Resistenza al fuoco in soluzione alternativa: come certificare le pareti di compartimentazione

Le pareti di compartimentazione sono elementi chiave della sicurezza antincendio, progettati per garantire requisiti EI/REI e limitare la propagazione dell’incendio tra compartimenti. La loro certificazione può avvenire mediante approcci prescrittivi (metodo tabellare) o prestazionali (metodo analitico e sperimentale). L’articolo analizza vantaggi, limiti e ambiti applicativi di ciascun metodo, evidenziando il ruolo crescente della Fire Safety Engineering nella progettazione avanzata e nell’ottimizzazione delle soluzioni costruttive.

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Le pareti di compartimentazione: cosa sono

Le pareti di compartimentazione sono elementi fondamentali della sicurezza antincendio negli edifici, progettate per limitare la propagazione di fuoco e fumi tra compartimenti e garantire la protezione di persone, beni e strutture. Devono assicurare specifiche prestazioni di resistenza al fuoco (EI o REI), definite in funzione della destinazione d’uso, del carico di incendio e della separazione tra diverse attività.

In particolare, tali pareti impediscono la propagazione dell’incendio:

• verso altre attività;
• all’interno della stessa attività.

Quando separano attività con responsabilità diverse, devono garantire una resistenza al fuoco almeno pari a EI 60; all’interno della stessa attività, la prestazione richiesta dipende dal carico di incendio dei compartimenti, assumendo come riferimento quello più gravoso in caso di valori differenti.

Metodi per verificare la resistenza al fuoco

La verifica della resistenza al fuoco può avvenire mediante soluzioni conformi (approccio prescrittivo) oppure tramite soluzioni alternative, che richiedono una dimostrazione prestazionale.

In questo ambito si utilizzano tre metodi principali:

• metodo tabellare;
• metodo analitico;
• metodo sperimentale.

La certificazione delle pareti è obbligatoria e deve essere redatta secondo quanto previsto dal D.M. 07/08/2012 (Allegato II), attraverso documentazione tecnica asseverata dal professionista antincendio, comprensiva di certificazioni di resistenza al fuoco e relazioni di calcolo. Tali informazioni sono formalizzate nel modello PIN 2.2-2023 CERT REI.
Questo articolo analizza i criteri di certificazione delle pareti di compartimentazione, con particolare riferimento all’uso delle soluzioni alternative e ai metodi di verifica applicabili.

D.M. 07/08/2012
Il D.M. 07/08/2012 è il decreto ministeriale che riporta le disposizioni relative alle modalità di presentazione delle istanze concernenti i procedimenti di prevenzione incendi e alla documentazione da allegare, ai sensi dell’articolo 2, comma 7 del decreto del Presidente della Repubblica 1° agosto 2011, n.151. Scarica il documento.

Metodo tabellare – Codice di Prevenzione Incendi

Il metodo tabellare rappresenta l’approccio più diffuso e immediato per la determinazione della resistenza al fuoco delle pareti di compartimentazione.

Esso si basa su dati predefiniti contenuti all’interno della normativa tecnica, in particolare nel Codice di Prevenzione Incendi e negli Eurocodici strutturali.

Nel contesto italiano, il Codice di prevenzione incendi (D.M. 3 agosto 2015 e s.m.i.) fornisce soluzioni conformi che indicano, per ciascun elemento costruttivo, i requisiti minimi di resistenza al fuoco (REI o EI) in funzione della destinazione d’uso e del livello di rischio.

D.M. 03/08/2015 - Codice di Prevenzione Incendi
Il D.M. 03/08/2015, conosciuto come Codice di Prevenzione Incendi, rappresenta il principale riferimento normativo italiano per la progettazione della sicurezza antincendio negli edifici e nelle attività soggette a controllo dei Vigili del Fuoco. Scarica il documento.

Le pareti di compartimentazione devono garantire, per un determinato tempo, la stabilità (R), la tenuta (E) e l’isolamento termico (I).

Alla base di questo metodo vi è l’utilizzo della curva di incendio standard, definita dalla relazione:

𝜃_g = 20 + 345 𝑙𝑜𝑔₁₀(8𝑡 + 1)

dove θ_g è la temperatura media dei gas di combustione t è il tempo.

Questa curva rappresenta un incendio convenzionale, caratterizzato da un incremento progressivo della temperatura nel tempo, ed è utilizzata come riferimento per la determinazione delle prestazioni.

Le normative forniscono tabelle che indicano, per ciascun materiale e configurazione costruttiva, gli spessori minimi necessari per garantire una determinata classe di resistenza al fuoco.

In aggiunta ai requisiti R, E, I, sono stati introdotti i requisiti M per alcuni elementi costruttivi separanti, è stato specificato che il copriferro lordo “a” per elementi in c.a. è riferito al ricoprimento delle barre longitudinali misurato dal loro asse alla più vicina superficie di calcestruzzo esposta al fuoco e che, per edifici in c.a., l’altezza massima consentita ai fini dei metodi per i quali colonne e pareti resistenti al fuoco, è riferita agli edifici monopiano assimilandoli all’ultimo piano di edifici pluripiano.

Per il requisito M, non sono consentiti spessori dei blocchi inferiori a 20 cm e non si può prescindere dalla presenza di almeno 10 mm di intonaco su entrambe le facce. Inoltre, l’altezza massima degli elementi non può superare i 4 m. In caso di necessità ulteriori è possibile impiegare il metodo sperimentale ricorrendo agli standard richiamati dalle norme della serie EN 13501.

EN 13501
La norma EN 13501 definisce un sistema unificato per la classificazione della reazione al fuoco dei prodotti da costruzione e degli elementi edilizi.

Di seguito sono riportate le tabelle utilizzabili per il metodo tabellare estratte dal Codice di Prevenzione Incendi.

Murature non portanti di blocchi

La tabella S.2-40 riporta i valori minimi espressi in millimetri dello spessore s di murature di blocchi di laterizio (escluso l’intonaco) esposte su un lato, sufficienti a garantire i requisiti EI o EI-M per le classi indicate, con le seguenti limitazioni:

• a. altezza della parete fra i due solai o distanza fra due elementi di irrigidimento con equivalente funzione di vincolo dei solai ≤ 4 m;
• b. per i requisiti EI, presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce oppure 20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco;
• c. per i requisiti EI-M, presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce.

La tabella S.2-41 riporta i valori minimi espressi in millimetri dello spessore s di murature di blocchi di calcestruzzo normale (escluso l’intonaco) esposte su un lato, sufficienti a garantire i requisiti EI o EI-M per le classi indicate, con le seguenti limitazioni:

• a. altezza della parete fra i due solai o distanza fra due elementi di irrigidimento con equivalente funzione di vincolo dei solai ≤ 4 m;
• b. per i requisiti EI, facciavista o con 10 mm di intonaco su ambedue le facce oppure 20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco.
• c. per i requisiti EI-M, presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce.

La tabella S.2-42 riporta i valori minimi espressi in millimetri dello spessore s di murature di blocchi di calcestruzzo leggero (massa volumica netta ≤ 1700 kg/m3) o aerato autoclavato, esposte su un lato, sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate, con la seguente limitazione:

• a. altezza della parete fra i due solai o distanza fra due elementi di irrigidimento con equivalente funzione di vincolo dei solai ≤ 4 m.

La tabella S.2-43 riporta i valori minimi espressi in millimetri dello spessore s di murature di blocchi di pietra squadrata esposte su un lato, sufficienti a garantire i requisiti EI o EI-M per le classi indicate, con le seguenti limitazioni:

• a. altezza della parete fra i due solai o distanza fra due elementi di irrigidimento con equivalente funzione di vincolo dei solai ≤ 4 m.
• b. per i requisiti EI-M, presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce.

Murature portanti di blocchi

La tabella S.2-44 riporta i valori minimi espressi in millimetri dello spessore s di murature portanti di blocchi (escluso l’intonaco) esposte su un lato, sufficienti a garantire i requisiti REI o REI-M per le classi indicate, con le seguenti limitazioni:

• a. rapporto h/s ≤ 20;

• b. per i requisiti REI:
  
  • i. h ≤ 8 m, dove h è l’altezza della parete fra due solai o elementi di irrigidimento con equivalente funzione di vincolo dei solai;

• c. per i requisiti REI-M:
  
  • i. h ≤ 4 m, dove h è l’altezza della parete fra due solai o elementi di irrigidimento con equivalente funzione di vincolo dei solai;
  • ii. presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce.

Pareti portanti in cemento armato

La tabella S.2-49 riporta i valori minimi (mm) dello spessore s e della distanza a dall’asse delle armature longitudinali alla superficie esposta sufficienti a garantire i requisiti REI o REI-M per le classi indicate di pareti portanti esposte su uno o due lati che rispettano le limitazioni: altezza effettiva della parete (da nodo a nodo) 

• ≤ 6 m (per pareti di piani intermedi)
• oppure ≤ 4,5 m (per pareti dell’ultimo piano o per edifici monopiano).

La tabella S.2-50 riporta i valori minimi (mm) dello spessore s sufficiente a garantire i requisiti EI o EI-M per le classi indicate di pareti non portanti esposte su un lato che rispettano entrambe le seguenti limitazioni:

• a. altezza effettiva della parete (da nodo a nodo) ≤ 6 m (per pareti di piani intermedi) oppure ≤ 4,5 m (per pareti dell’ultimo piano o per edifici monopiano);
• b. rapporto tra altezza di libera inflessione e spessore < 40.

Metodo tabellare negli Eurocodici

Parallelamente, gli Eurocodici, in particolare la norma EN 1992-1-2 per il calcestruzzo e la EN 1996-1-2 per la muratura, forniscono tabelle che correlano lo spessore degli elementi, il copriferro e altre caratteristiche geometriche alla resistenza al fuoco. Tali tabelle derivano da analisi sperimentali e modellazioni consolidate.

EN 1992-1-2 – Progettazione delle strutture di calcestruzzo

La EN 1992-1-2 è una norma europea per la progettazione nel settore delle costruzioni, in particolare tratta di edifici in calcestruzzo. Definisce il riferimento generale delle norme nazionali vigenti e l’utilizzo di criteri di calcolo comuni adottabili.

La SEZIONE 5 della EN 1992-1-2 – Progettazione delle strutture di calcestruzzo fornisce soluzioni di progetto riconosciute per l’esposizione all’incendio normalizzato fino a 240 minuti.

I valori indicati nei prospetti sono validi per il calcestruzzo ordinario (da 2000 kg/m³ a 2600 kg/m³) con aggregati silicei.
Quando si utilizzano i dati tabellari non sono richieste ulteriori verifiche relative alla capacità resistente a taglio, torsione e ai dettagli d’ancoraggio e non sono richieste ulteriori verifiche relative al distacco del calcestruzzo (spalling), fatta eccezione per l’armatura di superficie.

I requisiti per la funzione di separazione [Criterio E e I] possono essere considerati soddisfatti quando lo spessore minimo delle pareti è in conformità al prospetto 5.3 riportato all’interno della EN 1992-1-2.

Per la funzione di capacità portante (Criterio R), i requisiti minimi relativi alle dimensioni della sezione e alla distanza dell’asse dell’armatura sono stati indicati nei prospetti in modo che:

𝐸_d,fi / 𝑅_d,fi ≤ 1,0

dove:

• E_d,fi è l’effetto di progetto delle azioni in situazione di incendio;
• R_d,fi è la capacità portante di progetto (resistenza) in situazione di incendio.

I dati tabellari sono basati su un livello di carico di riferimento η_fi =0,7, se non altrimenti specificato.

La riduzione della resistenza caratteristica dell’acciaio di armatura e da pretensione in funzione della temperatura θ da utilizzare con i prospetti è indicata dalle curve di riferimento, riportate all’interno della EN 1992-1-2.

Per le pareti non portanti di compartimentazione, dove la resistenza al fuoco di una parete è richiesta solo per soddisfare il criterio d’isolamento termico I e il criterio di tenuta E, si raccomanda che lo spessore minimo della parete non sia minore di quello indicato nel relativo prospetto. I requisiti per la distanza dell’asse non si applicano per tali soluzioni.

Per le pareti portanti piene si può assumere una resistenza al fuoco adeguata delle pareti portanti di calcestruzzo armato se sono applicati i dati indicati nel relativo prospetto riportato nella EN 1992-1-2.

Nel caso siano utilizzati aggregati calcarei, lo spessore minimo della parete nel prospetto di riferimento può essere ridotto del 10% sia per pareti portanti piene che per pareti non portanti.

Per evitare l’eccessiva deformazione termica e il conseguente venir meno della tenuta tra parete e lastra, si raccomanda che il rapporto tra l’altezza netta della parete e lo spessore della parete, non sia maggiore di 40, anche questo rapporto è valido sia per pareti portanti piene che per pareti non portanti.

Per le pareti tagliafuoco si deve soddisfare un requisito di resistenza all’impatto [Criterio M] in aggiunta ai requisiti sopra indicati per le pareti portenti e non portanti.

Si raccomanda, inoltre, che lo spessore minimo per il calcestruzzo ordinario non sia minore di:

• 200 mm per parete di calcestruzzo semplice;
• 140 mm per parete portante di calcestruzzo armato;
• 120 mm per parete non portante di calcestruzzo armato;

e che la distanza dell’asse della parete portante non sia minore di 25 mm.

EN 1996-1-2 – Progettazione delle strutture di muratura

La EN 1992-1-2 è una norma europea per la progettazione nel settore delle costruzioni, in particolare tratta di edifici in muratura. Definisce il riferimento generale delle norme nazionali vigenti e l’utilizzo di criteri di calcolo comuni adottabili.

L’ANNESSO B della norma EN 1996-1-2 – Progettazione delle strutture di muratura da un’indicazione di come utilizzare il metodo tabellare per le pareti in muratura.

Al suo interno sono riportate le tabelle da utilizzare in funzione dello spessore della parete t_f e in funzione al coefficiente α, coefficiente di proporzionalità del carico sul muro in termini di sforzo assiale ovvero il rapporto tra N_Ed (sforzo assiale di progetto) e N_Rd (sforzo assiale resistente).

Lo spessore della parete in muratura t_f può essere dedotto direttamente dalle tabelle riportate all’interno della EN 1996-1-2.

Le tabelle sono valide solo per pareti realizzate in conformità alla EN 1996-1-1, EN 1996-2 e EN 1996-3 a seconda del tipo di muro e della sua funzione.

Lo spessore a cui si fa riferimento nelle tabelle è quello della muratura stessa, escluse le finiture se presenti (intonaco). Vengono definite resistenze sia per pareti senza finitura, sia per pareti con finitura applicata in conformità alla normativa vigente, di spessore minimo 10 mm su entrambe le facce di una singola parete o sulla faccia esposta al fuoco di una parete a intercapedine.

Lo spessore della parete in muratura, t_f, per dare un periodo di resistenza al fuoco t_fi,d, può essere dedotto dalle tabelle riportate all’interno della EN 1996-1-2, denominate B1, B2, B3, B4, B5 e B6 per la parete pertinente e la relativa situazione di carico.

I vantaggi del metodo tabellare sono evidenti:

• semplicità di applicazione;
•  rapidità nella progettazione;
• elevata affidabilità per configurazioni standard. Tuttavia, esso presenta anche limiti significativi:
• scarsa flessibilità progettuale;
• difficoltà di applicazione in presenza di soluzioni innovative o non convenzionali;
• impossibilità di ottimizzare le prestazioni in funzione di scenari specifici di incendio.

Per tali motivi, il metodo tabellare è generalmente utilizzato nelle fasi preliminari o in progetti di complessità contenuta, mentre per casi più articolati si ricorre a metodi alternativi.

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L'articolo continua con la trattazione del:

• metodo analitico
• metodo sperimentale

Si ringrazia FSE PROGETTI per la gentile collaborazione

Riferimenti bibliografici
◾ Decreto Ministeriale 3 agosto 2015 e s.m.i. – Codice di prevenzione incendi.
◾ EN 1991-1-2: Azioni sulle strutture esposte al fuoco.
◾ EN 1992-1-2: Progettazione delle strutture in calcestruzzo in condizioni di incendio.
◾ EN 1993-1-2: Progettazione delle strutture in acciaio in condizioni di incendio.
◾ EN 1996-1-2: Progettazione delle strutture in muratura in condizioni di incendio.
◾ ISO 834: Fire-resistance tests – Elements of building construction.
◾ SFPE Handbook of Fire Protection Engineering.
◾ Buchanan, A.H., “Structural Design for Fire Safety”.
◾ Drysdale, D., “An Introduction to Fire Dynamics”.
◾ Wald, F., “Design of Steel Structures for Fire Safety”.

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FAQ – Domande frequenti

Cosa si intende per soluzione alternativa nella resistenza al fuoco?
Si tratta di un approccio progettuale che, invece di seguire rigidamente le prescrizioni normative, dimostra il rispetto dei requisiti di sicurezza attraverso analisi ingegneristiche o prove sperimentali.

Quando conviene utilizzare il metodo analitico?
Il metodo analitico è particolarmente utile in edifici complessi o quando si vogliono ottimizzare materiali e costi rispetto alle soluzioni tabellari.

Il metodo tabellare è sempre valido?
È valido per la maggior parte delle applicazioni standard, ma può risultare limitante per soluzioni innovative o condizioni non convenzionali.

Le prove sperimentali sono obbligatorie?
Non sempre. Sono necessarie soprattutto per certificare nuovi sistemi costruttivi o validare soluzioni non standard.

È possibile ridurre gli spessori delle pareti rispetto alle tabelle?
Sì, ma solo dimostrando, tramite analisi o prove, che le prestazioni richieste sono comunque soddisfatte.

Quando è obbligatoria la soluzione alternativa?
Quando la soluzione progettuale non rientra tra quelle conformi previste dalla normativa o quando non è possibile applicarle integralmente.

Il metodo tabellare può essere usato in soluzione alternativa?
Sì, ma solo come riferimento tecnico. In soluzione alternativa deve essere integrato o giustificato, non semplicemente applicato.

Quando scegliere il metodo analitico?
Quando la soluzione è non standard ma descrivibile tramite modelli di calcolo affidabili e riconosciuti.

Il metodo sperimentale è sempre necessario per soluzioni innovative?
Non sempre, ma diventa fondamentale quando non esistono modelli analitici validati o riferimenti normativi.

Chi è responsabile della certificazione?
Il progettista antincendio, che assevera la conformità della soluzione nella documentazione progettuale.

È possibile combinare più metodi?
Sì, è una pratica comune. Ad esempio, si può utilizzare un approccio analitico supportato da dati sperimentali o confronti tabellari.

Qual è l’errore più comune?
Applicare impropriamente il metodo tabellare a soluzioni non standard senza adeguata giustificazione tecnica.

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