9.2. Resistenza delle al fuoco strutture

La resistenza al fuoco di una struttura può essere caratterizzata dal tempo che trascorre tra l’inizio di un incendio e il momento in cui la struttura smette di assicurare la sua funzione a causa di un crollo o di un’insostenibile deformazione.

Il Capitolo 7 "Design Criteria for Structure Resistance to Fire" of technical report 2007 05.16.B "Systems and Equipment for Fire and Smoke Control in Road Tunnels" riassume gli obiettivi della resistenza strutturale al fuoco nelle gallerie come segue:

1. le persone all’interno della galleria devono poter provvedere all’auto-evacuazione (auto-salvataggio) o essere assistite fino a un luogo sicuro (obiettivo principale);
2. le operazioni di soccorso devono essere possibili in condizioni di sicurezza;
3. occorre adottare misure protettive contro il crollo della struttura della galleria e la perdita dei beni di terzi.

Un ulteriore obiettivo è quello di limitare il periodo di tempo durante il quale il traffico sarà interrotto a causa delle riparazioni successive a un incendio.

Una panoramica dell’argomento è stata pubblicata nel Capitolo VII.4 "Fire resistance of structures" of technical report 1999 05.05.B "Fire and Smoke Control in Tunnels".

La resistenza al fuoco delle strutture è descritta in rapporto alle diverse curve tempo-temperatura. La Figura 9.2-1 mostra la curva ISO 834, la curva olandese RWS, la curva tedesca ZTV e una curva francese "maggiorata" degli idrocarburi, HCinc, nella quale le temperature sono moltiplicate da un fattore di 1300/1100 rispetto alla curva base degli idrocarburi (HC) dell’Eurocode 1 parte 2-2.

I criteri di progettazione per la resistenza al fuoco nelle gallerie sono stati concordati dall’Associazione mondiale delle strade (AIPCR) e dall’Associazione mondiale delle gallerie, come illustrato nell’articolo di Routes/Roads  "PIARC Design Criteria for Resistance to Fire for Road Tunnel Structures" (2004), e pubblicati sotto forma di raccomandazione dell’AIPCR nel Capitolo 7 "Design Criteria for Structure Resistance to Fire" of technical report 2007 05.16.B. Una sintesi delle proposte è presentata nella Tabella 9.2-2.

Note

(1) Possono volerci 180 minuti per una densità di traffico molto elevata di camion che trasportano merci combustibili.

(2) La sicurezza non è un criterio e non richiede nessuna resistenza al fuoco (oltre al fatto di evitare un crollo progressivo). La considerazione di altri obiettivi può tradursi nei seguenti requisiti:

• 60 minuti ISO nella maggior parte dei casi;
• nessuna protezione, se la protezione strutturale sarebbe troppo cara rispetto al costo e alla mancanza di convenienza delle opere di riparazione successive a un incendio (ad es. copertura leggera per protezione dai rumori).

(3) La sicurezza non è un criterio e non richiede nessuna resistenza al fuoco (oltre al fatto di evitare un crollo progressivo). La considerazione di altri obiettivi può tradursi nei seguenti requisiti:

• 120 minuti RWS/HC_inc se è richiesta una forte protezione a causa della proprietà (ad es. galleria sotto un edificio) o in caso di influenza elevata sulla rete stradale;
• 120 minuti ISO nella maggior parte dei casi, quando questo assicura un modo ragionevolmente economico per limitare il danno alla proprietà;
• nessuna protezione, se la protezione strutturale sarebbe troppo cara rispetto al costo e alla mancanza di convenienza delle opere di riparazione successive a un incendio (ad es. copertura leggera per protezione dai rumori).

(4) Altre strutture secondarie: devono essere definite sulla base di un progetto specifico.

(5) In caso di ventilazione trasversale.

(6) I ripari devono essere collegati all’aria aperta.

(7) Si può considerare un tempo superiore se c’è un volume molto elevato di camion che trasportano merci combustibili e l’evacuazione dai ripari non è possibile in 120 minuti.

Le conseguenze di un guasto influenzeranno i requisiti della resistenza al fuoco. Determinante è il tipo di galleria. In una galleria immersa, per esempio, un crollo locale può provocare l’allagamento dell’intera galleria, mentre un crollo locale in una galleria cut and cover può avere conseguenze molto limitate. Un requisito di base è che il crollo progressivo deve essere prevenuto e che i sistemi longitudinali fondamentali, come l’alimentazione elettrica o i cavi di comunicazione, non siano interrotti.

I materiali usati nelle strutture delle gallerie implicano diverse precauzioni per la protezione dal fuoco. La Sezione VII.3 "Fire reaction of materials" of the report 1999 05.05.B "Fire and Smoke Control in Tunnels" tratta le caratteristiche dei rivestimenti delle gallerie in roccia rispetto al cemento armato. L’intensità del calore generato durante un grave incendio può far perdere al cemento armato la sua funzione di supporto. L’isolamento per mezzo di una protezione resistente al fuoco può essere applicato per evitare che la struttura si danneggi troppo presto. Si deve considerare la resistenza al fuoco dell’intera costruzione (tipo e profondità del cemento armato/prefabbricato, ulteriore protezione ecc.).

La scheggiatura del calcestruzzo è provocata da differenze di temperatura ed espansione. Essa costituisce un pericolo per l’armatura, che è più facilmente esposta alle temperature elevate. In generale non comporta pericoli per l’evacuazione, ma potrebbe essere pericolosa per i vigili del fuoco. Si possono usare vari tipi di protezione resistente al fuoco per ridurre il rischio e gli effetti della scheggiatura, sebbene questa non possa mai essere completamente evitata a causa delle temperature elevate che si possono raggiungere. Occorre prestare attenzione alla resistenza al fuoco del sistema di ventilazione in modo tale che la sua performance di progetto non sia compromessa. È dunque necessario esaminare le conseguenze di un crollo locale di un condotto in caso di incendio.

Le vie di fuga sono usate soltanto durante la prima fase dell’incendio per permettere la fuga delle persone intrappolate. Tali vie devono poter essere utilizzate per un periodo di almeno 30 minuti. Nei casi in cui queste vie vengano usate anche dalle squadre di soccorso e antincendio, il periodo può essere più lungo.

Per evitare il propagarsi dell’incendio in una canna adiacente o in una via di fuga, le porte d’emergenza, le postazioni d’emergenza e altri dispositivi posizionati tra le due canne devono rimanere intatti durante un periodo di tempo specificato. Le porte d’emergenza e l’intera costruzione circostante, compreso il telaio delle porte, devono resistere all’esposizione al fuoco per almeno 30 minuti. Per una porta di collegamento tra due canne è richiesta una resistenza molto più lunga, per esempio da una a due ore.