LA SICUREZZA
AL FUOCO
NEGLI EDIFICI
DI GRANDE ALTEZZA
Collegio periti industriali | Padova
Seminario di aggiornamento in prevenzione incendi d.m. 5.8.2011
mauro luongo
Comandante provinciale vigili del fuoco | padova
Sommario
Rischio incendio e casi reali
strategia anticendio standard
Le facciate continue e la propagazione verticale
Sistema vie di esodo
Casi studio
Il rischio incendio e l’esperienza reale
Olympus tower
Grozny city - Cecenia 2013
Rabobank tower – Utrecht 2010
Windsor tower
Madrid 2005
1972 San Paolo Brasile – andraus building
31 piani – commerciale uffici
Incendio dal 4^ per 24 piani
16 deceduti e 300 evacuati da tetto (eliporto)
1988 Los Angeles USA – interstate bank building
62 piani uffici
Incendio dal 12^ per 4 piani contenuto dai vf
Sprinkler presente non funzionante
1991 Philadelphia USA – one meridian plaza
30 piani uffici
Incendio dal 22^ fino al 30^
Sprinkler presente e funzionante dal 30^
Operazioni per h.19 e fermo per rischio collasso
2004 Caracas Venezuela- east tower
56 piani uffici
Incendio dal 34^ al 46^
Sprinkler presente non funzionante
Operazioni per h.12 e fermo per rischio collasso
1991 Philadelphia USA – one meridian plaza
2004 Caracas Venezuela- east tower
molino Stucky VENEZIA 2003
Obiettivi della sicurezza antincendio
•
minimizzare le cause di incendio
•
garantire la stabilità delle strutture portanti al fine di assicurare il soccorso agli
occupanti
•
limitare la produzione e la propagazione di un incendio all’interno dei locali e ad
edifici e/o locali contigui
•
assicurare la possibilità che gli occupanti lascino il locale indenni o siano soccorsi
•
garantire la possibilità per le squadre di soccorso di operare in condizioni di
sicurezza
•
tutelare edifici e beni culturali
•
garantire continuità opere strategiche
Strategia antincendio per mitigazione del rischio
•accessibilità - separazioni - comunicazioni
•resistenza – reazione al fuoco dei materiali
•Compartimentazione (orizzontale e verticale)
•areazione – controllo fumi e calore
•sistema vie di esodo
•locali/impianti a rischio specifico
•misure di protezione (impianti a.i.) - impianti tecnologici
•gestione della sicurezza antincendio
Serve una strategia di sicurezza a tutto campo un “PROGETTO SICUREZZA”
L’approccio al problema sicurezza antincendio
valutazione di rischio funzione della destinazione d’uso
deterministico- prescrittivo
Regola tecnica verticale
(valutazione dei rischi e livelli di prestazione predefinita)
prestazionale
Metodi ingegneria della sicurezza (fire safety engineering)
(valutazione dei rischi quantitativa (condivisa) – s.g.s.a.
sistema gestione sicurezza antincendio
RESISTENZA AL FUOCO
Destinazione h > 32 a 54
> 54
>80
Uffici
Alberghi
Civile
120
120
90
120
90
90
60
| pilastro metallico
privo di protezione
| pilastro protetto con intonaco
a base di vermiculite e gesso
ACCESSIBILITA’
•
•
•
•
•
larghezza 3,5 m
altezza libera 4 m
raggio di volta 13 m
pendenza non superiore al 10 %
resistenza al carico: almeno 20t.
(8t asse ant. 12t asse post. passo 4 m.)
utilizzo spazi esterni ai fini del parcheggio di
autoveicoli, non deve pregiudicare l'accesso e la
manovra dei mezzi di soccorso e non deve
costituire ostacolo al deflusso del pubblico.
Planimetria
Accessibilità soccorso
Torre NET CENTER
Padova
aurelio galfetti
Accostamento autoscala
soccorso
Prova in cantiere
frangibilità vetrate
Marsiglia Fondazione FRAG
Kengo kuma
VENTILAZIONE EDIFICI ALTI
| situazione con evacuatori chiusi
| situazione con evacuatori aperti
COMPARTIMENTAZIONE
PR0PAGAZIONE VERTICALE
Alcune sperimentazioni con
carichi d’incendio di circa 800
MJ/m2 hanno mostrato
temperature dei fumi che
fuoriuscivano dalla finestra della
stanza di prova attestate tra i 400
ed i 600 °C misurate a circa 1.5
m dal bordo superiore del vano.
Le altezze delle fiamme hanno
superato anche i 5 m.
PR0PAGAZIONE VERTICALE
Facciata a doppia pelle
con corridoio praticabile
FACCIATE A DOPPIA PELLE
Il rischio nelle facciate ventilate è
amplificato dalla conformazione stessa
che riproduce un camino verticale.
Alcune caratteristiche della facciata
influiscono fortemente sulla probabilità
di propazione dell’incendio ai livelli
superiori:
• la larghezza della cavità;
• la presenza, o meno, di aggetti e la
loro larghezza;
• l’altezza della eventuale veletta;
• il tipo di ventilazione della facciata.
Obiettivo di una corretta progettazione ai fini della sicurezza antincendio
consiste nel:
•Limitare la probabilità di propagazione attraverso l’intercapedine
•Limitare l’effetto di un eventuale incendio esterno
•Evitare o limitare la caduta di parti di facciata
I fattori che influenzano la proiezione delle fiamme ed il profilo di
temperatura all’esterno risultano funzione di:
• area ed altezza delle finestre;
• geometria della stanza in cui si sviluppa l’incendio;
• carico d’incendio e burning rate del materiale combustibile;
• velocità del vento
La propagazione delle fiamme può avvenire in forme diverse in funzione
della larghezza della cavità:
Profilo di temperatura in facciata aperta
PR0PAGAZIONE VERTICALE
LE FACCIATE A DOPPIA PELLE
cambiamento
dell’estensione e della
posizione delle fiamme
dovuti ad un aggetto
orizzontale sopra la
finestra, sia in una
facciata normale che in
una facciata ventilata.
Condotti numerosi esperimenti in un edificio a tre piani usando una finestra
larga 2.6 m, alta 1.37m.
L’incendio di progetto è stato posto pari a 6 MW.
Sono stati usati aggetti orizzontali larghi 0.3, 0.6 ed 1 m.
E’ stato misurato il flusso termico a varie altezza sopra il bordo superiore della
finestra.
Nel grafico seguente sono riportate le riduzione del flusso termico (convettivo
e radiante) in funzione di varie altezze dalla finestra e di varie larghezze
dell’aggetto.
(Oleskiewicz Nov.1991, Fire Technology)
Per un’altezza di 1 m, una riduzione compresa tra il 55% e l’85% a seconda
della larghezza della proiezione orizzontale.
E’ stata anche studiata l’influenza della larghezza della cavità interparete.
Sono state esaminate larghezze standard da 0.5 m, 1.0 m e 1.5 m.
Ovviamente i migliori risultati, ai fini del contenimento del rischio, si ottiene con
la larghezza più grande mentre si è visto che la cavità larga 0.5 m ha le più
alte probabilità di rottura della parete vetrata esterna e quindi, a parte il rischio
dovuto alla caduta di materiale, contribuisce a far defluire i fumi verso
l’esterno.
Il risultato più interessante riguarda la cavità da 1 m che si è rivelata piuttosto
rischiosa in quanto è privilegiato il meccanismo di rottura dei vetri interni e
quindi la propagazione delle fiamme verso l’alto.
La tipologia dei vetri che costituiscono le facciate a doppia parete influisce in
maniera determinante nei meccanismi di propagazione.
Oggi la tecnologia di produzione dei vetri è in grado di ottenere vetri estremamente
resistenti, sia da un punto di vista meccanico che termico.
E’ importante conoscere i meccanismi di rottura dei vetri sottoposti a cimento
termico. Un conto è la criccatura della lastra dovuta alla tensioni che si instaurano
tra telaio e lastra, normalmente quando la differenza di temperatura tra i due
elementi supera 80-100 K, un altro è la rottura del vetro le cui conseguenze sono
essenziali nel contesto dell’intero fenomeno fluidodinamico dell’incendio.
Tali rotture, per normali vetri monocamera, avvengono per temperature superiori ai
450 °C.
Valori simili si hanno per vetri temperati di spessori superiori ai 5 mm.
Guida tecnica
“requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili”
l.c. 5043 del 15.4.2013
La facciata deve presentare ad ogni piano uno o più elementi costruttivi aventi almeno
classe di resistenza al fuoco E60ef (o→i) e realizzati come di seguito descritto:
• una sporgenza orizzontale continua rispetto alla parte della facciata situata al di
sopra del solaio, di larghezza “a” uguale o superiore a 0,6 m, raccordata al solaio
ovvero
• un insieme di elementi costituito da
– una sporgenza orizzontale e continua rispetto alla facciata situata al di
sopra del solaio di larghezza “a”, raccordata al solaio;
– un parapetto continuo di altezza “b” al piano superiore, raccordato al
solaio;
– un architrave continuo di altezza “c”, raccordato al solaio.
– La somma delle dimensioni a, b, c, e d (spessore del solaio) è uguale o
superiore ad un metro; ciascuno dei valori a, b o c può eventualmente
essere pari a 0.
Separazione verticale tra i compartimenti
(propagazione orizzontale dell’incendio)
Le facciate di compartimenti situati nello stesso piano o tra edifici
distinti ma contigui, devono presentare un elemento costruttivo
almeno avente classe di resistenza al fuoco E60ef (o→i), realizzato
come di seguito descritto:
una sporgenza continua avente lunghezza “b” rispetto alla
superficie interna della facciata e larghezza “a”, quest’ultima
eventualmente ottenuta dal prolungamento del muro di separazione
tra i compartimenti;
una sporgenza di lunghezza “b” rispetto alla superficie interna della
facciata e larghezza “a”, quest’ultima uguale o inferiore alla
larghezza del muro o comunque di larghezza tale da essere
raccordata allo stesso muro di separazione tra i compartimenti.
La somma delle dimensioni “2a + b” deve essere uguale o
superiore ad un metro.
Separazione verticale tra i compartimenti
(propagazione orizzontale dell’incendio)
Facciate formanti un diedro (a contatto o no)
Quando l’angolo α formato dalle superfici esterne di due facciate o
parti di facciate è compreso tra 0° (facciate una davanti all’altra) e
180° (facciate allineate), la minima distanza (in metri), misurata tra
le parti che non presentano classe di resistenza al fuoco almeno
pari a E60ef (o→i) in conformità alle specifiche modalità di
valutazione previste dal D.M. 16/02/2007, deve essere come di
seguito indicata:
α
altezza antincendio > 12 m
0°
d1 = 8 m
0° ÷ 90°
90° ÷ 180°
> 180°
d2 = 1 + 7 cos α
d3 = 1 m
d3 = 1 m (applicato allo sviluppo)
(dove h è l’altezza della parte di facciata più elevata)
Facciate formanti un diedro (a contatto o no)
Palazzo regione Piemonte
Fuksas
Attacco solaio facciata
Roma EUR
Piazza Don Sturzo
Compartimento B
Compartimento A
Facciata con elementi sporgenti rientranti complanari
Fascia EI 60
di separazione dei compartimenti
Protezione vie di esodo
SISTEMA DELLE VIE DI ESODO
•GARANTIRE ORDINATO ESODO
DELLE DIVERSE TIPOLOGIE DI UTENTI
•GARANTIRE SPAZI DESTINATI
ALL’ATTESA DEI SOCCORSI DEGLI
UTENTI NON DEAMBULANTI (SPAZI
CALMI)
•GARANTIRE IL TEMPESTIVO ARRIVO
SOCCORSI
lunghezza massima delle vie di fuga
Riferimento Norma specifica
Prestazione stimata in base valutazione rischi
Due vie di uscita minimo
Lunghezza massima corridoi ciechi (15 m.)
Capacità di deflusso
C = 50 persone/modulo locali al p.t. o ± 1 m.
C = 37,5 persone/modulo locali fino a ± 7.5 m.
C = 33 persone/modulo per locali posti a quote di ± 7,5 m.
Edifici civili misure di sicurezza
Tipo di
edificio
a
b
Altezza
antincendi
da 12 a 24 m
da oltre 24 a
32 m
Max superficie
compartimento (mq)
Massima
superficie di
competenza per
ogni scala di
piano
Tipi dei vani scala e di almeno un
vano ascensore
Caratteristiche REI
dei vani scala e
ascensore, filtri,
porte, elementi di
suddivisione tra i
compartimenti
500
Nessuna prescrizione
60 (**)
500
Almeno protetto se non sono
osservati i requisiti di accostabilità
autoscala p.2.2.1
60
550
Almeno a prova di fumo interno
60
600
A prova di fumo
60
500
Nessuna prescrizione
60 (**)
500
Almeno a prova di fumo interno se
non sono osservati i requisiti di
accostabilità autoscala (p.2.2.1)
60
550
Almeno a prova di fumo interno
60
600
A prova di fumo
60
8.000
6.000
c
da oltre 32 a
54 m
5.000
500
Almeno a prova di fumo interno
90
d
da oltre 54 a
80 m
4.000
500
Almeno a prova di fumo interno
90
e
oltre 80 m
2.000
350 (*)
Almeno a prova di fumo interno
120
(*) Con un minimo di 2 scale per ogni edificio. Sulla copertura dell'edificio deve essere prevista una area per l'atterraggio ed il decollo degli
elicotteri di soccorso raggiungibile da ogni scala.
(**) Solo per gli elementi di suddivisione tra i compartimenti.
Il nuovo codice
Larghezza minima vie d'esodo verticali, confronto
Per più di 6 piani, il nuovo esodo
simultaneo aumenta l'ampiezza
delle scale.
L'esodo per fasi riduce
l'ampiezza delle scale, ma
introduce molte e gravose
misure aggiuntive
per l'intera attività
8
piani fuori te rra e dificio
7
6
In questo esempio si suppone un
edificio con:
due vie d'esodo verticali;
100 persone per piano;
da 2 ad 8 piani di altezza;
Rvita in A4, B3, C3, E3
Si tiene conto della diversa
metodologia adottata, in
particolare della nuova verifica
di ridondanza
5
4
3
2
0
Es odo attuale
1000
2000
3000
4000
larghe zza ogni s cala d'e s odo [mm]
Es odo nuovo (s imultane o)
5000
Es odo nuovo (pe r fas i)
Per due piani:
il nuovo esodo simultaneo
riduce del 22% l'ampiezza
delle scale
La scala serve 1 solo piano,
non ha senso immaginare
esodo per fasi.
Torre AQUILEIA
JESOLO
carlos ferrater
21 piani
Civile abitazione
TORRE INTERPORTO
PADOVA
Planimetria
Accessibilità soccorso
18 piani
uffici
Torre NET CENTER
PADOVA
aurelio galfetti
20 piani
Uffici\ albergo
Planimetria
Accessibilità
Piano tipo hotel
1-8
Piano tipo uffici
9 - 19
Piano copertura
20
www.vigilfuoco.it
[email protected]