Soluzioni per la riqualificazione di compartimentazioni

Questo obiettivo viene perseguito realizzando porzioni di edificio separate da elementi in grado di conservare, sotto l’azione del fuoco, un sufficiente isolamento termico ed una sufficiente tenuta ai fumi e ai gas caldi della combustione, oltre ad altre eventuali caratteristiche prestazionali se necessarie. I compartimenti possono anche essere multipiano e quindi comprendere più piani dell’edificio contigui.

Oltre alla classe di resistenza al fuoco caratteristica dell’elemento (ad esempio EI 60), la stessa deve essere garantita su tutta l’estensione della separazione, compresi varchi (come i serramenti) e passaggi impiantistici (idraulici, elettrici e meccanici). Per questo secondo caso, il CoPI ne dedica uno specifico paragrafo (S.3.7.3).

Nel dettaglio tutte le chiusure d’ambito orizzontali e verticali dei compartimenti devono formare una barriera continua ed uniforme contro la propagazione degli effetti dell’incendio, ad esempio nel caso di:
• giunzioni tra gli elementi di compartimentazione,
• attraversamento degli impianti tecnologici o di processo con l’adozione di sistemi sigillanti resistenti al fuoco quando gli effetti dell’incendio possono attaccare l’integrità e la forma dell’impianto (es. tubazioni di PVC con collare, sacchetti penetranti nelle canaline portacavi, etc.) oppure con l’adozione di isolanti non combustibili su un tratto di tubazione oltre l’elemento di separazione quando gli effetti dell’incendio possono causare solo il riscaldamento dell’impianto (es. tubazioni metalliche rivestite, sul lato non esposto all’incendio dell’elemento di compartimentazione, con idonei materiali isolanti);
• canalizzazioni aerauliche, per mezzo dell’installazione di serrande tagliafuoco o impiegando canalizzazioni resistenti al fuoco per l’attraversamento dei compartimenti;
• camini di esaustione o di estrazione fumi impiegando canalizzazioni resistenti al fuoco per l’attraversamento dei compartimenti;
• facciate continue;
• ascensori o altri condotti verticali (es. cavedi per impianti, …).

In questo contesto si parla di protezione “passiva” che, in contrapposizione a quella di tipo “attivo”, rappresenta l’insieme delle misure antincendio atte a ridurre le conseguenze di un incendio e che non richiedono l’azione dell’uomo o l’attivazione di un impianto.

Nella progettazione della compartimentazione, gli elementi separanti devono garantire una prestazione di tenuta di fumi e gas caldi (Tenuta “E”) e di isolamento termico (Isolamento “I”). In generale si parla quindi di elementi con caratteristica “EI” seguita da una durata di tempo relativa alla prestazione stessa. La definizione della classe di resistenza al fuoco e della durata di mantenimento di tale caratteristica viene effettuata grazie a specifiche norme di prova e classificazione riportate nel D.M. 16/02/2007 e nel CoPI.
Tuttavia, all’interno di un elemento di compartimentazione EI xx, gli attraversamenti impiantistici rappresentano una discontinuità della resistenza al fuoco vanificando tutto il percorso certificativo e costruttivo. Per questo motivo la riqualificazione puntuale deve essere realizzata in considerazione della tipologia dell’attraversamento, dell’elemento di compartimentazione e della classe di resistenza al fuoco che è necessario garantire.

Nel mondo della riqualificazione della compartimentazione, i risultati dei test sono molto stringenti perché il campo di applicazione diretta è molto legato all’asset di prova con l’impossibilità di estensione dei risultati ottenuti ad un supporto diverso, piuttosto che a delle caratteristiche dimensionali o di materiali dell’attraversamento diverse. Questo comporta da una parte la necessità di sviluppare un elevato numero di test al fuoco in laboratorio da parte delle aziende produttrici e dall’altra una ricerca specifica da parte dell’installatore del sigillante corretto che rispetta tutti i criteri e campo di applicazione diretta del test. Non solo. L’installazione in cantiere deve essere eseguita esattamente come indicato dal produttore perché deve riprodurre fedelmente la modalità di installazione in laboratorio. Le condizioni al contorno del laboratorio sono fondamentali per assicurare la prestazione e la funzionalità del sigillante. Lo stesso sigillante, con condizioni al contorno diverse rispetto a quelle del laboratorio potrebbe non fornire lo stesso grado di sicurezza o, peggio, non garantire la tenuta e l’isolamento che lo caratterizzano.

Il tecnico antincendio non ha alcuna facoltà di estendere i risultati di un test di laboratorio a una diversa installazione di cantiere piuttosto che validarne una con delle condizioni al contorno differenti. A puro titolo di esempio, un test eseguito su un solaio non potrà essere validato ai supporti verticali, piuttosto che un test eseguito su una parte rigida non può essere estese al campo di pareti in pannelli sandwich, piuttosto che un test eseguito su un attraversamento con cornice sulla forometria non potrà essere estesa al caso di assenza di cornice.

In linea generale non sono mai ammesse delle varianti o estensioni delle condizioni di prova a meno di alcuni casi specifici dove la configurazione di cantiere rappresenta una condizioni più gravosa rispetto a quella del test. Ad esempio, sarà possibile applicare i risultati di un test eseguito su un supporto flessibile ad un supporto rigido (anche se il viceversa non è ammesso) qualora quest’ultimo abbia uno spessore uguale o maggiore a quello testato, piuttosto che, rimanendo all’interno della stessa tipologia di supporto è possibile utilizzare un test report nel caso di supporto di spessore o densità maggiori.

I prodotti e gli elementi costruttivi sono classificati in base alle loro caratteristiche di resistenza al fuoco secondo specifiche prestazioni:

Le prestazioni di resistenza al fuoco dei prodotti e degli elementi costruttivi possono essere determinate in base ai risultati di:
• Prove
• Calcoli
• Confronti con tabelle

La modalità di verifica e classificazione della resistenza al fuoco per i prodotti di sigillatura delle compartimentazioni sono da effettuarsi esclusivamente con metodo sperimentale eseguendo specifici test al fuoco in laboratorio accreditati. La famiglia di norme che stabiliscono i criteri di prova della resistenza al fuoco di impianti di forniture e servizi è la EN 1366 (EN 1366-3 per i sigillanti degli attraversamenti e EN 1366-4 per giunti lineari) mentre la classificazione della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi eseguita con metodo sperimentale deve essere svolta sulla base della norma EN 13501-2.

La descrizione dettagliata dei procedimenti di prova e dei risultati in termini di resistenza e classificazione al fuoco sono contenuti in 2 diversi documenti:
• Rapporto di prova: documento riservato dell’azienda produttrice che esegue il test e che contiene tutti i dettagli dei campioni testati, i disegni esecutivi degli elementi e dei sistemi di fissaggio
• Rapporto di classificazione: documento di pubblico utilizzo che definisce la classificazione ufficiale di resistenza al fuoco del sistema

Con l’entrata in vigore del CPR n. 305 del 2011 è stata resa obbligatoria in Europa, a partire del 2013, la marcatura CE di tutti i materiali da costruzione per i quali esiste una norma armonizzata di prodotto. Nel campo della protezione passiva, le norme di prodotto non coprono l’intero parco di prodotti per cui, come per gli attraversamenti, non esiste una specifica norma che ne obbliga la marcatura CE. In questo contesto rimane pertanto valido il percorso precedentemente illustrato di test al fuoco secondo norme di prova di resistenza al fuoco e dichiarazione di conformità del prodotto redatta dal produttore.

Tuttavia, anche in assenza di una norma di prodotto armonizzata, è possibile marcare CE un prodotto, ad esempio un sigillante per la resistenza al fuoco, percorrendo la strada alternativa dell’ETA, acronimo di European Technical Assessment, affidandosi ad uno degli organi di valutazione tecnica nominati dai governi di ciascuno Stato membro dell’Unione denominati TAB, acronimo di Technical Assessment Body e seguendo le linee guide EAD, acronimo di European Assessment Document. Tale documento, predisposto appositamente per ciascuna tipologia di prodotto, contiene la descrizione del prodotto e del suo utilizzo, l’elenco delle caratteristiche prestazionali essenziali con i relativi criteri e metodologie di valutazione nonché i principi per i successivi controlli della produzione in fabbrica da seguire pedestremente. L’implementazione di uno sistema di controllo di produzione in fabbrica viene costantemente monitorato dal TAB, che attraverso degli audit eseguiti direttamente nel sito produttivo verifica da una parte i processi di produzione che non devono aver subito delle alterazioni nel tempo e dall’altra che i prodotti conseguenti siano conformi a quelli testati. In questo modo il TAB emette il certificato di costanza delle prestazioni del prodotto mentre in caso di gravi non conformità può essere ritirata la marcatura CE del prodotto. Naturalmente per i sigillanti, la verifica delle prestazioni di resistenza al fuoco segue un percorso certificativo sperimentale con specifici test in laboratorio.
Uno dei pilastri fondamentali del regolamento UE 305/2011 per la marcatura CE di un prodotto è infatti l’adozione di un controllo di produzione in fabbrica che deve essere permanente e documentato. Il fabbricante deve sistematicamente adottare procedure di produzione e di verifica della produzione per valutare la conformità del prodotto al EAD.
Una volta ottenuto l’ETA, ad opera di un Technical Assessment Body (o “TAB”) per il prodotto, è possibile emettere la marcatura CE del prodotto. Il fabbricante accompagna le sue forniture con la DoP (Declaration of Performance) che è un documento da lui redatto in ambiente di autocertificazione e che raccoglie i risultati e le prestazioni del prodotto contenute nell’ETA.

NORMA UNI EN 1366-3

La norma disciplina le modalità di prova della resistenza al fuoco delle tubazioni, cavi elettrici ed altri elementi di discontinuità delle compartimentazioni (ad esempio le scatole elettriche) su supporti di tipo rigido o flessibile.
Per quanto riguarda le tubazioni, il comportamento al fuoco è completamente diverso in funzione della tipologia di materiale con il quale sono prodotte e questa differenza si trova nella norma di prova. Vengono definite come “tubazioni plastiche” quelle che sono realizzate in materiali non classificati in classe di reazione al fuoco A1 e A2 (combustibili) e che hanno una temperatura di fusione inferiore a 1.000 °C mentre vengono definite come “tubazioni metalliche” quelle che sono realizzate in materiali in classe di reazione al fuoco A1 e A2 (incombustibili) e che hanno una temperatura di fusione superiore a 1.000 °C. Un caso particolare è rappresentato dalle tubazioni in alluminio che pur essendo tubazioni metalliche e classe di reazione al fuoco A1 presenta una temperatura di fusione inferiore a 1.000 °C che comporterà il ricorso sia a materiali che isolano termicamente la tubazione ma anche dei sistemi di ripristino del supporto in occasione dell’attraversamento con materiali che siano in grado di ripristinare la compartimentazione qualora il materiale della tubazione fondesse.
Le tubazioni combustibili sottoposte all’incendio perdono la consistenza in un intervallo di temperature molto basso, fino a ca. 220 °C. Lo scopo del sigillante deve pertanto essere quello di ripristinare la compartimentazione in corrispondenza del varco aperto dalla tubazione “sciolta” perché attraverso quest’apertura è possibile il passaggio di fumo, fiamme e calore vanificando la prestazione “EI” del supporto di compartimentazione. La sigillatura di queste tubazioni avviene mediante il ricorso di materiali intumescenti che sono in grado di aumentare il proprio volume anche di 30 volte se sottoposti a temperature elevate. Solitamente il processo di aumento del volume di questi materiali inizia sui 180 °C e continua all’aumentare della temperatura. Questo comportamento, associato all’elevata resistenza al fuoco insita al materiale, garantisce la continuità della compartimentazione in caso di incendio.
Nel caso di tubazioni incombustibili con temperatura di fusione superiore ai 1000 °C (come ad esempio l’acciaio, il ferro o il rame), la protezione in caso di incendio è relativa alla elevata conduzione della temperatura che avviene per mezzo della tubazione stessa che aumentato notevolmente di volume, lo può trasmettere ai compartimenti adiacenti e divenendo essa stessa una fonte di innesco di incendio lontano dal punto di innesco. Pertanto, l’obiettivo diventa quello di isolare termicamente la tubazione con materiali che siano in grado di resistere all’aggressione termica dell’incendio e mantenere fredda la tubazione metallica sottostante.

La norma definisce le tipologie di isolamento delle tubazioni incombustibili come • CS (Continuo e Sostenuto): l’isolante è applicato per tutta la lunghezza del tubo e passa all’interno della compartimentazione attraversata
• CI (Continuo e Interrotto): l’isolante è applicato per tutta la lunghezza del tubo ed è interrotto in corrispondenza della compartimentazione attraversata
• LS (Locale e Sostenuto): l’isolante è applicato per una lunghezza limitata del tubo e passa all’interno della compartimentazione attraversata
• LI (Locale e Interrotto): l’isolante è applicato per una lunghezza limitata del tubo ed è interrotto in corrispondenza della compartimentazione attraversata

Nel caso di tubazioni incombustibili coibentate, la tipologia di sigillante è determinata dalla tipologia della coibentazione che può essere di tipo combustibile o incombustibile. È classico il primo caso che comporta la protezione della tubazione con un prodotto intumescente, che sotto l’azione dell’incendio aumenta il volume compensando lo scioglimento del coibente

Nel caso di tubazioni incombustibili coibentate, la tipologia di sigillante è determinata dalla tipologia della coibentazione che può essere di tipo combustibile o incombustibile. È classico il primo caso che comporta la protezione della tubazione con un prodotto intumescente, che sotto l’azione dell’incendio aumenta il volume compensando lo scioglimento del coibente. La caratterizzazione dei sigillanti su tubazioni avviene eseguendo i test sul diametro minimo (con spessore minimo) e il diametro massimo (con spessore minimo e con spessore massimo) al fine di ottenere l’area di applicazione più estesa possibile. Altra condizione importante oggetto di test di resistenza al fuoco è la tipologia di estremità della tubazione oggetto di test che può essere tappata (“C” o Capped) oppure aperta (“U” o Uncapped). Questa differente condizione permette di simulare le tipologie di tubazioni presenti in cantiere ed applicare il giusto risultato di test. Le tipologie di tubazione di test sono quindi le seguenti:

I risultati ottenuti su una determinata configurazione possono essere estesi ad altre configurazioni, sempre nella logica base che un risultato può essere esteso ad una condizioni di cantiere che è più gravosa di quella testata. Pertanto

Pertanto, il test eseguito su una tubazione C/U non può essere estesa ad una tubazione U/U e U/C ma può essere utilizzato con tubazioni di tipo C/U e C/C.

La tipologia di estremità nel test di laboratorio è molto importante per poter scegliere il corretto sigillante che meglio si adatta alla tipologia di tubazione che si deve sigillare. La norma fornisce una matrice di scelta del corretto sigillante e per le tubazioni combustibile il punto focale è la destinazione di utilizzo della tubazione mentre per le tubazioni incombustibili è la tipologia di sostegno.

Cavi elettrici

I cavi elettrici, oltre a rappresentare una discontinuità della resistenza al fuoco di una compartimentazione, sono essi stessi punti critici nella valutazione rischio incendio di un edificio perché possibile causa di cortocircuiti, sovraccarichi di corrente o semplicemente guasti con accensioni e inneschi di un incendio. La norma di prova è incentrata sulla metodologia di riqualificazione dello spazio tra l’elemento o gli elementi dell’attraversamento impiantistico e il foro con materiali che impediscano il passaggio di fumo e calore da un compartimento all’altro.

La norma stabilisce le modalità per l’esecuzione dei test al fuoco sulle diverse tipologie di cavi elettrici (potenza o dati) in funzione della dimensione con installazione a singolo cavo o gruppi, in canalina metallica, all’interno di tubazioni plastiche o libera senza alcun tipo di sostegno. Il ripristino della compartimentazione degli attraversamenti elettrici può essere effettuato con sistemi diversi, dai sacchetti o mattoncini in materiale intumescente, piuttosto che con speciali schiume, pannelli in fibra o malte cementizie o siliconi per la completa chiusura del varco.

La scelta, oltreché, per le condizioni al contorno del supporto andrà effettuata in funzione al successivo utilizzo del varco perché soluzioni con sacchetti o mattoncini possono essere facilmente rimosse per interventi successivi all’impianto. Ripristini con pannelli a bassa densità o schiume possono essere asportate in parte mentre soluzioni più rigide con malte comportano interventi più complicati.

NORMA UNI EN 1366-4

Un importante aspetto progettuale degli edifici, in particolare in Italia, è la resistenza ai movimenti sismici e da qui la necessità di una specifica progettazione antisismica delle strutture. La definizione di giunto lineare si inserisce in questo contesto dove l’inserimento di piccole aperture all’interno delle strutture permette di garantire la necessaria flessibilità strutturale ma comporta problematiche dal punto di vista della resistenza al fuoco dell’elemento e della continuità della compartimentazione.

I giunti sono sostanzialmente degli spazi che consentono alle strutture di avere dei piccoli movimenti, non soltanto per scosse del terreno ma anche per via di dilatazioni termiche, senza comportare delle fessurazioni degli elementi o addirittura una rottura degli stessi. La doppia necessità di resistenza strutturale e antincendio dei giunti comporta l’obbligo di specifiche di test al fuoco di soluzioni e materiali che permettano di seguire i movimenti delle compartimentazioni pur mantenendo le caratteristiche di resistenza al fuoco. La norma UNI EN 1366-4 fissa le regole di prova al fuoco, suddividendo i giunti senza movimenti da quelli con movimento.

La prima tipologia deve essere sigillata con sistemi che sono in grado di comprimersi/espandersi fino al 7,5 % dell’ampiezza del giunto e la norma non precede alcun tipo di test oltre a quella relativa alla resistenza al fuoco. La seconda tipologia di giunti invece deve essere sigillata con sistemi che sono in grado di rispettare % di compressione ed espansione maggiori del 7,5% della propria ampiezza e la norma comporta di sottoporre il sigillante anche ad una prova di tipo “meccanico”.

La norma definisce anche la posizione del sigillante all’interno dello spessore della compartimentazione al fine di replicare esattamente il posizionamento dell’elemento in cantiere, dove le esigenze potrebbero imporre una specifica installazione piuttosto che un’altra. La posizione del test è poi vincolante sulla certificazione e sulla installazione in cantiere. Un sigillante testato all’interno dello spessore della compartimentazione e dalla parte del fuoco potrà essere posizionato in cantiere in qualsiasi posizione ma non viceversa.