Gli impianti antincendio a disponibilità superiore

- di Maurizio Antonelli e Massimo Lommano

Una delle novità delle Norme tecniche di prevenzione incendi, DM 03/08/2015 come aggiornato dal DM 18/10/2019, è il concetto di disponibilità superiore di sistemi o impianti di protezione attiva a servizio dell’attività.

Un sistema o impianto a disponibilità superiore, in particolare un impianto di spegnimento automatico dell’incendio, è un elemento di progetto che può ridurre in maniera significativa le richieste di prestazioni della resistenza al fuoco della struttura portante di un edificio.

È quindi importante affrontare con la dovuta attenzione questo aspetto del progetto antincendio, sia per quanto riguarda il progetto degli impianti che quello della struttura portante dell’attività e della sua compartimentazione.

Ai sensi delle Norme tecniche di prevenzione incendi la presenza di un sistema o impianto a disponibilità superiore a servizio di un’attività può ridurre significativamente il numero degli scenari di incendio che devono essere analizzati nella progettazione di una soluzione alternativa (scenari di incendio di progetto), nel caso in cui si riesca a dimostrare che gli scenari relativi all’evento di non funzionamento o di fallimento dell’impianto siano non significativi. Per dimostrare tale caratteristica non bastano però previsioni progettuali generiche, definite al di fuori dell’applicazione dei metodi dell’ingegneria antincendio, ma deve essere condotta l’intera applicazione dell’analisi del rischio prevista da tale metodologia. È bene infatti evidenziare che in una specifica progettazione non tutti i sistemi o impianti progettati per avere maggiore affidabilità saranno a disponibilità superiore, ma solo quelli che renderanno non credibili gli scenari d’incendio di progetto nei quali tali sistemi o impianti non sono funzionanti.

Quindi sistema o impianto a disponibilità superiore e scenari d’incendio di progetto non credibili, nei quali tali sistemi o impianti non sono funzionanti, sono due fattispecie biunivocamente legate: se una delle due non è vera, anche l’altra non lo è.

Alcune recenti pubblicazioni non hanno inquadrato correttamente questo nuovo concetto presente nelle Norme tecniche di prevenzione incendi , in quanto si afferma in maniera semplicistica e senza argomentazioni tecniche e analitiche adeguate “che finalmente può essere considerato un impianto “sempre funzionante” e pertanto non risulta più necessario considerare lo scenario di incendio in sua assenza.

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Smaltimento di Fumo e Calore d’Emergenza: Un Approccio Strategico alla Sicurezza Antincendio

-di Ing. G. Basile, M. Antonelli

La gestione del Fumo e Calore inizia la sua ascesa alla consacrazione con la pubblicazione del Decreto Impianti il D.M. 20/12/2012, prima del riordino con il decreto della protezione attiva, gli evacuatori e il mondo della gestione del fumo non veniva contemplata come Impianto ma come sistema con tutte le conseguenze di un utilizzo non finalizzato alla riduzione dei pericoli d’incendio. Spesso il cupolino in policarbonato veniva additato solo come elemento di propagazione di incendio da parte dei controllori senza una visione fondamentale per l’andamento di un incendio.

Infatti, una delle principali novità del Decreto è la definizione di IMPIANTO per gli EFC.

La vera consacrazione arriva con la Pubblicazione del Codice RTO D.M.3/08/2015 e sue s.m.i. attribuendo allo Smoke Management una intera sezione la S8, una delle più fondamentali per una interazione bilaterale con tantissime altre Sezioni tutte fondamentali dalla Resistenza al Fuoco delle strutture alla gestione dell’esodo degli occupanti, passando dal SGSA al Compartimentazione non tralasciando la sovrappressione.

Pertanto gli EFC passano da “Cenerentola a Principessa” in pochi anni, la valutazione del rischio è imprescindibile da una corretta la tipologia degli occupanti e delle tempistiche della gestione del fumo.

Il corretto smaltimento di fumo e calore in caso di incendio è uno degli aspetti più critici nella progettazione di impianti antincendio, poiché è fondamentale per garantire la sicurezza sia degli occupanti che dei soccorritori. Secondo il Codice di Prevenzione Incendi (D.M. 3 agosto 2015 - questo aspetto, precedentemente trattato in maniera più frammentaria, è stato finalmente definito e inserito tra le misure strategiche antincendio, attraverso il Capitolo S.8), il controllo e la gestione dei fumi e del calore sono necessari per assicurare che le vie di esodo e le operazioni di soccorso non siano ostacolate, migliorando le condizioni di intervento durante un’emergenza. In questo articolo, esploreremo le principali soluzioni proposte dal Codice, le loro caratteristiche, i requisiti di implementazione e i benefici per la sicurezza antincendio. Il controllo del fumo e del calore ha come obiettivo principale l’individuazione dei presidi antincendio necessari per gestire, evacuare o smaltire i prodotti della combustione in caso di incendio.

Ma come si gestiscono questi sistemi? Quali soluzioni devono essere adottate? Scopriamo insieme come la normativa definisce i livelli di prestazione per i sistemi di controllo fumo e calore e come si legano alla valutazione del rischio incendio.

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La Termografia Applicata alla prevenzione Incendi

-di Dr. Luca Maraviglia , Maurizio Antonelli

La termografia applicata all’antincendio è una tecnica avanzata che utilizza la termocamera per rilevare la distribuzione del calore durante un incendio, facilitando l’individuazione di focolai nascosti e la valutazione della sicurezza durante le operazioni di spegnimento

Ecco alcuni degli usi principali della termografia in questo contesto:

1. Individuazione di focolai nascosti: Le termocamere rilevano variazioni di temperatura, rendendo visibili zone di calore che potrebbero essere invisibili ad occhio nudo. Ciò è utile per identificare focolai di incendio che potrebbero persistere anche dopo che le fiamme visibili sono state estinte.
   
   
2. Monitoraggio dell’evoluzione dell’incendio: Durante le operazioni di spegnimento, la termografia aiuta i vigili del fuoco a monitorare costantemente l’evoluzione del calore, evitando il rischio di riaccensioni e fornendo informazioni in tempo reale per ottimizzare le azioni di intervento.
   
   
3. Mappatura delle zone di pericolo: La termografia può essere utilizzata per identificare le aree con temperature elevate, che potrebbero rappresentare un 

   rischio maggiore per la sicurezza dei soccorritori. Questo aiuta a pianificare in modo più sicuro le manovre di spegnimento.

4. Valutazione post-incendio: Dopo un incendio, la termografia può essere impiegata per esaminare i danni strutturali e verificare la presenza di potenziali focolai che potrebbero riaccendersi. Le termocamere permettono di ottenere una visione dettagliata della situazione anche in ambienti difficili da esplorare direttamente.

Prevenzione incendi: In fase preventiva, la termografia viene utilizzata per monitorare impianti industriali e strutture in cui possono verificarsi surriscaldamenti anomali, come cabine elettriche, tubazioni o impianti di riscaldamento, al fine di identificare rischi potenziali di incendio prima che si verifichino.


In sintesi, l’uso della termografia nell’antincendio migliora la rapidità, l’efficacia e la sicurezza delle operazioni di soccorso, riducendo al minimo i rischi per i soccorritori e per la struttura coinvolta.

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Compartimentazione e sistemi di pressurizzazione

-di Ing. Giada Basile

La protezione delle vie di fuga in caso di incendio è un aspetto fondamentale nella progettazione di edifici sicuri. Un elemento chiave di questa protezione è rappresentato dai sistemi di pressurizzazione, che assicurano la sicurezza degli occupanti durante le emergenze. Questi sistemi impediscono l'ingresso di fumo nelle vie di fuga, come corridoi, scale, ascensori e androni, tramite un'accurata gestione della pressione dell'aria, garantendo la visibilità e la sicurezza necessarie per una rapida evacuazione.

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Impianti di Rilevazione e Allarme Incendio (IRAI) e Sistemi di Diffusione Sonora EVAC

-di Ing. Giada Basile, Maurizio Antonelli

ANALISI DELLE CRITICITÀ E CAUSE DI INCENDIO IN IMPIANTI FOTOVOLTAICI: UN APPROFONDIMENTO TECNICO

10 Novembre 2024,

A cura di Ingegnere G. Basile, M. Antonelli

Pro Fire – Formazione Professionale Antincendio

direzione@pro-fire.org

Introduzione

Gli impianti fotovoltaici (FTV) sono una componente fondamentale per la produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile, tuttavia, come ogni tecnologia, presentano rischi di incendio che richiedono un'attenta analisi, soprattutto quando si trovano in fase di emergenza. L’incendio che coinvolge impianti fotovoltaici può presentare peculiarità legate alla presenza di tensioni elevate, materiali e dispositivi elettronici, che possono generare situazioni di pericolo difficili da individuare immediatamente. Il seguente articolo si propone di analizzare le cause più comuni di incendio legate agli impianti fotovoltaici, e le modalità per risalire alla loro origine.

Riferimenti normativi

• Guida VF 1324 del 07/02/2012 e al Regolamento UE 305/2011.

Delineano le linee guida per la progettazione sicura degli impianti fotovoltaici. Individuano soluzioni per garantire la sicurezza contro incendi, la propagazione di fumo e il rischio di elettrocuzione. Si fa presente che in alcuni casi, la valutazione del rischio potrebbe non rientrare tra le competenze del progettista e richiede il coinvolgimento di altri specialisti.

• Guida all’installazione degli impianti fotovoltaici 5158, 2010
• Chiarimenti alla nota prot. DCPREV 1324 del 7/2/2012 "Guida per I ‘installazione degli impianti fotovoltaici - Edizione 2012"
• CEI 82-25: Linee guida per la realizzazione di impianti fotovoltaici connessi alla rete.
• CEI 81-28: Protezione contro i fulmini per impianti fotovoltaici.
• IEC TS 62446-3: Normativa per la manutenzione e la documentazione degli impianti fotovoltaici.
• CEI 64-8: Requisiti di sicurezza per impianti fotovoltaici (Sezione 712).

Struttura e Componenti di un Impianto Fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico è composto principalmente da tre componenti fondamentali (rif. 1):

• le strutture di sostegno,
• i pannelli fotovoltaici (moduli),
• e il gruppo di conversione, noto come inverter.

Questi componenti lavorano insieme per convertire l'energia solare in energia elettrica, che può essere immessa nella rete o utilizzata direttamente.

• Strutture di Sostegno: Le strutture sono progettate per ancorare i pannelli fotovoltaici alla superficie del tetto o al terreno. Possono essere realizzate in vari materiali, tra cui alluminio e legno. A seconda della tecnologia, gli impianti possono presentare bulloni a vista o sistemi più innovativi senza bulloni.

• Pannelli Fotovoltaici: I moduli fotovoltaici sono costituiti da celle semi-conduttrici di silicio (mono o policristallino), che convertono la luce solare in energia elettrica. Le celle sono protette da strati di vetro temperato e materiali come il polimero Tedlar, che garantiscono la protezione meccanica e la resistenza alle intemperie.

• Inverter: Il gruppo di conversione (inverter) è il dispositivo che trasforma la corrente continua (DC) prodotta dai pannelli in corrente alternata (AC) adatta per l’immissione nella rete elettrica. La tensione in ingresso all’inverter varia con il numero di pannelli e stringhe fotovoltaiche collegate, mentre la tensione in uscita per uso domestico è generalmente di 230V a 50Hz.

Cause Comuni di Incendio negli Impianti Fotovoltaici

La causa di incendio negli impianti fotovoltaici può derivare da vari fattori legati sia a difetti nei componenti che a errori durante l’installazione e la manutenzione. Di seguito vengono analizzati i principali fattori che contribuiscono agli incendi:

• Arco Elettrico: Una delle cause più frequenti di incendio in impianti fotovoltaici è l'arco elettrico, che si sviluppa quando vi sono connessioni lente o allentate nei cavi e nelle scatole di giunzione. L’arco elettrico può generare temperature molto elevate, sufficienti a innescare il materiale circostante. L'arco elettrico, a differenza di quello alternato, può persistere per periodi più lunghi, aumentando il rischio di propagazione dell'incendio, anche a distanza di ore dall'inizio del fenomeno.

• Hot-Spot: Il fenomeno degli “hot spot” si verifica quando una parte del pannello fotovoltaico si surriscalda a causa di ombreggiamento, sporcizia o difetti di fabbricazione. Se non protetto adeguatamente, questo surriscaldamento localizzato può danneggiare le celle fotovoltaiche, provocando la rottura del vetro e l'infiltrazione di umidità, creando così un ambiente favorevole alla formazione di corto circuiti e incendi. La presenza di diodi di bypass in ogni stringa di celle fotovoltaiche può aiutare a prevenire tale fenomeno, ma un errato posizionamento o l'assenza di diodi può incrementare significativamente il rischio.

• Ossidazione e Infiltrazioni: La perdita di ermeticità dei pannelli fotovoltaici, dovuta ad un difetto di fabbricazione o a un danneggiamento durante l'installazione, può provocare infiltrazioni di acqua. L’umidità può causare l’ossidazione delle connessioni interne, aumentando il rischio di cortocircuiti. Inoltre, le connessioni lente o danneggiate nei quadri di campo o nelle scatole di giunzione possono favorire l’insorgere di archi elettrici, che, come già descritto, sono tra le principali cause di incendio.

Rif. 1: Il sistema ftv è in pratica un generatore di tensione continua. tale tensione viene trasformata in tensione alternata al fine di potersi interfacciare con la rete del gestore dell'energia. si vedano a tal proposito, lo schema di principio e lo schema elettrico di un impianto ftv di seguito riportati.

• Guasti nei Moduli: I pannelli fotovoltaici, come ogni altro dispositivo elettronico, possono soffrire di guasti legati alla saldatura tra le celle o alla scarsa qualità dei materiali utilizzati. Questi difetti possono causare un malfunzionamento delle celle, generando un arco elettrico o un “hot spot” che porta alla combustione dei materiali circostanti.

• Cavi e rischio di archi elettrici:

  - I cavi dei pannelli fotovoltaici sono esposti a diverse condizioni che possono causare il degrado dell'isolamento (raggi UV, alte temperature, esposizione prolungata al sole, e danni causati da animali).

  - Il deterioramento dell'isolante può causare archi elettrici in corrente continua, che non solo riducono l'efficienza energetica, ma possono anche innescare incendi pericolosi.

• Problemi relativi ai quadri stringa:

   - Il malfunzionamento dei quadri stringa, in particolare quelli posti in posizioni errate (ad esempio sotto le falde del tetto), può causare l'ingresso di acqua, aumentando il rischio di cortocircuiti e incendi. L'acqua all'interno dei quadri stringa è spesso causata da errori di installazione, come il posizionamento errato dei quadri alla fine della falda del tetto.

  - La protezione IP dei quadri stringa deve essere adeguata, e la presenza di acqua può compromettere la loro sicurezza.

   - Le connessioni difettose o non protette adeguatamente possono causare il surriscaldamento, e le correnti iniettate dai pannelli fotovoltaici possono mantenere attivo l'incendio se non viene interrotta l'alimentazione.

Rif. 2. Schema impianto fotovoltaico

• Rischi legati agli inverter: Gli inverter, se non adeguatamente dimensionati per il raffreddamento, possono surriscaldarsi e diventare un punto di innesco per incendi. La situazione può aggravarsi se l'inverter si trova in un locale dove il fuoco può propagarsi ad altre apparecchiature.

Identificazione della Causa di Incendio

La fase di investigazione dopo un incendio che coinvolge un impianto fotovoltaico richiede una serie di accertamenti tecnici mirati a determinare se l'impianto stesso è la causa dell'incendio o se è stato coinvolto come conseguenza di un altro fattore, come un cortocircuito in altre aree dell’edificio.

Le operazioni di indagine devono concentrarsi su alcuni punti critici:

• Connessioni e Scatola di Giunzione: Ispezionare le connessioni a vite per verificare eventuali segni di surriscaldamento o arco elettrico. La presenza di connessioni allentate potrebbe essere una prova cruciale per determinare che l’arco elettrico sia la causa dell’incendio.

• Visita ai Pannelli: Esaminare i pannelli fotovoltaici per rilevare segni di ossidazione o danneggiamenti evidenti nelle saldature tra celle, che potrebbero aver causato il malfunzionamento e l’innesco dell'incendio. La presenza di macchie scure o bruciature sui pannelli è un chiaro indicatore di un problema legato alla connessione interna delle celle.

• Verifica di Infiltrazioni e Umidità: Controllare la presenza di infiltrazioni d’acqua o danni causati da esposizione alle intemperie, che possono compromettere l'ermeticità del pannello e aumentare il rischio di corto circuito e incendio.

Prevenzione e Raccomandazioni

Per ridurre i rischi di incendio associati agli impianti fotovoltaici, è fondamentale adottare alcune misure preventive:

• Manutenzione Periodica: Gli impianti fotovoltaici devono essere oggetto di controlli periodici, che includano la verifica delle connessioni elettriche, la pulizia dei pannelli e il controllo delle condizioni di impermeabilità delle scatole di giunzione. E’ importante ispezionare tutti i componenti dell'impianto fotovoltaico, compresi i cavi, i quadri stringa, gli inverter e le connessioni, per prevenire il rischio di incendio.

• Corretto Posizionamento dei Diodi di Bypass: È essenziale che i diodi di bypass siano correttamente installati e funzionanti, per evitare il rischio di hot spot causati dall'ombreggiamento o dalla sporcizia sui pannelli.

• Formazione del Personale: Gli operatori coinvolti nell'installazione, manutenzione e ispezione degli impianti fotovoltaici devono essere adeguatamente formati sui rischi specifici legati a questi impianti e sulle procedure da seguire in caso di incendio.

• Progettisti: È essenziale che i progettisti e gli installatori fotovoltaici seguano le normative di sicurezza (CEI, IEC, EN) per ridurre i rischi e garantire un funzionamento sicuro degli impianti.

Conclusione

L'incendio di impianti fotovoltaici può derivare da una serie di cause tecniche legate alla qualità dei materiali, all'installazione e alla manutenzione. La comprensione delle cause comuni di incendio e la corretta gestione delle operazioni di indagine sono cruciali per determinare l'origine dell'incidente e migliorare la sicurezza degli impianti fotovoltaici. La prevenzione, attraverso un’attenta manutenzione e un'installazione conforme agli standard, rimane la miglior strategia per ridurre il rischio di incendi.

La responsabilità dei professionisti coinvolti è fondamentale per garantire la sicurezza dell'impianto e degli occupanti degli edifici dove sono installati. L'adozione di protocolli di sicurezza dettagliati, come quelli esemplificati nella scheda di raccolta dati, aiuta a migliorare la gestione del rischio e l'efficacia degli interventi in caso di emergenza.

Chiarimento della nota prot. DCPREV 1324 del 7 febbraio 2012

La nota prot. 1324 del 7/02/2012 si concentra sulle linee guida per l'installazione degli impianti fotovoltaici, in particolare per quanto riguarda la sicurezza antincendio. Si riportano i dettagli tecnici su come gli impianti fotovoltaici devono essere progettati e installati per evitare rischi di propagazione di incendi, nonché sulle modalità di valutazione del rischio e gli adempimenti normativi da seguire per le attività soggette ai controlli di prevenzione incendi.

Ecco una sintesi dei punti principali:

• Guida come Strumento di Indirizzo: La guida non è vincolante ma fornisce soluzioni pratiche per garantire la sicurezza, in linea con il Regolamento (UE) n. 305/2011. Sono possibili altre soluzioni alternative, purché vengano raggiunti gli obiettivi di sicurezza.

• Valutazione del Rischio: L'installazione di un impianto fotovoltaico può comportare un aggravio del rischio incendio. La guida richiede di valutare aspetti come l'interferenza con il sistema di ventilazione, la propagazione dell'incendio, la sicurezza degli operatori e quella degli addetti alle operazioni di soccorso. Se il rischio incendio aumenta, devono essere rispettati gli adempimenti del DPR 151/2011, che possono comprendere la presentazione della SCIA (Segnalazione Certificata di Inizio Attività) o del progetto.

• Requisiti Tecnici: Gli impianti fotovoltaici devono essere installati in modo tale da evitare la propagazione di incendi dal generatore fotovoltaico al fabbricato, per esempio utilizzando strutture e materiali di copertura incombustibili (classe 0 o classe A1). Devono essere rispettate le specifiche per la distanza dagli elementi di compartimentazione antincendio e la presenza di dispositivi di emergenza per la sezionatura del generatore fotovoltaico in caso di incendio. È fondamentale che i moduli fotovoltaici, gli inverter e le altre apparecchiature siano installati secondo le normative relative alla sicurezza antincendio, e che le caratteristiche tecniche di resistenza al fuoco degli impianti siano documentate.

• Impianti Fotovoltaici Esistenti: Gli impianti fotovoltaici già attivi, ma non ancora conformi alla guida, devono essere messi a norma solo per quanto riguarda i dispositivi di emergenza e la segnaletica di sicurezza. Se l’impianto è stato messo in funzione prima dell’entrata in vigore della guida, bisogna rispettare i requisiti previsti dal DPR 151/2011 e assicurarsi che i dispositivi di emergenza siano funzionali.

• Valutazione della Classe di Resistenza al Fuoco: Per quanto riguarda la resistenza al fuoco delle coperture, si fa riferimento alla normativa UNI EN 13501-5:2009, che definisce la classificazione della resistenza degli elementi da costruzione. Per i moduli fotovoltaici, devono essere certificati secondo il DM 10 marzo 2005 in relazione alla loro reazione al fuoco.

• Dispositivi di Sezionamento e Sicurezza: Ogni impianto fotovoltaico deve essere dotato di un dispositivo di emergenza per la sezionatura, in modo che l'impianto possa essere scollegato in caso di emergenza. I dispositivi di sezionamento devono essere facilmente accessibili e chiaramente segnalati, in modo che possano essere utilizzati anche dagli operatori di soccorso.

In conclusione, la guida e la nota forniscono una serie di linee guida dettagliate per garantire che gli impianti fotovoltaici siano sicuri dal punto di vista antincendio, con indicazioni specifiche riguardo alla progettazione, all'installazione e alle procedure di verifica. Gli operatori devono assicurarsi che gli impianti rispettino questi requisiti per evitare rischi di incendio e per garantire la sicurezza sia degli utenti finali che degli operatori di soccorso in caso di emergenza.

Riferimenti:

• Relazione tecnica sugli incendi coinvolgenti impianti fotovoltaici, NUCLEO INVESTIGATIVO ANTINCENDI Capannelle – ROMA;
• Guida Installazione Impianto Fotovoltaico 5158_2010;
• Chiarimenti alla nota prot DCPREV 1324 del7l2l20l2 "Guida per I'installazione degli impianti fotovoltaici - Edizione 2012";
• Impianti fotovoltaici e rischio elettrico, Corso ProFire, Ing. Calogero TURTURICI Comandante VVF Milano.