Come si proteggono le strutture da un incendio: le norme e i livelli di prestazione

La recente tragedia avvenuta in Svizzera ha riportato l’attenzione sull’importanza delle misure di sicurezza per la protezione degli edifici in caso di incendio. Il rischio di incendio riguarda qualsiasi ambiente chiuso ma, in determinati contesti, viene affrontato attraverso la prevenzione incendi: un ambito specifico della progettazione edilizia. Normative e disposizioni tecniche stabiliscono che i sistemi strutturali – ossia l’ossatura portante degli edifici – garantiscano margini di sicurezza definiti dal tempo di esposizione all’incendio. Anche porte, finestre e pareti non portanti devono rispettare requisiti di tenuta e isolamento per il tempo previsto dal progetto antincendio. Vediamo in cosa consistono.

L'approccio normativo

Le norme tecniche italiane ed europee considerano l’incendio una condizione eccezionale di progetto, per la quale si adottano specifiche combinazioni di carico basate su criteri probabilistici. Un incendio è definito come la combustione autoalimentata e incontrollata di materiali combustibili presenti in un compartimento. Dal punto di vista normativo, l’evento è rappresentato da una curva di incendio di progetto, che descrive l’andamento della temperatura dei gas di combustione nel tempo, in prossimità degli elementi strutturali. L’elevata temperatura riduce la rigidezza e la resistenza dei materiali, compromettendo la capacità portante della struttura. Con il passare del tempo, il fenomeno peggiora fino a raggiungere il punto in cui la resistenza degli elementi non è più sufficiente a garantire la sicurezza statica dell'edificio. Tuttavia, l'incendio ha un'evoluzione limitata dal quantitativo di materiale combustibile presente e, nel tempo, le temperature tendono a ridursi rispetto ai valori di picco registrati nella fase acuta. Per questo motivo, il requisito di resistenza si considera rispettato solo se garantito per un tempo minimo prefissato, variabile in funzione dell’importanza dell’opera e degli obiettivi di progetto.

Livelli di prestazione in caso di incendio

Le normative europee definiscono cinque livelli di prestazione:

• Livello 1: nessun requisito (rischio incendio trascurabile).
• Livello 2: resistenza sufficiente per consentire l’esodo degli occupanti.
• Livello 3: resistenza congrua per la sola gestione dell’emergenza.
• Livello 4: resistenza anche dopo la fine dell’incendio, con danni limitati.
• Livello 5: mantenimento totale delle funzionalità dell’edificio durante e dopo l’incendio.

La scelta del livello dipende dall’importanza della struttura e dalle attività svolte al suo interno, che determinano pericolosità, esposizione e vulnerabilità. Il livello 2 è utilizzato per la progettazione della maggior parte degli edifici civili. I livelli 4 e 5 sono invece riservati a edifici strategici, come ospedali o centrali operative.

La protezione antincendio

La resistenza al fuoco è la capacità di una costruzione (o di una sua parte) di mantenere per un tempo prefissato:

• R: capacità portante, cioè la resistenza degli elementi sotto il carico di esercizio;
• E: tenuta a fiamme, fumi e gas caldi;
• I: isolamento termico, per la limitazione della trasmissione del calore verso altri ambienti non direttamente esposti.

Un elemento strutturale "puro" (come un pilastro) richiederà solo il requisito R, mentre una porta tagliafuoco dovrà garantire EI (non essendo portante). Il simbolo REI identifica invece quegli elementi che assolvono a tutte e tre le funzioni contemporaneamente. Il requisito si esprime quindi con la sigla REIxx, dove “xx” indica i minuti di resistenza. Esempio: REI60 → resistenza, tenuta e isolamento garantiti per 60 minuti (rispetto alle curve di incendio nominali). Tramite l'introduzione di queste sigle è possibile identificare in maniera chiara qual è il grado di protezione richiesto alla struttura o a una sua parte.

Come si mette in campo: protezione attiva e passiva

La protezione antincendio può essere realizzata attraverso due approcci principali: attivo e passivo. La protezione attiva comprende tutti quei sistemi che si attivano automaticamente, o manualmente, in caso di incendio, e che contribuiscono a limitarne la propagazione e i danni. Un esempio tipico sono gli sprinkler, dispositivi installati nei controsoffitti che, al verificarsi di un incendio, rilasciano acqua per raffreddare l’ambiente e contenere le fiamme. Questi sistemi non agiscono sulla resistenza della struttura, ma sul controllo dell’incendio stesso. La protezione passiva, invece, riguarda soluzioni costruttive e materiali che possiedono caratteristiche intrinseche di resistenza al fuoco. Facciamo qualche esempio in base al tipo di struttura.

• Strutture in cemento armato: in genere, la resistenza al fuoco è garantita dal copriferro e dall’intonaco, cioè strati che proteggono le armature metalliche interne. Se questi spessori non sono sufficienti, il progetto può prevedere un aumento del copriferro per raggiungere i requisiti richiesti.
• Strutture metalliche: sono più vulnerabili al calore rispetto al cemento armato, poiché l’acciaio perde rapidamente capacità portante all'aumentare della temperatura. Per proteggerle, si utilizzano rivestimenti specifici. Le vernici intumescenti sono una soluzione molto diffusa: a contatto con il calore, si espandono formando uno strato isolante che rallenta il riscaldamento dell’acciaio. In alternativa, si possono impiegare rivestimenti in cartongesso, più economici ma anche più invasivi dal punto di vista estetico e spaziale.
• Strutture in legno: il requisito di resistenza si ottiene tramite sovradimensionamento delle sezioni o mediante rivestimenti protettivi. In caso di incendio, il fenomeno di carbonizzazione degli strati esterni forma una barriera protettiva che rallenta la penetrazione del calore verso il nucleo interno, consentendo di mantenere la capacità portante per un tempo significativo.

Altra strategia di protezione passiva è la compartimentazione degli ambienti, che consiste nella realizzazione di separazioni fisiche e termiche tra i diversi spazi, in modo da confinare l’incendio nel compartimento in cui si è originato e ritardarne la propagazione verso le altre aree dell’edificio. Questo approccio riduce il rischio di estensione del fuoco e consente una gestione più sicura dell’emergenza.

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