Ministero dei Beni e delle Attività Culturali e del Turismo

Ministero dei Beni e delle Attività Culturali
e del Turismo
ARCHIVIO DI STATO DI CATANIA
Archivio di Stato di Catania
Impianto Antincendio Water Mist a protezione dei
locali destinati a deposito archivistico presso
l’Archivio di Stato
Relazione Tecnica
Illustrativa
Committente: MiBACT – DGA - ARCHIVIO DI STATO DI CATANIA
Responsabile del Procedimento:
Arch. Daniela FABIANI
Progettista e Direttore dei Lavori:
Ing. Alessandro SAIEVA
_____________________________
INDICE
1.
SCOPO E SOMMARIO .............................................................................................................................. 3
2.
DESCRIZIONE DEL SITO ......................................................................................................................... 3
3.
DESCRIZIONE DEL SISTEMA.................................................................................................................. 4
3.1. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO ................................................................................................................ 4
3.2. DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO .................................................................................................................. 5
3.3. CLASSIFICAZIONE AREA .......................................................................................................................... 6
3.4. SPECIFICHE DI PROGETTO ...................................................................................................................... 7
3.4.1.
specifiche di erogazione .............................................................................................................. 7
3.4.2.
Rete Distribuzione - materiali ....................................................................................................... 7
3.4.3.
Capacità e durata dell’alimentazione ........................................................................................... 7
4.
NORMATIVA TECNICA APPLICABILE. .................................................................................................. 8
4.1.
4.2.
4.3.
5.
NORME NFPA .........................................................................................................................................
NORMATIVA EUROPEA. ...........................................................................................................................
APPROCCIO A LIVELLO NAZIONALE ..........................................................................................................
8
8
8
DESCRIZIONE DELLE INSTALLAZIONI REALIZZATE ERRORE. IL SEGNALIBRO NON È DEFINITO.
5.1.
5.2.
INSTALLAZIONI IN AMBITO MARITTIMO. .........................................ERRORE. IL SEGNALIBRO NON È DEFINITO.
INSTALLAZIONI IN AMBITO NAZIONALE SU TERRAFERMA.................ERRORE. IL SEGNALIBRO NON È DEFINITO.
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1.
SCOPO E SOMMARIO
Il presente documento ha lo scopo di descrivere il sistema di protezione contro l’incendio
che viene realizzato per la protezione dei locali al piano terra dell’Archivio di Stato di
Catania
In particolare si riporta una descrizione sommaria del sistema, i riferimenti normativi
applicabili, ed i dati caratteristici di progetto. A supporto del progetto, dal punto di vista
normativo, vengono poi riassunte le approvazioni ricevute dal sistema sia in ambito
nazionale che internazionale e le omologazioni conseguite.
Con riferimento poi al parere espresso dal Ministero dell’Interno in merito all’utilizzo di
sistemi di questo genere in sostituzione dei tradizionali impianti sprinkler, si riportano le
certificazioni di equivalenza ottenute dalla Factory Mutual e dal VdS, quali enti di
approvazione riconosciuti in campo internazionale. Le certificazioni sono emesse sulla
base delle prove eseguite dal VTT finlandese, nella sua qualità di laboratorio qualificato.
Per un approfondimento della posizione normativa del sistema allo stato attuale si rimanda
al Capitolo 3.
In definitiva il sistema in progetto, realizzato come nel seguito descritto e documentato dai
disegni costruttivi allegati, risponde alla normativa NFPA 750 e presenta le caratteristiche
fissate dalla linea guida emessa dal Ministero dell’Interno sull’utilizzo dei sistemi water
mist ove siano richiesti impianti sprinkler tradizionali. Il sistema, infatti, è certificato sia da
FM e VdS, sia dal Rina, sulla base del protocollo IMO A.800 e delle prove eseguite dal
laboratorio nazionale finlandese del VTT. Esso pertanto segue tutti i requisiti previsti e
risulta, ad avviso dello scrivente, conforme alla regola dell’arte per le installazioni water
mist in ambienti come quello in oggetto.
2.
DESCRIZIONE DEL SITO
I locali oggetto della protezione si trovano al piano terra e primo dell’Archivio di Stato di
Catania si tratta di un fabbricato in muratura portante.
I locali saranno interessati dalla protezione antincendio water mist di cui all’oggetto della
presente relazione.
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3.
DESCRIZIONE DEL SISTEMA
Il sistema proposto è basato su tecnologie brevettate, operante sul principio del sistema
sprinkler, e cioè con testine erogatrici ad apertura automatica mediante fusibile a bulbo
quarzoide tarato a 57 °C.
3.1. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
Il sistema è del tipo Water Mist, cioè un sistema ad acqua finemente suddivisa, come
viene definito in Italiano, di Classe I secondo NFPA 750, che è quella a minor dimensione
delle goccioline erogate (gocce inferiori a 200 micron per il 90% della quantità totale
d’acqua scaricata).
Il sistema utilizza acqua pura come agente estinguente, che viene polverizzata in gocce
della dimensione fra 50 e 100 mm, grazie all’azione dell’elevata pressione (circa 80 bar
all’ugello), della presenza di azoto nell’acqua come agente atomizzante, e soprattutto alla
particolare costruzione degli ugelli erogatori come sono stati definiti ed omologati dopo
lunghe ed approfondite ricerche.
L’azione estinguente è raggiunta mediante l’erogazione, nel volume protetto, di una
quantità d’acqua molto piccola con caratteristiche di velocità, distribuzione e dimensione
delle gocce come sono state definite a seguito di numerosissime prove di spegnimento
d’incendio in scala reale e per scenari del tutto simili a quelli che si ritrovano nell’ambiente
alberghiero, biblioteche, archivi storici, aree pubbliche, uffici ect. (vedi seguito)
Il meccanismo di estinzione è basato su 3 effetti fondamentali che la nebbia d’acqua
esercita sull’incendio:
o il raffreddamento brusco, dovuto all’evaporazione quasi istantanea delle goccioline
che offrono, grazie alle ridotte dimensioni, una superficie di scambio termico
particolarmente elevata,
o L’inertizzazione dello spazio intorno all’incendio, grazie al vapor d’acqua che si
produce in grande quantità (l’acqua si espande di 1800 volte nel passaggio di stato
da liquido a vapore) nel processo di raffreddamento sopra citato.
o La schermatura dell’incendio nei confronti dell’ambiente circostante, che evita il
riscaldamento per irraggiamento ed il successivo coinvolgimento di altro materiale
combustibile nell’incendio stesso. Le goccioline d’acqua nelle dimensioni sopra
citate risultano infatti fortemente schermati rispetto alle radiazioni infrarosse.
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In particolare, nel caso in esame, il sistema è alimentato dalla speciale pompa a gas
(GPU, Gas Pump Unit), che realizza la condizione di impianto “twin fluid” caratterizzato
cioè dalla coesistenza, nelle tubazioni di erogazione, di acqua ed azoto in pressione, che
porta agli ugelli una nebulizzazione particolarmente spinta ed un efficacia estinguente
ancora maggiore.
3.2. DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO
Come detto l’impianto basa il suo funzionamento sulla tecnologia tipica degli sprinkler; nei
locali protetti sono quindi installate testine automatiche con elemento fusibile, posizionate
in prossimità del controsoffitto e spaziate secondo la normativa tecnica applicata.
Le testine sono alimentate da una rete di tubazioni in pressione d’acqua, che fa capo ad
un sistema di alimentazione ad alta pressione. Le testine, in caso d’incendio, si aprono
singolarmente, in funzione della temperatura raggiunta da ciascuna di esse, ed erogano
immediatamente acqua secondo quanto previsto dal dimensionamento idraulico.
L’impianto non richiede quindi alcun collegamento al sistema di rilevazione, è
praticamente esente da falsi allarmi, come accade tipicamente per gli sprinkler, ed ha
soprattutto il vantaggio di non richiedere alcun tipo di intervento da parte degli operatori,
essendo totalmente automatico in funzione della temperatura che si raggiunge in ciascun
punto dell’area.
Il ridotto numero di testine che intervengono, in particolare solo quelle che, direttamente
esposte all’incendio, raggiungono la temperatura di taratura, e la ridotta portata d’acqua
erogata per testina (dell’ordine della decina di litri per minuto) fanno sì che l’intervento in
caso d’incendio sia particolarmente efficace ed al tempo stesso privo dei gravi effetti
collaterali che sono invece tipici dei sistemi sprinkler tradizionali.
Il sistema è alimentato, come detto, con acqua pura in pressione tramite miscelazione con
azoto fornito da una batteria di bombole; nel caso specifico, date le dimensioni
dell’immobile e le esigenze di totale autonomia del sistema, si usa un’alimentazione
mediante Pompa a Gas (GPU) che realizza l’effetto sopra menzionato.
L’intero impianto è asservito ad una valvola principale di controllo sezionamento dotata di
pressostato d’allarme più quattro valvole locali dotate di flussimetro; in questo modo sarà
possibile controllare il sistema e riportate il segnale di impianto intervenuto alla centralina
di allarmi.
Il sistema è mantenuto in pressione a 25 bar da una piccola pompa volumetrica azionata
pneumaticamente. La pompa GPU ad alta pressione interviene automaticamente non
appena la pressione in rete si abbassa a causa dell’apertura anche di una sola testina.
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L’erogazione sarà quindi continua da tutte le testine che saranno via via intervenute,
finché il responsabile dell’intervento non autorizzerà l’arresto del sistema che dovrà quindi
essere fermato manualmente, come per i sistemi sprinkler tradizionali.
Nel caso in esame il sistema ha una durata d’intervento comunque limitata, in base alle
norme NFPA (30 minuti nominali), relativi all’intervento simultaneo di 9 testine; si tenga
conto che in realtà l’intervento inizia con una sola testina e si sviluppa nel tempo in
funzione della dinamica dell’incendio con l’apertura di ulteriori testine in funzione della
temperatura che l’incendio riesce a sviluppare. La durata effettiva è quindi certamente
superiore a quella nominale che è indicata solo ai fini progettuali.
3.3. CLASSIFICAZIONE AREA
La classificazione dell’area che si farebbe secondo le norme relative ai sistemi sprinkler, è
quella di area di rischio ordinario di classe I (OH 1); secondo le norme americane la
classificazione è di tipo Light Hazard, le approvazioni di riferimento secondo Factory
Mutual americana e VdS tedesca.
La funzione primaria dei sistemi proposti è di minimizzare i danni dovuti al fuoco ed al
fumo all'interno delle zone archivio in oggetto, diminuendo eventuali danni provocati
dall'acqua erogata durante il funzionamento del sistema.
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3.4. SPECIFICHE DI PROGETTO
Sulla base della normativa NFPA 750 (vedi seguito), unica al momento disponibile per
questo tipo di applicazioni, il dimensionamento dell’impianto deve essere eseguito
esclusivamente sulla base dei parametri di funzionamento che sono stati determinati
tramite prove d’incendio in scala reale, certificate da un ente tecnico riconosciuto a livello
internazionale.
3.4.1.
SPECIFICHE DI EROGAZIONE
Il sistema è stato dimensionato per una spaziatura massima di 16 m2 per testina
erogatrice, con 9 testine operative simultaneamente (corrispondenti ad un’area
complessiva di 144 m2) con testine di tipo:
3.4.2. RETE DISTRIBUZIONE - MATERIALI
La rete tubazioni in acciaio inox AISI 316 L (conformi alle DIN17457), assicurano una
durata pressoché illimitata del sistema garantendo anche la pulizia dell’acqua. La
dimensione delle tubazioni saranno di diam. 25/30 mm per i tubi principali e diam. 12/16
mm per le diramazioni agli ugelli erogatori.
Le connessioni saranno in ferro dolce tipe DIN 2353 e gli accoppiamenti in acciaio inox
AISI 303 oppure 316, oppure in ottone Ms.362, costruiti con un fattore di sicurezza 4.
I sostegni delle tubazioni sono completamente in acciaio; la distanza fra due supporti è
quella normalmente utilizzata per le tubazioni, con una media di un supporto ogni 1,5-2,5
metri a seconda del diametro della tubazione stessa.
Le perdite di carico nelle tubazioni saranno calcolate utilizzando l’espressione di DarcyWeisbach per i sistemi ad alta pressione come richiesto da NFPA 750.
Il sistema sarà basato sull’assunzione che la perdita di carico massima quando sono
operative le 9 testine più lontane, sia contenuta fra le 10/20 Bar.
3.4.3. CAPACITÀ E DURATA DELL’ALIMENTAZIONE
La durata minima prevista dall’NFPA per questo tipo di impianti è di 30 minuti.
Si noti che la portata richiesta per questo sistema (in seguito), sulla base delle testine
adottate, è dell’ordine dei 67 lpm, che possono essere forniti al sistema (in modo
continuativo) attraverso il collegamento alla rete antincendio idranti esistente o dalla rete
idrica dell’acquedotto comunale.
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Le 10 bombole di Azoto da 80 lt a servizio della unità GPU (sopracitata) garantiranno
abbondantemente la performance del sistema per l’intera durata del tempo sopra indicato.
4.
NORMATIVA TECNICA APPLICABILE
Per la progettazione e l’installazione dei sistemi Water Mist sono al momento disponibili le
Norme NFPA fascicolo 750 (stralcio allegato).
A livello europeo è operativo un gruppo di lavoro in ambito CEN TC 191 che ha
predisposto il documento base che costituirà la norma tecnica europea, e che è il
documento CEN/TS 14972.
4.1. NORME NFPA
Lo standard applicabile è il 750 “Standard on Water Mist Fire Protection Systems” ed è
stato pubblicato nel 2000, come seconda edizione, la prima essendo del 1997. Lo
standard suddetto prescrive, come sopra accennato, l’obbligo di progettare i sistemi Water
Mist solo in accordo ai test in scala reale che sono stati superati.
4.2. NORMATIVA EUROPEA
A livello Europeo è disponibile lo standard CEN TS 14972 che conferma sostanzialmente il
criterio di progetto enunciato dall’NFPA.
Per quanto concerne le approvazioni, al momento solo il VdS tedesco ha elaborato una
procedura per la valutazione dei sistemi Water Mist quando confrontati con i sistemi
sprinkler tradizionali; tale procedura, applicabile alle aree di ufficio in genere, è stata posta
alla base della certificazione VdS ottenuta dal sistema.
4.3. APPROCCIO A LIVELLO NAZIONALE
A livello nazionale non sono disponibili norme tecniche riferite ai sistemi water mist, né
esistono disposizioni legislative che autorizzino o neghino l’utilizzo di tali sistemi come
impianti di spegnimento automatico.
Trattandosi di materia non ancora normata a livello nazionale, il ricorso all’applicazione
della normativa NFPA appare legittimo, anche in relazione alla circolare n° 018/4101, del
02.01.1997 emessa dal Ministero dell’Interno.
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Più recentemente, proprio in materia di impianti antincendio water mist utilizzati in
sostituzione di impianti sprinkler tradizionali, in attività ove il ricorso all’impianto a pioggia
era richiesto da specifiche disposizioni, il Ministero si è pronunciato con una risposta ad un
quesito di merito, affermando in sostanza che l’utilizzo del sistema water mist in luogo del
sistema sprinkler è possibile purché se ne dimostri la sostanziale equivalenza con
l’impianto a pioggia prima detto.
Il ministero ha chiarito, nella risposta al quesito, che tale dimostrazione deve essere
certificata da un laboratorio riconosciuto, sulla base di prove eseguite secondo un
protocollo ufficialmente stabilito e da parte di un laboratorio indipendente.
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