Resistenza al Fuoco dell'Impiallacciatura e delle Strutture in Legno: Normativa e Certificazioni in Italia

La resistenza al fuoco delle strutture in legno è un tema molto diverso rispetto a quello dei materiali incombustibili. Il legno è un materiale di origine vegetale dotato di specifiche caratteristiche che da sempre ne consentono un largo utilizzo. Viene impiegato molto nel mondo delle costruzioni in quanto è facilmente lavorabile ed ha una elevata resistenza meccanica, oltre ad essere esteticamente bello da vedere. D’altra parte, però, è un materiale estremamente combustibile e per questo potenzialmente pericoloso in ambito edilizio, soprattutto quando viene impiegato in opere pubbliche.

Prima di utilizzare il legno nelle varie costruzioni bisogna fare una serie di valutazioni circa: il comportamento del materiale nelle varie fasi dell’incendio; la resistenza all’azione delle fiamme; i mezzi per migliorare le prestazioni in caso di incendio. Per prevenire un incendio bisogna tener in considerazione due aspetti: la reazione al fuoco che esprime la partecipazione del materiale all’incendio; la resistenza al fuoco ossia l’attitudine di un elemento a conservare la resistenza meccanica (R), la tenuta (E) e l’isolamento termico (I).

Il legno (massiccio o quello costituito da particelle e pannelli di fibre) ha un alto grado di partecipazione al fuoco. Tenendo in considerazione le classi di reazione al fuoco italiane, il legno si colloca tra la 3 e la 5. Per quanto riguarda invece la resistenza al fuoco, essa dipende dalla combustione del materiale, nello specifico dalla velocità di carbonizzazione. Essa dipende a sua volta dalla tipologia legnosa considerata, dai fattori ambientali e dalla ventilazione.

Comportamento del Legno in Caso di Incendio

Va sottolineato che non è propriamente il legno a bruciare, ma i vapori del legno nella giusta concentrazione con l’ossigeno nell’aria. Prima di bruciare il legno deve eliminare inizialmente tutta l’acqua in esso contenuta, sotto forma di umidità. Nel legno si possono vedere tre strati: zona carbonizzata, alterata e inalterata.

• la zona carbonizzata è quella più esterna che viene perciò investita prima e maggiormente dalle fiamme e quindi dal calore ed è lo strato più interessato al processo di combustione;
• la zona alterata è lo strato centrale e rappresenta il fronte di avanzamento del processo di combustione e da un progressivo aumento della temperatura che può superare anche i 300 gradi;
• la zona inalterata è lo strato più interno che non viene toccato subito dalle fiamme, ma comunque soggetto ad un aumento di temperatura fino a 100 gradi.

Ricordiamo brevemente che 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. Con il simbolo REI viene identificato un elemento costruttivo che deve garantire tutti i requisiti della resistenza al fuoco.

Leggi anche: Caratteristiche Tecniche del Legno Truciolato

Quadro Normativo e Requisiti di Resistenza al Fuoco

C’è ancora molta confusione nel mondo delle costruzioni in legno su quali siano i requisiti minimi di resistenza al fuoco che un edificio deve avere. Innanzitutto occorre fare subito distinzione tra quelle che sono le attività soggette al controllo del Comando Nazionale dei Vigili del Fuoco e quelle per le quali non vi è alcuna normativa di tipo prescrittivo esistente.

Edifici e Attività Soggette al Controllo dei Vigili del Fuoco

Per gli edifici pubblici in genere quali scuole, alberghi, ospedali, teatri, ecc. esistono delle norme chiare e precise che impongono classi di resistenza e reazione al fuoco. Gli edifici di civile abitazione rientrano tra le attività soggette al controllo dei VVF qualora abbiano altezza antincendio superiore ai 24 metri e per essi è applicabile il D.M. n.246 del 16 maggio 1987; nel D.M. si trovano delle indicazioni anche per gli edifici di altezza antincendio compresa tra i 12 e i 24 metri.

Buona parte dell’attività professionale si rivolge però alla progettazione di edifici di civile abitazione di altezza antincendio inferiore ai 12 metri per i quali la normativa precedente non si applica e quindi, come in tutti i casi in cui si hanno attività senza specifica norma di tipo “verticale”, è necessario fare riferimento al DECRETO 9 marzo 2007 “Prestazioni di resistenza al fuoco delle costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo nazionale dei vigili del fuoco”.

In questo decreto sono stati definiti 5 livelli di prestazione che garantiscono, in modo graduale, il mantenimento della capacità portante dell’edificio, la limitata propagazione di fuoco e fumi anche alle attività limitrofe, la possibilità degli occupanti di evacuare indenni l’edificio e la possibilità da parte delle squadre di soccorso di operare in condizioni di sicurezza. La classe che si applica alle costruzioni civili è la classe di prestazione II che impone alle costruzioni ad un piano una capacità di resistere meccanicamente sotto l’azione del fuoco per 30 minuti mentre per le costruzioni a due piani prevede un’R60.

Nella mia pratica professionale riscontro che tale decreto è sempre più preso come riferimento sia dalle banche, all’atto dell’erogazione di mutui verso clienti che desiderano costruire case in legno, che da parte delle compagnie assicurative, che in fase di stipula di polizze rischio incendio, richiedono se la progettazione ha tenuto conto o meno del Decreto per stabilire l’importo del premio annuo. In questi casi ci viene richiesto di rilasciare dichiarazioni circa il rispetto, in fase progettuale, di questi input nella definizione delle azioni di carico eccezionali di cui al punto 3.6.1. del D.M. 14 gennaio 2008.

Leggi anche: Caratteristiche e vantaggi del parquet ecologico

La resistenza al fuoco delle strutture di un edificio è contemplata nel D.M. 14/01/2008 “Norme tecniche per le costruzioni” che al cap. 3.6.1 definisce l’incendio come un’azione eccezionale. Per valutare gli effetti di tale azione, le norme tecniche indicano di utilizzare nelle analisi la combinazione di carico eccezionale.

Evoluzione Normativa e Classificazione dei Materiali

Fino al 25 settembre 2007, data di entrata in vigore del DM 9 marzo 2007, che insieme al DM 16 febbraio 2007 hanno aggiornato interamente la materia della resistenza al fuoco abrogando la normativa precedente, si applicava la circolare M.I. 14 settembre 1961, n. 91, recante “Norme di sicurezza per la protezione contro il fuoco dei fabbricati a struttura in acciaio destinati ad uso civile” e il DM 6 marzo 1986 recante “Calcolo del carico di incendio per locali aventi strutture portanti in legno”.

Il regolamento delegato (UE) 2016/364 della Commissione riporta un sistema di classificazione della prestazione dei prodotti da costruzione in relazione alla reazione al fuoco. Si spiega così la completa sostituzione della Tabella con quanto riportato nell’Allegato al Reg. Il Regolamento delegato (UE) 2016/364 della Commissione, regola la classificazione della prestazione dei prodotti da costruzione in relazione alla reazione al fuoco, a norma del regolamento (UE) n. Prevede una specificazione per la DoP relativa ai materiali classificati in classe E/F.

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".

Strategie per Garantire i Requisiti di Resistenza al Fuoco

L’argomento di per sé è molto vasto e meriterebbe ben altro che un semplice post. Nello specifico dell’edilizia civile (costruzioni in xlam o a telaio) possiamo applicare diverse strategie per garantire i requisiti di resistenza richiesti:

Leggi anche: Scopri le proprietà e gli impieghi del truciolare nobilitato

1. fare riferimento alla capacità portante della struttura “nuda” e calcolarne la resistenza sulla base della velocità di carbonizzazione dell’elemento;
2. Placcare gli elementi portanti con lastre protettive (ne esistono diversi materiali e la scelta deve essere sia di tipo economico che tecnica sulla base delle valutazioni del tempo Tch, definito nell’EC5-2, necessario per soddisfare la prestazione richiesta);
3. Affidarsi alle lastre impiegate per creare la contro-parete tecnica (solitamente 2 lastre di cartongesso o fibrogesso) consapevoli però che i fori per gli impianti elettrici o termo-aeraulici annullano localmente la protezione offerta. Bisogna in questi casi saper prendere i necessari accorgimenti (spesso si trovano nei manuali dei produttori di lastre alcune soluzioni per garantire l’efficacia antincendio in caso di fori) affinché questi punti non vadano a minare la resistenza al fuoco della struttura.

La scelta della strategia è di natura tecnico/economica ma deve essere in grado di garantire il rispetto dei requisiti minimi richiesti. Purtroppo nella mia esperienza ad oggi vedo, nel caso delle strutture in xlam, edifici con pareti sempre più snelle da 95-100mm, spesso pure a 3 strati (quindi con minori prestazioni di resistenza al fuoco), che permettono certamente di ridurre i costi all’impresa, senza però che dall’altro lato siano stati presi i necessari accorgimenti a garanzia della richiesta di resistenza al fuoco. Ai tecnici e direttori dei lavori è richiesto di essere competenti e specializzati anche in questo settore che, a differenza dell’edilizia tradizionale, necessita di molte più accortezze e conoscenze.

Analisi delle Fonti d’Innesco e Propagazione dell’Incendio

Oltre a dover garantire il mantenimento della capacità portante per un prefissato intervallo temporale è compito del progettista anche saper prendere tutti gli accorgimenti necessari affinché sia, in primis, ridotta al minimo la possibilità d’innesco e propagazione di un incendio.

Fattori di Innesco

Sono numerosi i fattori che possono innescare un incendio in un’abitazione; tra i principali citiamo i seguenti:

• Impianti di evacuazione dei prodotti della combustione (camini);
• Impianti elettrici;
• Impianti fotovoltaici.

Fattori di Propagazione

Tra le cause che possono agevolare la propagazione dell’incendio troviamo:

• Pareti e solai di copertura ventilati;
• Impiego di materiali combustibili in zone “sensibili”.

Metodi di Valutazione della Resistenza al Fuoco e Calcolo del Carico di Incendio

Volendo quindi semplificare e riassumere le situazioni più frequenti, le prestazioni REI, RE, R o EI richieste alle strutture sono indicate come prescrizione nelle normative “verticali” specifiche per attività (autorimesse, scuole, ospedali, attività commerciali etc.). Definita la prestazione richiesta, si dovranno eseguire le opportune valutazioni (TABELLARE e/o ANALITICA e/o SPERIMENTALE) e indicare, se necessari, gli interventi atti a dimostrare il rispetto di tale richiesta.

Metodo Analitico

Il metodo analitico è sicuramente quello più complesso e quello dove il progettista sfrutta a pieno le sue capacità ingegneristiche per verificare le prestazioni di resistenza al fuoco della struttura, analizzando sia le sollecitazioni sulla struttura che l’andamento delle temperature all’interno della sezione analizzata. Il procedimento analitico UNI 9504 per calcolo della resistenza al fuoco di elementi costruttivi di legno del tipo massiccio o lamellare incollato, con il calcolo della velocità di penetrazione della carbonizzazione, o UNI 9503 per calcolo della resistenza al fuoco di elementi costruttivi in acciaio tipo barre tonde, barre quadrate, barre piatte, ecc.

Metodo Sperimentale

Il metodo sperimentale può ritenersi piuttosto semplice a livello di progettazione, ma decisamente oneroso per il cliente. Questa verifica viene fatta attraverso una prova di resistenza al fuoco: sottoporre il prodotto ad un processo di riscaldamento che segue la curva standard temperatura-tempo.

Resistenza al Fuoco del Legno Lamellare

Gli elementi di legno lamellare incollato devono essere conformi alla EN 14080. Per il legno lamellare incollato con sezione rettangolare, l’altezza di riferimento negli elementi inflessi o la larghezza di riferimento negli elementi tesi è 600 mm. Per altezze a flessione o larghezze a trazione nel legno lamellare incollato minori di 600 mm i valori caratteristici per f_m,k e f_t,0,k possono essere aumentati tramite il coefficiente k_h, dato da:

k_h = (600/h)^0.1

dove h è l’altezza degli elementi sollecitati a flessione o la larghezza degli elementi sollecitati a trazione, in millimetri.

Calcolo del Carico di 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_ni 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 = (∑_i (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, …).

Calcolo della Resistenza al Fuoco delle Strutture in Legno

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 il seguente procedimento:

1. si individua la classe del compartimento al netto della presenza degli elementi strutturali lignei; tale classe non è inferiore a 15 minuti;
2. si passa al calcolo dello spessore di carbonizzazione degli elementi strutturali di legno in relazione alla classe precedentemente individuata, adottando come valori di riferimento della velocità di carbonizzazione quelli contenuti nella norma UNI EN 1995-1-2;
3. si può determinare la classe del compartimento, tenendo anche conto del carico di incendio specifico relativo alle parti di elementi strutturali di legno corrispondenti allo spessore precedentemente calcolato che hanno partecipato alla combustione.

Grazie al software calcolo resistenza al fuoco delle strutture puoi eseguire facilmente il calcolo in riferimento alle strutture in legno e legno lamellare.

Certificazioni e Modello CERT.REI

Tali valutazioni (tabellare, analitica, sperimentale) andranno riportate all’interno del modello CERT.REI che, sottoscritto da tecnico iscritto negli elenchi del M.I. previsti dalla legge 818/1984 (professionista antincendio), andrà consegnato al competente comando provinciale dei VV.F. Il modello CERT.REI è la certificazione di resistenza al fuoco delle strutture indicate nello stesso.

tags: #resistenza #al #fuoco #impiallacciatura