giovedì 27 febbraio 2020

IL COMPORTAMENTO AL FUOCO DELLE FACCIATE

Tra i vari elementi edilizi che possono essere attaccati da un incendio, la facciata ha un ruolo di primo piano. Se questa, infatti, non è stata progettata accuratamente, le fiamme di un eventuale incendio originatosi in un locale, una volta raggiunta la facciata, possono propagarsi velocemente all'intero stabile, causando ingenti perdite economiche e, nei casi più gravi, anche vittime.

La legislazione italiana non regola il comportamento al fuoco delle facciate, con la conseguenza che tale importante aspetto è pressoché trascurato, sia nelle nuove costruzioni, sia negli interventi sugli edifici esistenti.

FIVRA ha pertanto redatto un documento che tratta specificatamente il comportamento al fuoco delle facciate: analizza i possibili scenari di incendio e ne illustra le conseguenti possibili strategie di progettazione antincendio della facciata. Non manca un’analisi della situazione legislativa italiana (anche alla luce di un confronto con gli altri Paesi europei) ed i possibili scenari futuri.

 

Introduzione

Gli incendi che riguardano gli edifici sono uno tra i rischi più sottovalutati sebbene, in Italia, ogni anno, causano danni per un valore pari a circa l’1% del PIL, quasi 400 feriti e quasi 100 vittime.

La progettazione delle facciate degli edifici dovrebbe sempre prendere in considerazione il rischio di incendio, poiché questo, originatosi sia all’interno, sia all’esterno dell’edificio, può propagarsi proprio lungo la facciata.

Non esiste però un parametro capace di descrivere il comportamento al fuoco di una facciata.

I paesi europei utilizzano due diversi approcci:

  1. si rifanno al comportamento al fuoco (Euroclasse di reazione al fuoco) dei singoli materiali costituenti la facciata;
  2. hanno introdotto test specifici per valutare il comportamento al fuoco della facciata nel suo insieme.

L’approccio più utilizzato, adottato da tutti i Paesi europei, è il primo; nello specifico, hanno emanato obblighi in termini di Euroclasse di reazione al fuoco del materiale isolante inserito in facciata.

Il secondo approccio prevede invece di testare il comportamento al fuoco di un fac-simile di facciata. Questo approccio, rispetto al precedente, garantisce una sicurezza inferiore (infatti, nei Paesi dove è presente, è utilizzato solo per alcune tipologie di edifici e mai come criterio esclusivo).

I prodotti da costruzione sono caratterizzati da diversi parametri, che ne dettagliano le prestazioni.

Con riferimento al comportamento al fuoco, la prestazione di riferimento è la reazione al fuoco, valutata tramite la norma UNI EN 13501-1 ed espressa in Euroclassi di reazione al fuoco, che variano dalla A1 alla F.

Per le Euroclassi da A2 a D sono previste classi aggiuntive, che prendono in considerazione la produzione di fumo:

  • s1 scarsa emissione di fumo 
  • s2 moderata emissione di fumo 
  • s3 abbondante emissione di fumo 

e la quantità di gocce/particelle ardenti emesse:

  • d0 nessun gocciolamento 
  • d1 gocciolamento di breve durata 
  • d2 gocciolamento persistente

Per l’Euroclasse E é prevista per alcune tipologie di materiali la classe d2 (gocciolamento persistente).

 

Strategie di progettazione antincendio delle facciate

Una facciata può essere interessata da un incendio in tre diversi modi (scenari di incendio):

  • incendio esterno, tramite irraggiamento (ad esempio, quando il calore sprigionato da un incendio che interessa un edificio vicino, innesca la combustione dei materiali combustibili presenti sulla facciata dell’edificio);
  • incendio esterno, tramite esposizione diretta alle fiamme (ad esempio quando i materiali combustibili della facciata sono intaccati dalle fiamme causate da incendi originati da rifiuti sui balconi o nei cassonetti dell’immondizia, autovetture parcheggiate, ecc.);
  • incendio interno che si propaga alla facciata attraverso aperture quali finestre e porte.

Nel momento in cui le fiamme raggiungono lo strato esterno della facciata, la loro ulteriore propagazione dipende dai seguenti fattori:

  • reazione al fuoco del materiale con cui é stata realizzata la facciata che influisce sulla velocità di propagazione dell’incendio sull’involucro edilizio;
  • esistenza di cavità all’interno della facciata (ad esempio l’intercapedine di una facciata ventilata oppure le cavità che si formano a causa della delaminazione di parti della facciata durante l’incendio). Se le fiamme giungono nell’intercapedine, per effetto camino, le stesse possono essere da cinque a dieci volte più lunghe rispetto alla loro lunghezza iniziale;
  • aperture sulla facciata (finestre/porte) che permettono il ritorno delle fiamme all’interno dell’edificio, e quindi la loro propagazione da un piano all’altro.
Figura 1: parti della facciata dove deve essere 
prevista la presenza di isolanti incombustibili​

 

Le strategie di protezione antincendio devono dunque prevedere l’utilizzo di materiali incombustibili (Euroclasse A2-s1,d0), sull’intera facciata o, almeno sulle seguenti zone:

  • primi metri da terra: per rallentare la propagazione di incendi innescati a terra (es. da autovetture);
  • attorno alle aperture delle facciate (finestre e porte): per rallentare la propagazione delle fiamme dall’interno dell’edificio e/o il loro ritorno all’interno;
  • tra i diversi piani dell’edificio (fascia antincendio a cintura); per rallentare la propagazione delle fiamme lungo la facciata;
  • balconi: per rallentare la propagazione di incendi ivi innescati (es. da rifiuti);
  • ultimi metri prima della copertura: per evitare che l’incendio si propaghi alla copertura stessa, se questa é costituita da materiali combustibili

L’utilizzo di materiali incombustibili sull’intera facciata é comunque la soluzione migliore, che garantisce la massima sicurezza possibile.

 

 

A titolo di esempio, si consideri che quando le fiamme fuoriescono dalle aperture sulla facciata, possono raggiungere un’altezza anche fino a 5 m sopra il bordo dell’apertura.

Figura 2: altezze di fiamma a seconda della velocità di circolazione dell’aria (tratta da “Sicurezza antincendio delle facciate negli
edifici
”, Marija Jelcic Rukavina, Milan Carevic, Ivana Banjad Pecur, 2017).

In altri termini, le fiamme che escono da una finestra interesseranno direttamente anche la facciata al piano sovrastante, che prenderà fuoco a meno che si siano utilizzati materiali incombustibili lungo l’intera facciata e non solo in determinate zone.

I differenti possibili livelli di sicurezza sono ancora più evidenti considerando la dinamica reale del comportamento al fuoco dei sistemi di facciata con diversi ETICS (cappotti termici) sottoposti ad un test simultaneo.

Figura 3: campioni sottoposti a prova

In sintesi:

  • dopo 15 minuti, il campione 1 é completamente invaso dalle fiamme ed emette una gran quantità di fumo e gas tossici;
  • dopo 28 minuti, sul campione 2 il fuoco ha raggiunto completamente l’isolamento combustibile che sta emettendo grosse quantità di fumo tossico;
  • dopo 40 minuti, il fuoco sul campione 3 si é estinto da sé. A differenza dei campioni 1 e 2, la facciata del campione 3 non é stata distrutta dal punto di vista strutturale.

In definitiva, l’inserimento di una fascia antincendio ha semplicemente ritardato la propagazione dell’incendio di neanche quindici minuti.

A conferma che la massima sicurezza si raggiunge con l’utilizzo di soli isolanti incombustibili, la quasi totalità dei vari Paesi ha vietato l’utilizzo di isolanti combustibili negli edifici più critici:

  • edifici di grande altezza (sono critici perché presentano difficoltà di accesso (per i Vigili del Fuoco) e/o di fuga (per gli occupanti));
  • edifici occupati da utenze più vulnerabili quali bambini, anziani, malati.

Per gli edifici di altezza intermedia, la gran parte dei Paesi ammette l’utilizzo di isolanti combustibili ma solo se in abbinamento ad isolanti incombustibili, che devono occupare determinate zone della facciata (specialmente fasce attorno a finestre e porte e tra i diversi piani dell’edificio, cfr. Figura 1). In alternativa, per questa tipologia di edifici, alcuni Paesi consentono l’utilizzo di qualunque combinazione di materiale che superi determinati test.

Infine, per gli edifici più piccoli tipicamente non é richiesta alcuna attenzione progettuale e pertanto può essere utilizzata qualunque tipologia di materiale.

Ricapitolando, la quasi totalità dei Paesi ha introdotto obblighi differenziali a seconda della tipologia di edificio:

  • edifici di altezza ridotta: non é richiesto alcun livello di sicurezza
  • edifici di altezza media: é richiesto un primo livello di sicurezza (utilizzo di mix di isolanti combustibili ed incombustibili)
  • edifici di altezza elevata o occupati da utenze vulnerabili: é richiesta la massima sicurezza possibile (utilizzo di soli isolanti incombustibili)

Da quanto sopra, si deduce che solo l’utilizzo di isolanti incombustibili è universalmente ammesso.

 

La situazione Italiana

In Italia, ogni anno, gli incendi negli edifici causano circa 100 vittime, quasi 400 feriti e danni per un valore pari a circa l’1% del PIL.

La situazione legislativa italiana é peculiare rispetto agli altri Paesi; il DM 25 gennaio 2019 “Modifiche ed integrazioni all’allegato del decreto 16 maggio 1987, n. 246 concernente norme di sicurezza antincendi per gli edifici di civile abitazione” (entrato in vigore il 6 maggio 2019) ricorda la necessità in caso di costruzione ex-novo di edifici o rifacimento di almeno il 50% delle facciate negli edili civili, di:

  • limitare la probabilità di propagazione di un incendio originato all’interno dell’edificio, a causa di fiamme o fumi caldi che fuoriescono da vani, aperture, cavità verticali della facciata, interstizi eventualmente presenti tra la testa del solaio e la facciata o tra la testa di una parete di separazione antincendio e la facciata, con conseguente coinvolgimento di altri compartimenti sia che essi si sviluppino in senso orizzontale che verticale, all’interno della costruzione e inizialmente non interessati dall’incendio;
  • limitare la probabilità di incendio di una facciata e la successiva propagazione dello stesso a causa di un fuoco avente origine esterna (incendio in edificio adiacente oppure incendio a livello stradale o alla base dell’edificio);
  • evitare o limitare, in caso d’incendio, la caduta di parti di facciata (frammenti di vetri o di altre parti comunque disgregate o incendiate) che possono compromettere l’esodo in sicurezza degli occupanti l’edificio e l’intervento delle squadre di soccorso;

Purtroppo, tale decreto non indica come rispondere concretamente a queste indicazioni generali, ma si limita a ricordare l’esistenza della guida tecnica “Requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili” del 15 aprile 2013, “che può costituire un utile riferimento progettuale”.

Tale guida (come accade in tutti i Paesi europei) utilizza la reazione al fuoco del materiale isolante quale parametro per individuare la sicurezza di una facciata in caso di incendio ma risulta datata per almeno tre motivi:

  • non prevede alcuna articolazione in base alla tipologia dell’edificio (non opera alcuna distinzione in base all’altezza dell’edificio, né alla destinazione d’uso dello stesso);
  • richiede l’utilizzo, per l’intera facciata, di materiali isolanti aventi medesima reazione al fuoco (non prevede dunque l’utilizzo delle fasce di protezione antincendio);
  • non richiede l’utilizzo di isolanti incombustibili ma di isolanti aventi Euroclasse B-s3,d0 (dunque combustibili).

Inoltre, la verifica della reazione al fuoco può essere fatta sull’eventuale kit che contiene il materiale isolante; ciò significa, ad esempio, che qualunque isolante (anche quelli con peggiore Euroclasse di reazione al fuoco), se utilizzato in un sistema ETICS (cappotto termico) in kit rispetta il requisito B-s3,d0. In altre parole, tale guida tecnica, per i sistemi ETICS ammette ogni tipo di materiale isolante, mentre gli altri Paesi prevedono esplicitamente la necessità di utilizzare isolanti incombustibili e, per gli edifici più critici, bandiscono l’utilizzo degli isolanti combustibili.

Figura 4: Prescrizioni legislative di diversi Paesi Europei per l’utilizzo di isolanti in interventi di ristrutturazione con ETICS (cappotti termici)

Non é noto a molti, ma il codice civile (Regio decreto 16 marzo 1942, n. 262 e s.m.i.) contiene alcuni articoli che interessano gli interventi di riqualificazione dell’edificio

Gli articoli 1120 e 1122, infatti, attestano che in un edifico condominiale sono vietati gli interventi e le innovazioni (ad esempio la posa di un cappotto termico) che creano “pregiudizio alla sicurezza del fabbricato”.

L’utilizzo di isolanti combustibili, sebbene attualmente consentito dalla legislazione italiana, peggiora il comportamento al fuoco dell’involucro (facciate e copertura).

A seconda delle interpretazioni date ai due suddetti articoli, ciò comporta una delle seguenti:

  • l’impossibilità di utilizzare sistemi o soluzioni combustibili nella riqualificazione dell’involucro di un edificio condominiale;
  • la possibilità che anche un solo condomino blocchi la riqualificazione dell’involucro, se effettuata con sistemi o soluzioni combustibili.

L’utilizzo di isolanti combustibili, inoltre, comporta un rischio nello stoccaggio e nella movimentazione di tali materiali, che deve esser valutato (e dunque devono essere previste misure di prevenzione) all’interno sia del PSC (Piano Sicurezza e Coordinamento, redatto dal coordinatore dei lavori in fase di progettazione e valutato dal coordinatore dei lavori in fase di esecuzione), sia del POS (Piano Operativo di Sicurezza, ad opera del datore di lavoro dell'impresa esecutrice).

 

Il futuro della legislazione

A seguito della tragedia della Grenfell Tower, diversi Paesi europei stanno modificando la propria legislazione sui requisiti di sicurezza antincendio per le facciate degli edifici. Il Governo UK ha bandito ogni materiale combustibile nelle facciate di tutti gli edifici alti almeno 18 metri.

In Francia CSTB, su incarico ministeriale, ha pubblicato una serie di raccomandazioni, tra le quali c’é anche quella di rendere più severi gli obblighi costruttivi delle facciate

Anche l’Unione Europea é intervenuta in merito, tanto che nella Direttiva 2018/844 che modifica ed integra l’EPBD (la Direttiva sull’Efficienza Energetica degli Edifici) é offerta una formidabile occasione ai Paesi Membri per intervenire sulla materia:

  • Art. 2bis.7 Ogni Stato membro può ricorrere alla propria strategia di ristrutturazione a lungo termine per far fronte ai rischi connessi all’intensa attività sismica e agli incendi che interessano le ristrutturazioni destinate a migliorare l’efficienza energetica e la durata degli edifici.
  • Art. 7 Per quanto concerne gli edifici sottoposti a ristrutturazioni importanti, gli Stati membri incoraggiano sistemi alternativi ad alta efficienza, nella misura in cui è tecnicamente, funzionalmente ed economicamente fattibile, e prendono in considerazione le questioni del benessere termo-igrometrico degli ambienti interni, della sicurezza in caso di incendi e dei rischi connessi all’intensa attività sismica.

L’invito di cui sopra sembra proprio rivolto ai Paesi che, come l’Italia, non sono dotati né di precisi obblighi legislativi, né di incentivi in merito alla sicurezza antincendio delle facciate degli edifici.