CERT. REI autorimessa – pilastri,travi,pareti in C.A., murature in blocchi di cls, soletta predalles

In primo piano

Si riporta di seguito la descrizione della valutazione di resistenza al fuoco delle strutture portanti e di compartimentazione di un’autorimessa interrata esistente in provincia di Milano. Nel caso in questione, si è dovuto procedere modellando l’intera struttura ed andando a sfruttare al massimo le riserve di resistenza dovute al sovraddimensionamento delle strutture a freddo, per via dei ridotti copriferri, soprattutto delle travi, dove in alcuni punti erano visibili le staffe che in fase di getto sono state lasciate appoggiate ai casseri d’armatura senza l’utilizzo di distanziatori.

modello CERT. REI - metodo analitico
modello FEM autorimessa – CERT. REI – metodo analitico
staffe travi C.A. REI 90
staffe in evidenza travi C.A. REI 90

Altro aspetto che ha portato alla scelta della valutazione di tipo analitico è stata la presenza, come soletta di copertura, di lastre predalles (tipologia molto diffusa nelle autorimesse interrate) prive di dispositivi antiscoppio. La valutazione di tipo tabellare avrebbe obbligato ad effettuare la realizzazione di circa n.1 foro per ogni alleggerimento che, vista l’estensione dell’autorimessa di circa 1500mq, sarebbe corrisposto ad effettuare circa 1500 fori.

schema fori lastre predalles - rei
schema fori lastre predalles – rei tabellare

La valutazione di resistenza al fuoco per gran parte della superficie, quella per cui è stata richiesta una resistenza al fuoco pari ad R/REI90, si è ottenuta ipotizzando di analizzare al fuoco la struttura post scoppio. Tale tipo di analisi è stata riportata nell’articolo al link seguente:

https://resistenzaalfuoco.it/lavori/299/certificazione-resistenza-fuoco/

Spesso, la presenza di solette predalle recenti (successive agli anni 90) permette una valutazione di tipo analitico, in quanto già fatta dal prefabbricatore che ha predisposto dispositivi antiscoppio, o di tipo tabellare, in quanto, anche se non presente la relazione del prefabbricatore, le solette sono state prodotte con dispositivi antiscoppio. E’ da evidenziare che, anche nel caso di valutazione analitica che prevede la mappatura termica con la presenza del “fondello” in C.A. (quindi senza ipotizzare lo scoppio della lastra) può esser fatta solo se presenti dispositivi antiscoppio all’interno delle lastre predalles.

Per una zona limitata di superficie, dove era presente la centrale termica, la resistenza al fuoco richiesta per la soletta predalles era pari ad R180. I requisiti di tenuta “E” ed isolamento “I” non erano richiesti in quanto la copertura confinava con spazio scoperto. Anche procedendo con valutazione analitica non è stato possibile garantire una tale resistenza per quella porzione di soletta predalles, che è stata protetta con lastre in calciosilicato di spessore 12mm, procedendo ad una valutazione di tipo sperimentale.

lastre calciosilicato su soletta predalles R180
lastre calciosilicato su soletta predalles R180
cert.rei solaio predalles
cert.rei solaio predalles protetto con lastre in calciosilicato – R180

Relativamente ai pilastri in C.A., alle travi in C.A. ed alle pareti in C.A. si è proceduto valutando le sollecitazione in combinazione eccezionale di incendio attraverso il codice di calcolo SISMICAD.

M condizioni incendio - REI
M condizioni incendio singolo telaio – REI

Si è quindi eseguita l’analisi termica mediante il programma ad elementi finiti Thermocad modellando le sezioni con i reali copriferri rilevati (sia mediante diffusa indagine pacometrica che mediante limitati “assaggi”), così da considerare la riduzione di resistenza dei materiali (acciaio e cls) in funzione della temperatura raggiunta all’intervallo temporale richiesto ( 90′ per le parti dell’autorimessa e 180′ per le strutture presenti in C.T.).

pacometro PROCEQ PROFOMETER 5 - copriferri REI
pacometro utilizzato: PROCEQ PROFOMETER 5 – copriferri strutture in C.A. – REI
RILIEVO COPRIFERRO PILASTRI C.A.- REI
rilievo copriferro pilastri C.A.- REI

Le sezioni più sollecitate termicamente e meccanicamente sono state quindi verificate allo stato limite ultimo con le sollecitazioni derivanti dalla combinazione di carico eccezionale di incendio ottenuta dalla curva di incendio standard iso834.

mappatura termica trave 90 minuti - R90
mappatura termica trave 90 minuti – R90

Oltre alla certificazione delle strutture portanti si è eseguita la certificazione delle strutture di compartimentazione che oltre che dalle solette erano formate da pareti in C.A. e pareti in blocchi di cls. Molte delle pareti in blocchi di cls, rispettando le caratteristiche minime richieste dall’allegato al D.M. 16/02/2007 sono state certificate con metodo tabellare (vedi tab.D.4.2 https://resistenzaalfuoco.it/murature/). Alcune delle delle pareti in blocchi di cls, avendo uno spessore ridotto (7cm), non è stato possibile certificarle con metodo tabellare ed è stato necessario proteggerle con lastre in calciosilicato procedendo ad una certificazione di tipo sperimentale.

lastre calciosilicato su parete cls EI90
lastre calciosilicato su perete cls EI90

Uno degli aspetti più complessi è stata la gestione degli attraversamenti delle compartimentazioni dalle tubazioni degli impianti, che, vista l’estensione dell’autorimessa e la presenza della centrale termica al piano interrato, ha comportato l’utilizzo di dispositivi di protezione di diverso tipo ed in numero non trascurabile. Si sono dovuti valutare numerosi attraversamenti di tubi in materiale plastico che tubi in materiale ferroso coibentati all’esterno.

collare intumescente soletta rei
collare intumescente soletta REI
collare intumescente parete blocchi cls REI
collare intumescente parete blocchi cls REI

L’attraversamento di un compartimento di tubazioni in metallo, se non coibentata all’esterno e se destinata a contenere acqua, non ha la necessità di esser protetto con collari intumescenti od altro dispositivo ma sarà sufficiente che su entrambi i lati della parete attraversata non sia permesso il passaggio di fumi applicando del mastice acrilico nei pochi mm di vuoto che dovessero formarsi tra il tubo e la malta, per via del ritiro di quest’ultima.

Nel caso in oggetto, essendo presenti tubi metallici coibentati all’esterno ed essendo il contenimento dell’isolamento formato da un tubo in materiale plastico è stato necessario posare dei “materassini/feltro” coibenti certificati per lo scopo in prossimità dell’attraversamento.

attraversamento tubi coibentati parete rei
protezione attraversamento tubi coibentati parete rei

Certificazione analitica Rei 60 di soletta in laterocemento – CERT.REI soletta

Si riporta di seguito la verifica analitica di una soletta in laterocemento (travetti e pignatte) necessaria alla certificazione REI 60 in un edificio nel comune di Carnate in provincia di Monza e Brianza ricadente tra le attività elencate nel DPR 151/2011 (http://www.vigilfuoco.it/aspx/AttivitaSoggetteElenco.aspx) e soggetto a controllo di prevenzione incendi. La presente valutazione, prescinde dalla sollecitazione dell’elemento e per questo motivo è più conservativa di una verifica analitica più approfondita, in cui si valutano le reali sollecitazioni in condizione di incendio che va a sfruttare anche l’eventuale sovraddimensionamento fatto nel calcolo a freddo. Nel caso in cui la verifica eseguita non avesse potuto consentire la certificazione REI 60 si sarebbe passati alla valutazione analitica più approfondita e solo in caso di ulteriore non verifica si sarebbero passati alla valutazione di resistenza al fuoco della soletta in seguito all’applicazione di materiali protettivi (vernici intumescenti o intonachi REI o lastre in calciosilicato o controsoffitti REI).

Un esempio di verifica analitica che considera le sollecitazioni in condizioni di incendio è stata riportata nella valutazione di resistenza della muratura in blocchi di cls del seguente link

https://resistenzaalfuoco.it/lavori/384/certificazione-murature-in-blocchi-di-cls-vibrocompressi-armati-pareti-con-altezze-maggiori-di-4m-con-rinforzi-in-c-a/

mentre la valutazioni analitica di elementi protetti con vernici intumescenti e presente nella pagina di valutazione di tegoli protetti al seguente link

https://resistenzaalfuoco.it/lavori/437/elementi-in-c-a-p-protetti-con-vernici-intumescenti-e-relativa-certificazione-cert-rei/

Nello caso specifico, essendo presenti più tipologie di solette (oltre a solette con travetti con armature lente erano presenti solette con travetti precompressi), oltre al rilievo tramite pacometro, è stato necessario eseguire dei piccoli assaggi. Si sono potuti così rilevare direttamente i copriferri, la stratigrafia della soletta ed il diametro delle barre.

SOLETTA-REI60
“assaggio” – rilievo SOLETTA-REI60

Note le caratteristiche geometriche e dei matreiali presenti si è eseguita la modellazione e l’analisi termica a 60 minuti di solecitazione termica secondo la curva ISO834

MODELLO-SOLETTA-REI60
MODELLO-SOLETTA-REI60

Essendo le solette in questione soggette in campata prevalentemente all’azione di flessione, il decadimento di resistenza della sezione è legato al solo decadimento della resistenza dell’acciaio alle alte temperature (la parte compressa risulta distante dal lato esposto all’incendio).

Considerando le combinazioni di carico in condizioni eccezionali che, a favore di sicurezza, ipotizzando tutti i carchi permanenti, sono il 30% inferiori a quelle in condizioni ultime si ha:

Ed,fi= hfi x Ed con hfi = 0,7. Anche i coefficienti parziali dei materiali in condizioni di incendio vengono presi con valore unitario al posto di gamma,s=1,15

Per determinare la resistenza al fuoco della struttura sarà quindi sufficiente andare a realizzare la mappatura termica della sezione, valutare la temperatura nelle barre di armatura e correlarle con il decadimento della resistenza in funzione della temperatura.

MAPPATURA BARRE SOLETTA REI 60
MAPPATURA BARRE SOLETTA REI 60

Le armature, non raggiungendo una T di 400°C hanno una resistenza residua a 60′ pari al 100% di quella a freddo, superiore al 60,09% (0,7/1,15).

CERT.REI RIDUZIONE RESISTENZA ACCIAIO
CERT.REI RIDUZIONE RESISTENZA ACCIAIO

Oltre alla verifica a caldo a flessione, eseguita per la sezione in campata, è stata eseguita la verifica a taglio per la sezione in corrispondenza degli appoggi.

E’ stato quindi possibile certificare la soletta con una resistenza al fuoco R60. Le caratteristiche di tenuta E ed isolamento I sono state effettuate sempre paragonando le temperature lato esposto e lato non esposto. Il requisito di tenuta EI è stato verificato tramite confronto con la tabella D.5.2 allegata al D.M. 16/02/2007 e visibile al sguente link

https://resistenzaalfuoco.it/c-a/.

Il solo requisito I è implicitamente verificato dalla mappatura termica in quanto l’incremento della T media sul lato non esposto al fuoco non supera i 140 K (coincidente con 140°C essendo una DT), e l’incremento massimo di T, in tutti i punti dell’elemento, sul lato non esposto al fuoco, non supera i 180 K (2.1.2 UNI EN 1992-1-2:2005).

Elementi in c.a.p. protetti con vernice intumescente e relativa certificazione – CERT.REI.

Si riporta di seguito l’analisi svolta su una copertura in tegoli precompressi su un edificio nel comune di Carnate in provincia di Monza e Brianza. Dalle analisi svolte sull’esistente, eseguendo una valutazione analitica si riusciva a garantire una resistenza della struttura pari ad R 30, inferiore a quella richiesta dal progettista antincendio e pari ad R60.

mappatura termica tegolo non protetto a 30′ – valutazione analitica C.A.P. – CERT. REI

Per ottenere la resistenza richiesta di R60 si è proposto il seguente intervento:

proteggere i tegoli con vernice intumescente o intonaco alleggerito antincendio (in quest’ultimo caso, previa valutazione dell’incremento di carico) o altri dispositivi certificati.

tegolo non protetto – valutazione analitica C.A.P. – CERT. REI

La ditta incaricata di eseguire le opere di protezione ha richiesto al sottoscritto di individuare marca, tipo e quantitativo di vernice intumescente in grado di proteggere i tegoli in questione.

Si evita di indicare produttore e marca della vernice ma si indicano le prescrizioni imposte dal produttore ed il rapporto di equivalenza della vernice.

Innanzi tutto il produttore ha prescritto l’applicazione di un primer in una quantità pari a 100g/mq.

Prima di procedere ad applicare la vernice bisognerà attendere almeno 5ore per l’asciugatura del primer.

La vernice dovrà esser applicata in una quantità pari a 1,1Kg/mq in 2 mani (la ditta consiglia applicazione a spruzzo con macchina ad alta pressione e pescante rigido).

Sia il primer che la vernice andranno applicate anche dove ora sono presenti le lampade, previo smontaggio delle stesse per liberare la superficie del tegolo da trattare.

Si è eseguita quindi l’analisi strutturale rieseguendo la mappatura termica della sezione andando a applicare uno strato di cls, ottenuto tramite il rapporto di equivalenza contenuto nel rapporto di valutazione, che riporta, per uno spessore di 471 micron di film secco di vernice uno spessore equivalente di cls, a 60′, pari a 27mm.

Essendo il minimo residuo secco in volume della vernice, pari al 57%, ed essendo la massa media pari a 1300g/l (0,77 l/Kg), applicando 1,1 kg/mq di superficie ed essendo 1 litro pari ad 1mm di spessore su 1 mq, verranno applicati 1,1Kg x 0,77l/kg x 57% = 0,482 lsecchi = 0,482 mm = 482micron di film secco >471micron.

L’elemento n. S1 è un tegolo in C.A.P.. e le nervature sporgono di 39cm e sono armate con n.7 trefoli formati tre fili di diametro circa 4mm intrecciati con copriferro minimo pari a circa 2,5cm sia laterale che inferiore.

Non essendo a conoscenza di tutte le caratteristiche che caratterizzano i tegoli precompressi si valuterà la resistenza al fuoco degli stessi in funzione della temperatura raggiunta nei vari intervalli temporali dalle armature. Questo metodo risulta essere conservativo rispetto ad un metodo analitico che tiene conto anche dell’eventuale sovraddimensionamento della struttura e che paragona le azioni agenti con quelle resistenti.

Considerando le combinazioni di carico in condizioni eccezionali che, a favore di sicurezza, ipotizzando tutti i carchi permanenti, sono il 30% inferiori a quelle in condizioni ultime si ha:

Ed,fi= hfi x Ed con hfi = 0,7

Anche i coefficienti parziali dei materiali in condizioni di incendio vengono presi con valore unitario al posto di gammas=1,15.


Per determinare la resistenza al fuoco della struttura è stato quindi sufficiente andare a realizzare la mappatura termica della sezione, valutare la temperatura nelle barre di armatura e correlarle con il decadimento della resistenza in funzione della temperatura.

L’analisi, a differenza di quelle effettuata nello stato di fatto, prevede un modello con applicato uno spessore di cls protettivo pari a 2,7cm (equivalente a 471 micron di film secco).

mappatura termica tegolo protetto con vernice intumescente a 60′ – valutazione analitica C.A.P. – CERT. REI

Si riportano di seguito i link ai siti dei principali produttori di vernici intumescenti: