TRATTAMENTO IGNIFUGO DELLE STRUTTURE IN LEGNO

Il trattamento ignifugo è un insieme di misure volte ad aumentare la resistenza dei materiali in legno all’azione del fuoco, mediante impregnazione o rivestimento con speciali composti chimici che rallentano o impediscono il processo di combustione. I meccanismi d’azione degli ignifughi sono vari e dipendono dalla loro composizione chimica.

Si distinguono diversi gruppi principali:

• Ignifughi salini (intercalanti): Di solito si tratta di miscele di fosfati, solfati, borati di ammonio e altri sali. Se riscaldati, rilasciano gas non combustibili (ad esempio, ammoniaca, ossidi di azoto), che diluiscono i prodotti combustibili della pirolisi del legno e ostacolano l’accesso dell’ossigeno. Inoltre, favoriscono la formazione di uno strato carbonioso denso (char), che funge da isolante termico e impedisce la propagazione della fiamma in profondità nel materiale.
• Rivestimenti intumescenti senza alogeni: Questi rivestimenti, noti come vernici o lacche intumescenti, quando riscaldati formano una struttura multistrato ed espansa, con bassa conduttività termica, che isola efficacemente il legno dalla fonte di fuoco. La loro composizione include spesso donatori di acido (ad esempio, polifosfato di ammonio), donatori di carbonio (ad esempio, pentaeritritolo) e agenti formatori di gas (ad esempio, melammina). Sono soluzioni moderne che rispondono a requisiti rigorosi riguardo all’emissione di sostanze tossiche durante un incendio.
• Ignifughi a base di ossidi metallici: Alcuni ignifughi includono composti che, ad alte temperature, formano pellicole ossidiche protettive o modificano la composizione chimica del legno, riducendo la produzione di sostanze combustibili.

È importante comprendere che gli ignifughi non rendono il legno un materiale incombustibile (classe A1 o A2 secondo l’EN 13501-2), ma lo spostano nella categoria dei materiali difficilmente combustibili (classe B o C) o normalmente combustibili con un notevole rallentamento della propagazione della fiamma (classe D). Ad esempio, il legno non trattato corrisponde generalmente alla classe D o E. Dopo il trattamento, può raggiungere la classe B o C, il che significa una significativa riduzione della velocità di combustione e di propagazione della fiamma. La norma ДБН В.1.1-7:2016 ‘Sicurezza antincendio degli oggetti di costruzione’ definisce i requisiti per i gruppi di combustibilità dei materiali (Г1 – incombustibili, Г2 – difficilmente combustibili, Г3 – normalmente combustibili, Г4 – facilmente infiammabili). Il legno correttamente trattato può corrispondere ai gruppi Г1 o Г2, il che è di importanza critica per la sicurezza delle strutture.

L’efficacia del trattamento ignifugo è confermata da prove di laboratorio, che valutano la velocità di propagazione della fiamma, la perdita di massa del materiale e la formazione di fumo. Per la certificazione in Ucraina si applicano le norme ДСТУ Б В.2.7-19-95, ДСТУ Б В.1.1-13:2009, nonché gli standard europei della serie EN 13501-1 e EN 13501-2.

Il legno lamellare, in particolare della classe di resistenza GL24h, dimostra per natura una resistenza al fuoco superiore rispetto al legno massiccio, grazie alla sua struttura omogenea e alla grande sezione. Sotto l’effetto del fuoco, sulla superficie del legno lamellare si forma uno strato carbonizzato (carbonizzazione), che agisce da isolante, proteggendo le fibre portanti interne da un rapido riscaldamento. La velocità di carbonizzazione per le conifere è di circa 0.6-0.8 mm/min, un valore prevedibile per i calcoli ingegneristici.

Tuttavia, per conformarsi alle normative antincendio attuali e future, come REI 60, REI 90 o persino REI 120 (dove R – capacità portante, E – integrità, I – capacità di isolamento termico per un determinato numero di minuti), la sola carbonizzazione naturale potrebbe non essere sufficiente, specialmente per sezioni ridotte o in caso di requisiti elevati. È proprio qui che il trattamento ignifugo svolge un ruolo critico. L’applicazione di composti ignifughi efficaci aumenta significativamente la resistenza del legno lamellare all’azione esterna della fiamma.

Quando il legno lamellare (GL24h) viene trattato con ignifughi, lo strato protettivo che si forma durante un incendio diventa più denso e stabile. Questo rallenta il processo di carbonizzazione, garantendo minuti aggiuntivi o addirittura decine di minuti per l’evacuazione e la lotta al fuoco. Ad esempio, per raggiungere la classe REI 60, spesso richiesta per le strutture portanti, il trattamento del legno lamellare consente di ridurre la sezione necessaria della struttura rispetto al materiale non trattato. Questo non solo aumenta la sicurezza, ma può anche ottimizzare l’intensità di materiale del progetto. Per requisiti elevati, che vanno oltre REI 60, potrebbe essere necessaria una combinazione di trattamento ignifugo con pannelli antincendio aggiuntivi o soluzioni strutturali speciali.

Durante la progettazione di una casa in legno lamellare, è importante considerare la specificità del trattamento ignifugo già nelle prime fasi, per integrare queste soluzioni nel piano generale di sicurezza antincendio. Maggiori informazioni sulla costruzione con case in legno lamellare sono disponibili sul nostro sito.

I sistemi di travatura del tetto sono tra gli elementi più vulnerabili della struttura in legno durante un incendio. Situati al livello superiore dell’edificio, sono esposti ad alte temperature e alla fiamma che sale verso l’alto, nonché attraverso le aperture di ventilazione e possibili penetrazioni del fuoco esterno. Il crollo del sistema di travatura può portare a un rapido collasso del tetto, che rappresenta una minaccia significativa per le persone all’interno e complica il lavoro dei vigili del fuoco. Pertanto, garantire un’adeguata resistenza al fuoco di queste strutture è assolutamente critico.

Il trattamento ignifugo dei sistemi di travatura garantisce diversi livelli di protezione:

• Rallentamento dell’accensione: Gli ignifughi aumentano significativamente il tempo prima dell’accensione del legno, dando più tempo per l’evacuazione e la risposta all’incendio.
• Riduzione della velocità di propagazione della fiamma: Gli elementi trattati vengono avvolti dal fuoco più lentamente, limitandone la diffusione sul tetto e all’interno dell’edificio.
• Conservazione della capacità portante: La formazione di uno strato carbonioso isolante ritarda il riscaldamento delle parti interne dei puntoni, permettendo loro di conservare più a lungo le proprie proprietà meccaniche e di sopportare i carichi del manto di copertura.

Per i sistemi di travatura è particolarmente importante scegliere ignifughi che garantiscano una penetrazione profonda, poiché il trattamento superficiale può essere compromesso da danni meccanici o dall’esposizione ad agenti atmosferici (se il sistema non è completamente chiuso). I requisiti di resistenza al fuoco delle strutture di copertura possono variare, ma di solito puntano a raggiungere REI 15, REI 30 o classi superiori, a seconda del tipo di edificio e della sua destinazione funzionale. Ad esempio, per gli edifici pubblici questi requisiti possono essere molto più severi.

Oltre al trattamento chimico, è importante considerare anche le soluzioni strutturali. Ad esempio, l’uso di pannelli in cartongesso antincendio o altri materiali incombustibili in combinazione con gli ignifughi può garantire una protezione completa. Durante il montaggio del tetto è estremamente importante rispettare tutte le norme edilizie e i processi tecnologici, per non compromettere lo strato ignifugo. Maggiori dettagli sul montaggio professionale del tetto si trovano nella sezione corrispondente del nostro sito.

In Ucraina, i requisiti per la protezione antincendio delle strutture edilizie, comprese quelle in legno, sono regolati da una serie di norme edilizie statali (ДБН) e standard nazionali (ДСТУ). Il documento principale è la ДБН В.1.1-7:2016 ‘Sicurezza antincendio degli oggetti di costruzione’, che stabilisce i requisiti generali per la resistenza al fuoco delle strutture e dei materiali edilizi, e definisce anche le classi di resistenza al fuoco (REI) e i gruppi di combustibilità (Г1, Г2, Г3, Г4).

Per il trattamento ignifugo delle strutture in legno, gli standard chiave sono i seguenti:

• ДСТУ Б В.2.7-19-95: ‘Materiali da costruzione. Metodo di determinazione dei gruppi di combustibilità’. Questo standard è alla base per determinare a quale gruppo di combustibilità (da Г1 a Г4) appartiene il materiale dopo il trattamento ignifugo.
• ДСТУ Б В.1.1-13:2009: ‘Sicurezza antincendio. Attraversamenti per cavi. Metodo di prova per la resistenza al fuoco’. Sebbene riguardi gli attraversamenti per cavi, la sua metodologia può essere adattata per valutare la resistenza al fuoco di singoli elementi o nodi.
• ДБН В.2.6-31:2021: ‘Isolamento termico degli edifici’. Sebbene questo standard non riguardi direttamente la protezione antincendio, stabilisce i requisiti per le caratteristiche termotecniche, che possono influire sul comportamento delle strutture durante un incendio, in particolare sulla capacità di isolamento termico (I).

Gli standard europei, come EN 13501-1 e EN 13501-2, sono spesso applicati in Ucraina per la certificazione di materiali importati o nei casi in cui il progetto sia orientato alle norme europee. L’EN 13501-2 definisce le classi di resistenza al fuoco R (capacità portante), E (integrità) e I (capacità di isolamento termico) in minuti, il che consente agli ingegneri di calcolare con precisione il tempo di resistenza al fuoco necessario della struttura. Ad esempio, se la ДБН richiede per una determinata struttura il gruppo di combustibilità Г2, un certificato di conformità alla classe B o C secondo l’EN 13501-1 può essere accettabile, a condizione che anche gli altri parametri (ad esempio, la formazione di fumo) soddisfino i requisiti.

Nella scelta dei materiali e dei sistemi di protezione ignifuga, è necessario verificare la presenza dei relativi certificati di conformità ucraini, dei pareri igienici e dei protocolli di prova, che confermano le caratteristiche di protezione antincendio e di sicurezza per la salute umana dichiarate dal produttore. È importante anche considerare le raccomandazioni del produttore riguardo all’applicazione, alla compatibilità con altri rivestimenti e alla durata dello strato ignifugo.

Un’esecuzione errata del trattamento ignifugo può vanificare completamente tutti gli sforzi per aumentare la sicurezza antincendio delle strutture in legno. Comprendere ed evitare gli errori tipici è di importanza critica per garantire l’efficacia della protezione antincendio.

1. Concentrazione o quantità insufficiente del composto applicato:

• Errore: Applicazione di una soluzione a concentrazione ridotta o di una quantità di materiale (g/m²) inferiore a quella raccomandata dal produttore e dalle normative.
• Conseguenze: Mancato raggiungimento del gruppo di combustibilità o della classe di resistenza al fuoco necessaria.
• Come evitarlo: Rigoroso rispetto delle istruzioni del produttore. Controllare sempre il consumo del materiale, utilizzando pesature di controllo o il calcolo delle superfici trattate. Se necessario, applicare più strati con essiccazione intermedia.

2. Preparazione errata della superficie:

• Errore: Applicazione dell’ignifugo su una superficie sporca, polverosa, umida o verniciata.
• Conseguenze: Peggioramento dell’adesione e della penetrazione del composto nel legno, rivestimento irregolare.
• Come evitarlo: Pulizia accurata della superficie da sporco, polvere, macchie di grasso. Assicurarsi che l’umidità del legno sia conforme ai requisiti del produttore dell’ignifugo (di solito non superiore al 15-20%). I vecchi rivestimenti (vernici, lacche) devono essere rimossi.

3. Ignorare il regime di temperatura e umidità durante l’applicazione e l’essiccazione:

• Errore: Trattamento a basse temperature, elevata umidità dell’aria o sotto la luce solare diretta.
• Conseguenze: Scarsa essiccazione, cristallizzazione dei composti salini sulla superficie, riduzione dell’efficacia.
• Come evitarlo: Rispetto degli intervalli di temperatura raccomandati (di solito da +5°C a +30°C) e del livello di umidità dell’aria. Garantire una ventilazione sufficiente per un’essiccazione di qualità.

4. Incompatibilità dell’ignifugo con altri rivestimenti:

• Errore: Applicazione di un ignifugo non compatibile con vernici decorative, lacche o altre impregnazioni protettive.
• Conseguenze: Distacco dei rivestimenti, perdita delle proprietà protettive, difetti estetici.
• Come evitarlo: Verificare sempre la compatibilità dei materiali. Molti produttori di ignifughi offrono soluzioni complete o indicano i rivestimenti finali compatibili.

5. Assenza di controllo qualità e documentazione:

• Errore: Assenza di verbali di lavori nascosti, protocolli di prova, documentazione fotografica del processo.
• Conseguenze: Impossibilità di confermare la conformità della protezione antincendio alle norme, problemi al momento della messa in esercizio dell’oggetto.
• Come evitarlo: Tenere una documentazione dettagliata di ogni fase dei lavori, incluso il nome e il lotto dell’ignifugo, le date di trattamento, le condizioni di temperatura, i nomi degli esecutori. Effettuare prove di laboratorio su campioni di legno dopo il trattamento.

Questi e altri errori edilizi comuni possono costare molto caro, quindi un approccio professionale è vitale.

Un’applicazione di qualità dei composti ignifughi è la garanzia della loro efficacia. Il processo richiede un rigoroso rispetto della tecnologia e un controllo in tutte le fasi. Esaminiamo i principali metodi di applicazione e gli aspetti chiave del controllo qualità.

Metodi di applicazione:

• Spruzzatura: Il metodo più diffuso per il trattamento di grandi superfici e strutture già montate. Si utilizzano spruzzatori pneumatici o airless. È importante garantire un rivestimento uniforme senza omissioni né colature. Spesso richiede l’applicazione di 2-3 strati per raggiungere il consumo di materiale necessario.
• Applicazione a pennello o rullo: Utilizzata per superfici più piccole, luoghi difficili da raggiungere o quando è necessaria una penetrazione più profonda grazie alla frizione del composto. Questo metodo è generalmente più lento, ma garantisce un’elevata precisione.
• Immersione (impregnazione): Il metodo più efficace per ottenere un’impregnazione profonda del legno. Si effettua immergendo gli elementi in una vasca con l’ignifugo per un certo tempo, che dipende dal tipo di legno, dalla sua umidità e dai requisiti di profondità di impregnazione. Questo metodo viene utilizzato principalmente per il trattamento del legname in fabbrica prima del montaggio. La profondità di impregnazione può raggiungere 5-10 mm e oltre, garantendo una protezione duratura e affidabile.

Controllo qualità:

La qualità del trattamento ignifugo viene controllata secondo diversi parametri, per garantire la conformità alle caratteristiche dichiarate e ai requisiti normativi:

• Consumo di materiale: È uno degli indicatori più importanti. Il consumo si misura in grammi per metro quadrato (g/m²) o litri per metro quadrato (l/m²) e deve rigorosamente rispettare la norma indicata dal produttore e nella documentazione tecnica per raggiungere un determinato gruppo di combustibilità (ad esempio, 400-600 g/m² per Г2). Un consumo insufficiente è la causa più comune di inefficacia.
• Profondità di penetrazione: Particolarmente rilevante per i composti impregnanti. Si determina prelevando carote o campioni dal legno trattato e analizzandoli. Visivamente si può valutare la profondità di penetrazione con soluzioni indicatrici (ad esempio, una soluzione di nitrato d’argento per gli ignifughi salini).
• Ispezione visiva: Verifica dell’uniformità del rivestimento, assenza di zone non trattate, colature, macchie. La superficie deve essere pulita, senza segni di distacco.
• Determinazione del gruppo di combustibilità: Dopo il completamento del trattamento e dell’essiccazione, i campioni di legno trattato vengono inviati a un laboratorio accreditato per effettuare le prove secondo la ДСТУ Б В.2.7-19-95. Questa è la fase finale e più importante del controllo, che conferma il raggiungimento del livello di protezione antincendio necessario.

L’esecuzione di controlli regolari e la tenuta della documentazione su tutte le fasi del trattamento sono obbligatorie per garantire la trasparenza e la conformità del progetto.

La durabilità del trattamento ignifugo è un fattore importante da considerare nella fase di progettazione e di esercizio dell’edificio. La durata di vita dei rivestimenti ignifughi dipende da diversi fattori chiave:

• Tipo di ignifugo: Alcuni composti, specialmente quelli destinati all’uso interno, possono avere una minore resistenza al dilavamento dall’acqua o all’invecchiamento atmosferico. Le vernici intumescenti senza alogeni hanno di solito una durata di vita maggiore, se non sono soggette a danni meccanici.
• Condizioni di esercizio: Gli elementi in legno situati all’aperto o in condizioni di umidità elevata richiedono ignifughi più resistenti al dilavamento o un rivestimento protettivo aggiuntivo (ad esempio, lacche o vernici resistenti all’umidità). Gli elementi che operano in ambienti chiusi e asciutti conservano le proprie proprietà molto più a lungo. Anche le radiazioni ultraviolette possono deteriorare alcuni tipi di rivestimenti.
• Qualità dell’applicazione: Un’impregnazione o un rivestimento insufficienti, come discusso in precedenza, portano a una rapida perdita di efficacia.

Durata di efficacia prevista:

• Per la maggior parte degli ignifughi salini, applicati per spruzzatura o a pennello, in condizioni asciutte la durata di efficacia può essere di 5-10 anni.
• Con un’impregnazione profonda o l’uso di rivestimenti intumescenti di alta qualità, la durata di vita può raggiungere 15-25 anni, e a volte anche di più, se le condizioni di esercizio sono ottimali e non ci sono danni meccanici.

Manutenzione e ritrattamento:

Per garantire una sicurezza antincendio continua, è necessario effettuare regolarmente un’ispezione visiva delle strutture in legno che hanno subito il trattamento ignifugo, specialmente nei punti dove sono possibili danni meccanici, esposizione all’umidità o intensa radiazione solare. In caso di rilevamento di danni al rivestimento, segni di dilavamento o cambiamento di colore (che può indicare una perdita di efficacia), è necessario effettuare un ritrattamento.

L’intervallo raccomandato per il ritrattamento è stabilito dal produttore dell’ignifugo e può variare da 5 a 15 anni. Prima di una nuova applicazione, la superficie deve essere pulita e, se necessario, preparata in modo analogo al trattamento iniziale. In alcuni casi potrebbe essere necessario effettuare prove di laboratorio sui campioni per una valutazione oggettiva dell’efficacia residua del vecchio strato ignifugo. I sistemi tecnologici integrati della casa devono sempre includere un monitoraggio regolare della sicurezza antincendio.

L’efficacia del trattamento ignifugo dipende in gran parte dalla sua integrazione nella documentazione progettuale sin dalle prime fasi, nonché dall’uso di strumenti moderni come il BIM (Building Information Modeling). Questo consente non solo di considerare tutti gli aspetti della protezione antincendio, ma anche di ottimizzare i processi di costruzione e di successivo esercizio.

1. Documentazione progettuale:

Nella documentazione progettuale, la sezione relativa alla sicurezza antincendio (SA) deve contenere una descrizione dettagliata di tutte le misure di protezione antincendio. Questo include:

• Scelta del tipo di ignifugo: Indicazione del prodotto specifico (con riferimento ai certificati di conformità, ai gruppi di combustibilità, alle classi di resistenza al fuoco).
• Metodo e tecnologia di applicazione: Istruzioni sul metodo di trattamento (spruzzatura, immersione), il numero di strati, le norme di consumo (g/m² o l/m²).
• Volumi di lavoro: Elenco dettagliato di tutte le strutture in legno (legno lamellare GL24h, sistemi di travatura, travi di solaio, ecc.) soggette a trattamento, con indicazione della loro superficie.
• Controllo qualità: Descrizione delle procedure di controllo qualità, incluse l’ispezione visiva, il controllo del consumo, i requisiti per le prove di laboratorio.
• Condizioni di esercizio e manutenzione: Raccomandazioni per la cura delle superfici trattate e il programma di ritrattamento.

2. Modellazione BIM:

L’integrazione dei dati sul trattamento ignifugo nel modello BIM dell’edificio apre nuove possibilità:

• Visualizzazione e differenziazione cromatica: Possibilità di contrassegnare gli elementi trattati nel modello, facilitando il controllo visivo e la pianificazione.
• Calcolo automatizzato dei volumi: Il modello BIM può calcolare automaticamente le superfici da trattare, consentendo di determinare con precisione la quantità di ignifugo necessaria e di redigere il preventivo.
• Gestione delle informazioni sui materiali: Ogni elemento del modello può contenere informazioni sul tipo di ignifugo, la data del trattamento, la durata di vita, i requisiti per il ritrattamento. Questo è prezioso per il successivo esercizio e la manutenzione dell’edificio.
• Coordinamento tra le sezioni: Il BIM consente di evitare conflitti tra le diverse sezioni ingegneristiche, ad esempio garantendo la compatibilità del rivestimento ignifugo con gli elementi della tecnologia GL24h, l’isolamento termico o altri materiali di finitura.
• Simulazioni di incendio: Alcune piattaforme BIM consentono di effettuare simulazioni di incendio, tenendo conto delle caratteristiche di resistenza al fuoco dei materiali trattati, il che aiuta a ottimizzare le soluzioni progettuali e i percorsi di evacuazione.

Un approccio integrato garantisce un controllo completo sulla sicurezza antincendio dall’idea del progetto alla sua realizzazione e all’esercizio a lungo termine.