Incendi negli edifici alti: reazioni al fuoco dei materiali secondo la Guida tecnica sulle facciate

Gli incendi e le criticità legate all'altezza degli edifici

La realizzazione dei primi grattacieli viene storicamente messa in relazione con il terremoto ed il conseguente devastante incendio di Chicago avvenuti nel 1871. Le necessità legate alla ricostruzione della città di legno, andata quasi completamente distrutta, portò ad una vera rivoluzione delle tecniche del costruire che interesserà anche i materiali utilizzati. 

L’importanza del tema, e l’urgenza di risolverlo, imporranno soluzioni tecniche nuove ed audaci. La “scuola di Chicago” rappresenterà una sorta di rinascimento culturale e urbano della città, che oltre a proporre nuovi canoni estetici, promuoverà l’uso dell’acciaio quale materiale primario nelle costruzioni, e la tendenza allo sviluppo in altezza delle costruzioni.

Dai primi anni del novecento, si assisterà quindi ad una sfrenata corsa alla realizzazione di grandi edifici che trarrà sempre nuova linfa dalle innovazioni tecnologiche, in particolare, negli Stati Uniti d’America, ove non sarà posta la questione urbanistica in quanto non si evidenzieranno condizionamenti derivanti dalla storia e dal carattere monumentale delle città che, fino alla Dichiarazione d’Indipendenza del 1791, risultavano essere dei semplici insediamenti di coloni, generalmente a reticolo uniforme di blocchi squadrati tra vie ortogonali. 

Se tutto cominciò con un incendio, nel tempo non sono mancati eventi tragici, che hanno evidenziato errori di progettazione e di gestione, e che hanno posto come fattore determinante il tema della sicurezza.

Il primo grave incendio che mise in evidenza le criticità dovute all’altezza dell’edificio, distrusse la fabbrica di abbigliamento “Triangle Shirtwaist Company” situata nell’edificio Asch, a New York, il 25 marzo 1911.
Nel secolo scorso, gli eventi più significativi riguardanti tali costruzioni, furono registrati nel continente americano, risparmiato dalle distruzioni dovute agli eventi bellici, là dove si era maggiormente registrata una tumultuosa urbanizzazione e la transizione da città a metropoli densamente popolate.

Non solo Stati Uniti con le città di Las Vegas (MGM Grand Hotel 1980), Los Angeles (First Interstate Bank Building 1988), Philadelphia (One Meridian Plaza 1991), ma anche Brasile con San Paolo (edificio Andraous 1972 e Joelma 1974), e Venezuela con Caracas (Parque Central 2004).

La risposta degli edifici agli incendi con l'evolversi del concetto di facciata

Se questi sono stati gli incendi più eclatanti avvenuti, in edifici di notevole altezza, caratterizzati da una propagazione dell’evento, potremmo dire, di tipo tradizionale, prevalentemente avvenuta all’interno all’edificio, ecco che con l’evoluzione del concetto di facciata e con le nuove funzioni che vengono ad essa attribuite, dagli anni duemila, è cambiata in maniera determinante la risposta dell’edificio agli incendi che sono diventati piu’ violenti e con la tendenza a propagarsi soprattutto all’esterno, lungo le facciate ventilate e i rivestimenti installati ai fini del contenimento energetico o per finalità estetiche, o all’interno delle intercapedini correnti fra gli elementi strutturali e le facciate esterne.

Molti di questi incendi hanno riguardato edifici ancora in costruzione, con individuazione di precise responsabilità e l’evidenza delle difficoltà connesse con le operazioni di spegnimento, altri ancora hanno colpito edifici occupati, nuovi o nei quali erano in corso lavori di ristrutturazione, in cui agli ingenti danni materiali, sempre rilevati, si sono aggiunte le drammatiche conseguenze per i lavoratori, i clienti, o gli abitanti. 

Fra gli edifici in costruzione, negli ultimi dodici anni si segnalano gli incendi della Transport Tower ad Astana, della Fortune Tower di Dubai, dello Shangai World Financial Centre, della Abraj Al Bait Towers di La Mecca, dello Higrise di Hanoi, del Building in Kuala Lumpur, della Federation Tower e della Oko Tower 1 a Mosca, della Polat Tower di Istambul e dello Jianye Mansion di Guangzhou.

Incendi hanno riguardato edifici adibiti ad ufficio come il Pechino Television Cultural Centre, il Fico Place di Bangkok, il Lotus Business Park di Mumbai, il Wisma Kosgoro di Jakarta; edifici residenziali quali Al Buteena e Al Tayer Tower di Sharjah, lo Shangai Building, la Tamweel Tower di Dubai, The Strand di New York City, il Wedgwood Apartments di Castle Hills, The Marina Torch di Dubai, l’One 57 di New York City, edifici a Baku e a Sharjah, il John Hancock Center di Chicago, The Address Downtown di Dubai; alberghi come il Dynasty Wanxin di Shenyang, il Grozny-City Towers, il Cosmopolitan di Las Vegas. 

Una corposo elenco che rappresenta una panoramica completa di varie destinazioni d’uso e che, per un certo periodo, con l’eccezione del Windsor Building di Madrid (edificio non occupato, in ristrutturazione totale 2005), ha risparmiato i Paesi della Comunità Europea.

Per un certo periodo, la problematica è parsa non riguardarci, appariva sfumata dalla distanza, legata a lavori in corso maldestri o riferibile a soluzioni di progetto architettoniche e tecnologiche non appartenenti al nostro costruito.

Dall'incendio della Grenfell Tower di Londra l'obbligatorieta della Guida tecnica sui requisiti antincendio delle facciate

Con andamento analogo al proliferare delle realizzazioni, si è tuttavia assistito al progressivo incremento degli incendi che hanno coinvolto gli edifici di notevole altezza.

L’incendio della Grenfell Tower di Londra avvenuto nella notte del 14/06/2017 è stato per il nostro Paese un brusco richiamo alla realtà. Il drammatico evento, in cui persero la vita ben settantanove persone, è considerato il più grave incendio avvenuto nel Regno Unito dal dopoguerra, e ha riguardato un edificio destinato a civile abitazione.

La Grenfell Tower, era una casa popolare, realizzata su ventiquattro piani in cui abitavano, disposte in centoventi appartamenti, ben seicento persone. L’edificio era stato costruito negli anni 70, nel quartiere di North Kensington, in un'area composta principalmente da case popolari circondate da ricchi quartieri residenziali. La torre era dotata di un'unica scala aperta, accessibile da un pianerottolo centrale presente in ciascun piano, su cui si affacciavano i due ascensori.

L'edificio, realizzato in stile brutalista, corrente architettonica che impiegava molto spesso la rudezza del cemento a vista anche come finitura delle facciate, al fine di evidenziare la forza espressiva della struttura, aveva subito lavori di ristrutturazione negli anni 2015-2016. 

La torre, infatti, doveva essere valorizzata e adeguata dal punto di vista energetico, pertanto in facciata furono applicati dei pannelli isolanti, posati in modo da realizzare una intercapedine ventilata al fine di assicurare contrasto all’umidità, dotati di un doppio rivestimento in lastre di alluminio, fissate ad un’anima in polietilene, per garantire un gradevole effetto estetico e, soprattutto, proteggere lo strato isolante e l’involucro dell’edificio dall’acqua meteorica e da eventuali danni meccanici. 

I lavori non prevedevano interventi strutturali, pertanto la scala non fu racchiusa in compartimento antincendio, essendo presente al piano terra un ampio atrio, mentre le porte degli appartamenti garantivano la tenuta ai fumi caldi e al calore, ma soltanto per 30 minuti.

L'incendio è stato innescato dal malfunzionamento del motore di un frigorifero posizionato in un appartamento del quarto piano. 

Il calore dell’incendio si è trasferito rapidamente dal locale cucina, attraverso una finestra lasciata aperta, al rivestimento in alluminio causandone la deformazione e la delaminazione rispetto al nucleo in polietilene che ha contribuito alla rapida propagazione dell’incendio lungo la parete ventilata dell’edificio. L'effetto camino garantito dall’intercapedine delimitata da elementi incombustibili (cemento della parete e rivestimento in alluminio) e la mancanza di fasce tagliafuoco di compartimentazione in facciata avrebbe dunque accelerato la propagazione delle fiamme verso i piani superiori estendendo in breve l’incendio a tutta la facciata, passando dal quarto al tredicesimo piano nel giro di dieci minuti, e in poco più di mezz’ora alla sommità dell’edificio, propagandosi dall’esterno verso l’interno della torre. Al piano terra i superstiti venivano protetti con scudi antisommossa dai vetri e dal distacco di frammenti di materiale isolante incendiato che continuavano a cadere dall’edificio in fiamme.

Tutte le persone che persero la vita nell’incendio della Grenfell Tower si trovavano oltre il decimo piano. Nessun Vigile del Fuoco, pur protetto dall’equipaggiamento di soccorso e dagli autorespiratori riuscì a superare il ventesimo piano.

I contenuti della Guida Tecnica

A seguito del drammatico evento descritto, la Guida Tecnica “Requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili”, allegata alla Lettera Circolare n. 5043 del 15 aprile 2013 del Ministero dell’Interno (che ha aggiornato e sostituito la precedente del 2010), riferita agli edifici aventi altezza antincendio superiore a 12 metri, fino ad allora applicabile su base volontaria, è stata resa cogente dal D.M. 19 gennaio 2019, recante «Modifiche ed integrazioni all’allegato del decreto 16 maggio 1987, n. 246 concernente norme di sicurezza antincendi per gli edifici di civile abitazione», per gli interventi su edifici nuovi ed esistenti, eseguiti dal 6 maggio 2019, data di entrata in vigore del decreto, comportanti la realizzazione o il rifacimento delle facciate per una superficie superiore al 50% di quella complessiva.

Gli obiettivi della Guida Tecnica sono:

• a) limitare la probabilità di propagazione di un incendio originato all'interno dell'edificio, a causa di fiamme o fumi caldi che fuoriescono da vani, aperture, cavità verticali della facciata, interstizi eventualmente presenti tra la testa del solaio e la facciata o tra la testa di una parete di separazione antincendio e la facciata, con conseguente coinvolgimento di altri compartimenti sia che essi si sviluppino in senso orizzontale che verticale, all'interno della costruzione e inizialmente non interessati dall'incendio;
  
  
• b) limitare la probabilità di incendio di una facciata e la successiva propagazione dello stesso a causa di un fuoco avente origine esterna (incendio in edificio adiacente oppure incendio a livello stradale o alla base dell'edificio);
  
  
• c) evitare o limitare, in caso d'incendio, la caduta di parti di facciata (frammenti di vetri o di altre parti comunque disgregate o incendiate) che possono compromettere l'esodo in sicurezza degli occupanti l'edificio e l'intervento delle squadre di soccorso. 

Il principio ispiratore della Guida Tecnica è stato quello di garantire la sicurezza nei confronti dell’incendio pur cercando di minimizzare le limitazioni alla possibilità di utilizzo delle facciate. Per questo motivo la Guida Tecnica prende in esame materiali di ogni tipo, i diversi tipi di facciate, i diversi tipi di costruzioni e i vari modi di propagazione dell’incendio.

Le problematiche che sono state esaminate e risolte, emerse dallo studio degli incendi più significativi, sono state

• la presenza di materiali facilmente combustibili in facciata,
• l’assenza di ostacoli alla propagazione dell’incendio in facciata e nelle facciate limitrofe,
• le condizioni geometriche e di ventilazione che potevano favorire lo sviluppo dell’incendio verso l’alto ed in orizzontale,
• il possibile distacco di porzioni di facciata incendiate e il coinvolgimento di porzioni ancora integre.

La Guida Tecnica è organizzata in quattro sezioni,

• la prima riguarda la classificazione e la definizione di tutte le tipologie di facciate, da quelle definite semplici, a quelle a doppia parete del tipo ventilato ispezionabile e non, alle facciate continue;
• la seconda sezione riguarda i requisiti di resistenza al fuoco e di compartimentazione,
• la terza la reazione al fuoco,
• la quarta l’esodo degli occupanti e la sicurezza delle squadre di soccorso.

Per i prodotti isolanti presenti in facciata, è richiesta  almeno la classe 1 di reazione la fuoco secondo il D.M. 26 giugno 1984 “Classificazione di reazione al fuoco ed omologazione dei materiali ai fini della prevenzione incendi”, ovvero la classe B-s3-d0 attribuibile ai soli prodotti da costruzione, con riferimento al DM 10 marzo 2005 “Classi di reazione al fuoco per i prodotti da costruzione da impiegarsi nelle opere per le quali è prescritto il requisito della sicurezza in caso d'incendio”, in accordo alla decisione della  Commissione europea 2000/147/CE del 08/02/2000.

Tale classe di reazione al fuoco, nel caso in cui la funzione isolante della facciata sia garantita da un insieme di componenti unitamente commercializzati come kit, deve essere riferita a quest’ultimo nelle sue condizioni finali di esercizio.

La normativa e le classi di reazione al fuoco

Contrariamente al sistema italiano, che prevede di assegnare ai materiali sei classi di reazione al fuoco: 0, 1, 2, 3, 4, 5 con l’aumentare del loro grado di partecipazione alla combustione, a partire dalla classe 0 riservato ai materiali non combustibili, il sistema europeo delle EUROCLASSI ne prevede 7 espresse in lettere con valore decrescente, così determinate:

• A1 e A2 per materiali inorganici non combustibili, 
• B, C, D, E per materiali combustibili con diverse caratteristiche di reazione al fuoco
• F per materali combustibili che non superano i test di piccola fiamma previsto per la Classe E (decisione pubblicata in GUCE il 15/03/2016)

Il sistema prevede anche la valutazione dello sviluppo di fumi "s" - smoke, variabile da s1 a s3, e del gocciolamento di particelle ardenti, "d" - dropping, variabile da d0 a d2.

Prestazioni di reazione al fuoco inferiori sono consentite, tranne che per i materiali posti a ridosso dei vani finestra e porta-finestra per una fascia di larghezza 0,60 m e di quelli posti alla base della facciata per un’altezza di 3 m da terra, che sono punti individuati come critici per l’attacco dell’incendio alla facciata, purché i materiali siano installati, anche all’interno di intercapedini o cavità, adeguatamente protetti con prodotti incombustibili.

Per gli elementi in vetro non viene invece richiesta alcuna prestazione di reazione al fuoco.

Gli isolanti e la classe di reazione al fuoco

Tra i principali materiali isolanti in genere utilizzati nella realizzazione di sistemi di rivestimento esterni compaiono i polimeri termoindurenti come la Schiuma di poliuretano (PUR), il Poliuretano Espanso (PIR), le Resine fenoliche espanse, i polimeri termoplastici come il Polistirene espanso (EPS), il Polistirene estruso (XPS), il Polietilene (PE), e i Prodotti minerali a base di fibra come la lana di vetro e la lana di roccia.

Le facciate possono essere realizzate con sistema a cappotto sotto intonaco sottile (sistema ETICS) in cui i materiali isolanti organici (quindi da considerare combustibili) non possono venire a contatto con le fiamme, se non in fase di incendio pienamente sviluppato, in grado di degradare la struttura, o in fase di cantiere; o con sistemi di facciata ventilata. 

....CONTINUA.

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