Descrizione e Applicazioni
I sistemi di evacuazione fumi e calore (EFC), sono costituiti da vani di ventilazione naturale o meccanici con funzionamento manuale o automatico, talvolta accoppiati a cortine antifumo e sono trattati nella direttiva 89/106/CE, recepita in Italia dal D.P.R. n. 246 dd. 31.04.1993. Detta norma si trova armonizzata come specifica tecnica adottata dal CEN (Comite Europeen de Normalisation), che nel suo ambito trova rispondenza nel comitato tecnico CEN/TC 191 denominato “Sistemi fissi per la lotta contro l’incendio”. AI suo interno opera un gruppo di lavoro che sta elaborando le norme comunitarie sugli impianti EFC e sulle specifiche tecniche di tutti i suoi componenti.
I contenuti della norma UNI 9494 sono in perfetta sintonia con quanto previsto dai progetti del comitato CEN/TC 191. Gli EFC sono solitamente costruiti secondo la recente norma tecnica europea EN 12101 recepita dalla UNI e pubblicata nella versione italiana UNI EN 12101-2-2004.
Questi sistemi servono ad estrarre dalle aeree interessate i fumi ed il calore generati da un incendio, contribuendo a contenere la propagazione laterale ed a creare al di sotto dello stato di fumi in sospensione un’area esente da fumi stessi, garantendo cosí di mantenere sgombri da prodotti di combustione i percorsi di sfollamento e fuga e gli accessi per le operazioni di soccorso antincendio.
Contribuisce inoltre a ritardare o impedire il flash over (incendio generalizzato) ed a ridurre il pericolo di collasso degli elementi strutturali dell’area dovute all’aumento di temperature.
Ovviamente il loro limite sta nella limitazione dell’utilizzo che é riservato agli edifici monopiano e/o all’ultimo piano degli edifici multipiano, non essendo possibile il loro utilizzo nei piani intermedi.
Lo scopo dell’impianto EFC si puó pertanto cosí riassumere:
- agevolare lo sfollamento dei presenti e l’azione dei soccorritori;
- proteggere strutture e merci dall’azione dei fumi e gas caldi e ridurre il rischio di collasso delle strutture portanti;
- ritardare o evitare l’incendio pieno;
- ridurre i danni dai gas di combustione e da eventuali sostanze tossiche e corrosive generate dall’incendio.
L’azione efficace dell’impianto di evacuazione fumo e calore si ha nella prima fase dell’incendio, con temperature fino a 300°C. Si ribadisce dunque che gli impianti EFC, come tutti gli altri impianti antincendio, devono entrare in funzione nei primi minuti dopo lo scoppio dell’incendio. La norma UNI 9494, giá nelle definizioni e termini, introduce il compartimento (A), settore di edificio limitato da pareti e solai resistenti al fuoco e il compartimento a soffitto (As), area compresa tra due cortine a tenuta di fumo o tra due elementi strutturali similari (per esempio travi).
Il paragrafo 5 della norma UNI 9494 definisce come deve essere progettato l’impianto.
Gli EFC devono soddisfare una serie di caratteristiche che il costruttore deve garantire. Ogni singolo EFC ha il proprio comando di apertura con fonte autonoma di energia e scatto termico a 68; 93 o 141°C. La fonte autonoma di energia é una cartuccia da 30 g di CO2. Ogni gruppo di EFC, gruppo che copre un compartimento o una parte di compartimento (in genere zone da 1600 m2 circa), ha il proprio comando di apertura antincendio. Questo comando remoto é il piú importante perché fornisce la ventilazione antincendio, l’evacuazione dei fumi e dei gas caldi dalla zona sotto incendio.
Nel paragrafo 6 della norma UNI 9494 i parametri che si prendono in considerazione sono la velocitá di propagazione dell’incendio, la durata prevista di sviluppo dell’incendio, la geometria dell’ambiente, cioé del compartimento.
Con il primo parametro si vuoi considerare la quantitá di fumi e gas caldi prodotti. Non si richiede il carico d’incendio, ma la velocitá con cui il braciere si allarga. E si danno tre ipotesi:
- velocitá bassa
- normale
- alta
Non é facile utilizzare la velocitá bassa, perché sono sufficienti pochi imballaggi di plastica per ricondurre il caso alla velocitá media. La velocitá alta é legata a prodotti e sostanze con combustione rapida, quasi tutti classificati. Il secondo parametro, il tempo di sviluppo dell’incendio, é dato dalla somma del tempo di allarme (O min. Con impianti automatici di rilevazione fumo, 5 min. con presenza di uomini) e del tempo d’intervento delle squadre antincendio, 5 min. per squadra interna, 20 min. per squadra esterna. Si mantiene il tempo d’intervento piú basso, 5 min., se esistono impianti automatici di spegnimento come lo sprinkler.
Il tempo d’intervento della squadra esterna é dato dai Vigili del fuoco. In genere si calcola 1km = 1 min.; nelle zone con traffico difficile, é opportuno far confermare il tempo dal comando provinciale.
GRUPPI DI DIMENSIONAMENTO (GD)
Tempo di allarme + Tempo inizio operazioni = Tempo di sviluppo Incendio
Il terzo parametro analizza l’ambiente, il compartimento, la superficie, la forma e l’altezza della copertura, la presenza di cortine tagliafumo che creano i comparti a soffitto (utilissimi serbatoi di fumo e gas caldi), l’altezza libera da fumi che bisogna dare (metá altezza media, non meno di 2 m).
Il fattore determinante per il buon funzionamento di un impianto di evacuazione di fumo e calore é il corretto dimensionamento dell’evacuatore; Il dimensionamento di un evacuatore di fumo e calore dipende dallo spessore dello strato di fumo che si puó raccogliere nella parte alta del soffitto.
Gli evacuatori di fumo e calore devono essere ripartiti il piú uniformemente possibile all’interno dell’area da proteggere. Nel calcolo del numero di evacuatori da installare é preferibile sempre adottare un numero maggiore di apparati di dimensione piú contenuta piuttosto che il contrario.
Nei casi in cui zone dell’area da proteggere vengano separate parzialmente da pareti, travi, correnti o da altri elementi da costruzione, deve essere installato un evacuatore di fumo per ciascuna zona.
In ambienti in cui sono presenti controsoffitti che possono comportare l’accumulo di calore, é necessario prevedere aperture supplementari.
Con il G.D. ottenuto e con l’altezza libera da fumi y (o yc) si determinano i coefficienti di dimensionamento, in percentuale della superficie del compartimento A.
COEFFICIENTI DI DIMENSIONAMENTO
*Si calcola con yc (fattore di correzione) se .As > 1600 m2 o .h c < 0,5xh
Se A é 1600 m2, o minore, e l’altezza media del comparto h maggiore o uguale a 4 m, la prima riga fornisce i valori a (y = 0,5 h).
Se A é maggiore di 1600 m2, si cerca la yc = y + Dh/2 * (A – 1600) /1600 cioé y corretta da un’aggiunta che tiene conto, con due fattori, dell’effetto cortine (Dh/2) e dell’effetto ambiente grande (A – 1600) /1600.
Il primo sviluppato é Dh = h – (y + hc) dove h = altezza media del comparto, y=h/2 e hc = altezza cortina, quando la cortina scende fino a h/2 si annulla.
Questo significa che se il comparto é suddiviso con comparti a soffitto di 1600 m2 (o meno) e le cortine scendono a metá altezza o piú, i fumi e gas caldi prodotti dall’incendio non passano ai comparti a soffitto adiacenti. Due conseguenze fondamentali:
- contengo per un periodo di alcuni minuti l’incendio in un solo comparto a soffitto, gli altri comparti a soffitto restano “bianchi”, “freddi” con gli EFC chiusi. Si ottiene un forte miglioramento della sicurezza globale,
- La SUT degli EFC é la minima, per cui si realizzano economie di apparecchi e di aperture al piede che possono essere sensibili.
Il secondo fattore varia da 0,0 a 1,0; per A= 1600 m2 é 0. Per A= 3200 m2 vale 1. Se A maggiore di 3200 m2, in (A – 1600)/1600 si pone sempre 3200 m2.
Il dimensionamento si conclude con il calcolo di yc, che sará tra 0,50 h e 0,75 h. Per esempio, con un G.D. 4 (edificio, con impianto di rivelazione fumi, tempo di intervento 15 min., velocitá di sviluppo incendio normale), il coefficiente di dimensionamento puó variare da 0,8% a 2,1 %, secondo le dimensioni dell’ambiente e la presenza di cortine tagliafumo.
Per quanto riguarda il sistema di apertura individuale questo é costituito da un dispositivo di perforazione, installato vicino al cilindro attuatore. La fiala termosensibile é tarata normalmente a 68°C, al raggiungimento di tale temperatura esplode, liberando l’ago che perfora il fondello della bomboletta di biossido di carbonio (CO2) istallato. Il gas compresso sblocca l’EFC e fa scattare il pistone che provoca il ribaltamento del telaio superiore. Il sistema meccanico di blocco impedisce dopo l’apertura la chiusura accidentale, anche in presenza di vento forte.
Si puó anche realizzare l’impianto collegando i gruppi con linea pneumatica o con linea elettrica. In entrambi i casi la linea deve resistere al fuoco e aprire tutti gli EFC della sezione sotto l’incendio.
L’energia autonoma, nel caso di collegamento pneumatico, é data da una bombola di C02 (biossido di carbonio). Nel caso di collegamento elettrico, sulla linea corre un segnale che attiva un percussore per ogni EFC; questo rompe l’ampollina termosensibile e libera la CO2 della cartuccia posta nell’EFC. Il percussore é mosso da una carica tipo pirotecnico o da un magnete. In entrambi i casi l’assorbimento é di circa 0,3 A per EFC.
Nel caso del circuito pneumatico si consuma solo la bombola di CO2 della stazione remota. Le cartucce di CO2 e le ampolle termosensibili di ogni singolo EFC restano integre.
Il circuito elettrico ha bisogno di una centralina remota in grado d’inviare un segnale di 24 V cc e aprire tutti gli EFC collegati. Si consumano tutte le cartucce di COl e le ampolle termosensibili degli EFC del gruppo, nonché la carica pirotecnica.
Esistono diversi tipi di EFC per semplicitá si possono ricondurre a tre tipi base secondo il sistema di apertura:
- il tipo ad un battente con parte mobile trasparente a “cupolino” oppure opaca, in genere ottenuta da una lastra metallica;
- il tipo a due battenti piú o meno inclinati, incernierati alla base del telaio e che, aperti, presentano i due telai mobili in posizione perpendicolare al piano d’appoggio. Il telaio mobile é chiuso con un portello piano opaco o trasparente;
- il tipo a “persiana” composto da lamelle mosse da un’unica asta; le lamelle sono incernierate sui lati del telaio fisso e sono opache o trasparenti.
I piú diffusi i cupolini sono dotati di un dispositivo per l’apertura manuale o meccanizzata in associazione con rivelatori d’incendio a funzionamento singolo o integrato con un sistema di rivelazione incendi. L’apertura deve essere garantita in un tempo non superiore a 60 secondi.
Solitamente il sensore del rivelatore é di tipo termico a soglia fissa o di tipo termovelocimetrico.
Ogni EFC deve essere come richiesto dalla EN 12101 corredato di una targhetta dove sono riportati i seguenti dati tecnici significativi:
- Denominazione ditta produttrice;
- Marchio attestante la conformitá alle norme europee;
- Codici certificazione e Normativa di riferimento;
- Dimensione geometrica dell’apertura espressa in cm.;
- Data di produzione;
- Numero di serie univoco;
- A(Aa) Aerodynamic free area (Superficie Utile Apertura) espressa in mq.;
- Dispositivo termosensibile espresso in °C;
- WL – Wind Load (Azione del Vento) (Pa);
- SL – Snow Load (Carico Neve) – (Pa);
- T – Low Ambient Temperature (Bassa Temperatura Ambiente) espressa in °C;
- Re – Number of cycles (Numero Cicli);
- B – Resistance to Heat (Resistenza al Calore) espressa in °C;
- F – Classe di reazione al fuoco materiale di copertura dell’EFC (cupola)