VGR 2016 Valutazione e Gestione del Rischio negli

VGR 2016 Valutazione e Gestione del Rischio negli Insediamenti Civili ed Industriali PIANIFICAZIONE DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO NEGLI ASILI NIDO: “SCENARI D’INCENDIO PER LA GESTIONE DELL’ESODO IN EMERGENZA” Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Inquadramento Normativo D. P. R. 1 agosto 2011 n. 151 - L’attività n° 67 (ex 85): Attività 67. A Scuole di ogni ordine e grado con più di 100 persone presenti D. M. 26 agosto 1992 “Norme di prevenzione incendi per l'edilizia scolastica”. Attività 67. B : Asili nido con oltre 30 persone presenti. D. M. 16 luglio 2014 “Regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, costruzione ed esercizio degli asili nido”. In precedenza la valutazione della sicurezza poteva essere condotta applicando le linee guida dalla Direzione Regionale VVF del Friuli Venezia Giulia (Aprile 2006) e/o le linee guida del Comando Provinciale VVF di Palermo (marzo 2012) In alternativa Approccio fire safety engineering (FSE) DM 09/05/2007 "direttive per l'attuazione dell'approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio” Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Il passaggio dall’ approccio prescrittivo all’ approccio prestazionale IERI OGGI Approccio prescrittivo Valutazione spazio-temporale della pericolosità. Approccio prestazionale Fire Safety Engineering (FSE) Progettazione prestazionale secondo Eurocodici (UNI - EN 1991, 1– 2): • selezionare lo scenario di progetto appropriato; • determinare i corrispondenti incendi di progetto; • calcolare l’evoluzione della temperatura negli elementi strutturali; • calcolare il comportamento meccanico della struttura esposta al fuoco. Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Obiettivo Definizione di criterio razionale di modellazione del fire design per la determinazione dei parametri termo-fluidodinamici rilevanti per la sicurezza degli esposti. Valutare gli scenari d’incendio probabili con lo scopo di gestire efficacemente l’esodo in emergenza. Il CFD adottato : FDS vers. 5 Post-processore SMOKEVIEW 5. 4. 8 permette di: üvisualizzare la geometria dominio di calcolo e ürappresentare graficamente i campi vettoriali e scalari ü controllare dell’incendio l’evoluzione üFire Dynamic Simulator è un codice computazionale fluidodinamico sviluppato dal NIST (National Institute of Standards and Technology) ü Modello di campo ü Il codice risolve numericamente in forma semplificata le equazioni di: 1) Conservazione della massa; 2) Conservazione dell’ energia; 3) Bilancio della quantità di moto; 4) Diffusione delle specie chimiche. Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Razionale L’approccio di fire design consolidato è orientato a verificare la risposta della struttura alla sollecitazione termica. Le curve analitiche di più consolidato utilizzo sono state introdotte allo scopo di procedere alla verifica della resistenza strutturale. L’adozione di questi modelli per la valutazione della sicurezza degli esposti è avvenuta per analogia, nell’assunzione che i fenomeni di intensità rilevante, garantisca un’implicita cautela nella scelta del fire design. Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Procedura multistadio di simulazione Sono stati modellati 3 ambienti con arredo tipico degli asilo nido, differenziati per dimensioni geometriche, aperture di ventilazione e quantitativi di materiale combustibile. • Per ognuno dei tre ambienti è stata programmata una duplice simulazione: – in un caso, i parametri d’incendio sono stati ricavati dalla simulazione caratterizzata dalla funzione HRR analitica, definita secondo il metodo di Thomas, – mentre nell’altro caso, la funzione HRR è stata ricavata a posteriori, procedendo alla simulazione d’incendio nel locale realisticamente arredato, condizionata dall’innesco minimo efficace. § Dall’andamento delle curve HRR simulate, opportunamente linearizzate, sono state quindi ricavate tre Curve di Incendio Verosimili (CIV) Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Layout di simulazione: • Sala multiattività 3 casi di studio differenziati per: ü geometria del locale ü superficie di ventilazione ü quantitativo di materiale combustibile Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza Materiali d’arredi modellati: • lettini in poliuretano • tavolo - sedie in legno • scaffalature in legno • bottiglie di plastica • risme di carta • cartoncini sulle pareti • tendaggi / struttura di sostegno in legno

Layout di simulazione: * Superficie [m 2] Sup. Vent. [m 2] % Sup. trasparente Tot. Combustibile [Kg] Stanza Piccola ≈ 11 1. 8 18, 1 % 195, 13 Stanza Media ≈ 22 3. 6 17. 01 % 381, 34 Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza Stanza Grande ≈ 44 7. 2 16. 28 % 762, 68

Modello d’incendio analitico – Metodo di Thomas Eurocodice UNI EN 1991; 1 -2 Fase di decadimento: 70% del combustibile disponibile = 0. 01111 [k. J/s 3] fattore di crescita medio Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Modello d’incendio analitico – Metodo di Thomas – Eurocodice UNI EN 1991; 1 -2 HRRFLASHOVER [MW] t. FLASHOVER [s] HRRMAX [MW] t. MAX(1) [s] Stanza Piccola 1, 36 350, 91 5, 32 692, 07 Stanza Media 3, 34 548, 56 9, 57 928, 41 Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza Stanza Grande 17, 01 1237, 39 17, 30 1248, 04

Modello d’incendio analitico – Metodo di Thomas – Eurocodice UNI EN 1991; 1 -2 HRRFLASHOVER [MW] t. FLASHOVER [s] HRRMAX [MW] t. MAX(1) [s] Stanza Piccola 1, 36 350, 91 5, 32 692, 07 Stanza Media 3, 34 548, 56 9, 57 928, 41 Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza Stanza Grande 17, 01 1237, 39 17, 30 1248, 04

Modello d’incendio Verosimile - Innesco minimo efficace Temp. Innesco [°C] Stanza Piccola Stanza Media Stanza Grande 1425 1500 1742 Avvio di un processo di combustione resistente senza che l’innesco influisca sui parametri propri del fenomeno attivato (Durata innesco: 150 s) (Distanza materiale-innesco: 10 cm) Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Modello d’incendio Verosimile Temp. Innesco [°C] • • Stanza Piccola Stanza Media Stanza Grande 1425 1500 1742 Modelli di simulazione dell’esodo Modelli di resistenza strutturale Tempo massimo salvabilità degli esposti • • ASET > RSET Tempo massimo di resistenza al fuoco R>S Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Confronti: incendio analitico Vs incendio verosimile α Eurocod 1 (Scuole) Stanza Piccola Stanza Media Stanza Grande 0. 01111 k. J/s 3 0. 04162 k. J/s 3 0. 01189 k. J/s 3 0. 02379 k. J/s 3 Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Confronti: incendio analitico Vs incendio verosimile 1. La funzioni HRRAnal mostra la tendenza a sottostimare la pericolosità del fenomeno rispetto a quanto ottenuto per la fase iniziale con la simulazione di incendio verosimile, in particolare fino al raggiungimento del punto in cui le curve si intersecano. 2. la maggiore potenza espressa della HRRCIV nella fase iniziale comporta che l’energia termica complessivamente sviluppata dalle due curve a confronto sia la stessa per i tempi riportati in tabella. Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza

Conclusioni: Opportunità di adottare i modelli di fluido dinamica computazionale allo scopo di dimensionare la curva d’incendio rappresentativa del modello di sollecitazione in esame (HRRCIV). L’adozione del fire design con approccio verosimile consente di ottenere maggiore verosimiglianza degli scenari d’incendio per la valutazione di sicurezza degli esposti. Sviluppi futuri: L’elaborazione di set simulativi per locali e compartimenti tipo può consentire la costruzione di ABACHI (per carico d’incendio, innesco efficace, superficie di ventilazione…). Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Ingegneria della Sicurezza