In questo approfondimento tecnico si illustra la soluzione relativa ai sistemi di supporto resistenti al fuoco ed al sisma per impianti elettrici lungo le vie di fuga, sviluppata nell'ambito dell'intervento di adeguamento antincendio e miglioramento sismico di un ospedale.

Le vie di fuga rappresentano un elemento cruciale della progettazione antincendio. Ad esse compete l'onere di assicurare l'evacuazione in sicurezza delle persone: emerge, così, l'importanza di assicurare la stabilità degli elementi non strutturali in caso di incendio, per evitare danni alle persone o l’ostruzione delle vie di fuga durante l’evacuazione.

La soluzione tecnica utilizzata è nata dal confronto degli Ingegneri di Hilti con lo studio di progettazione impianti, ed è stata quindi estesa al cantiere tramite approvazione della committenza e della Direzione Lavori. 
Inoltre, per questi supporti è stata eseguita una specifica progettazione antisismica, in accordo nelle Norme Tecniche delle Costruzioni 2018, con lo scopo di ridurre i rischi relativi a danni alle persone, ma anche all'inagibilità delle strutture.
Come primo aspetto, si deve considerare il pericolo legato al collasso degli impianti, per evitare danni alle persone. Allo stesso tempo, gli impianti durante eventi sismici subiscono spesso danni maggiori determinando l’inagibilità degli edifici. Le conseguenze sono più gravi in edifici strategici, come l’ospedale oggetto del presente caso studio, che devono garantire la funzionalità non solo durante il terremoto, ma soprattutto al termine dello stesso, per fornire i fondamentali servizi assistenziali.

Fig. 1: Schema strutturale del caso studio

L'ospedale studiato è un edificio con struttura mista telaio-pareti, e la zona di intervento è rappresentata dalle vie di fuga, lungo le quali si sviluppano gli impianti elettrici. In dettaglio, le vie di fuga presentano un solaio a travetti e pignatte, con pareti ricoperte da uno strato di materiale con scarsa resistenza. Per tale motivo è stata individuato una soluzione di staffaggio a solaio, predisponendo i fissaggi esclusivamente in corrispondenza dei travetti.
Al fine di individuare con certezza il posizionamento dei travetti, e di accertarsi dei valori di tenuta del fissaggio, è stato svolto servizio di scansione e prove di trazione in situ.

Fig. 2: (a) Schema di montaggio staffa statica, (b) Schema di montaggio staffa sismica

Progettazione sismica
Alla luce delle considerazioni precedenti, e della ridotta distanza verticale degli impianti elettrici dal solaio, per il design della staffa sismica si è scelta una soluzione senza controventi, come illustrato in Figura 2(b), fissata in corrispondenza dei travetti. Considerando, inoltre, le diverse altezze dell'edificio, si è valutata l'altezza dell'edificio con la condizione di carico sismico più conservativa.
 
Progettazione per resistenza al fuoco
Posto che il carico di incendio costituisce un’azione eccezionale (vedi §3.6.1 NTC2018) e che non sussistono coefficienti di combinazione per carichi sismici ed azioni eccezionali (vedi §2.5.3 NTC2018), si è andati a studiare separatamente la resistenza al fuoco e la resistenza sismica della staffa. 

Fig. 3: (a) Modellazione supporto con metodo elementi finiti (FEM), (b) Prove di laboratorio per valutare comportamento al fuoco.

In sintesi, i punti principali della progettazione al fuoco sono riportati di seguito:

• La metodologia di progettazione è stata determinata conformemente ai documenti per la valutazione europea (EAD), con prodotti che presentano apposite certificazioni per l’uso previsto (basate su prove di laboratori, test con metodo FE e calcoli analitici (Fig. 3);
• Progettazione eseguita con tempi di reazione al fuoco di 60 minuti (R60) e con il supporto degli esperti Hilti per la redazione di un apposito documento di valutazione per l’applicazione specifica (Engineering Judgement);
• Utilizzo di prodotti corredati da marchio CE, secondo la norma di approvazione di più alto livello in Europa, che offre il massimo livello di sicurezza;
• Nella progettazione della sicurezza antincendio, si è verificato che la deflessione aggregata di tutte le componenti del supporto non influisca negativamente su qualsiasi altro componente. In presenza di forti deformazioni, come in questi casi, con la formazione di cerniere plastiche si ottiene una struttura a corda in linea il metodo delle catene cinematiche (Fig. 4(a));
• Per il fissaggio dei supporti, sono statati calcolati ancoranti resistenti al fuoco, secondo EN1992-Parte 4, con una durata della resistenza al fuoco di 60 minuti.

Fig. 4(a)

Fig. 4(b)

Fig. 4: (a) Esempio cinematismo della staffa per elevate deformazioni, (b) variazione della resistenza dei binari in funzione della temperatura.

Per chiarimenti e ulteriori dettagli, puoi fare una domanda direttamente ai nostri tecnici utilizzando l’apposita sezione della community di ingegneria.

Si ringrazia lo Studio Tecnico De Oliva per la gentile concessione del materiale relativo a questo interessante caso studio.