NTP S3 - colpito.org

28/02/2017

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DIREZIONE REGIONALE VVF PIEMONTE

SEMINARIO DI AGGIORNAMENTO IN MATERIA DI

PREVENZIONE INCENDI

(art.7 DM 05/08/2011 e DCPREV n.7213.2012)

DM 03/08/2015Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi, ai sensi dell'art.

15 del decreto legislativo 8 marzo 2006, n. 139

Compartimentazione

Sezioni S3

Metodologia generale di progettazione

……………………………………………Valutazione

del rischio

Livelli diprestazione

Soluzioniconformi

Soluzioni alternative

Misure di prevenzione

Sicurezza impianti (S10/V2)

Sicurezza attrezzature (S10/V2)

Sicurezza sostanze (CLP)

Sicurezza esercizio (S5)

Misure di protezione

Reazione al fuoco (S1)

Compartimentazione (S3)

Esodo (S4)

Controllo incendio (S 6,7,8)

Controllo esplosioni (V2)

Operatività antincendio (S9)

Procedure emergenza (S5)

I

II

III

…

I

II

III

…

Strategia Antincendio

… … … …

… … … …

Illustrazione G.2.1 Metodologia generale(modificata)

Soluzioniin deroga

……

( Capitolo G.2.5.4 )

(G.2.6) (G.2.7)(S e V)

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S3: Livelli di prestazione

S.3.2 Livelli di prestazione

???

S.3.3 Criteri di attribuzione dei livelli di prestazione

Livello diprestazione

Criteri di attribuzione

I Non ammesso nelle attività soggette

II Attività non ricomprese negli altri criteri di attribuzione

III

In relazione alle risultanze della valutazione del rischio nell'ambito e in ambiti limitrofi della stessa attività (es. attività con elevato affollamento, attività con geometria complessa o piani interrati, elevato carico di incendio specifico qf, presenza di sostanze o miscele pericolose in quantità significative, presenza di lavorazioni pericolose ai fini dell'incendio o dell'esplosione, ...). Si puo applicare in particolare ove sono presenti compartimenti con profilo di rischio Rvita compreso in D1, D2, Cii2, Cii3, Ciii2, Ciii3, per proteggere gli occupanti che dormono o che ricevono cure mediche.

Pertanto, per poter scegliere tra livello II e III il professionista dovrà condurre

un’analisi al termine della quale dovrà restituire un risultato del tipo …


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Rvita/Rbeni/Rambiente & …

• NO Quantità rilevante sostanze pericolose• SI Quantità rilevante sostanze pericolose

• NO Lavorazione pericolose ai fini incendio/esplosione• SI Lavorazione pericolose ai fini incendio/esplosione

• NO Elevato carico di incendio• SI Elevato carico di incendio

• NO Elevato affollamento• SI Elevato affollamento

• NO Complessità edificio• SI Complessità edificio

S.3.3 Criteri di attribuzione dei livelli di prestazione


S.3.4.1 Soluzioni conformi per il livello di prestazione II

• PROPAGAZIONE ESTERNA– separare le attività con compartimenti distinti secondo S.3.5/6/7/9

– interporre distanze di separazione secondo S.3.8

• PROPAGAZIONE INTERNA– fabbricato unico: suddivisione in compartimenti secondo S.3.5/6/7/9

– più fabbricati: interporre distanze di separazione secondo S.3.8

• COMUNICAZIONI TRA LE DIVERSE ATTIVITÀ– secondo S.3.10

• S.3.4.2 Soluzioni conformi per il livello di prestazione III

– Tutto quanto previsto dal livello II

AND

– elementi a tenuta di fumo (Sa) per comunicazione fra compartimenti


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S.3.4.3 Soluzioni alternative

Ammesse soluzioni alternative per tutti i livelli da ricercare, ad esempio,

nell’impiego dei SEFC (Capitolo S.8) con efficacia da verificare con i

metodi di progettazione ordinaria G.2.6

(es. compartimentazione a soffitto in sostituzione elementi EI,

verifica visibilità/FED/temperatura/irraggiamento)

Metodi Descrizione e limiti di applicazione

Applicazione di norme o

documenti tecnici

Il progettista applica norme o documenti tecnici adottati da organismi europei o

internazionali, riconosciuti nel settore della sicurezza antincendio

Applicazione di prodotti

o tecnologie di tipo

innovativo

L'impiego di prodotti o tecnologie di tipo innovativo, … sprovvisti di apposita specifica

tecnica, e consentito in tutti i casi in cui l’idoneità all’impiego possa essere attestata dal

progettista, … sulla base di una valutazione del rischio … supportata da certificazioni di

prova riferite a:

• norme o specifiche di prova nazionali/internazionali;

• specifiche di prova adottate da laboratori a tale fine autorizzati.

Ingegneria della

sicurezza

antincendio

Il progettista applica i metodi dell'ingegneria della sicurezza antincendio,

secondo procedure, ipotesi e limiti indicati nel presente documento, in

particolare nei capitoli M.1, M.2 e M.3 , e secondo le procedure previste

dalla normativa vigente


G.2.5.4.3 Soluzioni in deroga

Ammesse soluzioni in deroga per il soddisfacimento prestazioni Livello

I/II/III da progettare mediante applicazione dei metodi avanzati ex G.2.7


Ingegneria della

sicurezza

antincendio

Il progettista applica i metodi dell'ingegneria della sicurezza antincendio impiegando ipotesi

e limiti previsti dalla regola dell'arte nazionale ed internazionale, secondo le procedure

previste dalla normativa vigente

Prove sperimentali Il progettista esegue prove sperimentali in scala reale o in scala adeguatamente

rappresentativa, finalizzata a riprodurre ed analizzare dal vero i fenomeni chimico-fisici e

termodinamici che caratterizzano la problematica oggetto di studio o valutazione avente

influenza sugli obiettivi di prevenzione incendi.

Le prove sperimentali sono condotte secondo protocolli condivisi con la DCPST.

Le prove sono svolte alla presenza di rappresentanza qualificata del Corpo nazionale dei

Vigili del fuoco, su richiesta del responsabile dell'attività.

… I rapporti di prova dovranno definire in modo dettagliato le ipotesi di prova ed i limiti di

utilizzo dei risultati. Tali rapporti di prova, ivi compresi filmati o altri dati monitorati durante la

prova, sono messi a disposizione del Corpo nazionale dei Vigili del fuoco.

Analisi e progettazione

secondo giudizio

esperto

L'analisi secondo giudizio esperto è fondata sui principi generali di prevenzione incendi e

sul bagaglio di conoscenze del progettista esperto del settore della sicurezza antincendio


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Gli elementi di compartimentazione

S3: Elementi di compartimentazione

Spazio a cielo libero

• G.1.8 /1): luogo esterno alle opere da costruzione non delimitato

superiormente

Spazio scoperto

• G.1.8 /2. spazio avente caratteristiche

tali da contrastare temporaneamentela propagazione dell'incendio tra le

eventuali opere da costruzione che

lo delimitano

• S.3.5.1: prevede la stessa

geometria del DM 30/11/1983

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Filtro

• G.1.8/4: compartimento antincendio nel quale la probabilità di innesco

dell'incendio sia trascurabile per assenza di inneschi efficaci (?!? … sentire il Comando competente) e qf ammesso

• S.3.5.2: compartimento antincendio avente:

– classe di resistenza al fuoco ≥ 30 minuti

– due o più porte almeno E 30-Sa

munite di congegni di autochiusura

– carico di incendio specifico qf ≤ 50 MJ/m2

S.10.6.1 Impianti per la produzione, trasformazione, trasporto, distribuzione e di utilizzazione dell’energia elettrica5. … I quadri elettrici possono essere installati lungo le vie di esodo a condizione che non costituiscano ostacolo al deflusso degli occupanti…

E 30-Sa E 30-Sa

R/REI/EI 30

R/REI/EI 30


Filtro a prova di fumo

• G.1.8/6. filtro (secondo G.1.8/4) in grado di limitare l'ingresso di fumo

generato da incendio che si sviluppi in compartimenti comunicanti

• S.3.5.3: filtro (secondo S.5.3.2) + uno dei seguenti requisiti:

– dotato di camino di ventilazione per smaltimento fumi

adeguatamente progettato e di sezione comunque non inferiore a

0,10 m2, sfociante al di sopra della copertura del fabbricato

– mantenuto in sovrappressione, ad almeno 30 Pa in condizioni di

emergenza, comunque tale da consentire la facile apertura delle

porte per l'esodo e la relativa completa autochiusura– areato direttamente verso l'esterno con aperture di superficie utile

complessiva non inferiore a 1 m2 anche dotate di chiusura apribile in caso di incendio in modo automatico o manuale


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S.3.5.4 Compartimento a prova di fumo

• Compartimento nel quale l’ingresso del fumo proveniente da altri

compartimenti è ostacolato con uno dei seguenti provvedimenti:

1. C. dotato di un sistema di pressione differenziale

2. C. che comunica solo con compartimenti dotati di SEFC (S.8)

dimensionati per mantenere i fumi al di

sopra dei varchi di comunicazione

3. C. dotato di SEFC che comunica solo

con compartimenti dotati di SEFC


S.3.5.4 Compartimento a prova di fumo

• Compartimento nel quale l’ingresso del fumo proveniente da altri

compartimenti è ostacolato con uno dei seguenti provvedimenti:

4. C. separato dai compartimenti

comunicanti mediante

a) spazio scoperto

b) Filtro/compartimento a prova di fumo


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S.3.5.5 Superfici vulnerabili di chiusura esterna del compartimento(facciate continue, facciate ventilate, coperture)

• Non devono costituire pregiudizio per l’efficacia della

compartimentazione orizzontale e verticale presente all’interno

dell’edificio

• Riferimenti per progettazione:

DCPREV n. 5643 del 31/03/2010 e DCPREV 5043 del 15/04/2013

(Requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili)

S.3.5.6 Segnaletica

• Le porte tagliafuoco devono essere contrassegnate su entrambi i lati

con cartello UNI EN ISO 7010-M001 o equivalente, riportante il

messaggio

– “Porta tagliafuoco - tenere chiusa” oppure

– “Porta tagliafuoco a chiusura automatica”(se munite di fermo elettromagnetico)


I criteri di dimensionamento dei compartimenti

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S3: dimensionamento compartimenti

S.3.6.1 Regole generali

• Previsti compartimenti distinti per:

– I piani interrati rispetto ai piani fuori terra

– aree con diverso profilo di rischio

– altre attività (es. di diversa titolarità, di diversa tipologia) ospitate

nella medesima opera da costruzione

• Dimensionamento delle superfici (Tabella S.3-4: superficie lorda)

S.3.6.2 Regole semplificate (Compartimentazione multipiano)

• Per Rvita di tutti i compartimenti A1, A2, B1, B2, C1, C2, possibile

compartimentazione multipiano se sono rispettate:

– massima superficie di compartimento tabella S.3-4

– vincoli dettati dalle altre misure antincendio (es. S4)

– regole di dimensionamento tabella S.3-5


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S.3.6.2 Regole semplificate (Compartimentazione multipiano)

Regole di dimensionamento di tabella S.3-5

Regola generale

Regola semplificata


S.3.7 Realizzazione della compartimentazione

• S.3.7.1 classe di resistenza al fuoco(risposta alla prescrizione "periodo congruo con la durata dell'incendio" Tab. S.3.1)

– determinata secondo capitolo S.2

– In caso di compartimenti adiacenti, riferiti a responsabili di diversi,

almeno EI 60 (EI equivalente a valore livello III S2 se maggiore)

valore di resistenza al fuoco degli elementi separanti identico a quello richiesto per gli elementi portanti dal Livello di prestazione della misura S2.

Quindi potremmo avereun fabbricato di Livello II S2 e Livello III S3 (con elementi separanti EI 30)

oppureun fabbricato di Livello III S2 e Livello II S3 (elementi separanti con EI come S2)


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• S.3.7.2 prestazioni degli elementi (di compartimentazione)

• secondo tabella S.3-6

• chiusure dei varchi tra compartimenti e vie di esodo di una stessa attività

dovrebbero essere almeno a tenuta di fumi caldi (E) e freddi (Sa)

(per il Livello 3, Sa anche per le comunicazioni tra compartimenti)

Criterio di impiego degli elementi costitutivi Prestazione Simbolo

Elementi che devono assicurare la stabilità strutturale Capacita portante R

Elementi di contenimento di fumi caldi, gas caldi e fiamme Tenuta E

Elementi che limitano la possibilità di propagazione dell'incendio

per contatto tra materiale combustibile e faccia dell'elemento di

compartimentazione non esposta all'incendio.

Isolamento I

Elementi che limitano la possibilità di propagazione dell'incendio

per irraggiamento attraverso la faccia dell’elemento separante

non esposta all'incendio verso materiale combustibile

Irraggiamento W

Elementi che limitano la possibilità di perdita di

compartimentazione per effetto di azioni meccaniche accidentali

Azione

meccanica

M

Elementi di contenimento di fumi e gas freddi Tenuta di fumo S



• S.3.7.3 (Provvedimenti per la) continuità della compartimentazione

Attenzione ai seguenti particolari costruttivi:

– giunzioni (niente di nuovo)

– attraversamento impianti

• Adozione di sistemi sigillanti per impianti che non mantengono la forma

se attaccati dall’incendio (es. tubazioni di PVC, ...) (n. di n.)

• adozione di isolanti non combustibili su un tratto di tubazione oltre

l’elemento di separazione se effetti dell’incendio possono causare solo il

riscaldamento dell’impianto (es. tubazioni metalliche)

(news !!!)

– canalizzazioni aerauliche: serrande tagliafuoco/rivestimenti (n. di n.)

– camini di esaustione o di estrazione fumi: canalizzazioni resistenti al fuoco

per l’attraversamento dei compartimenti (mezza news !!!)

– Interpiani in presenza di facciate continue: secondo Guide VVF (S.3.5.5)

(mezza news !!!)


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S.3.9 Ubicazione (news !!!)

• 2. Le attività civili non possono essere ubicate in fabbricati in cui

– si detengono o trattano sostanze pericolose in quantità significative

– si effettuano lavorazioni pericolose ai fini dell'incendio

– si effettuano lavorazioni pericolose ai fini dell'esplosione

S.3.10 Comunicazioni tra attività diverse (diverse news !!!)

• 1. Ove sia dimostrata necessita funzionale, sono ammesse

comunicazioni tra tutte le attività civili inserite nel medesimo fabbricato

anche se afferenti a responsabili dell'attività diversi

• 2. Se attività civili diverse comunicano tramite un sistema d'esodo comune, di norma i compartimenti che comunicano con detto

sistema d’esodo dovrebbero essere a prova di fumo

• 3. In presenza di comunicazioni tra attività civili diverse, i compartimenti

con profilo di rischio Rvita in C1, C2, C3, D1, D2 devono comunque

essere a prova di fumo


Le distanze di separazione

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S3: distanze di separazione

Riferimenti bibliografici utilizzati dal Codice:

• a. R E H Read, “External fire spread: building separation and boundary distances”, BRE report Cl SfB 98(F47)(K22) , 1991

• b. BS 9999, Section 36;

• c. J R Howell, “A Catalog of Radiation Heat Transfer Configuration Factors”, University of Texas, Austin, 2nd edition, 2001;

• d. T L Bergman, F P Incropera, “Fundamentals of Heat and Mass Transfer”, Wiley, 2011.

S.3.8 Distanza di separazione

• SOLUZIONE CONFORME– Se qf < 600 MJ/m2, interposizione di spazio scoperto (S.3.5.1)

– Se qf ≥ 600 MJ/m2

• procedura tabellare indicata al paragrafo S.3.11.2

• procedura analitica del paragrafo S.3.11.3, imponendo il

valore 12,6 kW/m2 (limite convenzionale entro il quale non

avviene innesco del legno in aria stazionaria) per la soglia di

irraggiamento termico dell'incendio sul bersaglio...

• SOLUZIONE ALTERNATIVA– procedura analitica del paragrafo S.3.11.3, impiegando un valore

Esoglia adeguato al bersaglio effettivamente esposto all'incendio

– (Altra possibilità: NFPA 80A, applicabile secondo G.2.6 !!!)


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S.3.11 Metodi per la determinazione della distanza di separazione

• elementi radianti:– aperture della facciata, anche dotate di infissi

– rivestimenti della facciata combustibili e/o conduttivi

• piano radiante: superficie convenzionale dell'edificio rispetto alla

quale sono valutate le distanze di separazione

(Un edificio può essere caratterizzato da più piani radianti)

possono essere omessi gli elementi

aggettanti incombustibili

arretramenti della facciata possono

essere considerati a livello della

facciata stessa



• Costruzione del piano radiante: sul p.r. devono esse proiettati

– la geometria degli elementi radianti

– i confini di compartimentazione

(solai/pareti resistenti al fuoco)


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• Costruzione del piano radiante: sul p.r. devono esse proiettati

– la geometria degli elementi radianti

– i confini di compartimentazione

(solai/pareti resistenti al fuoco)

• piastra radiante:porzione del piano radiante(in figura: 1, 2,3,4)

delimitata dalle proiezioni dei

confini di compartimentazione

e geometria data dall'inviluppo

delle proiezioni degli elementi radianti



• Percentuale di foratura pi di una piastra radiante

pi = Srad,i / Spr,i se > 0,2; oppure 0,2

(Srad,i sup. complessiva proiezioni elementi radianti; Spr,i sup. complessiva i-esima piastra radiante)

Esempi (Illustrazione S.3-4):


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S.3.11.3 Determinazione analitica della distanza di separazione

• Determinare:

– gli elementi radianti– il piano radiante di riferimento

– Le piastre radianti• Determinare l’energia incidente sul bersaglio

Ebers = F2-1・ E1 ・ εf

(F2-1 fattore di vista, E1 potenza termica radiante dovuta all'incendio convenzionale [kW/m2], εf emissività fiamma)

• Verificare che l’energia incidente sia inferiore all’energia minima di

innesco del bersaglio (Esoglia)

Ebers = F2-1 ・ E1 ・ εf < Esoglia

Bisogna quindi determinare F2-1, E1, εf …



• F2-1: fattore di vista tra una piastra radiante rettangolare e un

bersaglio posizionato sull'asse di simmetria normale alla piastra

⁄ arctan arctan [S.3.4]

Con X e Y calcolati come se gli elementiradianti fossero distribuiti verticalmente

al centro della piastra radiante, ovvero

2 ; 2 [S.3.5]

(pi = percentuale di foratura)


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• potenza termica radiante dell'incendio convenzionale E1(in funzione del qf del compartimento retrostante la piastra radiante)

– se qf > 1200 MJ/m2:

5,67 10 1000 273,16 149

– se qf ≤ 1200 MJ/m2:

5,67 10 800 273,16 75

• emissività della fiamma εf:

1 , (df spessore della fiamma, pari a 2/3 dell'altezza del varco da cui esce la fiamma [m])


la distanza di separazione “d” è data dal massimo dei valori delle distanze di ottenute per tutte le piastre radianti del piano radiante

S.3.11.2 Determinazione tabellare della distanza di separazione

• distanza di separazione calcolata in funzione di Esoglia =12,6 kW/m2

• Procedura

– Si determinano elementi radianti, piano radiante e piastre radianti– Si calcola la distanza di separazione di [m]:

di = αi pi + βi

pi percentuale di foraturaαi, βi coefficienti ricavati da tabelle S.3-7 o S.3-8 in relazione a• qf nella porzione d'edificio retrostante la piastra radiante

• dimensioni della piastra radiante Bi ed Hi.

– Se il compartimento retrostante è dotato di misure di controllo

dell'incendio S.6 di livello IV, la distanza si dimezza


la distanza di separazione “d” è data dal massimo dei valori delle distanze di ottenute per tutte le piastre radianti del piano radiante

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(I valori delle tabelle S.3-7 e S.3-8 si ottengono dalla procedura analitica per df= 3 m)



(I valori delle tabelle S.3-7 e S.3-8 si ottengono dalla procedura analitica per df= 3 m)


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Soluzioni Alternative

La norma NFPA 80A

NFPA 80A - Capitolo 4

Ipotesi di esposizione del bersaglio:

Calore radiante dovuto

• alle aperture del fabbricato incendiato

• alle fiamme fuoriuscite dalle aperture del fabbricato

• alle fiamme generate dall'incendio delle facciate combustibili

• alle fiamme sopra la copertura del fabbricato incendiato

(solo nel caso di fabbricati bersaglio più alti)

NFPA 80A

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Geometria della piastra radiante

• Larghezza pari alla lunghezza della porzione di parete compresa

tra 2 setti di compartimentazione interna orizzontali/verticali, o in

assenza, dell'intera parete del fabbricato in fiamme

• Altezza pari all'altezza del numero di piani coinvolti nell'incendio

Percentuale di apertura (della piastra radiante)

• 100% per i muri resistenti al fuoco meno di 20 minuti

• 75% per i muri resistenti oltre 20 minuti ma meno della durata

prevista dell'incendio

• Percentuale effettiva di apertura negli altri casi

NFPA 80A


Classe di severità dell'incendio

Materiali combustibili presenti nel fabbricato esposto

• cellulosici (Irraggiamento critico pari a 12,5 kW/m2)

• Se Icritico < 12,5 si può diminuire proporzionalmente la % apertura

• Se Icritico > 12,5 si deve aumentare proporzionalmente la % apertura

Carico di incendio specifico Classe di severità

< 578 MJ/m2 Lieve

578 ≤qf < 1241 Moderato

qf ≥ 1241 Severo

NFPA 80A

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Individuazione del numero guida (Tabella 4.3.7.5)(da moltiplicare per la dimensione più piccola della geometria del bersaglio)

NFPA 80A


Distanza di sicurezza

• bersagli più bassi del fabbricato in fiamme: secondo Tabella 4.3.7.5

• bersagli di altezza superiore (Tetto fabbricato in fiamme NO REI):

– Si calcola la distanza di sicurezza secondo tabella 4.3.7.5

– Per la porzione sovrastante del fabbricato bersaglio si verifica la

distanza di protezione richiesta dalla tabella 4.3.8.2

– Se distanza Tabella 4.3.7.5 > distanza Tabella 4.3.8.2: OK

– In caso contrario, necessario proteggere la porzione sovrastante

del fabbricato bersaglio per un'altezza pari alla distanza tab. 4.3.8.2

Numero di piani che contribuiscono alla fiamma dal tetto Distanza di separazione (m)

1 7,5

2 10

3 12,5

4 15

NFPA 80A

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Distanza di sicurezza

• bersagli più bassi del fabbricato in fiamme: secondo Tabella 4.3.7.5

• bersagli di altezza superiore (Tetto fabbricato in fiamme NO REI):

– Possibili sistemi di protezione per la porzione di facciata

sovrastante del bersaglio:

• sul fabbricato: impianto di spegnimento automatico

• sulla facciata: materiali incombustibili, elementi schermanti,

lame d'acqua su facciate combustibili

• sule aperture: serramenti REI a chiusura automatica

NFPA 80A

Ma qualche volta può essere necessario tener conto di …

Altri problemi di separazione

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Altre distanze di separazione

• Distanza per evitare innesco ATEX (V2 e CEI 31-35)

Scenario incidentale

Elevataletalità

1

Inizio letalità

2

Lesioni irreversibili

3

Lesioni* reversibili

4

Danni alle strutture

Effetti domino5

VCE sovrapressione di picco

0,3 bar

(0,6 spazi aperti)0,14 bar 0,07 bar 0,03 bar 0,3 bar

• Distanza per danni da esplosioni (V.2.2.5.d e DM 09/05/2001)


Altri problemi di resistenza/compartimentazione:Resistenza all’esplosioneTabella V.2.6 NNTPClassificazione azioni dovute alle esplosioni (NTC) e relative classi di conseguenze (NAD EN 1991 1-7)

Categoria delle

azioni (DM 14/01/08)

Destinazioni d’uso ammissibili con le categorie di azione

(EN 1991 1-7 + NAD)

1Effetti

trascurabiliCC1

• Opere da costruzione con presenza solo occasionale dipersone, edifici agricoli

2 Effetti localizzati

CC2

rischio

inferiore

• Opere da costruzione il cui uso preveda normali affollamenti,

senza contenuti pericolosi per l'ambiente e senza funzioni

pubbliche e sociali essenziali.

• Industrie con attività non pericolose per l'ambiente. ...

CC2

rischio

superiore

• Opere da costruzione il cui uso preveda affollamenti significativi

• Industrie con attività pericolose per l'ambiente …

3Effetti

generalizzatiCC3

• Opere da costruzione con funzioni pubbliche o strategiche

importanti ...

• Industrie con attività particolarmente pericolose per l'ambiente

Al posto della tabella V.2.6, era meglio una trattazione come capitolo S, ovvero …


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Altri problemi di resistenza/compartimentazione:Resistenza all’esplosioneAl posto della tabella V.2.6, era meglio definire:

• I livelli di prestazione

Livello di prestazione

Descrizione (da punto 5.2 UNI EN 1991-1-7 e 3.6.2.4 NTC)

I Nessun requisito

II Gli elementi strutturali chiave devono essere progettati per resistere alle azioni dovute all’applicazione di carichi statici equivalenti

III Ammessi danneggiamenti localizzati, anche gravi, dovuti ad esplosioni, a condizione che ciò non esponga al pericolo gli occupanti e che la capacità portante sia mantenuta per un tempo sufficiente affinché siano prese le necessarie misure di emergenza



• I criteri di attribuzione


Criteri di attribuzione

I

• Opere da costruzione con presenza solo occasionale di persone• edifici agricoli(Classe di conseguenze CC1 secondo EN 1991-1-7)

II

• Opere da costruzione il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti

pericolosi per l'ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali

• Industrie con attività non pericolose per l'ambiente

(Classe di conseguenze CC2 inferiore secondo EN 1991-1-7)

• Opere da costruzione il cui uso preveda affollamenti significativi

• Industrie con attività pericolose per l'ambiente

(Classe di conseguenze CC2 superiore secondo EN 1991-1-7)

III

• Opere da costruzione con funzioni pubbliche o strategiche importanti

• Industrie con attività particolarmente pericolose per l'ambiente

(Classe di conseguenze CC3 secondo EN 1991-1-7)


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• I criteri di attribuzione UNI EN 1991-1-7 – Annex A

Livello I

Livello II

Livello III

Livello di

prestazione



• Le soluzioni conformi


Soluzione conforme

I Non è richiesto alcun tipo di verifica

II La quantificazione delle azioni si effettua con riferimento a:• NTC, per la sovrappressione di progetto in caso di ATEXG• UNI EN 1991-1-7 integrata dal rispettivo NAD, in caso di ATEXD

III Devono essere effettuate analisi dinamiche non lineari che tengano conto:• degli effetti del venting• della geometria degli ambienti• del comportamento dinamico non lineare delle strutture• dell’analisi di rischio effettuate con metodi probabilistici (Appendice B

UNI EN 1991-1-7)• di aspetti economici per l’ottimizzazione delle soluzioni


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S3 - Soluzioni Alternative

S.3.4.3 Soluzioni alternative

Ammesse soluzioni alternative per tutti i livelli da ricercare, ad esempio,

nell’impiego dei SEFC (Capitolo S.8) con efficacia da verificare con i

metodi di progettazione ordinaria G.2.6

(es. compartimentazione a soffitto in sostituzione elementi EI,

verifica visibilità/FED/temperatura/irraggiamento)


Applicazione di norme o

documenti tecnici

Il progettista applica norme o documenti tecnici adottati da organismi europei o

internazionali, riconosciuti nel settore della sicurezza antincendio

Applicazione di prodotti

o tecnologie di tipo

innovativo

L'impiego di prodotti o tecnologie di tipo innovativo, … sprovvisti di apposita specifica

tecnica, e consentito in tutti i casi in cui l’idoneità all’impiego possa essere attestata dal

progettista, … sulla base di una valutazione del rischio … supportata da certificazioni di

prova riferite a:

• norme o specifiche di prova nazionali/internazionali;

• specifiche di prova adottate da laboratori a tale fine autorizzati.

Ingegneria della

sicurezza

antincendio

Il progettista applica i metodi dell'ingegneria della sicurezza antincendio,

secondo procedure, ipotesi e limiti indicati nel presente documento, in

particolare nei capitoli M.1, M.2 e M.3 , e secondo le procedure previste

dalla normativa vigente

S3: soluzioni alternative

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HRR(t)

Qf (t)

Al confine:• Visibilità > 10m• Irraggiamento < 2,5 kW• Convezione (T< 60°C)• Fumo (FED =0,1)

Andamento della potenza termica rilasciata RHR (t)

Dipende da:

• Geometria del focolaio di primo innesco

• Combustibile di riferimento (velocità di crescita dell'incendio, calore e

velocità di combustione temperatura di accensione/flusso termico

critico, quantità/tipologia dei prodotti combustione

• Distribuzione dei materiali nell'ambiente

(influenza la propagazione dal focolaio di primo innesco ad altro)

• Presenza di impianti spegnimento automatico


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Si può determinare facendo ricorso a:

• dati sperimentali, ottenuti da misura diretta in laboratorio

• dati pubblicati, citando le fonti e verificando la corrispondenza del

campione di prova sperimentale (quantità, composizione, geometria e

modalità di prova) con quello previsto nello scenario di incendio di

progetto

• focolari predefiniti, individuati al paragrafo M.2.7

• metodologie di stima, riportate nel paragrafo M.2.6



• Determinazione RHR(t) mediante impiego di focolai predefiniti (M.2.7)

ParametroFocolare predefinito

per attività civile per altre attività

Velocità caratt. di crescita dell’incendio tα 150 s (fast) 75 s (ultra-fast)

RHRmax totaleRHRmax per m2 di superficie del focolare

5 MW250-500 kW/m2 [1]

50 MW500 -1000 kW/m2 [1]

Calore di combustione effettivo ΔHC 20 MJ/kg [3]

Frazione di RHR(t) in irraggiamento 35% [3]

[1] Da impiegare in alternativa all’RHRmax totale, considerando la massima superficie del focolare,

pari al compartimento antincendio nel caso di carico di incendio uniformemente distribuito, ma che

può essere un valore inferiore nel caso d’incendio localizzato.

[3] “C/VM2 Verification method: Framework for fire safety design”, New Zealand Building Code


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RHR(t) = mc’(t) x Q = mc’’ x Sp(t) x ∆Hc [kW]

mc'(t) = velocità di combustione; ∆Hc: calore di combustionemc'’= vel. com. per unità superficie; Sp(t) = superficie

L'incendio di progetto


• Determinazione RHR(t) con metodologie di stima (M.2.6)


time

Andamento di Sp(t) (Burning Area)

RHR(t) = mc’(t) x Q = mc’’ x Sp(t) x ∆Hc [kW]

growth Max Burning Areaignition decrease estinction



La potenza termica si può determinare …

S3: soluzioni alternativeS3: soluzioni alternative

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– per l’intero contenuto combustibile de locale

– per una sola porzione del materiale presente (valutando poi la

propagazione)

Tutti i cumuli si accendono nello stesso

istante

Si accende un materiale

all’istante t=0 e si esamina la propagazione

agli atri

Le due aree (Energia totale rilasciata) saranno uguali


Ovviamente cambieranno

RHRx e durata regime stazionario



In ogni caso, il procedimento di stima è lo stesso !!!


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fase di crescita

(ta = tempo per raggiungere una velocità di rilascio di calore di 1000 KW)

2

2

310

)( tt

tRHRa

×= (in kW - E.5 UNI 1991-1-2 e M.2.6.1)

RHR(t) = mc(t) x ∆Hc = mc’’ x A(t) x ∆Hc




fase di crescita

tempo necessario per raggiungere il valore RHRx

(tempo caratteristico di crescita tA )

(formula E.5 norma UNI 1991-1-2)

αtRHR

t xA 3

10=

tA

con RHRx = Q x mc’’ x Spmax [kW]

Bisogna stimarli



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Spmax dipende dal lay out …

tA

• può ridursi ad un’isola di stoccaggio:

in presenza di corridoi sufficientemente larghi (…) ll fuel package può essere

costituito dalla singola isola di

stoccaggio/macchinario

(soprattutto per studi di life-safety)

• può ridursi all’area operativa Aop di eventuali

impianti sprinkler (M.2.6.2) Spmax = Aop

Area operativa

sprinkler



tA

10.3.3.3 Separation distance d values of 140/90/40 cm for easy/normal/hard-to-ignite objects, respectively, represent distances beyondwhich the target objects are not considered part of the fuel package.

d

d




• può ridursi ad un’isola di stoccaggio:corridoi secondo NFPA 555

∆x < d



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Esempi

Sp/S (St1) < Spa/S (St4a)

Sp/S (St4a) < Sp/S (St4b)

(S = superficie di deposito)ST1

Corridoi 2.4mBlocchi da

150 m2

ST4aCorridoi 0,8m

tA

• può variare con la tipologia di deposito:

cambia la burning area per unità di superficie in pianta




ST4bCorridoi 0,8m



tA

Calo

re d

i co

mb

usti

on

e ∆

Hc

velo

cit

à d

i co

mb

usti

on

e s

pecif

ica m

c"



∆Hc x mc’’: 1°- individuato in base a quantità/qualità/distribuz. materiale

(Chapter 3 -Enclosure FireDinamics –Karlsson, Quintiere)



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tA

(Chapter 3 Enclosure Fire

DinamicsKarlsson, Quintiere)

Pool Fireandamento di mc






Table 3.3

Data for large

Pool Fire (D > 0,2m)

Burning Rate Stimates

(Chapter 3 Enclosure Fire

DinamicsKarlsson, Quintiere)

tA

Pool Fireandamento di mc






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(E.5 UNI 1991-2 e M.2.-4)




riduzione di RHR per incendi controllati dal comburente

– m: fattore di partecipazione alla combustione (0,8 cellulosici – 1 per altri materiali)

– Hu potere calorifico inferiore del legno pari a 17500 kJ/kg.

– Av area totale delle aperture verticali su tutte le pareti del compartimento [m2]

– heq: altezza equivalente delle aperture verticali

– Av,i area dell'apertura verticale i-esima [m2]

– hi altezza dell'apertura verticale i-esima

Per superfici orizzontali la formula non è applicabile:RHRx valutabile con modelli di campo

(oppure, a favore della sicurezza, ipotizzare l’incendio controllato dal combustibile)

tA



Se conosco RHR specifico per destinazione d’uso del locale (es. UNI EN

1991-1-2), è necessario definire solo l’estensione in pianta dell’incendio

tenendo conto degli apprestamenti antincendi disponibili (sprinkler, ecc.)…

RHRx = (Q x mc’)x x Sp = RHRf x Sp

tAAndamento della potenza termica rilasciata RHR (t)


∆Hc x mc’’: 2°- individuato in base alla destinazione d’uso



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tAAndamento della potenza termica rilasciata RHR (t)


Facciamo un po’ di attenzione: non perdere mai il senso della realtà !



tA

Centro commerciale:

Se prendiamo una

superficie di

incendio pari a 1000

m2 otteniamo un

valore di potenza

complessiva pari a

250 MW !!!USARE GIUDIZIO !!! (Vedasi anche focolai predefiniti NTP !!!)



Facciamo un po’ di attenzione: non perdere mai il senso della realtà !



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incendio stazionario

• Per avere la fase di incendio stazionario, l’energia termica

disponibile deve essere superiore all’energia spesa per arrivare ad

RHRx, ovvero:

• Poiché fino all’inizio della fase di decadimento (tempo tB) viene

consumato (secondo UNI EN 1991-1-2) il 70% dell’energia termica inizialmente disponibile qf, x Sp dove Sp è la superficie in pianta

occupata dal combustibile considerato, dovrà risultare …

tBtA

dttRHRAt

∫0 )(



tBtA

Se la relazione è verificata seguirà la fase stazionaria di durata cosi determinata:

• Bilanciamento dell’energia disponibile:

• Tempo tB

( )ABxApf ttRHRt

tSq −×+=× 3

2

1000

3

17,0

α

x

Apf

ABRHR

tt

Sq

tt

3

2

1000

3

17,0

α

−×

+=

L'incendio di progetto




3

2

0

2

2

3

0

1000

3

110)(7,0 A

t

g

t

pf tt

dttt

dttRHRSqA

A

α

=×=≥× ∫∫



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tBtA

3

2

0

2

2

3

0

1000

3

110)(7,0 A

t

g

t

pf tt

dttt

dttRHRSqA

A

α

=×=≥× ∫∫

Se la relazione non è verificata seguirà immediatamente la fase di decadimento …A B

0

RHRF

tA tB CC’tA’

A’

3

2

'

0'

1000

3

1)(7,0 A

t

pf tt

dttRHRSqA

α

==× ∫2

2

3

'10

' A

a

tt

xHHR ×=

Come calcolare t’A e RHR’x ?

Rimane da trovare

l’ultimo punto della

curva





decadimento

– Secondo UNI EN 1991-1-2 RHRx si mantiene costante sino al

consumo dell’70% del combustibile

– Il decadimento di RHR può essere stimato con andamento lineare

uguagliando l’energia spesa da tB a tC con quella residua si ottiene:

A B

0

RHRF

tA tB max

6,0

RHR

Aqtt

f

bc +=

( ) residuaenergiaSpqttRHRdttRHRspesaenergia fbcx

t

t

c

b

×=−=∫ 3,02

1)(

tC



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Gli interventi degli impianti

M2.6.2: RHR(tx)

A B

X

tx tAtA' tB' tB tCtC''

Attivazionesistema automatico

O

M.2.6.2: riduzione RHRx a seguito di raffreddamento/inertizzazione

M.2.6.3 RHRx =RHRf x Asprk

Energia disponibileNO SPRK = qf x A

RHRx =RHRf x A

M.2.6.3Energia disponibileSI SPRK = qf x Asprk

t'

. 0,3

A' B'

tC'

B''


Estratto da tabella M.2-2 NTP

FSE secondo ISO/TR 13387

Prodotti combustione secondo tabella M.2.2 NTP

In alternativa alle rese YCO2 e YH2O, si può imporre nel codice di calcolo il combustibile generico CH2O0,5


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Prodotti combustione secondo tabella M.2.2 NTP

La quantità complessiva di prodotto rilasciato in ambiente sarà pertanto

Qf.tot = (Ysout + YCO + YCO2 +YH2O) x m'' x Sp(t) [Qf.tot = mf x Sp(t)]

dove Sp(t) è la burning area …


Verifica della soluzione progettuale - Calcolo ASET

Metodi di calcolo

• Metodo di calcolo Avanzato (ISO 13571)

Il valore di ASET è scelto in base al più piccolo tra i valori calcolati

secondo quattro modelli:

– modello dei gas tossici

– modello dei gas irritanti

– modello del calore

– modello dell'oscuramento della visibilità da fumo

• Metodo di calcolo Semplificato (Zero Exposure) (ISO/TR 16738)


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Metodi di calcolo avanzato

modello dei gas tossici ISO 13571

Basato:

• su stima della exposure dose ϕ (quantità di gas tossico ispirato)

• su calcolo della FED (fractional effective dose: rapporto tra la exposure dose ϕ

e dose incapacitante fissata per i soggetti esposto)

• Ai fini del modello sono presi in considerazione solo CO e HCN (e CO2)

35000 ∆ exp /43220 ∆

Fattore moltiplicativo per iperventilazione da CO2: exp ⁄

Per soluzioni alternative NTP richiede FED = 0,1




modello dei gas irritanti ISO 13571

Basato:

• sulla stima della concentrazione di gas irritante ispirato

• sul calcolo della FEC (fractional effective concentration): rapporto tra

concentrazione effettiva e concentrazione incapacitante del soggetto medio

esposto (Se FEC = 1, il soggetto medio è incapacitato)

Il modello fa riferimento alla concentrazione anziché alla dose (FED) in quanto

l'effetto è praticamente immediato e costante nel tempo

Per soluzioni alternative NTP richiede FEC = 0,1


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modello dei gas irritanti ISO 13571

∑

• ϕ è la concentrazione media. espressa in μl/l, del gas irritante;

• F è la concentrazione incapacitante, espressa in μl/l, del gas irritante

(FHCL,FHBr =1000; FHF = 500; FSO2= 150; Facrolein=30; Fformaldehyde,FNO2 = 250)

La verifica del modello può essere omessa In assenza di sostanze o

miscele pericolose, cavi elettrici in quantità significative e simili




modello calore (irraggiamento e convettivo) ISO 13571

Basato:

Per le soluzioni alternative

• sulla stima dei tempi entro i quali si raggiungono le soglie di prestazione fissati

nella tabella M.3.2:

(garantiscono un ASET > 30 minuti per qualsiasi condizione di abbigliamento)


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modello visibilità ISO 13571

Basato:

• sul minimo contrasto percettibile tra un oggetto e lo sfondo

• sulla stima di ρsmoke massa volumica dei fumi [g/m3]

• sul calcolo della visibilità L [m] con seguente relazione sperimentale:

L = C/σ ρsmoke(C 3 per cartellonistica non illuminata o 8 per cartellonistica retroilluminata, σ coefficiente massico di estinzione della luce pari a 10 m2/g [m2/g])

i codici di calcolo fluidodinamico restituiscono la ρsmoke e la visibilità L nota la

quantità di fumi prodotti mp (di cui i codici stimano la distribuzione spaziale)Soglie di prestazione per soluzioni alternative (tabella M.3.2):



Metodi di semplificato (ISO/TR 16738:2009)

In sostituzione verifica 4 modelli, soglie di prestazione (Tabella M.3.3):

Queste soglie permetto di assicurare automaticamente:

• la fuga in aria non inquinata dai prodotti della combustione

• un valore dell'irraggiamento dai fumi inferiore a 2,5 kW/m2

Possono essere valutare con modelli analitici o con modelli a zone (sono

del tipo ON/OF)

Quanto dovrebbe valere l’ASET ???


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Due condizioni da rispettare

• ASET > RSET(M 3.2.2: ASET= max (2 x RSET; RSET +30"))

• ASET > classe del compartimento che si vuole evitare

(S.2.4.7 + M 3.2.2: ASET= max (2 x RSET; RSET +30'), in ogni caso)


NTP S3 - colpito.org

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