Nel libro “Fire Engineering” pubblicato nell'aprile 2006, abbiamo discusso le questioni da considerare quando si verifica un incendio in un edificio commerciale a un piano. Qui esamineremo alcuni dei principali componenti costruttivi che potrebbero influenzare la vostra strategia di protezione antincendio.
Di seguito, prendiamo come esempio un edificio multipiano con struttura in acciaio per illustrare come influisce sulla stabilità di ciascun edificio nelle varie fasi della costruzione (foto 1, 2).
Elemento strutturale della colonna con effetto di compressione. Trasmettono il peso del tetto e lo trasferiscono al suolo. Il cedimento della colonna può provocare il crollo improvviso di parte o dell'intero edificio. In questo esempio, i montanti sono fissati alla soletta di cemento a livello del pavimento e imbullonati alla trave a I vicino al livello del tetto. In caso di incendio, le travi di acciaio all'altezza del soffitto o del tetto si surriscaldano e iniziano ad espandersi e a torcersi. L'acciaio espanso può allontanare la colonna dal suo piano verticale. Tra tutti gli elementi costruttivi, il pericolo maggiore è il cedimento della colonna. Se vedi una colonna che sembra inclinata o non completamente verticale, avvisa immediatamente il comandante dell'incidente (IC). L'edificio dovrà essere evacuato immediatamente e dovrà essere fatto l'appello (foto 3).
Trave in acciaio: una trave orizzontale che supporta altre travi. Le travi sono progettate per trasportare oggetti pesanti e poggiano sui montanti. Quando il fuoco e il calore iniziano a erodere le travi, l’acciaio inizia ad assorbire calore. A circa 1.100°F, l'acciaio inizierà a cedere. A questa temperatura l'acciaio inizia ad espandersi e a torcersi. Una trave d'acciaio lunga 100 piedi può espandersi di circa 10 pollici. Una volta che l'acciaio inizia ad espandersi e torcersi, anche le colonne che sostengono le travi in acciaio iniziano a muoversi. L'espansione dell'acciaio può causare la fuoriuscita delle pareti su entrambe le estremità della trave (se l'acciaio sbatte contro un muro di mattoni), il che potrebbe causare la piegatura o la rottura del muro (foto 4).
Travetti reticolari in acciaio leggero: una serie parallela di travi in acciaio leggero, utilizzate per sostenere pavimenti o tetti a bassa pendenza. Le travi in acciaio anteriori, centrali e posteriori dell'edificio sostengono capriate leggere. Il travetto è saldato alla trave in acciaio. In caso di incendio, la capriata leggera assorbirà rapidamente il calore e potrebbe cedere entro cinque-dieci minuti. Se il tetto è dotato di aria condizionata e altre apparecchiature, il crollo potrebbe avvenire più rapidamente. Non tentare di tagliare la trave del tetto rinforzata. Ciò potrebbe tagliare la corda superiore della capriata, l'elemento portante principale, e causare il collasso dell'intera struttura della capriata e del tetto.
La distanza tra i travetti può essere di circa quattro-otto piedi l'uno dall'altro. Una spaziatura così ampia è uno dei motivi per cui non si vuole tagliare un tetto con travetti in acciaio leggero e una superficie del tetto a forma di Q. Il vice commissario dei vigili del fuoco di New York (in pensione) Vincent Dunn (Vincent Dunn) ha sottolineato in “The Collapse of Fire Fighting Buildings: A Guide to Fire Safety” (Fire Engineering Books and Videos, 1988): “La differenza tra legno travetti e acciaio Importanti differenze di progettazione Il sistema di supporto superiore dei travetti è la spaziatura dei travetti. La spaziatura tra i travetti in rete d'acciaio aperta è fino a 8 piedi, a seconda delle dimensioni delle barre d'acciaio e del carico del tetto. L'ampio spazio tra i travetti anche quando non sono presenti travetti in acciaio In caso di pericolo di crollo, ci sono anche diversi pericoli per i vigili del fuoco nel tagliare l'apertura sul tetto. In primo luogo, quando il contorno del taglio è quasi completo e se il tetto non è direttamente sopra uno dei travetti in acciaio ad ampia spaziatura, la piastra superiore tagliata potrebbe piegarsi improvvisamente o incernierarsi verso il basso nel fuoco. Se un piede del pompiere si trova nel tetto tagliato, potrebbe perdere l'equilibrio e cadere nel fuoco sottostante con una motosega (foto 5).(138)
Porte in acciaio: supporti orizzontali in acciaio ridistribuiscono il peso dei mattoni sulle aperture delle finestre e sulle porte. Queste lamiere di acciaio vengono solitamente utilizzate a forma di "L" per aperture più piccole, mentre le travi a I sono utilizzate per aperture più grandi. Il telefono della porta è fissato alla parete in muratura su entrambi i lati dell'apertura. Proprio come gli altri acciai, una volta che il rivestimento della porta si surriscalda, inizia ad espandersi e a torcersi. Il cedimento dell'architrave in acciaio può provocare il crollo del muro superiore (foto 6 e 7).
Facciata: la superficie esterna dell'edificio. Componenti leggeri in acciaio formano la struttura della facciata. Per chiudere il sottotetto viene utilizzato materiale in gesso impermeabile. L'acciaio leggero perderà rapidamente resistenza strutturale e rigidità in caso di incendio. La ventilazione del sottotetto può essere ottenuta sfondando la guaina di gesso invece di posizionare i vigili del fuoco sul tetto. La resistenza di questo intonaco esterno è simile al cartongesso utilizzato nella maggior parte delle pareti interne delle case. Una volta posata la guaina in gesso, il costruttore applica Styrofoam® sull'intonaco e successivamente riveste l'intonaco (foto 8, 9).
Superficie del tetto. Il materiale utilizzato per costruire la superficie del tetto dell'edificio è facile da costruire. Innanzitutto, i chiodi decorativi in acciaio a forma di Q vengono saldati ai travetti rinforzati. Quindi, posiziona il materiale isolante in schiuma sul pannello decorativo a forma di Q e fissalo al ponte con le viti. Dopo aver installato il materiale isolante, incollare la pellicola di gomma sul materiale isolante in schiuma per completare la superficie del tetto.
Per i tetti a bassa pendenza, un'altra superficie del tetto che potresti incontrare è l'isolamento in polistirene espanso, ricoperto con cemento modificato in lattice da 3/8 di pollice.
Il terzo tipo di superficie del tetto è costituito da uno strato di materiale isolante rigido fissato alla copertura del tetto. Quindi la carta di feltro d'asfalto viene incollata allo strato isolante con asfalto caldo. La pietra viene quindi posata sulla superficie del tetto per fissarla e proteggere la membrana di feltro.
Per questo tipo di struttura non considerare il taglio del tetto. La probabilità di crollo è compresa tra 5 e 10 minuti, quindi non c'è abbastanza tempo per ventilare il tetto in modo sicuro. È preferibile ventilare il sottotetto mediante ventilazione orizzontale (sfondando la facciata dell'edificio) invece di posizionare i componenti sul tetto. Il taglio di qualsiasi parte della capriata potrebbe causare il collasso dell'intera superficie del tetto. Come descritto sopra, i pannelli del tetto possono essere incernierati verso il basso sotto il peso degli elementi che tagliano il tetto, mandando così le persone nell'edificio antincendio. L'industria ha abbastanza esperienza nelle capriate leggere e si consiglia vivamente di rimuoverle dal tetto quando compaiono i membri (foto 10).
Sistema a controsoffitto a griglia in alluminio o acciaio, con filo di acciaio sospeso al supporto del tetto. Il sistema a griglia ospiterà tutti i pannelli del controsoffitto per formare il soffitto finito. Lo spazio sopra il controsoffitto rappresenta un grande pericolo per i vigili del fuoco. Chiamato più comunemente “attico” o “vuoto di capriata”, può nascondere fuoco e fiamme. Una volta penetrato questo spazio, il monossido di carbonio esplosivo può incendiarsi, causando il collasso dell’intero sistema di griglia. In caso di incendio è necessario controllare tempestivamente la cabina di pilotaggio e, se l'incendio esplode improvvisamente dal soffitto, a tutti i vigili del fuoco dovrebbe essere consentito di fuggire dall'edificio. Vicino alla porta sono stati installati telefoni cellulari ricaricabili e tutti i vigili del fuoco indossavano l'equipaggiamento completo. Cablaggi elettrici, componenti del sistema HVAC e linee del gas sono solo alcuni dei servizi dell'edificio che possono essere nascosti nei vuoti delle capriate. Molte condutture del gas naturale possono penetrare nel tetto e vengono utilizzate per i riscaldamenti in cima agli edifici (foto 11 e 12).
Al giorno d'oggi, le capriate in acciaio e legno sono installate in tutti i tipi di edifici, dalle residenze private ai grattacieli per uffici, e la decisione di evacuare i vigili del fuoco potrebbe apparire prima nell'evoluzione della scena dell'incendio. Il tempo di costruzione della struttura reticolare è stato sufficientemente lungo affinché tutti i vigili del fuoco sappiano come reagiscono gli edifici in essa contenuti in caso di incendio e intraprendano le azioni corrispondenti.
Per preparare adeguatamente i circuiti integrati, deve iniziare con l'idea generale della costruzione di edifici. "Fire Building Structure" di Francis L. Brannigan, la terza edizione (National Fire Protection Association, 1992) e il libro di Dunn sono stati pubblicati da qualche tempo, ed è una lettura obbligata per tutti i membri del libro dei vigili del fuoco.
Poiché di solito non abbiamo tempo per consultare gli ingegneri edili sulla scena dell'incendio, la responsabilità dell'IC è quella di prevedere i cambiamenti che si verificheranno quando l'edificio brucerà. Se sei un ufficiale o aspiri a diventarlo, devi essere istruito in architettura.
JOHN MILES è il capitano dei vigili del fuoco di New York, assegnato alla 35a scala. In precedenza ha servito come tenente per la 35a scala e come vigile del fuoco per la 34a scala e l'82a locomotiva. (NJ) e vigili del fuoco di Spring Valley (NY), ed è istruttore presso il Rockland County Fire Training Center a Pomona, New York.
John Tobin (JOHN TOBIN) è un veterano con 33 anni di esperienza nei vigili del fuoco ed è stato il capo dei vigili del fuoco di Vail River (NJ). Ha conseguito un master in pubblica amministrazione ed è membro del comitato consultivo della Scuola di diritto e pubblica sicurezza della contea di Bergen (NJ).
Nel libro “Fire Engineering” pubblicato nell'aprile 2006, abbiamo discusso le questioni da considerare quando si verifica un incendio in un edificio commerciale a un piano. Qui esamineremo alcuni dei principali componenti costruttivi che potrebbero influenzare la vostra strategia di protezione antincendio.
Di seguito, prendiamo come esempio un edificio multipiano con struttura in acciaio per illustrare come influisce sulla stabilità di ciascun edificio nelle varie fasi della costruzione (foto 1, 2).
Elemento strutturale della colonna con effetto di compressione. Trasmettono il peso del tetto e lo trasferiscono al suolo. Il cedimento della colonna può provocare il crollo improvviso di parte o dell'intero edificio. In questo esempio, i montanti sono fissati alla soletta di cemento a livello del pavimento e imbullonati alla trave a I vicino al livello del tetto. In caso di incendio, le travi di acciaio all'altezza del soffitto o del tetto si surriscaldano e iniziano ad espandersi e a torcersi. L'acciaio espanso può allontanare la colonna dal suo piano verticale. Tra tutti gli elementi costruttivi, il pericolo maggiore è il cedimento della colonna. Se vedi una colonna che sembra inclinata o non completamente verticale, avvisa immediatamente il comandante dell'incidente (IC). L'edificio dovrà essere evacuato immediatamente e dovrà essere fatto l'appello (foto 3).
Trave in acciaio: una trave orizzontale che supporta altre travi. Le travi sono progettate per trasportare oggetti pesanti e poggiano sui montanti. Quando il fuoco e il calore iniziano a erodere le travi, l’acciaio inizia ad assorbire calore. A circa 1.100°F, l'acciaio inizierà a cedere. A questa temperatura l'acciaio inizia ad espandersi e a torcersi. Una trave d'acciaio lunga 100 piedi può espandersi di circa 10 pollici. Una volta che l'acciaio inizia ad espandersi e torcersi, anche le colonne che sostengono le travi in acciaio iniziano a muoversi. L'espansione dell'acciaio può causare la fuoriuscita delle pareti su entrambe le estremità della trave (se l'acciaio sbatte contro un muro di mattoni), il che potrebbe causare la piegatura o la rottura del muro (foto 4).
Travetti reticolari in acciaio leggero: una serie parallela di travi in acciaio leggero, utilizzate per sostenere pavimenti o tetti a bassa pendenza. Le travi in acciaio anteriori, centrali e posteriori dell'edificio sostengono capriate leggere. Il travetto è saldato alla trave in acciaio. In caso di incendio, la capriata leggera assorbirà rapidamente il calore e potrebbe cedere entro cinque-dieci minuti. Se il tetto è dotato di aria condizionata e altre apparecchiature, il crollo potrebbe avvenire più rapidamente. Non tentare di tagliare la trave del tetto rinforzata. Ciò potrebbe tagliare la corda superiore della capriata, l'elemento portante principale, e causare il collasso dell'intera struttura della capriata e del tetto.
La distanza tra i travetti può essere di circa quattro-otto piedi l'uno dall'altro. Una spaziatura così ampia è uno dei motivi per cui non si vuole tagliare un tetto con travetti in acciaio leggero e una superficie del tetto a forma di Q. Il vice commissario dei vigili del fuoco di New York (in pensione) Vincent Dunn (Vincent Dunn) ha sottolineato in “The Collapse of Fire Fighting Buildings: A Guide to Fire Safety” (Fire Engineering Books and Videos, 1988): “La differenza tra legno travetti e acciaio Importanti differenze di progettazione Il sistema di supporto superiore dei travetti è la spaziatura dei travetti. La spaziatura tra i travetti in rete d'acciaio aperta è fino a 8 piedi, a seconda delle dimensioni delle barre d'acciaio e del carico del tetto. L'ampio spazio tra i travetti anche quando non sono presenti travetti in acciaio In caso di pericolo di crollo, ci sono anche diversi pericoli per i vigili del fuoco nel tagliare l'apertura sul tetto. In primo luogo, quando il contorno del taglio è quasi completo e se il tetto non è direttamente sopra uno dei travetti in acciaio ad ampia spaziatura, la piastra superiore tagliata potrebbe piegarsi improvvisamente o incernierarsi verso il basso nel fuoco. Se un piede del pompiere si trova nel tetto tagliato, potrebbe perdere l'equilibrio e cadere nel fuoco sottostante con una motosega (foto 5).(138)
Porte in acciaio: supporti orizzontali in acciaio ridistribuiscono il peso dei mattoni sulle aperture delle finestre e sulle porte. Queste lamiere di acciaio vengono solitamente utilizzate a forma di "L" per aperture più piccole, mentre le travi a I sono utilizzate per aperture più grandi. Il telefono della porta è fissato alla parete in muratura su entrambi i lati dell'apertura. Proprio come gli altri acciai, una volta che il rivestimento della porta si surriscalda, inizia ad espandersi e a torcersi. Il cedimento dell'architrave in acciaio può provocare il crollo del muro superiore (foto 6 e 7).
Facciata: la superficie esterna dell'edificio. Componenti leggeri in acciaio formano la struttura della facciata. Per chiudere il sottotetto viene utilizzato materiale in gesso impermeabile. L'acciaio leggero perderà rapidamente resistenza strutturale e rigidità in caso di incendio. La ventilazione del sottotetto può essere ottenuta sfondando la guaina di gesso invece di posizionare i vigili del fuoco sul tetto. La resistenza di questo intonaco esterno è simile al cartongesso utilizzato nella maggior parte delle pareti interne delle case. Una volta posata la guaina in gesso, il costruttore applica Styrofoam® sull'intonaco e successivamente riveste l'intonaco (foto 8, 9).
Superficie del tetto. Il materiale utilizzato per costruire la superficie del tetto dell'edificio è facile da costruire. Innanzitutto, i chiodi decorativi in acciaio a forma di Q vengono saldati ai travetti rinforzati. Quindi, posiziona il materiale isolante in schiuma sul pannello decorativo a forma di Q e fissalo al ponte con le viti. Dopo aver installato il materiale isolante, incollare la pellicola di gomma sul materiale isolante in schiuma per completare la superficie del tetto.
Per i tetti a bassa pendenza, un'altra superficie del tetto che potresti incontrare è l'isolamento in polistirene espanso, ricoperto con cemento modificato in lattice da 3/8 di pollice.
Il terzo tipo di superficie del tetto è costituito da uno strato di materiale isolante rigido fissato alla copertura del tetto. Quindi la carta di feltro d'asfalto viene incollata allo strato isolante con asfalto caldo. La pietra viene quindi posata sulla superficie del tetto per fissarla e proteggere la membrana di feltro.
Per questo tipo di struttura non considerare il taglio del tetto. La probabilità di crollo è compresa tra 5 e 10 minuti, quindi non c'è abbastanza tempo per ventilare il tetto in modo sicuro. È preferibile ventilare il sottotetto mediante ventilazione orizzontale (sfondando la facciata dell'edificio) invece di posizionare i componenti sul tetto. Il taglio di qualsiasi parte della capriata potrebbe causare il collasso dell'intera superficie del tetto. Come descritto sopra, i pannelli del tetto possono essere incernierati verso il basso sotto il peso degli elementi che tagliano il tetto, mandando così le persone nell'edificio antincendio. L'industria ha abbastanza esperienza nelle capriate leggere e si consiglia vivamente di rimuoverle dal tetto quando compaiono i membri (foto 10).
Sistema a controsoffitto a griglia in alluminio o acciaio, con filo di acciaio sospeso al supporto del tetto. Il sistema a griglia ospiterà tutti i pannelli del controsoffitto per formare il soffitto finito. Lo spazio sopra il controsoffitto rappresenta un grande pericolo per i vigili del fuoco. Chiamato più comunemente “attico” o “vuoto di capriata”, può nascondere fuoco e fiamme. Una volta penetrato questo spazio, il monossido di carbonio esplosivo può incendiarsi, causando il collasso dell’intero sistema di griglia. In caso di incendio è necessario controllare tempestivamente la cabina di pilotaggio e, se l'incendio esplode improvvisamente dal soffitto, a tutti i vigili del fuoco dovrebbe essere consentito di fuggire dall'edificio. Vicino alla porta sono stati installati telefoni cellulari ricaricabili e tutti i vigili del fuoco indossavano l'equipaggiamento completo. Cablaggi elettrici, componenti del sistema HVAC e linee del gas sono solo alcuni dei servizi dell'edificio che possono essere nascosti nei vuoti delle capriate. Molte condutture del gas naturale possono penetrare nel tetto e vengono utilizzate per i riscaldamenti in cima agli edifici (foto 11 e 12).
Al giorno d'oggi, le capriate in acciaio e legno sono installate in tutti i tipi di edifici, dalle residenze private ai grattacieli per uffici, e la decisione di evacuare i vigili del fuoco potrebbe apparire prima nell'evoluzione della scena dell'incendio. Il tempo di costruzione della struttura reticolare è stato sufficientemente lungo affinché tutti i vigili del fuoco sappiano come reagiscono gli edifici in essa contenuti in caso di incendio e intraprendano le azioni corrispondenti.
Per preparare adeguatamente i circuiti integrati, deve iniziare con l'idea generale della costruzione di edifici. "Fire Building Structure" di Francis L. Brannigan, la terza edizione (National Fire Protection Association, 1992) e il libro di Dunn sono stati pubblicati da qualche tempo, ed è una lettura obbligata per tutti i membri del libro dei vigili del fuoco.
Poiché di solito non abbiamo tempo per consultare gli ingegneri edili sulla scena dell'incendio, la responsabilità dell'IC è quella di prevedere i cambiamenti che si verificheranno quando l'edificio brucerà. Se sei un ufficiale o aspiri a diventarlo, devi essere istruito in architettura.
JOHN MILES è il capitano dei vigili del fuoco di New York, assegnato alla 35a scala. In precedenza ha servito come tenente per la 35a scala e come vigile del fuoco per la 34a scala e l'82a locomotiva. (NJ) e vigili del fuoco di Spring Valley (NY), ed è istruttore presso il Rockland County Fire Training Center a Pomona, New York.
John Tobin (JOHN TOBIN) è un veterano con 33 anni di esperienza nei vigili del fuoco ed è stato il capo dei vigili del fuoco di Vail River (NJ). Ha conseguito un master in pubblica amministrazione ed è membro del comitato consultivo della Scuola di diritto e pubblica sicurezza della contea di Bergen (NJ).
Orario di pubblicazione: 26 marzo 2021