Resistenza al fuoco delle strutture e reazione al fuoco dei materiali

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Lincendio - Le fasi1. PRE FLASHOVER (ignizione e propagazione) 2. FLASHOVER 3. POST FLASHOVER (incendio generalizzato ed estinzione)

Fase pre flashover

Fase post flashover

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Lincendio Il comportamento al fuoco dei materialiCOMPORTAMENTO AL FUOCO DEI MATERIALIRESISTENZA AL FUOCO REAZIONE AL FUOCOGrado di partecipazione alla combustione di un materiale esposto al fuoco Capacit di un elemento da costruzione (struttura o componente) di mantenere per un determinato periodo di tempo, misurato in minuti, le sue caratteristiche di fronte a un incendio

COMBUSTIBILI

NON COMBUSTIBILI Classe 0

R: Mantenimento stabilit Lelemento conserva la sua resistenza meccanica anche sotto lazione del fuoco RE: Mantenimento stabilit pi tenuta Lelemento, oltre a conservare la resistenza meccanica, non consente il passaggio dal lato esposto allincendio di fiamme e fumi REI : Mantenimento stabilit, tenuta, isolamento termico Lelemento, oltre a conservare stabilit e tenuta, riduce la trasmissione di calore verso la faccia non esposta

MATERIALI DA COSTRUZIONE Classificati da 1 a 5 in funzione crescente della loro combustibilit MOBILI IMBOTTITI Classificati da 1IM a 3IM in funzione della maggior combustibilit

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La reazione al fuoco dei materiali

MISURA DI PROTEZIONE PASSIVA

Importante nelle prime fasi dellincendio

FINALIT 1. Riduzione della propagazione del fuoco e del fumo 2. Riduzione velocit propagazione incendio 3. Assicurare agli occupanti di lasciare lopera indenni

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Lincendio La reazione al fuoco dei materialiPRINCIPALI FATTORI DI RIFERIMENTOInfiammabilit: capacit di un materiale di prendere fuoco quando viene messo in contatto con una sorgente di ignizione e di permanere in questo stato di ignizione anche quando la sorgente viene allontanata Velocit propagazione fronte di fiamma: velocit con cui il fronte di fiamma avanza su un materiale, cio la velocit con cui un materiale brucia. Riferito soprattutto ai materiali bidimensionali (tende, pavimenti, controsoffitti, ecc.) Gocciolamento: capacit di un materiale, soggetto a un incendio, di produrre gocce che continuano a bruciare e che possono incendiare altri materiali Sviluppo di calore nel tempo: quantit di calore che il materiale produce nellunit di tempo quando brucia. Un materiale ce emette grandi quantit di calore in grado di innescare altri materiali nelle sue vicinanze Produzione di fumo: quantit e opacit dei fumi emessi. strumentale alla stima del grado di oscuramento dellambiante soggetto allincendio Produzione di gas tossici: quantit e tipo di sostanza tossica prodotta dallincendio

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Lincendio La reazione al fuoco dei materialiLe principali normative prima del D.M. 10/03/2005ELEMENTI DI RIFERIMENTO PER I CRITERI DI CLASSIFICAZIONE

Tempo di post-combustione: tempo, espresso in secondi, che intercorre dal momento in cui si allontana la fiamma pilota dalla provetta fino al momento in cui si estingue la fiamma sulla provetta Tempo di post-incandescenza: tempo, espresso in secondi, che intercorre dallestinzione della fiamma sviluppata o, in assenza di questa, dallallontanamento della fiamma pilota, fino alla completa scomparsa dellincandescenza Gocciolamento: tendenza di un materiale di lasciar cadere gocce e/o parti distaccate durante e/o dopo lazione della sorgente di calore Zona danneggiata: estensione massima in lunghezza, espressa in millimetri, della parte di provetta che risulta completamente combusta o fusa o presente dele degradazioni delle caratteristiche del materiale Velocit di propagazione della fiamma: velocit di propagazione del fronte di fiamma lungo la superficie della provetta espressa in millimetri al minuto 6

Lincendio La reazione al fuoco dei materialiIl D.M. 10/03/2005

STABILISCE NUOVE CLASSI DI REAZIONE AL FUOCO (EUROCLASSI)

A1, A2, B, C, D, E, F

Introduce una classificazione aggiuntiva anche rispetto alla produzione di:

FUMO (s1, s2, s3 - smoke) GOCCE/PARTICELLE ARDENTI (d0, d1, d2 - drop)

Presenta un elenco di materiali con classe di reazione al fuoco stabilita a priori

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Lincendio La reazione al fuoco dei materialiCLASSIFICAZIONI A CONFRONTO - D.M. 15/03/2005 CORRISPONDENZA CLASSII materiali, nel sistema europeo, vengono differenziati in maniera molto pi specifica rispetto al sistema italiano. Risulta pertanto difficile una trasposizione esatta tra i due metodi, con eccezione della corrispondenza tra classe A1 e classe 0 e i materiali non classificatiCLASSE 0 = CLASSE A1 (A1FL , A1L) CLASSE 1 = CLASSE A2 e CLASSE B con bassa produzione di fumo e gocce ardenti CLASSE 2 = CLASSE A2 e CLASSE B con alta produzione di fumo e gocce ardenti CLASSE C con bassa produzione di fumo e gocce ardenti CLASSE 3 = CLASSE C con alta produzione di fumo e gocce ardenti CLASSE D con bassa produzione di fumo e gocce ardenti CLASSE 4 e 5 = CLASSE D con alta produzione di fumo e gocce ardenti CLASSE E MATERIALI NON CLASSIFICATI = CLASSE F

Indicative8

Prove di reazione al fuoco

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Ministero dellInternoDipartimento dei Vigili del Fuoco, del Soccorso Pubblico e della Difesa Civile

Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco

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Gli effetti dellincendio sulle struttureCALORE Aumento della temperatura nei vari punti della sezione dellelemento

Degrado delle propriet dei materiali allaumentare della temperatura

Variazioni dello stato di sollecitazione per effetto delle dilatazioni termiche impedite

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ELEMENTI COSTRUTTIVI AI QUALI E RICHIESTO IL REQUISITO DI RESISTENZA AL FUOCO

STRUTTURE PORTANTItravi q pilastri q solai q pareti portanti non separanti q vani scala q vani ascensoreq

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ELEMENTI COSTRUTTIVI AI QUALI E RICHIESTO IL REQUISITO DI RESISTENZA AL FUOCO

COMPARTIMENTAZIONIpareti separanti q solai separanti q elementi di chiusura (porte, serrande tagliafuoco)q

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RESISTENZA AL FUOCO degli elementi costruttiviATTITUDINE DI UN ELEMENTO DA COSTRUZIONE (COMPONENTE O STRUTTURA) A CONSERVARE - SECONDO UN PROGRAMMA TERMICO PRESTABILITO E PER UN TEMPO DETERMINATO - IN TUTTO O IN PARTE: LA STABILITA R, LA TENUTA E, LISOLAMENTO TERMICO I

(D.M. 30.11.1983)

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STABILITA RATTITUDINE DI UN ELEMENTO DA COSTRUZIONE A CONSERVARE LA RESISTENZA MECCANICA SOTTO LAZIONE DEL FUOCO

COMMENTO: Per RESISTENZA MECCANICA si deve intendere la CAPACITA PORTANTE SOTTO LAPPLICAZIONE DEI CARICHI DI PROGETTO

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TENUTA EATTITUDINE DI UN ELEMENTO DA COSTRUZIONE A NON LASCIAR PASSARE NE PRODURRE - SE SOTTOPOSTO ALLAZIONE DEL FUOCO SU UN LATO - FIAMME, VAPORI O GAS CALDI SUL LATO NON ESPOSTOCOMMENTO: La definizione parla di GAS CALDI, cio quelli non caldi possono anche passare

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ISOLAMENTO IATTITUDINE DI UN ELEMENTO DA COSTRUZIONE A RIDURRE, ENTRO UN DATO LIMITE, LA TRASMISSIONE DEL CALORE

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REIIDENTIFICAZIONE DEGLI ELEMENTI COSTRUTTIVI SULLA BASE DEI REQUISITI RICHIESTI REI stabilit, tenuta, isolamento termico RE stabilit, tenuta R stabilit

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Il carico di incendioPrescinde dalle condizioni di ventilazione

SECONDO CIRCOLARE MI.SA. 91/61

q=

gi =1

n

i

Hi

4400 A

Si tratta di una durata che deriva dallipotesi di una velocit di combustione prefissata e pari a 1 kg/min. di legna per ogni metro quadro di superficie. Viene cio ipotizzata una combustione: che interessa contemporaneamente lintera superficie in pianta dellambiente; riferita alle specifiche condizioni di combustione di cataste di listelli in legno (o wood cribs - listelli con lato di 5 cm); con velocit di combustione sempre pari a 1 kg/min di legna per ogni m2 di superficie.

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Le prestazioni delle strutture

Classi di resistenza al fuocoD.M. 14.09.2005

R15, R20, R30, R45, R60, R90, R120, R180, R240

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Le prestazioni delle strutture

CAPACIT PORTANTE DELLE STRUTTUREAttitudine delle strutture a conservare una sufficiente resistenza meccanica sotto lazione del fuoco con riferimento alle altre azioni agenti (D.M. 14.09.2006 - Cap. 4)Azioni agenti = = CARICHI DI PROGETTO

CAPACIT DI COMPARTIMENTAZIONEAttitudine di un elemento costruttivo a conservare, sotto lazione del fuoco, un sufficiente isolamento termico ed una sufficiente tenuta ai fumi e ai gas caldi della combustione (D.M. 14.09.2006 - Cap. 4)

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Le prestazioni delle strutture(D.M. 14.09.2005, Norma C.N.R. 12/99 e nuovo decreto VVF) 5 LIVELLILIVELLO I Nessun requisito specifico di resistenza al fuoco dove le conseguenze di un crollo delle strutture siano accettabili e/o dove il rischio di incendio sia trascurabile. LIVELLO II Requisiti di resistenza al fuoco delle strutture per un periodo sufficiente a garantire l'evacuazione degli occupanti in un luogo sicuro. LIVELLO III Requisiti di resistenza al fuoco delle strutture tali da evitare, per tutta la durata dell'incendio, il collasso delle strutture stesse. LIVELLO IV Requisiti di resistenza al fuoco delle strutture per garantire, dopo la fine dell'incendio, un limitato danneggiamento delle strutture stesse. LIVELLO V Requisiti di resistenza al fuoco delle strutture per garantire, dopo la fine dell'incendio, il mantenimento della totale funzionalit delle strutture stesse.22

Le prestazioni delle strutture(D.M. 14.09.2005, Norma C.N.R. 12/99 e nuovo decreto VVF)LIVELLO I Nessun requisito specifico di resistenza al fuoco dove le conseguenze di un crollo delle strutture siano accettabili e/o dove il rischio di incendio sia trascurabile. VERIFICA DI RESISTENZA AL FUOCO NON RICHIESTA Condizioni necessarieEventuali crolli totali o parziali della costruzione non devono arrecare danni ad altre costruzioni, e Eventuali crolli totali o parziali della costruzione non devono compromettere lefficacia di elementi di compartimentazione e sistemi antincendio che proteggono altre costruzioni, e La costruzione non adibita interamente o in parte, ad attivit che comportino la presenza di persone, esclusa quella occasionale e di breve durata del personale addetto La costruzione non adibita ad attivit con carico di incendio specifico riferito a tutti i compartimenti e gli ambienti che li compongono maggiore di 100 MJ/m2, e La costruzione non adibita ad attivit che comportano limpiego di sostanze infiammabili, esplosive, tossiche o che possono dar luogo a reazioni pericolose, e La costruzione non adibita ad attivit che comportano impiego di fiamme libere, di resistenze elettriche in vista e di corpi incandescenti non protetti 23

Le prestazioni delle strutture(D.M. 14.09.2005, Norma C.N.R. 12/99 e nuovo decreto VVF)LIVELLO II Requisiti di resistenza al fuoco delle strutture per un periodo sufficiente a garantire l'evacuazione degli occupanti in un luogo sicuro. Condizioni necessarieEventuali crolli totali o parziali della costruzione non devono arrecare danni ad altre costruzioni, e Eventuali crolli totali o parziali della costruzione non devono compromettere lefficacia di elementi di compartimentazione e sistemi antincendio che proteggono altre costruzioni, e Il massimo affollamento complessivo della costruzione non superi le 100 persone e la densit di affollamento media dei compartimenti non superiore a 0,2 pers./m2, e La costruzione non deve essere adibita ad attivit che prevedono posti letto, e

La costruzione non deve essere adibita ad attivit per malati, anziani, bambini o persone con ridotte o impedite capacit motorie, sensoriali, cognitive

R15 R30 R45

CLASSI costruzioni ad un piano fuori terra senza interrati costruzioni fino a due piani fuori terra e un interrato per tutte le altre costruzioni

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Le prestazioni delle strutture(D.M. 14.09.2005)LIVELLO III Requisiti di resistenza al fuoco delle strutture tali da evitare, per tutta la durata dell'incendio, il collasso delle strutture stesse. ADEGUATO PER TUTTE LE COSTRUZIONI FATTE SALVE QUELLE CON PRESTAZIONI DI LIVELLO IV O VCarico di incendio specifico di progetto Capacit portante Classe minima Non superiore a 150 MJ/mq Non superiore a 200 MJ/mq Non superiore a 300 MJ/mq Non superiore a 450 MJ/mq Non superiore a 600 MJ/mq Non superiore a 900 MJ/mq Non superiore a 1.200 MJ/mq Non superiore a 1.800 MJ/mq Oltre 1.800 MJ/mq R15 R15 R15 R30 R30 R45 R60 R90 R120 Classe di riferimento R15 R20 R30 R45 R60 R90 R120 R180 R240 25

Le prestazioni delle strutture(Nuovo decreto VVF)LIVELLO III Requisiti di resistenza al fuoco delle strutture tali da evitare, per tutta la durata dell'incendio, il collasso delle strutture stesse. ADEGUATO PER TUTTE LE COSTRUZIONI FATTE SALVE QUELLE CON PRESTAZIONI DI LIVELLO IV O VCarico di incendio specifico di progetto Capacit portante Classe minima Non superiore a 200 MJ/mq Non superiore a 300 MJ/mq Non superiore a 450 MJ/mq Non superiore a 600 MJ/mq Non superiore a 900 MJ/mq Non superiore a 1.200 MJ/mq Non superiore a 1.800 MJ/mq Non superiore a 2.400 MJ/mq Superiore a 2.400 MJ/mq 0 0 R15 R30 R30 R45 R60 R90 R120 Classe di riferimento R15 R20 R30 R45 R60 R90 R120 R180 R240 26

Le prestazioni delle strutture(D.M. 14.09.2005 e nuovo decreto VVF)LIVELLO III ammesso il livello di prestazioni II per elementi strutturali secondari purch sia verificato che:

Un eventuale crollo di elementi secondari non compromette la capacit portante delle altre parti della struttura, e

Un eventuale crollo di elementi secondari noncompromette la capacit di elementi costruttivi di compartimentazione e di sistemi antincendio, e

Un eventuale crollo di elementi secondari nondeve costituire pericolo per gli occupanti e per i soccorritori

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Le prestazioni delle strutture(D.M. 14.09.2005 e nuovo decreto VVF)LIVELLO III E CURVE NATURALI DI INCENDIO (FIRE SAFETY ENGINEERING) I valori del carico di incendio e le caratteristiche del compartimento diventano limiti di esercizio La verifica va applicata allintervallo di tempo necessario al ritorno alla temperatura ordinaria Ulteriore verifica rispetto allazione termica delle curva nominale con riferimento al valore di Classe Minima della tabella precedenteCarico di incendio specifico di progetto Capacit portante Classe minima Non superiore a 150 MJ/mq Non superiore a 200 MJ/mq Non superiore a 300 MJ/mq Non superiore a 450 MJ/mq Non superiore a 600 MJ/mq Non superiore a 900 MJ/mq Non superiore a 1.200 MJ/mq Non superiore a 1.800 MJ/mq Oltre 1.800 MJ/mq R15 R15 R15 R30 R30 R45 R60 R90 R120 Classe rif. R15 R20 R30 R45 R60 R90 R120 R180 R240 Non superiore a 200 MJ/mq Non superiore a 300 MJ/mq Non superiore a 450 MJ/mq Non superiore a 600 MJ/mq Non superiore a 900 MJ/mq Non superiore a 1.200 MJ/mq Non superiore a 1.800 MJ/mq Non superiore a 2.400 MJ/mq Superiore a 2.400 MJ/mq Carico di incendio specifico di progetto Capacit portante Classe minima 0 0 R15 R30 R30 R45 R60 R90 R120 Classe rif. R15 R20 R30 R45 R60 R90 R120 R180 R240

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Le prestazioni delle strutture(D.M. 14.09.2005, Norma C.N.R. 12/99 e nuovo decreto VVF)LIVELLO IV Requisiti di resistenza al fuoco delle strutture per garantire, dopo la fine dell'incendio, un limitato danneggiamento delle strutture stesse (su richiesta del committente) Condizioni necessarie

Capacit portante mantenuta per tutta la durata dellincendio

Regime di deformazione contenuto

Capacit portante residua che consenta interventi di ripristino

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Le prestazioni delle strutture(D.M. 14.09.2005, Norma C.N.R. 12/99 e nuovo decreto VVF)LIVELLO V Requisiti di resistenza al fuoco delle strutture per garantire, dopo la fine dell'incendio, il mantenimento della totale funzionalit delle strutture stesse (su richiesta del committente) Condizioni necessarie

Capacit portante mantenuta per tutta la durata dellincendio

Regime di deformazione trascurabile

Capacit portante residua adeguata alla funzionalit immediata della ricostruzione

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Forno verticale per prove di Resistenza al Fuoco

Laboratorio di Scienza delle Costruzioni del CSE

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VERIFICA TABELLARE

CIRCOLARE M.I. n 91/61 Si basa sul criterio che la struttura deve resistere, senza rovinare, allincendio delle sostanze combustibili in essa contenute Introduce pertanto i concetti di: 1. carico d'incendio; 2. classe delledificio.32

VERIFICA TABELLARE

Carico di incendio Il valore del carico dincendio per il locale o per il piano considerato si ottiene calcolando per tutto il materiale combustibile presente, lequivalente in legno sulla base del potere calorifico superiore del legno pari a 4400 Cal/Kg.33

VERIFICA TABELLARE

Classe delledificio La classe esprime il carico di incendio virtuale in Kg/mq di legna standard e nello stesso tempo esprime in minuti primi la durata minima di resistenza al fuoco da richiedere alla struttura. SEMPLIFICAZIONE 1 Kg/mq di legna brucia in 1 minuto34

VERIFICA TABELLARE

Classe delledificio

C=KxqC : classe q : carico di incendio K : coefficiente riduzione (0,2