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Milano, 15/03/2016 1 Relatore : Luciano Nigro

I SISTEMI DI PROTEZIONE ATTIVA

Contro l’incendio

CARATTERISTICHE PRINCIPALI E

REQUISITI DI PROGETTAZIONE

Ing. Luciano Nigro – Hughes Associates Europe srl

Costituiscono il primo e più semplice,

ma essenziale presidio di protezione

contro l’incendio.

Ve ne sono di tipo diverso, sia nella

versione portatile sia nella versione

carrellata.

Andrebbero scelti secondo la maggiore

o minore possibilità che siano efficaci

sull’incendio che devono combattere.

Durano pochissimo!

Occorre saperli usare!

GLI ESTINTORI PORTATILI E

CARRELLATI

La progettazione delle reti idranti 3

Rete Idranti

• Principale e più elementare presidio antincendio fisso

• Richiesta da quasi tutte le norme di prevenzione incendi

• Necessaria praticamente sempre, nelle attività di una qualche rilevanza dal punto di vista antincendio, indipendentemente dalla presenza di altri presidi antincendio fissi.

• E’ un’installazione a funzionamento “automatico” sebbene destinata ad un impiego esclusivamente manuale.


Rete idranti – componenti tipici

Collegamento

diretto

Riserva idrica

+

Gruppo pompe

Acquedotto Eventuale

chiusura

anello


Normativa di riferimento applicabile

• Praticamente tutte le norme di prevenzione incendi hanno dato nel tempo delle specifiche dimensionali per le reti idranti.

• Molti funzionari dei Vigili del Fuoco in passato usavano definire caso per caso le specifiche della rete idranti, il dimensionamento, le caratteristiche di installazione.

• L’unico dato comune che si ritrova nelle normative di prevenzione incendi è il richiamo alla portata di 120 lpm

• Dal 1998 esiste una norma tecnica, UNI 10779, cui

tutti fanno riferimento per la progettazione,

installazione e gestione delle reti idranti ad uso

antincendio.

• La norma Uni ha introdotto per la prima volta in Italia il

concetto di protezione interna e di protezione esterna

legate all’impostazione data dalla 626/94


Normativa di riferimento applicabile

• Ad oggi si sono già susseguite già 3 ulteriori edizioni della norma, la prima nel 2002, poi ancora nel 2007 e adesso l’edizione 2014 che aggiorna ulteriormente la noma ampliandola.

• L’aggiornamento del 2014 è dovuto non solo alla

normale «revisione quinquennale» delle norme

tecniche ma anche e soprattutto alla pubblicazione del

Decreto Impianti che ha mutato notevolmente il

quadro di riferimento per le reti idranti.

• Il Decreto Impianti del 20-12-2012 ha infatti mutato i

riferimenti che avevano costretto la norma tecnica a

rimanere «in secondo piano» rispetto ai disposti

regolamentari.

• Il DM infatti adesso conferma l’esclusivo approccio

«della regola dell’arte» per la rete idranti che rimane

ora come il solo riferimento applicabile.


La Norma UNI 10779 • Norma di sistema dal titolo:

Impianti di Estinzione Incendi – Reti di Idranti - Progettazione, Installazione, Esercizio

• Sommario: La norma specifica i requisiti minimi da soddisfare nella

progettazione, installazione ed esercizio degli impianti idrici

permanentemente in pressione, destinati all’alimentazione di idranti

e naspi antincendio

• Nello scopo: …


La Norma UNI 10779 - Le novità

• Le novità essenziali contenute nella norma 10779

edizione 2014 sono qui riassunte in maniera sintetica:

– Sono state rimosse del tutto le limitazioni al campo di

applicazione della norma che è adesso applicabile senza

limitazioni.

– Infatti è stata introdotta la limitazione della pressione operativa

agli apparecchi delle reti di idranti interni agli edifici,

consentendo così la installazione della rete anche in edifici più

alti di 45 m

– Si sono introdotte le reti idranti a secco predisponendo una

norma sperimentale per le reti a secco, nelle quali le tubazioni

sono vuote e vengono riempite solo al momento del bisogno, è

la norma UNI/TS 11559



• Ed ancora:

– Si sono introdotte le reti idranti all’aperto, con delle specifiche

condizioni progettuali, valide solo per attività all’aperto quali i

campeggi, i grandi depositi all’aperto, gli autodemolitori ecc..

Che sono entrate recentemente a far parte delle attività soggette

ai controlli di prevenzione incendi.

– Si è chiarita definitivamente la caratteristica delle tubazioni

ammissibili per le reti idranti a livello nazionale. In pratica si è

posto un argine all’uso delle tubazioni a parete sottile in acciaio

zincato.

– Si sono inserite le norme nel frattempo pubblicate per le valvole

antincendio, per gl’idranti a colonna e sottosuolo, ed altre via via

incluse nel documento.



• Ed ancora:

– E’ stato introdotto un criterio di dimensionamento (molto

semplice) per gli attacchi motopompa che avranno adesso una,

due o tre bocche di immissione da 70 mm a seconda delle

caratteristiche delle reti asservite.

– Si sono modificate le regole di posizionamento degli apparecchi

all’interno degli edifici, avendo cercato di chiarire il più possibile i

dubbi che si sono raccolti fino ad oggi… (!!!???!!!).

– Sono stati introdotti completamente a nuovo i criteri di

posizionamento degli apparecchi nelle reti all’aperto.

– Come detto, si è introdotto il criterio della pressione massima e

di conseguenza si è affrontato il tema dei riduttori di pressione

da inserire nella rete.


La Norma UNI 10779 - Le novità • Ed ancora:

– Il capitolo sulle reti idranti esistenti e sulle eventuali modifiche da

apportare ad esse in caso di ampliamento è stato

sostanzialmente riscritto perché considerato poco chiaro.

– Sono state apportate delle modifiche minori alla parte relativa

all’alimentazione, con l’eccezione per il punto A.1.3 dove non si

specifica più il tipo di alimentazione essendo stato pubblicato il

DM 20-12-2012

– L’appendice B è adesso normativa e non più informativa come

nella precedente edizione

– I criteri di dimensionamento non sono mutati ma sono stati

adesso introdotti sia le tipologie di reti all’aperto sia i criteri di

dimensionamento per le reti all’aperto.


La norma sulle reti a secco • La 10779 : 2014 considera le reti all’aperto ed ha dato

luogo quindi alla pubblicazione della UNI TS 11559 sulle

reti di idranti a secco:

– Le reti a secco sono quelle reti nelle quali la tubazione è

normalmente vuota, o in leggera pressione aria/azoto e vengono

riempite solo al momento del bisogno tramite un pulsante di

allarme che deve essere posizionato presso ogni apparecchio di

erogazione.

– L’attivazione avviene tramite valvola a diluvio di tipo tradizionale

con comando che può essere vario, ma sarà in genere elettrico.

– La rete dovrà consentire l’arrivo dell’acqua all’idrante più remoto

entro 90 minuti dall’attivazione dell’allarme

– Il problema è lo scarico dell’aria contenuta nelle tubazioni che

può causare vibrazioni o colpi di pressione alle lance.


Come intendere il ruolo della norma tecnica

• Una novità sostanziale contenuta nella norma 10779

edizione 2014 è quella relativa alla progettazione

equivalente:

– Un paragrafo della parte relativa alla documentazione recita

infatti:

La relazione tecnica deve includere, inoltre, la conferma che l’impianto è

stato progettato in conformità alla presente norma oppure deve fornire le

informazioni relative ad ogni scostamento dai requisiti della stessa e le

relative motivazioni, sulla base delle informazioni disponibili e

dell’applicabilità della norma al caso specifico.

– Chiarendo una volta per tutte che la norma tecnica

rappresenta una possibile interpretazione della

realizzazione a regola d’arte, non l’unica!

DOMANDE

Protezione attiva - Sistemi

sprinkler - parte I

15

Impianti sprinkler

• Parte I:

– Origini, finalità ed utilizzo

– Emissione delle specifiche

• Parte II:

– Progettazione e Installazione

– Valutazione


sprinkler - parte I

16

Origini dei sistemi sprinkler

• Sono i sistemi di protezione automatica contro l’incendio

più antichi e consolidati.

• Il primo sprinkler (Parmalee) risale a quasi 2 secoli fa.

• Il primo sprinkler come lo conosciamo adesso fu

costruito da un tal “Grinnel” negli USA intorno al 1850 ed

è rimasto pressoché immutato fino a pochi anni fa

• Da alcuni decenni hanno cominciato a svilupparsi

sprinkler nuovi quali i Large Drop, gli ESFR, gli ELO, i

fast response, ecc… per soddisfare diverse esigenze.


sprinkler - parte I

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Prerogative dei sistemi sprinkler • Dipendono dalla combinazione

unica fra rilevazione e

spegnimento

• Grande affidabilità di

funzionamento

• Efficacia nella stragrande

maggioranza dei casi con

fallimento legato soprattutto a

mancato funzionamento o ad

errata progettazione

• Relativa economicità di

installazione nelle grandi aree


sprinkler - parte I

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Utilizzo dei sistemi sprinkler

• Norme tecniche

– Sono emesse da UNI o da

altri enti attraverso un

processo “consensuale”

– In Europa valgono la

norma EN 12845 per la

progettazione ed

installazione dei sistemi e

la serie delle norme EN

12259- parte 1-12 per tutti i

componenti con marcatura

CE obbligatoria)

• Regole tecniche “cogenti”

– Stabiliscono i requisiti

minimi di sicurezza per le

varie attività.

– Sono pubblicate come

Decreti o Circolari

Ministeriali a cura del

Ministero dell’Interno

CNVVF.

– sono obbligatorie per tutte

le attività soggette e su

tutto il territorio nazionale .


sprinkler - parte I

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Nella progettazione della sicurezza

antincendio gli sprinkler seguono da:

• Fase I : Analisi di rischio e sua valutazione secondo i criteri dettati dal DM 10.3.98, e progettazione della sicurezza antincendio.

• Valutazione del rischio e soprattutto dell’intensità d’incendio atteso e delle possibilità di intervento per il suo spegnimento.

• Se il carico d’incendio è rilevante, o l’incendio atteso è di tipo “violento” e/o se l’intervento da parte delle squadre è difficile, allora si deve adottare un sistema di spegnimento, ed in genere si ricorre al sistema sprinkler. (DM 10.3.98 art. … ……)


sprinkler - parte I

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Impianti sprinkler: caratteristiche

Costituzione: comprendono almeno un’alimentazione idrica, una rete di tubazioni di distribuzione ad uso esclusivo antincendio, un insieme di apparecchi (valvole, ecc..), un insieme di erogatori (gli sprinkler), un sistema di raccolta del segnale d’allarme e d’intervento!

Sono sempre regolati da norme tecniche specifiche; la norma UNI 12845 è la norma europea comunemente adottata in Italia

Sono un elemento tipico del fabbricato e vengono con esso concepiti e gestiti nel tempo.


sprinkler - parte I

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Impianti sprinkler: funzionamento

• Gli sprinkler sono installati sull’intera superficie del compartimento in esame (requisito obbligatorio)

• Sono un sistema di controllo dell’incendio, e non necessariamente di estinzione.

• Sono dimensionati in funzione dell’incendio massimo atteso

• Il loro intervento è specifico, per testine: solo la/e testina/e che raggiunge la temperatura di taratura (68,141,…°C) poiché interessata dal flusso di fumi caldi, si apre erogando acqua sull’incendio che, con ogni probabilità di troverà sotto di essa.


sprinkler - parte I

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Impianti sprinkler - Tipologie

• Impianti a umido

• Impianti a secco – con tubazioni in carico d’aria per aree soggette a gelo

• Impianti a preazione – per aree dove si teme la rottura accidentale di una testina e sono possibili conseguenze gravi in caso di bagnamento.

• Impianti a diluvio.


sprinkler - parte I

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Impianti sprinkler: specifiche

• In funzione dell’incendio atteso si definiscono le

specifiche del sistema sprinkler che deve

fronteggiarlo:

• Sistemi tradizionali, definiti in termini di densità

di scarica ed area operativa.

• Sistemi speciali (Large drop, ESFR, ecc..)

definiti in genere in termini di numero minimo di

sprinkler simultaneamente operativi ad una certa

pressione.


sprinkler - parte I

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Sistemi sprinkler tradizionali • Densità ed area operativa:

– Densità: misurata in lpm/min/m2 od in mm/min, è una misura dell’intensità della scarica ed è data dalla portata specifica erogata dalla singola testa sprinkler divisa per l’area specifica protetta da quella testa, anche se rettangolare.

– Area operativa: area sulla quale l’impianto è chiamato ad intervenire; si può ritenere come una misura della severità del massimo incendio atteso, che potrà propagarsi, in presenza dell’impianto sprinkler che lo contrasta, fino alla superficie massima definita come area operativa. Varia da 140 a 400 e più m2 ed è un parametro che il progettista esperto deve definire.


sprinkler - parte I

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Il procedimento secondo UNI 12845

• Si classifica l’area: – Lavorazione: lieve; ordinario I, II, III e III s; grave I e

grave II

– Deposito: D1-4 in funzione di M1-4 ed I1-4 cui si deve aggiungere la tipologia di stoccaggio su rack oppure su pallets semplicemente impilati.

• Per la lavorazione segue subito la densità e l’area operativa; per i depositi occorre prima definire se si tratta di intensivi o no e, se intensivi, se la protezione è sufficiente solo al soffitto oppure anche negli scaffali.


sprinkler - parte I

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• Valori tipici di densità ed area operativa secondo UNI

9489: Aree di lavorazione

– Aree di rischio ordinario: densità = 5 lpm/m2

– area operativa: 144-316 m2

– Aree di rischio grave: densità = 7,5-10 lpm/m2

– area operativa: 260 m2

– Impianti a secco: dovrebbero avere area operativa 1,25 volte

l’area normale.


sprinkler - parte I

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• Aree di magazzino

– Il soffitto : in genere sempre uguale (7,5 su 260 m2)

– Gli scaffali: a seconda della tipologia di merci si

definisce se sono solo sprinkler a soffitto oppure se

sono necessari sprinkler negli scaffali

– Impianti a secco: non ammessi per sprinkler negli

scaffali (drenaggio) - Almeno area operativa pari a

1,25

– La protezione solo dal soffitto ha limiti alquanto

ristretti (5-7 metri a seconda delle merci)


sprinkler - parte I

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Impianti sprinkler: gli sprinkler

• Possono essere realizzati con elemento

sensibile a bulbo od a fusibile, a secondo

della tecnologia.

• Sono caratterizzati da:

– un diametro dell’orifizio caratteristico (3/8”, ½”,

17/32”, 5/8”…);

– un attacco filettato ( 1/2”, ¾”, ..);

– una tipologia tradizionale (Spray, Convenzionale)

oppure orizzontale, laterale, ecc..

– se spray, da un verso d’installazione (Up.; Pend.)

– da una temperatura di taratura (68-74°C; 138-

141°C; … )


sprinkler - parte I

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Impianti sprinkler speciali

• Derivano essenzialmente dalla normativa

americana NFPA e includono:

– Per i depositi: i sistemi (Large drop) ed i sistemi

ESFR, a grande portata specifica, atti a controllare ed

eventualmente spegnere l’incendio più grave atteso.

– Per le aree residenziali: i sistemi a risposta rapida

detti appunto “residential”, che hanno la finalità di

garantire l’incolumità delle persone eventualmente

presenti.


sprinkler - parte I

31

Gli sprinkler Speciali

• Sprinkler (Large Drop).

• Sprinkler ESFR prima generazione

• Sprinkler ESFR moderni

• Sprinkler «Storage»

• Sprinkler standard e quick response

• Sprinkler orizzontali

• Sprinkler residenziali

la progettazione dei sistemi

antincendio

32

Coefficiente di scarica - K

• Portata teorica:

Q=k(P)1/2

Q= Lpm

P= Bar

K = 10(l/min/(kPa)½)

• Portate teoriche @ 2 bar

SS (K80) = 113 l/min

LD (K150) = 212 l/min

ELO (K160) = 226 l/min

ESFR (K200) = 283 l/min

ESFR (K360) = 505 l/min


sprinkler - parte I

33

La scelta di FM Global

• Alcuni anni fa FMg ha deciso un pesante intervento sulla tecnologia

sprinkler in generale

• È una decisione che interessa principalmente gli assicurati FM ma

che non può non riflettersi sul «resto del mondo» visto il ruolo che

FM ha sempre giocato nel settore.

• FMg ha deciso in pratica di «uscire dal processo consensuale di formazione

delle norme tecniche» e di seguite l’approccio scientifico diretto, basato

sulla sperimentazione e sui dati raccolti nei casi reali.

• Ne è nata l’impostazione FMg alla protezione con sprinkler, in particolare

delle aree di deposito, che se pure simile, porta spesso a specifiche diverse

(e non direttamente riconducibili) rispetto a quelle ad esempio di NFPA 13.

• Che fare?

• Non c’è una risposta univoca… come dire: Ognuno si regola!


sprinkler - parte I

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Impianti sprinkler: Alimentazione • Deve sempre essere presente!

• L’alimentazione può essere costituita da una riserva con pompe automatiche, da un acquedotto, da un’autoclave, ecc…

• E’ regolata dalla norma UNI 12845 integrata in parte dalla UNI 11292 per i locali.

• O segue NFPA (tipo di pompa, approvazione)

• Anche nel caso dei sistemi sprinkler, come per le reti idranti, fra le caratteristiche principali da definire, vi è il livello di affidabilità dell’alimentazione stessa (ordinaria o superiore, anche detta ad alta affidabilità)


sprinkler - parte I

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Impianti sprinkler: i gruppi di controllo

• Gruppi ad umido – “alarm check valve”

• Gruppi a secco – funzionamento di tipo differenziale con bilanciamento acqua – aria

• Gruppi a preazione – insieme di un gruppo a secco + un gruppo a diluvio, eventualmente combinati in una sola valvola.

la progettazione dei sistemi antincendio 36

Impianti sprinkler: i gruppi di controllo

• Il gruppo di controllo definisce in sostanza il tipo di impianto – Gruppi ad umido – “alarm check valve”

– Gruppi a secco – funzionamento di tipo differenziale con bilanciamento acqua – aria

– Gruppi a preazione – insieme di un gruppo a secco + un gruppo a diluvio, eventualmente combinati in una sola valvola.

– Gruppi a diluvio – Valvola che si apre su semplice comando elettrico o pneumatico

Impianti Sprinkler - parte II 37

Posizionamento degli sprinkler rispetto agli

elementi costruttivi

• Distanza dal soffitto: elemento importantissimo!!!! Gli sprinkler devono stare vicini alla copertura.

• Posizione rispetto agli elementi costruttivi: – Elementi che possono impedire la corretta apertura del

getto degli sprinkler (travi, canali a soffitto, canaline elettriche, ..)

– Elementi che possono impedire all’acqua di raggiungere tutti i punti dell’area protetta: grandi canalizzazioni, soppalchi, passerelle L>1m


sprinkler - parte I

38

Conclusioni 1/2

• Con il procedimento fin qui seguito si sono stabiliti: – La necessità o meno di installare impianti sprinkler in

una determinata area;

– La classificazione dell’area, secondo norma tecnica ma anche secondo analisi del rischio e giudizio del progettista esperto;

– La specifica di progetto dell’impianto che si richiede;

– La tipologia delle testine sprinkler che si dovranno adottare.

Impianti Sprinkler - parte II 39

Conclusioni 2/2

• Gl’impianti sprinkler sono tuttora i più usati nella

protezione contro l’incendio delle aree

commerciali, di produzione e di deposito.

• La loro affidabilità è straordinaria, come

conferma l’esperienza

• Devono essere correttamente progettati,

installati e mantenuti nel tempo, grazie anche

alle verifiche periodiche.

la progettazione dei sistemi antincendio 40

Conclusione: le statistiche Attivazione di sprinkler in attività protette – 1978-1987

No. Di testine

intervenute

No. Di incendi Numero progressivo di

incendi

Percento sul totale Percento progressivo

1 797 797 28 28

2 520 1317 18 46

3 291 1608 10 56

4 221 1829 8 63

5 147 1976 5 69

6 146 2122 5 74

7 74 2196 3 77

8 77 2273 3 80

9 44 2317 1 81

10 55 2372 2 83

11-15 172 2544 6 89

16-20 100 2644 3 92

21-25 49 2693 2 94

Oltre 26 167 2860 6 100


sprinkler - parte I

41

ATTENZIONE agli evacuatori di fumo e calore!

• La presenza contemporanea di evacuatori e sprinkler deve essere esaminata e risolta dal progettista.

• Le norme attuali danno preferenza al sistema di controllo dell’incendio e richiedono evacuatori di fumo tarati a T maggiore di 30 °C rispetto agli sprinkler.

• Non sempre ciò è accettabile ai VV.F. che devono approvare il Progetto.

• La soluzione, secondo la nuova normativa europea, rimane di esclusiva responsabilità del progettista e dell’autorità competente.

• Una soluzione può essere il sistema manuale!

DOMANDE

IMPIANTI A DILUVIO «WATER SPRAY»

UN CASO PARTICOLARE SONO I

SISTEMI A DILUVIO «WATER SPRAY»

• SI TRATTA DI IMPIANTI CHE POSSONO

ESSERE DI PROTEZIONE DI AREA

(RARO) O DI OGGETTO.

• SONO AUTOMATICI TRAMITE UN

SISTEMA DI RIVELAZIONE COLLEGATO

CHE PUÒ ESSERE DI TEMPERATURA O

FIAMMA

• SONO MOLTO USATI NELL’INDUSTRIA DI

PROCESSO DOVE SONO PRESENTI

LIQUIDI INFIAMMABILI

• LA LORO REALIZZAZIONE È PER

SPECIALISTI.


IL DIMENSIONAMENTO DEGL’IMPIANTI A

DILUVIO È BASATO SU DENSITÀ DI

SCARICA SUPERFICIALI O SU OGGETTO

• LA PROTEZIONE RIGUARDA

TIPICAMENTE I SERBATOI CONTENENTI

INFIAMMABILI

• I TRASFORMATORI DI GRANDI

DIMENSIONI ALL’APERTO O AL CHIUSO

• LE STAZIONI DI POMPAGGIO DI LIQUIDI

INFIAMMABILI O COMBUSTIBILI

• IN MANIERA PIÙ ESTESA POSSONO

RIGUARDARE LA PROTEZIONE DI AREE

DI PROCESSO CON PRESENZA DI

INFIAMMABILI.


IL FINZIONAMENTO DELL’IMPIANTO È

BASATO SULL’INTERVENTO DI UN

RIVELATORE CHE COMANDA, IN UN SOL

COLPO, TUTTI GLI UGELLI APERTI

COLLEGATI ALLA SINGOLA VALVOLA

• LA RAGIONE È QUELLA DI

CONTRASTARE LA VELOCITÀ DI

PROPAGAZIONE.

• SONO INFATTI PIÙ VELOCI DEGLI

SPRINKLER

• POSSONO AVERE FUNZIONE DI

SEMPLICE RAFFREDDAMENTO

• O ANCHE DI VERO E PROPRIO

SPEGNIMENTO.

DOMANDE

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