Controllo fumo e calore, Discussioni Tecniche10 Febbraio 20220 comments

Sistema Sprinkler e Sistema SEFC, come gestisco la loro interferenza?

Questo articolo è solo un breve sunto ed esposizione del problema e dei modi di risolverlo, maggiori approfondimenti sono presenti all’interno dello specifico E-BOOK, che presto sarà disponibile online per il download.

Comprendere il rischio

La potenziale interferenza reciproca dei sistemi automatici sprinkler e dei sistemi di controllo del fumo e calore è stata oggetto di un ampio dibattito nel corso degli anni, ma con conseguente scarso accordo sulla guida definitiva. La tematica è decisamente calda ed è proprio per questo che bisogna trattare il tema e avere il coraggio di iniziare a parlarne in modo pratico, professionale e scientifico. Questo articolo mira a delineare le potenziali criticità per facilitare la comprensione e la risoluzione del problema. Le interazioni tra i due sistemi sono davvero significative e i fattori in gioco possono portare a rendere inefficiente uno dei due. Capite bene che questo richiede un approfondimento caso per caso, quindi vi invito a un confronto con tutti gli attori progettuali coinvolti nello specifico caso che andrete a realizzare.

Come funzionano i diversi sistemi

Sistemi automatici Sprinkler (SPK)

Gli sprinkler sono sistemi di protezione attivi per controllare lo sviluppo e la diffusione dell’incendio. Si sono dimostrati efficaci sin dalla loro comparsa nel 19° secolo.
Solo gli erogatori nelle immediate vicinanze di un incendio sono azionati da fumi e gas caldi che attivano l’elemento sensibile al calore delle singole teste. Una volta attivato, il flusso di acqua dagli irrigatori viene scaricato sull’area dell’incendio, sopprimendo il fuoco e controllandone la propagazione mediante materiali combustibili pre-bagnanti.

L’impianto sprinkler può essere utilizzato per:

Proteggere i materiali e l’immobile, garantendo persino la continuità delle operazioni aziendali;
Controllare lo sviluppo del fuoco per facilitare l’esodo degli occupanti.

Sistemi di controllo del fumo e del calore (SEFC)

Quando si verifica un incendio in un ambiente confinato, le correnti di convezione termica trasportano il fumo e i gas caldi verso il soffitto dove successivamente si diffonderanno e riempiranno lo spazio con un livello progressivamente sempre più basso. Un sistema di controllo del fumo e del calore correttamente dimensionato e progettato in combinazione eventualmente con cortine di contenimento, può controllare lo strato di fumo entro i limiti prescritti, cioè i famosi 2 metri liberi da fumo. Ciò si ottiene allontanando il fumo e il calore dall’edificio utilizzando la convezione “naturale” attraverso aperture sul tetto o estrattori meccanici.

Entrambe i sistemi possono essere attivati da un IRAI o da intervento manuale.

In alternativa, in presenza di cupolini, potrebbero aprirsi singolarmente all’attivazione di collegamenti fusibili sensibili al calore o essere semplici pannelli termoplastici drop out, cioè termofondenti.

I sistemi di controllo del fumo sono principalmente specificati per:

Mantenere le vie di esodo al di sotto di un livello definito libero da fumo;
Fornire uno strato libero da fumi per facilitare l’accesso delle squadre di intervento;
Ridurre le sollecitazioni termiche dei fumi e gas caldi sulla struttura.

L’efficacia di questi sistemi dipende dal fatto che l’incendio reale non superi l’entità di quello “previsto a progetto” durante il loro dimensionamento. Valutare un incendio più piccolo di ciò che potrebbe realmente essere renderebbe il tutto inefficiente.

Effetti negativi dei sistemi SEFC sugli SPK

Aumento dell’intensità del fuoco

Il funzionamento dei sistemi di controllo del fumo, se non opportunamente razionalizzati, può aumentare l’intensità della combustione e la diffusione delle fiamme alimentando il flusso di ossigeno. Ciò può richiedere una maggiore portata dell’acqua dalle testine per ottenere il controllo rispetto a quanto sarebbe stato necessario qualora non ci fosse stato l’incremento indotto dal sistema SEFC mal progettato.

Funzionamento ritardato degli SPK

Gli sprinkler sono attivati dai gas caldi che salgono e innescano gli elementi termosensibili delle testine. L’apertura precoce degli EFC e l’allontanamento dei gas caldi possono ritardare o impedire l’accumulo termico necessario per attivare l’impianto SPK.

Tetto inclinato e funzionamento degli SPK

Il movimento dei gas caldi lungo la pendenza di una copertura inclinata verso l’EFC situato all’apice può spostare l’area in cui le testine operano, direttamente da sopra il punto di innesco verso il punto di evacuazione. Ciò può comportare:

Nessuna erogazione di acqua sopra il punto di innesco, influenzando negativamente il controllo del fuoco;
Attivazione delle testine lontano dal punto di innesco;
La pressione e il flusso disponibili possono esaurirsi prima di raggiungere il punto in cui sono necessari;
L’area allagata può essere più estesa aumentando il danno secondario da acqua.

Barriere al fumo

Se non adeguatamente posizionate in funzione del layout delle testine, le barriere al fumo possono deviare i gas e il calore e causare l’attivazione degli erogatori sprinkler lontano dall’area interessata dall’incendio od ostruire l’area di influenza dagli erogatori operativi.

Effetti negativi degli sprinkler sui sistemi di controllo dei fumi

Funzionamento ritardato dell’estrazione

L’effetto di raffreddamento operato dal sistema sprinkler può ritardare l’attivazione degli eventuali cupolini naturali che basano tutto il loro funzionamento sul gradiente termico dei fumi.

Ridotta galleggiabilità del fumo

L’effetto di raffreddamento della massa di fumo dovuto all’attivazione degli sprinkler, riduce l’azione convettiva e la galleggiabilità del fumo stesso:

Abbassando dello strato di fumo;
Riducendo il tasso di ventilazione naturale;
Facilitando la migrazione del fumo sotto le barriere.

Sulla base delle problematiche citate è opportuno riportare alcune raccomandazioni di buona progettazione.

Raccomandazioni generali

È sempre consigliato fornire un’adeguata protezione sprinkler per controllare o addirittura estinguere l’incendio, riducendo al minimo la crescita e la relativa generazione di fumo. Ritengo che ciò sia più efficace se malauguratamente si fosse deciso di non installare un sistema automatico di controllo dei fumi.

Ricordiamoci che la legislazione e la normativa chiede sempre di affrontare il problema primario del fumo e spesso la soluzione è proprio l’installazione di un sistema adeguato. Tale requisito può di norma prendere in considerazione la presenza di SPK (cosa che, ad esempio, le norme della famiglia UNI 9494 valutano l’abbassamento del Gruppo di Dimensionamento di una unità) e può essere richiesta la presenza di un sistema di spegnimento adeguatamente specificato, progettato e mantenuto come mezzo per affrontare i rischi percepiti per la sicurezza della vita.

Se sono ritenuti necessari sia gli SPK che i sistemi SEFC, si consiglia di effettuare una valutazione sui tempi di entrata in esercizio di uno e dell’altro sistema, gestendo ad esempio i primi minuti d’esodo per garantire visibilità e proteggere gli occupanti, poi attivare lo Sprinkler per controllare l’evoluzione dell’incendio.

Se è richiesto il funzionamento automatico del SEFC, è possibile ridurre al minimo gli effetti negativi sugli SPK mediante il funzionamento con erogazione controllata da flussostati con ritardi temporali o semplicemente collegamenti con fusibili ad alta temperatura (> 180 °C).

Soluzione sempre possibile è l’ingegneria della sicurezza antincendio e la modellazione del fumo in funzione delle dimensioni di incendio, del tasso di crescita nel tempo in modo da prevedere la discesa dello strato di fumo.

Come puoi intuire, un’ottima progettazione rende l’opera intellettuale assolutamente fattibile e capace di gestire ogni interferenza e risolvere ogni problema. Il punto di partenza è la presa di consapevolezza della problematica e il giusto mindset per affrontarla.