FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE)

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1 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A TECSA S.p.A. Via Figino, Pero (MI) Tel.: Fax tecsa@tecsaspa.com Indirizzo web:

2 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A INDICE 1. PREMESSA 3 2. LE ATTIVITA' TECSA DI FSE, FIRE RISK ASSESSMENT E FIRE INVESTIGATION CONSULENZA TECNICA D'UFFICIO PER CONTO DELLE AUTORITA' PUBBLICAZIONI ATTIVITA DI DOCENZA IN MATERIA DI INGEGNERIA ANTINCENDIO PRESTAZIONALE APPROCCIO METODOLOGICO 14 Figura di copertina: "Studio della distribuzione del fumo e del fuoco derivanti da incendio in un edificio multipiano destinato ad uffici caratterizzato da un ampio atrio verticale Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 2 di 19

3 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A 1. PREMESSA L analisi del rischio di incendio e la determinazione delle prestazioni di un fabbricato in caso di incendio mediante strumenti di simulazione avanzata. L entrata in vigore del D.M. 9 maggio 2007 Direttive per l'attuazione dell'approccio Ingegneristico alla Sicurezza Antincendio sancisce, anche da un punto di vista normativo, la possibilità del ricorso alle metodologie dell'ingegneria antincendio prestazionale ("Fire Safety Engineering", FSE) come strumento di analisi per la progettazione, nell ambito della sicurezza antincendio con particolare riferimento e complessi produttivi e costruzioni civili di particolare pregio architettonico, destinati normalmente alla fruizione da parte del pubblico e a layout complesso. Questo è tanto più vero per edifici già esistenti, spesso soggetti a vincolo architettonico. Una delle sfide di questo nuovo approccio è comprendere quanto a fondo incidere con misure protettive sia impiantistiche che gestionali per la riduzione del rischio, potendosi virtualmente porre dei sempre nuovi scenari o degli ulteriori interventi, ovvero delle prescrizioni gestionali più restrittive, volte alla riduzione del rischio ed allo speculare aumento della sicurezza antincendio. L analisi del rischio di incendio e la determinazione delle prestazioni di un fabbricato in caso di incendio mediante approfondimento supportato da strumenti e codici di simulazione avanzata permettono infatti di verificare aspetti peculiari e problematiche che non sempre possono essere compiutamente analizzati e risolti con il ricorso ai codici prescrittivi ed alle regole tecniche. Ciò risulta tanto più vero oggigiorno dinnanzi ad opere architettoniche complesse, realizzate con materiali innovativi, eventualmente fruite da un numero consistente di persone (es. auditorium, ospedali, tunnel, etc.). A fronte dell approfondimento il progettista, supportato dal proprio consulente antincendio, può anche verificare positivamente strategie antincendio basate su pool di misure equivalenti. Perdono quindi validità i codici prescrittivi? No, essi rappresentano, nella maggior parte dei casi, la miglior scelta. Tuttavia, in alcune situazioni specifiche, le metodologie orientate alla garanzia della prestazione antincendio consentono un approfondimento dell analisi del rischio di incendio ed una previsione utile ad evidenziare il grado di sicurezza antincendio dell edificio anche in relazione a possibili alternative di protezione, costituendo un valido strumento di supporto al progettista, che, nell ambito del processo di progettazione può verificare la bontà antincendio di differenti ipotesi progettuali. Tali situazioni specifiche possono ricondursi a edifici esistenti pregevoli per arte e storia, ospedali e case di cura, edifici caratterizzati da una notevole altezza, da un layout complesso o ancora da soluzioni tecnologiche particolare, altri edifici destinati all impiego da parte di un elevato numero di persone (stadi, auditorium, etc.), costruzioni complesse (es. tunnel), etc. L esperienza storica di incidenti in Italia (Cinema Statuto di Torino, Fiera di Todi, Reggia Palace Hotel - Napoli, Teatro La Fenice di Venezia, etc.) ed all estero (Albergo MGM - Grand. USA, Happy-land Social Clubs - USA e molti altri) ha messo in evidenza come, indipendentemente dal rispetto delle normative specifiche, il progettista deve farsi carico di avere una visione globale del problema e valutare se, e quando, può essere opportuno, o necessario, adottare misure alternative o integrative di quelle previste dalle varie normative e dai codici prescrittivi. Le norme prescrittive rappresentano, un requisito necessario, ma non sempre sufficiente, al fine della garanzia del raggiungimento di un adeguato livello di sicurezza antincendio. Soprattutto in questi ultimi anni, parallelamente sono stati sviluppati e perfezionati metodi e modelli che consentono di rappresentare il fenomeno dell incendio e che possono essere utilizzati sia per la ricostruzione di incendi reali e quindi per capire quale sia stata la causa dell innesco e la modalità di sviluppo dello stesso, sia per approcci progettuali che mirano a giustificare e/o validare un determinato sistema di protezione. Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 3 di 19

4 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A In Italia il citato D.M. 9 maggio 2007 introduce la problematica e fornisce alcune linee guida, che il professionista esperto può adottare al fine di migliorare la propria strategia antincendio, risolvere le problematiche specifiche sopradescritte, verificare l equivalenza tra misure di protezione (attive e passive), anche attraverso un migliore uso della simulazione quale strumento maggiormente approfondito di indagine del fenomeno incendio. Ciò significa anche che, quando, ad esempio, la normativa stessa non può essere applicata tout court, per esempio per vincoli storicoarchitettonici, è necessario comunque delineare un sistema di protezione con un livello di sicurezza equivalente (misurabile) a quello prescritto (o superiore). Utilizzando le conoscenze scientifiche oggi disponibili si può pertanto procedere alla verifica delle soluzioni progettuali adottate al fine di poter confermare l adeguamento ai fini della sicurezza e della incolumità delle persone e della resistenza al fuoco delle strutture. Attraverso strumenti di simulazione avanzata possono essere quindi effettuate ipotesi circa il possibile andamento di un incendio e/o l evacuazione degli occupanti in situazioni di pericolo. Nell'ultimo decennio l ingegneria antincendio (FSE) ha giovato del continuo progresso della fluidodinamica computazionale (CFD: Computational Fluid Dynamics), sia sul piano della ricerca circa la modellazione dei fenomeni fisici, sia dal punto di vista della implementazione tecnologica di tali modelli mediante algoritmi di calcolo e grazie alla potenza sempre crescente dei calcolatori elettronici. Parallelamente numerosi istituti di ricerca ed università in tutto il mondo hanno sviluppato codici di calcolo specifici per l analisi del comportamento degli occupanti di un fabbricato in caso di incendio. Sono così disponibili al professionista strumenti che, pur complessi, consentono di analizzare in dettaglio tutte le problematiche antincendio connesse con la progettazione di un edificio. L approccio basato sulla simulazione del fenomeno di incendio, grazie ai modelli di calcolo, sta diventando maturo a tal punto da essere impiegato, con discreti risultati, anche nell ambito della cosiddetta Fire Investigation ossia l analisi forensica del fenomeno di incendio al fine di poter caratterizzare cosa è accaduto con buona probabilità nell ambito di un determinato luogo in seguito a incidente o evento delittuoso. I metodi simulativi vengono iniziati a partire da dati ed evidenze raccolti in campo e successivamente osservati e tendono a riprodurre la scena di incendio, ricostruendo i processi di combustione, spiegando lo sviluppo delle fiamme e dimostrando il movimento del fumo descrivendo a posteriori, la configurazione del combustibile, gli effetti della ventilazione, il layout del fabbricato, l impatto dei sistemi di protezione passiva/attiva supposti essere in essere ed, ovviamente, la sorgente di innesco. In questo senso, anche eventualmente combinando i casi simulati con tecniche di analisi probabilistiche (es. alberi degli eventi) è possibile seguire un approccio post-duttivo per la identificazione degli scenari di incendio maggiormente credibili. Il risultato dei calcoli volti alla determinazione di ciò che è successo (ad esempio tempo di combustione, temperature, altezze delle fiamme, altezze del layer del fumo in ciascun compartimento, movimento dei prodotti di combustione, etc.) può aiutare nella ricostruzione. Questo approccio è stato recentemente impiegato, anche in Italia, con notevole successo. Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 4 di 19

5 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A Studio della distribuzione delle temperature in seguito ad incendio in un edificio multipiano destinato ad uffici Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 5 di 19

6 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A Simulazione CFD del comportamento in caso di incendio di una facciata con rivestimento esterno applicato ( effetto camino ) Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 6 di 19

7 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A 2. LE ATTIVITA' TECSA DI FSE, FIRE RISK ASSESSMENT E FIRE INVESTIGATION Tecsa S.p.A. da tempo sviluppa analisi di sicurezza antincendio e attività di investigazione a seguito di incidenti realmente occorsi supportate da simulazioni condotte con codici numerici avanzati per: - Lo studio delle cause, dell'evoluzione e della dinamica degli incendi; - L'analisi dell'esodo in condizioni di emergenza (anche tenendo in considerazione l'interazione degli occupanti l'edificio con l'incendio o i prodotti di questo); - La verifica delle strutture in termini di resistenza al fuoco; - L'effetto domino; - L'analisi del rischio di incendio. Tali attività sono condotte in conformità alle norme (es. D.M. 9 maggio 2007) e i regolamenti nazionali oltre alle linee guide ed agli standard internazionali inerenti la Fire Safety Engineering (ISO, BS, NFPA, SFPE, etc.) sempre utilizzando i più avanzati codici numerici tra cui: - Fire Dynamics Simulator (NIST, USA); - C FAST (NIST USA); - Fluent, CFx (Ansys corporation, USA); - Smart fire (Università di Greenwich, UK); - Building Exodus (Università di Greenwich, UK); - Evacnet (Università della Florida, USA); - EvacuatioNZ (Università della Nuova Zelanda, NZ). Tutte le attività di simulazione sono effettuate da professionisti Tecsa S.p.A. aventi le seguenti credenziali: - stato riconosciuto di membro "Professional" nell'ambito della Society of Fire Protection Engineers, SFPE (USA) e di membro della International Association of Fire Safety Science (IAFSS); - stato riconosciuto di membro "senior" nell'ambito della American Institute of Chemical Engineers, AIChE (USA); - stato riconosciuto di professional member 1 nell ambito della Forensic Science Society (UK); - stato riconosciuto di membro della National Fire Protection Association, NFPA (USA); - appartenenza alla commissione "Industrial Fire Section" della NFPA; - appartenenza alla commissione tecnica "Fire Risk Assessment Methods" della NFPA, responsabile per i seguenti standard tecnici internazionali: 1. NFPA 550 "Guide to the fire safety concepts tree"; 2. NFPA 551 "Guide to the evaluation of fire risk assessments"; - Appartenenza alle principali associazioni tecniche professionali dedicate all ingegneria forense ed alla ingegneria antincendio (es. National Association of Fire Investigators, USA, e International Association of Arson Investigators, International Association for Fire Safety Science) Poiché nell'ambito della FSE é indispensabile procedere ad un continuo aggiornamento professionale, Tecsa S.p.A. garantisce il proprio contributo alla diffusione di tali discipline partecipando al gruppo di lavoro europeo "Working group on fire safety" dell'associazione ESREDA (European Safety, Reliability e Data association). Nell'ambito del gruppo di lavoro Tecsa S.p.A. coordina le attività connesse con i seguenti argomenti: - Metodologie di analisi del rischio di incendio; - Simulazione avanzata (con particolare riferimento all'impegno di codici termofluidodinamici); - Investimenti a seguito di incendi nel settore civile ed industriale. La Società inoltre, nell'ambito delle attività di simulazione di incendio avanzate, può vantare una serie di referenze specifiche come dettagliato nei seguenti paragrafi. 1 for "having worked in the field of forensic science more than 3 years and for holding relevant qualifications". Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 7 di 19

8 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A 2.1 CONSULENZA TECNICA D'UFFICIO PER CONTO DELLE AUTORITA' Tecsa S.p.A., attraverso il proprio personale, ha svolto le seguenti attività di consulenza tecnica supportate da attività di simulazione avanzata degli incendi: - Consulenza tecnica su incarico dei C.T.U. della procedura di Venezia per la determinazione dell'andamento dell'incendio dei Teatro La Fenice di Venezia, anno 1996; - Consulenza tecnica in qualità di CTU su incarico diretto della Procedura della Repubblica di Torino per la determinazione delle cause e dell'andamento dell'incendio del Castello di Moncalieri (Torino), anno 2008; - Consulenza tecnica in qualità di C.T.U. su incarico diretto della Procedura della Repubblica di Torino per la determinazione dell'andamento dell'incendio occorso presso lo Stabilimento della Società Thyssen Krupp di Torino nel dicembre Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 8 di 19

9 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A 2.2 PUBBLICAZIONI Di seguito di riportano le principali pubblicazioni in materia di Fire Safety Engineering redatte da Tecsa S.p.A. Libro di Luca Fiorentini (TECSA) e Prof. Luca Marmo (Politecnico di Torino) avente titolo "La valutazione dei rischi di incendio. Norme e standard internazionali di riferimento, metodi e tecniche di analisi, definizione della strategia antincendio, gestione del rischio nel tempo, casi studio ed esempi applicativi", ISBN: , 720 pagine, EPC S.r.l. (Roma). Prefazioni al volume: Raffaele Guariniello (Magistrato, Procura della Repubblica di Torino), Morgan J. Hurley (Direttore Tecnico Society of Fire Protection Engineers), Stefano Converso (Università di Roma Tre), David Yung (esperto internazionale). Contributi professionali di Vincenzo Puccia e Salvatore Tafaro (Ministero dell'interno, Corpo Nazionale Vigili del Fuoco). Disponibile dal 28 aprile. L opera si prefigge la diffusione delle tecniche di analisi per stimare il rischio di incendio connesso con le attività produttive, industriali e civili oppure, anche nell ambito di un approccio prestazionale della sicurezza antincendio ( FSE ) per individuare gli scenari di incendio da assoggettare ad un approfondimento di tipo deterministico. Previa illustrazione del corpo normativo italiano di riferimento vengono forniti: una panoramica delle definizioni, degli standard e delle metodologie di analisi, valutazione, gestione del rischio di incendio maggiormente diffuse a livello internazionale; i concetti chiave del fenomeno di incendio e della trasmissione del calore che l'analista è chiamato a conoscere per meglio individuare le sequenze incidentali associate ai pericoli di incendio; una serie di casi studio sviluppati secondo metodologie di analisi differenti riconosciute ed attuali. Il Cd-Rom allegato al libro contiene lo strumento F.R.A.M.E. Fire Risk Assessment Method for Engineering, del Prof. E. De Smet (Belgio), già utilizzato in più di 70 Paesi, tradotto in lingua italiana e corredato da 76 esempi completi. L opera contiene la traduzione autorizzata ed inedita di standard e pubblicazioni internazionali NFPA, SFPE, ASTM, HSE, VTT, BSI, ELSEVIER. Il libro contiene esempi di metodologie innovative applicate all'analisi del rischio di incendio (Bow-Tie, Root Cause Analysis, LOPA, Tripod), estremamente utili anche nel caso di ricostruzione di incidenti e determinazione delle cause che hanno condotto ad essi. Uno stralcio del volume è riportato nel presente documento. Partecipazione al convegno internazionale "FIRE and MATERIALS 2009" gennaio 2009 con la memoria avente titolo: "Fire Risk in Historical Buildings. The Case Study of the Arson of a Savoy Residence During Restoration Works". Autori: L. Marmo, N. Piccinini (Politecnico di Torino), L. Fiorentini (TECSA S.p.A.). La memoria trae spunto dalla consulenza tecnica condotta dagli autori per conto della Procura di Torino circa le cause e la ricostruzione mediante simulazione avanzata con codice di calcolo CFD dell'incendio che ha distrutto il 5 aprile 2008 il torrione sud-est del castello di Moncalieri (TO). In particolare sarà evidenziato il ruolo della Fire Safety Engineerng (FSE) come strumento idoneo di un approfondimento volto alla ottimizzazione degli interventi del progetto antincendio a garanzia degli edifici pregevoli per arte storia. Partecipazione al convegno VGR2008 con la memoria, inerente la Fire Safety Engineering, avente titolo 'L'APPLICAZIONE ALLA "FIRE SAFETY ENGINEERING" DI STRUMENTI DELL'ANALISI DI RISCHIO PER AUMENTARE L'EFFICIENZA DELLO STUDIO E L'OTTIMIZZAZIONE DEL LIVELLO DEGLI INTERVENTI SUL PROGETTO ANTINCENDIO'. Autori: F. Dattilo (Comando Provinciale Vigili del Fuoco Venezia) L. Fiorentini (TECSA), V. Puccia (Direzione Interregionale Vigili del Fuoco Padova), V. Rossini (TECSA), S. Scarpellini (Studio Associato ARES), S. Tafaro (Comando Provinciale Vigili del Fuoco Siracusa). Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 9 di 19

10 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A Partecipazione al convegno CISAP1,1st Italian Convention on Safety & Environment in the Process Industry organized by the AIDIC (Associazione Italiana di Ingegneria Chimica), Palermo (I), Novembre 2004, con la memoria avente titolo "Performance Based Fire Engineering" L. Fiorentini, V. Rossini (Tecsa S.p.A.) F. Fazzari (Direzione Regionale Vigili del Fuoco Sicilia). Partecipazione al convegno "5th International Conference on Performance- Based Codes and Fire Safety Design Methods" organizzato dalla Society of Fire Protection Engineers (SFPE), 6-8 Octobrer 23004, Luxemburg, con la memoria avente titolo "Fire Risk Analysis and Modelling of the Relevant Scenarios: towards a Performance Based Fire Engineering and Protection Approach", L. Fiorentini, V. Rossini (Tecsa S.p.A.), G. Coppola, A. Ferrari (ILC Eng. Industrial Loss Control and Engineering). Partecipazione al convegno PSAM7/ESREL '04, International Conference in Probabilistic Safety Assessment and management, Berlino (DE), June 2004, con la memoria avente titolo "Fire Risk Analysis and Modelling of the Relevant Scenarios", L. Fiorentini, G. Coppola (ILC Eng. Industrial Loss Control and Engineering). Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 10 di 19

11 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A 2.3 ATTIVITA DI DOCENZA IN MATERIA DI INGEGNERIA ANTINCENDIO PRESTAZIONALE Tecsa S.p.A. svolge attività di docenza presso i seguenti enti: - Ordine degli Ingegneri di Milano; - Fondazione ordine degli Ingegneri di Torino; - Fondazione ordine degli ingegneri e degli architetti di Milano; - Politecnico di Milano. Nell ambito della docenza sono sviluppati i seguenti temi: - Analisi del rischio di incendio - Norme, standard e regolamenti internazionali; - Ingegneria antincendio orientata alla prestazione; - Simulazione numerica avanzata (codici di calcolo automatici a zona e CFF; - Simulazione numerica dell esodo in condizioni di emergenza in ambito civile e industriale; - Ottimizzazione dei costi associati agli interventi previsti nell ambito di un progetto antincendio; - Definizione dei criteri di prestazione, degli obbiettivi antincendio ai fini della individuazione di una strategia antincendio; - Procedura di deroga e progetto antincendio a carattere prestazionale ; - Verifica della resistenza al fuoco delle strutture; - Codici di calcolo automatici per la verifica agli elementi finiti della resistenza al fuoco delle strutture; - Il sistema di gestione della sicurezza antincendio previsto dal D.M. Maggio Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 11 di 19

12 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A Politecnico di Milano Mass Re-clad Workshop Tecsa S.p.A. è docente di FSE (con particolare riferimento alle problematiche connesse con il riuso degli edifici ed alla applicazione di involucri edilizi di tipo innovativo) nell ambito del Mass Re-Clad (Mass Customization for innovative Re-Cladding Components, dedicato a sistemi e componeneti per l involucro edilizio) Workshop organizzato dal Politecnico di Milano. Il workshop è stato ideato dal Politecnico di Milano, dipartimento BEST, con la collaborazione di Permasteelisa e altri importanti partner quali AGC e 3M e si tiene presso la Facoltà di Architettura e Società della sede Leonardo. Il programma, della durata di due settimane, mira a sviluppare le competenze degli studenti nella progettazione di sistemi e componenti per l involucro edilizio, personalizzabili in termini di prestazioni, funzionalità ed estetica, con una forte attenzione al contenimento del costo economico, al fine di rendere il re-claddding di edifici esistenti un operazione veloce, sicura e con elevati standard prestazionali. Pacchetti tecnologici con materiali differenti vengono analizzati grazie a software parametrici e messi a punto con l aiuto di macchine a prototipizzazione rapida 3D. Il workshop è presieduto da un comitato scientifico composto da numerosi docenti e professionisti: Ingrid Paoletti, Anna Mangiarotti, Elena Magarotto dipartimento BEST del Politecnico di Milano, Stefano Converso Dipsa Università Roma Tre, Luca Fiorentini Tecsa SpA, Mikkel Kragh Arup Italia, Tobias Tobias Bonwetsch ETH, Zurich, Marco Visconti Aedas Visconti, Francesco Zurlo e Massimiliano Mandarini Indaco. Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 12 di 19

13 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A Di seguito alcune immagini dell approfondimento sulle problematiche FSE applicate agli involucri edilizi sviluppato da Tecsa S.p.A. (facciata a doppia pelle). Inside Flames and fire gases in the building attack the interior surfaces and details of the curtain wall and associated perimeter fire barrier materials. Outside Flames and hot gases projecting from fire-broken glazing or other openings directly impinge on the curtain wall exterior face (convection). Outside Flames projecting from firebroken glazing or other openings radiate heat to and through glazed surfaces or through other openings to building contents and furnishings. Analisi con codice di calcolo fluidodinamico del comportamento di una facciata a doppia pelle continua soggetta ad incendio in assenza ed in presenza di sistemi a barriera d acqua. Structure of the model Comparison of results: side Temp slice Sprinklers Outer facade Burner (fire) Comparison of results: front Temp slice Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 13 di 19

14 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A 3. APPROCCIO METODOLOGICO Tecsa S.p.A. ha messo a punto un preciso workflow per l'esecuzione delle attività di ingegneria antincendio a carattere prestazionale. Tale workflow è riassunto nel seguente grafico (tratto dalla memoria "L APPLICAZIONE ALLA FIRE SAFETY ENGINEERING DI STRUMENTI DELL ANALISI DI RISCHIO PER AUMENTARE L EFFICIENZA DELLO STUDIO E L OTTIMIZZAZIONE DEL LIVELLO DEGLI INTERVENTI SUL PROGETTO ANTINCENDIO 2 " presentata nell'ambito del Convegno VGR 2008, Pisa). [ ] 2 Autori: F. Dattilo (1), L. Fiorentini (2), V. Puccia (3), V. Rossini (2), S. Scarpellini (4), S. Tafaro (5) 1 Comando Provinciale Vigili del Fuoco Venezia, Via Dorso Duro, 3862, Venezia, 30123, Italia 2 TECSA S.p.A., Via Figino, 101, Pero, 20016, Italia 3 Direzione Interregionale Vigili del Fuoco Padova, Via Dante, 55, Padova, 35137, Italia 4 Studio Associato AReS, Via Mons. Maggiolini, 3, Rho, Italia 5 Comando Provinciale Vigili del Fuoco Siracusa, Via Augusto Von Platen, 33, Siracusa, 96100, Italia Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 14 di 19

15 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 15 di 19

16 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 16 di 19

17 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A L introduzione anche nel quadro normativo italiano di una regolamentazione prestazionale alla sicurezza antincendio ha raggiunto il primo anno, considerando l emanazione del D.M. 9/5/2007. Tale prima scadenza permette di effettuare alcune valutazioni circa le criticità ed i punti di forza dell approccio ingegneristico alla prevenzione incendi; così pure si vuole fornire una metodologia quanto più possibile generale per l individuazione degli scenari di incendio che costituiscono il nucleo centrale dello studio prestazionale successivo, basato su modelli quantitativi sia per l esodo che per la propagazione degli effetti dell incendio. Tale schema è stato testato su di un case study reale con diversi elementi di criticità, particolarmente per l esodo degli occupanti. L analisi di diverse istanze di prevenzione incendio con l approccio ingegneristico da parte degli autori appartenenti al Corpo Nazionale VV.F. ha evidenziato infatti che gran parte dello sforzo progettuale venga riposto nella simulazione con pacchetti di Fluidodinamica Computazionale (CFD) degli effetti dell incendio, e nella rappresentazione grafica degli stessi, che in un accurato studio sui possibili scenari, sia riguardo gli occupanti che, eventualmente le strutture. Va inoltre considerato che, a differenza dei campi di ormai normale utilizzo degli strumenti della CFD, come gli studi fluidodinamici su sistemi svariati, dal Mixing all aerodinamica per veicoli, nel caso di un incendio non è possibile, a priori, conoscere la localizzazione dell eventuale innesco, né la sequenza che porti allo sviluppo dell incendio vero e proprio, né tanto meno la geometria esatta dell edificio, in quanto lo stato aperto/chiuso di varie aperture può modificare radicalmente il risultato della simulazione stessa. Si consideri infatti che l uso abituale in fase di progetto di pacchetti CFD parte a priori con l esatta conoscenza del sistema e della sua geometria per indagarne, in supporto a prove sperimentali, il comportamento in condizioni ben determinate, usando anche risultati sperimentali come parametro di riferimento. Di contro l utilizzo per scenari di incendio di tali sistemi parte a monte con condizione di indeterminatezza sia sul luogo di origine che sulle modalità di propagazione dell incendio, considerando anche che il quantitativo di materiale combustibile presente ha, di per sé, una connotazione statistica, specialmente su attività di tipo produttivo. E che la geometria può essere modificata dalla normale attività presente all interno. A tali incertezze vanno aggiunti i classici aspetti di scelta della mesh grid per la risoluzione numerica delle equazioni di Reynolds Navier Stokes ottimizzate per il fenomeno incendio, la trattazione della Turbolenza con i vari metodi noti (DNS, LES) etc. La vera problematica attuale quindi risiede nella potenza stessa dei codici di calcolo e di simulazione che oggi giorno sono a disposizione della FireSafety Engineering. I modelli teorici, ed in modo speciale i codici di simulazione, hanno una particolare capacità di assistere il progettista nelle decisioni connesse con la sicurezza antincendio. Comunque questi strumenti hanno anche un potenziale di danno e possono guidare verso decisioni non accettabili. In considerazione di ciò è necessario un approccio metodologico ben codificato e strutturato, oltre che valutabile in modo obbiettivo anche da soggetti terzi (es. Autorità). Tale problematica è, a tutti gli effetti, la stessa di 11 anni fa. Negli ultimi 20 anni si è osservato un incremento importante nel numero dei codici automatici a disposizione per l'analisi e la simulazione del rischio di incendio. Sono stati prodotti sia modelli di tipo probabilistico, che modelli di tipo deterministico. Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 17 di 19

18 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A Molti modelli esistenti sono in fase di miglioramento e nuovi modelli continuano ad essere rilasciati per l'uso in questo campo. Comunque come tali modelli debbano essere applicati in modo efficace come tassello di un processo di progettazione è ancora molto lontano dall'essere conosciuto e diverse aree di problematiche si sono evidenziate. E' necessario individuare un contesto in cui tali modelli vengono impiegati e riconosciuti da tutti gli attori. La domanda più importante alla quale è necessario rispondere è: quali e quanti modelli in realtà possono integrarsi con la conoscenza e l'esperienza esistenti e possono costituire parte di un approccio integrato coerente alla progettazione ed al rispetto delle norme e dei regolamenti esistenti (codici prescrittivi n.d.r.)? Quali sono i limiti e le capacità di un modello di calcolo (ivi incluso il software che lo implementa e lo rende disponibile), perché esso possa essere impiegato con consapevolezza? Quali sono le condizioni, i limiti di batteria, etc. sulla base dei quali uno o più modelli possono essere impiegati nell'analisi di un caso reale in modo accettabile? Un tema centrale che emerge è la necessità di evitare il pericolo di vedere un modello di calcolo come a sé stante, come vincolo principale di una analisi, come metodologia stessa adatta alla analisi di qualsivoglia problema antincendio nell'ambito di qualsivoglia dominio di simulazione, come una storta di deus ex machina. Il/i codici di calcolo automatici non costituiscono la metodologia e non rappresentano l'ingegneria antincendio prestazionale. Essi, a tutti gli effetti sono uno strumento a supporto del processo di progettazione o di verifica antincendio, del quale devono conoscersi vantaggi, svantaggi prima dell'uso. In casi particolari di analisi lo strumento di calcolo automatico maggiormente adatto viene selezionato a partire dai dati ottenuti dalla simulazione stessa nell'ambito di un processo iterativo di analisi a grado di approfondimento crescente. Con tutte queste considerazioni, comunque, si considera che la simulazione fluidodinamica dell incendio rappresenti uno strumento di grande valore all interno di tutto il processo dell approccio ingegneristico alla prevenzione incendi, ad esempio nella scelta tra (poche) soluzioni progettuali alternative, anche per la determinazione della soglia definita ALARP, compatibilmente con gli obiettivi di sicurezza antincendio fissati per la struttura. Questa memoria vuole apportare un contributo alla diffusione dell approccio ingegneristico alla prevenzione incendi focalizzando principalmente la scelta degli scenari di incendio e proponendo uno schema di applicazione generale per la generazione degli scenari e lo screening di questi ultimi in base a valutazioni quantitative di criticità, in modo da esaminare con strumenti CFD un ristretto numero di scenari critici, o poche soluzioni alternative per uno scenario critico, che siano emersi dall esame di un numero elevato di possibili casi generati partendo dallo standard NFPA 101, Life Safety Code, ed Questo approccio, ancorché parzialmente in contrasto con le metodologie "classiche" (norme, regole tecniche, standard, etc.), comunque non invalida i codici prescrittivi. Essi rappresentano la miglior scelta nella maggior parte dei casi. Solo in alcune situazioni specifiche le metodologie orientate alla garanzia della prestazione antincendio consentono in approfondimento dell'analisi del rischio di incendio ed una previsione utile ad evidenziare il grado di sicurezza dell'edificio anche in relazione a possibili alternative di protezione, costituendo un valido strumento di supporto al progettista. Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 18 di 19

19 FIRE SAFETY ENGINEERING (FSE) ATTIVITÀ DI INGEGNERIA ANTINCENDIO A CARATTERE PRESTAZIONALE SVILUPPATE DA TECSA S.P.A Lo schema proposto per l identificazione degli scenari parte dagli otto scenari generici proposti dall NFPA 101; tali scenari sono ripresi anche nella norma NFPA 5000 "Building construction and safety code". In tale guida essi sono citati quali punto di partenza dell'analisi, da integrarsi sulla base di considerazioni specifiche sulla realtà oggetto di indagine. Nella tabella di seguito sono riassunti gli altri scenari a titolo esemplificativo. Scenario d'incendio N Descrizione Scenario tipico che considera le attività, il numero e la localizzazione degli occupanti, le dimensioni degli ambienti, la natura e l'entità degli arredi e degli elementi presenti, le proprietà degli elementi combustibili, delle possibili sorgenti di ignizione e le condizioni di ventilazione con specifica definizione del primo elemento che prende fuoco e della sua localizzazione Scenario che considera un fuoco a sviluppo ultraveloce, ubicato nelle vie di uscita con le porte interne aperte all'inizio dell'incendio Scenario con incendio che ha inizio in un ambiente normalmente non occupato e che potenzialmente può mettere in pericolo la sicurezza di un grande numero di persone in un ampio ambiente limitrofo o in un'altra area dell'edificio Scenario con un incendio che ha origine a parete o a soffitto in posizione adiacente un ambiente ad alta presenza di persone Scenario con un incendio che si sviluppa lentamente in posizione non coperta dai sistemi di protezione antincendio e in prossimità di una zona con rilevante presenza di persone Scenario dell'incendio più grave, derivante dal più elevato carico d'incendio previsto nell'edificio, a sviluppo rapido e con presenza di persone Incendio che si sviluppa al di fuori della zona di interesse e che risulta suscettibile di estendersi a quest'ultima, o bloccarne le uscite, o determinare condizioni interne non sostenibili Scenario d'interesse e considerando il malfunzionamento e/o l'assenza delle protezioni attive o passive antincendio previste in progetto, disattivate singolarmente e in sequenza [ ] Allegati: presentazione e stralcio del volume Fiorentini L. Marmo L. "La valutazione dei rischi di incendio. Norme e standard internazionali di riferimento, metodi e tecniche di analisi, definizione della strategia antincendio, gestione del rischio nel tempo, casi studio ed esempi applicativi", ISBN: , 720 pagine, EPC S.r.l. (Roma) da Antincendio, Aprile 2011; locandina del Mass Customization for innovative Re-Cladding Components Workshop organizzato dal Politecnico di Milano per l anno Rev. 03 Agosto 2011 Pagina 19 di 19

20 libri La valutazione dei rischi di incendio, con software Frame È in uscita il nuovo libro con software di calcolo, edito dalla EPC sull analisi del rischio incendio A cura della redazione Il volume completo di software Frame (Fire Risk Assesment Method for Engineering) tradotto in italiano e corredato di 76 esempi completi, include le norme e gli standard internazionali di riferimento, i metodi e le tecniche di analisi, la definizione delle strategie antincendio, la gestione del rischio nel tempo, i casi di studio e gli esempi applicativi. Introduzione a cura di Raffaele Guariniello (Magistrato) Tra i documenti della sicurezza contemplati nel D.Lgs. n. 81/2008, fondamentale è il documento di valutazione dei rischi, a tal punto da indurre il legislatore ad attribuirne la paternità esclusiva e indelegabile al datore di lavoro. Ed è costante insegnamento della Corte di Cassazione che costituisce un reato, non soltanto l omessa redazione del documento di valutazione, bensì anche la redazione di un documento di valutazione insufficiente o inadeguato o incompleto: un documento, ad esempio, che Gli Autori Luca Fiorentini, opera nell ambito di TECSA S.p.A. come analista di rischio di incidente rilevante, sicurezza nell industria di processo ed esperto di ingegneria antincendio. Esperto di simulazione numerica avanzata e termo-fluidodinamica con strumenti CFD e FEM, è autore di numerose pubblicazioni scientifiche e membro senior di associazioni professionali internazionali tra cui NFPA, SFPE, FPA, IAFSS, AIChE, NAFI, IAAI ed ESRA. Dal 2007 è consulente della Procura della Repubblica di Torino per gli incendi occorsi presso il Castello di Moncalieri (2008) e lo stabilimento ThyssenKrupp (2007). Luca Marmo, ricercatore al Politecnico di Torino, Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria Chimica, è incaricato del corso di Sicurezza e Protezione Ambientale dei Processi Industriali. Da anni opera come Ingegnere Forense esclusivamente per la magistratura inquirente e giudicante, in particolare nella ricostruzione di cause e dinamica di incendi e esplosioni. È responsabile del centro sperimentale per la sicurezza delle atmosfere esplosive del Politecnico di Torino. ometta di valutare il rischio incendio, o che, pur valutandolo, non individui le misure di prevenzione e di protezione tecnicamente più avanzate contro un tale rischio. Eppure, in quante attività, questo adempimento è, sì, rispettato, ma solo formalmente. In quante attività, il documento di valutazione del rischio incendio viene materialmente redatto, ma a un attenta lettura si rivela un documento inidoneo. Stiamo vivendo nel nostro Paese un momento a suo modo appassionante per la sicurezza antincendio. Ma insieme si colgono segnali inquietanti. Dirompenti sono le carenze che indeboliscono la vigilanza sul rispetto delle disposizioni di sicurezza. Dobbiamo arricchire gli organici e la professionalità degli organi ispettivi. Dobbiamo premiare, non svilire, i funzionari che si prodigano nell attività di vigilanza. Dobbiamo evitare ogni confusione tra l attività di vigilanza e una sostanziale attività di consulenza. Ed è da scongiurare il fenomeno dei progetti di adeguamento alle norme antin- aprile 2011 antincendio 125