Scopri Tutto sulla Pannellatura REI per Travi Portanti: Requisiti, Certificazioni e Come Verificare la Resistenza al Fuoco

La progettazione della sicurezza antincendio in Italia si basa su un quadro normativo articolato che integra disposizioni nazionali ed europee. Il Codice di Prevenzione Incendi, introdotto con il D.M. 03/08/2015, rappresenta un riferimento fondamentale.

A livello europeo, la classificazione delle prestazioni di resistenza al fuoco è definita dalla norma EN 13501-2, recepita in Italia proprio dal D.M. 16/02/2007. Un ulteriore riferimento è il Regolamento Prodotti da Costruzione UE 305/2011 (CPR), che stabilisce i requisiti essenziali delle opere da costruzione, tra cui la sicurezza in caso di incendio.

Proteggere un edificio dal fuoco non significa solo rispettare un obbligo normativo.

Significato e Parametri della Classificazione REI

La classificazione delle prestazioni di resistenza al fuoco si basa sui parametri REI, definiti dalle norme europee. La combinazione di questi parametri dà origine alle classi di resistenza al fuoco comunemente utilizzate in progettazione. La certificazione REI (Cert REI) è un elemento fondamentale per garantire la sicurezza antincendio nelle costruzioni.

La resistenza al fuoco è l’attitudine di un elemento da costruzione (componente o struttura) a conservare, secondo un programma termico prestabilito e per un tempo determinato (in tutto o in parte): la stabilità (R), la tenuta (E), l’isolamento termico (I) in caso di incendio. Viene associata ad un numero che indica i minuti di resistenza al fuoco garantiti. Nello specifico, la sigla REI antincendio significa:

stabilità (R): attitudine di un elemento da costruzione a conservare la resistenza meccanica sotto l’azione del fuoco;
tenuta (E): attitudine di un elemento da costruzione a non lasciar passare né produrre, se sottoposto all’azione del fuoco su un lato, fiamme, vapori o gas caldi sul lato non esposto;
isolamento termico (I): attitudine di un elemento da costruzione a ridurre, entro un dato limite, la trasmissione del calore.

Dettaglio dei Parametri e del Valore Numerico

Il valore numerico rappresenta il tempo di esposizione alla curva standard di incendio ISO 834, espresso in minuti. L’acronimo REI viene associato ad un valore numerico che indica il tempo (in minuti) durante il quale l’elemento costruttivo riesce a mantenere le sue caratteristiche sotto l’azione del fuoco. I valori più comuni sono 30, 60, 90, 120, 180 minuti. Questi 3 parametri vengono valutati separatamente.

Resistenza al Fuoco (R): la conservazione della propria stabilità strutturale. Questo parametro misura la capacità dell’elemento costruttivo di mantenere la sua funzione portante sotto l’effetto delle alte temperature generate da un incendio. Ad esempio, R 60 indica che l'elemento resiste per 60 minuti senza deformarsi e/o collassare. La resistenza meccanica viene valutata in termini di sforzi di compressione, trazione e flessione, che possono variare a seconda del tipo di materiale (acciaio, cemento armato, legno, ecc.).
Ermeticità (E): la capacità dell'elemento di impedire il passaggio di fiamme, gas e fumi caldi. Il parametro E riguarda l’ermeticità di un componente costruttivo, ovvero la capacità di evitare che fumi, gas o fiamme passino da un lato all’altro dell’elemento stesso. E 60 indica che l’elemento mantiene la propria capacità di contenimento di vapori/gas/fumi generati dall’incendio per 60 minuti. Questa caratteristica è particolarmente importante per porte e pareti divisorie, la cui funzione principale durante un incendio è quella di contenere l’avanzata delle fiamme e limitare la propagazione del fumo. Il test per la tenuta prevede l’applicazione di una pressione differenziale e l’osservazione della fuoriuscita di fiamme o fumi da fessure o giunture.
Isolamento termico (I): la capacità dell'elemento di limitare la trasmissione di calore attraverso la propria struttura. L’isolamento termico è definito come la capacità dell’elemento di impedire che il calore si propaghi attraverso la sua struttura. Il valore I 60, ad esempio, indica che l’elemento esposto all’incendio isola e non conduce il calore oltre un certo limite per 60 minuti. Durante un incendio, un elemento con buon isolamento termico impedisce che la temperatura sull’altro lato dell’elemento (quello non esposto al fuoco) raggiunga livelli pericolosi per la sicurezza di persone e materiali. Un componente certificato “I 120” garantisce che la temperatura media sulla faccia non esposta non superi i 140 °C per almeno 120 minuti.

Tipologie di Classificazioni REI, EI e R

È fondamentale distinguere tra le diverse classificazioni in base alla funzione dell'elemento costruttivo.

REI 30/60/90/120 etc.: viene impiegato per elementi di chiusura verticali o orizzontali che hanno sia la funzione di divisione, sia una funzione strutturale. Parliamo di solai di interpiano o muri portanti. La durata in numeri (30/60/90/120…) indica per quanto tempo questa caratteristica si deve conservare e varia a seconda del rischio d’incendio dell’elemento. In questo caso starà allo strutturista, a monte del lavoro, considerare l’eventuale diminuzione di portata della parete nel caso di discontinuità e valutare la soluzione migliore. Se si tratta di strutture portanti e separanti, le pareti dovranno garantire stabilità strutturale “R” dell’edificio, tenuta “E” a gas e fumi, isolamento termico “I” oltre a mantenere intatta la propria integrità.
EI 30/60/90/120 etc.: viene utilizzato per elementi non portanti. Ci riferiamo a muri, che devono garantire una funzione di divisione e contenimento ma non una funzione strutturale. Ovviamente anche qui la sigla è seguita da un numero che indica la durata di funzionalità in minuti. Spesso mi trovo a chiarire un equivoco che può sembrare banale ma che è invece fondamentale: la differenza tra EI e REI. Una parete non portante, ad esempio, definita “REI” in capitolato, quando in realtà doveva essere EI, è un errore grave.
R 30/60/90/120 etc.: viene impiegato per elementi che hanno principalmente una funzione strutturale ma non hanno un’estensione tale da essere considerati elementi di confinamento o divisione. Parliamo di travi e pilastri.

Non basta citare EI o REI in capitolato: occorre sapere cosa significa davvero e quali implicazioni ha su materiali, certificazioni e posa.

Verifica della Resistenza al Fuoco: Metodi e Approcci

La verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi può essere effettuata con due approcci principali, previsti dalla normativa. Ai fini della classificazione di resistenza al fuoco di elementi strutturali, il D.M. 16/02/2007 prevede, in linea del tutto generale, 3 metodi:

metodo tabellare;
metodo sperimentale;
metodo analitico.

Per scegliere quale metodo utilizzare per verificare la resistenza al fuoco delle strutture, è fondamentale tenere conto di diversi aspetti. La resistenza al fuoco di un elemento strutturale viene valutata in minuti. REI 60 significa che l'elemento strutturale è in grado di garantire una certa portata per 60 minuti di azione di incendio per un determinato combinazione di carichi (con un valore comunque più basso di quello utilizzato per le verifiche agli stati limite ultimi in condizioni normali).

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Metodo Tabellare

Il metodo tabellare è il più semplice da applicare. Questo metodo è di sicuro quello più semplice poiché per la valutazione si utilizzano le tabelle indicate nell’allegato “D” al D.M. 16/02/2007 “Classificazione di resistenza al fuoco di prodotti ed elementi costruttivi di opere da costruzione” oppure, nel caso si utilizzi il D.M. 03/08/2015 “Codice di Prevenzione Incendi” si utilizzano le tabelle contenute al paragrafo S.2.15.

I valori contenuti nelle tabelle sono il risultato di campagne sperimentali e di elaborazioni numeriche e si riferiscono alle tipologie costruttive e ai materiali di maggior impiego. Detti valori pur essendo cautelativi, non consentono estrapolazioni o interpolazioni tra gli stessi ovvero modifiche delle condizioni di utilizzo.

Esempi di Tabelle per Elementi Strutturali

Tabelle murature non portanti di blocchi: la tabella riportata di seguito indica i valori minimi (mm) dello spessore s di murature di blocchi di laterizio (escluso l’intonaco) sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate esposte su un lato che rispettano le seguenti limitazioni: altezza della parete fra i due solai o distanza fra due elementi di irrigidimento con equivalente funzione di vincolo dei solai non superiore a 4 m; presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero 20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco. Analoghe tabelle esistono per blocchi di calcestruzzo normale, blocchi di calcestruzzo leggero e blocchi di pietra squadrata.
Tabelle solette piene e solai alleggeriti: la tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore totale H di solette e solai, della distanza a dall’asse delle armature alla superficie esposta sufficienti a garantire il requisito R per le classi indicate.
Tabelle travi, pilastri e pareti in calcestruzzo armato ordinario e precompresso: la tabella seguente riporta i valori minimi (mm) della larghezza b della sezione, della distanza a dall’asse delle armature alla superficie esposta e della larghezza d’anima bw di travi con sezione a larghezza variabile sufficienti a garantire il requisito “R” per le classi indicate di travi semplicemente appoggiate. Per travi con sezione a larghezza variabile b è la larghezza in corrispondenza della linea media delle armature tese. La seguente tabella indica, invece, i valori minimi (mm) del lato più piccolo b di pilastri a sezione rettangolare ovvero del diametro di pilastri a sezione circolare e della distanza a dell’asse delle armature alla superficie esposta sufficienti a garantire il requisito “R” per le classi indicate di pilastri esposti su uno o più lati che rispettano le seguenti limitazioni: lunghezza effettiva del pilastro (da nodo a nodo) ≤ 6 m (per pilastri di piani intermedi) ovvero ≤ 4,5 m (per pilastri dell’ultimo piano); area complessiva di armatura As ≤ 0,04 Ac area efficace della sezione trasversale del pilastro. L’ultima tabella indica i valori minimi (mm) dello spessore s sufficiente a garantire il requisito EI per le classi indicate di pareti non portanti esposte su un lato che rispettano le seguenti limitazioni: altezza effettiva della parete (da nodo a nodo) ≤ 6 m (per pareti di piani intermedi) ovvero ≤ 4,5 m (per pareti dell’ultimo piano); rapporto tra altezza di libera inflessione e spessore inferiore a 40.
Tabelle travi, tiranti e colonne di acciaio: la tabella di seguito riportata indica i valori minimi (mm) dello spessore “s” di alcune tipologie di rivestimento protettivo sufficienti a garantire il requisito “R” per le classi indicate di travi semplicemente appoggiate, tiranti e colonne al variare del fattore di sezione S/V (m-1 ) con l’esclusione dei profili di classe IV e potendo trascurare improvvisi fenomeni di instabilità. Per le colonne valgono le seguenti limitazioni ulteriori: altezza effettiva della colonna (da nodo a nodo) ≤ 4,5 m (per colonne di piani intermedi) ovvero ≤ 3,0 m (per colonne dell’ultimo piano).

Se il produttore fornisce certificazioni REI sperimentali, queste possono essere utilizzate, ma è necessario prestare particolare attenzione ai limiti di applicabilità e alla validità di tali certificati. Nel caso in cui la struttura sia già stata analizzata tramite certificati REI tabellari, è consigliabile farvi ricorso, poiché consentono una verifica più rapida.

Metodo Sperimentale

Il metodo sperimentale si basa su prove sperimentali che vengono eseguite in determinati laboratori autorizzati. In base all’esito delle prove viene rilasciata la certificazione, la quale riporta le caratteristiche di resistenza al fuoco del campione analizzato. Queste certificazioni, in funzione del metodo utilizzato per eseguirle prendono il nome di rapporto di prova o rapporto di classificazione. Equivalentemente, nel caso si utilizzi il D.M. 03/08/2015 “Codice di Prevenzione Incendi” si utilizzano i criteri contenuti al paragrafo S.2.13.

Metodo Analitico

Il metodo analitico è molto più complesso dei precedenti. Per poter procedere alla valutazione della resistenza al fuoco, infatti, bisogna far riferimento ad un professionista iscritto nell’elenco del M.I., il quale deve eseguire una valutazione analitica secondo le indicazioni contenute negli Eurocodici. Nel caso si utilizzi il D.M. 03/08/2015 “Codice di Prevenzione Incendi” si utilizzano i criteri contenuti al paragrafo S.2.14. Essi si suddividono in “semplificati” ed “avanzati”. Qualora emergano criticità nella struttura, prima di ricorrere a soluzioni protettive, è utile eseguire una verifica utilizzando certificati REI analitici, poiché molte problematiche possono essere risolte in questo modo.

Verifiche di resistenza al fuoco di elementi strutturali. Capitolo 07.

Pannellatura REI e Protezione di Travi Portanti

La protezione passiva al fuoco di travi portanti è cruciale per la stabilità dell'edificio in caso di incendio. Le travi e i pilastri rientrano nella classificazione 'R' quando la loro funzione è prevalentemente strutturale.

Protezione passiva di strutture portanti in acciaio: l’acciaio, in caso di incendio, può perdere la capacità portante già a 500-600 °C.
Protezione passiva di strutture portanti in calcestruzzo: il calcestruzzo resiste più a lungo, ma l’esposizione al fuoco può provocare spalling e perdita di resistenza.

Per una corretta verifica al fuoco occorre in ogni caso tenere presente:

quanti lati sono soggetti al carico di incendio (uno o due lati);
se esiste una sezione residua adeguata dei montanti per i carichi verticali;
se esiste una sezione residua adeguata per gli elementi di controvento (nel caso dei pannelli intelaiati l'azione di controvento è assicurata dai fogli di rivestimento in gessofibra o altro materiale).

Occorre sottolineare che l'elemento di controvento è indispensabile in ogni situazione di carico indipendentemente dalla presenza di azioni orizzontali come il vento. Infatti se per ipotesi l'azione dell'incendio rendesse staticamente inefficaci i fogli di rivestimento del telaio, avremmo comunque una struttura labile, e la verifica al fuoco non sarebbe comunque garantita. L'adozione da entrambi lati del pannello gessofibra ad uso strutturale garantisce in molte soluzioni proposte una resistenza REI 60, a patto che vi sia una adeguata sezione residua del montante per sopportare i carichi di progetto.

Esempio di Pannellatura REI per Solaio con Travi Metalliche

Un esempio concreto di applicazione di pannellatura REI per garantire la resistenza al fuoco di un sistema solaio-trave è il seguente:

Descrizione di Capitolato

Fornitura e posa in opera di controsoffitto modulare su solaio composto da trave metallica e getto di cemento armato spessore 100 mm con resistenza al fuoco REI 180, realizzato con pannelli denominati NAPER S 8, spessore 8 mm, dimensioni massime 595x595 mm, costituiti da silicati a matrice cementizia, esenti da amianto, in classe A1 (incombustibile) di reazione al fuoco, in conformità al rapporto di classificazione I.G. 315439/3637FR.

I pannelli vanno posati su struttura metallica di profili principali a “T” in acciaio zincato dim. 24x38x0,4 mm posti a passo 600 mm e profili secondari a “T” in acciaio zincato dimensioni 24x38x0,4 mm posti a passo 600 mm. Le pendinature sono realizzate con pendino diametro 4 mm in barra di acciaio ad interasse 600 mm. Nell’intercapedine va inserito un materassino in lana di roccia sp. 40 mm, densità 60 kg/m3. Per le modalità di applicazione si veda apposito “manuale di posa”.

Dettagli tecnici del sistema:

Tipo di solaio: soletta in cemento armato spessore 100 mm e travi metalliche
Distanza dal solaio: 10 mm dall’intradosso delle travi
Isolamento: lana di roccia sp. 40 mm, densità 60 kg/m3
Orditura: profili a “T” in acciaio zincato dim. 24x38x0,4 mm posti a passo 600 mm
Pendinatura: a passo 600 mm
Rivestimento protettivo: lastre NAPER S 8, 595x595x8 mm, spessore 1 x 8 mm
Finitura: non prevista
Campo di applicazione diretta: Presenza protezione corpo illuminante: consentita
Campo di applicazione estesa: fascicolo tecnico approvato da Istituto Giordano N° 319060. Con inclinazione fino a 25°
Rapporto di prova / di classificazione: Rapporto di classificazione: I.G. 315439/3637FR e fascicolo tecnico Norma di prova: EN 1365-2

Nel catalogo on-line www.dataholz.com sono presenti diverse soluzioni costruttive anche a pareti portanti per le quali è possibile raggiungere una resistenza al fuoco REI 60. Il servizio dispone anche di un motore di ricerca per selezionare le pareti in base al sistema costruttivo (p.e. pannello intelaiato) ed alla resistenza al fuoco (p.e. REI 60).

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