Tenuta ai fumi test di elementi di chiusura standard EN1634-3

Il lavoro della porta tagliafuoco è non far passare l’incendio direttamente da un compartimento all’altro

La tenuta ai fumi fa parte delle prestazioni presenti nello standard di prodotto per porte tagliafuoco e tagliafumo EN 16034. Questa performance viene verificata in laboratorio secondo il metodo di prova EN1634-3. I laboratori si sono attrezzati con il relativo test rig ed abbiamo avuto occasione di testare sia in Italia che all’estero diversi prodotti notando differenze ovviamente non nel metodo quanto nelle modalità imposte dal relativo macchinario.

Normalmente il macchinario consiste in una muratura cubica mancante di un lato verticale. Il lato mancante sarà l’oggetto da testare con il relativo supporto.

Rina Services – Genova: il forno per prova di tenuta ai fumi. Il telaio di prova può essere girato al bisogno ed anche posto sul forno per le prove al fuoco. Con un solo montaggio si potrebbero fare più prove.
Rina Services – Genova: il forno per prova di tenuta ai fumi. Il telaio di prova può essere girato al bisogno ed anche posto sul forno per le prove al fuoco. Con un solo montaggio si potrebbero fare più prove.

Il macchinario è composto da un sistema in grado di creare pressioni date spingendo aria contro il campione.

Exova – Warrington - UK: installazione sul test rig.
Exova – Warrington – UK: installazione sul test rig.

La prova va effettuata sul supporto normalizzato oppure sul supporto associato qualora la porta sia da installare poi nella pratica su quest’ultimo. Si comincia realizzando il supporto ed installando la porta come nella pratica sul telaio di prova. In funzione di come sia strutturato il test rig può essere che l’oggetto in prova sia posto su un telaio spostabile (con un carro ponte) oppure direttamente sul macchinario per il test.

Installazione presso CSI – Bollate – Milano: Installazione su un telaio di prova, che può essere girato al bisogno ed anche posto sul forno per le prove al fuoco. Con un solo montaggio si potrebbero fare più prove.
Installazione presso CSI – Bollate – Milano: Installazione su un telaio di prova, che può essere girato al bisogno ed anche posto sul forno per le prove al fuoco. Con un solo montaggio si potrebbero fare più prove.

Visto che il campione va testato da due lati, la differenza è che su telai spostabili il campione potrebbe essere girato tra la prova di un lato e la prova dell’altro direttamente sul macchinario oppure si testa, smonta e si re-installa dall’altro lato. Alternativamente, si installano due campioni, uno per lato, di cui uno viene sigillato e protetto, e vengono poi testati uno alla volta invertendo la protezione.

Installazione presso Applus – Barcellona – Spagna: una porta apre verso l’esterno ed una verso l’interno.
Installazione presso Applus – Barcellona – Spagna: una porta apre verso l’esterno ed una verso l’interno.

Terminata l’installazione va verificata la perdita di sistema.

Il laboratorio provvede a sigillare le fughe della porta da testare tipicamente con del nastro di alluminio. Il macchinario di prova viene messo in pressione e si rileva il dato della perdita di sistema a temperatura ambiente.

Exova - Warrington – UK: prova della perdita di sistema.
Exova – Warrington – UK: prova della perdita di sistema.

Successivamente viene rimossa la sigillatura delle fughe della porta esclusa la soglia inferiore.

La pressione viene portata a 10 e 25 Pascal e si verifica che la perdita non sia superiore a 3 metri cubi l’ora per metro lineare di giunto, chiaramente deducendo dagli strumenti la perdita di sistema.

Curiosità: per la sola prova a freddo la stessa potrebbe essere effettuata su un banco aria/acqua/vento. Noi l’abbiamo fatto in Applus.
Curiosità: per la sola prova a freddo la stessa potrebbe essere effettuata su un banco aria/acqua/vento. Noi l’abbiamo fatto in Applus.

La lunghezza del giunto incide positivamente nel calcolo, ma porte più grandi potrebbero essere più piegate (e quindi aderire peggio alle guarnizioni sul telaio). Analogamente le porte a due ante hanno un conto matematico più favorevole, ma la natura del giunto centrale comporta tipicamente una maggiore perdita e pertanto passar la prova risulta più critico. A questo punto il lato della porta testato potrebbe essere classificato Sa.

Si procede poi per quel lato all’effettuazione delle prove a caldo. Si toglie a questo punto la sigillatura della soglia e viene rifatto il ciclo di prova a freddo a 10, 25 Pa, ed anche a 50 Pa, per verificare la tenuta della zona inferiore della porta. Ciò perché nella parte a caldo, la soglia viene testata.

Installazione presso Applus – Barcellona – Spagna: rimozione della sigillatura inferiore.
Installazione presso Applus – Barcellona – Spagna: rimozione della sigillatura inferiore.

Quindi rilevare una perdita superiore ai limiti o prossima agli stessi a freddo, può far ipotizzare che la prova a caldo darà dei valori di tenuta inferiori. Il nuovo limite però è di 20 metri cubi l’ora di perdita per le porte ad un’anta e di 30 metri cubi l’ora di perdita per le porte a due ante, non rapportati alla lunghezza dei giunti.

Ciò perché riscaldando la camera a 200 ⁰C per 25 minuti, oltre al tempo di riscaldamento, si possono innescare deformazioni delle ante o dei supporti, riduzione della lunghezza delle guarnizioni in gomma e in rari casi piccole alterazioni delle guarnizioni termoespandenti. È infatti opinione comune – raccolta ad esempio a corsi di formazione di progettisti – che per le prove fumi siano determinanti le guarnizioni termoespandenti. Nella nostra esperienza ciò non è assolutamente vero.

La discriminante in tali prove è la tenuta delle guarnizioni di battuta in relazione alle deformazioni dell’anta, e la tenuta della guarnizione inferiore. Normalmente le termoespandenti non fanno a tempo ad innescarsi.

Al contrario invece i vetri, se resistenti al fuoco con gel, possono presentare fenomeni localizzati di innesco.
I vetri, se resistenti al fuoco con gel, possono presentare fenomeni localizzati di innesco.

Le differenze tra le reazioni dei vetri e delle guarnizioni riguarda il modo differente in cui vengono raggiunti dal calore. Il vetro è una superficie direttamente esposta, le guarnizioni sono lungo le battute di telaio e ante e sono in posti più protetti, dove arriva più o meno caldo anche in funzione della conducibilità termica dei materiali.

Le ante tendono, come nella prova al fuoco, ad allontanarsi dai bordi del telaio. Le ante in legno tendono ad accorciarsi dal lato esposto, quelle in ferro ad allungarsi. In entrambi i casi le estremità alta e bassa sul lato serratura risultano le più critiche.

Nella prova a cado il limite di perdita non viene più misurato come nella prova a freddo, ma c’è un limite generale di 20 metri cubi l’ora per le porte ad un’anta e di 30 metri cubi l’ora per le porte a due ante, sempre al netto della perdita di sistema.

Terminata la prova da un lato si procede a girare il campione secondo quanto consentito dal test rig. Completate le prove la porta potrebbe essere classificata, se tutto va bene, Sa ed Sm (o S200).

Exova BM Trada – High Wycombe – UK: ci si prepara a girare la porta testata per la prova sull’altro lato.
Exova BM Trada – High Wycombe – UK: ci si prepara a girare la porta testata per la prova sull’altro lato.

Il fatto che la porta perda appena meno o molto meno del limite non implica classi differenti, ma una perdita all’incirca sotto il 50% del limite comporta la possibilità di richiedere successivamente una valutazione Exap secondo EN15269-20 come da punto A.3.2 per aumentare le misure lineari del 15% con un limite del 20% in area, analogamente a quanto accade in caso di raggiungimento dell’overrun in una prova al fuoco.

Una delle difficoltà in caso di porte tagliafuoco e tagliafumo sarà mettere in relazione i risultati delle rispettive prove, al fuoco, al fumo e cicliche, con i relativi campi di applicazione diretta ed estesa dei risultati. Non è infatti detto che una estensione consentita per una norma, o una Exap, sia analogamente prevista per l’altra. Direi che persino a noi così come ai laboratori, possono venire dei potenti mal di testa al solo pensiero.

Come avrete capito, di fumo nella prova ai fumi… non ce n’è! È una questione di tenuta alla pressione!

Vorrei fare una riflessione sulla scorta dell’esperienza acquisita facendo sia prove fuoco che fumi. A mio giudizio bisogna uscire da un’ottica un po’ utopica di chi le prove non le ha mai fatte. Ho sempre in mente il telefilm dell’A-Team dove le auto antiproiettile si facevano un baffo dei colpi sparati loro addosso. Ma nemmeno la vernice scalfita!

Blindatura

La realtà è che un colpo di Kalashnikov o di una Mini Ruger (ma anche quello di una Beretta…) su un vetro antiproiettile lascia segni ben visibili. Ed anche su una carrozzeria per quanto blindata. Però il proiettile non trapassa la blindatura, magari senza nemmeno rilasciare schegge dall’altra parte. Questo è il lavoro, appunto, di tale tipo di materiali.

Una prova balistica orientativa effettuata da noi.
Una prova balistica orientativa effettuata da noi.

I più credono che trovarsi separati da un incendio davanti ad una porta tagliafuoco e tagliafumo renda quella stanza un luogo sicuro da fuoco e fumi, dove stare tranquillamente in attesa dei soccorsi. Magari sorseggiando un bel Mojito. In realtà non è proprio così, in quanto l’incendio è una brutta bestia e produce danni anche strutturali oltre che emissioni nocive e fumi.

Voglio sfatare assolutamente questa convinzione e ricordare che ciò che salva più vite negli incendi, oltre la prevenzione e la formazione, è una corretta e precisa progettazione dell’esodo e gestione della sicurezza.

In generale la protezione attiva e passiva servono a dar tempo alle persone di scappare ed ai soccorsi di intervenire.

Chi ha fatto prove al fuoco sa che una porta sottoposta ad una prova al fuoco fumerà, per il semplice motivo che l’acqua contenuta nei materiali che la compongono evapora. Il problema è che evapora unitamente al fumo della combustione oltre che ai gas contenuti nelle colle e nei materiali stessi, magari combinati in mix nocivi; ricordiamo che in tali prove non viene effettuata una analisi sulla qualità e composizione dei fumi stessi, aspetto in parte considerato nelle valutazioni di tipo ingegneristico (FSE). Questo perché in un incendio reale non è la sola porta che sta bruciando ma tutto ciò che compone ed è contenuto nel compartimento compromesso. In ogni caso una porta tagliafuoco, anche se tagliafumo, sottoposta ad un incendio, fumerà.

Il lavoro della porta tagliafuoco è non far passare l’incendio direttamente da un compartimento all’altro.

La porta tagliafumo invece, dovremmo immaginarla come filtro fumi, cioè una porta adiacente alla tagliafuoco che preserva il compartimento, ma che evita che i fumi invadano oltre una certa misura la zona da essa protetta. In questo modo le persone presenti oltre quella zona possono dar corso all’esodo senza restare intossicate o peggio soffocate.

Infatti negli incendi si muore di più per effetto dei fumi che bruciati vivi, quindi teoricamente dovrebbero esserci più porte tagliafumo che tagliafuoco ma in realtà, allo stato, è esattamente il contrario.

In un progetto antincendio valido il corretto smaltimento dei fumi della combustione è uno dei punti fondamentali da analizzare a cui un bravo progettista avrà dato la necessaria considerazione. Speriamo che la madre dei bravi progettisti sia sempre incinta!

Personalmente ritengo che l’importanza delle porte tagliafumo sia stata intesa dal normatore grazie ad una vasta esperienza nel campo del testing e del fire fighting. Non a caso il Cen pullula di esponenti di laboratori e vigili del fuoco.

In Chemolli Fire abbiamo già effettuato numerose prove di tenuta al fumo di cui qui abbiamo riportato solo alcune esperienze. Speriamo con il nostro lavoro di contribuire ad una maggiore sicurezza degli edifici nei prossimi anni.

Resto a Vostra disposizione per commenti ed informazioni.

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Informazioni su Eros Chemolli 15 Articoli
Sono Eros Chemolli. Il mio lavoro in due parole: "brucio porte". Sono figlio d'arte e continuo a fare ciò che mi ha insegnato mio padre, ma con l'ottica moderna ed internazionale di cui necessitano i miei clienti.