Archivi e Smoke management: le soluzioni ai 5 problemi più comuni

Ing. Alessandro Temperini

Scritto da Ing. Alessandro Temperini
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il 13 Maggio 2020 in Discussioni Tecniche

Smoke management negli archivi: le soluzioni ai 5 problemi più comuni

In questa prima puntata della rubrica “ONE A WEEK” tratteremo lo Smoke management per archivi e magazzini, le tipologie di locali per le quali ci pervengono un gran numero di domande, spesso ricorrenti, dai professionisti del settore.


Prima di rispondere alle 5 domande più frequenti che ho selezionato è opportuno fissare quelle che sono le condizioni al contorno del nostro progetto.

Premessa

Parliamo di archivi e magazzini aventi piccole superfici in pianta, certamente minori dei 600 m2 e che hanno un’altezza di almeno 3 metri.

Questi locali non hanno una specifica RTV e dunque vengono approcciati con la RTO e strategia S8. Come sappiamo, i criteri di attribuzione dei livelli di prestazione fanno ricadere queste tipologie di locali, nella maggior parte dei casi, in un LIVELLO II.

sistemi sefc archivi e magazzini
Smoke management negli archivi

Nota bene

 Naturalmente, i valori da me proposti in questo articolo servono unicamente a discutere e ad affrontare queste tematiche.

Consiglio vivamente, se non addirittura ritengo obbligatorio, effettuare un’approfondita valutazione della necessità e dell’efficacia dello smaltimento in funzione: delle caratteristiche del locale, dell’affollamento e dei tempi di esodo, dei tempi di intervento dell’impianto, delle merci immagazzinate, della facilità di accesso e di intervento delle squadre di soccorso dall’esterno, ecc,

La portata deve essere valutata caso per caso.

Dunque, adesso che abbiamo definito i vincoli progettuali, veniamo alle 5 problematiche più ricorrenti di professionisti e tecnici nel dimensionare i sistemi di controllo del fumo e del calore in caso di archivi e magazzini.

DOMANDA 1

Come calcolo la portata di estrazione quando non posso realizzare aperture in copertura?

Per rispondere a questa domanda, prima di riportare i calcoli usualmente utilizzati, dovrebbe essere ben chiaro l’obiettivo che si intende raggiungere con il sistema progettato.

Il livello di prestazione II, ricordiamo, ha come obiettivo lo smaltimento, quindi il focus è sulla protezione delle squadre di soccorso. Naturalmente questo ci garantisce anche tutti gli altri vantaggi indotti da tali sistemi, ma non si ha l’onere di garantire un layer separato dei fumi.

livelli di prestazione codice prevenzione incendi tabella s8.1
Tabella S.8-1: Livelli di prestazione (DECRETO 18 ottobre 2019

Quindi, per tornare alla domanda, la portata estratta non è vincolata alla quantità di fumo prodotta ma è destinata ad effettuare un “lavaggio” degli ambienti sfruttando una diluizione delle masse in gioco ed ovviamente ad un allontanamento dei fumi presenti.

Con queste condizioni al contorno, un importante supporto normativo può essere trovato nell’Appendice H della UNI 9494-2, che, se pur informativa, dà importanti strumenti per trovare risposta alla specifica domanda.

Riassumendo, ecco la risposta in una formula

PORTATA DA ESTRARRE = 1m3/s ogni 100 m2 di superficie in pianta.

Nel mercato si vedono ancora delle progettazioni basate su vol/h (10-15) e spesso questo viene accettato.

Il sistema ha senso se viene visto a 360 gradi, cioè anche l’immissione, che se insufficiente va ad inficiare il tutto.

DOMANDA 2

Come progetto il sistema di immissione dell’aria?

Sappiamo perfettamente che un sistema, per essere efficace, deve avere una adeguata immissione dell’aria estratta. Personalmente la ritengo anche più importante dell’estrazione stessa.

Griglie per l’aspirazione dei fumi
Griglie per il controllo dei fumi
Griglie per l’aspirazione dei fumi
Bocchette per il controllo dei fumi
Griglie per l’aspirazione dei fumi
Aperture automatizzate per immissione aria naturale

In questo caso, la portata di aria estratta può essere reintegrata nell’ambiente per mezzo delle aperture presenti, distribuite nella parte bassa delle pareti perimetrali o per mezzo di sistemi forzati.

Nel nostro caso però, nel 90% dei casi necessitiamo di un sistema forzato, dato che in genere archivi e magazzini si trovano ai piani interrati o non confinanti con l’esterno.

Siamo tecnici. Dobbiamo porre un ragionamento alla base di ogni scelta. Iniziamo a ragionare sul fatto che, essendo questo uno smaltimento non abbiamo effettuato nessun calcolo sulla quantità di fumo prodotta. Ci mancano le basi per determinare le temperature dei fumi e quindi la densità delle masse in gioco.

Ciò che dobbiamo garantire quando si dimensionano dei sistemi forzati è che la quantità di aria estratta sia maggiore di quella immessa in modo da garantire una depressione nell’ambiente.

Possiamo ragionare su 2 percorsi logici:

  • Il primo è che, in base alla portata estratta, calcoliamo le temperature medie della massa dei fumi, come se la massa estratta fosse la massa di fumo prodotta dal carico di incendio, ma potremmo sottostimare il valore
  • Il secondo, più semplice (e che consiglio) è che, smaltendo una certa quantità di fumo posso immetterne una percentuale inferiore di aria per garantire la depressione

Ma quale sarà questa percentuale?

Se pensiamo al fatto che a 400°C il fumo ha una densità di circa il 65%, è cautelativo tarare l’immissione dell’aria a circa un 70% della portata smaltita.

LA PORTATA DA IMMETTERE = 70% DEI m3/s ESTRATTI.

Ribadisco che queste sono indicazioni per definire l’ordine di grandezza e stimare spannometricamente i confini del sistema. Vale quanto riportato in premessa di effettuare sempre analisi approfondite per il caso specifico e capire come si bilanciano le masse ed i loro movimenti.

DOMANDA 3

Dove posiziono i punti di aspirazione e di immissione?
A quale velocità devo dimensionarli?

In realtà, qui le domande sarebbero due e non solo una, ma provo comunque a rispondere ad entrambe con lo stesso ragionamento.

La prima parte chiaramente è semplice:

i punti di aspirazione vanno posizionati alti ed i punti di immissione bassi.

Sfruttiamo anche l’aspetto gravitazionale dei fumi caldi e sarebbe inefficace un sistema che non valuti tali ovvietà.

Per le velocità invece (probabilmente la vera domanda non scontata) dobbiamo precisare che, trattandosi di un livello di prestazione II, non abbiamo nessun vincolo del mantenimento del layer stabile e dunque non ci sono vincoli di quote di estrazione/immissione.

air speed

Questo ci consente di poter creare anche delle turbolenze in ambiente che “mescolano” i fumi.

In ogni caso NON è mai possibile aspirare da più comparti differenti contemporaneamente dato che non verrebbe più assicurata la separazione delle compartimentazioni. Questo, in realtà, non sarebbe concesso dalla prevenzione incendi che ha in premessa l’avvento di un incendio in un singolo comparto per volta.

L’unica accortezza è evitare bypass tra i flussi distanziando adeguatamente estrazione ed immissione e mantenendo velocità relativamente basse in estrazione per evitare l’effetto del plug holing nei punti di estrazione.

Volendo rispondere con un range di velocità, diciamo che estrarre aria con una 

VELOCITA’ A FRONTE GRIGLIA = 5 – 6 m/s

è ragionevolmente cautelativo.

Per ciò che concerne l’immissione, dato che siamo in configurazione di smaltimento, consiglio di considerare le stesse velocità, le ridurrei drasticamente se sono potenzialmente vicino al punto di innesco.

DOMANDA 4

Qual è il limite di velocità all’interno della condotta?

Non ci sono vincoli normativi per la velocità del fumo o dell’aria nelle condotte.

Questa confusione è nata quando, nella versione del 2012, la norma di progettazione UNI 9494-2 imponeva una velocità limite di 15 m/s. Il limite è stato tolto nella revisione del 2017 ad oggi in vigore, e per fortuna aggiungerei.

limite 15 ms

Il focus deve essere posto sulla pressione di esercizio, tanto che anche la norma di prodotto effettua i test sulle pressioni e non sulle velocità.

So che le due grandezze sono direttamente collegate ma è la perdita di carico complessiva della rete che dovrebbe essere utilizzata per fissare le velocità.

Se posso dare un consiglio dettato dall’esperienza, visti tutti i prodotti ed i loro costi, sarebbe il caso di tenere contenuta la predita di carico tra i 700 ed i 1.000 Pa. Questo non tanto per le condotte che arrivano sino ai 1.500 Pa, ma perché poi si dovrebbero utilizzare unità ventilanti ad alte prevalenze con elevati assorbimenti ed ingombri, e di conseguenza anche dei costi.

Se anche in questo caso, si voglia dare un valore numerico alla risposta della domanda, è buona regola effettuare un dimensionamento della rete con

VELOCITA’: 15-20 m/s

Anche per evitare impianti, dimensionalmente parlando, troppo grandi e che hanno un po’ di margine per considerare eventuali accidentalità di percorso che si vengono sempre a creare durante la fase realizzativa.

DOMANDA 5

Posso realizzare un sistema di Smoke Management ottimizzato e garantire comunque le compartimentazioni?

Anche qui, si necessita di due risposte celate in una sola domanda, ma la prima parte è talmente scontata che la risposta non può che essere affermativa.

SI, si possono realizzare aspirazioni centralizzate.

Molto spesso la stessa attività presenta diversi archivi e magazzini contigui e di tipo protetto, cioè compartimentati tra loro.

La soluzione ottimale, sia tecnica che economica, per poter gestire i fumi è un sistema di aspirazione centralizzata, cioè un unico evacuatore forzato che può gestire più locali.

Evacuatore forzato archivi e magazzini
Ventilatori assiali per il controllo dei fumi

E’ possibile garantire la continuità delle compartimentazioni utilizzando componenti specifici per comparti MULTIPLI, cioè che hanno, oltre la resistenza ai fumi, una resistenza passiva all’incendio per i minuti occorrenti al progetto, solitamente sino a 120’.

Condotte per comparti multipli
Condotte in silicato di calcio a comparti multipli
Serrande per comparti multipli
Serrande di controllo fumi a comparti multipli

In ogni caso NON è mai possibile aspirare da più comparti differenti contemporaneamente dato che non verrebbe più assicurata la separazione delle compartimentazioni. Questo, in realtà, non sarebbe concesso dalla prevenzione incendi che ha in premessa l’avvento di un incendio in un singolo comparto per volta.


Una “perla” in conclusione per chi ha avuto voglia di seguirmi fin qui.

La classificazione di tutti i componenti dei sistemi di controllo del fumo e del calore, che rispondono alla UNI EN 13501-4:2016, prevedono una possibilità di durata non oltre i 120 minuti, anche se, in resistenza passiva, qualche RTV prevede sino a 180-240 minuti.

Oggettivamente però, un sistema di protezione attiva come un sistema SEFC, che duri più di qualche decina di minuti… ha realmente poco senso.

Non perdere il prossimo articolo della rubrica ONE A WEEK.

Mercoledì prossimo parleremo di Smoke Management nelle autorimesse

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