Focus: ANTINCENDIO
Pubblicato il 7 marzo 2019

(formazione) Facciate e sicurezza al fuoco

Recenti casi di incendio hanno evidenziato come sia imprescindibile il miglioramento delle conoscenze tecniche e delle procedure pratiche di vulnerabilità al fuoco nella progettazione di sistemi di facciata.
Le architetture contemporanee sono spesso caratterizzate da una significativa multifunzionalità e complessità, così come da involucri ad alta efficienza energetica e sistemi di facciata tecnicamente e costruttivamente evoluti ed innovativi. Ciò sia in interventi di nuova costruzione, sia di riqualificazione di edifici esistenti. Tuttavia, molti recenti e drammatici casi di incendio hanno purtroppo evidenziato come sia imprescindibile il miglioramento delle conoscenze tecniche e delle procedure pratiche nella progettazione di sistemi di facciata per quanto riguarda la loro vulnerabilità al fuoco, soprattutto in edifici di grande altezza. Analogamente a quanto avviene per ogni altra parte dell’edificio, anche l’involucro deve infatti garantire un adeguato comportamento in caso d’incendio, limitando la sua propagazione e le pericolose conseguenze che ne possono derivare, al fine di assicurare incolumità e sicurezza agli utenti ed ai soccorritori.  
Da un punto di vista normativo, alcune nazioni europee si sono già dotate di strumenti spesso molto efficaci per la loro semplicità applicativa. In Belgio, ad esempio, il BBRI (Belgian Buildings Research Institute) in collaborazione con la Confédération Construction ha di recente sviluppato un documento intitolato “Fire safety of multi-storey building facades”, tra i cui obiettivi principali vi è la definizione dei punti chiave e delle caratteristiche costruttive per una corretta progettazione e installazione dei sistemi di facciata più frequentemente usati, considerando sia le esigenze attuali che quelle future. In Croazia, l’Università di Zagabria ha sviluppato un manuale intitolato “Sicurezza antincendio delle facciate negli edifici – Linee guida per progettisti, architetti, ingegneri ed esperti antincendio”, che illustra ed analizza delle soluzioni progettuali per sistemi a cappotto e facciate ventilate che prevedono l’impiego anche di materiali combustibili nella stratigrafia della soluzione di chiusura, fornendo una serie di casi pratici e utili raccomandazioni per la realizzazione di tali sistemi di rivestimento. Nel 2016 in Germania è stato presentato il documento “Misure di protezione antincendio per sistemi costruttivi ETICS con isolamento in EPS con riferimento all’incendio proveniente dall'esterno” in cui viene presa in considerazione la possibilità di progettare alcune zone critiche della facciata con materiale incombustibile al fine di ridurre la propagazione di un incendio. Infine, nel giugno 2018, la Direzione generale per il mercato interno, l'industria, l'imprenditorialità e la PMI della Commissione Europea, hanno promosso lo sviluppo di un documento per un approccio comune alla valutazione del comportamento delle facciate in caso di incendio, con l’obiettivo di rispondere ad una richiesta del Comitato Permanente di Costruzione. Ciò al fine di fornire agli Stati membri della Comunità Europea uno strumento per valutare le prestazioni in caso di incendio dei sistemi di facciata, così come di presentare una metodologia di test e di classificazione basata sullo standard BS 8414 “Fire performance of external cladding systems series” e sulla DIN 4102-20 “Fire behaviour of building materials and building components”. 
In ambito nazionale italiano, il Decreto Ministeriale del 3 agosto 2015 “Codice di prevenzione incendi” ha promosso l’approccio alla valutazione probabilistico - ingegneristica del rischio, considerata ad oggi una valida modalità di valutazione ed individuazione delle più adatte misure di sicurezza antincendio. Nella sezione G.3 del D.M. il rischio delle attività viene identificato mediante tre differenti profili di rischio (Rvita, Rbeni, Rambiente) al fine di salvaguardia della vita umana, dei beni economici e di tutela dell’ambiente dagli effetti di un incendio. Per mitigare il rischio di incendio è necessario applicare un'adeguata strategia antincendio composta da misure di prevenzione, protezione e gestione dell’emergenza. Il progettista definisce per ogni attività le misure antincendio più adeguate, stabilendo per ciascuna i relativi livelli di prestazione in funzione degli obiettivi di sicurezza da raggiungere e della valutazione del rischio dell'attività al fine di ridurre tale rischio ad una soglia considerata accettabile. 
Ogni intervento, progetto, edificio, attività, etc., può essere classificato in base ad un indice di rischio; tanto maggiore è il valore di tale indice, tanto maggiori dovranno essere le misure da adottare per evitare l’insorgere e il propagarsi di un incendio. Per realizzare edifici e/o ambienti sicuri è necessario adottare misure di prevenzione e di protezione che, a loro volta, si distinguono in passivi ed attivi. Tale decreto non tratta però specificatamente l’aspetto delle facciate, sebbene il rischio di incendio ad esse associato dipenda certamente dalla strategia antincendio complessiva adottata per l’edificio, intesa come “combinazione delle misure antincendio finalizzate al raggiungimento degli obiettivi di sicurezza antincendio”. 
Specifiche indicazioni sulla sicurezza antincendio delle facciate di edifici civili con altezza antincendio superiore a 12 metri, sono invece fornite dalla circolare n° 5043 “Guida per la determinazione dei requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili” emanata del Ministero degli Interni il 15/04/2013. 
Tale guida fornisce ai progettisti delle indicazioni di carattere generale per la progettazione di nuovi edifici, o il recupero degli esistenti, individuando alcuni obiettivi principali, tra cui: 
- limitare la probabilità di propagazione alla facciata di un incendio originato all’interno dell’edificio e l’estensione dello stesso a compartimenti diversi da quello in cui l’evento ha avuto origine; 
- limitare la probabilità di incendio di una facciata e la sua successiva propagazione a causa di un incendio avente origine esterna: in un edificio adiacente o in strada alla base dell’edificio stesso; 
- evitare o limitare, in caso di incendio, la caduta di porzioni di facciata/rivestimento che possano compromettere l’esodo in sicurezza degli occupanti dell’edificio e l’intervento dei soccorsi. 
Tale circolare fornisce indicazioni progettuali e costruttive di riferimento sia per le facciate trasparenti sia per quelle opache, in particolare per quanto concerne la separazione in orizzontale e in verticale tra diversi compartimenti. 
Nel caso in cui un intervento riguardi la ristrutturazione e l’adeguamento delle facciate di un edificio, è essenziale che il miglioramento della qualità architettonica e delle relative prestazioni di isolamento termico rimanga coerente con tutte le altre prestazioni da garantire, tra cui la sicurezza in caso di incendio. 
A tal fine, la scelta e l'uso di materiali appropriati, così come l'ottimizzazione degli aspetti rilevanti al fine di soddisfare tutti gli obiettivi di progetto, e non solo una parte di essi, diviene fondamentale e può determinare scenari anche molto diversi tra loro. Ciò in particolare considerando che negli ultimi anni gli spessori degli isolanti termici, in seguito allo sviluppo della normativa sul contenimento dei consumi energetici, sono più che raddoppiati. Inoltre, soprattutto nel caso di impiego di materiali combustibili, sono inevitabilmente aumentati anche i carichi di incendio, la durata del potenziale incendio e del suo spegnimento, aspetti che possono incrementare il rischio di propagazione del fuoco, sia sulle facciate, ma anche verso il suo interno e/o verso costruzioni limitrofe. Ciò anche durante le stesse fasi di esecuzione di un intervento (dove spesso gli ambienti interni continuano ad essere utilizzati), dal momento che lo stoccaggio e l’installazione di materiali o elementi combustibili possono incrementare il rischio di incendio e di propagazione fintantoché essi non vengano efficacemente protetti da altri strati di finitura di tipo incombustibile. 
Sebbene il caso di incendi innescati e diffusi in facciata attraverso “layers” di materiali combustibili possa sembrare relativamente raro, è innegabile come esso possa portare a conseguenze considerevoli, sia in termine di entità dei danni che di perdite di vite umane. Ciò in particolare in edifici di grande altezza, dove diviene di importanza primaria associare gli interventi di riqualificazione ad una efficace pianificazione e gestione dell’esodo e della sicurezza delle vie di fuga. 
A tal riguardo, i seguenti aspetti specifici assumono una particolare rilevanza: 
- presenza di materiali facilmente combustibili in facciata; - assenza di ostacoli alla propagazione dell’incendio in facciata e/o verso facciate limitrofe; 
- presenza di caratteristiche geometriche e di ventilazione nella facciata che favoriscono lo sviluppo dell’incendio e la sua propagazione verso l’alto, ma anche in direzione orizzontale; 
- possibilità di distacco di porzioni di facciata incendiate e coinvolgimento di porzioni di facciata ancora integre. 
Più nel dettaglio, gli scenari tipici di diffusione del fuoco in una facciata, caratterizzata dalla presenza di materiali combustibili, sono riconducibili essenzialmente a tre casi: diffusione del fuoco dall’esterno per effetto radiativo (ad esempio causato dall’incendio di un edificio limitrofo); diffusione del fuoco per effetto radiativo o per effetto di fuoco diretto di una sorgente situata in prossimità della facciata (ad esempio incendio sviluppatosi su balcone o incendio di auto parcheggiata in prossimità della facciata); incendio in ambiente interno all’edificio che si propaga alla facciata attraverso aperture della stessa (vani finestre, porte, etc.). Proprio in quest’ultimo caso, in assenza di un rapido intervento di spegnimento, un incendio può svilupparsi sino al “flashover” e le fiamme possono rapidamente arrivare ad interessare le facciate attraverso le aperture. Come è già stato evidenziato da alcune ricerche, in seguito alla rottura dei vetri delle aree finestrate, le fiamme possono arrivare, in relazione alle particolari condizioni di flusso d’aria, sino ad oltre 5 metri di altezza rispetto all’apertura stessa, indipendentemente dal sistema di facciata e dai materiali utilizzati. Successivamente, dal momento in cui le fiamme (sia che abbiano origine all’esterno o all’interno di un edificio) raggiungono lo strato più esterno della facciata, l’ulteriore propagazione del fuoco dipende dalle proprietà e dalle caratteristiche (materiche, geometriche, etc.) della facciata stessa. 
Tra i fattori principali caratterizzanti la propagazione di un incendio in facciata si segnalano: 
- proprietà di reazione al fuoco dei materiali costituenti la soluzione di facciata, che influenzano la velocità di diffusione dell’incendio; 
- presenza di intercapedini (proprie della soluzione di facciata o che si vengono a creare a causa della delaminazione di alcuni strati della stessa durante lo sviluppo dell’incendio). E’ stato dimostrato che se una fiamma entra in una intercapedine, la sua altezza può estendersi da cinque a dieci volte quella iniziale a causa dell’effetto camino, indipendentemente dalle proprietà dei materiali che costituiscono l’intercapedine stessa. Pertanto, se non si utilizzano apposite barriere tagliafuoco, tale effetto può essere causa di una veloce e più rapida diffusione verticale dell’incendio, inizialmente non direttamente visibile in quanto “nascosta” nell’intercapedine dal rivestimento di finitura; 
- presenza di aperture della facciata (finestre, porte, etc.), che consentono alle fiamme di entrare e/o di uscire dall’edificio in più punti. 
Sebbene il rischio di incendio relativamente ad una facciata dipenda da molte variabili e debba essere valutato e limitato, caso per caso, attraverso una specifica analisi FSE (Fire Safety Engineering), è possibile osservare che, anche considerando solamente il carico d’incendio correlato all’impiego di alcuni materiali, si possono raggiungere valori estremante elevati di combustibile equivalente, con un incremento del rischio di incendio legato alle particolari soluzioni tecniche individuate e che spesso non è compensato da un adeguamento e potenziamento del sistema di esodo e di evacuazione dell’edificio stesso. Al fine di prevenire e limitare la diffusione di un incendio in facciata è tuttavia possibile adottare alcune semplici soluzioni, sia in termini di scelta di materiali, sia di progettazione dei dettagli tecnologici. Ad esempio, un tipico obiettivo di progetto è quello di limitare la propagazione di un incendio, prima dell’intervento dei Vigili del Fuoco, ad un’area che non coinvolga più di due piani al di sopra di quello in cui l’incendio si è sviluppato. Ulteriori misure adottabili per ridurre il rischio di sviluppo e propagazione di un incendio nelle facciate possono riguardare: controllo della reazione al fuoco dei materiali e utilizzo di materiali preferibilmente incombustibili, progetto ed esecuzione di elementi “tagliafuoco” (in grado di suddividere l’edificio in compartimenti e definizione di dettaglio della loro connessione con facciate e coperture), adozione di accorgimenti di controllo della diffusione dell’incendio attraverso le aperture di facciata (tramite elementi “tagliafuoco”, fasce di materiali incombustibili, etc.) e attraverso la facciata stessa, etc. 
In caso di diffusione delle fiamme attraverso una apertura di facciata, un punto particolarmente critico è costituito dal bordo superiore dell’apertura, il cui degrado potrebbe consentire alle fiamme di interessare direttamente lo strato di isolamento termico. Tale problematica può essere limitata o evitata creando una barriera tagliafuoco con un isolante incombustibile al di sopra e su entrambi i lati della stessa. In modo analogo, anche la diffusione verticale dell’incendio in una facciata con strato di isolante termico combustibile può essere ostacolata o ritardata tramite la realizzazione di vere e proprie fasce “tagliafuoco” costituite da materiali incombustibili. 
Il controllo della diffusione del fuoco in facciate ventilate, che ben si prestano agli interventi di riqualificazione termoenergetica del patrimonio edilizio, può rilevarsi un problema ancora più complesso, dal momento che non esiste attualmente un sistema generale che può essere applicato indifferentemente ad ogni tipologia di facciata, come invece per i sistemi ETICS (external thermal insulation composite system) più diffusi. In particolare, la ventilazione naturale dell’intercapedine retrostante il rivestimento può rappresentare un aspetto critico nei confronti della limitazione della diffusione dell’incendio. A tal riguardo è possibile adottare alcuni sistemi in grado di limitare la diffusione dell’incendio attraverso l’intercapedine, ad esempio tramite l’inserimento di appositi elementi tagliafuoco.  
Un ulteriore aspetto da valutare è la presenza di moduli fotovoltaici in facciata, specie nelle soluzioni di rivestimento a parete ventilata. Essi possono essere coinvolti in differenti scenari di incendio, di cui talvolta possono essere direttamente l’origine. Tra le principali cause di innesco si richiamano l’effetto arco, il meccanismo di “hot spot” (dove un riscaldamento localizzato può originare un incendio), collegamenti elettrici difettosi tra stringhe e inverter (in grado di generare una sufficiente energia termica), etc. La presenza di sistemi fotovoltaici integrati nelle facciate può pertanto incrementare il livello di rischio di incendio, dal momento che moduli fotovoltaici e relativi componenti sono in grado di contribuire in modo significativo alla propagazione del fuoco, introducendo anche un pericolo aggiuntivo di shock elettrico per soccorritori e Vigili del Fuoco.  
Da quanto sopra emerge come la sicurezza in caso di incendio in un edificio sia correlata a molteplici variabili e debba essere valutata, affrontata e risolta caso per caso, attraverso una specifica analisi FSE (Fire Safety Engineering) in cui, oltre alla quantità e alla tipologia di materiali combustibili coinvolti e all'energia termica che gli stessi possono rilasciare, devono essere considerati anche: distribuzione spaziale dei materiali combustibili, modalità di sviluppo e diffusione dell'incendio, velocità di propagazione, HRR (Heat Release Rate, cioè la velocità con cui il calore viene generato dal fuoco), distribuzione delle temperature, composizione e diffusione del fumo, condizioni di ventilazione, visibilità, etc. Tutto ciò al fine di determinare le soluzioni di costruzione e protezione più appropriate ed efficaci. Un significativo contributo alla efficace modellazione FSE degli scenari di incendio e al miglioramento della sicurezza delle soluzioni può derivare dall’esecuzione di test di laboratorio al vero, che permettono di valutare il reale comportamento di differenti soluzioni di facciata in caso d’incendio, sia per quanto concerne l’utilizzo di differenti materiali, sia per quanto concerne gli effetti dovuti a differenti geometrie e configurazioni delle aperture in facciata. 
In definitiva, la scelta e l'uso di materiali appropriati, l’utilizzo di semplici accorgimenti progettuali, una efficace pianificazione e gestione dell’esodo e della sicurezza delle vie di fuga, così come l'ottimizzazione degli aspetti rilevanti al fine di soddisfare tutti gli obiettivi di progetto, e non solo una parte di essi, sono aspetti fondamentali da considerare nell’ambito dalla progettazione di qualsiasi tipo di intervento, sia in caso di nuova costruzione che di riqualificazione.  

A cura di Enrico Sergio Mazzucchelli. Politecnico di Milano – Dip. ABC 

Pubblicato su Modulo 417, gennaio/febbraio 2019
SCARICA IL PDF