CONTROLLO DI FUMO E CALORE - Ordine degli Ingegneri della

 Ordine degli Ingegneri di Foggia CONTROLLO DI FUMO E CALORE : 4 O*obre 2012 IMPIANTI EFFC ‐ forza= ‐ PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO ‐ ‐ PROGETTAZIONE E INSTALLAZIONE SECONDO LA NORMA 9494‐2/2012 luciano.su*[email protected] Relatore: Ing. LUCIANO SUTTORA 1 Terminologia : EFC impianto di evacuazione fumo e calore EFFC idem, forzato ENFC idem, naturale SEFC sistema di controllo fumo e calore: l’insieme di ImpianR efc,barriere,aper‐ ture al piede,ambiente da proteggere. Si descrive il comportamento degli impian2 di evacuazione di fumo e calore nella fase iniziale dell’incendio, sia per gli impian2 a estrazione forzata che per gli impian2 a ven2lazione naturale. Si delineano i mezzi disponibili per dilazionare e se possibile SEFFC id., con efc forzaR impedire lo sviluppo ulteriore dell’incendio. SENFC id.,con efc nat. luciano.su*[email protected] Teoria e pra=ca : basi teoriche Il funzionamento dell’im‐ pianto efc è basato sulla straRficazione dell’aria. L’aria calda, più leggera, sale. Forma lo strato superiore. Gli efc fanno uscire fumi e gas caldi. Le barriere li contengono e li guidano. Le aperture al piede fanno entrare l’aria esterna fredda e pulita. 2 Controllo di fumo e calore : Impian= EFFC L’impianto di evacuazione forzato di fumo e calore (EFFC) crea in poco tempo uno strato libero da fumi nella parte bassa degli ambienR so*o incendio. Oltre alla fondamentale funzione anRncendio, l’impianto può trovare impiego anche nella venRlazione degli ambienR. Analizziamo tu*o ciò alla luce delle nuove norme e nuove regole. luciano.su*[email protected] 3 . Controllo di fumo e calore : Impian= EFFC piano neutro
luciano.su*[email protected] Perché funzionano Il funzionamento dell’impianto è basato sulla straRficazione dell’aria nell’ambiente so*o incendio. Gli effc fanno uscire fumi e gas caldi per la depressione che creano alla bocca di presa e per l’aiuto della pressione interna dovuta allo strato di gas caldi. Le barriere contengono e guidano fumi e gas caldi verso le bocche di uscita. Le aperture al piede fanno entrare l’aria esterna. 4 Controllo di fumo e calore : Impian= EFFC EFFC EFFC luciano.su*[email protected] Come funzionano Ricevuto il segnale d’allarme l’impianto EFFC passa alla fase a]va. Fumo e gas caldi escono dagli effc del comparRmento so*o allarme. Dalle aperture al piede entra aria fresca e pulita che rimpiazza l’aria calda e piena di fumo che è uscita. Il piano neutro separa i due straR d’aria che sono in equilibrio dinamico. 5 Controllo di fumo e calore : Impian= EFFC Evacuatori forzaR di fumo e calore per applicazioni sia esterne che interne all’ambiente Motori bifase e trifase c.a., alimentazione con linea dedicata. ResistenR alle alte temperature : classi F2oo F300 F 400 luciano.su*[email protected] 6 Controllo di fumo e calore : Impian= EFFC Impianto : le barriere Barriere al fumo leggere, flessibili. fisse e mobili. Controlli: ‐ I fissaggi della barriera o del cassone*o devono resistere al fuoco; barriere al fumo in classe D devono esser sigillate sul lato superiore; eventuali passaggi d’aria laterali non superino 0,5% della superficie della barriera. luciano.su*[email protected] 7 Controllo di fumo e calore : Impian= EFFC Impian=: prese d’aria L’aria fresca entri senza creare turbolenze che alterano gli straR. Perciò le aperture sono in basso e la velocità in ingresso è dell’ordine di 1 m/s. . Controlli: ‐ le aperture al piede siano segnalate e libere da ostacoli; ‐ Il rapporto tra l’aria in entrata ( naturale o forzata) e fumi e gas caldi in uscita, forzaR: quindi volume sempre uguale, massa in diminuzione con l’aumento della temperatura. luciano.su*[email protected] 8 anni CaraKeris=che dei prodoL Calcolo dell’impianto Installazione 1989 UNI 9494‐89 UNI 9494‐89 ( per ENFC ) UNI 9494‐89 ( per ENFC ) idem idem 2007 idem UNI 9494‐07 ( per ENFC ) UNI 9494‐07 ( per ENFC ) 2012 idem UNI9494/1‐12 ( per ENFC ) UNI 9494/2‐12 ( per EFFC ) Uni 9494/1‐12 ( per ENFC ) UNI 9494/2‐12 ( per EFFC ) 2002 UNI‐EN 12101‐1 barriere 2004 UNI‐EN 12101‐2 Enfc 2004 UNI‐EN 12101‐3 effc luciano.su*[email protected] Controllo di fumo e calore : SEFC Il quadro norma=vo Le norme sugli impianR o meglio sui sistemi di controllo di fumo e calore sono presenR dal 1989. All’inizio per i sistemi naturali e ora completate con le regole di prodo*o di impianto per i sistemi forzaR. (In grasse*o le norme per l’impianto forzato) 9 confronto tra SENFC (naturali) e SEFFC (forza=) Controllo di fumo e calore : impian= EFFC naturali forzaR Analisi del rischio si === si === Analisi dell’ambiente si === si === ComparR a soffi*o si === si === Il principio di proge*azione è il medesimo. ProgeKazione Dimensionamento mq =/= mc/s =/= ‐Installazione efc te*o =/= est. Int. =/= ‐Installazione barriere === === sia fisse che mobili ‐Installazione prese d’aria =/= =/= in rapporto… … a superficie … a portata === uguale =/= diverso luciano.su*[email protected] Le differenze sono dovute al diverso metodo di calcolo che per i forzaR, volume in estrazione sempre il medesimo quale che sia la temperatura, è basato sulle portate. 10 ProgeKazione dell’impianto con UNI 9494‐2:2012 Controllo di fumo e calore : Impian= EFFC La diaposiRva che segue riporta la tabella per il calcolo del gruppo di dimensionamento. E’ un numero che sinteRzza l’analisi del rischio, in un valore da 1 a 5. Considera il tempo di sviluppo dell’incendio, la velocità di crescita dell’incendio che è espressa in bassa, media, alta in funzione del materiale e del Rpo di stoccaggio. luciano.su*[email protected] 11 Calcolo del gruppo di dimensionamento di un impianto EFFC ( sistema EFFC, SEFFC, evacuatori forzaR )
Colonna 1 2 3 4 Tempo convenzionale di sviluppo dell’incendio (min) Velocità di propagazione del fuoco bassa media alta 1 ≤ 5 1 2 3 2 ≤ 10 2 3 4 3 ≤ 15 3 4 5 4 ≤ 20 4 5 ‐‐ Riga luciano.su*[email protected] 12 ProgeKazione dell’impianto con UNI 9494‐2:2012 Controllo di fumo e calore : impian= EFFC La prossima diaposiRva incrocia il gruppo di dimensionamento con lo spessore libero da fumo richiesto e fornisce la portata in volume per ogni comparto a soffi*o. Con questa operazione conosciamo le dimensioni dei motori e le misure delle barriere che creano le comparRmentazioni luciano.su*[email protected] 13 Portata volumetrica di aspirazione in m3/h per ogni comparRmento a soffi*o per SEFFC Spessore dello Gruppo di dimensionamento strato libero da fumo ( m ) 1 2 3 4 5 1 2,5 29 000 46 000 75 000 128 000 ‐‐ 2 3 34 000 55 000 88 000 145 000 248 000 3 4 43 000 72 000 115 000 184 000 303 000 4 5 50 000 85 000 143 000 229 000 366 000 5 6 59 000 96 000 165 000 276 000 436 000 6 7 73 000 105 000 183 000 311 000 512 000 7 8 88 000 121 000 197 000 342 000 580 000 8 9 105 000 143 000 206 000 368 000 633 000 9 10 123 000 166 000 231 000 387 000 681 000 luciano.su*[email protected] 14 ProgeKazione dell’impianto con UNI 9494‐2:2012 Controllo di fumo e calore: Impianto EFFC La terza tabella fornisce, sempre incrociando il valore del gruppo di dimensionamento con l’altezza dello strato libero da fumi, la temperatura media dei fumi. Questa temperatura è necessaria per controllare l’idoneità dei materiali che formano l’impianto e di quanto esiste all’interno dell’ambiente da proteggere luciano.su*[email protected] 15 Temperatura media dei fumi (°C) per determinare la classe di temperatura dei componenR dell’impianto EFFC Spessore dello Gruppo di dimensionamento Riga strato libero da fumo (m) 1 2 3 4 5 1 2,5 196 268 371 516 ‐‐(1) 2 3 156 209 287 397 554 3 4 121 148 193 265 367 4 5 103 122 148 196 268 5 6 90 108 127 155 209 6 7 74 99 114 135 170 7 8 64 87 106 122 146 8 9 56 75 101 113 133 9 10 50 67 91 107 123 (1) condizioni di incendio generalizzato (flash over) : gli EFFC non sono efficaci luciano.su*[email protected] 16 ProgeKazione dell’impianto con UNI 9494‐2:2012 Controllo di fumo e calore : Impian= EFFC La norma non prescrive il numero minimo di Dia 18 Definizioni delle grandezze per determinare effc per comparRmento a soffi*o, ma indica i il numero minimo di punR diversi casi di posizione delle bocche*e di di estrazione necessari per estrazione e delle distanze dal piano neutro. comparto a soffi*o Lo si deve ricavare imponendo la velocità Dia 19 Nomogramma massima dell’aria all’interno delle condo*e per individuare la massima tra 10 e 15 m/s. La velocità alla bocche*a di portata volumetrica per aspirazione dovrà garanRre che non si formi punto di aspirazione di un comparto in funzione della Il “buco” nello strato di fumi e gas caldi, il temperatura dei fumi e gas “plug holing”. Si consigliano velocità da 3,0 a caldi e della distanza tra punto di presa e piano 0,5 m/s, le più basse per straR di 1,0m. neutro. luciano.su*[email protected] 17 Controllo di fumo e calore : impian= EFFC ProgeKazione dell’impianto con UNI 9494‐2:2012 10‐06‐2012 luciano.su*[email protected] 18 Controllo di fumo e calore : impian= EFFC ProgeKazione dell’impianto con UNI 9494‐2:2012 Il nomogramma a sinistra individua la portata volumetrica massima teorica per ogni punto di aspirazione del comparto a soffi*o ( 1600 mq ). Si o]ene con la distanza ( m ) della bocche*a di aspirazione dal piano neutro e la temperatura ( °C ) dello strato di fumo e gas caldi. Congiungendo i due punR si interseca sulla re*a centrale il valore cercato ( mc/h ). 10‐06‐2012 luciano.su*[email protected] 19 Si considera un ambiente da 1600 mq (40 x 40) h= 6m ; merce su pale*e, a terra, senza impilamento. ____________ Analisi del rischio Velocità di propagazione dell’incendio : media Impianto di rivelazione incendio : presente T1 = 0’ Tempo d’intervento delle squadre esterne : 15’ T2 = 15’ ____________ Dimensionamento Si chiede che lo strato libero da fumi sia h = 3m. Il comparRmento a soffi*o e l’ambiente hanno la stessa superficie: 1600 mq. Non sono necessarie barriere al fumo. Con T= T1+T2 = 15’ e velocità di propagazione media si o]ene ( prospe*o 2) gruppo di dimensionamento G.D. 4. ‐ Portata volumetrica per il comparto (prospe*o 4 ) : G.D. 4 >> zona libera da fumi h = 3m >> 145.000 mc/h ‐ Temperatura dello strato di fumi e gas caldi (prospe*o 5) : G.D.4 >> zona libera da fumi h = 3m >> 397°C ____‐ PunR di presa (bocche*e di aspirazione) . L’impianto prevede condo*e e bocche*e sulla parte superiore, a quotq 5.80m >>> luciano.su*[email protected] Controllo di fumo e calore : impian= EFFC Dimensionamento dell’impianto Dalla norma UNI 9494‐2 compiute l’analisi del rischio e dell’ambiente, Impostata l’altezza libera da fumi, dal prosp. 4 si ricava la portata d’aria e dal prosp. 5 la tempera‐ tura dello strato caldo. 20 >>> Ambiente da 1600 mq h = 6m magazzino ____________ >>> Distanza da punto di presa a piano neutro : 2,80 m (fig. 5) portata max. per bocche*a del comparto:230.000 mc/h (maggiore della portata richiesta per il comparto, 145.000 mc/h) ____________ Il proge]sta deve tener conto della possibilità che un’aspirazione troppo forte “buchi” lo strato di fumo e gas caldi e chiami fuori l’aria fresca. Il fenomeno prende il nome di “plug holing”. I daR di velocità in aspirazione consigliaR provengono da fonR e le*eratura tecnica qualificate e sono indicaR nella diaposiRva 17. _____________ Si pone 1,5 m/s velocità massima di presa alle bocche*e. Si scelgono 3 effc da 50.000 mc/h, due condo*e per effc. velocità dei gas caldi nelle condo*e. 15 m/s. Condo*e da 0.5mq, lunghezza 18m, per complessivi 108 m. I punR di presa (bocche*e) hanno complessivamente una superficie di 28 mq. Si realizzino 30 bocche*e da 1,0 mq. Superfici di presa d’aria esterna: > 42 mq di superficie corre*a. luciano.su*[email protected] Controllo di fumo e calore : impian= EFFC Dimensionamento dell’impianto Dalla norma UNI 9494‐2 compiute l’analisi del rischio e dell’ambiente, Impostata l’altezza libera da fumi, dal prosp. 4 si ricava la portata d’aria e dal prosp. 5 la tempera‐ tura dello strato caldo. 21 Si considera un centro commerciale da 4000 mq, h = 8m, luci e controsoffi*o (vuoto al 90%) a quota + 4,0 m. Impianto di rivelazione automaRco. Tempo d’intervento: 15’ Velocità di propagazione : media. ComparRmentazioni a soffi*o: 1600mq + 1600 mq + 800 mq realizzate con barriere che scendono a + 4,00 m. _____________ Dimensionamento Si chiede uno strato libero da fumi h = 4,50 m. Con T=15’, vel. propag. incendio media si o]ene G.D. 4. ‐ Portata volumetrica per comparto (prospe*o 4): G.D.4 >> altezza libera da fumi 4,50 m >> 229.000 mc/h ‐ Temperatura dello strato di fumi e gas caldi (prospe*o 5) : G.D.4 >> altezza libera da fumi 4.50 m >> 265°C _______________ L’impianto prevede condo*e e bocche*e, le ulRme a quota + 7,8 Distanza da bocche*a a piano neutro : 3,3 m (fig. 5) portata max. per bocche*a del comparto:300.000 mc/h ( portata richiesta per il comparto, 229.000 mc/h) luciano.su*[email protected] Controllo di fumo e calore : impian= EFFC Dimensionamento dell’impianto Dalla norma UNI 9494‐2 compiute l’analisi del rischio e dell’ambiente, Impostata l’altezza libera da fumi, dal prosp. 4 si ricava la portata d’aria e dal prosp. 5 la tempera‐ tura dello strato caldo. 22 ProgeKazione dell’impianto con UNI 9494‐2:2012 Controllo di fumo e calore : Impian= EFFC La norma UNI 9494‐2 indica nell’allegato F la documenta‐ Documentazione di ProgeKo Accompagna l’impianto una documentazione che per – me*e di controllare e gesRre l’impianto, per garanRrne una vita sempre efficiente. La documentazione comprende . ‐ tavole “come costruito” (“as built”); ‐ schede tecniche dei componenR; ‐ manuale di uso e manutenzione. Documentazione dell’impianto Il manuale di uso e manutenzione riporta le istruzioni di funzionamento, i controlli periodici e le manutenzioni. Manuale di uso e manutenzione zione di proge*o da presentare. Come per la UNI 9494‐1 l’allegato ha valore di norma. Quanto si richiede è simile. luciano.su*[email protected] 23 ProgeKazione dell’impianto con UNI 9494‐2:2012 Controllo di fumo e calore : impian= EFFC La stazione di comando, ovvero il quadro ele*rico principale, Impianto : i comandi deve essere situato in luogo sicuro che è uRlizzato solo per l’alimentazione ele*rica. L’alimentazione del quadro di co‐ ‐  La stazione di mando e controllo è presa a monte dell’interru*ore generale comando e dove ciò non è possibile dall’interru*ore stesso. L’a]vazione dell’impianto avviene mediante segnale dall’im‐ pianto di rilevazione e/o da comando remoto manuale. Si a]vano solo i componenR del comparto interessato. Le linee ovvero i cavi di alimentazione ele*rica devono garan‐ ‐ Le linee Rre il funzionamento per almeno 90’, devono rispondere alla CEI 20‐45. I cavi di trasmissione daR sono secondo la norma CEI EN 50200 e resistere al fuoco per almeno 30’. 10‐06‐2012 luciano.su*[email protected] 24 Controllo di fumo e calore : impian= EFFC ProgeKazione dell’impianto con UNI 9494‐2:2012 10‐06‐2012 luciano.su*[email protected] 25