1 - INTRODUZIONE

Una nota pubblicità riguardante i materiali in laterizio recita: "Fatto solo con terra, acqua, aria e fuoco". Se da un lato questa azzeccata definizione evidenzia quanto il mattone sia un materiale "sano" ed ecologico, dall'altro non rende purtroppo l'idea di "quanto fuoco" sia necessario per produrre un elemento in laterizio. Infatti, durante la fase di cottura di un mattone (che avviene normalmente in forni a tunnel di lunghezza pari a circa 80/100 m ed oltre) la temperatura raggiunta nella zona centrale del forno varia, dipendentemente dal tipo di argilla e dalle modalità di funzionamento dell'impianto, tra i 950°C ed i 1050°C.
Il fatto che un mattone, prima ancora di "nascere", abbia già subito "l'effetto di un incendio" non è però sufficiente a caratterizzarlo dal punto di vista del comportamento al fuoco. Per questa ragione l'ANDIL, in collaborazione con il Centro Studi ed Esperienze Antincendio del Ministero dell'Interno (Roma - Capannelle), ha intrapreso e concluso una vasta campagna sperimentale con l'intento di giungere ad una completa ridefinizione delle caratteristiche di comportamento al fuoco della pareti in laterizio.
Quanto si riporta di seguito rappresenta anche un primo rapporto sui risultati fino ad ora ottenuti. Per completezza si è infine ritenuto opportuno anteporre alla parte di illustrazione della ricerca una breve illustrazione delle normative attualmente vigenti in materia.

2 - DEFINIZIONI

In generale per comportamento al fuoco si intende quell'insieme di trasformazioni fisico-chimiche conseguenti all'esposizione, di un materiale o di un sistema costruttivo, all'azione del fuoco. All'interno di questa "generica" definizione, la normativa italiana attualmente in vigore introduce e distingue due fondamentali concetti:

- la reazione al fuoco (D.M. 26/6/1964: "Classificazione di reazione al fuoco ed omologazione dei materiali ai fini della prevenzione incendi");

- la resistenza al fuoco ("Norme di sicurezza per la protezione contro il fuoco dei fabbricati a struttura in acciaio destinati ad uso civile" - Circolare Ministeriale n. 91 - Ministero dell'Interno).

Reazione al fuoco e resistenza al fuoco sono due aspetti del comportamento al fuoco dei materiali o delle strutture tra loro molto diversi. Pur tenendo conto che nel campo delle pareti in laterizio, ciò che più interessa è sicuramente la resistenza al fuoco, riteniamo sia opportuno, fin da ora, riportare una definizione precisa di questi due fondamentali concetti.

2.1 - LA REAZIONE AL FUOCO

Per reazione al fuoco di un materiale si intende:
"... il grado di partecipazione di un materiale combustibile al fuoco al quale è sottoposto. In relazione a ciò i materiali sono assegnati alle classi 0, 1, 2, 3, 4, 5 con l'aumentare della loro partecipazione alla combustione; quelli di classe 0 non sono combustibili."

La classe di reazione al fuoco fornisce quindi un giudizio sulla attitudine del materiale a contribuire o meno al carico di incendio. Il D.M. 14/1/1985 (all'art. 1) attribuisce ai materiali di seguito elencati classe di reazione 0:

- materiali da costruzione, compatti od espansi a base di ossidi metallici (ossido di calcio, magnesio, silicio, alluminio ed altri) o di composti inorganici (carbonati, solfati, silicati di calcio ed altri) privi di leganti organici;
- materiali isolanti a base di fibre minerali (di roccia, di vetro, ceramiche ed altre) privi di leganti organici;
- materiali costituiti da metalli con o senza finitura superficiale a base inorganica.

Anche se l'affermazione può sembrare scontata, vale la pena precisare che il laterizio (normale od alleggerito - quest'aspetto è del tutto ininfluente nell'ambito della reazione al fuoco) è un materiale non combustibile e quindi di classe 0, in quanto rientra nella prima categoria dei materiali da costruzione prima riportata.

2.2 - LA RESISTENZA AL FUOCO

La resistenza al fuoco è definita come:
"... l'attitudine di un elemento costruttivo - sia esso componente o struttura - a conservare, secondo un programma termico prestabilito e per un certo periodo di tempo, la stabilità (indicata con il simbolo R), la tenuta (indicata con il simbolo E) e l'isolamento termico (indicato con il simbolo I)."

Analizzando questa definizione più in dettaglio, la norma stabilisce quanto segue:

a) la stabilità R è l'attitudine di un elemento da costruzione a conservare la propria resistenza meccanica sotto l'azione dell'incendio;

b) la tenuta E è la capacità di un elemento da costruzione di non lasciar passare (nè tantomeno produrre) fiamme, vapori o gas caldi dal lato esposto a quello non esposto;

c) l'isolamento I è l'attitudine di un elemento costruttivo a ridurre, entro determinati limiti, la trasmissione del calore.

Il valore di resistenza al fuoco REI è espresso in unità di misura "tempo" (per la precisione in minuti) e rappresenta il tempo al di sotto del quale l'elemento costruttivo è in grado di mantenere e garantire la propria stabilità, tenuta ed isolamento. Da un punto di vista generale, quindi, il valore REI è determinato dal più basso valore di uno dei tre parametri: R, E ed I (anch'essi, ovviamente, misurati in minuti).

La definizione di REI è di solito "interpretata" in funzione dell'elemento costruttivo che si intende analizzare. Per esempio, nel caso di un pilastro in calcestruzzo, i termini E ed I perdono di significato in quanto risulta decisivo il solo valore R (cioè l'attitudine a conservare la capacità portante). Per contro, nel caso di un muro tagliafuoco non portante oltre all'aspetto della tenuta E, sarà necessario valutare anche quello dell'isolamento I. Al contrario del caso del pilastro, il parametro R giocherà un ruolo marginale nella definizione del REI del muro tagliafuoco.

Per valutare la REI di un singolo elemento costruttivo è necessario fare riferimento a quanto indicato all'interno della Circolare n. 91 del Ministero degli Interni, del 14/9/1961 ("Norme di sicurezza per la protezione contro il fuoco dei fabbricati a struttura in acciaio destinati ad uso civile"). Anche se il titolo può trarre in inganno, il campo di applicabilità della Circolare è stato esteso, nel corso degli anni, anche ai fabbricati in calcestruzzo armato e/o precompresso, in legno, a struttura mista, in muratura, ecc., di destinazione anche diversa da quella di uso civile.

3 - LA CIRCOLARE N. 91

Da un punto di vista logico la Circolare n. 91 può essere suddivisa in tre parti, ognuna delle quali affronta i seguenti argomenti:

1) Valutazione del carico d'incendio e conseguente classificazione degli edifici
La prima parte della Circolare n. 91 è dedicata alla illustrazione del metodo di calcolo per la valutazione del carico d'incendio per un singolo locale o per un intero piano di un edificio. In poche parole, e senza entrare nel dettaglio del metodo di calcolo (peraltro abbastanza semplice), il carico d'incendio non è altro che la quantità equivalente di legno per unità di superficie (dimensionalmente kg/m2) presente in un locale od in un piano dell'edificio.
La parola "equivalente" sta semplicemente ad indicare che le varie quantità di materiali combustibili presenti nel locale (o piano) debbono essere "trasformate" in legno, assunto per definizione come unità di misura. Tale trasformazione è operata sulla base dei valori di potere calorifico superiore dei materiali combustibili presenti rispetto a quello del legno, assunto pari a 4400 kCal/kg. Il valore del carico d'incendio è utilizzato per la determinazione della classe del piano o del locale. Per classe si intende, in questo caso, il numero che esprime la durata minima di resistenza (espressa sempre in minuti) del singolo elemento costruttivo o delle strutture che "chiudono" e quindi delimitano un locale od un piano dell'edificio.
In questo senso le classi previste sono sette: Classe 15, Classe 30, Classe 45, Classe 60, Classe 90, Classe 120 e Classe 180.

Nella pratica l'attribuzione della classe di un edificio avviene non solo sulla base del semplice metodo di calcolo illustrato nella Circolare n. 91 (e quindi sul valore del carico di incendio virtuale), ma tenendo conto anche di una serie di altri fattori, forse meno evidenti del carico d'incendio, ma altrettanto significativi (si pensi, per esempio, all'influenza che può avere - nella determinazione della classe di un edificio - la vicinanza o meno dell'edificio ad una caserma dei vigili del fuoco. E' evidente che il tempo d'intervento dei vigili del fuoco influisce in modo significativo sulla classe da attribuire all'edificio).

2) Definizione della resistenza al fuoco per varie tipologie di elementi costruttivi
La Circolare n. 91 fornisce una serie di valori tabellati di resistenza minima per alcuni tipi di struttura (murature, solai, ecc.), unitamente ad una serie di valori degli spessori minimi delle protezioni necessarie a garantire un certo valore resistenza al fuoco (si veda il punto seguente per l'analisi dei valori di REI delle pareti in laterizio).

3) Modalità di prova per la determinazione sperimentale della resistenza al fuoco di un elemento costruttivo
La Circolare n. 91 specifica che la resistenza al fuoco di un elemento costruttivo deve essere valutata sperimentalmente. Senza entrare nel merito della relazione esistente tra carico d'incendio, incendio reale, curva del forno, ecc., la prova di resistenza al fuoco prevede, per quanto riguarda le pareti in laterizio non caricate, le seguenti modalità di esecuzione:

1) si costruisce su un apposito telaio di acciaio un pannello di muratura di dimensioni minime pari a 2 x 2 m e lo si lascia stagionare per almeno tre mesi;

2) terminata la fase di stagionatura si monta il provino sull'attrezzatura di prova (vedi fig. 1) formata da un forno all'interno del quale è possibile impostare l'andamento di temperatura di fig. 2; per temperatura del forno si intende la media di almeno tre misure eseguite ad una distanza di 10 cm dal provino;

3) sulla faccia esterna vengono posizionate almeno tre termocoppie che hanno lo scopo di rilevare la temperatura della superficie non esposta;

4) una volta iniziata la prova, e quindi impostata la curva di temperatura nel forno, il valore di resistenza al fuoco REI è determinato, nel caso di pareti tagliafuoco non portanti, in corrispondenza di uno dei seguenti eventi:

- passaggio di fuoco o fumi dall'interno (forno) verso l'esterno (crisi di tenuta E);
- raggiungimento di una temperatura di 150°C sulla superficie non esposta al fuoco (crisi di isolamento I);
- perdita di stabilità (crisi di stabilità R);

5) se nessuno degli eventi più sopra citati si verifica durante un tempo di 180 min la prova viene interrotta (in altre parole il valore massimo di REI classificabile è pari a 180 min).

3.1 - ALCUNE CONSIDERAZIONI SULLA TABELLA 2 DELLA CIRCOLARE N. 91: SPESSORI DELLE PARETI TAGLIAFUOCO

Si riporta di seguito la "Tabella 2" della Circolare n. 91, relativa allo spessore minimo dei muri tagliafuoco (vedi tabella 1).
Per quanto riguarda le murature in laterizio, la Circolare non rende certo giustizia alla capacità tagliafuoco delle pareti in mattoni. Anche alla lettura di un non addetto ai lavori, i valori riportati nella "Tabella 2" sembrano infatti troppo conservativi.

Passando da una "prima impressione" ad un'analisi più approfondita del contenuto della tabella si può evidenziare quanto segue:

a) gli spessori indicati per le varie classi di resistenza sono considerati al netto dell'intonaco;

b) per quanto riguarda gli spessori degli intonaci è necessario, inoltre, fare riferimento a quanto indicato nella "Tabella 5" della Circolare n. 91 che, per chiarezza di esposizione, riportiamo di seguito (vedi tabella 2);

c) la tabella distingue tra mattoni pieni e forati senza però dare indicazioni in merito alla percentuale di foratura degli uni e degli altri.

Cercando di interpretare i dati della "Tabella 2" e ipotizzando che per intonaco normale si intenda un intonaco non isolante (e quindi non a base di gesso, vermiculite, perlite o simili) e che per forato si intenda un mattone non pieno, si ricava quanto segue:

- una parete in mattoni forati di spessore 10 cm intonacata su entrambe le facce con intonaco normale di sabbia, calce e cemento di spessore pari ad 1.5 cm offre una resistenza al fuoco di soli 30 minuti;

oppure:

- per ottenere una resistenza di 90 minuti è necessario disporre di una parete in laterizio forato di spessore pari a 30 cm intonacata su entrambe le facce.

E' evidente che si tratta di valori di resistenza del tutto differenti da quelli che si riescono ad ottenere utilizzando i blocchi in laterizio pieni o forati attualmente in commercio.

Una considerazione particolare merita la nota relativa alla "Tabella 2" ed il conseguente rimando alla "Tabella 5". Nel caso si utilizzino pareti in mattoni pieni, lo spessore dell'intonaco da considerare potrà essere la metà che nel caso di pareti in laterizio forato. Il che si traduce, per esempio, in una situazione di questo tipo:
- per ottenere un valore di resistenza pari a 60 min è possibile utilizzare una parete di mattoni pieni di spessore pari a 13 cm, intonacata su entrambe le facce con intonaco isolante a base di vermiculite-cemento di spessore pari a 2.25/2 = 1.125 cm.< /FONT >

Francamente, data l'estrema approssimazione della materia, appare del tutto fuori luogo indicare al decimo di millimetro lo spessore dell'intonaco.

Tabella 2 - La "Tabella 5" della Circolare n. 91 - Tipi e spessore dei rivestimenti

(1) escluso - (2) non occorre - (3) sufficiente

La necessità di aggiornare i valori di resistenza riportati nella "Tabella 2" della Circolare n. 91, ha spinto l'ANDIL ad intraprendere, in collaborazione con il Centro Studi ed Esperienze Antincendio del Ministero dell'Interno (Roma - Capannelle) una vasta campagna sperimentale sul comportamento al fuoco delle pareti laterizio. Sulla base dei risultati ottenuti è stata stilata una proposta di revisione della "Tabella 2" che, in tempi brevi, dovrebbe essere recepita dalle competenti autorità e, quindi, tramutata in norma.

I dati sperimentali ottenuti, che di seguito riportiamo, consentiranno di svolgere, inoltre, una serie di considerazioni di carattere quantitativo e qualitativo relativamente al problema della resistenza delle pareti in laterizio. In breve, il lavoro di ricerca ha comportato quanto segue:

1) l'esecuzione di 17 prove su pareti in mattoni o blocchi in laterizio (tutte non intonacate);

2) l'impiego, nella confezione dei provini, di diverse tipologie di mattoni e blocchi (sono stati utilizzati elementi pieni, semipieni e forati - secondo la definizione data dal D.M. 20/11/1987 - e di tipo leggero); sono state inoltre provate pareti di spessore compreso tra 8 e 25 cm;

3) la valutazione dell'andamento delle temperature non solo sulle due superfici estreme del provino (superficie esposta e non esposta al fuoco) ma anche internamente alla parete;

4) le prove (che, si ricorda, sono state svolte presso il Centro Studi ed Esperienze Antincendio del Ministero dell'Interno - Roma Capannelle) hanno fornito i risultati riportati, in ordine crescente di spessore di parete, in tabella 3.

Tabella 3 - Risultati della ricerca ANDIL sul comportamento al fuoco di pareti in laterizio

Il significato delle colonne della tabella è il seguente:

- Dimensioni elemento (cm): ovvero lunghezza, profondità (spessore), altezza del mattone o blocco utilizzato per la confezione del muro;

- Percentuale di foratura: rapporto percentuale tra area dei fori ed area lorda della faccia del blocco (vedi D.M. 20/11/1987 al punto 1.2.2);

- Spessore (cm): spessore della parete (si ricorda ancora che tutte le pareti di prova erano non intonacate);

- Tipo di elemento: tipo di impasto cotto utilizzato per la produzione del blocco: normale (peso specifico circa 1800 kg/m3) od alleggerito (peso specifico circa 1450 kg/m3);

- Sigla:nome, in codice, della prova;

- Valore di REI: valore di resistenza al fuoco in minuti.

La stessa tabella 3 può essere compilata in modo più "intelligente" portando in colonna le classi di resistenza REI ed in riga il tipo di elementi resistenti (vedi tabella 4).

Tabella 4 - Risultati della ricerca ANDIL sul comportamento al fuoco di pareti in laterizio

Per completezza si ricorda che la distinzione tra elementi pieni, semipieni, forati e leggeri fa riferimento alla percentuale di foratura f come riportato in tabella 5.

4.1 - INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI SPERIMENTALI

Al di là dei semplici valori numerici di resistenza al fuoco, la ricerca ha consentito di individuare alcuni aspetti qualitativi del comportamento al fuoco delle pareti in laterizio.
In primo luogo il valore di resistenza al fuoco è risultato dipendere esclusivamente dal parametro I (isolamento). Durante le prove, indipendentemente dal valore di REI raggiunto, e quindi dal tipo di elementi resistenti utilizzati, tutte le pareti hanno conservato la loro stabilità (R) e soprattutto non hanno presentato fenomeni di passaggio di vapori o fumi verso l'esterno (tenuta E).
Questa prima risultanza consente (e lo si vedrà meglio in seguito) di semplificare molto il problema della valutazione della resistenza al fuoco delle pareti in laterizio.

Un altro aspetto importante riguarda la modalità di sviluppo della resistenza relativamente al parametro isolamento. In tal senso si possono distinguere tre diversi tipi di comportamento (vedi fig. 3).

Figura 3 - Andamento della temperatura sulla faccia esterna della parete: tre diversi tipi di comportamento.

a) La curva A (parete a bassa inerzia termica): contraddistingue il comportamento di una parete di spessore modesto (6-8-10 cm) in elementi resistenti di tipo leggero; in altre parole le classiche tramezze a fori orizzontali in laterizio normale.
La curva di andamento della temperatura sul lato non esposto può essere idealmente suddivisa in due parti: un primo tratto orizzontale (variabile da 15 a 30 min) in cui, a seguito dell'aumento della temperatura del forno, la parete mette in gioco la scarsa inerzia termica di cui dispone; un secondo tratto in cui la temperatura sulla faccia esposta aumenta in modo più o meno proporzionale a quella della forno. Il valore di REI è determinato dal superamento della temperatura di 150°C sul lato non esposto. Il tempo di resistenza può essere stimato nell'ordine di 30-60 minuti.
Si ricorda che per inerzia termica si intende l'effetto combinato di massa, calore specifico e conducibilità termica. Durante una prova al fuoco il fattore inerzia termica gioca un ruolo decisivo soprattutto su pareti (come le tramezzature) dotate di scarsa resistenza termica.

b) La curva B (parete a media inerzia termica): individua il comportamento di una parete più pesante delle tradizionali tramezzature, anche se di spessore ancora piuttosto contenuto (12-14-16 cm).
In questo caso la curva della temperatura sul lato non esposto presenta un andamento che può essere così schematizzato: un primo tratto orizzontale (un pò più lungo di quello della curva A) durante il quale il calore fornito dal forno viene immagazzinato dalla parete senza un aumento apprezzabile della temperatura sulla faccia esposta; un secondo tratto, anch'esso sostanzialmente orizzontale (una sorta di "pianerottolo") più o meno in corrispondenza di una temperatura di circa 100°C, durante il quale il calore fornito alla parete dà origine al fenomeno di evaporazione dell'acqua contenuta nel manufatto (acqua di equilibrio con l'ambiente esterno). Questa fase, che può durare da 15 a 30 minuti circa, essicca completamente il provino.
In questo caso la resistenza raggiunta in corrispondenza del superamento della temperatura di 150°C è di circa 120 minuti.

c) La curva C (parete ad alta inerzia termica): contraddistingue il comportamento di una parete in laterizio di spessore maggiore-uguale a circa 16 cm. In questo caso la resistenza REI è sempre superiore a 180 min (tempo massimo di durata della prova).
La curva di temperatura sul lato non esposto presenta un primo tratto orizzontale con una parte terminale in pendenza, in cui si fondono l'effetto di inerzia termica ed evaporazione dell'umidità, ed un secondo tratto in pendenza durante il quale la parete si porta in equilibrio con i due ambienti (interno ed esterno); segue un terzo tratto in cui il regime di temperatura può essere considerato stazionario in quanto ad un aumento della temperatura del forno corrisponde un aumento della temperatura sulla faccia non esposta.

In conclusione, dall'analisi dei risultati sperimentali è emerso che il valore di REI dipende, oltre che dallo spessore della parete, dall'inerzia termica della stessa. Ed è proprio sulla base di questa considerazione che è stata stilata la proposta di modifica della "Tabella 2" della Circolare n. 91 riportata in tabella 6.

5 - INFLUENZA DELL'INTONACO

Tutte le prove svolte nell'ambito della ricerca presentata sono state svolte su pareti non intonacate realizzate con giunti di malta orizzontali e verticali continui. I valori di REI ottenuti sono stati poi confrontati con una serie di dati sperimentali preesistenti, alcuni dei quali relativi a pareti dello stesso tipo di quelle utilizzate per la ricerca ma intonacate su entrambe le facce, al fine di valutare l'incremento di resistenza dovuto alla presenza dell'intonaco. Tale confronto ha evidenziato quanto segue:

a) la presenza dell'intonaco influenza in modo molto evidente soprattutto la resistenza offerta da pareti di spessore modesto (6-8-10 cm), nelle quali il grado di isolamento può venire compromesso dalla comparsa, sulla superficie a contatto con il forno, di fessure causate da fenomeni di dilatazione termica. Lo strato di intonaco svolge in questo caso una prima azione di "protezione" che va evidentemente oltre il semplice contributo offerto dalla sua resistenza termica;

b) il contributo offerto alla resistenza al fuoco dipende quasi esclusivamente dall'intonaco presente sulla faccia esposta al fuoco;

c) l'incremento di REI ottenuto su pareti intonacate dipende sia dallo spessore che dal tipo di intonaco utilizzato. Questa constatazione risulta già presente all'interno della Circolare n. 91 (vedi "Tabella 5" della Circolare).

Sulla base dell'analisi dei dati ottenuti su pareti intonacate e tenendo conto di quanto evidenziato in precedenza, è stato possibile stilare la tabella 7 all'interno della quale, in funzione del tipo di intonaco presente sulla faccia direttamente esposta al fuoco, sono riportati i DREI di resistenza al fuoco da sommare al valore di REI della parete non intonacata.

Per esempio: nel caso della parete TA3 in laterizio alleggerito di 8 cm di spessore sarà possibile ottenere un valore di REI pari a 90 min semplicemente intonacandola con malta cementizia o bastarda di spessore pari a 2 cm:

6 - RESISTENZA AL FUOCO DI PARETI A PIU' STRATI: ALCUNE REGOLE UTILI IN FASE DI PROGETTO

In fase di progetto, il tecnico è molto spesso chiamato a valutare la resistenza al fuoco di pareti composite (a più strati, oppure con intercapedini, oppure composte da blocchi forati, ecc.) per le quali non esistono o comunque non è agevole reperire dati sperimentali attendibili. T.Z. Harmathy, della Divisione di Ricerca sulle Costruzioni del Consiglio Nazionale di Ricerca del Canada, presenta in "Ten Rules of Fire Endurance Rating" una serie di regole, di chiara derivazione sperimentale, che si ritiene possano essere molto utili in fase di progetto della resistenza al fuoco di una struttura.
Alcune di queste regole riguardano proprio le pareti in mattoni in laterizio e l'influenza degli intonaci.

- Regola 1 La resistenza al fuoco di una struttura costituita da una serie di strati di materiali diversi, è superiore alla somma delle singole resistenze al fuoco rilevate su ogni componente.
Si tratta di una regola sicuramente conservativa in quanto è facilmente dimostrabile che raddoppiando lo spessore di un elemento la sua resistenza al fuoco assume valori superiori al doppio.

- Regola 2 La resistenza al fuoco di una struttura non diminuisce con l'aggiunta di ulteriori strati di materiali.
Aggiungere strati ad una struttura in laterizio vuole dire, in primo luogo, aumentarne sia il peso che la resistenza termica. Ne consegue che aumenta anche l'inerzia termica e quindi diminuisce la velocità di variazione della temperatura all'interno della parete.

- Regola 3 La resistenza al fuoco di strutture che contengono intercapedini o cavità è superiore alla resistenza di strutture simili e dello stesso peso ma senza intercapedini.
Un'altra conferma dell'influenza dell'inerzia termica nello sviluppo di REI. Se la parete è forata (o con intercapedine) la sua resistenza termica, rispetto ad una parete piena di egual peso, è sicuramente superiore, come superiore sarà l'inerzia termica della struttura.

- Regola 4 Più un'intercapedine è posta distante dalla superficie esposta al fuoco e più positivo è il suo effetto nei confronti della resistenza al fuoco.

- Regola 5 La resistenza al fuoco non può essere incrementata aumentando lo spessore dell'intercapedine d'aria.
Questa regola è di chiara derivazione sperimentale. E' stato dimostrato che aumentando lo spessore delle intercapedini oltre gli 1.75 cm non si ottengono incrementi significativi di resistenza al fuoco.

- Regola 6 Eventuali strati a bassa conducibilità termica sono meglio utilizzati se vengono posti dalla parte in cui esiste una maggiore probabilità di incendio.

- Regola 7 La resistenza al fuoco di strutture non simmetriche dipende dalla direzione del flusso di calore.
Anche questa affermazione è di diretta derivazione sperimentale e rappresenta una conseguenza delle precedenti regole 4 e 6.

- Regola 8 La presenza di umidità, se non è causa di scheggiature esplosive, aumenta la resistenza al fuoco.
Questa regola è valida soprattutto per le murature in mattoni. La presenza di diversi tenori di umidità è, in generale, la causa principale delle dispersioni dei dati sperimentali specialmente su pareti in laterizio di spessore esiguo (6-8 cm).

Sempre T.Z. Harmathy propone, per la fase di progetto del valore di REI di pareti in laterizio, l'impiego del grafico riportato in fig. 4.

Il diagramma in questione, pur non riferendosi a tipologie murarie italiane (nel nostro Paese non si usano infatti pareti di blocchi forati riempiti di malta), fornisce, relativamente alla sola curva delle pareti in mattoni forati, valori di REI in buon accordo con i dati sperimentali prima riportati.
Esso rappresenta un metodo semplice e rapido per il progetto della REI di pareti laterizio. Il metodo di progetto sfrutta il concetto di spessore equivalente inteso come:

Lo spessore equivalente può inoltre comprendere la presenza dell'intonaco.

Figura 4 - Curve di progetto per la resistenza al fuoco di pareti in mattoni forati riempiti di malta e non.

Per esempio, uno spessore equivalente di 6 cm (che consente di ottenere un REI pari a circa 80 min) può essere dato dalla somma di una parete di spessore nominale 8 cm confezionata con blocchi aventi una percentuale di foratura pari al 50% più lo spessore equivalente di 1 cm di intonaco normale (coefficiente di equivalenza pari ad 1) su entrambe le facce; oppure utilizzando direttamente una parete di spessore nominale 12 cm confezionata con blocchi aventi percentuale di foratura pari al 50%.

7 - VALUTAZIONE ANALITICA DELLA RESISTENZA AL FUOCO DI UNA PARETE IN MATTONI DI LATERIZIO

L'UNI ha recentemente emanato una serie di norme (UNI 9502, 9503, 9504) per la determinazione analitica della resistenza al fuoco (limitatamente al parametro R) di elementi strutturali in acciaio, calcestruzzo e legno. Il grande interesse che tali norme hanno suscitato è legato soprattutto al fatto che esse possono essere usate in alternativa alla prova sperimentale.

Durante lo svolgimento della ricerca illustrata è stata valutata la possibilità di approntare (questa volta relativamente alla sola valutazione del parametro I) un'analoga normativa per le pareti in laterizio.
Nonostante però che, da un punto di vista numerico, il problema sia di "agevole" soluzione, non si è ritenuto opportuno procedere alla simulazione numerica delle prove sperimentali per i seguenti motivi:

1) la calcolazione del REI avrebbe senso solo per pareti in laterizio di spessore inferiore a 15-16 cm e quindi per pareti che presentano la maggiore dispersione dei risultati sperimentali. Si ricorda che, per pareti di spessore ridotto (a bassa inerzia termica), l'influenza della fase di evaporazione dell'umidità di equilibrio del provino, nello sviluppo della REI, è molto elevata. In tal senso si ritiene che sarebbe comunque non corretto trascurare questa caratteristica di comportamento come impone la UNI 9502 per il calcestruzzo e, d'altra parte, la trattazione teorica ed il conseguente inquadramento all'interno di un algoritmo di calcolo del fenomeno di evaporazione, presenta notevoli difficoltà. In altre parole, operando con la UNI 9502, si finirebbe inevitabilmente per sottostimare il valore di REI;

2) i risultati dell'analisi numerica devono poi essere inquadrati nelle classi di resistenza previste dalla Circolare n. 91; ciò comporta un'ulteriore perdita di significato dell'analisi; infatti, calcolare una resistenza di 46 min o di 59 sarebbe la stessa identica cosa;

3) la determinazione numerica del valore di REI potrebbe assumere più significato per pareti composte e quindi a più strati di materiali diversi, oppure costruite utilizzando mattoni o blocchi "speciali". Pur restando ancora valide le perplessità illustrate al punto 1), si deve però tenere conto che basta molto poco (per esempio la semplice applicazione di un intonaco) per garantire valori di REI maggiori di 180 (massima classe prevista) e quindi per rendere inutile l'analisi numerica.

In conclusione, la determinazione analitica del valore di I (e quindi REI) di pareti in laterizio non sembra assumere un particolare significato come invece accade per le strutture in calcestruzzo. L'interesse per l'analisi numerica è infatti giustificato solo in presenza di strutture a geometria complessa o per le quali risulti difficoltosa l'esecuzione di prove sperimentali in forno. Le pareti in laterizio sono, da un punto di vista geometrico, quanto di più semplice possa esistere; esse possono essere, inoltre, facilmente testate in laboratorio in qualsiasi condizione di carico. La soluzione più logica per la determinazione del valore di REI per questi tipi di strutture è rappresentata, quindi, dalla prova sperimentale; la fase di progetto può infine essere semplicemente risolta utilizzando una serie di valori tabellati in funzione dello spessore e del tipo di muro.

a cura di

ANDIL - ASSOLATERIZI

 "In primo piano"
giugno 2002

Home page | In primo piano | Legislazione | Enti normativi | Norme tecniche | Aziende | Forum | Faq | Special links | Come abbonarsi