Calcolatore del Carico di Incendio della Carta
Calcola il carico di incendio specifico (MJ/m²) per ambienti contenenti carta secondo le normative UNI 9494 e DM 03/08/2015
Risultati del Calcolo
Guida Completa al Calcolo del Carico di Incendio della Carta
Il calcolo del carico di incendio rappresenta un elemento fondamentale nella progettazione della sicurezza antincendio secondo il Decreto Ministeriale 3 agosto 2015. Per gli ambienti contenenti carta, questa valutazione assume particolare rilevanza data l’elevata infiammabilità del materiale.
1. Fondamenti Teorici del Carico di Incendio
Il carico di incendio (q) si esprime in MJ/m² e rappresenta la quantità di energia termica sviluppabile dalla combustione completa dei materiali combustibili presenti in un ambiente, rapportata alla superficie dell’ambiente stesso.
La formula fondamentale è:
q = (Σ Hi × mi) / A
Dove:
– Hi = Potere calorifico inferiore del materiale i-esimo (MJ/kg)
– mi = Massa del materiale i-esimo (kg)
– A = Superficie dell’ambiente (m²)
2. Parametri Specifici per la Carta
| Tipo di Carta | Potere Calorifico (MJ/kg) | Densità (kg/m³) | Temperatura di Accensione (°C) |
|---|---|---|---|
| Carta da giornale | 17.5 – 18.5 | 70 – 90 | 230 – 260 |
| Carta per ufficio | 16.5 – 17.5 | 80 – 120 | 210 – 240 |
| Cartone ondulato | 16.0 – 17.0 | 50 – 70 | 250 – 280 |
| Carta patinata | 18.0 – 19.5 | 90 – 130 | 240 – 270 |
Secondo lo studio “Combustion Properties of Cellulosic Materials” del NIST (National Institute of Standards and Technology), la carta presenta una velocità di propagazione della fiamma di 0.1-0.3 m/s in condizioni standard, con un picco di rilascio termico (HRR) che può raggiungere 200-400 kW/m² in configurazioni di stoccaggio compatto.
3. Fattori di Correzione Essenziali
- Contenuto di umidità: La carta assorbe umidità dall’ambiente (igroscopicità). Ogni punto percentuale di umidità riduce il potere calorifico efficace di circa 0.5 MJ/kg.
- Modalità di stoccaggio:
- Sciolta: massima aerazione → combustione completa (fattore 1.0)
- Impilata: ridotta aerazione → combustione parziale (fattore 0.8-0.9)
- Compressa: minima aerazione → combustione lenta (fattore 0.6-0.7)
- Sistemi di protezione attiva:
- Sprinkler: riduzione del 30-40% del carico di incendio efficace
- Rivelatori di fumo: riduzione del 10-15% (intervento precoce)
4. Procedura di Calcolo Step-by-Step
Segui questa procedura standardizzata per un calcolo accurato:
- Determinazione della massa: Pesare la carta oppure calcolare il volume × densità (per stoccaggi omogenei)
- Selezione del potere calorifico: Utilizzare i valori tabellati o, in caso di miscele, calcolare la media ponderata
- Applicazione fattori correttivi:
- Umidità: q_corr = q × (1 – umidità/100)
- Stoccaggio: q_corr = q × fattore_stoccaggio
- Protezioni: q_corr = q × (1 – riduzione_protezioni)
- Normalizzazione per superficie: Dividere il risultato per la superficie dell’ambiente
5. Classificazione del Rischio secondo UNI 9494
| Classe di Rischio | Carico di Incendio (MJ/m²) | Esempi Tipici per Carta | Misure Minime Richieste |
|---|---|---|---|
| Basso | < 300 | Uffici con archivi leggeri | Estintori portatili, vie di esodo |
| Medium | 300 – 600 | Biblioteche, archivi aziendali | Rivelatori fumo, illuminazione emergenza |
| Alto | 600 – 1200 | Magazzini carta, tipografie | Impianto sprinkler, compartimentazione |
| Molto Alto | > 1200 | Depositi carta in rotoli | Sistemi a schiuma, muri tagliafuoco REI 120 |
Secondo il rapporto tecnico “NFPA 13: Standard for the Installation of Sprinkler Systems“, gli ambienti con carico di incendio superiore a 1200 MJ/m² richiedono sistemi sprinkler con densità minima di 12.2 mm/min (0.2 gpm/ft²) per la classe di rischio “Extra Hazard Group 2”.
6. Errori Comuni da Evitare
- Sottostima del peso: La carta compressa può raggiungere densità di 500 kg/m³ (vs 80 kg/m³ sciolta)
- Ignorare l’umidità: In ambienti umidi (RH > 70%), l’umidità della carta può superare il 15%
- Trascurare i rivestimenti: La carta patinata o plastificata ha potere calorifico superiore del 10-20%
- Dimenticare le protezioni passive: Pannelli in gesso rivestito (tipo A) possono ridurre la propagazione
7. Casi Studio Reali
Caso 1: Archivio Comunale (200 m², 3 tonnellate di carta)
Calcolo:
- Potere calorifico medio: 17.2 MJ/kg
- Umidità: 10% → fattore 0.9
- Stoccaggio su scaffali → fattore 0.85
- Protezione: sprinkler → riduzione 30%
- Carico di incendio: (3000 × 17.2 × 0.9 × 0.85 × 0.7) / 200 = 132.5 MJ/m² (classe basso)
Caso 2: Magazzino Cartotecnica (500 m², 20 tonnellate cartone)
Calcolo:
- Potere calorifico: 16.8 MJ/kg
- Umidità: 8% → fattore 0.92
- Stoccaggio compatto → fattore 0.7
- Protezione: estintori → riduzione 10%
- Carico di incendio: (20000 × 16.8 × 0.92 × 0.7 × 0.9) / 500 = 405.3 MJ/m² (classe medio)
8. Normative di Riferimento
- DM 03/08/2015: “Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi” (GU n.192 del 20-8-2015)
- UNI 9494-1:2017: “Sicurezza al fuoco – Carico di incendio specifico di progetto nei edifici civili”
- EN 1991-1-2:2002: “Eurocodice 1 – Azioni sulle strutture – Parte 1-2: Azioni in generale – Azioni da incendio”
- NFPA 13: Standard per l’installazione di impianti sprinkler (edizione 2022)
Per approfondimenti sulle metodologie di calcolo, consultare il documento “UNI/TR 11338:2019” che fornisce linee guida specifiche per i materiali cellulosici.
9. Strumenti e Software di Supporto
Oltre al presente calcolatore, sono disponibili strumenti professionali:
- FDS (Fire Dynamics Simulator): Software NIST per modellazione avanzata
- PyroSim: Interfaccia grafica per FDS con librerie materiali predefinite
- CFAST: Strumento per analisi zone models (compartimenti)
- Excel templates: Fogli di calcolo conformi a UNI 9494 disponibili su siti istituzionali
10. Manutenzione e Aggiornamento dei Calcoli
Il carico di incendio deve essere ricalcato periodicamente in caso di:
- Variazioni superiori al 20% della quantità di carta stoccata
- Cambio del tipo di carta (es. da standard a patinata)
- Modifiche alla disposizione degli stoccaggi
- Aggiornamenti normativi (verificare ogni 3 anni)
La Circolare INAIL n.12/2020 raccomanda una verifica annuale per gli ambienti con carico di incendio > 400 MJ/m² e semestrale per quelli > 800 MJ/m².