Legno Lamellare: Caratteristiche, Normative e Comportamento al Fuoco, con focus sulla Classe A1

Il legno come materiale costruttivo porta con sé un pregiudizio atavico: se il legno brucia, come può un edificio in legno essere sicuro in caso di incendio? Il legno brucia, è vero. Ma lo fa in maniera più controllata e prevedibile rispetto ad altri materiali. Questo fattore però non prescinde dalla necessità di un’attentissima progettazione antincendio nelle costruzioni in legno lamellare, come in quelle ibride, in calcestruzzo o altri materiali.

Prima di utilizzare il legno nelle varie costruzioni, è fondamentale fare una serie di valutazioni circa il comportamento del materiale nelle varie fasi dell’incendio, la resistenza all’azione delle fiamme e i mezzi per migliorare le prestazioni in caso di incendio.

Reazione al Fuoco e Resistenza al Fuoco: Concetti Fondamentali

Per prevenire un incendio è necessario tenere in considerazione due aspetti principali: la reazione al fuoco e la resistenza al fuoco.

• Reazione al fuoco: Per “reazione al fuoco” si intende il grado di partecipazione di un materiale combustibile al fuoco al quale è sottoposto, a seguire le definizioni del D.M. 26 Giugno 1984. Esprime il contributo che un materiale dà allo sviluppo dell'incendio.
• Resistenza al fuoco: Indica l’attitudine di un elemento a conservare la sua funzione portante (R), la tenuta ai fumi e al fuoco (E) e l'isolamento termico (I) per un determinato periodo di tempo durante un incendio. La resistenza al fuoco di un elemento o di una struttura è la capacità dello stesso di conservare stabilità (R), tenuta (E), isolamento termico (I) per un determinato periodo di tempo.

Mentre i prodotti vengono classificati in base alla loro reazione al fuoco, gli elementi strutturali e di compartimentazione degli edifici, inclusi i condotti di ventilazione e le tubazioni, vengono classificati in base alla loro resistenza al fuoco. I risultati della prova sono espressi sotto forma di time stamp, che indicano per quanti minuti l'elemento strutturale resiste al fuoco prima che venga superata la soglia definita per ciascun criterio. Se il prodotto è conforme ai requisiti previsti per la classe REI 60, significa che l'elemento strutturale è in grado di resistere al fuoco per un'ora, per quanto riguarda la sua capacità di sopportare un carico, la sua integrità e il suo isolamento. La capacità di isolamento è determinata dalla temperatura sul lato opposto se la temperatura del fuoco non può superare i 140 °C.

Il Quadro Normativo: Dalle Classi Nazionali alle Euroclassi

Il quadro normativo italiano in materia di prevenzione incendi è stato oggetto di significative evoluzioni, con un progressivo allineamento alle disposizioni europee. Il 1 luglio 2009 sono definitivamente entrate in vigore le Norme Tecniche per le Costruzioni che, insieme alla Circolare Esplicativa, rappresentano un pilastro fondamentale.

Leggi anche: Prezzi Pavimento Grigio Legno Perlato

Classificazione Nazionale e Omologazione

Il D.M. 26 Giugno 1984 ha rappresentato per lungo tempo il principale riferimento per la classificazione di reazione al fuoco e l'omologazione dei materiali in Italia. Il legno massiccio e i pannelli a base di legno (come definiti dalla Norma UNI EN 13986) sono inclusi D.M. 10 marzo 2005 fra i "materiali da costruzione ai quali è attribuita senza dovere essere sottoposti a prove la classe di "reazione al fuoco" in relazione alle caratteristiche tecniche specificate.

La procedura di omologazione consiste in:

1. Procedura tecnico-amministrativa: Viene provato il prototipo di materiale, certificata la sua classe di reazione al fuoco ed emesso da parte del Ministro dell'Interno il provvedimento di autorizzazione alla riproduzione del prototipo stesso prima della immissione del materiale sul mercato per la utilizzazione nelle attività soggette alle norme di prevenzione incendi.
2. Certificato di prova: Rapporto rilasciato dal Centro Studi ed Esperienze del Ministero dell'Interno (C.S.E.), o da altro Laboratorio legalmente riconosciuto dal Ministero stesso, nel quale si certifica la classe di reazione al fuoco del campione sottoposto ad esame.
3. Atto di Omologazione: L’omologazione ha validità di 5 anni ed è rinnovabile.
4. Atto di integrazione: Se un produttore è già in possesso di un'omologazione in corso di validità, può richiedere di "integrare" l'atto rilasciato per impieghi o posa in opera diversi da quelli per cui è stato emesso lo stesso. Viene rilasciata una ulteriore omologazione, che rappresenta un'appendice all'omologazione di riferimento di cui acquisisce la stessa scadenza.

L'Armonizzazione Europea: Le Euroclassi

Tuttavia, nel 2005 un nuovo decreto ha introdotto le classi Europee, segnando un passo importante verso l'armonizzazione. Il Regolamento dell’Unione Europea n. 305/2011 del 9 marzo 2011, fissa condizioni armonizzate per la commercializzazione dei prodotti da costruzione. Questo regolamento determina le condizioni relative all'immissione sul mercato dei prodotti da costruzione.

Le cosiddette euroclassi di reazione al fuoco sono state introdotte per armonizzare le normative in materia di prevenzione incendi a livello europeo. Vanno dalla A1 alla F. La A1 indica i materiali incombustibili e si scende via via che aumenta la combustibilità. A queste si aggiungono altre due classi: la s (smoke), che indica la produzione di fumo, e la d (drops), relativa invece al gocciolamento. Ad esempio, una classificazione potrebbe essere B-s1,d0, dove s sta per smoke (fumo) e d per drops (gocce).

I materiali appartenenti alla classe A1 sono classificati come non combustibili; tale requisito non può essere combinato con quelli previsti per l'appartenenza ad alcuna altra classe. Anche i materiali appartenenti alla classe A2 sono classificati come non combustibili, in quanto la loro applicazione evita il verificarsi di fenomeni di autoaccensione. Per le classi da A2 a D sono previste classi aggiuntive, che prendono in considerazione la produzione di fumo - s1, s2 o s3 - e la quantità di gocce ardenti emesse - d0, d1 o d3 (ad esempio A2-s1, d0). Per la classe E è prevista solo la classe aggiuntiva d2. La classe F comprende i prodotti non documentati, i prodotti che non rispettano i criteri previsti per nessuna delle altre classi, o quelli per i quali il produttore non ha specificato le proprietà di reazione al fuoco.

Leggi anche: Stile Arte Povera per la Sala da Pranzo

Il D.M. 10 marzo 2005, insieme al D.M. 15 marzo 2005, ha introdotto i requisiti di reazione al fuoco dei prodotti da costruzione installati in attività disciplinate da specifiche disposizioni tecniche di prevenzione incendi, basandosi sul sistema di classificazione europeo. Il Decreto 14 ottobre 2022 ha ulteriormente modificato il decreto 26 giugno 1984 e il decreto 10 marzo 2005, aggiornando il quadro normativo e integrando le disposizioni con il sistema europeo. Tuttavia, una comparazione precisa tra le classi italiane ed europee non è possibile, poiché i metodi e i criteri di valutazione sono completamente diversi. Ad esempio, la vecchia Classe 1 italiana "abbraccia" sia la Bfl s1 che la Cfl s1 per le pavimentazioni. Per i prodotti e gli elementi da costruzione in legno - pavimenti esclusi - la norma europea che regolamenta la classificazione di reazione al fuoco è la UNI EN 13501-1. Nel caso di pavimentazioni si fa invece riferimento alla norma EN ISO 9239-1:2002 con la prova del pannello radiante Burning behaviour of floorings, using a radiant heat source. Anche in presenza di una classificazione europea, in Italia è tuttora necessaria l’omologazione nazionale, da parte del Ministero degli Interni, come previsto dal D.M. 6 marzo 92, che assicura la conformità specifica al contesto nazionale.

Legno Lamellare: Caratteristiche Strutturali e Comportamento al Fuoco

Gli elementi di legno lamellare incollato devono essere conformi alla EN 14080. La normativa non fissa la lunghezza minima delle assi, mentre stabilisce misure precise per lo spessore e la sezione trasversale: lo spessore finito delle lamelle deve essere tra 40 e 45 mm per elementi da costruzione diritti e non esposti a variazioni climatiche rilevanti (inseriti nelle classi di servizio 1 e 2) e di 35 mm per gli altri elementi, appartenenti alla classe di servizio 3.

Il legno, seppur combustibile, si comporta in modo prevedibile durante un incendio. Quando il legno è sottoposto a un carico di incendio, si possono individuare tre strati distinti:

• Zona carbonizzata: È lo strato più esterno, interessato per primo e maggiormente dalle fiamme e dal calore. Corrisponde allo strato di legno ormai completamente coinvolto dal processo di combustione.
• Zona alterata: Questo strato, centrale, rappresenta il fronte di avanzamento del processo di combustione e subisce un progressivo aumento della temperatura, che può superare anche i 300 °C. Si assume che abbia una resistenza residua pari a zero.
• Sezione residua (o zona inalterata): È lo strato più interno che non viene toccato subito dalle fiamme, ma comunque soggetto a un aumento di temperatura fino a 100 °C. Questa sezione mantiene intatte le proprietà di resistenza e di rigidezza iniziali.

Parallelamente, il legno tende a carbonizzare formando uno strato superficiale isolante, che rallenta la progressione dell'incendio verso l'interno. Tuttavia, è essenziale prestare particolare attenzione ai dettagli costruttivi relativi ai giunti e alle connessioni metalliche, poiché il metallo può perdere gran parte della sua capacità portante quando sottoposto ad alte temperature. L’alluminio, in particolare, presenta una sensibilità termica più pronunciata rispetto all’acciaio. Oltre i 200-250 °C, la resistenza dell’alluminio cala sensibilmente; superati i 300 °C, la sua capacità portante si riduce in modo ancora più drastico. Eventuali spazi vuoti (gap) attorno ai connettori consentono all’aria calda di penetrare più in profondità, favorendo un innalzamento termico del metallo. Posizionando il connettore all’interno della sezione residua è possibile raggiungere la prestazione al fuoco richiesta dal progetto.

Ottimizzazione della Progettazione Antincendio per il Legno Lamellare

Per ottimizzare la progettazione antincendio, è fondamentale conoscere il comportamento dei materiali a temperature elevate. Le verifiche sperimentali, come quelle condotte su connettori specifici, mostrano con chiarezza quanto la gestione dei gap incida sul comportamento al fuoco dell’alluminio all’interno di sistemi legno lamellare.

Leggi anche: Pali in legno: guida alle travi

• Minimizzare i gap: Mantenere uno spazio il più possibile ridotto tra il connettore in alluminio e la superficie in legno. La scarsa disponibilità di aria ostacola il riscaldamento rapido del metallo, prolungando la resistenza dell’elemento in condizioni di incendio.
• Integrare materiali intumescenti: Se, per ragioni costruttive o di tolleranze, non è possibile evitare un gap più ampio, l’impiego di materiali come FIRE STRIPE GRAPHITE può ridurre drasticamente la temperatura massima raggiunta dal connettore.
• Progettazione al fuoco: Nei calcoli di progettazione antincendio la valutazione di una connessione ha come punto di partenza la verifica a temperatura ambiente nei riguardi degli stati limite ultimi (ULS). È buona norma progettare la connessione per un tasso di lavoro inferiore all’unità (es. 0.8).

Una progettazione antincendio attenta ai dettagli costruttivi rappresenta la via per aumentare il livello di sicurezza e affidabilità strutturale in caso di incendio. La scelta ottimale dipende dalle esigenze specifiche del progetto, dal tipo di carico previsto e dal livello di resistenza al fuoco richiesto.

Calcolo del Carico d'Incendio Specifico di Progetto

Per capire come si calcola il carico di progetto dobbiamo far riferimento al Codice di prevenzione incendi (D.M. 3 agosto 2015). Nel capitolo S.2.9 viene illustrata la procedura per il calcolo del carico di incendio specifico di progetto. Il valore del carico d’incendio specifico di progetto (q_f,d) è determinato secondo la seguente relazione:

q_f,d = δ_q1 · δ_q2 · δ_n · q_f

Dove:

• q_f,d è il carico d’incendio specifico di progetto [MJ/m²].
• δ_q1 è il fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione alla dimensione del compartimento.
• δ_q2 è il fattore che tiene conto del rischio di incendio in relazione al tipo di attività svolta nel compartimento.
• δ_n = ∏_i δ_{n i} è il fattore che tiene conto delle differenti misure antincendio del compartimento.
• q_f è il valore nominale del carico d’incendio specifico da determinarsi secondo la formula:

q_f = (∑ (g_i · H_i · m_i · Ψ_i)) / A

Dove:

• g_i è la massa dell’i-esimo materiale combustibile [kg].
• H_i è il potere calorifico inferiore dell’i-esimo materiale combustibile.
• m_i fattore di partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale combustibile, pari a 0,80 per il legno e altri materiali di natura cellulosica e 1,00 per tutti gli altri materiali combustibili.
• A è la superficie lorda del piano del compartimento [m²].
• Ψ_i è il fattore di limitazione della partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale combustibile, pari a:
  • 0 per i materiali contenuti in contenitori appositamente progettati per resistere al fuoco per un tempo congruente con la classe di resistenza al fuoco e comunque classe minima almeno EI 15 (es. armadi resistenti al fuoco per liquidi infiammabili).
  • 0,85 per i materiali contenuti in contenitori non combustibili, che conservano la loro integrità durante l’esposizione all’incendio e non appositamente progettati per resistere al fuoco (es. fusti, contenitori o armadi metallici).
  • 1 in tutti gli altri casi (es. barattoli di vetro, bombolette spray).

Da un lato gli elementi strutturali di legno possono partecipare alla composizione del carico di incendio, d’altra parte lo scopo del calcolo del carico di incendio è determinare la classe di compartimento in base alla quale si verifica successivamente la resistenza al fuoco degli elementi strutturali lignei. Il contributo degli elementi strutturali di legno si determina con un procedimento che include l'individuazione della classe del compartimento al netto degli elementi strutturali lignei, il calcolo dello spessore di carbonizzazione e la determinazione della classe del compartimento tenendo conto del carico di incendio specifico relativo alle parti di legno che hanno partecipato alla combustione, secondo la norma UNI EN 1995-1-2.

Migliorare la Reazione al Fuoco con Trattamenti Ignifughi

Molti materiali particolarmente infiammabili possono essere sottoposti a ignifugazione, tramite la quale si riduce la loro classe di reazione al fuoco. Per applicazioni specifiche, come le pannellature a parete in un teatro, la scelta del materiale e l'utilizzo di vernici ignifughe sono cruciali. Le vernici ignifughe, come quelle della linea Amotherm Wood, possono migliorare significativamente la reazione al fuoco degli elementi in legno.

Amotherm Wood è la linea di vernici ignifughe/reattive, testate secondo la norma europea UNI ENV 13381-7:2002 “Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali - Protezione applicata ad elementi di legno”. L’ampia gamma di prodotti Amotherm Wood è in grado di proteggere dal fuoco - aumentandone la reazione al fuoco - elementi in legno quali pavimenti, pareti, rivestimenti, soffitti ed arredi interni.

Contesti di Applicazione e Attività Soggette al Controllo dei Vigili del Fuoco

La necessità di rispettare specifiche classi di reazione e resistenza al fuoco si applica a tutte le attività considerate "sotto il controllo dei Vigili del Fuoco", elencate nel D.P.R. 151/2011, che vengono progettate o adeguate oggi. Queste includono, a titolo esemplificativo:

• Scuole materne fino alle università e accademie.
• Hotel, pensioni, villaggi turistici, rifugi ed ostelli (con più di 25 posti letto).
• Grandi complessi di uffici (con oltre 25 persone presenti).
• Centri commerciali, supermercati, grandi magazzini e negozi con superficie lorda superiore a 400 mq.
• Teatri, cinema, discoteche, sale conferenze, palazzetti dello sport e stadi.
• Case di cura, cliniche private, RSA (Residenze Sanitarie Assistite) e centri di riabilitazione.

tags: #legno #lamellare #classe #anticendio #a1