Sistemi pressurizzati - Filtri fumo

Sistemi pressurizzati filtri fumo vano scala

Un sistema a differenza di pressione può avere scopi differenti; pertanto la progettazione di un sistema di questo tipo può essere anche significativamente diversa in funzione dell’obiettivo del progetto. Gli obiettivi che un tale sistema può raggiungere sono i seguenti:

Protezione degli occupanti. La condizione essenziale per l’esodo in sicurezza è che vengano mantenute negli spazi protetti condizioni sostenibili per tutto il tempo valutato necessario per il completamento dell’esodo.

Protezione delle vie di accesso delle squadre di soccorso. Allo scopo di consentire efficaci operazioni antincendio, le vie di accesso protette delle squadre di soccorso devono essere mantenute libere dal fumo allo scopo di permettere l’intervento delle squadre senza apparati di respirazione in normali condizioni di incendio.

Protezione dei beni. Per raggiungere questo obiettivo è necessario prevenire la propagazione del fumo all’interno di aree sensibili, opportunamente individuate nel progetto, per esempio locali adibiti a data processing, contenenti equipaggiamenti speciali, etc.

Definizione, scopi e campi di utilizzo dei Sistemi Pressurizzati

L’approccio ai sistemi pressurizzati nasce dalla constatazione che i locali di un edificio, dal punto di vista del controllo del fumo e della sicurezza degli occupanti, non sono di fatto tutti equivalenti. In ogni edificio infatti abbiamo sempre almeno due tipologie di locali:

LOCALI A RISCHIO DI INCENDIO più o meno elevato, che non presentano le caratteristiche utili a garantire la sicurezza degli occupanti; sono i locali in cui più probabilmente si svilupperà un incendio e dai quali gli occupanti dovranno esodare. In questi locali è possibile controllare il fumo di un incendio attraverso diverse tecniche di controllo del fumo (evacuazione, smaltimento, diluizione, etc) ma non è possibile impedire che, in caso di incendio, il fumo si sviluppi.

LOCALI INTRINSECAMENTE PIÙ SICURI, nei quali è oltremodo improbabile che si possa sviluppare l’incendio; sono i locali utilizzati per gli spostamenti usuali, che di solito presentano basse o nulle probabilità di incendio e che pertanto vengono prevalentemente prescelti come vie per il transito degli occupanti verso un luogo sicuro. Si tratta di spazi PROTETTI, nei quali vengono mantenute condizioni compatibili con la sicurezza delle persone; in particolare, viene impedita la propagazione del fumo in questi spazi.

I Sistemi pressurizzati (noti anche con l’acronimo PDS – Pressure Differential Systems) sono pensati per prevenire la propagazione del fumo in quantità pericolose negli spazi protetti attraverso i passaggi che sono sempre presenti nelle barriere fisiche (es. fessure perimetrali delle porte chiuse) oppure attraverso le porte aperte (quando vengono attraversate dagli occupanti in fuga) utilizzando opportuni gradienti di pressione.

La realizzazione di un gradiente di pressione resta il modo più sicuro per mantenere un locale, di tipo PROTETTO, libero dal fumo. Non è possibile infatti avere certezza che il fumo, una volta entrato nel locale protetto, possa uscire spontaneamente in tempo utile da eventuali aperture naturali, per quanto accuratamente dimensionate.

I sistemi a differenza di pressione (così sono stati definiti dalla norma UNI 9494:2017) offrono la possibilità di mantenere condizioni sostenibili realizzando opportune sovrappressioni in svariate tipologie di spazi protetti, per esempio vie di fuga, vie di accesso delle squadre di soccorso, vani scala, atri, scale antincendio, e in generale in tutti quei locali dell’edificio che richiedono di essere mantenuti liberi dal fumo.

sistema pressurizzato filtro fumo porta chiusa

Gli stessi risultati si possono ottenere, almeno in linea di principio, sia pressurizzando il volume protetto che depressurizzando il volume non protetto (nell’utilizzo pratico risultano comunque più diffusi i sistemi a pressurizzazione del volume protetto):

SIstema pressurizzato filtro fumo depressurizzazione

La porta aperta

Focalizzandoci sulla funzione principale di un Sistema pressurizzato, ovvero la salvaguardia degli occupanti durante la fase di esodo, la logica ci dice che il locale protetto (sia esso un vano scale, un corridoio, un filtro fumo o altro) deve mantenere un definito gradiente di pressione per tutto il tempo richiesto ed essere in grado di mantenere il locale libero da fumi ANCHE QUANDO LE PORTE DEL LOCALE SONO APERTE, in modo tale da garantire l’esodo in sicurezza.

Sistema pressurizzato filtro fumo porta aperta

Naturalmente è molto arduo mantenere, anche a porte aperte, un gradiente di pressione paragonabile a quello realizzato con le porte chiuse. Ma questo in realtà non è necessario; è sufficiente infatti che dalla porta aperta fluisca un certo flusso minimo di aria (che chiameremo CONTROFLUSSO) in direzione opposta a quella di propagazione del fumo. Solitamente il controflusso è caratterizzato da una velocità dell’aria di 1 m/s oppure 2 m/s, a seconda della velocità ipotizzabile di propagazione dei fumi.

Necessità dello sfiato

Quando si progetta un sistema a differenza di pressione è necessario determinare non solo in che modo l’aria esterna deve essere introdotta nel locale protetto per generare la corretta sovrappressione, ma anche (e, possiamo dire, soprattutto) in che modo, e seguendo quale percorso, l’aria mista a fumo debba fuoruscire dall’edificio una volta espletata la sua funzione.

Si tratta quindi di individuare nel progetto un percorso a bassa resistenza dinamica che consenta di scaricare la sovrappressione dallo spazio protetto verso l’esterno, eventualmente anche in passaggi successivi. Lungi dall’essere una raffinatezza di dettaglio, si tratta invece di una caratteristica essenziale di un sistema a differenza di pressione correttamente concepito, poiché rendendo disponibile un percorso di questo tipo può essere mantenuto il differenziale di pressione tra l’ambiente allarmato e l’ambiente protetto, escludendo in tal modo la propagazione del fumo nello spazio protetto.

È importante notare che, laddove venisse a mancare uno scarico adeguato verso lo spazio esterno, non possono essere mantenute né una adeguata differenza di pressione né una sufficiente e duratura velocità di controflusso. In queste condizioni il sistema pressurizzato non sarebbe in grado di mantenere le prestazioni di sicurezza per le quali deve essere progettato.

La massima forza di apertura della porta

Generalmente le porte che gli occupanti incontrano nel percorso per portarsi in luogo sicuro si aprono nel verso dell’esodo. Ciò significa che, attraversando il locale protetto per mettersi in salvo, gli occupanti dovranno aprire almeno una porta impiegando una forza muscolare sufficiente a vincere la forza esercitata dalla sovrappressione contro la superficie della porta stessa.

È chiaro quindi che la sovrappressione non deve esercitare sulla porta una forza superiore a quella posseduta da un essere umano in condizioni medie, generalmente quantificata nel valore di 100 N.

Forze richieste superiori a questo valore costituirebbero un intollerabile pericolo per gli occupanti, che si troverebbero in tal modo intrappolati all’interno senza via di uscita.

I “filtri fumo”

La normativa cogente italiana ha già da tempo individuato la nozione di “filtro a prova di fumo”, che di fatto rappresenta un caso particolare, semplificato, di sistema a differenza di pressione. Nel nostro paese un sistema pressurizzato viene definito filtro a prova di fumo (o più comunemente filtro fumo) quando il locale protetto è di ridotta superficie.

In questi casi la normativa vigente (principalmente il D.M. 18/10/2019, conosciuto anche come Codice di prevenzione incendi) ammette anche soluzioni semplificate per realizzare il controllo dei fumi, soluzioni non tutte equivalenti dal punto di vista dell’efficacia.

Sappiamo tuttavia che le problematiche già esposte sopra mantengono la loro validità anche nel caso il volume da proteggere fosse piccolo, anzi a maggior ragione dato che un volume limitato può venire saturato di fumo, e quindi propagare l’incendio e/o i suoi effluenti ai volumi adiacenti, in tempi decisamente inferiori.

Ecco perché il progettista, oltre a prendere in considerazione le “semplificazioni” consentite dalla legge, deve sempre valutare con coscienza e perizia la reale efficacia del filtro fumo nei confronti della sicurezza delle persone.

I vani scala e locali similari

Il caso tipico dove un sistema a differenza di pressione esprime al meglio la sua potenzialità è rappresentato dal classico vano scala utilizzato come percorso principale di fuga durante la fase di esodo.

L’applicazione ai vani scala ci consente di individuare e caratterizzare correttamente tutti i componenti di un sistema pressurizzato.

Sistema pressurizzato filtro fumo per vano scala

1 – Volume esterno

2 – Dispositivo di sfiato per il controllo della sovrappressione

3 – Spazio protetto

4 – Spazi (volumi) non protetti

5 – Scarichi (o perdite) di aria verso l’esterno

6 – Afflussi di aria a diverse altezze

7 – Condotte di distribuzione dell’aria immessa

8 – Porte munite di congegni di chiusura e di sensori di posizione

9 – Spazio (volume) soggetto ad incendio

10 – Rilascio di aria verso l’esterno

11 – Flusso di aria in pressione dalla porta chiusa

12 – Presa dell’aria esterna

13 – Dispositivo di pressurizzazione con controllo della pressione, composto da ventilatore, quadro di comando, alimentazione elettrica, pressostato/i differenziale/i, sistemi di controllo

14 – Porta di uscita