FILTRI A PROVA DI FUMO

La creazione di filtri a prova di fumo mediante pressurizzazione dei locali rappresenta una delle principali tecniche antincendio di sicurezza attiva attualmente disponibili per il controllo dei fumi.

I filtri a prova di fumo si avvalgono di un differenziale di pressione che impedisce al fumo di penetrare negli spazi protetti in quantità pericolose, in modo da mantenere le vie di passaggio e i percorsi di esodo liberi dal fumo, o comunque in condizioni sostenibili, indipendentemente dalle condizioni ambientali del momento (per esempio la temperatura esterna, la pressione atmosferica, la velocità e la direzione del vento, etc).

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Figura 1 – Il sistema di pressurizzazione deve poter garantire un gradiente di pressione costante sia a porte chiuse che aperte.

Scopo del filtro a prova di fumo

Un filtro a prova di fumo permette di ottenere i seguenti risultati:

  • Confinamento del fumo al di là delle barriere fisiche che delimitano lo spazio protetto (per esempio porte, siano esse aperte o chiuse);
  • Mantenimento di condizioni di sicurezza sostenibili nei percorsi di esodo durante la fase di sfollamento;
  • Mantenimento di condizioni di sicurezza sostenibili nelle vie di accesso a beneficio delle squadre di soccorso durante le fasi operative della lotta antincendio.

In particolare, lo scopo di un filtro a prova di fumo è quello di stabilire e mantenere un gradiente di pressione positivo dall’area protetta in direzione dell’incendio quando le porte dell’ambiente protetto sono chiuse, e un predeterminato controflusso d’aria quando le porte sono aperte (prEN 12101-13), cioè in fase di esodo degli occupanti. Le caratteristiche del controflusso devono essere calcolate in funzione della sezione del locale, del numero di porte, della frequenza di apertura e della pressione esercitata dai fumi in direzione opposta al flusso di aria pulita.

FIltri a prova di fumo

Un effetto di ritorno del fumo ha luogo quando il sistema non dispone di un’adeguato percorso di uscita per l’aria immessa e/o il fumo rimosso.

La pressurizzazione offre pertanto la possibilità di mantenere condizioni accettabili per la sicurezza degli occupanti in una vasta tipologia di spazi protetti, ad esempio:

  • percorsi di esodo
  • vie di accesso dei soccorsi
  • vani scala
  • vani ascensore
  • atri, anticamere
  • ingressi
  • filtri fumo

È importante non solo determinare in quali punti l’aria fresca di pressurizzazione deve essere introdotta, ma anche attraverso quali percorsi quest’aria, eventualmente insieme ad una certa quantità di fumo, verrà portata all’esterno dell’edificio una volta compiuto il suo circolo.

Dimensionamento del sistema di pressurizzazione

Tre criteri tipici intervengono nei calcoli di dimensionamento di un sistema pressurizzato:

  • la forza richiesta per l’apertura delle porte,
  • il differenziale di pressione da realizzare,
  • la velocità del flusso d’aria.

Da notare che in fase di progettazione questi parametri (che devono sempre essere tenuti in considerazione, tanto che nella normativa europea sono elevati al rango di parametri normativi di progetto) possono anche variare in funzione dell’obiettivo perseguito dal progettista.

Possiamo quindi affermare che questi tre criteri rappresentano anche le prestazioni caratteristiche di un sistema a differenziale di pressione (PDS).

L’approcci9o progettuale è fondamentale in quanto le prestazioni richieste dagli obiettivi del progetto devono essere mantenute in ogni condizione operativa in cui il sistema si troverà durante la gestione dell’emergenza.

Criterio del differenziale di pressione

Criterio della velocità di controflusso

È quindi necessario, nel dimensionamento del sistema, tenere in debito conto gli effetti che possono influire sulle prestazioni e l’efficienza complessiva del sistema, come ad esempio:

  • l’effetto del vento esterno
  • la resistenza dinamica subita dal flusso d’aria
  • il numero di porte apribili contemporaneamente
  • il numero di persone in fuga
  • la frequenza di apertura delle porte
  • il volume del locale, in quanto influenza il tempo di stabilizzazione della pressione
  • l’altezza del vano da proteggere (p. es. un vano scala), per i gradienti naturali di pressione e temperatura che si possono venire a creare in funzione delle condizioni climatiche o stagionali
  • la presenza e l’eventuale influenza di impianti di climatizzazione

Inoltre il dimensionamento del sistema differenziale deve adattarsi molto bene alla conformazione dell’edificio e alle caratteristiche degli impianti presenti, che possono altresì influenzarne le prestazioni.

Come si vede la progettazione deve affrontare complessità dovute alla conformazione dello specifico vano, alla modalità di utilizzo prevista in caso di emergenza, agli obiettivi di sicurezza perseguiti dal progettista e dal responsabile dell’attività.

Anche in questo caso infatti l’operatività di questi sistemi di sicurezza attiva non può essere svincolata dalla gestione della sicurezza nel suo complesso, che trova la sua espressione più compiuta nel piano di emergenza che il responsabile dell’attività ha il compito di definire, come previsto dal D.Lgs. 81/2008.

La normativa tecnica europea

La normativa tecnica europea ha compiuto notevoli passi avanti negli ultimi anni, principalmente tramite due norme attualmente in fase di sviluppo:

  • prEN 12101-6. Smoke and Heat control systems – Part 6. Specification for pressure differential systems. Kit
  • prEN 12101-13. Smoke and Heat control systems – Part 13. Pressure differential systems (PDS) design and calculation methods, acceptance testing, maintenance and routine testing of installation

Il lavoro degli organismi normativi europei si è concentrato soprattutto sulle condizioni per una corretta progettazione e su alcune problematiche sottostimate per lungo tempo, come l’influenza del vento, le resistenze dinamiche al flusso d’aria, l’effetto pila, la resistenza all’apertura delle porte.

La normativa tecnica italiana

La normativa tecnica italiana non ha sviluppato in modo particolare il tema dei PDS. Un accenno meritevole di sviluppi si trova però nella definizione di FILTRO A PROVA DI FUMO contenuta nel D.M. 30/11/1983:

Vano delimitato da strutture con resistenza al fuoco REI predeterminata, e comunque non inferiore a 60, dotato di due o più porte munite di congegni di autochiusura con resistenza al fuoco REI predeterminata, e comunque non inferiore a 60, con camino di ventilazione di sezione adeguata e comunque non inferiore a 0,10 m² sfociante al di sopra della copertura dell’edificio, oppure vano con le stesse caratteristiche di resistenza al fuoco e mantenuto in sovrappressione ad almeno 0,3 mbar, anche in condizioni di emergenza, oppure aerato direttamente verso l’esterno con aperture libere di superficie non inferiore a 1 m² con esclusione di condotti

L’aspetto interessante contenuto in questa definizione è che viene chiaramente definito il valore di sovrappressione richiesto (0.3 mbar, equivalenti a 30 Pa oppure a 3 mmH2O). Il mantenimento di questo differenziale di pressione, che rappresenta il modo più sicuro per scongiurare l’invasione del locale da parte del fumo, è facilmente realizzabile tramite sistemi meccanici. Molto più ardua diventa la sua realizzazione con sistemi naturali, anche se questa possibilità non viene scartata a priori dal legislatore.