Comportamento al fuoco delle facciate ventilate : analisi CFD e problematiche inerenti alla Linea Guida Italiana

Ventilated facades are a well-established construction technology, that is an advanced cladding system that exploits the advantages of the natural ventilation chimney, open at the foot and at the top of the wall, which is created between the outermost cladding and the structure of the building. This ventilation chimney is, on one hand, able to offer high energy performance and the welfare of the occupants, but on the other hand it offers an easy path for the spread of flames and smoke in case of fire. Starting from some cases of large fires in different facade systems, the criticalities inherent to their use have been highlighted. The main national and international regulations on fire risk in façades were examined and then a comparison was made which highlighted the significant differences and limitations of the Italian regulations compared to others. In particular, this comparison has focused on the concept of "cavity barriers" highlighting the absence of a guideline for the design of a ventilation cavity for the purposes of proper fire design. The thesis proposes the study of a series of computational fluid dynamics simulations applied to various types of ventilated facades assumed to be incombustible. The aim is to analyse, under the same fire scenario, the flame propagation and the temperature trends developing inside the ventilation cavities as the width varies or as a consequence of the opening of the cladding joints. The second part of this study, instead, has highlighted, through the above mentioned simulations, the positive influence on the fire behavior of ventilated facades following the insertion of fire barriers not only horizontally but also vertically, as suggested by the English standard. Finally, the results obtained have allowed to make considerations and highlighted, therefore, the need to perform analysis on the behavior of the flames that invest a ventilated facade equipped with cavity barriers, taking into account any factors that may affect the development of a real fire.

Le facciate ventilate costituiscono una tecnologia costruttiva ormai consolidata, ovvero un sistema di rivestimento evoluto che sfrutta i vantaggi del camino di ventilazione naturale, aperto al piede e in sommità della parete, che si crea tra il rivestimento più esterno e la struttura dell’edificio. Tale camino di ventilazione, da una parte è in grado di offrire alte prestazioni energetiche e il benessere degli occupanti,dall’altra però costituisce un facile percorso per la diffusione delle fiamme e del fumo in caso di incendio. Partendo da alcuni casi di grandi incendi in diversi sistemi di facciata, si sono messe in risalto le criticità inerenti al loro comportamento. Sono state esaminate le principali normative sia nazionali che internazionali, in materia di rischio incendio in facciata e successivamente è stato eseguito un confronto che ha che messo in luce le notevoli differenze e limiti della normativa italiana rispetto le altre. In particolare, tale confronto si è focalizzato sul concetto di “cavity barriers” che ha evidenziato l’assenza di una Linea Guida di progettazione di una cavità di ventilazione ai fini di una corretta progettazione antincendio. La tesi propone lo studio di una serie di simulazioni di fluidodinamica computazionale applicate a varie tipologie di facciata ventilata ipotizzate incombustibili. Lo scopo è quello di analizzare, sotto lo stesso scenario di incendio, la propagazione delle fiamme e l’andamento delle temperature che si sviluppano all’interno delle cavità di ventilazione al variare della sua larghezza o a seguito dell’apertura dei giunti del rivestimento. La seconda parte di questo studio, invece, ha messo in luce, attraverso le sopracitate simulazioni, l’influenza positiva sul comportamento al fuoco delle facciate ventilate in seguito all’inserimento di barriere tagliafuoco non solo orizzontali ma anche verticali, come suggerito dalla norma inglese. Infine, i risultati ottenuti hanno permesso di effettuare delle considerazioni e hanno fatto emergere, dunque, l’esigenza di eseguire delle analisi sul comportamento delle fiamme che investono una facciata ventilata dotata di cavity barriers, tenendo conto di eventuali fattori che possono condizionare lo sviluppo di un incendio reale.