materiali alla combustione.
Questi metodi per i test vengono definiti come test di “reazione al fuoco” ed hanno lo scopo di valutare il contributo dei prodotti e dei materiali nelle fasi iniziali di un incendio in termini di:
- Infiammabilità
- Propagazione della fiamma
- Rilascio di calore
- Produzione di fumi
- Presenza di particelle infiammate/faville

Normalmente i test di reazione all’incendio sono eseguiti su scala piccola o intermedia.
Le prove vengono realizzate mediante uno strumento normalizzato costituente una sorgente di calore, detto comunemente "epiradiateur". In ambito europeo è stata definita una prova di reazione al fuoco, SBI (Single Burning Item), corrispondente alla norma EN 13501-1, che definisce, in ordine crescente, i seguenti scenari di incendio:
  • attacco puntuale da piccola fiamma;
  • attacco da un oggetto isolato infiammato in un angolo;
  • combustione generalizzata (prova di bomba calorimetrica e prova di non combustibilità).
Single Burning Item
SBI (Single Burning Item)

Le prove di laboratorio per la verifica della resistenza al fuoco sono regolate dal D.M.I. del 10 Marzo 2005 e, in ambito nazionale, possono essere eseguite presso il Laboratorio del Ministero dell'Interno di Capannelle a Roma o presso i Laboratori Autorizzati, che sono:
  • CATAS, Udine;
  • CSI, Milano;
  • ISIRIM, Terni;
  • Istituto Giordano, Rimini;
  • Istituto Masini, Milano;
  • Istituto Sperimentale Ferrovie Dello Stato, Roma;
  • Itc CNR, Milano;
  • Ivalsa, Trento;
  • LA.PI, Prato;
  • Lsf, Como.
     
La resistenza al fuoco, invece , è un parametro tipicamente riferito alle strutture e, come detto in precedenza, rappresenta la capacità di un sistema composto da un materiale o da più materiali di resistere per un determinato tempo ad un incendio, che nel caso di prove di resistenza al fuoco standard, è rappresentato dalla curva di incendio standard (ISO 834). I test di resistenza al fuoco sono generalmente sono eseguiti su elementi in scala reale.
Forni di prova
Forni di prova

Le proprietà che sono valutate sono R (capacità portante), E (tenuta, I (isolamento) oppure solo la EI o solo la R se si tratta rispettivamente di elementi solo di separazione o solo portanti.
Ad esempio la prova su una trave in acciaio, protetta o non protetta, viene condotta in un forno normalizzato dove riprodotta la curva di incendio ISO 834 fino al raggiungimento della temperatura critica, corrispondente ad eccessiva deformazione o crisi dell'elemento. Oltre che per la verifica della stabilità in caso di incendio, esse possono essere condotte per verificare le prestazioni di tenuta ai fumi e di isolamento di un prodotto da costruzione (ad esempio di una parete o di un solaio).
PRove di resistenza trave

Andamento delle deformazioni in una trave protetta sottoposta all'Incendio standard
Le prove di laboratorio per la verifica della resistenza al fuoco, che rilasciano certificazioni e che sono quindi autorizzati a farlo in Italia sono:
  • CSI, Milano;
  • Istituto Giordano, Rimini;
  • Ivalsa, Trento;
  • LA.PI., Prato.
     
In alternativa, test a scopo di ricerca o laddove non occorre alcuna certificazione possono essere seguite presso il Laboratorio del Ministero dell'Interno di Capannelle a Roma.
 

IL PROGETTO DELLA SICUREZZA


Il requisito di Sicurezza in caso di Incendio viene raggiunto mediante un insieme integrato di misure di tipo tecnico, strutturale ed organizzativo che permettono di soddisfare gli obiettivi fissati in accordo tra proprietari, autorità VVF e progettisti.

Possono essere individuati tre tipi di approccio, utilizzabili insieme o separatamente:

Approccio Strutturale: la sicurezza viene ottenuta mediante la combinazione di opportune scelte di compartimentazione e di resistenza al fuoco strutturale. Questo approccio è adatto soprattutto nei casi in cui il progetto dell'edificio permette una opportuna compartimentazione, ad esempio mediante l'utilizzazione di solai e muri resistenti al fuoco. In questo approccio è ammesso che le condizioni di flashover possano verificarsi prima che inizi l'intervento per lo spegnimento. I requisiti di resistenza al fuoco degli elementi strutturali e di compartimentazione generalmente vengono determinati facendo riferimento ad intervalli di tempo multipli di 15 min, 15, 30, 60, 90, 120 minuti, corrispondenti alla curva di incendio standard ISO 834. Procedure di calcolo più recenti permettono di valutare la resistenza al fuoco anche nei confronti dell'incendio naturale, ossia di una curva temperatura-tempo che rappresenta il più probabile caso di incendio che può verificarsi nel compartimento in oggetto. Ovviamente la sicurezza deve essere garantita per un tempo che tiene conto sia dei tempi necessari per l'evacuazione degli occupanti, sia del tempo necessario per l'intervento delle squadre di soccorso.

Curva

Approccio strutturale

Il precedente approccio spesso viene integrato mediante l'adozione di misure di prevenzione che mirano ad evitare che, anche se un incendio viene innescato, possano verificarsi le condizioni di flashover. È questo il modo più sicuro per evitare che si verifichi la fase più pericolosa dell'incendio e per rendere inutili elevate prestazioni di resistenza al fuoco della struttura. A questa tipologia appartengono i seguenti approcci.

Approccio basato sul Monitoraggio: basato su sistemi di rilevamento automatico di fumi e/o calore e trasmissione automatica dell'allarme ad un apposita squadra VVF di intervento. L'obiettivo di questo approccio è fare in modo che le operazioni di spegnimento dell'incendio abbiano successo prima che si verifichi il flashover. La curva c è il risultato di questo approccio. Tale approccio è utile soprattutto quando non sono realizzate adeguate compartimentazioni e nei casi di ridotti carichi di incendio e di disponibilità sicura di squadre di pronto intervento.
 
Curva

Approccio basato sul Monitoraggio.
Approccio basato sull'Estinzione: basato su sistemi di spegnimento automatico, come Sprinkler, ed è sempre collegato ad un sistema automatico di allarme. Anche questo approccio deve essere progettato per evitare che si verifichino le condizioni di flashover. Esso viene usato in casi in cui il carico di incendio è elevato. La curva c è il risultato di questo approccio.
 
Curva

Approccio basato sull'Estinzione.
 
Approccio

Efficacia delle misure di sicurezza in caso di incendio.

 



Contenuti a cura della Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso d'Incendio di Fondazione Promozione Acciaio - Riproduzione riservata

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