Door Fan Test

IL DOOR FAN TEST e l’analisi di integrità dei locali

Il fattore determinante per un rapido e definitivo spegnimento dell’incendio in un’area protetta da un impianto di spegnimento a saturazione è quello della permanenza del gas estinguente nell’area stessa.Il test per l’integrità del locale (Door Fan Integrity Test) ed il mantenimento della concentrazione dell’estinguente è richiesto dalla norma NFPA 2001 e dalla UNI 15004 e dalla norma UNI 10877 che lo definisce indispensabile per la verifica dei locali nei quali vengono installati gli impianti a saturazione totale; difatti una tenuta non adeguata potrebbe compromettere il corretto funzionamento dell’impianto di spegnimento. Mentre la norma UNI ISO 14520 : nell’appendice e stabilisce:

1) La tenuta minima di un locale deve essere non inferiore ai 10 minuti con una concentrazione del gas estinguente pari all’85% di quella di progetto al 10% 50% 90% dell’altezza del locale

2) L’appendice E è DI TIPO NORMATIVO e quindi l’esecuzione del Door Fan Test o della verifica della concentrazione con una scarica di prova è obbligatorio.

La norma UNI 10877 e la norma ISO 14520 obbliga sia in fase di installazione di un nuovo impianto che, in determinati casi, in fase di manutenzione, il controllo dell’integrità del locale (Volume protetto) per identificare e di conseguenza sigillare qualunque eventuale perdita d’aria significativa che potrebbe portare all’incapacità del volume di mantenere il livello specificato di concentrazione della sostanza estinguente per il periodo di permanenza dei 10 minuti richiesta dalla norma.
L’estinzione del fuoco in un ambiente protetto da impianto a saturazione totale avviene al raggiungimento di una specifica concentrazione di estinguente nell’aria. Per garantire l’integrità del locale bisogna che vengano rispettate le seguenti condizioni:

1) Il locale protetto deve garantire un tempo di ritenzione del gas di almeno 10 minuti

2) Il gas estinguente necessario all’estinzione dell’incendio deve essere correttamente dimensionato al volume del locale protetto

3) Localizzare le eventuali aperture per l’eliminazione delle perdite.

Il Door Fan Integrity Test calcola la concentrazione e il tempo in cui il gas rimane ad un livello sufficiente per garantire l’estinzione del locale protetto.

Viene alloggiato provvisoriamente nell’apertura di accesso del locale il ventilatore collegato ad un barometro e ad un computer. Durante il test si effettuano una serie di misurazione della pressione e del flusso di aria da cui si riescono a determinare le perdite del volume protetto.
Le perdite si verificano nelle condizioni peggiori, cioè quando metà della superficie reale di perdita si trova all’altezza massima del volume protetto e che rappresenta la perdita d’aria verso l’interno; mentre l’altra metà della superficie di perdita equivalente totale che si trova nel punto più basso del volume protetto (la zona di perdita inferiore), determina la perdita di sostanza estinguente/aria verso l’esterno.
Eventuali perdite nel volume protetto possono essere ricercate con fumogeni (se permesso), con termo anemometri a filo caldo, oppure con una macchina termografica.

Alla luce di quanto illustrato, resta legittimo interrogarsi in merito all’invariabilità nel tempo delle caratteristiche di integrità di un locale protetto da impianto antincendio a saturazione totale.

Una risposta può essere dedotta dalla norma UNI 11280 relativa al controllo iniziale e manutenzione dei sistemi di estinzione incendi ad estinguenti gassosi.

Nel documento, con riferimento all’elenco delle procedure previsto per il controllo periodico (almeno semestrale) di legge quanto segue: nel caso in cui siano disponibili i rapporti di prova dell’integrità del locale e la dichiarazione del responsabile dell’impianto che nulla è stato variato dalla data del suddetto rapporto, non è richiesta la ripetizione della prova con ventilatore sulla porta.

In caso contrario, ai fini della verifica dell’integrità sul locale, deve essere effettuata la prova con ventilatore sulla porta come specificato dall’appendice E della UNI EN 15004:2008.

Laddove le prova di integrità riveli che il locale non sia in grado di contenere l’agente estinguente per il necessario tempo di permanenza, si devono attuare immediate azioni correttive ed eventuale nuova progettazione-adeguamento dell’impianto.

Qualora venissero rilevate discrepanze rispetto ai dati iniziali di progetto, è necessario adottare azioni correttive.

Tali azioni possono essere mirate, a seconda dei casi, al miglioramento della tenuta del locale nel caso in cui i tempi di permanenza previsti scendano al di sotto del valore minimo raccomandato, oppure ad un adeguamento del sistema tramite l’adozione di serrande di sovrapressione opportunamente dimensionate.

La necessità di installare le serrande di sovrapressione

La necessità di installare le serrande di sovrapressione, in particolare negli impianti antincendio a gas, è determinata dall’esito del Door Fan Test. Se il test rivela differenze di pressione interne ed esterne non conformi, sarà necessario installare queste serrande e sigillare le perdite per garantire la sicurezza e la corretta funzionalità dell’impianto, prevenendo danni strutturali dovuti alle variazioni di pressione.

Quando sono necessarie

Il “Door Fan Test”, è il fattore principale che determina la necessità delle serrande di sovrapressione.
Per rilevare perdite: Se il test evidenzia significative differenze di pressione, sia positive che negative, tra l’interno e l’esterno del locale, si riscontrano delle superfici di perdita che devono essere eliminate.

Perché sono importanti

Le serrande di sovrapressione sono fondamentali per controllare e gestire la pressione all’interno di un ambiente, specialmente in presenza di un impianto di spegnimento a gas.
Il controllo della pressione aiuta a prevenire danni strutturali e a mantenere il buon funzionamento degli impianti, come evidenziato da esperti del settore.

L’installazione delle serrande di sovrapressione non è una scelta discrezionale, ma una necessità tecnica che scaturisce dalla verifica di non conformità nella tenuta del locale.
Solo in seguito a un Door Fan Test che mostri una pressione interna non ottimale, si procederà con la sigillatura delle perdite e l’installazione di queste serrande per garantire l’efficacia dell’impianto e la sicurezza dell’ambiente.

La sovrapressione negli impianti antincendio

La norma UNI EN 15004 non contiene criteri di calcolo utili per la valutazione delle sovrapressione che si genera nei locali protetti con un sistema di spegnimento a gas.

Per colmare tale lacuna, la ISO ha istituito un gruppo di lavoro con lo scopo di fornire linee guida e dati numerici per la valutazione del fenomeno e i relativi accorgimenti necessari.

È noto come l’efficacia di un impianto di spegnimento a gas dipenda dal mantenimento della concentrazione di un agente estinguente all’interno del locale protetto in seguito alla scarica. Questo periodo noto come tempo di mantenimento ha durata normativa pari a 10 minuti.

Tale obiettivo richiede la riduzione degli scambi d’aria attraverso le superfici che separano il volume protetto dall’ambiente circostante.

In altri termini risulta necessario minimizzare le aperture (perdite) del locale protetto.
Questa condizione d’altro canto comporta un aumento della pressione che si genera durante la scarica dell’agente estinguente gassoso.

Talvolta l’incremento di pressione può eccedere i limiti di resistenza strutturale del locale, causando danni che, quando non gravi, potrebbero condurre all’inefficacia del mantenimento dell’agente estinguente all’interno del volume protetto.

Si può dunque affermare che una buona progettazione di un impianto di spegnimento a saturazione gassosa imponga il contemporaneo soddisfacimento di due obiettivi tra loro in contrapposizione; l’ottenimento del tempo di mantenimento (normativo pari al minimo di 10 minuti) e il non superamento della massima pressione ammissibile del locale.

Il gruppo di lavoro TC-21-SC-8 formato dai principali enti del settore, tra cui F.I.A. , F.S.S.A. e RETROTEC partendo dai dati numerici raccolti a seguito di numerose scariche reali dei diversi agenti estinguenti gassosi, ha chiarito alcuni aspetti in merito all’ottenimento dell’area di sfogo (Total Vent Area) da considerare in fase di progettazione e realizzativa dell’impianto, atta a ridurre i rischi di un eccessivo aumento della pressione durante la scarica.

Tra i risultati più significativi ottenuti dallo studio si colloca la differenza del comportamento della sovrapressione tra una scarica di gas inerti e una di gas chimici; mentre per i primi il comportamento della sovrapressione è sempre positivo, per i secondi si verifica inizialmente una sotto-pressurizzazione (depressione) e solo successivamente una sovra-pressurizzazione (sovrapressione).

L’origine di questo comportamento esclusivo della famiglia dei chimici è da imputarsi al passaggio di stato liquido-gassoso nei primi istanti della scarica all’ugello. L’assorbimento di energia termica a carico del gas per compiere il suddetto passaggio genera un forte abbassamento della temperatura del locale, con conseguente abbassamento della pressione.

Si è inoltre scoperto che questo fenomeno risulta fortemente influenzato dalla umidità relativa; il picco negativo è amplificato in tenore di umidità relativa ridotta (ambiente secco), mentre quello positivo da un tenore di umidità relativa elevata (ambiente umido).

Nella sua linea guida il gruppo di lavoro TC-21-SC-8 illustra dunque i concetti base che governano le escursioni di pressione, sottolineando come la garanzia dell’integrità strutturale del locale sia un fattore fondamentale in tema di sicurezza generale e di efficacia dell’impianto di spegnimento stesso.

Al fine di lavorare in accordo con questo aspetto, nella guida vengono riportati i criteri attraverso cui calcolare, scegliere ed installare i dispositivi calibrati dedicati allo sfogo di un’eventuale eccessiva sovra o sotto-pressurizzazione, noti con il nome di serrande di sovrapressione.

In merito alla scelta dei sopracitati componenti è importante orientarsi verso i modelli dotati di certificazione specifica per applicazione antincendio.

Riprendendo quanto accennato in precedenza in merito al parametro Total Vent Area – Area di sfogo totale richiesta per un locale protetto da impianto di spegnimento a saturazione gassosa, si sottolinea come quest’ultimo sia il dato più importante per il calcolo del numero e dimensione delle serrande di sovrapressione. Quest’ultimo dipende dalle proprietà chimico fisico dell’estinguente, dalla concentrazione di progetto, dalle condizioni di esercizio (valori al contorno di temperatura, altitudine e umidità relativa) dal tempo di scarica dell’impianto e dal valore limite di resistenza alla sovra (o sotto) pressurizzazione.

È utile inoltre sottolineare che la Total Vent Area equivale alla somma dell’area e delle aperture naturali presenti sulla superficie di confinamento del volume protetto (Leakage Area Area totale dispersione gas) e l’area effettiva di apertura delle serrande (Additional Vent Area-Area di sfogo addizionale).

La Leakage Area viene determinata sperimentalmente attraverso la prova del Door Fan Integrity Test secondo appendice E della norma UNI EN 15004.

La Additional Vent Area dipende dalle caratteristiche geometriche e funzionali della serranda di sovrapressione installata e deve essere specificato dal costruttore del dispositivo.

In altre parole, ai fini del calcolo di un’area utile complessiva delle serrande di sovrapressione da installare, è possibile sottrarre all’area totale richiesta, la superficie equivalente che quantifica le aperture naturali presenti nel locale.