Il presente articolo di approfondimento è relativo ai sistemi protettivi antincendio (sistemi intumescenti / vernici intumescenti), con estratti dalla norma UNI 10898-1:2023.
UNI 10898-1:2023 Sistemi protettivi antincendio – Modalità di controllo dell’applicazione Parte 1: Sistemi intumescenti
La norma stabilisce le modalità di controllo dell’applicazione dei sistemi protettivi antincendio di tipo intumescente, atte a verificarne la conformità alle specifiche di progetto, redatte in funzione dell’elemento da proteggere e del grado di resistenza al fuoco richiesto.
La normativa antincendio attualmente in vigore in Italia e in Europa, non prevede data di scadenza per trattamenti di protezione, destinati a conferire resistenza al fuoco a qualsiasi tipo di struttura. Le prove di invecchiamento accelerato in laboratorio ed a test di invecchiamento naturale su strutture non si evidenzia il decadimento delle prestazioni di isolamento termico ed intumescenza nel tempo.
Secondo le ultime disposizioni legislative in materia antincendio è necessario verificare che durante l’esercizio, il rivestimento applicato si mantenga integro e non presenti zone danneggiate per urti, abrasioni o deterioramenti dovuti all’azione di agenti atmosferici (es. infiltrazioni d’acqua): in tal caso è necessario ripristinare l’integrità del rivestimento.
Norme della serie
UNI 10898-1:2023 Sistemi protettivi antincendio – Modalità di controllo dell’applicazione – Sistemi intumescenti
UNI 10898-2:2013Sistemi protettivi antincendio – Modalità di controllo dell’applicazione – Sistemi in lastre
UNI 10898-3:2007 Sistemi protettivi antincendio – Modalità di controllo dell’applicazione – Sistemi isolanti spruzzati
Premessa
Sistemi protettivi antincendio intumescenti
Si tratta in generale di vernici intumescenti
Sistemi di protezione dal fuoco: pitture ignifughe e pitture intumescenti
I materiali con proprietà di intumescenza e ignifuganti rientrano tra le possibilità offerte per la protezione degli edifici dal rischio incendi.
Per protezione dal fuoco si intendono, infatti, tutti quegli interventi atti a contenere i danni derivanti da un incendio (attiva e passiva)
Intumescente deriva dal latino intumescens e si riferisce al rigonfiamento provocato dalle sostanze chimiche contenute nei materiali che hanno questa proprietà.
Durante la carbonizzazione, infatti, al raggiungimento di temperature superiori ai 200°C i reagenti chimici contenuti nel film di rivestimento generano una schiuma carboniosa che lo fa rigonfiare fino a raggiungere uno spessore pari a 100 volte tanto quello iniziale, creando così una barriera al calore che rallenta la propagazione della fiamma.
Ignifugo è un termine che deriva dal latino “ignis“, fuoco.
Il comportamento delle vernici ignifughe è diverso, in quanto esse aumentano la capacità di reazione dell’elemento strutturale, riducendo la sua capacità di combustione.
Strutture in legno / Sistemi protettivi antincendio
Il legno ha un’elevata combustibilità e per questo ha una velocità di carbonizzazione molto forte, che comporta una riduzione della sua sezione, ma allo stesso tempo questa proprietà fa sì che tale materiale contribuisca alla rapida propagazione di un incendio.
Per arginare questo problema, in fase di progettazione si possono sovradimensionare le strutture. Quando ciò non fosse possibile, si può sempre optare per l’applicazione di sistemi passivi, quali pannelli, intonaci spessi e pastosi o appunto le pitture. Nel caso del legno si parla di pitture che sono allo stesso tempo intumescenti e ignifuganti, proprio in virtù delle caratteristiche di questo materiale.
Strutture in acciaio / Sistemi protettivi antincendio
L’acciaio è un materiale molto impiegato in edilizia, soprattutto per grandi strutture, grazie alle sue caratteristiche di resistenza e duttilità, ma purtroppo al raggiungimento di alte temperature, superiori ai 500°C, tali proprietà vengono meno, arrivando al collasso della struttura molto velocemente.
Anche in questo caso si ricorre a sistemi attivi di prevenzione incendi o si procede con la messa in opera di sistemi passivi, come pannelli, intonaci o pitture intumescenti.
Strutture in cemento armato / Sistemi protettivi antincendio
Il cemento armato di per sé ha un ottimo comportamento di resistenza al fuoco, per cui in caso di incendio è un materiale molto sicuro.
L’acciaio, invece, come già detto, non ha le stesse caratteristiche, per cui la combinazione tra i due materiali nel cemento armato rende il tutto più vulnerabile
La soluzione è da ricercare nello spessore da dare al copriferro, che dovrebbe essere aumentato, aggiungendo calcestruzzo o utilizzando vernici intumescenti che portano l’acciaio ai livelli di resistenza del calcestruzzo stesso.
Sistemi di protezione passiva strutture in acciaio
I sistemi di protezione passiva dal fuoco vengono spesso applicati alle strutture in acciaio per limitare l’incremento di temperatura raggiunta dall’acciaio durante un incendio, grazie alla loro ridotta conducibilità termica e/o funzionando come elementi di compartimentazione verticale e orizzontale, consentendo un conseguente aumento del tempo di resistenza al fuoco degli elementi strutturali. L’adozione di sistemi di protezione passiva per le strutture di acciaio è spesso necessaria quando si eseguono le verifiche con l’approccio prescrittivo ai sensi delle regole tecniche emanate per le varie attività soggette al controllo dei Vigili del fuoco. Applicando l’approccio prestazionale, invece, basato sulla definizione realistica del modello di incendio, relativo all’effettivo carico di incendio, e su una modellazione strutturale avanzata, capace di considerare anche la ridistribuzione delle sollecitazioni consentita dalla duttilità delle strutture metalliche, si possono ottimizzare le scelte dei sistemi di protezione passiva ed, in alcuni casi, eliminarli del tutto. I più comuni sistemi di protezione passiva di elementi strutturali di acciaio sono riconducibili alle seguenti due famiglie principali:
a) schermi o membrane;
b) rivestimenti.
Più nello specifico gli schermi si dividono in base all’orientamento: membrane orizzontali o controsoffitti; membrane verticali o schermi.
I rivestimenti, invece, vengono suddivisi in base alle tipologie applicative:
– intonaco a spruzzo;
– lastre in calcio-silicato;
– vernici intumescenti.
Spessore rivestimento protettivo
Attraverso i rapporti di valutazione, documenti di carattere sperimentale specifici per ciascun prodotto testato, è possibile dimensionare lo spessore di protettivo da applicare agli elementi oggetto di adeguamento, in funzione delle variabili sopra definite (temperatura critica, fattore di sezione, classe di resistenza).
Tali documenti sono di supporto al professionista, e si presentano, generalmente, come tabelle. Queste valutazioni tecniche derivano da prove di laboratorio condotte da produttori di vernici intumescenti secondo le seguenti norme (vedi anche marcatura CE volontaria su EAD 350402-00-1106):
EN 13381-4: “Metodi di verifica del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali. Parte 4: rivestimenti protettivi applicati su strutture in acciaio”.
EN 13381-8: “Metodi di verifica del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali. Parte 8: rivestimenti reattivi applicati su strutture in acciaio”.
UNI EN 13381-1:2020 Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Parte 1: Membrane di protezione orizzontali
UNI EN 13381-2:2014 Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Parte 2: Membrane di protezione verticali
UNI EN 13381-3:2015 Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Parte 3: Protezione applicata ad elementi di calcestruzzo
UNI EN 13381-5:2014 Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Parte 5: Protezione applicata ad elementi compositi di calcestruzzo/lastre profilate di acciaio
UNI EN 13381-6:2012 Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Parte 6: Protezione applicata a colonne cave di acciaio riempite con calcestruzzo
UNI EN 13381-7:2019 Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Parte 7: Protezione applicata ad elementi di legno
UNI EN 13381-9:2016 Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Parte 9: Sistemi di protezione al fuoco applicati a travi di acciaio con anima forata
UNI EN 13381-10:2020 Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Parte 10: Protezione applicata alle barre di acciaio massiccio in tensione
Durata / Durabilità
Non è possibile definire un valore di “durata” in termini assoluti, si indica invece una “durabilità”, intesa come tempo intercorrente fra l’applicazione ed il primo importante intervento di manutenzione. Per le vernici intumescenti si indica una vita utile presunta di 10 anni (previsto anche dalle ETA European Techinal Assessment 13/0198 punto 2) a condizione che vengano rispettate le istruzioni del produttore per l’installazione e la manutenzione.
Le indicazioni di vita utile non vanno interpretate come “garanzia”, la durabilità pertanto va intesa come un’indicazione utile nella stesura di un programma di manutenzione
A seguito dell’esecuzione dei trattamenti antincendio, mediante applicazione di intonaci/pitture intumescenti devono essere rilasciati i seguenti documenti:
– Relazione di calcolo;
– PIN 2.2-2023 CERT. REI;
– PIN 2.3 2018
– DICH. Prod
Criticità
A. Autorizzazione alla commercializzazione del prodotto
– Omologazione antincendio o marcatura CE obbligatoria non prevista
– Nessun procedimento di controllo obbligatorio sulla produzione
– Il Produttore è obbligato a rilasciare la dichiarazione di conformità al prototipo sottoposto a prova
– Eccezione per le lastre di gesso rivestito per le quali esiste una norma di prodotto (EN 520) e l’obbligo della marcatura CE. Attenzione nessuna indicazione della prestazione delle lastre usate come protettivo strutturale è contenuta nella documentazione obbligatoria con la marcatura CE (solo reazione al fuoco)
– per tutti i protettivi esiste la possibilita’ di marcare ce il prodotto tramite il rilascio dell’ETA European Techinal Assessment 13/0198 relativa ad elementi di acciaio.
B. Installazione / posa in opera del prodotto
Non è obbligatoria di qualificazione per gli installatori (e i manutentori) e spesso sono carenti le schede di prodotto per quanto riguarda le procedure di installazione sui vari supporti
C. Manutenzione
– Assenza di informazioni riguardanti la durabilità
– Schede di prodotto carenti per quanto riguarda i controlli periodici sui sistemi protettivi (dire protezione passiva non significa protezione eterna o indistruttibile)
– Trascuratezza generalizzata dei proprietari nel provvedere alla conservazione del protettivo
D. Collaudo
– Occasionali controlli in corso d’opera.
– Scarsa conoscenza di procedure unificate per l’esecuzione di verifiche della posa in opera.
Vernici intumescenti e Codice di Prevenzione Incendi
Decreto 3 agosto 2015 e s.m.i. – Capitolo S.2 – Implementazione di soluzioni alternative di resistenza al fuoco. Chiarimenti e indirizzi applicativi.
In riscontro a taluni quesiti pervenuti per la corretta implementazione di soluzioni progettuali alternative e per la valutazione delle prestazioni di resistenza al fuoco delle strutture con le metodologie previste al Capitolo S.2 dal decreto 3 agosto 2015 così come modificato dal decreto 18 ottobre 2019, si forniscono, di seguito, alcuni chiarimenti e indirizzi applicativi per i casi maggiormente significativi.
A. Utilizzo di curve naturali per la verifica di elementi strutturali non protetti. In questo caso devono essere sempre considerate le sollecitazioni indirette che si generano per deformazioni o espansioni, imposte o impedite, durante l’esposizione alle curve naturali d’incendio, così come indicato al punto S.2.8.1, salvo i casi in cui è riconoscibile a priori che esse siano trascurabili o favorevoli; le sollecitazioni indirette vengono normalmente portate in conto nelle modellazioni termo-strutturali dell’intera struttura o di sottostrutture significative, mentre ciò non avviene nei modelli analitici su singoli elementi che, per tale motivo, non sono applicabili (vedasi punto S.2.8.1) con incendi naturali, ad eccezione dei casi in cui è riconoscibile a priori che esse siano trascurabili o favorevoli.
B. Utilizzo di curve naturali per la verifica di elementi strutturali con protettivi (ad es. vernici intumescenti, intonaci protettivi, lastre, ecc.).
Sono in corso diverse attività di ricerca, sia nell’industria e sia nel mondo accademico, finalizzate a verificare se e come si potrà procedere alle verifiche di elementi protetti esposti ad incendi naturali; ad oggi, oltre a tenere conto delle considerazioni riportate nel punto precedente, ciò non è possibile per i seguenti motivi:
– essendo i protettivi certificati sperimentalmente con curve nominali, i cui esiti sono sintetizzati nei relativi rapporti di valutazione, non è possibile certificare in alcun modo le proprietà, di aderenza e di comportamento di un protettivo a temperature ed a gradienti differenti da quelli di una curva nominale, che, contrariamente a quelle naturali, è strettamente crescente;
– inoltre, non è noto il comportamento (aderenza e variazione delle proprietà fisiche e chimiche con la temperatura) dei protettivi in fase di raffreddamento (fattore necessario ed ineludibile quando la verifica della resistenza al fuoco viene effettuata con esposizione alla curva naturale di incendio).
Norma UNI 10898-1:2023
1 SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE
La presente norma stabilisce le modalità di controllo dell’applicazione dei sistemi protettivi antincendio di tipo reattivo, atte a verificarne la conformità alla specifica di progetto prevista nel progetto antincendio, riportante, fra le altre, le caratteristiche e lo spessore del sistema reattivo da applicare, in funzione della resistenza al fuoco, del tipo di supporto, delle sue dimensioni e dello schema statico.
Il metodo si applica a qualunque sistema protettivo antincendio di tipo reattivo posato in opera su qualsiasi elemento costruttivo, purché in presenza di una specifica di progetto prevista nel progetto antincendio, redatta in funzione degli elementi costruttivi da proteggere e del grado di resistenza al fuoco richiesto.
3 TERMINI E DEFINIZIONI
Ai fini della presente norma si applicano i termini e le definizioni seguenti.
3.1 sistema protettivo antincendio:
Materiale o combinazione di materiali applicati alla superficie di un elemento costruttivo allo scopo di migliorarne la resistenza al fuoco
3.2 scheda tecnica del sistema protettivo antincendio:
Documento emesso dal produttore per trasmettere le informazioni generali e le caratteristiche descrittive del sistema protettivo antincendio da applicare alla superficie di un elemento costruttivo, incluse le modalità di preparazione della superficie da trattare e le indicazioni riguardanti la compatibilità del sistema protettivo antincendio con eventuali altri prodotti, quali fondi di adesione o primer anticorrosivi, impiegati sul supporto da trattare
3.3 procedura di applicazione:
Documentazione tecnica emessa dal produttore nella quale siano indicati i criteri tecnici e le modalità operative per eseguire la corretta applicazione del sistema protettivo antincendio su un determinato supporto. La procedura di applicazione può essere contenuta nella scheda tecnica
3.4 rapporto di classificazione:
Documento rilasciato da un organismo preposto, redatto in conformità ai modelli previsti nella UNI EN 13501-2, che attesta, sulla base di uno o più rapporti di prova, la classe di resistenza al fuoco dell’elemento costruttivo oggetto della prova in presenza o meno di un sistema protettivo antincendio
3.5 rapporto di valutazione:
Documento redatto in conformità ai requisiti previsti nelle norme della serie EN 13381 ed appendice B della EN 13501-2:2016, che indicano, sulla base di uno o più rapporti di prova, i tempi di raggiungimento delle temperature di progetto, in funzione dell’elemento costruttivo in esame e dello spessore del sistema protettivo antincendio applicato oppure i parametri termofisici utili per calcolare lo spessore necessario per raggiungere la resistenza al fuoco richiesta secondo le procedure indicate negli Eurocodici
3.6 prodotto reattivo:
Combinazione di materiali specificatamente formulati per reagire chimicamente durante il riscaldamento, in modo che la loro forma fisica cambi e produca un effetto isolante
3.7 sistema reattivo:
Strato di un prodotto reattivo unitamente, ove applicabile, a specificati strati di fondo e di finitura, inequivocabilmente identificato da un preciso nome commerciale, avente caratteristiche specificate da una scheda tecnica emessa dal produttore e caratteristiche prestazionali identificate da uno o più rapporti di classificazione e/o valutazione redatti secondo le UNI EN 13501-2 e/o serie EN 13381.
3.8 specifica di progetto prevista nel progetto antincendio:
Documentazione tecnica nella quale, in base all’elemento tipo da proteggere, alle condizioni della struttura in opera ed al grado di resistenza al fuoco richiesto, siano almeno indicati:
– Il sistema reattivo da applicare, completo della scheda tecnica rilasciata dal produttore e di uno o più rapporti di classificazione e/o rapporti di valutazione redatti in conformità alle UNI EN 13501 2 e/o serie EN 13381in relazione allo specifico supporto da proteggere;
– Il supporto da proteggere;
– Le procedure di applicazione definite dal produttore del sistema reattivo, laddove non già presenti nella scheda tecnica;
– Gli spessori nominali del sistema reattivo atti a conferire la resistenza al fuoco richiesta, in conformità ad uno o più rapporti di classificazione/o di valutazione redatti secondo le UNI EN 13501 2 e/o serie EN 13381 e i relativi Eurocodici.
3.9 elemento tipo:
Insieme omogeneo di elementi costruttivi, caratterizzati dalla medesima forma e geometria e costituiti da materiali da costruzione della stessa natura
3.10 supporto:
Superficie dell’elemento costruttivo da proteggere, attraverso la posa in opera di un sistema protettivo antincendio, caratterizzato dalla natura del materiale da trattare (acciaio, conglomerato cementizio, legno, ecc.), dallo stato fisico (grado di pulizia e di preparazione del fondo) e dagli eventuali trattamenti preliminari (antiruggine, impregnante, collante, fondo di adesione, ecc.) eseguiti. […]
4 PROCEDURA DI CONTROLLO
4.1 Generalità
Il controllo di conformità a quanto riportato nella specifica di progetto prevista nel progetto antincendio si attua, prima, durante e dopo la posa in opera del sistema reattivo, con le seguenti verifiche.
4.2 Verifiche sugli elementi costruttivi da proteggere: controllo della corrispondenza fra elemento tipo in esame ed elemento tipo indicato nella specifica di progetto prevista nel progetto antincendio.
4.3 verifiche sul sistema reattivo: controllo della corrispondenza fra parametri identificativi del sistema reattivo in esame e quelli contenuti nella scheda tecnica emessa dal produttore e allegata alla specifica di progetto prevista nel progetto antincendio.
4.4 verifiche sui supporti: controllo della corrispondenza fra le condizioni fisiche del supporto da trattare e quelle riportate nella scheda tecnica e/o nelle procedure di applicazione emesse dal produttore e allegate alla specifica di progetto prevista nel progetto antincendio.
4.5 verifiche sulle condizioni e modalità di applicazione: controllo della corrispondenza fra le condizioni ambientali e le modalità di applicazione dei prodotti, riscontrate durante la posa in opera del sistema reattivo in esame, e quelle contenute nella scheda tecnica e/o nelle procedure di applicazione emesse dal produttore e allegate alla specifica di progetto prevista nel progetto antincendio.
4.6 verifiche sullo spessore del sistema reattivo applicato: controllo della corrispondenza fra spessore del sistema reattivo applicato in opera e il corrispondente spessore nominale del sistema reattivo indicato nella specifica di progetto prevista nel progetto antincendio, secondo le procedure descritta nell’appendice A.
5 CRITERI DI ACCETTABILITÀ
La posa in opera del sistema reattivo è ritenuta conforme alla specifica di progetto prevista nel progetto antincendio se risultano positive le verifiche previste nel punto 4 della presente norma e documentate come indicato nel punto 7.
Tutte le verifiche e le misurazioni devono essere effettuate su ciclo di verniciatura completamento essiccato.
6 RIPRISTINO DELLE ZONE DANNEGGIATE DA CONTROLLI DISTRUTTIVI
Le zone eventualmente danneggiate da controlli distruttivi di qualsiasi tipo devono essere sempre riparate, ripristinando l’intero ciclo di verniciatura con gli stessi prodotti, secondo gli spessori indicati nella specifica di progetto prevista nel progetto antincendio, dandone evidenza nella relazione di controllo.
7 RELAZIONE DI CONTROLLO
La relazione di controllo deve indicare la data, il luogo delle verifiche effettuate e il nome del responsabile dei controlli eseguiti.
Con riferimento ai dati indicati nella specifica di progetto prevista nel progetto antincendio, devono essere riportati:
– L’elemento tipo in oggetto e la classe di resistenza al fuoco richiesta;
– Il numero di metri quadrati di superficie da proteggere, per ciascun elemento tipo in esame;
– I prodotti vernicianti che costituiscono il sistema reattivo indicato;
– Lo spessore richiesto per il sistema reattivo indicato.
Con riferimento ai controlli eseguiti, in conformità alle indicazioni della presente norma, devono essere riportati i seguenti punti:
– Il numero degli elementi controllati;
– Il numero di metri quadrati di superficie trattata;
– I prodotti vernicianti impiegati nel sistema reattivo applicato;
– Il valore dello spessore nominale riscontrato, per singolo elemento controllato
– I punti di misurazione in cui i valori di spessore rilevati non rientrino nei limiti di accettabilità definiti nel punto A.3 e l’indicazione delle ulteriori rilevazioni effettuate nell’intorno del punto di misura in questione.
– Il valore del parametro di adesione o resistenza al distacco misurato per singolo elemento controllato, qualora sia stato applicato volontariamente il criterio di controllo di adesione del sistema reattivo, come indicato nell’appendice B.
Inoltre, in riferimento alla presente norma, devono essere indicati:
– I metodi di misura utilizzati e la loro conformità (per strumentazione, metodologia di taratura, ecc.) con quelli previsti dalla presente norma.
– Le eventuali anomalie riscontrate nell’applicazione della presente norma o nella attuazione delle verifiche previste.
– La corrispondenza fra i dati rilevati e quelli indicati nella specifica di progetto prevista nel progetto antincendio, secondo le condizioni di accettabilità definite nel punto A.3.
