Impianto a schiuma ad alta espansione

Il fabbricato oggetto della progettazione impiantistica è un deposito logistico per prodotti chimici di varia natura, tra cui anche prodotti pericolosi.

Per la particolare natura del deposito e dei prodotti contenuti, la progettazione si è orientata verso un impianto a schiuma ad alta espansione, a protezione di quattro diversi comparti del fabbricato.

L’impianto a schiuma ad alta espansione è una tipologia di impianto antincendio particolare: il suo funzionamento consiste nell’immissione di acqua all’interno delle tubazioni che, a contatto con l’agente schiumogeno presente all’interno del pre-mescolatore, crea una miscela che, una volta emessa dai generatori, si trasforma in schiuma ad alta espansione e satura parte del locale fino a un’altezza prestabilita.

Questa sua azione di soppressione totale dell’incendio garantisce quindi la possibilità di stoccare un grande quantitativo di materiale all’interno di un fabbricato.

Obiettivo del progetto

Lo scopo della progettazione consisteva, all’interno di una importante ristrutturazione dello stabilimento, nel dimensionamento dell’impianto a schiuma ad alta espansione con la verifica delle aree specifiche da proteggere, la definizione delle logiche di funzionamento e del dialogo fra impianto a schiuma e impianto di attivazione e verifica di rispondenza del gruppo di pompaggio, in comune con altre attività e impianti presenti.

Realizzazione del progetto

La progettazione dell’impianto a schiuma è avvenuta in conformità con la normativa UNI EN 13565-2 “Sistemi di lotta all’incendio. Sistemi a schiuma. Parte 2 – Progettazione”.

La prima fase è stata quella in cui abbiamo individuato delle aree da proteggere con questo sistema e le relative caratteristiche:

  • Edificio A: magazzino con altezza di impilaggio superiore a 14 m, composto da due compartimenti
  • Edificio B: parte di edificio, in particolare due compartimenti adibiti a stoccaggio di materiale con altezza di impilaggio di circa 4 m

Successivamente, abbiamo definito le componenti principali dell’impianto, ovvero:

  • Pre-mescolatore: di tipo verticale, per miscelare l’acqua proveniente dal locale pompe (esistente) all’agente schiumogeno presente all’interno del pre-mescolatore stesso;
  • Tubazioni: rete idraulica che parte dal gruppo di pompaggio fino a pre-mescolatore e poi verso le aree da proteggere;
  • Generatori: una volta che la miscela viene inviata dalla valvola a diluvio verso le tubazioni, attraverso i generatori la miscela stessa diventa, a contatto con l’ambiente, schiuma e si espande
  • Impianto di rilevazione e segnalazione

Abbiamo imposto le logiche di funzionamento dell’impianto: all’attivazione automatica dell’impianto di rilevazione, viene mandato il segnale di chiusura di tutti i serramenti, per garantire un locale stagno, e di evacuazione con tempo di ritardo. È prevista anche l’attivazione e la disattivazione manuale dell’impianto in locale presidiato e in loco.

Nel progetto è quindi seguito il calcolo idraulico con software Cpi win di Namirial Spa per la verifica delle prestazioni e del gruppo di pompaggio esistente e a servizio di altri impianti antincendio presenti nello stabilimento (rete idranti e impianto sprinkler a copertura di due serbatoi).

Impianto Sprinkler, Idranti e Rivelazione

Lo stabilimento oggetto di progettazione impiantistica antincendio consiste in un fabbricato industriale all’interno del quale avviene la fabbricazione e lo stoccaggio di materiale per l’edilizia.

In particolare, l’area campita in rosso in figura, è l’area protetta dagli impianti antincendio oggetto di questa progettazione, adibita al solo deposito di materiale.

Obiettivo del progetto

L’obiettivo del progetto, attraverso una progettazione impiantistica antincendio completa, era quello di garantire, conformemente a quanto previsto dal Codice di Prevenzione Incendi (DM 3 agosto 2015) presente in Valutazione Progetto, una copertura totale dello stabilimento.

Non sempre è possibile seguire la progettazione di un impianto idrico antincendio misto, composto da impianto sprinkler e rete idranti, e relativo gruppo di pompaggio, e dell’impianto di rivelazione e segnalazione incendio insieme.

Questa continuità progettuale garantisce un livello e un dettaglio più avanzato, perché il progettista è in grado di avere un quadro completo della situazione del fabbricato e dei suoi impianti antincendio.

Realizzazione del progetto

La progettazione di impianto idrico misto sprinkler e idranti e di impianto rivelazione e segnalazione incendio è avvenuta in parallelo.

Per quanto riguarda l’impianto idrico antincendio, la prima fase è stata quella di classificazione del rischio mediante normativa UNI 12845:2020. Per l’impianto sprinkler, i parametri considerati sono le caratteristiche del deposito, in termini di altezza massima del soffitto, altezza massima e tipologia di stoccaggio, tipologia di impianto e tipologia di testine utilizzate. Si sono definiti quindi i dati di progetto degli sprinkler.

Anche la rete idranti viene classificata attraverso la stessa normativa ed è stato definito, in base alla classe di pericolo (Hazard), il livello di prestazione della rete.

Per la progettazione vera e propria degli impianti, le normative utilizzate sono:

  • UNI 12845:2020 “Installazioni fisse antincendio – Impianti automatici a sprinkler – Progettazione, installazione e manutenzione.”
  • UNI 10779:2014 “Impianti di estinzione incendi – Reti ad idranti – Progettazione, installazione ed esercizio”

Successivamente alla modellazione dell’intero impianto misto, abbiamo effettuato il calcolo idraulico per verificare le prestazioni dell’impianto, necessarie per la scelta del gruppo di pompaggio adeguato, conformemente sempre alla UNI 12845:2020.

Considerata la necessità di un locale pompe di nuova costruzione, questo è stato progettato conformemente alla norma UNI 11292:2019 “Locali destinati ad ospitare gruppi di pompaggio per impianti antincendio – Caratteristiche costruttive e funzionali”.

Per quanto riguarda, invece, l’impianto di rivelazione e segnalazione allarme incendio, il primo passaggio è stato quello della scelta delle soluzioni progettuali in base alle caratteristiche costruttive e formali dell’edificio.

La scelta delle diverse tecnologie è fondamentale quando si ha a che fare con un fabbricato di dimensioni importanti e con situazioni differenti. L’area principale di stoccaggio è stata protetta con rilevatori ottici lineari di fumo, anche detti barriere lineari, facendo attenzione alla presenza di capriate che potessero disturbare il fascio: questa soluzione consente di coprire lunghe distante con un solo dispositivo costituito da un’unità ricevente e una emittente.

Altre zone, invece, sono state coperte da rilevatori puntiformi di fumo, collocati in posizioni diverse che dipendevano strettamente dall’orditura dei solai: la normativa UNI 9795:2013 “Sistemi fissi automatici di rivelazione e di segnalazione allarme d’incendio – Progettazione, installazione ed esercizio”, utilizzata per l’impianto, indica, in base alla orditura di travi e coperture, la posizione adatta per i diversi componenti.

Tutto l’impianto fa riferimento a una centralina antincendio collocata in una zona costantemente presidiata. Sono stati inseriti anche, come richiesto da normativa, pulsanti e targhe ottico-acustiche per la segnalazione dell’allarme incendio.

Impianto di soppressione a gas

La progettazione in oggetto riguarda un impianto di soppressione dell’incendio a gas a copertura di un archivio e di un casellario all’interno di una Caserma, in cui non era possibile l’adozione di un sistema idrico antincendio a causa del rischio di danneggiamento di documenti cartacei di importanza rilevante.

Questa soluzione, tuttavia, viene frequentemente adottata anche nel caso di protezione di sale server o locali CED, in cui l’acqua non può essere usata per non compatibilità con la strumentazione elettrica presente.

Obiettivo del progetto

L’obiettivo della progettazione era, appunto, quello di realizzare un impianto in grado di non danneggiare il contenuto del locale.

Gli impianti di soppressione a gas, infatti, vengono adottati in quelle progettazioni in cui l’area da proteggere da incendio presenta delle caratteristiche particolari e in cui non è possibile adottare l’acqua come agente estinguente.

Realizzazione del progetto

Per questo impianto abbiamo scelto di utilizzare un gas inerte, nello specifico l’Argon IG-01, utilizzato per la protezione delle aree a rischio d’incendio con la tecnica della saturazione totale.

La scelta è ricaduta su questo tipo di gas perché, quando questo entra in contatto con le fiamme, non ha nessun tipo di reazione, con assenza di prodotti di decomposizione dannosi o corrosivi, ritornando, successivamente, nel ciclo naturale dell’atmosfera senza danneggiare l’ambiente.

L’argon, inoltre, è dielettrico, non lascia residui, non sporca, non inquina, non danneggia i materiali più delicati ed assicura una protezione sicura ed efficace ai beni ed alle persone, consentendo una ottima visibilità durante la scarica, assenza di shock termici, e non stratifica.

Il primo passo è stato quello di definire le caratteristiche generali e specifiche dell’impianto secondo:

  • UNI EN 15004-1:2008 “Installazioni fisse antincendio – Sistemi a estinguenti gassosi – Parte 1: Progettazione, installazione e manutenzione”;
  • UNI EN 15004-7:2008 “Installazioni fisse antincendio – Sistemi a estinguenti gassosi – Parte 7: Proprietà fisiche e progettazione dei sistemi a estinguenti gassosi per l’agente estinguente IG-01”

Le informazioni evinte dalla normativa consentono di ottenere i parametri di progetto per il calcolo idraulico, come il volume del locale da proteggere (o dei locali), la classe di rischio e la quantità di progetto di gas estinguente.

Una volta realizzato il calcolo idraulico, è importante la verifica di sicurezza dei livelli di ossigeno e di agente estinguente a fine scarica, per garantire sempre la sicurezza del personale.

Questo è un aspetto fondamentale nella progettazione degli impianti di soppressione a gas: bisogna sempre prevedere e realizzare impianti di rivelazione e di segnalazione, non solo dell’incendio, ma anche di avvio e fine scarica e targhe che consentano una pronta evacuazione degli occupanti prima dell’avvio della scarica.

Impianto Lama d’acqua – NFPA

L’azienda per la quale è stato progettato questo particolare impianto consiste in uno stabilimento per la produzione, la lavorazione e il deposito di cartone ondulato in fogli.

Questa tipologia di impianto, chiamato anche Water Curtain, a servizio dell’attività è formata da una tubazione aerea alla quale sono connessi erogatori a pioggia. L’impianto è collegato a una centralina che, al consenso di apertura, attiva l’impianto che crea una barriera fisica di acqua a diluvio.

Obiettivo del progetto

L’obiettivo della progettazione di un impianto a lama d’acqua è la protezione, solitamente, di zone particolari di uno stabilimento, in particolare di zone comunicanti fra i diverti compartimenti di un fabbricato (spesso per catene di montaggio o linee produttive).

Con la creazione di una barriera fisica di acqua, è possibile ottenere una separazione di due ambienti o aree limitando l’irraggiamento che porterebbe alla propagazione delle fiamme. Questa soluzione viene adottata in questo caso, come in molti altri, per l’impossibilità di realizzare pareti o porte di chiusura e compartimentazione per motivi tecnici e logistici.

Realizzazione del progetto

La progettazione dell’impianto a lama d’acqua non è normata tecnicamente a livello nazionale, pertanto abbiamo adottato l’NFPA 13:2019. Analogamente, anche gli altri componenti dell’impianto, come il sistema di rilevazione e gruppo pompe con riserva idrica sono conformi alla NFPA.

Per ogni lama d’acqua, in totale 5, abbiamo effettuato calcolo idraulico e definito le caratteristiche tecniche.

In particolare, trattandosi di un impianto a diluvio con tubazioni vuote, in caso di attivazione queste subiscono importanti sollecitazioni dal flusso d’acqua improvviso, generando elevate forse inerziali. Al fine di garantire che al momento di attivazione delle valvole il sistema di staffaggio sia in grado di resistere alle sollecitazioni create dal flusso d’acqua, abbiamo calcolato la forza d’inerzia che spinge sul cambio di direzione e potrebbe portare a disassamenti delle tubazioni. Abbiamo quindi progettato gli staffaggi antisismici adeguati alle sollecitazioni che potrebbero dover sopportare.

Impianto Sprinkler – FM Global

L’edificio in oggetto è uno stabilimento industriale dedicato alla produzione di prodotti dolciari: l’area oggetto di protezione è adibita a zona forni. Inoltre, il fabbricato si trova in zona sismica.

Obiettivo del progetto

Lo scopo della progettazione consisteva nel dimensionamento dell’impianto sprinkler a protezione della zona forni, a seguito dell’ampliamento dell’attività produttiva, e la seguente validazione da parte dell’ente assicurativo FM Global.

Infatti, quando si tratta di progettazione secondo gli Standard FM Global, la progettazione non fa riferimento a una normativa tecnica ma a dei documenti emessi dallo stesso ente assicurativo Factory Mutual Global, chiamati FM Global Loss Prevention Data Sheet.

I progetti, per essere approvati, devono essere validati dall’ente, che verifica che i documenti siano conformi ai Data Sheet, realizzati in maniera specifica per ridurre il più possibile il rischio incendio all’interno degli edifici in cui vengono applicati e ridurre, di conseguenza, i costi assicurativi della proprietà.

Realizzazione del progetto

La prima fase di progettazione è quella di classificazione del rischio secondo FM DS 3-26 “Fire Protection for Nonstorage Occupancies”, trattandosi di un’area produttiva dello stabilimento.

In base alla classificazione, vengono definite, sempre mediante lo stesso Data Sheet, le caratteristiche progettuali dello sprinkler che verrà installato. Tali caratteristiche dipendono da:

  • Classificazione del rischio
  • Altezza interna dell’area protetta
  • Tipologia impianto (a secco o a umido)

In accordo, invece, al FM DS 2-0 “Installation Guidelines for Automatic Sprinkler” definiamo le caratteristiche dell’impianto in termini di posizionamento e installazione (spaziatura lineare e in area minima e massima), in base a:

  • Altezza interna dell’area protetta
  • K-factor
  • Orientamento testine (pendent o upright)
  • Risposta (rapida o standard)

Successivamente alla modellazione sul software Namirial Spa (Cpi win), mediante un pre-calcolo determiniamo i terminali idraulicamente più sfavoriti, individuando l’area operativa secondo gli standard FM Global. Una volta effettuato il calcolo idraulico, abbiamo individuato le prestazioni in termini di portata e pressione: abbiamo verificato così che la riserva idrica e il gruppo di pompaggio esistente soddisfano le richieste del nuovo impianto.

Trovandosi il fabbricato in zona sismica con periodo di ritorno 100 anni, tutti gli impianti antincendio devono essere dotati di controventi sismici, giunti flessibili ed ancoraggi come da standard FM Global. Abbiamo progettato sia gli staffaggi statici, in accordo al FM DS 2-0, che gli staffaggi antisismici, secondo i due Data Sheet di riferimento:

  • FM DS 2-8 “Earthquake protection water-based fire protection systems – Ver. 2017”
  • FM DS 1-2 “Earthquakes”

Cartiera

La cartiera in oggetto si sviluppa come un enorme stabilimento industriale in cui viene seguito l’intero ciclo di produzione della carta, fino alla fase di converting e di logistica.

La complessità del progetto era legata in gran parte alle dimensioni dell’impianto industriale e alla presenza di numerose e diverse attività produttive al suo interno, dallo stoccaggio della materia prima, alla preparazione degli impasti per la formazione delle bobine di carta e conseguente immagazzinamento.  Ovviamente la presenza di un ciclo produttivo così complesso comporta la presenza di diversi impianti collaterali a supporto, oltre a quelli antincendio.

Conseguentemente, si è individuata la presenza di un’attività principale soggetta al DPR 151/2011, la 33.1.C, e di 14 attività accessorie.

Obiettivo del progetto

Lo scopo della progettazione era l’adeguamento alla normativa di prevenzione incendi e l’ampliamento funzionale dell’attività produttiva dello stabilimento.

Inoltre, la progettazione ha incluso anche la ri-valutazione di tutta l’attività in termini di impianti antincendio, in modo tale da uniformare lo stabilimento adeguarlo con soluzioni tecniche normativamente attuali.

Realizzazione del progetto

In prima istanza, abbiamo effettuato la Valutazione Progetto, secondo la Regola Tecnica Orizzontale (RTO) fornita dal DM 03/08/2015, complessiva dell’complesso industriale: grazie all’iniziale valutazione del rischio incendio, che analizza le possibili sorgenti d’innesco e i materiali combustibili o infiammabili con i conseguenti carichi d’incendio, abbiamo individuato un totale di 19 compartimenti.

Abbiamo analizzato tutte le strategie previste dal Codice di Prevenzione incendi e, a ognuna, abbiamo attribuito i livelli di prestazione: in alcuni casi sono risultate sufficienti le soluzioni conformi previste dal DM, in altri casi si è visto necessario il ricorso alle soluzioni alternative.

Le soluzioni alternative in FSE sono state adottate per verificare:

  • S.2 – Resistenza al fuoco
  • S.3 – Compartimentazione
  • S.4 – Esodo
  • S.7 – Rilevazione e allarme
  • S.8 – Controllo di fumi e calore

Nel progetto abbiamo applicato, ai 14 compartimenti esaminati, 96 soluzioni conformi e 44 soluzioni alternative in Fire Safety Engineering (FSE), per un totale di 140 soluzioni progettuali.

Abbiamo, invece, sviluppato la ri-valutazione degli impianti antincendio inizialmente attraverso una valutazione del rischio incendio in accordo alla norma UNI 12845:2020. In base a questa, abbiamo elaborato le specifiche tecniche per:

  • Rete idrica (rete idranti interna, esterna e impianto sprinkler), mediante norme UNI
  • Rilevazione e allarme incendio, sia mediante soluzioni classiche normate UNI che soluzioni tecniche alternative (attivazione allarme da sprinkler)
  • Smaltimento fumi e calore di emergenza, mediante soluzioni “di emergenza” normate dalle UNI

Abbiamo definito alcuni di questi impianti a disponibilità superiore, concetto introdotto nel 2019 per poter considerarli «sicuramente funzionanti» in caso di necessità.

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