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Nella progettazione di un edificio, normalmente, si conduce una verifica a freddo degli elementi, cioè alla temperatura di 20° C (temperatura ambiente).
La struttura viene considerata sollecitata dalle azioni meccaniche e da quelle termiche date da variazioni di temperatura di pochi gradi: ±20° C, queste ultime danno dei contributi non molto rilevanti a meno di casi particolari. La probabilità del verificarsi di un incendio, che risulta molto elevata nel caso di edifici soggetti a grande affollamento (discoteche, cinema …) e in quelli di tipo industriale (cartiere, colorifici…), può portare a dover condurre anche una verifica al fuoco dell’edificio, infatti nel caso in cui si verifichi tale evento, l’effetto dovuto alle azioni termiche può risultare importante e perciò si deve porre molta attenzione al comportamento degli elementi dell’edificio in tale eventualità.
Per la determinazione delle azioni meccaniche e di quelle termiche, nella verifica a freddo dell’edificio, si è utilizzato il decreto ministeriale del 16 gennaio 1996 Norme tecniche relative ai “Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e dei sovraccarichi”.
Le azioni termiche influenzano sia le sollecitazioni che la resistenza del materiale poiché variano le proprietà sia fisiche che meccaniche di esso.
Nella verifica al fuoco dell’edificio le azioni meccaniche sono sempre determinate attraverso il decreto ministeriale sopra riportato, ma le azioni termiche questa volta sono espresse dalla curva di incendio che rappresenta la variazione della temperatura dell’aria in funzione del tempo trascorso dall’inizio dell’incendio, tale curva può essere di due tipi: reale o normalizzata. La prima considera le caratteristiche reali dell’edificio ed è quindi applicabile solo a quel caso particolare; la seconda, invece, è applicabile ad ogni tipo di struttura, perché risulta indipendente dalle caratteristiche dell’edificio stesso, e rappresenta quindi una semplificazione per l’analisi. La curva di incendio utilizzata dalle normative UNI 9502 e UNI 9503, cioè quelle considerate in questo studio, è la ISO 834 essa è una curva normalizzata di incendio e sarà illustrata nel seguito. Per l’analisi, è da prendere in considerazione anche la curva di riscaldamento degli elementi strutturali, attraverso tale curva si può determinare la temperatura del materiale, in funzione della temperatura dell’aria, ed è, tale temperatura che influenza la capacità portante dell’edificio attraverso la variazione delle proprietà fisiche e meccaniche del materiale stesso.
La temperatura dell’elemento dipende oltre che dalla temperatura dell’ambiente anche dalla presenza e dalla natura delle protezioni e dalla forma della sezione dell’elemento che influenzano la velocità di riscaldamento del materiale.
Per migliorare il comportamento di un edificio è possibile sostituire gli elementi con altri più resistenti alle azioni termiche dovute al fuoco, oppure si può intervenire mediante protezioni.
Le protezioni possono essere costituite da: rivestimenti prefabbricati, rivestimenti a spruzzo e vernici intumescenti.
Per le protezioni è importante conoscere: la conducibilità termica, il calore specifico, la densità e il contenuto di umidità. Tali proprietà portano ad avere un riscaldamento più lento del profilato protetto, influenzando così la capacità portante degli elementi strutturali, e aumentando quindi il tempo che intercorre tra l’inizio dell’incendio e il momento dell’eventuale collasso dello stabile agevolando quindi l’evacuazione degli occupanti e l’intervento dei vigili del fuoco e diminuendo così il numero di vittime possibili.
Obiettivo di questo studio è stato quello di confrontare, dal punto di vista della resistenza al fuoco, vari progetti variando: il tipo di materiale impiegato, le dimensioni degli elementi costituenti il fabbricato, il tipo e lo spessore delle protezioni di modo che si possano individuare i pro e i contro di ogni modifica apportata al progetto e scegliere fra queste la soluzione migliore.