Premessa
Inizialmente applicata solo per risolvere le “missioni impossibili” legate a deroghe difficili e progetti complessi, la Fire Safety Engineering (indicata spesso con l’acronimo FSE) si sta progressivamente affermando in Italia, anche grazie ai recenti sviluppi normativi ed alla commercializzazione di software ad essa dedicati e sempre più potenti e affidabili.
Semplicemente si tratta di una branca della progettazione ingegneristica, applicata alle tematiche della sicurezza antincendio. Alla pari delle strutture e dei sistemi impiantistici, anche il fenomeno dell’incendio può essere analizzato in termini scientifici e non più esclusivamente di conformità normativa. E’ proprio questo il passaggio saliente: dal momento in cui anche nel nostro Paese è stata consentita l’analisi prestazionale dalle prime norme ufficiali (D.M. 9 maggio 2007) e ne è stata regolamentata l’applicazione in termini parametrici e procedurali, è iniziata, lentamente, una progressiva affermazione di questo nuovo metodo progettuale.
Sicuramente la pubblicazione del D.M. 3 agosto 2015, ovvero il cosiddetto Codice di Prevenzione incendi, e delle successive Regole Tecniche Verticali a sua integrazione, hanno notevolmente ampliato il ventaglio delle applicazioni possibili della F.S.E. Infatti tale metodo può venir applicato per:
• Dimostrare l’efficacia delle strategie antincendio in deroga alle soluzioni prescrittive;
• Analizzare il livello di sicurezza equivalente delle soluzioni alternative;
• Quantificare le prestazioni delle misure corrispondenti alle soluzioni conformi (prescrittive) del Codice.
Considerato che ogni strategia antincendio oramai è classificabile solo come soluzioni conformi, alternative o in deroga, è evidente che l’ambito virtuale di applicazione della F.S.E. è totale.
Di contro, siccome un progetto sviluppato con la F.S.E. risulterà notevolmente più costoso di un progetto antincendio tradizionale, è opportuno adottare questo approccio solo in determinate condizioni, ovvero i casi in cui:
• il Comando VV.F. richiede di approfondire determinati aspetti del progetto;
• le caratteristiche peculiari della costruzione non permettono l’integrale osservanza delle norme vigenti oppure risultano al di fuori dell’ambito di applicazione delle stesse;
• le soluzioni alternative o in deroga garantiscono elevati risparmi economici al titolare o al costruttore, a parità di sicurezza antincendio.
Campi di applicazione
Resistenza al fuoco delle strutture
Con l’FSE la sollecitazione termica da applicare alla struttura la si ottiene dalla modellazione dell’incendio reale caratteristico della singola attività. Nella maschera di modellazione posizionate termocoppie in punti strategici in grado di fornire come dato di output sollecitazione Temperatura-Tempo utilizzabili per il calcolo della resistenza al fuoco delle strutture. Questo metodo di calcolo della sollecitazione è decisamente più raffinato e sicuramente meno gravoso rispetto quello della ISO 834. La sollecitazione termica non solo dipende dal tipo di incendio, ma anche dalla sua capacità di propagarsi (flash-over), dalla geometrie dei locali e dalle superfici di areazione
Lo studio dell’andamento dei fumi caldi, e delle temperature che si sviluppano all’interno dei locali rendono questo metodo decisamente performante anche in caso di incendi localizzati, i quali sono sempre difficili da affrontare con l’approccio tradizionale.
Oltre che output numerici, la modellazione ci fornisce modelli 3D a scala cromatica per studiare al meglio la diffusione di tutte le grandezze in gioco.
Le verifiche di resistenza al fuoco prevedono lo studio dei fenomeni del secondo ordine, studiando le dilatazioni termiche e l’instabilità oltre che alla verifica di resistenza a seguito del decadimento delle caratteristiche del materiale soggetto ad alte temperature.
Le sollecitazioni termiche più basse producono un effetto estremamente positivo, infatti nella maggior parte dei casi, si riesce a verificare la struttura senza dover applicare rivestimenti protettivi, come lastre o vernici intumescenti. Anche l’acciaio nudo con questo metodo è spesso verificato.
Esodo
Con l’FSE non vi sono più dimensioni minime o lunghezze massime da rispettare per quanto riguarda dei percorsi d’esodo. Il metodo permette di confrontare il tempo necessario all’esodo (RSET) valutando la tipologia di rilevazione dell’incendio, di allarme, così come la tipologia degli occupanti, il loro grado di conoscenza della struttura e il loro stato psico-fisico fino ad arrivare alla modellazione vera e propria del tempo di camminamento all’interno dell’edificio.
Questa valutazione viene messa a confronto con il tempo a disposizione in caso di incendio (ASET), definito come il tempo entro il quale lungo le vie d’esodo sussistono le condizioni di temperatura, visibilità, irraggiamento e tossicità tali per cui l’esodo sia garantito senza conseguenze per gli occupanti.
I vantaggi sono notevoli, spesso infatti i percorsi d’esodo già presenti nelle attività sono sufficienti all’esodo completo delle persone verso l’esterno.
Compartimentazione
Studiando l’incendio naturale, è possibile valutare anche le caratteristiche di tenuta ai fumi caldi (I) e alla trasmissione del calore (E). Infatti, la sollecitazione termica dell’incendio naturale, permette di verificare la la tenuta ai fumi caldi studiando le fessurazioni e le differenti dilatazioni termiche dei materiali. Si studia inoltre la trasmissione del calore, calcolando le temperature e valori di irraggiamento che si generano nella superficie non esposta all’incendio.
I vantaggi sono notevoli, spesso infatti le caratteristiche dei muri sono sufficienti per poter essere considerati di compartimentazione, senza la necessità di intervenire con operazioni di protezione.
Impianti automatici di estinzione
Con il metodo di progettazione tradizionale non si possono quantificare e sfruttare al meglio i benefici dati da un sistema di spegnimento automatico.
Con l’approccio FSE, è possibile quantificare l’effetto sull’incendio, e sulle sollecitazioni termiche del singolo impianto di spegnimento. Esso infatti influisce sulla sollecitazione termica, diminuendone notevolmente l’intensità. E’ possibile inoltre studiare i tempi di attivazione, confrontandoli con quelli di rilevazione ed evacuazione fumo e calore, cosi da risolvere problematiche anche di interazione tra i vari sistemi di protezione.
Un grandissimo vantaggio si ha nella modellazione di impianti a soppressione, è possibile infatti considerare la loro efficienza a pieno, rendendo quindi decisamente più vantaggioso il loro utilizzo.
Curva RHR
Software Utilizzati in azienda
OZone V.3.0.4: Software per le simulazioni di campo ad 1 o 2 zone che sulla base di dati di input di geometria dell’area e delle caratteristiche del combustibile, fornisce i dati di output relativi a temperatura, HRR e altezza fumi caldi di combustione rispetto a quelli freddi
Namirial CPIWIN FSE: software più avanzato ad elementi finiti di campo in grado di determinare sulla base della geometria e delle caratteristiche del combustibile i parametri quali ad esempio: temperatura, fumi, HRR e molti altri
