Sicurezza antincendio per facciate ventilate e continue

Modulo 1 - Principi di base

L’importanza della compartimentazione al fuoco nell’involucro edilizio


La progettazione e costruzione di edifici sviluppati in altezza è significativamente aumentata negli ultimi anni in tutte le città europee per le caratteristiche di modernità e innovazione architettonica.

Tra le tecnologie più utilizzate per la finitura esterna di questi edifici spiccano le facciate ventilate e le facciate continue, soluzioni che uniscono efficienza energetica a impatto estetico.

Queste tipologie di facciate, tuttavia, possono costituire una via di propagazione del fuoco durante un incendio, compromettendo la sicurezza dell’edificio, per questo la progettazione della loro sicurezza antincendio assume particolare importanza.

La Sicurezza antincendio delle facciate è un tema molto delicato e recenti casi di cronaca hanno riportato l'attenzione sulle tecniche e i materiali più comunemente impiegati per l'efficientamento energetico dell'edificio attraverso l'involucro edilizio.

Il tema si incrocia con l’aumento di questo tipo di interventi e gli incentivi del Superbonus e il crescente impiego di diversi rivestimenti isolanti per facciate con intercapedini che inevitabilmente possono aumentare il rischio di propagazione del fuoco all'interno dell'edificio rivestito e degli edifici adiacenti.

Per conoscere meglio il fenomeno di propagazione di un incendio all’interno delle facciate andiamo a riprendere alcuni concetti di base fondamentali.

Come si sviluppa un incendio


Un incendio necessita di tre elementi: una fonte di calore come ad es. una fiamma; un elemento combustibile ad es. la carta o materiale isolante combustibile all'interno di una facciata; un comburente come l'ossigeno. Quando l'incendio si propaga produce calore, fiamme, fumo e gas.

Per preservare un edificio e quel che contiene in caso di scoppio di un incendio si utilizzano due modalità: la protezione attiva e la protezione passiva.


Con protezione attiva si intendono tutti quei dispositivi che in caso di incendio svolgono un ruolo attivo nel contenimento e spegnimento dell'incendio come gli sprinkler estintori o gli evacuatori di fumo cioè quei sistemi che necessitano di sensori o di un intervento dell’uomo per essere attivati.


Con protezione passiva, si intendono tutte le misure che fanno in modo che l'incendio abbia difficoltà a propagarsi. Si tratta quindi dell'utilizzo di materiali incombustibili o poco combustibili che evitano il propagarsi dell'incendio all'interno di porzioni di edificio compartimentate.

Le tecniche utilizzate per limitare la propagazione dell’incendio nei vani fra la facciata interna dell’edificio e la sua pelle esterna applicano i concetti della protezione passiva.

Per capire meglio la dinamica dell'incendio di una facciata è utile un grafico che rappresenta l'incendio all'interno di un ambiente confinato, come ad esempio una stanza, illustrato con riferimento all'andamento temporale della temperatura media durante l'incendio.

Nella fase iniziale è la protezione attiva la prima a intervenire per lo spegnimento, successivamente quando la protezione attiva non è più sufficiente, tra la seconda e la terza fase, osserviamo quello che si definisce il fenomeno del flashover.

Tutto il materiale combustibile all'interno del locale o in facciata viene investito dall'incendio e prende fuoco in maniera contemporanea. Si tratta di una fase pericolosa anche per le squadre dei Vigili del Fuoco impegnati nell'estinzione: basti immaginare al rischio provocato dalla presenza di materiali combustibili all'interno della facciata.

Il flashover si verifica quando la temperatura raggiunge circa 600 gradi. Segue la fase di incendio generalizzato in cui il fuoco avvolge qualsiasi cosa fino a quando gli elementi combustibili hanno smesso di bruciare e il fuoco lentamente inizia a spegnersi fino all'estinzione totale.

Reazione e resistenza

 

Introduciamo ora altri due concetti fondamentali: reazione al fuoco e resistenza al fuoco.

La reazione al fuoco di un materiale è il comportamento al fuoco del materiale che per effetto della sua decomposizione può alimentare o meno il fuoco al quale è esposto partecipando così all’incendio. La classificazione del materiale per reazione è espressa a livello europeo in 7 Euroclassi

da A1 a F

 

Euroclasse         Esempio

A1, A2                  Lana di roccia, pannello a base di gesso

B                           Pannello a base di gesso verniciato

C                           Pannello a base di gesso con tappezzeria cartacea

D                           Legno

E                           EPS ignifugo

F                           Materiale non testato, EPS

 

Parliamo di classe A1 nel caso di materiale incombustibile cioè materiale che non contribuisce all'incendio.

Sono inoltre previste classificazioni aggiuntive (sottoclassi) per quel che riguarda le emissioni di fumo (s1, s2, s3) e la produzione di gocce o particelle incandescenti (d0, d1, d2).

 

La resistenza al fuoco è la capacità di un sistema  che può essere composto da un materiale o più materiali messi insieme di impedire la propagazione di fuoco, calore e fumo per un determinato periodo di tempo. La creazione di compartimentazioni all’interno dell’edificio con una certa resistenza al fuoco permette l’evacuazione in sicurezza degli occupanti e l’accesso in sicurezza delle squadre di soccorso.

Questa resistenza al fuoco si indica con l'acronimo REI che sta per Resistenza meccanica - Ermeticità – Isolamento termico.

 

La Resistenza valuta l'attitudine di un elemento strutturale a conservare la sua resistenza meccanica anche sotto carico d'incendio.

L’ Ermeticità è il parametro che esprime la capacità di un elemento di non lasciar passare e di non produrre gas e vapori a contatto col fuoco quindi ne valuta la tenuta ai fumi.

L’ Isolamento è l'attitudine a garantire l'isolamento termico per un determinato periodo di tempo della trasmissione del calore ad altre parti e indica per quanto tempo si può limitare il riscaldamento della faccia non esposta alle fiamme.

La resistenza al fuoco si esprime in minuti.

Quando si parla di compartimentazione delle facciate, si parla di prodotti con un rating EI classificato in base a ermeticità e isolamento in quanto non sono elementi che prevedono una resistenza a livello strutturale.

 

Compartimentazione

 

La compartimentazione non è altro che la suddivisione di un edificio in zone o comparti che hanno come obiettivo evitare il propagarsi dell'incendio da una zona all'altra della struttura: in questo modo le persone avranno il tempo sufficiente per abbandonare l'edificio e i Vigili del Fuoco per intervenire. La compartimentazione può essere sia verticale che orizzontale.

Tutte le compartimentazioni presenti all'interno dell'edificio devono garantire necessariamente una determinata resistenza al fuoco quindi la loro caratteristica si esprimerà in REI e minuti.

 

Per poter indagare in maniera approfondita il rischio incendio in facciata è doverosa una distinzione tra le due tipologie di facciata che conosciamo e vengono spesso adoperate in Italia: la facciata ventilata e la facciata continua.

La facciata ventilata

 

La facciata ventilata è il sistema costruttivo dell’involucro che integra due elementi quali la coibentazione a cappotto e intercapedine ventilata permettendo di migliorare efficienza energetica e comfort

Il paramento esterno è distaccato dagli altri strati della parete proprio allo scopo di realizzare una camera d’aria ventilata attraverso il moto convettivo dell’aria (“effetto camino”) dovuto alla differenza di temperatura dell’aria presente nell’intercapedine e attivato da aperture poste alla base e alla sommità.

Questa facciata fornisce protezione contro le intemperie e la sua cavità ventilata garantisce un importante efficientamento energetico all’edificio.

Perché effettivamente il concetto di efficientamento energetico della facciata ventilata funzioni è necessario che l’aria possa circolare senza la presenza di setti fra facciata interna e pelle esterna. Per contro nella facciata ventilata la propagazione dell’incendio avviene nella camera di ventilazione e può avere un flusso da interno a esterno proprio per la presenza di aperture come porte e finestre. La cavità nella parete dell’edificio può fungere da camino e quindi offrire un percorso molto facile per la propagazione delle fiamme, ma anche di gas e fumo.

Tutte le cavità che non sono sigillate, inoltre, possono consentire all'aria aspirata e al fumo di fuoriuscire consentendo così al fuoco di propagarsi in maniera molto accelerata verso la facciata.

Da considerare inoltre che, normalmente, le fiamme che si trovano all'interno di una cavità sono 5 o 10 volte più alte di una fiamma che non si trova all'interno di una cavità e questo indipendentemente dal fatto che ci siano all'interno materiali combustibili o incombustibili. Quindi a prescindere dal materiale di isolamento utilizzato, le fiamme saranno comunque molto più alte.

E’ quindi necessario utilizzare sistemi di protezione al fuoco che lascino libero il passaggio di aria durante la normale vita dell’edificio, ma riescano a compartimentare gli interpiani in caso di incendio. Questo si realizza con prodotti intumescenti, cioè costituiti da materiali che moltiplicano il proprio volume in presenza di calore e fiamme andando a riempie così gli spazi che altrimenti permetterebbero il passaggio di fiamme, calore e fumi.

La facciata continua

 

La facciata continua è una tipologia di involucro leggero non portante, costituito da pannelli opachi o trasparenti, prevalentemente in vetro. La facciata continua diventa quasi un tutt’uno con l’edificio edificio ed è in grado di portare il peso proprio e il carico del vento.

In una facciata che viene esposta al fuoco sicuramente la prima cosa che viene compromessa è l’integrità strutturale che comporta inevitabilmente la caduta di materiale. Conseguenza molto pericolosa in primis per le persone in fuga in caso di incendio.

Il fuoco può diffondersi all'interno di un edificio attraverso lo spazio tra il bordo del solaio e la facciata continua: l’interstizio che si crea tra soletta e facciata, deve essere quindi protetto con una barriera di protezione passiva al fuoco perimetrale. Un altro fenomeno, che può verificarsi sempre nella facciata continua, è quello chiamato “salto della rana” e si verifica quando la rottura del vetro della facciata fa sì che il fuoco fuoriesca dalla facciata e salga al piano superiore. Questo problema si risolve in fase di progettazione rispettando le distanze fra gli elementi prescritte dalla norma.

Il caso della Grenfell Tower


L'incendio accadde a Londra nella notte del 14 giugno 2017 nel grattacielo di 24 piani della Grenfell Tower in cui morirono 72 persone nonostante l’intervento di 250 vigili del fuoco e 45 autopompe.

L'incendio fu innescato dal corto circuito di un frigorifero difettoso in un appartamento del quarto piano. La prima chiamata d'emergenza ai Vigili del Fuoco fu alle 00:54  e la prima squadra arrivò sul posto sei minuti dopo la chiamata. Secondo quanto dichiarato dai Vigili del Fuoco, l'intervento della squadra riuscì inizialmente a spegnere il fuoco all'interno dell'appartamento, ma le fiamme nel frattempo avevano raggiunto il rivestimento esterno dell'edificio propagandosi a grandissima velocità verso i piani superiori uscendo da una finestra della cucina lasciata aperta. Le fiamme si erano fatte strada proprio lungo l'intercapedine che aveva uno spazio di circa 5 centimetri a causa dell'effetto camino. Furono inoltre alimentate a causa di un isolante infiammabile e fu così che in brevissimo tempo l’edificio bruciò dall'esterno verso l'interno.

L’impressione che suscitò l’evento ebbe come effetto grande attenzione su questo tema soprattutto in Inghilterra.


Nel prossimo appuntamento saranno trattati nel dettaglio i requisiti normativi in Italia e all’estero, con descrizione delle soluzioni applicative fischer.

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