Calcolo Carico Incendio Scaffali Carta

Calcola il carico d’incendio specifico (MJ/m²) per scaffalature contenenti materiali cartacei secondo le normative vigenti

Guida Completa al Calcolo del Carico d’Incendio per Scaffali di Carta

Il calcolo del carico d’incendio per scaffalature contenenti materiali cartacei è un elemento fondamentale nella progettazione della sicurezza antincendio secondo il D.M. 3 agosto 2015 e le norme UNI EN. Questo parametro determina la classe di rischio dell’attività e influenza le misure di prevenzione necessarie, come gli impianti di spegnimento automatico o le vie di esodo.

1. Cos’è il Carico d’Incendio Specifico (q_f)

Il carico d’incendio specifico (espresso in MJ/m²) rappresenta la quantità di energia termica che può essere rilasciata dalla combustione completa dei materiali presenti in un ambiente, rapportata alla superficie del locale. Per i materiali cellulosici come la carta, questo valore dipende da:

• Tipo di carta: carta standard, riciclata, patinata o cartone hanno poteri calorifici differenti
• Densità di stoccaggio: kg/m³ di materiale immagazzinato
• Volume occupato: dimensione degli scaffali e numero di unità
• Fattore di combustione: non tutto il materiale brucia completamente (tipicamente 80-100%)

2. Formula di Calcolo

La formula generale per il calcolo è:

q_f = (V × ρ × H_u × m) / A

Dove:

• V = Volume totale occupato dai materiali (m³)
• ρ = Densità del materiale (kg/m³)
• H_u = Potere calorifico inferiore (MJ/kg)
• m = Fattore di combustione (0.8-1.0)
• A = Area del locale (m²)

3. Valori di Riferimento per la Carta

Tipo di Materiale	Potere Calorifico (MJ/kg)	Densità Tipica (kg/m³)	Fattore di Combustione
Carta standard (ufficio)	15.0	70-90	0.8-1.0
Carta riciclata	13.0	65-85	0.8-0.9
Carta patinata	18.0	80-100	0.9-1.0
Cartone ondulato	16.5	50-70	0.7-0.9
Libri rilegati	16.0	120-150	0.8-0.95

4. Classificazione del Rischio secondo il D.M. 3/8/2015

Il Decreto Ministeriale 3 agosto 2015 stabilisce le seguenti classi di rischio in base al carico d’incendio specifico:

Classe di Rischio	Carico d’Incendio (MJ/m²)	Esempi di Attività	Misure Minime Richieste
Basso rischio	< 300	Uffici, biblioteche piccole	Estintori portatili, illuminazione di sicurezza
Medio rischio	300-1200	Archivi, magazzini carta	Idranti, rilevatori fumo, vie di esodo protette
Alto rischio	> 1200	Grandi depositi cellulosici	Impianto sprinkler, compartimentazione, sistema di allarme

5. Fattori che Influenzano il Calcolo

5.1 Densità di Stoccaggio

La densità (kg/m³) varia significativamente in base a:

• Metodo di impilamento (scatole chiuse vs fogli sfusi)
• Umidoità relativa (la carta assorbe umidità aumentando di peso)
• Compressione dei materiali (i balle di carta hanno densità maggiore)

Per archivi standard, si considerano tipicamente 80-100 kg/m³ per documenti in scatole, mentre per fogli sfusi si scende a 40-60 kg/m³.

5.2 Fattore di Combustione

Non tutto il materiale brucia completamente a causa di:

1. Intervento dei sistemi di spegnimento
2. Limitata disponibilità di ossigeno in scaffalature compatte
3. Protezione passiva (rivestimenti ignifughi)

Il Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco raccomanda di utilizzare un fattore conservativo di 0.8 per gli archivi cartacei, a meno che non siano presenti sistemi di protezione attiva che giustifichino valori inferiori.

6. Normative e Standard di Riferimento

Il calcolo deve conformarsi a:

• D.M. 3 agosto 2015: “Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi” (testo coordinato)
• UNI 9494-1:2017: “Sicurezza al fuoco – Parte 1: Carico d’incendio specifico di combustibile e metodo di calcolo”
• UNI EN 1991-1-2: “Azioni sulle strutture – Azioni in caso d’incendio”
• Circ. Min. Interno n. 13/1982: Istruzioni per l’applicazione del D.M. 16/02/1982

Per approfondimenti tecnici, consultare il documento ufficiale del Ministero dell’Interno – Dipartimento dei Vigili del Fuoco.

7. Errori Comuni da Evitare

1. Sottostimare il volume: Non considerare gli spazi vuoti tra gli scaffali o l’altezza effettiva dei materiali impilati
2. Ignorare il fattore di combustione: Utilizzare sempre 1.0 porta a sovrastime non realistiche
3. Dimenticare i materiali accessori: Scatole di cartone, pallet in legno o rivestimenti contribuiscono al carico
4. Trascurare l’umidità: In ambienti umidi, il peso della carta può aumentare fino al 15%
5. Non aggiornare i calcoli: Il carico d’incendio deve essere ricalcolato ad ogni significativa variazione dello stoccaggio

8. Misure di Mitigazione del Rischio

Per ridurre il carico d’incendio in ambienti con scaffalature di carta:

8.1 Soluzioni Progettuali

• Utilizzare scaffalature metalliche invece che in legno
• Prevedere corridoi di separazione ogni 20-25 metri lineari
• Installare soffitti a tenuta per limitare la propagazione verticale
• Utilizzare materiali ignifughi per i divisori

8.2 Sistemi Attivi

• Impianti sprinkler a umido con densità ≥ 5 mm/min
• Rilevatori di fumo ad aspirazione per detection precoce
• Sistemi a diluvio per aree ad alto rischio
• Estintori portatili classe A (polvere o schiuma) ogni 15-20 metri

8.3 Gestione Operativa

• Limitare la quantità massima stoccata per area
• Implementare un sistema di inventario per tracciare i materiali
• Formare il personale sulle procedure di emergenza
• Eseguire ispezioni periodiche dei sistemi antincendio

9. Caso Studio: Archivio Comunale

Un archivio comunale di 200 m² con 15 scaffalature in metallo (2.0m × 0.6m × 2.5m) contenenti documenti in scatole di cartone (densità 90 kg/m³, potere calorifico 15 MJ/kg) presenta:

• Volume totale: 15 × (2.0 × 0.6 × 2.5) = 45 m³
• Peso carta: 45 m³ × 90 kg/m³ = 4,050 kg
• Energia totale: 4,050 kg × 15 MJ/kg = 60,750 MJ
• Carico specifico: (60,750 MJ × 0.8) / 200 m² = 243 MJ/m²

Risultato: Classe di rischio basso (< 300 MJ/m²), ma con necessità di estintori portatili e illuminazione di sicurezza.

10. Domande Frequenti

D: È necessario considerare anche i mobili e le strutture?

R: Sì, secondo la UNI 9494-1, il carico d’incendio deve includere “tutti i materiali combustibili presenti”, compresi scaffalature in legno, rivestimenti, e arredi. Per scaffalature metalliche, si può trascurare il loro contributo.

D: Come si calcola il carico d’incendio per scaffali aperti vs chiusi?

R: Per scaffali aperti, si considera il volume effettivo occupato dai materiali. Per armadi chiusi, si utilizza il volume interno lordoriducendo del 10% per tenere conto degli spazi vuoti.

D: Ogni quanto va ricalcolato il carico d’incendio?

R: Il D.M. 3/8/2015 prescrive la revisione in caso di:

• Variazione >20% della quantità di materiali stoccati
• Modifiche strutturali (es. aggiunta di nuovi scaffali)
• Almeno ogni 5 anni per attività a medio/alto rischio

D: Esistono software certificati per questi calcoli?

R: Sì, il UNI riconosce diversi software tra cui:

• FireLoad Calculator (EN 1991-1-2 compliant)
• Sicurezza Antincendio Pro (per attività in Italia)
• AutoCAD con plugin specifici per la prevenzione incendi

Tuttavia, per scopi legali, i calcoli manuali rimangono il riferimento primario.

11. Approfondimenti Tecnici

11.1 Metodo del “Fuel Load Equivalent”

Per ambienti con materiali eterogenei, si utilizza il concetto di Fuel Load Equivalent (FLE), che converte tutti i materiali in “legna equivalente” (wood equivalent) con potere calorifico standard di 18 MJ/kg.

Formula:

FLE (kg) = Σ (m_i × H_u,i) / 18

Dove m_i è la massa del materiale i-esimo e H_u,i il suo potere calorifico.

11.2 Effetto della Ventilazione

Studi del NIST (National Institute of Standards and Technology) dimostrano che in ambienti ben ventilati, il fattore di combustione può raggiungere 0.95-1.0, mentre in spazi confinati scende a 0.6-0.7. Questo spiega perché gli archivi compatti richiedono sistemi di spegnimento più efficienti.

11.3 Normativa Europea vs Italiana

Mentre la norma UNI EN 1991-1-2 (Eurocodice 1) utilizza il concetto di “fire load density” (q_f,d), il D.M. italiano introduce alcune specificità:

Parametro	UNI EN 1991-1-2	D.M. 3/8/2015
Unità di misura	MJ/m²	MJ/m²
Fattore di combustione	0.8 (default)	0.8-1.0 (dipende dalla protezione)
Materiali da includere	Tutti i combustibili	Tutti + rivestimenti e arredi
Classi di rischio	Non definite	Basso/Medio/Alto (<300, 300-1200, >1200)

12. Conclusioni e Raccomandazioni Finali

Il corretto calcolo del carico d’incendio per scaffalature di carta è un obbligo legale (D.Lgs 81/2008) e una misura essenziale di sicurezza. Le aziende e gli enti pubblici devono:

1. Eseguire il calcolo con metodologia certificata (preferibilmente con software validato)
2. Documentare tutti i parametri utilizzati per eventuali verifiche ispettive
3. Aggiornare i dati almeno ogni 2 anni o in caso di modifiche significative
4. Integrare i risultati con una valutazione del rischio incendio completa (D.M. 10/03/1998)
5. Consultare un tecnico abilitato (ingegnere antincendio) per attività complesse

Per ulteriori informazioni tecniche, si può fare riferimento alla pubblicazione “Fire Safety Science” della International Association for Fire Safety Science (IAFSS), che dedica ampi studi ai materiali cellulosici.