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Sicurezza anticendio per edifici industriali in ACCIAIO
Sandro Pustorino
Louis-Guy Cajot
Luca Ponticelli

Le prestazioni delle strutture in acciaio per la sicurezza in caso di incendio negli edifici adibiti a deposito e ad attività industriale

Memoria tratta dagli Atti del XXIV CONGRESSO CTA, Torino 30 settembre - 2 ottobre 2013


Per una certa tipologia di edifici industriali, in particolare quelli monopiano, la sicurezza strutturale in caso di incendio dipende da alcune specifiche prestazioni della struttura portante.
L'evoluzione dei criteri normativi e degli strumenti di calcolo a disposizione dei progettisti consente oggi il pieno controllo di queste prestazioni e la possibilità di progettare in maniera completa soluzioni strutturali in acciaio sicure in caso di incendio.
Nel presente lavoro questa procedura di calcolo è stata analizzata, facendo riferimento alle recenti disposizioni normative introdotte in Europa per l'applicazione dell'approccio ingegneristico al caso degli edifici adibiti a deposito e ai risultati delle analisi condotte sul comportamento strutturale 3D di strutture in acciaio mediante l'applicazione di tre software FEM (ANSYS, ABAQUS e SAFIR).

1 La sicurezza in caso di incendio negli edidci adibiti a deposito ed attività industriale
1.1 La sicurezza strutturale in caso di incendio secondo la normativa nazionale

Nell'ambito del quadro normativo nazionale, la sicurezza strutturale in caso di incendio degli edifici adibiti a deposito o ad attività industriale è definita secondo quanto previsto dal Decreto del Ministero dell'Interno 9 marzo 2007 qualora gli stessi ricadano in una delle fattispecie specifiche cli cui al DPR 151 del 1 agosto del 2011 (Attività n. 24, 25, 26, 27, 28, 34, 36, 43, 44, 46, 47, 70, solo per citarne alcune).
Questo decreto definisce i criteri cli valutazione applicabili per la determinazione della classe cli resistenza al fuoco delle strutture portanti degli edifici (approccio prescrittivo) o, in via alternativa, le prestazioni che la struttura portante degli edifici deve soddisfare in caso cli incendio (approccio ingegneristico).
- Approccio prescrittivo
Per la tipologia di edifici qui analizzata, una volta verificate alcune caratteristiche geometriche e funzionali generali, il decreto individua il livello di prestazione II, stabilendo quindi l'obiettivo di sicurezza strutturale in caso di incendio corrispondente al mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all'evacuazione degli occupanti.
Seguendo questo approccio sono specificate le classi minime di resistenza al fuoco necessarie per garantire questo livello di prestazione, in funzione del numero dei piani dell'edificio, in particolare:
- 30, per costruzioni ad un piano fuori terra, senza interrati;
- 60, per costruzioni fino a due piani fuori terra ed un piano interrato.
Eventuali requisiti di resistenza al fuoco inferiori possono essere determinati mediante un metodo convenzionale definito nel decreto stesso, basato principalmente sulla definizione del carico di incendio specifico di progetto che caratterizza l'attività che si svolge nell'edificio.
- Approccio ingegneristico
Le prestazioni delle strutture portanti degli edifici per la sicurezza in caso di incendio possono essere verificate anche mediante l'applicazione del cosiddetto approccio ingegneristico. In tal caso la progettazione strutturale deve essere condotta al fine di dimostrare che gli obiettivi della sicurezza in caso di incendio siano verificati. Come sopra ricordato, per la tipologia di edifici qui trattata è stato individuato il livello di prestazione II, per il quale l'obiettivo di sicurezza è definito come "il mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all'evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all'esterno della costruzione".
L'applicazione dell'approccio ingegneristico per la valutazione della sicurezza strutturale in caso di incendio è regolata dalla normativa vigente e richiede il rispetto di alcune condizioni di applicazione, dii seguito riepilogate:
- la capacità portante deve essere verificata rispetto all'azione termica della curva naturale di incendio, applicata per l'intervallo di tempo necessario al ritorno alla temperatura ordinaria (D.M. 09/03/2008);
- deve essere eseguita la verifica della capacità portante degli elementi costruttivi rispetto all'azione termica della curva di incendio nominale standard, determinando le classi di resistenza richieste in funzione del carico di incendio specifico di progetto secondo una regola convenzionale definita dal decreto stesso (Tabella 5 del D.M. 09/03/2008).
E' stato già notato in [13] come queste due condizioni di applicazione in generale non consentano la progettazione delle strutture di un capannone industriale mediante l'approccio ingegneristico. E' infatti sufficiente che l'edificio sia caratterizzato da discreti livelli di carico di incendio specifico di progetto, come spesso avviene nella realtà, affinché i due criteri sopra riportati conducano a richieste di resistenza al fuoco sovrabbondanti rispetto agli obiettivi di sicurezza dichiarati per questi edifici, quasi sempre non applicabili in una reale progettazione.

1.2 L'approccio prestazionale per la progettazione dei capannoni industriali: evoluzione della normativa in Europa.
L'approccio prestazionale per la valutazione della sicurezza strutturale in caso di incendio degli edifici adibiti a deposito è stato recentemente introdotto nella normativa vigente in Francia, con il decreto ministeriale del 23 dicembre 2008.
L'approccio prestazionale si applica mediante l'applicazione dei criteri di Fire Safety Engineering (FSE) e costituisce un criterio di valutazione alternativo all'approccio prescrittivo.
In tal caso l'analisi FSE deve essere condotta con l'obiettivo di dimostrare che tutto il personale presente abbia il tempo sufficiente per abbandonare l'edificio prima che si verifichi il crollo della struttura e che il comportamento strutturale dell'edificio verifichi determinate prestazioni in caso di incendio, ossia:
- un collasso locale in un compartimento non deve comportare il collasso a catena dell'intero edificio;
- il collasso della struttura non deve verificarsi con un crollo verso l'esterno dell'edificio.

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