ANNO 2001 PROGETTO DI RICERCA GRUPPO N. 7 CSE - LABORATORIO DI CHIMICA
STUDIO DELLE CORRELAZIONI TRA I SISTEMI DI CLASSIFICA DI REAZIONE AL
FUOCO ITALIANO ED EUROPEO SULLA BASE DEI DATI SPERIMENTALI PROVENIENTI
DA RICERCHE INTERLABORATORIO
Dirigente proponente:
Dott. Ing. Gioacchino Giomi
Coordinatore:
Dott. Arch. Sergio Schiaroli
Componenti:
Dott. Ing. Massimo Nazzareno Bonfatti
Dott. Ing. Cristina D’Angelo
Dott. Ing. Marcello Lombardini
CR Renato Mandile
CR Gennaro Bozza
CR Roberto Soro
CS Valter Ricci
VP Santo Golino
VP Massimo Largoni
RD Carla Palazzi
OTSL Giovanni Longobardo
AALT Antonio Centra
AALT Luciano Eramo
INDICE
1. Premessa
1.1 Il sistema di classifica italiano
1.2 Il sistema di classifica europeo
2. Scopi e criteri della ricerca
2.1 Le correlazioni tra i sistemi di classifica italiano ed europeo
2.2 La sperimentazione interlaboratorio
3. Fase sperimentale
3.1 Le procedure di prova italiane
3.2 Le procedure di prova europee
3.3 Le procedure di calibrazione delle apparecchiature
3.4 Le procedure di condizionamento dei campioni
3.5 Le procedure di montaggio dei campioni
4. Analisi dei risultati
4.1 Raccolta dei dati sperimentali su supporto informatico
4.2 Distribuzione ed ordinamento dei materiali esaminati
4.2.1 nelle classi di reazione al fuoco italiane
4.2.2 nelle classi di reazione al fuoco europee
4.2.3 nelle classi di reazione al fuoco europee con l’applicazione dei criteri di cui alla
proposta di modifica
4.3 Confronto dell’ordinamento dei materiali nei due sistemi di classifica
5. Conclusioni e considerazioni finali
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1. PREMESSA
Il presente studio è basato sui risultati sperimentali ottenuti nel corso della ricerca interlaboratorio
condotta nell’ambito della convenzione stipulata tra il Laboratorio di Chimica del CSE, la
UNIONPLAST Unione Nazionale Industrie Trasformatrici Materie Plastiche, il Laboratorio L.S.F.
Laboratorio Studi e Ricerca sul Fuoco e il Laboratorio LA.P.I. Laboratorio Prevenzione Incendi.
Scopo della ricerca è stato quello di effettuare le prove di reazione al fuoco secondo le metodologie
UNI attualmente in vigore in Italia e quelle EN di prossima adozione a livello europeo, con il fine di
comparare i risultati ottenuti e stabilire eventualmente le corrispondenze tra i due sistemi di
classifica.
I termini della convenzione stabiliscono quanto segue:
-
le aziende rappresentate da UNIONPLAST forniscono nelle quantità necessarie ai predetti
laboratori i materiali da sottoporre a prova;
-
il LABORATORIO DI CHIMICA DEL CSE, coordinando la intera fase sperimentale, effettua
le prove di reazione al fuoco secondo le metodologie UNI 8457 – 9174 applicando la UNI 9177
per la relativa classificazione, nonché le prove secondo le metodologie EN ISO 11925-2
applicando la EN 13501.1 per la relativa classificazione europea;
-
Il LABORATORIO L.S.F. effettua le prove di reazione al fuoco secondo le metodologie EN
13823 (SBI versione 2000), EN 13823 modificata (SBI versione modificata secondo proposta
italiana);
-
Il LABORATORIO LA.P.I. effettua le prove di reazione al fuoco secondo le metodologie EN
13823 (SBI versione 2000).
Con tale studio il Laboratorio di Chimica del CSE ha potuto ampliare gli elementi già a
disposizione per affrontare la problematica relativa all’adeguamento a procedure comunitarie dei
vigenti criteri nazionali utilizzati per la valutazione e la classificazione della reazione al fuoco dei
materiali con riferimento ai prodotti da costruzione regolamentati dalla Direttiva 89/106/CEE.
Analoghi studi basati unicamente sui dati provenienti da risultati di prove effettuate secondo le
procedure italiane, hanno permesso di ipotizzare una prima correlazione tra il sistema di classifica
italiano e quello europeo relativamente alle sole famiglie di prodotti nella condizione d’uso finale a
pavimento.
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Avendo a disposizione i risultati di una sperimentazione su prodotti con impiego a parete e/o a
soffitto si vuole affrontare in modo complessivo la comparazione tra i due sistemi di classifica di
reazione al fuoco,.
I risultati ottenuti, seppur limitati ad una indagine su una sola famiglia di prodotti omogenei,
possono ritenersi un’utile base di studio per attuare il recepimento del nuovo sistema di
classificazione europeo e predisporre il corrispondente adeguamento delle regole tecniche di
prevenzione incendi in materia di reazione al fuoco.
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1.1 IL SISTEMA DI CLASSIFICA ITALIANO
Nell’attuale sistema italiano i metodi di prova per la determinazione della classe di reazione al
fuoco dei materiali, applicabili ai prodotti da costruzione, sono i seguenti:
•
UNI ISO 1182 - Materiali da costruzione- Prova di non combustibilità
•
UNI 8456 - Reazione al fuoco dei materiali sospesi e suscettibili di essere investiti da una
piccola fiamma su entrambe le facce
•
UNI 8457 - Reazione al fuoco dei materiali che possono essere investiti da una piccola
fiamma su una sola faccia
•
UNI 9174 - Reazione al fuoco dei materiali sottoposti all’azione di una fiamma d’innesco in
presenza di calore radiante
I parametri misurati per determinare la classe di reazione al fuoco dei prodotti da costruzione,
esclusi i pavimenti, sono:
per la prova di non combustibilità (UNI ISO 1182)
•
Incremento della temperatura (C°)
•
Perdita di massa (%)
•
Durata di fiamme continue (s)
per la piccola fiamma (UNI 8456 e UNI 8457)
•
Tempo di post- incandescenza (s)
•
Tempo di post- combustione (s)
•
Zona danneggiata (mm)
•
Gocciolamento
per il pannello radiante (UNI 9174)
•
Velocità di propagazione della fiamma (mm/min)
•
Tempo di post- incandescenza (s)
•
Zona danneggiata (mm)
•
Gocciolamento
Ai fini della classificazione si applicano i seguenti criteri:
•
i materiali che hanno superato i valori soglia definiti per la prova di incombustibilità UNI ISO
1182 ottengono la classe 0 di reazione al fuoco.
5
•
i materiali combustibili vengono sottoposti a prove combinate di piccola fiamma e pannello
radiante; sulla base dei risultati ottenuti in ogni singola prova per ciascuno dei parametri
misurati viene attribuito un livello, su una scala di tre. I livelli attribuiti vengono moltiplicati per
fattori correttivi che tengono conto delle condizioni d’uso finale del prodotto determinando una
categoria su una scala di quattro. La classe di reazione al fuoco del prodotto, su una scala di
cinque, è infine data dalla combinazione delle categorie risultanti dalle prove eseguite secondo
quanto indicato nella norma UNI 9177.
1.2 IL SISTEMA DI CLASSIFICA EUROPEO
Nel sistema europeo di prossima adozione i metodi di prova per la determinazione della classe di
reazione al fuoco dei prodotti da costruzione, sono le seguenti norme elaborate dal CEN/TC/127:
EN ISO 1182 : 2000
EN ISO 1716 : 1998
EN ISO 11925-2 : 1998
EN 13823 : 2000
EN ISO 9239-1 : 1998
Prove di reazione al fuoco per i prodotti da costruzione:
prova di non combustibilità (Non-combustibility test)
Prove di reazione al fuoco per i prodotti da costruzione:
determinazione del potere calorifico superiore (Gross
calorific potential)
Prove di reazione al fuoco per i prodotti da costruzione:
infiammabilità quando è sottoposto al contatto diretto della
fiamma (Ignitability)
Prove di reazione al fuoco per i prodotti da costruzione
esclusi i pavimenti: esposizione ad un attacco termico
mediante un “Single Burning Item” (S.B.I.)
Prove di reazione al fuoco per i pavimenti da costruzione:
prova del pannello radiante (Burning behaviour of
floorings, using a radiant heat source)
I parametri misurati per determinare la classe di reazione al fuoco dei prodotti da costruzione,
esclusi i pavimenti, sono:
per la prova di non combustibilità (EN ISO 1182)
•
∆T incremento della temperatura (K°)
•
∆M perdita di massa (%)
6
•
t f durata di fiamme continue (s)
per il potere calorifico superiore (EN ISO 1716)
-
PCS potere calorifico superiore ( MJ/kg o MJ/mq)
per il Single Burning Item (S.B.I.) ( EN ISO 13823)
•
FIGRA velocità di crescita dell’incendio (W/s) da RHR rilascio di calore
•
THR 600s calore totale svolto (MJ)
•
SMOGRA velocità di crescita dei fumi ( m/s)
•
TSP600s produzione totale di fumi (mq)
•
LSF propagazione laterale della fiamma (mm)
Per la prova di accendibilità (EN 11925)
- Fs propagazione della fiamma (mm)
Per i parametri utilizzati ai fini della determinazione della classe di reazione al fuoco dei pavimenti
si rimanda alla relazione della ricerca anno2000.
Ai fini della classificazione si fa riferimento alla norma armonizzata EN 13501-1 di cui si riporta la
sola tabella 1 relativa ai prodotti da costruzione, esclusi i pavimenti.
Affinché i prodotti da costruzione, esclusi i pavimenti, appartengano ad una determinata classe
(vedi Tabella 1) devono:
Classe F
avere un comportamento non determinato o non classificabile in una delle
classi A1 , A2 , B , C , D , E
Classe E
resistere per un breve periodo ad un attacco di piccola fiamma senza
sostanziale propagazione di fiamma (EN ISO 11925)
Classe D
come la classe E ed in più resistere per un tempo più lungo all’attacco di
una piccola fiamma senza sostanziale propagazione della fiamma stessa;
subire un attacco termico da S.B.I. con rilascio di calore sufficientemente
limitato e ritardato (EN ISO 11925 e EN 13823)
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Classe C
come la classe D ma con requisiti più severi; per l’attacco termico da S.B.I.
devono avere una propagazione di fiamma laterale più limitata (EN ISO
11925 e EN 13823)
Classe B
come classe C ma con requisiti più severi (EN ISO 11925 e EN 13823)
Classe A2
come classe B relativamente all’attacco termico da S.B.I.; in condizioni di
pieno sviluppo d’incendio non contribuiscono significativamente alla crescita
dell’incendio (EN 13823 e EN ISO 1182 o EN ISO 1716)
Classe A1
non contribuiscono a nessuno stadio dell’incendio (EN ISO 1182 e EN
ISO 1716)
Per opportuno riscontro si riporta di seguito un estratto della norma EN 13501-1 comprendente :
o
Simboli
o
Definizioni
o Tabella 1 “ Classi di reazione all’azione dell’incendio per i prodotti da costruzione
ad eccezione dei pavimenti”
Simboli
∆T
Aumento di temperatura
∆m
Perdita di massa
tf
Durata dell'incendio
PCS
Potenziale calorifico lordo
FIGRA
Tasso di incremento dell'incendio
THR600s
Rilascio totale di calore
LFS
Propagazione laterale del fuoco
SMOGRA
Tasso di incremento del fumo
TSP600s
Produzione totale di fumo
Fs
Propagazione del fuoco
Definizioni
«Materiale»: una singola sostanza di base o una miscela di sostanze uniformemente distribuite, ad
esempio metallo, pietra, legno, calcestruzzo, lana di roccia con leganti uniformemente distribuiti,
polimeri.
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«Prodotto omogeneo»: un prodotto che consiste di un unico materiale e che presenta a tutti i livelli
densità e composizione uniformi.
«Prodotto non omogeneo»: un prodotto che non possiede i requisiti dei prodotti omogenei. Esso si
compone di uno o più componenti sostanziali e/o non sostanziali.
«Componente sostanziale»: un materiale che costituisce un elemento significativo nella
composizione di un prodotto non omogeneo. Un rivestimento con massa per unità di area > 1,0
kg/m2 o spessore > 1,0 mm è considerato un componente sostanziale.
«Componente non sostanziale»: un materiale che non costituisce una parte significativa di un
prodotto non omogeneo. Un rivestimento con massa per unità di area < 1,0 kg/m2 o spessore < 1,0
mm è considerato un componente non sostanziale.
Due o più rivestimenti non sostanziali adiacenti (ovvero non separati da alcun componente
sostanziale) sono considerati come un componente non sostanziale e, pertanto, devono soddisfare in
toto i requisiti previsti per i rivestimenti che sono componenti non sostanziali.
Tra i componenti non sostanziali si distingue tra componenti non sostanziali interni e componenti
non sostanziali esterni, definiti come segue:
«Componente non sostanziale interno»: un componente non sostanziale che è rivestito su
ambedue i lati da almeno un componente sostanziale.
«Componente non sostanziale esterno»: un componente non sostanziale che non è rivestito
su un lato da un componente sostanziale.
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Tabella 1
CLASSI DI REAZIONE ALL'AZIONE DELL'INCENDIO PER I PRODOTTI DA COSTRUZIONE AD
ECCEZIONE DEI PAVIMENTI (*)
Classe
A1
Metodo(i) di prova
EN ISO 1182 (1);
e
EN ISO 1716
A2
B
C
D
E
F
EN ISO 1182 (1)
o
Criteri di classificazione
∆T < 30° C; e
∆m< 50% e
tf < 0 (cioè incendio non
persistente)
PCS < 2,0 MJ.kg-1 (1) e
PCS < 2,0 MJ.kg-1 (2) (2a); e
PCS < 1,4 MJ.m-2 (3) e
PCS < 2,0 MJ.kg-1 (4)
∆T < 50 °C; e
∆m < 50 %; e
tf < 20s
Classificazione aggiuntiva
-
-
-
EN ISO 1716;
e
PCS < 3,0 MJ.kg-1 (1); e
PCS < 4,0 MJ.m-2 (2)
PCS < 4,0 MJ.m-2 (3)
PCS < 3,0 MJ.kg-1 (4)
EN 13823 (SBI)
FIGRA < 120 W.s-1; e
LFS < margine del campione; e
THR600 s< 7, 5 MJ
Produzione di fumo (5); e
Gocce/particelle ardenti (6)
EN 13823 (SBI);
e
FIGRA < 120 W.s-1; e
LFS < margine del campione; e
THR600 < 7,5 MJ
Fs < 150 mm entro 60s
Produzione di fumo (5); e
Gocce/particelle ardenti (6)
FIGRA < 250 W.s-1; e
LFS < margine del campione; e
THR600 s <15 MJ
Fs < 150 mm entro 60s
Produzione di fumo (5); e
Gocce/particelle ardenti (6)
FIGRA < 750 W.s-1
Produzione di fumo (5); e
Gocce/particelle ardenti (6)
EN ISO 11925-2 (8):
Esposizione = 30s
EN 13823 (SBI)
e
EN 1S0 11925-2 (8):
Esposizione = 30s
EN 13823 (SBI);
e
EN ISO 11925-2 (8):
Esposizione = 30s
EN ISO 11925-2C):
Esposizione = 15s
-
Fs < 150 mm entro 60s
Fs < 150 mm entro 20s
Gocce/particelle ardenti(7)
Reazione non determinata
(*) Il trattamento di alcuni gruppi di prodotti (ad esempio, tubi, condotte, cavi) è in corso di revisione e potrebbe richiedere una
modifica della presente decisione.
(1)Per i prodotti omogenei e componenti sostanziali di prodotti non omogenei.
(2) Per qualsiasi componente esterno non sostanziale di prodotti non omogenei.
(2a) Alternativamente, qualsiasi componente esterno non sostanziale avente un PCS < 2,0 MJ.m-2, purché il prodotto soddisfi i
seguenti criteri di EN 13823 (SBI): FIGRA < 20 Ws-1; e LFS < margine del campione; e THR600s, < 4,0 MJ; e s1; e d0.
(3) Per qualsiasi componente interno non sostanziale di prodotti non omogenei.
(4) Per il prodotto nel suo insieme.
(5) s1 = SMOGRA < 30m2.s-2 e TSP600s < 50m2: s2 = SMOGRA < 180m2.s-2 e TSP600s< 200m2; s3 = non s1 o s2.
(6) d0 = assenza di gocce/particelle ardenti in EN 13823 (SBI) entro 600s; d1 = assenza di gocce/particelle ardenti di durata superiore
a 10s in EN 13823 (SBI) entro 600s; d2 = non d0 o d1; la combustione della carta in EN ISO 11925-2 dà luogo a una classificazione
in d2.
(7) Superamento della prova = assenza di combustione della carta (classificato in d2). Mancato superamento della prova =
combustione della carta (non classificato).
(8) Quando le fiamme investono la superficie e, se adeguato alle condizioni finali di applicazione dei prodotto, la parte laterale (di un
oggetto).
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2. SCOPI E CRITERI DELLA RICERCA
2.1 LE CORRELAZIONI TRA I SISTEMI DI CLASSIFICA ITALIANO ED EUROPEO
Obbiettivo principale della presente ricerca è quello di stabilire le corrispondenze tra il sistema di
classifica di reazione al fuoco italiano e quello europeo in via di adozione al fine di determinare
quali future classi europee corrispondono a quelle attualmente accettabili nel sistema di prevenzione
incendi italiano.
Le vigenti norme di prova e classificazione nazionali relative ai prodotti nelle condizioni d'uso
parete e soffitto, risultano difficilmente correlabili con le corrispondenti norme europee. Se si
escludono i criteri per l’attribuzione della classe 0 relativa ai prodotti incombustibili (in entrambi i
sistemi si applica la metodologia di prova ISO 1182), i parametri fondamentali utilizzati nel sistema
di classifica italiano (propagazione della fiamma, velocità di propagazione e postcombustione) non
hanno diretto riscontro con quelli europei (rilascio di calore, tasso d’incremento dell’incendio) e
pertanto si rende necessario poter disporre direttamente dei risultati di prova di entrambi i sistemi
per poter confrontare il comportamento al fuoco di un prodotto.
Dovendo individuare le corrispondenze (tale termine in questo caso risulta più appropriato di
correlazioni) tra risultati di metodologie di prova completamente diverse per tipologia di attacco
termico e criteri di valutazione, l’unico approccio praticabile rimane infatti quello di analizzare
come si distribuiscano nelle classi dei due diversi sistemi i prodotti da costruzione presi in esame.
Del resto tale approccio è il medesimo utilizzato da altri paesi europei anche se, a onor del vero, con
una profusione di risorse economiche e tecniche decisamente superiori a quelle sinora impiegate in
Italia.
La presente ricerca è stata quindi strutturata in due fasi:
-
Fase sperimentale consistente in una campagna di prove effettuata secondo le metodologie
italiane e quelle europee su una famiglia di prodotti omogenei
-
Fase analitica consistente nello studio dei risultati provenienti dalla fase sperimentale
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2.2 LA SPERIMENTAZIONE INTERLABORATORIO
I laboratori partecipanti alla sperimentazione sono di fatto tra i più attivi in Italia nel campo della
ricerca prenormativa in materia di reazione al fuoco e collaborano da anni con il CSE nel processo
di elaborazione di norme nazionali (UNI) ed internazionali (CEN e ISO). Entrambi hanno in
dotazione tutte le apparecchiature previste dal sistema di classificazione europeo e dispongono delle
conoscenze tecniche e dell’esperienza per il loro corretto funzionamento.
In tale contesto è stata elaborata anche una versione modificata della apparecchiatura di prova SBI
che, eventualmente collegata ad un più articolato sistema di valutazione delle rilevazioni effettuate,
meglio potrebbe rispondere alle esigenze del sistema nazionale.
Pertanto è stato deciso di sottoporre a prova i materiali in esame anche nella versione modificata del
SBI al fine di indagarne le reali potenzialità.
I certificati e i rapporti di prova redatti dai laboratori partecipanti alla ricerca sono riportati in
allegato e costituiscono parte integrante della presente relazione.
I materiali forniti da UNIONPLAST appartengono tutti ad una specifica famiglia omogenea di
prodotti da costruzione definita in un progetto di norma armonizzata europea di prossima adozione
prEN 438-1-7 relativa ai “Pannelli in laminato plastico decorativo melaminico ad alta pressione per
rivestimento interno ed esterno di pareti e soffitti” comunemente detti Laminati.
I laminati decorativi ad alta pressione (HPL) sono impiegati in vari settori e possono essere
utilizzati sia come elemento autoportante, sia come materiale di rivestimento di supporti a base
legnosa, minerale o incombustibile. Possono essere prodotti in diverse tipologie, così identificabili:
S = Standard P = Postforming F = Flame retardant.
Sono composti da materiali organici, costituiti da fibre di cellulosa e resine termoindurenti. Durante
la produzione i legami chimici che si creano per effetto di alta pressione e temperatura, inducono la
formazione di un materiale compatto che anche in situazione d’incendio è stabile e non reattivo, non
rammollisce, non fonde e non gocciola. Il comportamento al fuoco può essere migliorato mediante
l’utilizzo di additivi composti da fosfati e azoto senza la presenza di alogeni.
Ai fini dell’indagine oggetto della Convenzione sono stati selezionati in un numero di 10 con
caratteristiche diverse per spessore, presenza o meno di additivi ignifuganti, e substrato con cui
sono stati associati.
Si riportano di seguito in elenco:
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ELENCO DEI MATERIALI DA SOTTOPORRE A PROVA
• CGS (Compact General purpose Standard) spessore 4 mm
• CGS (Compact General purpose Standard) spessore 8 mm
• CGS (Compact General purpose Standard) spessore 12 mm
• CGF (Compact General purpose Flame retardant) spessore 4 mm
• CGF (Compact General purpose Flame retardant) spessore 8 mm
• CGF (Compact General purpose Flame retardant) spessore 12 mm
• HGS (Horizontal General purpose Standard) incollato su truciolare standard
• HGS (Horizontal General purpose Standard) incollato su truciolare FR
• HGF (Horizontal General purpose Flame Retardant) incollato su truciolare FR
• HGF (Horizontal General purpose Flame Retardant) incollato su supporto minerale
L’approntamento dei provini nelle dimensioni occorrenti per le prove è stato effettuato direttamente
dalle Aziende fornitrici e la distribuzione degli stessi ai laboratori è avvenuta a seguito di una
procedura di selezione randomizzata curata da personale del CSE in conformità alla norma ISO
2859-1.
13
3. FASE SPERIMENTALE
3.1 LE PROCEDURE DI PROVA ITALIANE UTILIZZATE
Si riporta di seguito una sintetica descrizione delle apparecchiature e delle procedure di prova
3.1.1 UNI 8457
La norma descrive un metodo di prova per la determinazione del tempo di postcombustione, del
tempo di post-incandescenza, della zona danneggiata e del gocciolamento di una provetta sottoposta
all’azione di una piccola fiamma applicata su una sola faccia.
L’apparecchiatura consiste in una camera di combustione di acciaio inossidabile posta sotto una
cappa di aspirazione, da una sorgente di accensione ottenuta da un bruciatore alimentato da gas
propano dotato di una valvola di aggiustamento fine per un controllo accurato dell’altezza della
fiamma (20 mm. ±1 mm.) e da un portaprovetta in acciaio, sospeso verticalmente ad un supporto,
che deve permettere il montaggio di provette aventi lunghezza di 340 mm. larghezza 104 mm. e
spessore proprio.
Per ogni prova occorrono almeno 10 provette rappresentative del prodotto. Cinque provette devono
essere ricavate in senso longitudinale e cinque in senso trasversale.
Procedure di prova:
Una volta stabilizzata e regolata l’altezza della fiamma in posizione verticale il bruciatore deve
essere inclinato a 45° rispetto al proprio asse verticale e avanzato in orizzontale fino ad applicare la
fiamma al centro del provino, 40 mm. sopra il bordo estremo inferiore per un tempo di applicazione
di 30 sec.
Ai fini della attribuzione della categoria si registra il tempo di postcombustione e il tempo di
postincandescenza, si registra l’eventuale gocciolamento e/o distacco di parti rilevando se
infiammate e per quanto tempo e, una volta tolta la provetta dal telaio si definisce la zona
danneggiata misurando l’altezza e la larghezza della parte della provetta che ha subito l’azione della
fiamma
14
3.1.2 UNI 9174
La norma descrive un metodo per la determinazione della velocità di propagazione della fiamma
lungo una superficie, della post-incandescenza, della zona danneggiata e del gocciolamento su una
provetta sottoposta all’azione di una fiamma d’innesco in presenza di calore radiante.
L’apparecchiatura consiste in un pannello radiante di materiale refrattario di dimensioni 300 mm. x
450 mm. alimentato con una miscela di gas propano ed aria attraverso un sistema di iniezione tipo
Venturi ed un portaprovetta in acciaio che deve permettere il montaggio di provette aventi
lunghezza di 800 mm. larghezza 155 mm. e spessore proprio.
Il piano del pannello radiante deve essere posizionato verticalmente e la sua dimensione più lunga
nel caso di campione di prova a parete deve essere posta in posizione orizzontale .
La provetta deve essere posta con la sua dimensione maggiore orizzontale, la superficie di prova
rivolta verso il pannello radiante in posizione verticale e a 45° rispetto allo stesso. L’estremità della
parte esposta più vicina al pannello deve essere ad una distanza di 100 mm. e deve essere investita
dalla fiamma pilota di lunghezza 80 mm. ottenuta mediante un bruciatore alimentato a gas propano.
Il flusso di calore generato dal pannello ed incidente sulla provetta nella posizione parete deve
corrispondere in diversi punti ai seguenti valori espressi in W/cm2
Distanza dal bordo esposto del campione mm.
Flusso di calore W/cm2 in posizione parete
50
3,03 ±0,1
150
2,38 ±0,1
250
1,67 ±0,05
350
1,10 ±0,1
450
0,70 ±0,05
550
0,44 ±0,05
650
0,28 ±0,05
750
0,18 ±0,05
Una volta stabilizzata la radiazione emessa dal pannello si presenta il porta provetta contenente il
materiale in esame nella posizione di prova e si procede alla registrazione dei tempi che il fronte di
fiamma sulla superficie del campione impiega a raggiungere i traguardi tracciati sulla provetta ad
intervalli di 50 mm. l’uno dall’altro.
Ai fini della attribuzione della categoria si calcolano le velocità medie sui singoli tratti di 50 mm.,
ricavando per ogni singola provetta la velocità di propagazione della fiamma come media dei valori
ottenuti, si definisce la zona danneggiata misurando la lunghezza compresa tra il bordo della
15
provetta più vicino al pannello radiante e l’ultimo traguardo raggiunto dalla fiamma, si registra
l’eventuale gocciolamento e/o distacco di parti rilevando se infiammate e per quanto tempo.
3.2 LE PROCEDURE DI PROVA EUROPEE UTILIZZATE
Si riporta di seguito una sintetica descrizione delle apparecchiature e delle procedure di prova
3.2.1 EN ISO 11925-2
Questa norma europea specifica un metodo di prova per determinare l’infiammabilità dei prodotti
da costruzione da un’azione diretta di piccola fiamma senza irraggiamento usando provini in
posizione verticale.
L’apparecchiatura consiste in una camera di combustione di acciaio inossidabile posta sotto una
cappa di aspirazione, da una sorgente di accensione ottenuta da un bruciatore alimentato da gas
propano dotato di una valvola di aggiustamento fine per un controllo accurato dell’altezza della
fiamma (20 mm. +0,1) e da un portaprovetta in acciaio, sospeso verticalmente ad un supporto, che
deve permettere il montaggio di provette aventi lunghezza di 250 mm. larghezza 90 mm. e spessore
massimo di 60 mm..
Per ogni condizione di prova occorrono almeno 6 provette rappresentative del prodotto. Tre
provette devono essere ricavate in senso longitudinale e tre in senso trasversale.
Procedure di prova:
Una volta stabilizzata e regolata l’altezza della fiamma in posizione verticale il bruciatore deve
essere inclinato a 45° rispetto al proprio asse verticale e avanzato in orizzontale fino ad applicare la
fiamma sulla provetta. Due tempi di applicazione della fiamma sono possibili, 15 sec. e 30 sec (nei
casi in esame 30 sec.).
Ai fini della classificazione può necessitare una o più condizioni di esposizione.
A)Esposizione superficiale.
Per tutti i prodotti la fiamma deve essere applicata al centro del provino, 40 mm. sopra il bordo
estremo inferiore .
B)Esposizione di bordo.
Per i prodotti mono strato o multi strato con spessori minori o uguali a 3mm in totale la fiamma
deve essere applicata al centro dell’estremità inferiore della provetta.
Per prodotti mono strato o multi strato superiori ai 3mm la fiamma deve essere applicata al centro
dell’estremità inferiore della provetta
16
Per tutti i prodotti multi strato maggiori di 10mm di spessore una ulteriore serie di prove deve
essere eseguita ruotando di 90° il provino sul suo asse verticale e applicando la fiamma al centro del
bordo estremo inferiore sotto ogni singolo, differente strato.
Osservazioni conseguenti:
− Se c’è la fiamma.
− Se la fiamma tocca il traguardo di 150mm e il tempo occorso.
− La presenza di gocce infiammate che incendino la carta da filtro posizionata sul piano di metallo
sotto il provino.
3.2.2 EN 13823 - SBI
Questa norma europea specifica un metodo di prova per determinare le prestazioni di reazione al
fuoco dei prodotti da costruzione, ad esclusione dei pavimenti, quando esposti all’attacco termico di
un singolo oggetto che brucia (Single Burning Item).
L’apparecchiatura consiste in un ambiente di prova, un’attrezzatura di prova, un sistema di
smaltimento dei prodotti di combustione, un sistema generale di misura.
L’ambiente di prova consiste in una camera a pianta quadrata di dimensioni 3,0+/-0,2 m. X 3,0+/0,2 m. ed altezza 2,45 m. per l’alloggiamento dell’attrezzatura di prova e deve consentire attraverso
idonee aperture vetrate la osservazione dei fenomeni rilevabili manualmente.
L’attrezzatura di prova è costituita da un carrello mobile, sul quale mediante opportuni telai sono
fissati perpendicolarmente tra loro due parti di campione a costituire un diedro aperto investito dalla
fiamma del bruciatore, da un telaio fisso inserito nella camera, sul quale scorre il carrello, da due
identici bruciatori del tipo a diffusione (a sabbia) di forma triangolare, uno posto sul fondo piatto
del carrello (il bruciatore principale) ed uno fisso attaccato al telaio (il bruciatore ausiliario
necessario per tarare il sistema di misura). Le fiamme sono ottenute dalla combustione di gas
propano (puro al 95%) iniettato attraverso il bruciatore a sabbia, garantendo un’uscita di ( 30,7 ±
2,0 ) kW.
Il sistema di smaltimento dei gas combusti è costituito da una cappa, posta al di sopra del telaio
fisso, per raccogliere i gas di combustione, da un collettore, posto al vertice della cappa e da un
condotto di esaustione a forma di J costituito da una tubazione in acciaio, diametro 314 mm.,
coibentata da lana di roccia collegata al sistema di aspirazione che deve estrarre continuativamente
un volume d’aria compreso tra 0,5 e 0,65 m³, normalizzato a 298°K.
17
Una parte del condotto raccogliendo la strumentazione utilizzata per i calcoli calorimetrici
costituisce la sezione di misura, sulla quale sono montati: un misuratore di pressione bidirezionale,
quattro termocoppie tutte di tipo K e con diametro di 0,5 mm, una sonda per il campionamento dei
gas ed un gruppo ottico per la misura dell’opacità dei fumi.
Il sistema generale di misura è costituito dalle suddette termocoppie, da un trasduttore di pressione
con un range tra 0 e 100Pa ed un’accuratezza di ± 2Pa connesso alla sonda bidirezionale, da
un’unità di condizionamento ed analisi dei gas per l’ossigeno e l’anidride carbonica connessa alla
sonda di campionamento.
La campionatura di prova è costituita da due parti di campione, definite ala lunga ed ala corta. Il
massimo spessore è 200 mm e le dimensioni sono:
a) ala corta (495 ± 5) mm x (1500 ± 5) mm
b) ala lunga (1000 ± 5) mm x (1500 ± 5) mm
I campioni di prova, montati verticalmente a costituire un diedro aperto ad angolo retto, sono
esposti alla fiamma da un bruciatore posto alla base dell’angolo.
I prodotti sono sottoposti a prova montati nelle condizioni d’utilizzo finale ed i risultati di prova
sono validi, ai fini della classificazione, per tutte quelle applicazioni ritenute meno severe.
Il comportamento del campione di prova è rilevato per un periodo di 20 minuti anche se ai fini della
classificazione vengono presi in considerazione solo i primi 10 minuti. I parametri di prestazione
sono: produzione di calore (RHR, da cui THR e FIGRA), propagazione orizzontale della fiamma
(LSF),- utilizzati per l’attribuzione della classe principale- produzione di fumi (SPR, da cui TSP e
SMOGRA) e caduta di parti e gocce infiammate (DRIPPING) utilizzati per l’attribuzione della
classi secondarie (confronta punto 1.2 tabella 1).
Un breve periodo prima dell’accensione del bruciatore principale è usato per misurare l’uscita di
calore e la produzione di fumi del solo bruciatore, usando un bruciatore identico lontano dal
campione ( il “bruciatore ausiliario”).
Alcune misurazioni sono ottenute automaticamente altre sono ottenute da osservazioni visive.
Le misure della temperatura, della differenza di pressione del flusso nel condotto, concentrazione di
O2 CO e CO2 e dell’attenuazione luminosa sono registrate automaticamente e usate per calcolare
mediante opportuni algoritmi, il rateo di rilascio di calore (HRR) e il rateo di produzione di fumo
(SPR). In funzione del tempo vengono poi derivati THR e FIGRA e TSP e SMOGRA.
Le osservazioni visive riguardano la propagazione laterale di fiamma e la caduta di parti o gocce
infiammate.
18
3.2.3 EN 13823 SBI - MODIFICATO
Le modifiche all’apparecchiatura originale consistono nella realizzazione del condotto di esaustione
diritto, senza la curva di 180° all’uscita del collettore e nell’installazione di un diaframma
orizzontale a forma triangolare (celetto) posto in corrispondenza dell’angolo superiore contenuto tra
le due ali costituite dalla campionatura di prova.
Tali modifiche sono state apportate in quanto:
•
il condotto di esaustione diritto, in questo caso di diametro pari a 200 mm., garantisce un
miglior funzionamento del sistema estrazione e conseguentemente del sistema di analisi
connesso al gruppo di prelievo. La forma proposta è peraltro accettata come alternativa alla “ J
shape” anche dalla stessa norma EN13823;
•
il celetto garantisce una riduzione dell’effetto camino generato dal sistema di estrazione
permettendo una propagazione laterale sul campione, altrimenti mai registrata.
3.3 LE PROCEDURE DI CALIBRAZIONE DELLE APPARECCHIATURE
Ai fini della corretta esecuzione delle prove e per perseguire la massima riproducibilità dei risultati
ottenuti presso i diversi laboratori è stato stabilito di eseguire preliminarmente la calibrazione di
tutte le apparecchiature utilizzate, anche anticipando le frequenze espressamente previste dalla
norma di riferimento o stabilite da specifici programmi di taratura .
In particolare i laboratori che hanno utilizzato l’apparecchiatura SBI hanno fatto riferimento, oltre
che alle procedure di calibrazione previste dalla stessa EN 13823, anche al protocollo elaborato dal
laboratorio francese LNE (Centro di taratura per strumenti di misure termiche) per registrare la
misura dell’attacco termico del bruciatore sul campione.
Il Laboratorio di Chimica ha effettuato la taratura del pannello radiante utilizzato nella procedura di
prova di cui alla UNI 9174 verificando la conformità della curva di flusso di calore incidente sul
campione.
I rapporti di calibrazione sono riportati in allegato.
3.4 LE PROCEDURE DI CONDIZIONAMENTO DEI CAMPIONI DI PROVA
Tutti i campioni soggetti alle prove, sia italiane che europee, sono stati preliminarmente
condizionati per un periodo pari a 48 ore a T=20°C ±2° e U.R.=65%±5% secondo quanto indicato
nella norma EN13238.
19
Per uniformità con quanto adottato per i campioni per le prove europee, ai campioni soggetti alle
prove italiane non si è applicata la norma UNI 9176 relativa ai metodi di preparazione.
3.5 LE PROCEDURE DI MONTAGGIO DEI CAMPIONI
Le procedure di montaggio dei campioni sono state definite con lo scopo di sottoporre il materiale
alle condizioni di prova maggiormente onerose tra quelle possibili previste dalle norme applicabili.
-
Per le prove secondo SBI e SBI modificato si è fatto riferimento alla prEN438-7 /2001 (disegno
allegato alla convenzione) prevedendo il montaggio dei campioni, comprensivi di giunti aperti
orizzontali e verticali, su un’intelaiatura in legno d’abete e non in aderenza a supporto
incombustibile, permettendo quindi una circolazione d’aria anche sulla superficie non esposta
alle fiamme;
-
Per le prove secondo UNI 8457 è stato previsto il montaggio senza supporto incombustibile;
-
Per le prove secondo UNI 9174 è stato previsto il montaggio senza supporto incombustibile e
in posizione parete;
20
4. ANALISI DEI RISULTATI
4.1 RACCOLTA DEI DATI SPERIMENTALI SU SUPPORTO INFORMATICO
Al fine di correlare le informazioni provenienti dalla sperimentazione interlaboratorio si è
provveduto ad implementare su base informatica tutti i dati. Sono stati presi in considerazione i dati
provenienti dalle prove effettuate dal laboratorio LSF, dal laboratorio LAPI e dal Laboratorio di
Chimica.
Inoltre lo stesso Laboratorio di Chimica ha provveduto ad effettuare una ricerca nell’archivio
cartaceo dei certificati di reazione al fuoco residente presso il Centro Studi ed Esperienze e ad
estrapolare i certificati relativi a materiali classificati con classe di reazione al fuoco maggiore di 1.
Le informazioni sono state implementate sulla base dati ed elaborate per estrarne quei materiali che
hanno mostrato una bassa velocità di propagazione ma una elevata zona danneggiata, cioè quei
materiali che, pur bruciando lentamente, hanno elevati tempi di permanenza della combustione.
La base dati usata è stata quella creata con un precedente progetto di ricerca dell’anno 2001,
implementata dei riferimenti necessari al trattamento dei parametri considerati in questo progetto di
ricerca: il risultato è stato la migliore evidenziazione delle differenze tra la normativa europea e la
normativa italiana di reazione al fuoco, relativamente alla famiglia di prodotti presa in
considerazione. Le procedure usate sono state implementate in ambiente MICROSOFT ACCESS
ed MICROSOFT EXCEL.
4.2 DISTRIBUZIONE ED ORDINAMENTO DEI MATERIALI ESAMINATI
Una prima valutazione dei dati sperimentali ottenuti riguarda la verifica di come i materiali
esaminati si siano distribuiti nelle classi di reazione al fuoco italiane ed europee in funzione di
quelle caratteristiche che li diversificano e possono influenzare il loro comportamento al fuoco
(spessore, presenza o meno di additivi ignifuganti, natura del supporto per i materiali compositi).
Trattandosi di una omogenea tipologia di prodotto, non si è tenuto conto di parametri quali la
densità, che risulta costante per tutti i materiali, o il colore, che viene ritenuto di fatto ininfluente in
ogni sistema di classifica.
Si è ritenuto inoltre d’interesse stabilire, anche all’interno di una medesima classe, un ordinamento
dei materiali che tenesse conto delle eventuali differenze di prestazioni ottenute.
Con riferimento ai rapporti e ai certificati di prova allegati si riportano di seguito gli elenchi
commentati dei materiali testati ordinati dal migliore al peggiore .
21
4.2.1 DISTRIBUZIONE ED ORDINAMENTO DEI MATERIALI ESAMINATI NELLE CLASSI DI REAZIONE
AL FUOCO ITALIANE
ORD..
MATERIALE
CLASSE
CATEGORIA
UNI 9174
SOMMA
PESATA DEI
LIVELLI
LIVELLO
VELOCITA’ DI
PROPAGAZIONE
TEMPI
RAGGIUNGIMENTO
MAX TRAGUARDO
1
CGF-8 mm
UNO
PRIMA
6
UNO
50 mm – //////
2
CGF-12 mm
UNO
PRIMA
6
UNO
50 mm – 742 sec.
3
CGF- 4 mm
UNO
PRIMA
6
UNO
50 mm – 440 sec.
4
HGF-su
supporto
incombustibile
UNO
PRIMA
6
UNO
50 mm – 46 sec.
5
HGS-su
truciolare FR
UNO
PRIMA
6
UNO
50 mm – 96 sec.
100 mm – 215 sec.
6
CGS-12 mm
UNO
PRIMA
8
DUE
150 mm – 295 sec.
7
CGS-8 mm
UNO
PRIMA
8
DUE
150 mm – 102 sec.
8
HGF-su
truciolare FR
UNO
PRIMA
8
DUE C
150 mm – 72 sec.
9
HGS-su
truciolare
standard
UNO
PRIMA
8
DUE
300 mm – 765 sec.
10
CGS-4 mm
DUE
SECONDA
10
TRE
200 mm – 109 sec.
I materiali sono stati ordinati in funzione delle prestazioni rilevate nel corso della prova UNI 9174
(risultando poco significativi i risultati della prova UNI 8457) ed utilizzando come parametro di
discriminazione, in quanto risultato maggiormente significativo, la velocità di propagazione della
fiamma.
Nove dei dieci materiali considerati si sono collocati in classe1; tra questi si evince un ordinamento
che rispecchia in gran parte il miglior comportamento dei prodotti Flame Retardant rispetto a quelli
Standard e dei materiali di maggior spessore rispetto a quelli più sottili.
22
4.2.2
DISTRIBUZIONE ED ORDINAMENTO DEI MATERIALI ESAMINATI NELLE CLASSI DI REAZIONE
AL FUOCO EUROPEE
Sono di seguito riportate le tabelle riepilogative delle informazioni fondamentali e delle classi
ottenute dai materiali in esame sulla base dei risultati di prova forniti dai laboratori LA.P.I. e L.S.F..
Ai fini dell’attribuzione delle euroclassi, in conformità alla norma di classifica EN 13501-1, si è
dovuto tener conto dei risultati, tutti positivi, provenienti dalle prove effettuate dal Laboratorio di
Chimica del CSE in conformità alla EN ISO 11925-2.
Per una più agevole lettura sono state redatte due tabelle per ciascun laboratorio; - nelle tabelle 1.1 e
2.1 sono riportati i risultati ottenuti, raggruppando i materiali per sottofamiglie omogenee; nelle
tabelle 1.2 e 2.2 sono riportati i risultati ottenuti ordinando i materiali dal migliore al peggiore
Tabella 1.1 PROVE ESEGUITE PRESSO L.A.P.I.
Numero di
riferimento
MATERIALE
THR
600s
FIGRA
LSF
Final CLASS
GENERAL
Final CLASS
SMOKE
Final CLASS
DRIPPING
1
2
3
CGF 4 mm
CGF sp. 8 mm
CGFsp.12 mm
8.2
2.0
1.37
89.5
25.6
10.91
no
no
no
C
B
B
S2
S1
S1
D0
D0
D0
4
5
CGS sp.4 mm
CGS sp.8 mm
25.21
8.5
230.0
104.4
no
no
D
C
S2
S1
D0
D0
6
CGSsp.12 mm
5.37
60.92
no
B
S1
D0
7
HGS su
truciolare
standard
HGS su
truciolare FR
22.12
160.53
no
D
S1
D0
6.8
74.20
no
B
S2
D0
8.3
225.2
no
C
S2
D0
3.11
105.01
no
B
S1
D0
8
9
10
HGF su
truciolare FR
HGF su
Incombustibile
N.B. I materiali individuati dai numeri 1- 5- 9, sono state sottoposti a due ulteriori prove su provini supplementari oltre
alle tre normalmente previste.
I risultati ottenuti con la prima serie di tre prove infatti non permettevano l’attribuzione della classe in conformità
alla norma di classificazione EN 13501-1 in quanto fra loro disomogenei.
La classe generale è stata pertanto attribuita sulla base dei cinque valori così ottenuti escludendo il migliore e il
peggiore e mediando i tre rimanenti.
E’ da rilevare che per gli stessi tre materiali sono stati ottenuti risultati disomogenei nella prima serie di tre provini
anche dal laboratorio L.S.F.
Dalla tabella 1.1 si evidenzia che la classe generale all’interno di sottofamiglie omogenee di
prodotti (CGF 1-2-3 e CGS 4-5-6) peggiora con il diminuire dello spessore.
Il comportamento dei prodotti HGS (7-8) peggiora quando il prodotto medesimo è applicato su
supporto in truciolare standard anziché Flame Retardant. Nel caso in cui si consideri il prodotto HG
23
Flame Retardant (HGF 9-10) anziché HG Standard (HGS) il comportamento risulta peggiore
allorché il materiale è applicato su truciolare FR (classe generale C) anziché su supporto
incombustibile (classe generale B).
Tabella 1.2 PROVE ESEGUITE PRESSO L.A.P.I.
I materiali sono stati ordinati secondo le prestazioni ottenute, dalla classe migliore alla peggiore.
Nell’ambito della stessa classe generale, i materiali sono stati ordinati secondo i valori del THR
essendo tale parametro risultato come quello discriminante ai fini della classifica.
Numero di
riferimento
MATERIALE
THR
600s
FIGRA
LSF
Final CLASS
GENERAL
Final CLASS
SMOKE
Final CLASS
DRIPPING
3
2
10
CGFsp.12 mm
CGF sp. 8 mm
HGF su
Incombustibile
CGSsp.12 mm
HGS su
truciolare FR
CGF 4 mm
HGF su
truciolare FR
CGS sp.8 mm
HGS su
truciolare
standard
CGS sp.4 mm
1.37
2.0
3.11
10.91
25.6
105.01
no
no
no
B
B
B
S1
S1
S1
D0
D0
D0
5.37
6.8
60.2
74.2
no
no
B
B
S1
S2
D0
D0
8.2
8.3
89.5
225.2
no
no
C
C
S2
S2
D0
D0
8.5
104.4
no
C
S1
D0
22.12
160.53
no
D
S1
D0
25.21
230.0
no
D
S2
D0
6
8
1
9
5
7
4
Dalla tabella 1.2 si evidenzia come i materiali Flame Retardant (CGF 12mm, CGF 8mm, HGF su
supporto incombustibile) siano quelli che raggiungono la migliore classe finale (classe generale B)
ed ottengano i valori di THR 600s più bassi. La stessa classe B viene anche ottenuta da un
materiale Standard (CGS 12mm) e da un materiale Standard applicato ad un supporto FR (HGS su
truciolare FR) con tuttavia un valore di THR 600s più elevato, quasi prossimo alla classe generale
C. Nella classe generale C si collocano materiali FR (CGF 4 mm, HGF su FR) e Standard di
spessore intermedio. Da notare come l’HGF su truciolare FR registra un valore di THR di poco
superiore a quello che lo avrebbe portato nella classe generale B ( 8.5 anziché 7.5) ma un FIGRA
molto elevato, prossimo alla classe generale D. Nella classe generale D troviamo i materiali
Standard di piccolo spessore ( HGS su truciolare Standard, CGS 4mm).
24
TABELLA 2.1 PROVE ESEGUITE PRESSO L.S.F.
Numero di MATERIALE THR 600s
riferimento
FIGRA
LSF
Final CLASS
GENERAL
Final CLASS
SMOKE
Final CLASS
DRIPPING
1
2
3
CGF 4 mm
CGF sp. 8 mm
CGFsp.12 mm
7.5
3.2
1.5
60
26
13
no
no
no
B
B
B
S2
S2
S1
D2
D0
D0
4
5
CGS sp.4 mm
CGS sp.8 mm
30.0
8.8
269.0
75.0
no
no
D
C
S2
S2
D2
D2
6
CGSsp.12 mm
6.7
79.0
no
B
S1
D0
7
HGS su
truciolare
standard
HGS su
truciolare FR
22.4
184.0
no
D
S2
D0
3.2
88.0
no
B
S2
D0
5.2
272.0
no
D
S2
D0
3.11
175.0
no
C
S2
D0
8
9
10
HGF su
truciolare FR
HGF su
Incombustibil
e
N.B. Per i materiali individuati dai numeri 1- 5- 9, con la prima serie di tre prove sono stati ottenuti risultati fra loro
disomogenei che non permettevano l’attribuzione della classe in conformità alla norma di classificazione EN
13501-1 ; sarebbe stato quindi necessario sottoporre i materiali a due ulteriori prove su provini supplementari.
Considerato che le risultanze suddette riproducevano comunque analoghe condizioni registrate anche da LAPI,
valutata la limitata disponibilità di tempi e risorse, si è ritenuto di ripetere le ulteriori serie di prove presso un solo
laboratorio (LAPI).
La classe generale in tabella 2.1 è stata pertanto riportata sulla base della media dei tre valori disponibili.
Nella tabella 2.1 si evidenzia come la famiglia dei CGF ( 1-2-3) raggiunga la stessa migliore classe
generale, la classe B, anche se il CGF 4mm ottiene un valore di THR 600s prossimo alla classe
generale C (come peraltro è poi è stato confermato dalle prove aggiuntive eseguite presso il
laboratorio LA.P.I. - vedi tabella 1.1). La famiglia dei CGS ottiene la migliore classe generale ( la
“B”) con il materiale di maggiore spessore (CGS 12mm), mentre gli spessori inferiori, CGS 8mm e
soprattutto CGS 4mm, vengono penalizzati con le classi inferiori ( rispettivamente la “C” e la “D”).
Gli HGS hanno un miglior comportamento se applicati ad un truciolare FR piuttosto che Standard.
Mentre gli HGF se applicati ad un supporto incombustibile ottengono una migliore prestazione (
classe generale “C”) che se applicati ad un FR (classe generale “D”). Si vuole sottolineare come
l’HGF su truciolare FR sia penalizzato in una classe generale bassa (D), analogamente a quanto si è
verificato nelle prove eseguite presso il laboratorio LA.P.I., da un elevato FIGRA e non da un
elevato valore di THR.
25
TABELLA 2.2 PROVE ESEGUITE PRESSO L.S.F.
Così come per la tabella 1.2 i materiali sono stati ordinati, secondo i valori del THR , dalla classe
migliore alla peggiore.
Numero di MATERIALE THR 600s
riferimento
3
2
8
6
1
10
5
9
7
4
CGFsp.12 mm
CGF sp. 8 mm
HGS su
truciolare FR
CGSsp.12 mm
CGF 4 mm
HGF su
Incombustibil
e
CGS sp.8 mm
HGF su
truciolare FR
HGS su
truciolare
standard
CGS sp.4 mm
FIGRA
LSF
Final CLASS
GENERAL
Final CLASS
SMOKE
Final CLASS
DRIPPING
1.5
3.2
3.2
13
26
88.0
no
no
no
B
B
B
S1
S2
S2
D0
D0
D0
6.7
7.5
3.11
79.0
60
175.0
no
no
no
B
B
C
S1
S2
S2
D0
D2
D0
8.8
75.0
no
C
S2
D2
5.2
272.0
no
D
S2
D0
22.4
184.0
no
D
S2
D0
30.0
269.0
no
D
S2
D2
Dalla tabella 2.2 si evidenzia come, anche secondo le prove eseguite presso il laboratorio L.S.F., i
materiali Flame Retardant (CGF 12mm, CGF 8mm) siano quelli che raggiungono la migliore
classe finale ( classe generale B) ed ottengano i valori di THR 600s più bassi. La stessa classe B,
con uno stesso valore di THR 600s ma un più alto valore di FIGRA, viene anche ottenuta da un
materiale Standard applicato ad un supporto FR (HGS su truciolare FR),da un materiale Standard
con elevato spessore (CGS 12mm) e da un CGF di piccolo spessore ( CGF 4mm) con, tuttavia, un
valore di THR 600s più elevato, quasi prossimo alla classe generale C. Nella classe generale C si
collocano materiali FR applicati su supporto incombustibile (HGF su supporto incombustibile),
penalizzato da un elevato FIGRA, ed il CGS 8mm. Da notare come l’HGF su truciolare FR, anche
per questo laboratorio, registra un valore di THR pienamente dentro la classe generale “B”, ma un
FIGRA molto elevato che lo penalizza portandolo nella classe generale “D”. Nella medesima classe
generale “D” troviamo materiali Standard di piccolo spessore ( HGS su truciolare Standard, CGS
4mm).
26
CONFRONTO TRA I RISULTATI OTTENUTI PRESSO LA.P.I. E PRESSO L.S.F.
LAPI
LSF
Numero di
riferimento
3
3
LAPI
MATERIALE
CGF1 mm
CGF 8mm
2
2
10
8
HGF su
Incombustibile
6
8
6
CGS 12 mm
HGS su
1
LSF
CGF1 mm
CGF 8mm
HGS su truciolare
FR
CGS 12 mm
CGF 4 mm
LAPI
LSF
THR 600s
LSF
LAPI
FIGRA
LAPI
LSF
LSF
Final CLASS GENERAL
1.37
2.0
3.11
1.5
3.2
3.2
10.91
25.6
105.01
13
26
88
no
no
no
B
B
B
B
B
B
5.37
6.8
6.7
7.5
60.2
74.2
79
60
no
no
B
B
LAPI
LSF
Final CLASS
SMOKE
LAPI
LSF
Final CLASS
DRIPPING
S1
S1
S2
S2
D0
D0
D0
D0
D0
D0
B
B
S1
S2
S2
S2
D0
D0
D2
D0
S1
S1
truciolare FR
1
5
CGF 4 mm
CGS 8 mm
8.2
8.8
89.5
75
no
C
C
S2
S2
D0
D2
9
10
3.11
225.2
175
no
C
C
S2
S2
D0
D0
9
HGF su
Incombustibile
HGF su truciolare
FR
8.3
5
HGF su
truciolare FR
CGS 8 mm
8.5
5.2
104.4
272
no
C
D
S1
S2
D0
D0
7
7
22.12
22.4
160.53
184
no
D
D
S1
S2
D0
D0
4
4
25.21
30.0
230.0
269
no
D
D
S2
S2
D0
D2
HGS su truciolare HGS su truciolare
standard
standard
CGS 4 mm
CGS 4 mm
Relativamente al confronto tra le classi generali ottenute dai materiali nei due laboratori LA.P.I. e L.S.F., si evidenzia come il materiale con numero di riferimento 10 (HGF su
Incombustibile) presso il laboratorio LA.P.I. ottiene la classe generale“B”, mentre presso l’ L.S.F. la “C”. In realtà le due differenti classi vengono assegnate per il diverso
valore di FIGRA ottenuto ( 105.01 per il LA.P.I. e 175 per l’L.S.F.), mentre i valori di THR sono uguali ( 3.11 per entrambi i laboratori).Per i materiali 1-5-9 non può essere
effettuato un confronto per quanto già indicato nelle precedenti tabelle.
Se si effettua un confronto tra le classi accessorie “SMOKE” e “DRIPPING” si evidenzia come spesso i risultati ottenuti dai due laboratori siano diversi. Ciò è da imputarsi
presumibilmente ad una scarsa riproducibilità della prova nel caso della classe SMOKE, e alla valutazione di tipo visiva, che può essere influenzata dalla confidenza
dell’operatore, per la classe DRIPPING..
27
4.2.3
ORDINAMENTO DEI MATERIALI ESAMINATI NELLE CLASSI DI REAZIONE AL FUOCO EUROPEE
CON L’APPLICAZIONE DEI CRITERI DI CUI ALLA PROPOSTA DI MODIFICA
Tabella 3.1 PROVE ESEGUITE PRESSO L.S.F. con SBI MODIFICATO
Numero di MATERIALE THR 600s
riferimento
3
2
6
10
1
5
7
8
4
9
CGFsp.12 mm
CGF sp. 8 mm
CGSsp.12 mm
HGF su
Incombustibil
e
CGF 4 mm
CGS sp.8 mm
HGS su
truciolare
standard
HGS su
truciolare FR
CGS sp.4 mm
HGF su
truciolare FR
FIGRA
LSF
Final CLASS
GENERAL
Final CLASS
SMOKE
Final CLASS
DRIPPING
1.7
2.4
6.4
3.4
15
24
66
149
no
no
no
no
B
B
B
C
S1
S1
S2
S1
D1
D1
D2
D1
8.0
10.0
111
79
no
no
C
C
S3
S1
D2
D2
7.7
180
sì
D
S2
D2
7.7
180
no
D
S2
D2
8.0
8.3
111
264
sì
no
D
D
S3
S2
D2
D2
Tabella 3.2 CONFRONTO TRA I RISULTATI OTTENUTI con SBI STANDARD e con SBI
MODIFICATO
Numero di MATERIALE THR 600s
riferimento
3
2
8
6
1
10
5
9
7
4
CGFsp.12 mm
CGF sp. 8 mm
HGS su
truciolare FR
CGSsp.12 mm
CGF 4 mm
HGF su
Incombustibil
e
CGS sp.8 mm
HGF su
truciolare FR
HGS su
truciolare
standard
CGS sp.4 mm
FIGRA
LSF
Final CLASS
GENERAL
Final CLASS
SMOKE
Final CLASS
DRIPPING
1.5/1.7
3.2/2.4
3.2/7.7
13/15
26/24
88.0/180
No/no
no/no
no/no
B/B
B/B
B/D
S1/S1
S2/S1
S2/S2
D0/D1
D0/D1
D0/D2
6.7/6.4
7.5/8.0
3.11/3.4
79.0/66
60/111
175.0/149
no/no
no/no
no/no
B/B
B/C
C/C
S1/S2
S2/S3
S2/S1
D0/D2
D2/D2
D0/D1
8.8/10.0
75.0/79
No/no
C/C
S2/S1
D2/D2
5.2/8.3
272.0/264
no/no
D/D
S2 /S2
D0/D2
22.4/7.7
184.0/180
no/sì
D/D
S2/S2
D0/D2
30.0/8.0
269.0/111
no/sì
D/D
S2/S3
D2/ D2
NB: I risultati riportati sono in grassetto per SBI MODIFICATO I risultati riportati per le prove condotte utilizzando l’
apparecchiatura standard sono quelli ottenuti presso il laboratorio LSF, essendo anche quello che ha eseguito le prove
con l’apparecchiatura modificata.
Con l’ SBI MODIFICATO si è ottenuta una diversa classe per i campioni n. 1 ( CGF 4mm: classe
generale “C” anziché “B”) e n.8 (HGS su truciolare FR: classe generale “D” anziché “B”). Per il
28
materiale n.1 si è avuto un incremento non molto elevato per il THR 600s , che tuttavia ha prodotto
l’effetto di peggiorare la classe del materiale stesso, ed anche un discreto incremento del FIGRA.
Per il materiale n.8 l’incremento del THR 600s è stato altrettanto notevole che quello del FIGRA.
Per i campioni nn.4- 7, rispettivamente CGS 4mm e HGS su truciolare Standard, si è evidenziata
propagazione laterale della fiamma ( non manifestatasi con l’ SBI standard) che hanno portato
entrambi i materiali a mantenere la classe generale “D”, malgrado si sia avuta una notevole
diminuzione dei valori del THR 600s e del FIGRA.
Si osserva inoltre, ancora una volta, come le classi “ SMOKE” e “ DRIPPING” variano a seconda
dell’apparecchiatura utilizzata. Ad eccezione che per i campioni n.2 (CGF 8mm)e n.10 (HGF su
incombustibile), la classe SMOKE, utilizzando l’apparecchiatura SBI MODIFICATA, peggiora.
Anche il DRIPPING ( gocciolamento) con l’apparecchiatura modificata peggiora nella maggior
parte dei casi.
29
4.3 CONFRONTO DELL’ORDINAMENTO DEI MATERIALI NEI DUE SISTEMI DI
CLASSIFICA
ORD.
MATERIALE
CLASSE
ITALIANA
ORD.
MATERIALE
CLASSE EUROPEA
1
CGF-8 mm
UNO
1
CGF-12 mm
B /S1 D0
2
CGF-12 mm
UNO
2
CGF-8 mm
B /S1 D0
3
CGF- 4 mm
UNO
3
CGS-12 mm
B /S1 D0
4
HGF-su supporto
incombustibile
UNO
4
HGS-su
truciolare FR
B /S2 D0
5
HGS-su
truciolare FR
UNO
5
HGF-su supporto
incombustibile
B /S1 D0
C /S2 D0
6
CGS-12 mm
UNO
6
CGF- 4 mm
C /S2 D0
7
CGS-8 mm
UNO
7
HGF-su
truciolare FR
C /S2 D0
8
HGF-su
truciolare FR
UNO
8
CGS-8 mm
C /S1 D0
9
HGS-su
truciolare
standard
UNO
9
HGS-su
truciolare
standard
D /S1 D0
10
CGS-4 mm
DUE
10
CGS-4 mm
D /S2 D0
Dal sintetico confronto evidenziato nelle tabelle sopra riportate può rilevarsi una accettabile
corrispondenza dell’ordinamento nei due sistemi di classifica per i materiali posizionati nelle prime
due e nelle ultime quattro posizioni con una corrispondenza più netta per le ultime due posizioni.
Per quanto attiene l’HGF- su supporto incombustibile si evidenzia la diversa classe europea ottenuta
nei due laboratori che desta preoccupazione in merito alla riproducibilità del metodo di prova.
Si rileva inoltre che nella classificazione europea il materiale più penalizzato (dalla 3° alla 6°
posizione) risulta essere il CGF- 4 mm. mentre il più favorito (dalla 6° alla 3° posizione) risulta
30
essere il CGS-12 mm. a conferma più generale della rilevanza che assume nel metodo SBI lo
spessore del materiale.
5 CONCLUSIONI E CONSIDERAZIONI FINALI
Da quanto sin qui analizzato è possibile indicare alcuni primi ambiti di riflessione in merito alla
corrispondenza tra i due sistemi di classifica in questione.
Come illustrato al paragrafo 4.1, i materiali oggetto della sperimentazione, quando classificati
secondo il sistema italiano si collocano 9 su 10 in classe 1 (materiali di limitato contributo
all’incendio).
Detti 9 materiali vengono ritenuti, secondo gli attuali criteri nazionali, idonei all’installazione in
tutte quelle condizioni previste dalle prescrizioni antincendio per cui sia ritenuta necessaria
l’installazione di materiali caratterizzati da uno scarso contributo all’incendio senza la necessità di
risultare materiali incombustibili (classe 0).
Diversamente, come illustrato al paragrafo 4.2 e senza dimenticare gli evidenziati problemi di
riproducibilità, gli stessi materiali, classificati secondo il sistema europeo, si distribuiscono su più
classi, variabili dalla B alla D risultando, secondo le definizioni qualitative delle classi europee,
materiali dal contributo all’incendio molto ridotto (B), ridotto (C) e tollerabile (D).
Al di là delle diverse accezioni che si possono dare alle suddette definizioni qualitative di contributo
all’incendio, appare innanzitutto evidente come gli stessi materiali nel sistema di classificazione
europeo vengano fra loro ulteriormente differenziati facendo supporre, in un’analisi superficiale,
alla individuazione di “superclassi”.
Una valutazione più attenta ha fatto però considerare di avere a che fare semplicemente con
un’analisi elaborata con un diverso approccio (per modello di fuoco, ventilazione, dimensioni,
sistema di rilevazione dati) ed effettuata sulla base di diversi parametri che, seppur riferiti ad un
identico fenomeno (la combustione del materiale) e pertanto almeno teoricamente correlabili,
vengono comunque presi in considerazione per tempi diversi (600 sec. per SBI, fino a 3600 sec. per
il pannello radiante italiano).
Tali aspetti comporterebbero una complicazione nello studio della corrispondenza tra i due sistemi
di classifica finalizzato a stabilire le modalità di recepimento delle euroclassi da prevedere nelle
prescrizioni antincendi.
31
Se da un lato infatti si potrebbe presumere una maggiore severità del sistema europeo, dall’altro,
volendo mantenere gli attuali livelli di sicurezza evitando l’innalzamento delle prescrizioni esigibili,
si dovrebbe ritenere accettabile la euroclasse D in quanto ottenuta da un materiale attualmente
valutato in classe 1 italiana e pertanto presumibilmente equivalente a tale classe.
Oltre ai risultati presi in esame in questa sede, esistono dati in letteratura, provenienti da campagne
di prove interlaboratorio eseguite in ambito prenormativo a livello europeo, che fanno ritenere non
percorribile l’ipotesi suddetta (diversi materiali notoriamente in classe 2 o 3 nel sistema italiano si
classificano nella classe D europea).
Una prima e presumibilmente più attendibile ipotesi da indagare, eventualmente da quantificare,
rimane quella della maggiore severità del sistema di classificazione europeo rispetto a quello
attualmente vigente in Italia.
Ulteriore necessaria ipotesi d’indagine, a verifica della prima, riguarda la possibilità che alcuni
prodotti si collochino nel sistema di classifica europeo in corrispondenza a classi migliori di quelle
ottenute nel sistema di classificazione italiano (Es. materiale classe 2 o 3 in euroclasse B).
Al fine di aver conferma o meno di dette ipotesi si rende necessario dar seguito al presente studio
prenormativo con ulteriori indagini sperimentali consistenti nel sottoporre ai test previsti dal sistema
di classifica europeo altre famiglie di materiali ritenute significative.
In tal senso sono stati innanzitutto selezionati, sulla base delle certificazioni di reazione al fuoco
costituenti l’archivio del CSE.
I criteri di selezione sono stati i seguenti:
•
Individuazione di certificati relativi a materiali, con impiego a parete e/o soffitto, che si sono
collocati in classi di reazione al fuoco superiori alla 1.
•
Individuazione di certificati relativi a materiali che, fra quelli suddetti, evidenziano un
comportamento al fuoco meno penalizzato dal sistema di classifica europeo (Es. combustione
lenta ma totale del campione).
Nuove sperimentazioni interlaboratorio condotte secondo le metodologie europee su la più ampia
gamma possibile di famiglie di prodotti consentiranno di acquisire quegli elementi necessari per un
corretto ed attento recepimento delle euroclassi nel sistema di prevenzione incendi italiano
mantenendo inalterato l’attuale livello di sicurezza.
Riguardo il sistema di prova SBI modificato si riportano alcune considerazioni in merito alla
potenzialità delle modifiche proposte. In prospettiva, dette considerazioni vanno lette anche alla
32
luce dell’intenzione espressa dalla Commissione europea di mantenere operativo un apposito
gruppo di lavoro del CEN che si occupi della revisione della corrispondente norma EN in risposta
alle esigenze di miglioramento che vengono avanzate via via che aumenta l’esperienza su tale
metodo di prova. (Si rammenta che la delegazione italiana, sia a livello normativo volontario che a
livello regolamentare, ha sempre criticato il metodo SBI proponendo modifiche o addirittura metodi
alternativi).
L’utilizzo del condotto di esaustione diritto e privo della curva all’uscita del collettore ha
palesemente dimostrato di ridurre notevolmente le turbolenze che disturbano il sistema di
campionamento dei gas nella sezione di misura, tanto da essere riconosciuto già nell’ultima
versione della norma come una possibile alternativa alla configurazione del condotto a forma di J.
Resta argomento di esame il diametro del condotto che, nel sistema utilizzato per la
sperimentazione, è pari a 200 mm. (a fronte di 314 mm. della versione standard) per consentire una
maggiore velocità dei fumi che mantenga in sospensione le particelle più pesanti al fine di una più
corretta valutazione dell’opacità degli effluenti.
L’installazione del celetto in corrispondenza dell’angolo superiore contenuto tra le due ali costituite
dalla campionatura di prova ha consentito di riscontrare una notevole riduzione dell’effetto camino.
Conseguentemente si è potuta apprezzare una propagazione laterale della fiamma sulla superficie
del campione al contrario di quanto avviene nell’apparecchiatura standard proprio a causa del
suddetto effetto camino. In allegato al rapporto del laboratorio LSF sono riportati esempi di come
possa essere valutata la propagazione laterale della fiamma sulla superficie del campione (LSF)
mediante la individuazione di opportuni traguardi che potrebbero costituire limiti di classe più
stringenti di quanto proposto nel sistema europeo (unico limite il raggiungimento del bordo del
campione più lungo, 1000 mm.). Occorre inoltre notare che tale modifica della attrezzatura rende le
condizioni al contorno del campione sottoposto all’azione del fuoco più confrontabili con quelle
realizzate nel Room Corner Test (ISO 9705) individuato come lo scenario di riferimento nonché
metodologia di prova in scala reale comunque sempre utilizzabile ai fini della classificazione (In tal
caso si è riscontrato per alcune famiglie di materiali un forte scostamento dalla classe ottenuta con il
test SBI nella versione originale).
33
Allo stato attuale, le verifiche sperimentali, condotte su la famiglia di prodotti in argomento, hanno
potuto evidenziare la difficoltà di pervenire ad una correlazione che risponda a tutte le distinzioni
previste nelle prescrizioni di prevenzione incendi cogenti in materia di reazione al fuoco.
Il vero risultato attualmente tangibile pare sempre più concretizzarsi in questa difficoltà di trovare
una corrispondenza tra i due sistemi di classificazione, difficoltà riconducibile ai differenti
parametri presi a riferimento dai sistemi stessi.
In tale situazione, in attesa degli ulteriori elementi che analoghe sperimentazioni su altre famiglie di
prodotti potranno mettere a disposizione, e a fronte dell’urgente obbligo di aprire il mercato
nazionale alle “euroclassi“, la proposta che si ritiene di poter avanzare, senza compromettere le
attuali condizioni di sicurezza che contraddistinguono la strategia antincendio nazionale, è quella di
richiedere, per tutte le attività a rischio medio e alto di incendio e di esplosione, materiali classificati
per la reazione al fuoco con classi europee non inferiori alla “B”.
34