IL LEGNO E LA RESISTENZA AL FUOCO
Il legno si sta dimostrando sempre di più un ottimo materiale da costruzione tanto che negli ultimi anni il suo utilizzo si è ampiamente diffuso. Una delle caratteristiche più apprezzate di questo materiale è senz’altro la sua capacità di resistere ai carichi di incendio, ovvero al fuoco.
Bisogna quindi sfatare la credenza che un edificio in legno sia il più pericoloso in caso di incendio. Non solo è falso, ma è addirittura vero il contrario: edifici interamente in legno, tanto in lamellare quanto in massello, garantiscono REI (classe di resistenza meccanica al fuoco espressa in minuti) pari o addirittura superiori alle strutture in muratura o peggio in calcestruzzo armato.
Entrando più nel dettaglio, bisogna specificare che non è propriamente il legno che brucia, ma i vapori di legno nella giusta concentrazione con l’ossigeno contenuto nell’aria; inoltre prima di bruciare, il legno deve perdere completamente l’acqua in esso contenuta sotto forma di umidità.
Il legno richiede in realtà un tempo molto lungo per bruciare in modo significativo oltre la superficie e ciò si deve al fenomeno della carbonatazione del legno: sottoposto a fiamma diretta il legno inizia a bruciare, ma raggiunti i 240°C ha inizio un processo di carbonizzazione dello strato più esterno che così facendo protegge come uno scudo la parte più interna, impedendo quindi alla sezione resistente di ridursi se non in tempi molto lunghi.
Se si osserva la sezione di un tronco dopo che è stato sottoposto ad un carico di incendio si possono individuare 3 strati:
- una zona carbonizzata che è la parte più esterna direttamente investita dal calore che corrisponde allo stato di legno ormai completamente interessato dal processo di combustione;
- una zona alterata che è un tratto intermedio di qualche millimetro di spessore che rappresenta il fronte di avanzamento del processo di combustione (temperatura a 300° C);
- una zona inalterata che è lo strato più interno della sezione non ancora interessata da fenomeni di degradazione termica (temperatura fino a circa 100° C).
PERCHÉ IL LEGNO RESISTE AL FUOCO?
Questo è possibile perché il legno possiede per sua natura caratteristiche fisico–meccaniche che comportano vantaggi unici in termini di sicurezza:
- ridotta dilatazione termica, grazie alla quale gli elementi strutturali lignei si deformano molto poco se esposti al fuoco e le connessioni tra le diverse membrature restano stabili;
- zero emissioni nocive; il legno non trattato con impregnanti chimici non sviluppa esalazioni tossiche durante la combustione;
- bassa conducibilità termica, per cui il legno funge da protezione ai connettori metallici e agli impianti inseriti nelle murature lignee.
Proprio grazie al fatto di essere un pessimo conduttore di calore, il legno risulta inoltre un eccellente isolante naturale e fornisce condizioni di microclima ambientale regolari e stabili. Questo perché la temperatura superficiale delle pareti appena inferiore a quella del locale garantisce una naturale regolazione termo–igrometrica dell’ambiente, dunque un’aria più sana, e per di più con pochissima dispersione di calore (non è un caso se la maggior parte delle case ecosostenibili sono in legno). Alla sicurezza antincendio si sommano quindi un livello di comfort, benessere e risparmio energetico (e dunque economico) impareggiabili.
RESISTENZA E REAZIONE AL FUOCO
La resistenza e la reazione al fuoco sono due aspetti molto diversi della sicurezza al fuoco, si ritiene utile richiamarne le definizioni.
Resistenza al fuoco
(D.M.Int. 09/03/2007)
“la capacità portante in caso di incendio, per una struttura, per una parte di struttura o per un elemento strutturale nonché la capacità di compartimentazione rispetto all’incendio per gli elementi di separazione sia strutturali, come muri e solai, che non strutturali, come porte e tramezzi”:
R stabilità: attitudine di un elemento da costruzione a conservare la resistenza meccanica
sotto l’azione del fuoco;
E tenuta: attitudine di un elemento da costruzione a non lasciar passare né produrre – se
sottoposto all’azione del fuoco su un lato – fiamme, vapori o gas caldi sul lato non esposto;
I isolamento termico: attitudine di un elemento da costruzione a ridurre, entro un dato limite, la trasmissione del calore.
Alle strutture a sviluppo lineare (travi e pilastri) generalmente è richiesto il solo requisito R; alle strutture a sviluppo superficiale (solai e pareti), quando queste delimitano un compartimento, sono richiesti anche i requisiti E ed I.
La resistenza al fuoco è una proprietà della struttura e non del materiale che la compone, dipende dalla geometria, dai carichi agenti e dalle condizioni di esposizione; pertanto è una caratteristica che va valutata caso per caso con opportuni procedimenti di seguito esposti.
Reazione al fuoco
La reazione al fuoco è 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 e 5 con l’aumentare della loro partecipazione alla combustione1; quelli di classe 0 sono non combustibili, come l’acciaio ed il calcestruzzo. Il legno ed i prodotti a base di legno hanno reazione al fuoco 3 o 4.
Le specifiche normative che regolano ciascuna attività fissano la classe massima di reazione al fuoco dei rivestimenti in funzione dell’uso dei locali e della posizione, ad esempio il DM 26/08/1992 “Norme di prevenzione incendi per l’edilizia scolastica” prescrive che nei passaggi quali atri, corridoi e scale è consentito il rivestimento in classe 1 in ragione del 50% della superficie totale (pareti + soffitto + pavimento), la restante superficie dei rivestimenti deve essere di classe 0.
Il grado di reazione al fuoco è una proprietà del materiale che dipende dalla sua stessa natura e dal trattamento superficiale.
DETERMINARE LA RESISTENZA AL FUOCO DEL LEGNO
Per determinare, conseguentemente, il requisito della resistenza al fuoco si possono seguire fondamentalmente due tipi di approcci, uno prescrittivo basato sulle normative antincendio studiate in relazione alle differenti possibili utilizzazioni, ed uno prestazionale basato sull’applicazione di modelli di calcolo decisamente complessi. Chiariti questi aspetti legislativi, il passaggio dall’aspetto normativo a quello applicativo è immediato. Negli ultimi anni, fortificato anche dal notevole progresso tecnico-tecnologico raggiunto e sostenuto nei suoi crescenti usi da una consapevolezza ambientale maggiore, il legno lamellare ha avuto un grande successo. Il legno lamellare è un materiale composito, costituito essenzialmente da legno naturale, che attraverso un procedimento tecnologico di giunzione e incollaggio a pressione riduce i difetti propri del legno massiccio, garantendo una buona capacità resistente, leggerezza e ottime prestazioni termo-acustiche. Le proprietà del legno, precedentemente descritte, sono ulteriormente enfatizzate in quello lamellare che, infatti, presentando sezioni trasversali di non ridotte dimensioni, fornisce elevate garanzie in caso di incendio, ma anche in caso di sisma.
Dunque il collasso delle strutture in legno per incendi è una probabilità davvero remota, poiché può avvenire solo per la progressiva riduzione della sezione, non per il decadimento delle caratteristiche meccaniche o per i cedimenti vincolari dovuti alla deformazione delle strutture come invece avviene nel caso di acciaio e calcestruzzo.
LEGNO LAMELLARE
Il legno lamellare è un materiale composito, costituito essenzialmente da legno naturale, che attraverso un procedimento tecnologico di giunzione e incollaggio a pressione riduce i difetti propri del legno massiccio, garantendo una buona capacità resistente, leggerezza e ottime prestazioni termo-acustiche. Nel legno lamellare le proprietà precedentemente descritte, sono ulteriormente enfatizzate in quanto presentando sezioni trasversali di non ridotte dimensioni, fornisce elevate garanzie in caso di incendio, ma anche in caso di sisma. È per questo che l’azienda Pagano nelle sue costruzioni usa proprio il legno lamellare, per garantire la massima sicurezza e durabilità nel tempo delle loro case in legno.
“Il fatto che un’opinione sia ampiamente condivisa, non è affatto una prova che non sia completamente assurda.” (Bertrand Russell)