Applicazione dell’ingegneria della sicurezza antincendio alla progettazione strutturale di autorimesse aperte

Il documento è frutto delle attività condotte dalla Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio, istituita da Fondazione Promozione Acciaio e dal Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco.

Esempio di applicazione del procedimento di verifica della sicurezza strutturale antincendio alle autorimesse aperte realizzate con struttura in acciaio

Il decreto del Ministro dell’Interno 21/02/2017 definisce le norme di sicurezza antincendi per la costruzione e l’esercizio delle autorimesse oltre i 300 m². Un aspetto di particolare interesse per la progettazione delle strutture portanti di questi edifici è la parte dedicata ai metodi dell’ingegneria della sicurezza antincendio, in cui sono definiti i criteri per la determinazione degli scenari di incendio di progetto impiegabili per la progettazione strutturale antincendio di autorimesse di tipo aperto, fuori terra ed a spazio aperto.

Facendo riferimento ai criteri riportati nel decreto citato, in questo lavoro è presentato un esempio di applicazione del procedimento di verifica della sicurezza strutturale antincendio, con specifico riferimento alle autorimesse a struttura in acciaio.

INTRODUZIONE

Nell’ambito della normativa di prevenzione incendi sono stati definiti i metodi per l’applicazione dell’ingegneria della sicurezza antincendio.
Il decreto del Ministro dell’Interno 9 maggio 2007 [7], in relazione alle prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo nazionale dei Vigili del fuoco, prevede che la verifica delle strutture in caso di incendio possa essere svolta mediante l’applicazione dell’approccio ingegneristico, facendo riferimento alle curve di incendio naturale e ricorrendo, per le attività normate, al caso di deroga alle regole tecniche di prevenzione incendi. Inoltre il decreto del Ministero dell’Interno del 9 marzo 2007 [6] stabilisce i criteri ed i parametri da adottare per effettuare una determinazione quantitativa dei modelli di incendio naturale, fissando al tempo stesso le procedure generali per eseguire tale determinazione. I metodi dell’ingegneria della sicurezza antincendio sono stati poi organicamente definiti nell’ambito delle norme tecniche di prevenzione incendi di cui al Decreto del Ministro dell’interno 3 agosto 2015 (per brevità Codice di p.i.). Infine le cosiddette parti fuoco degli Eurocodici, insieme alle Appendici nazionali relative, forniscono i criteri di calcolo che consentono la verifica delle strutture portanti dell’edificio.

Questo tipo di approccio è stato oggetto di numerose ricerche in ambito europeo e sono state fatte applicazioni su diverse tipologie di edifici. Un caso particolarmente studiato è stato quello delle autorimesse. In particolare, è stato verificato che nel caso delle autorimesse aperte (secondo la definizione della normativa nazionale quelle con superficie di smaltimento > del 50% della superficie della parete su cui sono attestate e non inferiore al 4% della superficie in pianta del piano del compartimento con almeno il 10% di tipo SEa, SEb o Sec secondo la definizione del Codice di p.i. punto S.8.5.2), l’approccio permette di valutare in maniera dettagliata il comportamento della struttura, soprattutto alla luce del fatto che gli scenari di incendio che si verificano sono riconducibili a incendi di tipo localizzato facilmente schematizzabili. Per questo tipo di incendi di progetto è stato poi verificato che le strutture in acciaio possono essere progettate in modo tale che siano verificate le prestazioni necessarie per garantire gli obiettivi di sicurezza antincendio. 

È da notare che gli scenari definiti nell’allegato sono caratteristici di una specifica configurazione strutturale e architettonica, pertanto ogni volta che si impiegano configurazioni differenti è necessario adottare scenari di progetto opportunamente modificati. Un esempio di questo aspetto è rappresentato dal caso dei parcheggi a livelli sfalsati, nei quali è necessario tenere opportunamente conto della possibilità di propagazione tra un livello e quello adiacente che si trova ad un diverso interpiano.

IL QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO

Introduzione

Il Codice di p.i., integrato dal Decreto del Ministro dell’Interno 21 febbraio 2017 (per brevità RTV autorimesse), prevede la diretta applicazione dei metodi dell’ingegneria della sicurezza antincendio quale soluzione alternativa per la progettazione delle strutture portanti di un’autorimessa fuori terra, di tipo aperto, ed a spazio aperto senza la necessità del ricorso alla richiesta di deroga.  

Nella RTV autorimesse sono forniti i criteri per l’individuazione degli scenari di incendio di progetto validi ai fini della progettazione strutturale.

Figura 1 – Le autorimesse aperte

In dettaglio, esso riporta:

• i criteri di calcolo, compresi i modelli di incendio;
• la schematizzazione degli autoveicoli in caso di incendio;

Lo schema di riferimento per l’applicazione della metodologia è riportato in figura 2.:

Figura 2 – Schema di riferimento dell’autorimessa

Dati relativi all’incendio degli autoveicoli

Per la progettazione strutturale in condizioni di incendio dell’autorimessa è ipotizzata la presenza sia di autoveicoli di tipo civile che commerciali, la cui combustione è schematizzata attraverso le curve di rilascio della potenza termica (RHR) secondo gli schemi riportati in Figura 3.

Figura 3 – Schematizzazione in caso di incendio degli autoveicoli

Il tempo di propagazione dell’incendio da un autoveicolo all’autoveicolo adiacente è assunto pari a 12 min. In tal modo il tasso di calore rilasciato nel caso di incendio di tre autoveicoli può essere schematizzato come rappresentato nella figura seguente.

Figura 4 – Tasso di rilascio termico di progetto di tre autoveicoli

Scenari di incendio di progetto

Nel caso di autorimessa compatibile con lo schema di riferimento (figura 2), la norma individua tre schemi di base: 

- scenario di tipo 1 (figura 5): caratterizzato dall’incendio di un autoveicolo commerciale in corrispondenza della mezzeria della trave o del solaio; 

- scenario di tipo 2 (figura 6): caratterizzato dalla propagazione simmetrica dell’incendio a partire dall’autoveicolo centrale con un tempo di ritardo dell’innesco pari a 12 min, coinvolgendo sette autoveicoli; tra questi deve essere prevista anche la presenza di un autoveicolo commerciale posto al centro (quindi incendiato per primo) o di fianco al primo autoveicolo innescato, mentre gli altri sono autoveicoli;

- scenario di tipo 3 (figura 7): caratterizzato dall’incendio di quattro autoveicoli posti intorno ad una colonna a partire dall’incendio di uno degli autoveicoli con tempo di ritardo dell’innesco degli autoveicoli adiacenti di 12 min.; deve essere compreso anche il caso che uno di questi sia un autoveicolo commerciale.

Per conformazioni particolari del piano di parcamento, gli scenari di incendio devono essere definiti caso per caso.

Figura 5 - Scenario di incendio di tipo 1 

Figura 6 - Scenario di incendio di tipo 2

Figura 7 - Scenario di incendio di tipo 3 

Obiettivi di sicurezza

Il comportamento strutturale antincendio deve essere verificato al fine di accertare che la stabilità dell’edificio sia mantenuta per tutta la durata dell’incendio di progetto, in caso di livello III di prestazione o per un tempo limitato in caso di livello II (almeno il doppio del tempo richiesto per l’esodo degli occupanti con un minimo di 30 minuti dall’innesco).

Scenari di incendio per autorimesse a piani sfalsati

Tra le tipologie strutturali più comuni per la realizzazione di edifici in acciaio destinati a parcheggio si possono annoverare gli edifici multipiano fuori terra con piani di parcamento a livelli sfalsati e rampe interne. Un esempio di questo tipo di struttura è riportato nella figura seguente.

Figura 8 – Esempio di autorimessa a piani sfalsati

La disposizione geometrica dei livelli di parcheggio può favorire la propagazione degli incendi da un piano all’altro e pertanto è necessario modificare gli scenari di incendio di riferimento delle autorimesse per tenere conto delle caratteristiche specifiche di queste strutture. In alternativa è possibile adottare degli accorgimenti costruttivi che impediscano la propagazione da un livello a quello attiguo. A questo scopo utili indicazioni possono essere trovate tra le disposizioni tecniche presenti nella lettera-circolare prot. n. 5043 del 15/04/2013 – Guida tecnica su “Requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili”.

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La Commissione Tecnica per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso d’Incendio è un gruppo di lavoro costituito il 20 gennaio 2006, su iniziativa di Fondazione Promozione Acciaio con la partecipazione del Ministero dell’Interno, composto da rappresentanti nazionali nel campo della ricerca europea, da esponenti del Ministero dell’Interno coinvolti nella definizione del quadro normativo nazionale e da docenti universitari.   Esso si propone i seguenti principali obiettivi:
• costituire un tavolo tecnico per la valutazione dei risultati della ricerca nazionale ed europea;
• analizzare tecnicamente la norma nazionale, con i necessari riferimenti alle norme vigenti nell’ambito della Comunità Europea;
• fornire strumenti tecnici aggiornati agli operatori di controllo (VVF e collaudatori) per la valutazione della sicurezza delle strutture in acciaio;
• fornire strumenti tecnici per l’aggiornamento professionale.

Per tutte le informazioni sulle attività della Commissione Tecnica per la Sicurezza delle Costruzioni di Acciaio in caso d’Incendio e di Fondazione Promozione Acciaio: www.promozioneacciaio.it