Progettazione e dimensionamento SEFFC secondo UNI 9494-2

Ing. Alessandro Temperini

Mercoledì, 07 Agosto 2013
Scritto da  Ing. Alessandro Temperini
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La Norma UNI 9494-2:2012 è il riferimento normativo in Italia per la progettazione di Impianti di evacuazione forzata di fumo e calore (SEFFC) recepita dal D.M. 20-12-12 Art.6.

Questo articolo ha lo scopo di illustrare in modo chiaro e sintetico le metodologie di progettazione degli impianti SEFFC secondo appunto la UNI 9494-2:2012.

Scopo e campo di applicazione

Stabilire i criteri di dimensionamento dei Sistemi di Evacuazione Fumo e Calore riguardanti ambienti di altezza minima di 3 m e aventi superficie minima di 600 m2.

I locali da proteggere devono inoltre avere superficie di 1600 m2 o essere suddivisi tramite barriere al fumo in compartimenti a soffitto di superficie massima pari a 1600 m2.

Inoltre, il dimensionamento dell’impianto EFC, non si applica ad ambienti a rischio di esplosione, a corridoi e a corridoi con scale.

Non è esclusa la possibilità di installare impianti SEFC anche in comparti con superfici minori a 600 m2 o maggiori a 1600 m2, laddove ne sia riscontrata l’effettiva necessità per superfici inferiori o l’impossibilità di maggiori suddivisioni per superfici maggiori.

La progettazione e il dimensionamento, in detti casi, dovranno essere oggetto di specifici approfondimenti e analisi di fattibilità.

Parametri di dimensionamento secondo UNI 9494-2

I parametri di dimensionamento del SEFFC sono riferiti unicamente a:

  1. Tempo convenzionale di sviluppo di incendio
  2. Velocità media di propagazione
  3. Rilascio termico
  4. Altezza dello strato libero da fumo
  5. Gruppo di dimensionamento

La superficie del compartimento preso in esame non influisce oltre i limiti imposti dal campo di applicazione, perchè l’intero procedimento si basa unicamente sulle caratteristiche di sviluppo di incendio.

Definiamo di seguito questi parametri.

1. Tempo convenzionale di sviluppo di incendio

Si compone di due parti:

  • tempo di allarme t1
  • tempo di intervento t2

Tempo di allarme t1

Il tempo di allarme t1 intercorre tra lo scoppio dell’incendio ed il momento dell’allarme e si assume pari a:

  • t1= 0 min se presente un sistema automatico di rilevazione incendio che aziona il SEFFC o allerta un locale presidiato h 24 da personale in grado di intervenire
  • t1= 5 min in caso di edificio con presenza di persone h 24
  • t1= 10 min in tutti gli altri casi

Tempo di intervento t2

Il tempo di intervento t2 tra allarme e inizio delle operazioni di estinzione e si assume paria a:

  • t2= 5 min nel caso sia presente h24 una squadra di soccorso interna
  • t2>10 min in altre condizioni da definire in base a fattori locali quali ubicazione traffico, distanza etc.

2. Velocità media di propagazione

La propagazione dell’incendio dipende dal tipo di attività, di materiale e dalla sua disposizione, in quanto lo stoccaggio a grandi altezze aumenta la velocità di combustione.

Può essere “bassa”, “media” o “alta”  ed in mancanza di dati specifici è possibile fare una valutazione di massima riferendosi alla classificazione dei pericoli tipici indicati nella UNI EN 12845.

Potrebbe interessarti il nostro articolo Progettazione Sistemi SEFC: caratteristiche dei fumi d'incendio

3. Rilascio termico

La norma UNI 9494 parte 2 prende in considerazione valori di 300 kW/m2 e 600kW/mq, quindi se non si conosce un preciso valore di riferimento occorre valutare il rilascio termico nelle condizioni più gravose ai fini della tutela di persone e beni, facendo riferimento al CER/TR 12101-5 oppure al prospetto 5 dell’eurocodice UNI EN 1991-1-2:2004.

4. Altezza dello strato libero da fumo

Rappresenta la zona compresa tra il pavimento e il limite inferiore dello strato di fumo in cui la concentrazione del fumo è minima e le condizioni sono tali da permettere l’esodo in piena sicurezza delle persone e l’intervento delle squadre di emergenza.

In ogni caso, l’altezza minima consentita per lo strato di aria libera da fumo non potrà essere inferiore a 2,5 m; inoltre, qualora siano presenti materiali, merci o manufatti particolarmente sensibili al fumo, il limite inferiore dello strato di fumo dovrebbe essere mantenuto distante almeno 0,5 m dagli stessi.

5. Gruppo di dimensionamento dell’impianto EFC

E’ una grandezza adimensionale intera (con valore compreso tra 1 e 5) che esprime la criticità delle condizioni cui la progettazione del sistema SEFFC dovrà far fronte ed è individuabile tramite il tempo convenzionale di sviluppo di incendio e la velocità di propagazione d’incendio sulla base delle tabelle del Prospetto 1 della norma (e riportate qui di seguito).

Impianti SEFFC tempo convenzionale incendioImpianti SEFFC gruppo di dimensionamento

In particolare, a ciascun gruppo di dimensionamento corrisponde una determinata area dell’incendio (che non dipende dalla superficie del compartimento). Ciò significa che, a seguito delle ipotesi fatte circa la velocità di propagazione e la durata convenzionale dell’incendio, si è implicitamente supposto di riuscire a confinare all’area indicata la propagazione delle fiamme.

Questa grandezza può essere ridotta di una unità nel caso sia presente un impianto di estinzione automatico come Sprinkler o a schiuma; viceversa va aumentata di una unità nel caso sia presente materiale immagazzinato ad una altezza maggiore di 1,5m.

Fissato il gruppo di dimensionamento, l’altezza libera da fumi desiderata e il rilascio termico, sulla base delle tabelle riportate nel prospetto 2 della norma, (e riportate qui di seguito) è possibile ricavare le seguenti grandezze:

La portata necessaria di estrazione (m3/h)  rilascio termico 300kW/m2

Impianti SEFFC_strato_libero_fumo

La temperatura media dei fumi (°C) rilascio termico 300kW/m2

Impianti SEFFC_rilascio_termico

 

La temperatura locale dei fumi (°C) rilascio termico 300kW/m2

Impianti SEFFC_flash_over


Se si ipotizza un rilascio termico maggiore si possono consultare le tabelle riportate nei prospetti in appendice A della stessa norma. 

Selezione dei componenti del SEFFC

La temperatura dei fumi è fondamentale in quanto permette la selezione della corrispondente classe dei componenti dell’impianto: tutti i componenti dell’impianto dovranno soddisfare specifiche classi minime di temperatura in funzione della temperatura prevista dei fumi per i diversi gruppi di dimensionamento.

Componenti per estrazione fumo certificati Sistema 3

In tal senso è molto utile il nostro Toolkit (scaricalo qui) per la progettazione di sistemi di controllo fumo e calore (SEFFC)

In particolare, i componenti devono essere scelti sulla base delle loro prestazioni misurate in conformità alle norme pertinenti di riferimento (ad es. serie EN 12101).

Impianti SEFFC_classi_componenti

Afflusso di aria esterna

Qualsiasi progetto per un sistema di evacuazione fumo e calore deve garantire una fornitura sufficiente di aria fredda che entra nel comparto per sostituire la quantità dei fumi estratti.

Quindi l’afflusso dell’aria esterna di ricambio potrà essere:

È importante che l'aria di ricambio entri nel comparto sempre sotto lo strato di fumo e che la stessa apertura non sia utilizzata contemporaneamente come uscita e ingresso delle persone.

Inoltre è bene che le aperture di ingresso dell'aria siano situate in modo da garantire, per quanto sia possibile, che l'aria immessa non disturbi in alcun modo quanto accumulato all’interno del serbatoio di fumo, evitando così che i gas caldi si raffreddino e scendano o che si inneschino dei moti turbolenti per effetto venturi richiamando così i fumi a strati più bassi del serbatoio.

Per evitare tali inconvenienti, si può imporre che lo spigolo superiore di ciascuna apertura debba avere una distanza di almeno 1 m dal limite inferiore dello strato di fumo. Laddove non venga rispettato il vincolo riguardante la distanza tra spigolo superiore delle aperture e limite inferiore dello strato di fumo, la velocità massima di immissione deve essere ridotta a 1 m/s.

In ogni caso la velocità massima di immissione non può superare i 2 m/s.

Per l’ingresso in modo naturale l'area netta di passaggio di un'apertura dovrebbe essere ottenuta moltiplicando l'area geometrica libera dell'apertura per il coefficiente di correzione Cr, usualmente stimato in ~0,5 per porte e finestre.

Apertura automatizzata immissione aria

Ogni apertura utilizzata per presa d’aria deve essere marcata con targhetta che specifica:

Nel caso di immissione forzata, essendo indotta da un ventilatore che garantisce la portata voluta, non è necessario alcun fattore correttivo per il dimensionamento della superficie, la minima superficie per le aperture di afflusso si calcola dividendo la portata aspirata dal compartimento a soffitto per la velocità ammissibile per l’ingresso dell’aria di ricambio.

In questa configurazione di immissione va evitata la pressurizzazione del locale bilanciando il sistema nella condizioni di progetto.

Devono essere evitati eventuali ostacoli fissi nei pressi degli afflussi d’aria, sia naturali che forzati, che ne possano pregiudicare l’efficienza in caso di funzionamento.

Caratteristiche dei punti di espulsione all’esterno

E’ importante che il posizionamento sia delle aperture per l’afflusso dell’aria che il punto di aspirazione dell’aria esterna sia effettuato ponendo attenzione alla distanza che li separa dal punto in cui il fumo viene espulso, per evitarne il rientro nel compartimento stesso.

Griglie di Aspirazione fumo

Ciò viene evitato se l’espulsione del fumo è collocata ad almeno 2,5m al di sopra del punto di aspirazione e almeno 8m di distanza orizzontale per evitare il fenomeno di by-pass.

Per gli impianti SEFFC i punti di estrazione possono essere costituiti da:

  • Aperture realizzate sulle condotte di estrazione fumo per singolo comparto;
  • Griglie o diffusori (a scopo estetico e funzionale) installate sulle condotte di estrazione fumo a singolo comparto
  • Serrande di controllo del fumo (per singolo comparto o per comparti multipli) installate sulle superficie delle condotte di estrazione fumo.

Impianti SEFFC_NOMOGRAMMA

Tutti gli eventuali componenti dovranno garantire la resistenza alle temperature medie dei fumi.

La collocazione dei punti di aspirazione dovrebbe essere il più possibile simmetrica all’interno del comparto, inoltre è bene valutare l’eventuale vicinanza dei punti di aspirazione a pareti o elementi strutturali che potrebbero interferire con la capacità di aspirazione.

Non si hanno riferimenti in merito alla velocità di aspirazione di ogni singolo punto, tuttavia, facendo riferimento alla DIN 18232-5:2004, è bene progettare le dimensioni delle prese per garantire una velocità inferiore dei 6 m/s per evitare fenomeni di “plugholing”.

La portata massima per punto di aspirazione dipende inoltre dalla temperatura media prevista dei fumi e dalla distanza tra l’imbocco del condotto di estrazione e la superficie inferiore dello strato di fumo e può essere determinata tracciando una linea di collegamento nel Nomogramma riportato in norma, fissando la temperatura locale dei fumi e la distanza ?ds .

A prescindere dalla tipologia di realizzazione del punto di estrazione, si deve rispettare che la portata volumetrica totale di aspirazione dal compartimento sia data dalla somma della portata volumetrica degli N singoli punti di aspirazione.

La distanza minima tra punti di aspirazione affinché non interferiscano è data dal parametro Smin (espresso in metri) e dato matematicamente dalla correzione di 0.015 della radice di portata massima del punto  .

Per ulteriori approfondimenti e per esempi di progetto passo passo è possibile scaricare in forma del tutto gratuita la nostra guida pratica

Copertina Guida 9494-2:2017

Guida Pratica UNI 9494-2:2017

Il 17 marzo 2017 è stata pubblicata la UNI 9494-2:2017.

La "Guida Pratica alla Progettazione secondo UNI 9494-2:2017". è una guida di ausilio per il dimensionamento di sistemi di evacuazione forzata di fumo e calore (SEFFC) secondo UNI 9494-2:2017.
All'interno troverai evidenziate le novità introdotte dalla recente revisione 2017.

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