Tipologie di controllo del fumo: la Gestione Verticale

Ing. Alessandro Temperini


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Tempo di lettura: 9 minuti

Il controllo del fumo può avere diverse finalità e, definirle univocamente, consente di scegliere il sistema di controllo più adatto per soddisfarle.

In questo articolo approfondiremo nel dettaglio il sistema di controllo verticale del fumo in rapporto al dimensionamento e con un focus sui componenti del SEFC.

Ma prima di passare all'approfondimento del sistema di controllo verticale vediamo in sintesi, tutte le 3 metodologie di controllo del fumo esistenti:

  • “controllo verticale” (di cui parliamo in questo articolo) favorito dalla formazione di un “pennacchio” di fumo che a partire dalle fiamme sale verticalmente verso il soffitto dove va man mano a riempire il “serbatoio a soffitto”. Per poter essere attuato ha bisogno di un sufficiente sviluppo in altezza del locale; le Norme UNI 9494 ad esempio valutano in tre metri questa altezza minima. Il fumo accumulato nel serbatoio a soffitto viene prelevato e espulso verso l’esterno, con sistemi naturali o forzati, mantenendo uno strato libero da fumo al di sopra del pavimento.
  • “controllo orizzontale” da attuare nei casi quali le autorimesse, in cui tale altezza non è disponibile. Occorre quindi controllare il fumo in altra maniera: spingendolo lateralmente verso un estremo del locale e cercando di creare una zona libera dai fumi a monte dell’incendio (leggi l'articolo Gestione del fumo nelle Autorimesse).
  • “controllo per differenza di pressione” finalizzato ad impedire o limitare l’entità della propagazione del fumo, grazie all’attuazione di una depressurizzazione o di una pressurizzazione di un particolare volume rispetto agli ambienti adiacenti. In generale si realizzano sistemi in grado di creare un differenziale positivo di pressione (leggi l'articolo Controllo del Fumo per Differenza di Pressione).

Controllo verticale del fumo

Il controllo verticale del fumo, come detto, si attua assecondando la naturale tendenza del fumo a salire verso l’alto. E' intuibile che uno dei parametri caratteristici sia costituito proprio dall’altezza perché consente di valutare la quantità di fumo prodotta, e specificatamente per questa tipologia di controllo, di dimensionare il Sistema in termini di portata (Q), per i Sistemi forzati, o superficie netta apribile (SUT), nel caso dei Sistemi naturali.

In questa tipologia (controllo verticale) rientrano i Sistemi di Evacuazione Fumo e Calore (SEFC) dimensionati secondo le Norme UNI 9494-1 e 2, utilizzabili in applicazioni codificate e rientranti in uno specifico campo di applicazione. Applicando tali Norme è possibile risolvere facilmente problemi “tipo” senza dover effettuare calcoli specifici.

I SEFC sono composti da una serie di “Componenti selezionati per lavorare congiuntamente al fine di evacuare fumo e calore in modo da creare uno strato in sospensione di gas caldi al di sopra di aria più fredda e più pulita”.

Come già detto, possono essere del tipo con evacuazione naturale o evacuazione forzata dei fumi.

Nei Sistemi naturali, SENFC, lo strato di fumo e gas caldi viene convogliato all’esterno per mezzo delle forze ascensionali dovute alle differenze di massa volumica dei gas.

In altre parole grazie al SENFC lo strato caldo si accumula nel contenitore (serbatoio) delimitato dalla compartimentazione a soffitto convogliando i fumi e gas caldi verso gli Evacuatori Naturali di Fumo e Calore (ENFC) aperti per l’espulsione all’esterno.

L’afflusso di aria esterna dal basso, fondamentale per il funzionamento del SENFC, alimenta lo strato più freddo, con una separazione netta rispetto allo strato caldo, mantenendolo pulito (strato di aria libera da fumo).

La differenza di pressione fra i due strati spinge naturalmente all’esterno gli effluenti attraverso gli ENFC.

fig1 evacuazione fumo calore

Componenti principali di un SENFC

  • ENFC installato su tetto (UNI EN 12101-2);
  • Compartimento a soffitto (serbatoio fumo);
  • Barriere al fumo (UNI EN 12101-1);
  • Aperture per l'afflusso di aria esterna;
  • Ambiente da proteggere.

Per il dimensionamento dei SENFC il riferimento normativo in Italia è la Norma UNI 9494-1:2012.

Componenti principali di un SEFFC

Nel caso dei Sistemi forzati, SEFFC, lo spostamento e l’evacuazione del fumo e dei gas caldi si ottiene con l’utilizzo di uno o più ventilatori motorizzati. Approfondisci qui il nostro articolo su come scegliere il ventilatore di evacuazione fumo più adatto.

componenti sistema forzato evacuazione fumo e calore

I componenti principali di un SEFFC sono i seguenti

  • Ventilatori per il controllo dei fumi (ventilatore linea SEDuct® F400)
  • Condotte per il controllo dei fumi (comparti multipli) (condotte linea SEDuct® MULTI-50)
  • Condotte per il controllo dei fumi (comparto singolo) (condotte linea SEDuct® R600)
  • Giunto compensatore di linea
  • Serrande per il controllo dei fumi (comparti multipli) (serranda linea SEDuct® SDM)
  • Serrande per il controllo dei fumi (comparto singolo) (serranda linea SEDuct® SDS)
  • Griglie per il controllo dei fumi (griglia linea SEDuct® GHR)
  • Bocchette per il controllo dei fumi (bocchette linea SEDuct® BHR )
  • Aperture automatizzate per immissione aria naturale (aperture linea SEDuct® AFD)
  • Cortine di contenimento dei fumi (cortine linea SEDuct® BRD)
  • Pannello di comando e controllo (linea SEDuct® COMMANDER M200 Plus)

 

Per quanto i due Sistemi di Evacuazione dei Fumi (Naturale e Forzato), adeguatamente dimensionati, consentano di ottenere lo stesso risultato è evidente che ci sono ambiti di applicazione diversi, legati sostanzialmente alle caratteristiche degli edifici da servire.

I Sistemi forzati, però, presentano alcune peculiarità che giustificano l’interesse di cui sono oggetto:

  • la loro portata è misurabile;
  • permettono di limitare la forometria in copertura;
  • consentono di estrarre anche fumi freddi;
  • permettono l’installazione delle apparecchiature lontane dai locali a rischio e da proteggere;
  • un unico impianto può servire più locali o, meglio, compartimenti;
  • possono essere del tipo a “doppia funzione” cioè integrati o parte di Impianti di Ventila- zione e/o Climatizzazione.

È compito del progettista fare le necessarie e opportune valutazioni per arrivare alla scelta più appropriata.

Per i SEFFC il principale riferimento normativo è la Norma UNI 9494-2:2017.

L’ambito di applicazione della Norma UNI 9494-2, che è lo stesso anche per la parte 1, comprende ambienti di altezza interna pari ad almeno 3 m, con superficie minima di 600 m2. Non si applica ad ambienti a rischio di esplosione, corridoi, corridoi con scale. La Norma UNI 9494 può essere applicata anche in tutte le altre condizioni di installazione dei SEFC al di fuori del campo di applicazione, ricorrendo ai metodi dell’approccio ingegneristico della Fire Safety Engineering, FSE.

Il dimensionamento dei SEFFC dipende da 3 fattori

  1. dall’altezza desiderata dello strato libero dai fumi
  2. dal tempo necessario per rivelare l’incendio
  3. dal tempo di intervento del personale addetto allo spegnimento.

Nel caso dei Sistemi forzati per il dimensionamento influisce anche il valore del rilascio termico considerato.

Il dimensionamento, inoltre, fa riferimento al regime di incendio stabilizzato, trascurando quindi il transitorio di accensione, e a una determinata area dell’incendio che non dipende quindi 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 nell’area indicata la propagazione delle fiamme.

Se gli ambienti da servire sono molto ampi, essi devono essere suddivisi mediante barriere fisse o mobili in compartimenti a soffitto di dimensioni non eccedenti i 1.600 m2.

Particolarmente importante è riuscire a far sì che all’ambiente interessato dall’incendio affluisca aria in quantità necessaria per consentire il funzionamento del Sistema progettato.

L’afflusso dell’aria può avvenire in maniera naturale, attraverso apposite aperture, o in maniera forzata; tutte le immissioni devono essere ubicate nella parte bassa dell’ambiente.

I componenti di un SEFFC sono costituiti da: ventilatori, punti o aperture di estrazione fumo e calore, aperture per l'afflusso dell'aria esterna, condotte di controllo del fumo, serrande di controllo del fumo, barriere al fumo, condotte per l'immissione dell'aria esterna, serrande di controllo dell'immissione dell'aria esterna, ventilatori di immissione dell'aria esterna, impianto di alimentazione elettrica, sistemi di controllo, supporti.

Se è di tuo interesse puoi leggere il nostro approfondimento "Condotte per il controllo dei fumi. Quali sono le principali caratteristiche".

La Norma UNI 9494-2 detta i contenuti minimi del progetto del SEFFC, che deve essere obbligatoriamente redatto da un tecnico, e che deve tener conto di tutte le condizioni che ne possono influenzare il funzionamento.

Nel progetto devono quindi essere definite la disposizione, le prestazioni e le caratteristiche di ciascun componente che deve essere dimensionato per soddisfare i requisiti prestazionali dell’impianto e per resistere alle sollecitazioni a cui sarà sottoposto durante il funzionamento in caso d’incendio. La scelta dei componenti deve essere fatta:

  • sulla base delle prestazioni misurate in conformità alle pertinenti Norme e Decreti di riferimento: D.M. 16/02/07, serie UNI EN 12101;
  • nel rispetto dei regolamenti vigenti, delle condizioni al contorno quali le caratteristiche costruttive dell’edificio.

Infine la 9494-2 prescrive che sia individuato l’installatore del Sistema ovvero la persona fisica o giuridica che, avendone le competenze, è responsabile della realizzazione, secondo la regola dell’arte, della posa in opera di tutti i componenti, dei collegamenti necessari e della verifica di primo funzionamento del SEFC (esclusi gli impianti di interfaccia, per esempio impianti di rivelazione incendio), in conformità al progetto.

In una appendice informativa la Norma fornisce spunti per condurre una progettazione mirata a integrare i Sistemi di Evacuazione di Fumo e Calore in impianti di ventilazione o HVAC, con indubbi vantaggi di installazione ed economici.

Controllo Verticale: quando non usarlo

Il “controllo verticale” dei fumi può risultare troppo complicato da realizzare e/o non conveniente economicamente nei casi in cui le dimensioni degli ambienti da proteggere dal fumo presentano particolari caratteristiche.

Ad esempio, il sistema del controllo verticale non risulta economicamente conveniente:

  • nelle autorimesse, dove le altezze dei soffitti sono molto basse;
  • nelle gallerie, dove una delle dimensioni in pianta è di gran lunga maggiore dell’altezza. In questi casi può essere opportuno cambiare strategia: invece di lasciare al fumo la possibilità di saturare tutta la parte alta dell’ambiente da proteggere conviene convogliare il fumo in una determinata zona del locale al fine di lasciare la restante parte fruibile a chi deve scappare ma anche alle squadre di soccorso che devono adoperarsi per gestire l’emergenza.
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Uno strumento di ausilio per tutti coloro che, a vario titolo, affrontano la complessa materia dello Smoke Management.

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