L approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio: assetto legislativo, strumenti operativi e case studies.

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Niccoletta Milani
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1 Milano 19 Ottobre 2010 L approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio: assetto legislativo, strumenti operativi e case studies. ROL & eng hi Industriali HUGHES ASSOCIATES EUROPE, srl FIRE SCIENCE & ENGINEERING Gaetano Coppola: gaetano.coppola@hae.it Giusy Androni: giuseppina.androni@hae.it Marco Petan: marco.petan@hae.it

ROL & eng hi Industriali HUGHES ASSOCIATES EUROPE, srl FIRE SCIENCE & ENGINEERING

2 Profilo Aziendale INDUSTRIAL LOSS CONTROL & eng Hughes Associates Europe srl (HAE) è l ufficio Europeo di Hughes Associates Inc. (HAI) società di ingegneria e consulenza antincendio con quartier generale a Baltimora, USA. HAI fu fondata nel 1980 concentrandosi inizialmente nell erogazione di servizi di ingegneria antincendio specialistica principalmente nei settori militare e di R&D. Nel 1998, HAI raggiunge un accordo con la Industrial Loss Control srl (ILC) ed apre il suo ufficio Europeo a Milano: ILC diventa una Hughes Associates Group Company.

HAI fu fondata nel 1980 concentrandosi inizialmente nell erogazione di servizi di ingegneria antincendio specialistica principalmente nei

3 INDUSTRIAL LOSS CONTROL & eng Hughes Associates Europe srl Società di consulenza ed ingegneria antincendio: Operiamo nei seguenti settori: Servizi di property loss control Attività di prevenzione incendio Analisi del rischio d incendio e studi di fattibilità Fire safety engineering: Modellazione d incendio Modellazione dell esodo Performance based design Progettazione di impianti di rivelazione e di estinzione Revisione progetti e analisi di code compliance Forensic analysis Segreteria dell AIIA: (Italian Chapter of SFPE: )

fattibilità Fire safety engineering: Modellazione d incendio Modellazione dell esodo Performance based design Progettazione di impianti di

4 L approccio prestazionale nella legislazione D.M. 10/03/1998 antincendio E da molti ritenuto il primo disposto legislativo di tipo prestazionale perché affianca timidamente ad alcune misure di sicurezza prescrittive (p.e., lunghezza dei percorsi di esodo) anche misure di tipo prestazionale (tempo massimo consentito per percorrere una data distanza). D.M. 09/03/2007 Stabilisce i criteri per determinare le prestazioni di resistenza al fuoco che devono possedere le costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco, ad esclusione delle attività per le quali le prestazioni di resistenza al fuoco sono espressamente stabilite da specifiche regole tecniche di prevenzione incendi D.M. 9/5/2007 Direttive per l attuazione dell approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio

D.M. 09/03/2007 Stabilisce i criteri per determinare le prestazioni di resistenza al fuoco che devono possedere le costruzioni nelle attività soggette al controllo del Corpo Nazionale dei Vigili del

5 INDUSTRIAL LOSS CONTROL & eng D.M. 9/3/2007: Curve Naturali di Incendio Le Curve Naturali di Incendio sono fortemente contestualizzate nel progetto: l andamento della temperatura nel tempo ha una forma dipendente da numerosi fattori fisico-chimici riconducibili però ad alcuni parametri fondamentali quali: la quantità massima di materiale coinvolto nell incendio il picco massimo di potenza termica rilasciata dall incendio il rateo di crescita dell incendio i sistemi di protezione automatica presenti i fattori di ventilazione le condizioni ambientali l inerzia termica delle pareti la geometria del compartimento Attraverso appositi modelli che tengono conto dei predetti fattori è possibile determinare le Curve Naturali di Incendio che descrivono l andamento delle temperature dei gas in funzione del tempo.

fisico-chimici riconducibili però ad alcuni parametri fondamentali quali: la quantità massima di materiale coinvolto nell incendio il picco massimo di potenza termica rilasciata dall incendio il

6 D.M. 9/5/2007: L approccio prestazionale FONTE: Luca Nassi Andrea Ferrari 22 ottobre 2007, X Convegno AIIA: Palazzo di Giustizia di Siena - Descrizione del progetto e raffronto con l allegato tecnico del DM 9/5/2007 Fase I DEFINIZIONE del PROGETTO OBIETTIVI CRITERI di PRESTAZIONE (valori Numerici) INCENDI di PROGETTO Valori Numerici Fase II Ipotesi progetto Scelta MODELLO Di CALCOLO Analisi Risultati SOMMARIO TECNICO SGSA Documentazione PROGETTO FINALE

I DEFINIZIONE del PROGETTO OBIETTIVI CRITERI di PRESTAZIONE (valori Numerici) INCENDI di PROGETTO Valori Numerici

7 INDUSTRIAL LOSS CONTROL & eng Strumenti Operativi Linee Guida, Codici, Letteratura SFPE Guidelines Building Codes Internazionali, Eurocodici NFPA standards (NFPA 101-A: Alternative approaches to Life Safety, NFPA 5000) ISO standards Modelli Matematici DETACT-QS - Detector Actuation - Quasi Stead DETACT-T2 - Detector Actuation - Time squared Jet - A Model for the Prediction of Detector Activation and Gas Temperature in the Presence of a Smoke Layer LAVENT - Response of sprinkler links in compartment fires with curtains and ceiling vents ASCOS - Analysis of Smoke Control Systems CONTAM - Modello di ventilazione a rete multizona ASMET - Atria Smoke Management Engineering Tools FIRDEMND - Handheld Hosestream Suppression Model ASET-B - Available Safe Egress Time - BASIC BREAK1 - Berkeley Algorithm for Breaking Window Glass in a Compartment Fire FPETool - Fire Protection Engineering Tools (equazioni e semplici scenari di simulazione) CFAST by NIST FDS by NIST STRAUS Etc.

and Gas Temperature in the Presence of a Smoke Layer LAVENT - Response of sprinkler links in compartment fires with curtains and ceiling vents ASCOS - Analysis of Smoke Control Systems CONTAM -

8 Case Study: Risposta di una struttura di acciaio non protetto soggetta al raffreddamento sprinkler. CFD Analysis Vari scenari d incendio analizzati, incendio naturale con e senza raffreddamento confrontato con incendio convenzionale Numero testine attivate nel peggior scenario Configurazione temperatura della struttura primaria e secondaria Vantaggi Omissione di vernici intumescenti in alcune aree Strategia di disposizione delle merci

incendio convenzionale Numero testine attivate nel peggior scenario Configurazione temperatura della

9 INDUSTRIAL LOSS CONTROL & eng Curva naturale con e senza impianto sprk SPRK Gas temp C NO SPRK Gas temp C ISO 834 Gas temp C IDROCARBURI Gas temp C 10 Per. Media Mobile (SPRK Gas temp C ) 10 Per. Media Mobile (NO SPRK Gas temp C ) n SPRK 15 OFF

IDROCARBURI Gas temp C 10 Per. Media Mobile (SPRK Gas temp C ) 10 Per.

10 Case Study: Progettazione dell impianto di estinzione automatica in un vagone doubledeck tipico. CFD Analysis Vari posizioni d incendio per vari tipi d incendio: vandalico, molotov, convenzionale Cronologia di attivazione delle varie testine water mist Si attivano solo le testine del piano d incendio Vantaggi Possibilità di ridurre la capacità della riserva idrica (n bombole) Ottimizzazione della strategia di ventilazione (apertura porte del vagone, attivazione estrazione aria etc..)

attivazione delle varie testine water mist Si attivano solo le testine del piano d incendio Vantaggi Possibilità di

11 Case Study: Smoke Management Palazzo di Giustizia di Siena. CFD Analysis Vincoli architettonici che impediscono la compartimentazione di una scala Analisi di diversi scenari di incendio Definizione condizioni di ventilazione ottimale della scala Vantaggi Utilizzabilità della scala in condizioni di esodo in emergenza senza interventi che ne alterassero l aspetto. Specificazione delle prestazioni del sistema di ventilazione

scenari di incendio Definizione condizioni di ventilazione ottimale della scala Vantaggi Utilizzabilità

Case Study: Analisi dell esodo in un edificio di pregevole interesse storico artistico. Analisi dell esodo Scale non conformi alla normativa nazionale.

12 Case Study: Analisi dell esodo in un edificio di pregevole interesse storico artistico. Analisi dell esodo Scale non conformi alla normativa nazionale. Persone non familiari con il posto Particolari vincoli al contorno che determinano particolari criteri di accettabilità. Vantaggi Verifica delle potenzialità delle vie di esodo disponibili. Individuazione dei limiti di affollamento consentiti dai vincoli architettonici basato su criteri condivisi di accettabilità

Persone non familiari con il posto Particolari vincoli al contorno che determinano particolari criteri di

Case Study: Analisi dell esodo in un edificio commerciale multipiano. Analisi dell esodo Analisi delle condizioni in seguito ad incendio reale e misurazione del tempo di evacuazione disponibile.

13 Case Study: Analisi dell esodo in un edificio commerciale multipiano. Analisi dell esodo Analisi delle condizioni in seguito ad incendio reale e misurazione del tempo di evacuazione disponibile. Una uscita bloccata al piano d incendio Confronto del tempo necessario ottenuto mediante simulazioni di esodo con i tempi disponibili Vantaggi Eventuale indisponibilità di vani scala non pregiudica sicurezza complessiva. L esodo in sicurezza avviene entro i limiti di accettabilità.

14 Case Study: Effetto radiante di un incendio, provocato da un consistente versamento di kerosene, sulla facciata di un terminal. Analisi irraggiamento Configurazione del versamento di kerosene in un piano lievemente inclinato Calcolo irraggiamento sulla facciata mediante sorgente cilindrica e mediante sorgente puntiforme Calcolo irraggiamento sulla facciata con incendio spinto dal vento Vantaggi Possibilità di omettere alcuni vetri REI Ottimizzazione dei sistemi di protezione automatici.

Analisi irraggiamento Configurazione del versamento di kerosene in un piano lievemente inclinato Calcolo irraggiamento

15 Case Study: Research and Development Verifiche sperimentali Ottimizzazione test su scala reale mediante specifici trials di modellazione

16 Milano 19 Ottobre 2010 Grazie per l attenzione ROL & eng hi Industriali HUGHES ASSOCIATES EUROPE, srl FIRE SCIENCE & ENGINEERING Gaetano Coppola: gaetano.coppola@hae.it Giusy Androni: giuseppina.androni@hae.it Marco Petan: marco.petan@hae.it

ENGINEERING Gaetano Coppola: gaetano.coppola@hae.

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