Come proteggere dal fuoco le strutture in legno

Il legno è un materiale duro e resistente, che da sempre viene impiegato nelle costruzioni con finalità più disparate: strutturali, decorative, rivestimento, arredamento ed altro ancora.

Di origine organica vegetale, il legno è costituito principalmente da cellulosa e lignina, sostanze caratterizzate da un alto contenuto di carbonio, una delle componenti essenziali, unitamente all’idrogeno, del processo di combustione.
Per sua natura, l’utilizzo del legno in edilizia – a differenza di altri materiali quali l’acciaio o il calcestruzzo – pone quindi un problema di combustibilità, ovvero della capacità del materiale di ardere e bruciare fino alla sua totale combustione, fenomeno che può altresì contribuire allo sviluppo ed alla propagazione di un incendio.

Quando il legno viene a contatto con una sorgente di calore, la combustione si determina inizialmente sulla sua superficie esterna; successivamente prosegue interessando via via le parti più interne, andando in profondità fino alla totale combustione dell’intera massa legnosa coinvolta.

Durante tale processo – la cui durata dipende principalmente dalla sezione del materiale – la combustione crea uno strato carbonioso che, insieme all’alto potere isolante del legno, funge da protezione per la parte interna e non ancora aggredita, che di fatto mantiene inalterate tutte le sue caratteristiche meccaniche, fino a quando non verrà a sua volta aggredita dal fuoco.
A differenza di altri materiali da costruzione, il legno riesce quindi a difendersi da solo dall’azione di un incendio, ma in condizioni normali di ventilazione, si accende superficialmente nell’intervallo di temperatura compreso fra 260°C e 280°C.

Quando si parla del legno sottoposto all’azione del fuoco, bisogna quindi considerare due aspetti, correlati il primo con la fase d’incendio ed il secondo con la fase di innesco, ovvero: la sua
capacità intrinseca di resistere al calore – resistenza al fuoco (R) – e al contempo la sua prerogativa di propagare l’incendio – reazione al fuoco.

Resistenza al fuoco e velocità di carbonizzazione del legno

La velocità con cui il legno si carbonizza e perde la sua resistenza meccanica è detta velocità di carbonizzazione.
Negli eurocodici vengono definite e normate le velocità di carbonizzazione delle diverse specie legnose: il legno di abete, ad esempio, ha una velocità pari a 0,8 mm/min, per l’abete lamellare la velocità si riduce a 0,7 mm/min.
Tale valore sta a significare che nel caso di una copertura in legno in abete lamellare, dopo un’ora di esposizione all’incendio, la sezione di una trave si ridurrà di 42 mm (0,7mm/min x 60min) su ogni lato esposto al fuoco.
Se la capacità portante della sezione residua sarà ancora sufficiente a sopportare i carichi strutturali, la struttura lignea risulterà certificata nella classe di resistenza al fuoco R 60.

Reazione al fuoco del legno: la sua classificazione

Per reazione al fuoco si intende il grado di partecipazione di un materiale combustibile al fuoco al quale è sottoposto.
Tale fenomeno è influenzato da diversi fattori: propagazione della fiamma (velocità con la quale il fronte di fiamma si espande), infiammabilità (attitudine di una sostanza a mantenere da sola la
combustione) sviluppo di calore (quantità di calore prodotto in un determinato tempo), gocciolamento (rilascio di gocce di sostanze incandescenti durante e dopo l’esposizione a fiamma e/o calore), produzione di fumi e gas tossici.
I parametri che determinano la classe di reazione al fuoco sono valutati con prove di laboratorio eseguite in conformità a norme che definiscono il modello di fuoco, l’apparecchiatura, le procedure, le modalità di esecuzione delle prove e la loro ripetitività.

Normative italiane ed europee per gli elementi in legno

Per i prodotti e gli elementi da costruzione in legno – pavimento esclusi – la norma europea che regolamenta la classificazione di reazione al fuoco è la UNI EN 13501-1, mentre la classe di reazione al fuoco è stabilità dalla norma EN 13823:2002 secondo il test denominato S.B.I. Single Burning Item.
Nel caso di pavimentazioni si fa invece riferimento alla norma EN ISO 9239-1:2002 con la prova del pannello radiante Burning behaviour of floorings, using a radiant heat source. In questo caso i materiali vengono classificati secondo le Euroclassi A1, A2, B,…, F. I materiali classificati A1 sono incombustibili e quelli certificati A2, B, C, D, E, F bruciano in ordine crescente. La classificazione europea prevede anche la verifica dei fumi, del gocciolamento e di altri parametri, che vengono inseriti nella definizione della classe di reazione al fuoco con specifiche abbreviazioni, ad esempio: B-s1,d0, dove s sta per smoke (fumo) e d per drops (gocce). La classificazione aggiuntiva per s (fumo) va da 1 a 3 e per d (gocce) va da 0 a 2.
Anche in presenza di una classificazione europea, in Italia è tuttora necessaria l’omologazione nazionale, da parte del Ministero degli Iterni, come previsto dal D.M. 6 marzo 92. I prodotti vernicianti così testati – che il decreto suddivide in base al loro impiego a parete, soffitto, pavimento o sviluppo lineare – risultano efficaci purché siano rispettati i vincoli di applicazione previsti dalla norma UNI 9796.

Solo per i materiali da costruzione per i quali esiste una norma di prodotto europea, quindi con l’obbligo di marcatura CE (elementi da costruzione incorporati stabilmente in un edificio), non è obbligatorio riferirsi all’omologazione nazionale.
Una comparazione precisa tra le classi italiane ed europee non è possibile, poiché i metodi e i criteri di valutazione sono completamente diversi. Il D.M. 15 marzo 2005 fornisce tre tabelle – per impiego a pavimento, parete e soffitto – che comparano le classi italiane con quelle europee, al fine di poter garantire l’interscambio comunitario di materiali certificati secondo differenti normative locali.

La protezione dal fuoco di strutture in legno

In fase di progettazione, il sovradimensionamento della struttura in legno è sicuramente la soluzione più semplice e preferibile dal punto di vista architettonico – in quanto non prevede l’aggiunta di sistemi protettivi – ma non sempre è applicabile per limiti dello spazio a disposizione o per l’impossibilità di reperire travi sopra certe dimensioni per strutture in legno massiccio.
Qualora la sezione residua di una struttura in legno sottoposta agli effetti del fuoco non fosse sufficiente a garantire la resistenza meccanica necessaria, per ottenere i valori di resistenza R richiesti, si potrà agire con differenti soluzioni: integrare la struttura con pannelli di legno sacrificale o utilizzare rivestimenti reattivi protettivi.
Nei casi in cui il sovradimensionamento non risulta applicabile – ristrutturazioni, cambio destinazione d’uso, ecc. – le vernici ignifughe/reattive sono l’unico mezzo in grado di offrire la necessaria protezione e nel contempo rappresentano la soluzione ideale per preservare la bellezza architettonica del legno a vista, poiché si applicano e si presentano in opera come normali vernici, anche trasparenti e non alterano l’aspetto e la geometria a degli elementi su cui vengono applicate.
Amotherm Wood è la linea di vernici ignifughe/reattive, frutto delle attività di ricerca e dell’esperienza Amonn, testate secondo la norma europea UNI ENV 13381-7:2002 “Metodi di prova per la determinazione del contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali – Protezione applicata ad elementi di legno”. I rapporti di valutazione (assessment) delle vernici Amotherm Wood
definiscono la riduzione della velocità di carbonizzazione in funzione della quantità di vernice applicata .
“Amonn Ingegneria & Assistenza”, offre un qualificato supporto a progettisti, professionisti abilitati e applicatori, per il calcolo dei consumi e l’utilizzo delle vernici ignifughe/reattive al fine di ottenere i valori di resistenza al fuoco R necessari.

La protezione dal fuoco di elementi in legno

L’ampia gamma di prodotti Amotherm Wood di Amonn è in grado di proteggere dal fuoco – aumentandone la reazione al fuoco – elementi in legno quali pavimenti, pareti, rivestimenti, soffitti ed arredi interni. Tutte le vernici reattive a marchio Amotherm Wood, sono state sottoposte ai severi test previsti dalle normative europee e nazionali che ne hanno classificato in maniera univoca le prestazioni e la loro efficacia.
I prodotti Amotherm Wood, si applicano e si presentano in opera come normali vernici anche trasparenti e sono l’unica soluzione in grado di preservare la naturale bellezza del legno a vista, poiché non alterano l’aspetto e la geometria a degli elementi su cui vengono applicate.
Per aumentare la classe di reazione al fuoco degli elementi in legno, i sistemi protettivi Amotherm Wood agiscono con due modalità diverse:
• mediante una schiuma protettiva che isola il legno dalla fonte di calore/fiamma, di fatto eliminando il contatto con la materia combustibile (intumescente);
• mediante sostanze che inibiscono l’apporto di ossigeno alla fiamma (ignifugo).

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