INNOVAZIONE TECNOLOGICA E SICUREZZA ANTINCENDIO … · all’altezza antincendio h dell’edificio:...

n Ing. Giuseppe G. Amaro

Focus normativo Europeo e Italiano: panorama test su larga scala delle facciate,

regolamentazioni in Europa, guida italiana «Requisiti di sicurezza antincendio

delle facciate negli edifici civili nella fase di progettazione».

Integrazione valutazione sicurezza incendi e rischi nella fase di progettazione.

Evento sponsorizzato da

Corpo Nazionaledei Vigili del Fuoco

Milano, 3 Maggio 2016

INNOVAZIONETECNOLOGICA E

SICUREZZAANTINCENDIO DEGLI

EDIFICI

Giuseppe G. AMAROnn

L’origine del problema: la propagazione dell’incendio dall’interno all’esterno dell’edificioe dall’esterno all’edificio

Facciata di un edificio in fiamme a Grosny_2013Schema di facciata con indicazione dell’andamentodelle curve isotermiche al momento della massimatemperatura dell’incendio

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ADESSOPRIMA

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ADESSO

Garantire un’adeguataprotezione dagli agentiatmosferici nonché un

decoro estetico oarchitettonico per le opere

da costruire.

Svolgere le più disparate funzioni:contenimento energetico,

comfort climatico, recupero dienergia elettrica, riproduzione diimmagini a scopo pubblicitario

ecc. ecc.

PRIMA

Giuseppe G. AMAROnn


In Italia la sicurezza antincendio delle facciate, soprattutto per gli edifici di grandealtezza per i quali si registrano le maggiori innovazioni,

è un tema NUOVO.

A QUALE NORMA CI DOBBIAMO RIVOLGERE?Alla guida tecnica “Requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili” inallegato circolare ministeriale elaborato dal Comitato Centrale Tecnico Scientifico delDipartimento dei Vigili del Fuoco, del Soccorso Pubblico e della Difesa Civile (lettera

circolare n° 5643 del 31 marzo 2010).

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Norme e standard di riferimento internazionaleProgettazione

EUROPA

- Instruction technique n° 249 relative aux facades (FRANCIA)

- Proposition de modification de l’arreté royal du 7 julliet 1994 enmatiére de spécification techniques pour les facades (BELGIO)

- VKF Edifici a doppia pelle nota esplicativa antincendio 1004 «Misure diprotezione antincendio per edifici a doppia pelle» Edizione 2001(SVIZZERA)

AMERICA- Building Construction and Safety Code NFPA 5000 (USA)

- International Building Code 713.4 (USA)

ITALIA - Guida Tecnica Italiana “Requisiti di sicurezza antincendio delle facciatenegli edifici civili”

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Norme e standard di riferimento internazionaleResistenza al fuoco (determinazione)

Prospetto A.4.3 DM 16 febbraio 2007

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Norme e standard di riferimento internazionaleReazione al fuoco (determinazione)

RF Fire Hazards of Exterior Wall Assemblies Containing Combustible Components Table C-1

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Obiettivi da raggiungere e problematiche da esaminare

Limitare la propagazione diun incendio all’internodell’edificio per effettodello sviluppo delle fiammee della diffusione deiprodotti della combustione

Limitare la probabilità diincendio di una facciata ela sua propagazione aedifici limitrofi e/o nellearee circostanti

Evitare e/o limitare lacaduta di parti dellafacciata che possanocompromettere l’esodoo la sicurezza deisoccorritori

APPROCCIO METODOLOGICO

applicazione della guida tecnica Ricorso agli strumenti e metodi della FSE (Fire Safe Engineering): approccio ingegneristicoe/o prestazionale

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L’evoluzione dell’architettura nella progettazione delle facciate

Edificio storico.

Torino – Palazzo Madama

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Edificio degli anni 80-90.

Berlino – Mario Botta - 1984

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Edificio a singola o doppia pelle.

Hearst Tower_New York City_Foster+partners 2_22 Aedificia

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Edificio con facciata interna all’interno di un volume.

Torino – Palazzo Unico della Regione Piemonte - Fuksas Milano – Unipol

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La guida tecnica italiana attraverso i casi studio ed esempi.

Indice.

Caso studio 1 NUOVA SEDE BANCA INTESA SAN PAOLO TORINO – PROGETTO RPBW

Caso studio 2 PORTA NUOVA GARIBALDI – VARESINE – ISOLA - MILANO

Caso studio 3 PALAZZO UNICO DELLA REGIONE PIEMONTE – ARCH. M. FUKSAS

Caso studio 4 PIAZZA DON STURZO 21-23 ROMA EUR

Caso studio 5 SEDE DEGLI UFFICI DEL COMUNE DI MILANO

Caso studio 6 [OSPEDALE GALLIERA – GENOVA] – [INTEGRAZIONE FACCIATA SPANDREL]

Caso studio 7 MUSEO DELLE SCIENZE NATURALI DI TRENTO_PROGETTO RPBW

Caso studio 8 STAZIONE PORTA SUSA - TORINO

Caso studio 9 PALAZZO ITALIA EXPO 2015- RHO – MILANO

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Nuova sede Banca Intesa San Paolo – Torino – Progetto RPBW

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Il doppio solaio ventilato

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La facciata a doppia pelle

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Esemplificazione livelli di protezione di incendio

SOLUZIONE DI PROGETTO

PROTEZIONE DELLE SCALE DISICUREZZA ESTERNE ATTRAVERSOUN SISTEMA ATTIVO A LAMED’ACQUA SULLE PARETI VETRATE

SOLUZIONE ALTERNATIVA

PROTEZIONE DELLE SCALE DISICUREZZA ESTERNE CON UNAPARETE VETRATA EI 60

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Il pannello parafiamma

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Porta Nuova Garibaldi – Milano.

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Immagine della facciatadall’interno con la protezioneEI60

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Pannello parafiamma cieco

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Dettaglio costruttivo della facciata

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Palazzo Unico della Regione Piemonte – Torino – Arch. M. Fuksas

Pannello parafiamma cieco

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IL GRANDE VUOTOI SATELLITI

LA FACCIATA DI SEPARAZIONEFRA LE AREE DESTINATE AGLI

UFFICI E IL GRANDE VUOTO

LA FACCIATA A SEMPLICE PELLEESTERNA VERSO IL GRANDE

VUOTO

Dettaglio livello di protezione antincendio attaccosolaio facciata

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IL GRANDE VUOTOI SATELLITI

LA FACCIATA DI SEPARAZIONEFRA LE AREE DESTINATE AGLI

UFFICI E IL GRANDE VUOTO

LA FACCIATA A SEMPLICE PELLEESTERNA VERSO IL GRANDE

VUOTO

Una verifica mediante FSE (fire safetyengineering) ha riguardato l’analisi delcomportamento, della vetrata che separa lazona uffici dal «Grande Vuoto», in caso diincendio,

Obiettivo di progetto:Vetrate di separazione di tipo EW 60 ovveromassimo flusso termico uscente sulla faccia nonesposta al fuoco delle fiamme pari a 15 kW/m2a un metro di distanza per un tempo di 60’minuti di esposizione alla curva d’incendio ISO834.

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Piazza Don Sturzo 21-23 - Roma EUR

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Prospetto con evidenziazione elementi vetrati sporgenti – rientranti complanari

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Fascia ei 60 di separazione fra i compartimentiSchema collegamento frafacciata interna ed esterna

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Protezione delle vie d’esodo

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APPROCCIO MEDIANTE FSE

Obiettivo:Verificare che i fumi generati da un incendio collocato in un locale di un generico piano non si diffondano ai piani superiori pervia della forma e della distribuzione delle aperture della pelle esterna.

Verificare i carichi termici agenti sulle pelli (esterna, interna) e sugli elementi strutturali di collegamento tra la zona di innesco e ilresto del fabbricato

Prestazioni da verificare:L’andamento della temperatura sulla pelle interna, esterna e nell’intercapedine sul solaio sulla finestra del piano superiore

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E’ stato costruito un modello CFDdel problema

E’ stato considerato un incendioall’interno di un ufficio al piano 2.

L’incendio è stato modellatomediante la curva di unapostazione pc (curva ottenutasperimentalmente e reperibile sulsito del NIST) (HRR max. = 1.7 MW)

È stata eseguita una simulazione alfine di determinare la distribuzionedi temperatura su:

• Interno dell’ufficio sededell’innesco

• Pelle interna• Pelle esterna• Solaio

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Curva HRR di progetto

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Output - temperatura all’interno dell’ufficioSi ammette che a circa 200 °C avvenga la rottura dei vetri della pelle interna

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Output - distribuzione temperatura (pelle interna)E’ riportato l’andamento nel tempo delle temperature registrate dalle termocoppie così come indicato in precedenza

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Output - distribuzione T (a un istante) sulla facciata

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Output - distribuzione T (a un istante) nell’intercapedine

Andamento della temperatura in sezione atre diversi istanti di tempo:t = 235 st = 300 st = 400 s

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Output - distribuzione T (a un istante) nell’intercapedine

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Sede degli uffici del Comune di MilanoMisure di sicurezza antincendio per le facciate semplici

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Esemplificazione separazione al limite comparti

Come calcolare la distanza minima tra le facciateformanti angoli diedri:Quando l’angolo a formato dalle superfici esterne didue facciate o parti di facciate è compreso tra 0°(facciate una davanti all’altra) e 180° (facciateallineate), la minima distanza (in metri), misurata trale porzioni che non presentano requisiti di resistenzaal fuoco almeno pari a E60ef (o→i) in conformità allespecifiche modalità di valutazione previste, deveessere pari a quella indicata nella seguente tabella:

Sezione orizzontale di compartimenti chiusi da facciate cheformano angoli diedri

dove d1 assume i seguenti valori in relazioneall’altezza antincendio h dell’edificio:

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Ospedale di Galliera - GenovaMisure di sicurezza antincendio per le facciate semplici

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Esemplificazione compartimentazione esterna in funzione dell’altezza

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Museo delle Scienze Naturali di Trento – Progetto RPBW

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Obiettivo:• Verificare che le temperature raggiunte, in caso di incendio, in prossimità della parete vetrata realizzata presso Museo

Scienza Naturali di Trento siano tali da non pregiudicare le condizioni di sicurezza degli occupanti e la resistenza strutturaledella parete stessa.

• Identificare i limiti, in termini di carico di incendio, e quindi nella disposizione degli arredi e allestimenti in prossimità dellavetrata.

E’ stato costruito un modello CFD delproblema. In Fig. è riportata la posizionedell’incendio di progetto

È stato modellato l’incendio attraversoun’opportuna Curva HRR (HRR crescitaMedium)

È stata eseguita una simulazione al fine dideterminare:

Come varia la distribuzione di temperaturasulla vetrata in funzione della Potenzadell’incendio e della distanza dell’innesco

Dedurre a partire dalla Potenza massimaammissibile limiti sul carico di incendio epertanto sulla distribuzione degli allestimenti

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Curva HRR di progettoLe simulazioni sono state condotte utilizzando una curva HRR di tipo medium che rappresenta una via di mezzo tra le curve diprogetto: una curva FAST (conservativa) e la curva relativa a una postazione pc

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2000,00

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6000,00

8000,00

10000,00

12000,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900,00 1000,00

HR

R(k

W)

Tempo (s)

Curve HRR

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Output delle prestazioni: il flusso radianteDi seguito, a titolo di esempio per chiarire la metodologia utilizzata, è riportato un grafico che mostra come nel caso di unincendio posto a 2.5 m dalla parete vetrata e al quale è associata la curva HRR (vedi Figura 3) è stato determinato il valorelimite di HRR cui corrisponde il raggiungimento della condizione limite in termini di temperatura sulla vetrata.

0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

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1600,00

1800,00

2000,00

0

50

100

150

200

250

0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00

Te

mp

era

tura

(°C

)

Tempi (s)

Temperatura e HHR min

Temperatura

HRR min

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Monitoraggio delle temperature

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Output delle prestazioni: HRR max. ammissibileQuesto grafico riporta l’andamento della Potenza massima ammissibile dell’incendio in funzione della distanza tra la zonadi innesco e la vetrata.Al diminuire della Potenza massima associata all’incendio, questo può trovarsi in prossimità della superficie vetrata .

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 1 2 3 4 5 6

HR

Rm

ax

[MW

]

distanza dall'incendio[m]

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APPROCCIO MEDIANTE FSE: Output delle prestazioni: HRR max. ammissibile

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Stazione Porta Susa - Torino

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APPROCCIO MEDIANTE FSEObiettivo: Verificare che l’introduzione dell’impianto fotovoltaico all’interno della copertura della Stazione di Torino Porta Susa non

comporti un aggravio di rischio.

Individuazione delle caratteristiche dell’impianto, modalità d’istallazione

Individuazione dei limiti di funzionalità tramite prove di rottura e verifica del comportamento post-rottura di vetrazionifotovoltaiche stratificate

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Ogni vetro fotovoltaico è costituito da due strati di vetro float chiaro con spessore 8 mm ciascuno.All’interno dei due vetri sono inserite le celle fotovoltaiche in silicio cristallino incapsulate all’interno di un polimero, il PVB(polivinilbuttirale); tale polimero rende il vetro monolitico e strutturale.Il vetro anteriore subisce il trattamento di tempra, per aumentarne la resistenza in caso di urti esterni (es. grandine) ed iltrattamento di HST (Heat Soack test) per evitare rotture spontanee dello stesso a seguito del trattamento di tempra.Il vetro posteriore subisce invece il trattamento di indurimento per aumentarne la resistenza ed evitare che in caso di rotturapossa fuoriuscire dal serramento precipitando verso il basso.

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Diagramma schematico impianto fotovoltaico

Caratteristiche e protezioni:• Impianto a corrente continua (meno pericolosa per l’uomo)• Non è possibile mettere il generatore fuori tensione sottoposto a radiazione luminosa• Cellule collegate in serie• Utilizzo di cavi resistenti al fuoco posto in guaina resistente agli UV

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Vetratura concellulefotovoltaiche

Particolareserraggio almontantesuperiore

Dettaglioframmentazionelastra temprata

Deformazionelastra

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Confronto tra le deformate delle due diverse composizioni di vetrazione

Collasso di una delle due lastre

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Palazzo Italia EXPO 2015 – Rho Milano – La vela come involucro

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Palazzo Italia EXPO 2015 – Rho Milano – La vela come copertura

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