Calcolo Carico Incendio Con Scaffali

Calcola il carico d’incendio specifico (q_f) per magazzini con scaffalature secondo il DM 3/9/2021

Guida Completa al Calcolo del Carico d’Incendio con Scaffalature

Il calcolo del carico d’incendio in presenza di scaffalature è un elemento fondamentale per la progettazione della sicurezza antincendio in magazzini, depositi e centri logistici. Secondo il DM 3 settembre 2021, questo parametro determina la classe di rischio del compartimento e influenza tutte le misure di prevenzione e protezione da adottare.

1. Cos’è il carico d’incendio e perché è importante

Il carico d’incendio (espresso in MJ/m²) rappresenta la quantità di energia termica che può essere sviluppata dalla combustione completa di tutti i materiali combustibili presenti in un determinato spazio, rapportata alla superficie del compartimento.

Per gli ambienti con scaffalature, il calcolo deve tenere conto di:

• Altezza delle scaffalature (h)
• Superficie occupata dalle scaffalature (A_s)
• Quantità e tipo di materiali stoccati (potere calorifico)
• Presenza di sistemi di protezione attiva (sprinkler)
• Condizioni di ventilazione

2. Formula di calcolo secondo il DM 3/9/2021

La formula generale per il calcolo del carico d’incendio specifico (q_f) è:

q_f = (Σ M_i × H_i) / A_f

Dove:

• M_i = massa del materiale combustibile i-esimo (kg)
• H_i = potere calorifico inferiore del materiale i-esimo (MJ/kg)
• A_f = superficie di riferimento (m²)

Per le scaffalature, la superficie di riferimento viene calcolata come:

A_f = A + 10 × A_s × (h + 0.6)

Dove A è la superficie netta del compartimento.

3. Potere calorifico dei materiali comuni

Materiale	Potere calorifico (MJ/kg)	Densità (kg/m³)
Legno (conifere)	18.0	450-550
Legno (latifoglie)	16.5	600-750
Carta e cartone	16.0	70-120
Plastica (PE)	46.0	900-960
Plastica (PP)	44.0	900-910
Plastica (PVC)	20.0	1300-1400
Gomma naturale	35.0	910-930
Tessuti naturali	17.0	80-150

Nota: I valori possono variare in funzione dell’umidità e della composizione specifica del materiale. Per materiali compositi o miscele, è necessario effettuare una media ponderata in base alle percentuali di composizione.

4. Fattori correttivi per scaffalature

Il DM 3/9/2021 introduce specifici fattori correttivi per le scaffalature:

1. Fattore di ventilazione (m): Dipende dalle aperture presenti nel compartimento:
   • m = 0.5 per ventilazione limitata
   • m = 1.0 per ventilazione normale
   • m = 1.5 per ventilazione elevata
2. Fattore di protezione (k_p):
   • k_p = 0.7 con impianto sprinkler
   • k_p = 1.0 senza impianto sprinkler
3. Fattore di attività (k_a): Dipende dal tipo di attività (1.0 per magazzini standard)

La formula completa diventa quindi:

q_f = m × k_p × k_a × (Σ M_i × H_i) / A_f

5. Classi di rischio in base al carico d’incendio

Classe di rischio	Carico d’incendio (MJ/m²)	Esempi tipici	Misure minime richieste
Basso rischio	< 300	Uffici, scuole	Estintori, illuminazione di sicurezza
Rischio medio	300-1200	Magazzini con scaffalature < 5m	Rivelazione automatica, vie di esodo protette
Alto rischio	1200-2400	Magazzini con scaffalature 5-12m	Impianto sprinkler, compartimentazione REI 120
Rischio molto alto	> 2400	Magazzini automatici > 12m	Sprinkler ESFR, compartimentazione REI 180, controllo fumo

Per i magazzini con scaffalature superiori a 12 metri, il DM 3/9/2021 prevede requisiti aggiuntivi tra cui:

• Sistemi di controllo del fumo e del calore
• Percorsi di esodo ridondanti
• Sistemi di spegnimento automatico di tipo ESFR
• Compartimentazione orizzontale ogni 4000 m²

6. Errori comuni da evitare

Nella pratica professionale, si riscontrano frequentemente questi errori:

1. Sottostima del potere calorifico: Utilizzare valori generici invece di analisi specifiche dei materiali stoccati. Ad esempio, alcune plastiche possono raggiungere 46 MJ/kg.
2. Dimenticare i materiali di imballaggio: Film plastici, pallet in legno e cartoni contribuiscono significativamente al carico d’incendio.
3. Errata valutazione della superficie: Non considerare correttamente la superficie aggiuntiva delle scaffalature (10 × A_s × (h + 0.6)).
4. Ignorare i fattori correttivi: Omettere l’applicazione dei coefficienti m, k_p e k_a.
5. Non aggiornare i calcoli: Il carico d’incendio deve essere ricalcolato ogni volta che cambiano le condizioni di stoccaggio.

7. Normativa di riferimento

Il quadro normativo italiano per il calcolo del carico d’incendio include:

• DM 3 settembre 2021 – “Approvazione della regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, costruzione ed esercizio dei depositi con superficie superiore a 400 m²”
• DM 18 ottobre 2019 – Codice di prevenzione incendi
• UNI 9494-1:2017 – “Sicurezza al fuoco – Parte 1: Carico d’incendio specifico di combustibili e suo calcolo”
• UNI EN 1991-1-2:2004 – “Azioni sulle strutture – Azioni in generale – Azioni termiche”

Per approfondimenti tecnici, si consiglia la consultazione delle linee guida UNI e delle circolari del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco.

8. Esempio pratico di calcolo

Consideriamo un magazzino con le seguenti caratteristiche:

• Superficie netta (A): 1000 m²
• Altezza: 8 m
• Scaffalature:
  • Superficie occupata (A_s): 600 m²
  • Altezza (h): 7 m
• Materiale stoccato: 50.000 kg di prodotti con imballaggio in cartone (16 MJ/kg)
• Impianto sprinkler presente
• Ventilazione normale (m = 1.0)

Passo 1: Calcolo della superficie di riferimento (A_f)

A_f = 1000 + 10 × 600 × (7 + 0.6) = 1000 + 6000 × 7.6 = 1000 + 45600 = 46600 m²

Passo 2: Calcolo del carico d’incendio totale (Q)

Q = 50.000 kg × 16 MJ/kg = 800.000 MJ

Passo 3: Applicazione dei fattori correttivi

q_f = 1.0 × 0.7 × 1.0 × (800.000 / 46.600) = 0.7 × 17.17 = 12.02 MJ/m²

Nota: Questo esempio semplificato mostra come anche grandi quantità di materiale possano risultare in un carico d’incendio specifico relativamente basso quando distribuite su ampie superfici di riferimento.

9. Strategie per la riduzione del carico d’incendio

Per ottimizzare la sicurezza e potenzialmente ridurre i costi delle misure antincendio, è possibile adottare queste strategie:

1. Ottimizzazione dello stoccaggio:
   • Utilizzare scaffalature metalliche invece che in legno
   • Ridurre l’altezza delle pile di materiali combustibili
   • Mantenere corridoi di almeno 1.2 m tra le scaffalature
2. Scelta dei materiali:
   • Preferire imballaggi con potere calorifico inferiore
   • Utilizzare pallet in materiali compositi invece che in legno
   • Limitare la presenza di plastiche ad alto potere calorifico
3. Compartimentazione:
   • Suddividere il magazzino in compartimenti < 4000 m²
   • Utilizzare porte tagliafuoco REI 120 tra i compartimenti
4. Protezione attiva:
   • Installare impianti sprinkler conformi alla UNI EN 12845
   • Prevedere sistemi di rilevazione fumo ad aspirazione
   • Utilizzare estintori di classe A in quantità adeguata
5. Gestione operativa:
   • Limitare la quantità massima di materiali stoccati
   • Mantenere puliti i percorsi di esodo
   • Formare il personale sulla prevenzione incendi

10. Software e strumenti per il calcolo

Oltre al nostro calcolatore, esistono diversi strumenti professionali per il calcolo del carico d’incendio:

• FDS (Fire Dynamics Simulator): Software avanzato sviluppato dal NIST per la modellazione degli incendi
• PyroSim: Interfaccia grafica per FDS che semplifica la creazione di scenari
• FireFOAM: Modulo per OpenFOAM dedicato alla simulazione degli incendi
• Excel Fire Tools: Foglio di calcolo sviluppato dal Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco
• AutoREI: Software italiano specifico per la progettazione antincendio

Per progetti complessi, si consiglia sempre l’intervento di un professionista antincendio abilitato che possa valutare tutti gli aspetti specifici dell’attività.

11. Domande frequenti

D: È obbligatorio calcolare il carico d’incendio per tutti i magazzini?

R: Sì, secondo il DM 3/9/2021 il calcolo è obbligatorio per tutti i depositi con superficie superiore a 400 m², indipendentemente dall’altezza delle scaffalature.

D: Come si considera il materiale stoccato temporaneamente?

R: Anche i materiali temporanei devono essere inclusi nel calcolo se la loro presenza è prevista per più di 24 ore. Per materiali in transito rapido (es. cross-docking), è possibile escluderli previo accordo con i Vigili del Fuoco.

D: Qual è la differenza tra carico d’incendio specifico e totale?

R: Il carico d’incendio totale (Q) è la somma dell’energia termica di tutti i materiali combustibili (espresso in MJ). Il carico specifico (q_f) è il rapporto tra Q e la superficie di riferimento (MJ/m²), ed è il parametro utilizzato per determinare la classe di rischio.

D: È possibile compensare un alto carico d’incendio con misure aggiuntive?

R: Sì, il DM 3/9/2021 prevede la possibilità di adottare misure compensative come:

• Sistemi di spegnimento automatico avanzati (es. water mist)
• Sistemi di controllo del fumo e del calore
• Compartimentazione aggiuntiva
• Sistemi di evacuazione forzata del fumo

Queste misure possono permettere di mantenere una classe di rischio inferiore nonostante un carico d’incendio elevato.

D: Ogni quanto tempo va aggiornato il calcolo?

R: Il calcolo deve essere aggiornato ogni volta che:

• Cambia la destinazione d’uso del magazzino
• Vengono modificate le scaffalature (altezza o disposizione)
• Varia significativamente il tipo o la quantità di materiali stoccati
• Vengono effettuati lavori che modificano la compartimentazione
• Scadono 5 anni dall’ultimo calcolo (verifica periodica)

12. Conclusioni e raccomandazioni finali

Il corretto calcolo del carico d’incendio in presenza di scaffalature è un elemento chiave per:

• Garantire la sicurezza delle persone e dei beni
• Ottimizzare i costi delle misure antincendio
• Ottemperare agli obblighi di legge
• Ridurre i premi assicurativi
• Migliorare l’efficienza operativa del magazzino

Si raccomanda di:

1. Effettuare sempre il calcolo con dati reali e aggiornati
2. Coinvolgere un professionista antincendio per progetti complessi
3. Documentare tutti i passaggi del calcolo per eventuali verifiche
4. Prevedere margini di sicurezza nei valori adottati
5. Aggiornare periodicamente il calcolo in funzione delle variazioni operative

Per approfondimenti tecnici, si può consultare la guida tecnica dei Vigili del Fuoco sul DM 3/9/2021 o partecipare ai corsi di formazione organizzati dall’UNI sulla normativa antincendio.