Fire Safety Engineering: come si articolano le Fasi di Analisi Preliminare e Quantitativa

In Italia la possibilità di utilizzare l’approccio prestazionale, e quindi la Fire Safety Engineering, è stata introdotta per la prima volta con il D.M. 9 maggio 2007 “Direttive per l’attuazione dell’approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio”, ma solo grazie all’emanazione del D.M. 3 agosto 2015, noto come Codice di Prevenzione Incendi, tale metodologia ha acquisito maggiore peso ed importanza nella progettazione antincendio.
Tale opportunità è stata ulteriormente amplificata con la recente revisione del D.M. 3/8/2015, approvata dal Comitato Centrale Tecnico Scientifico per la prevenzione incendi in data 18/6/2019 che prevede l’applicazione della FSE in soluzione alternativa non solo attraverso l’utilizzo delle indicazioni contenute nella sezione M-Metodi (che contiene la descrizione di metodologie progettuali quantitative per la progettazione di misure antincendio, calibrate sulle particolari problematiche tecniche affrontate nella determinata attività), ma anche sulla base di principi tecnico – scientifici riconosciuti a livello nazionale o internazionale.

In questo articolo:
• Metodologia di progettazione prestazionale
• Prima fase: analisi preliminare
• Seconda fase: analisi quantitativa.
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Metodologia di progettazione prestazionale

Nel capitolo M1 è descritta la metodologia di progettazione dell’ingegneria della sicurezza antincendio che si compone di 2 fasi, ciascuna costituita da sottofasi:

a. Prima fase, analisi preliminare
Sono formalizzati i passaggi che conducono ad individuare le condizioni più rappresentative del rischio al quale l’attività è esposta e quali sono le soglie di prestazione cui riferirsi in relazione agli obiettivi di sicurezza da perseguire.

b. Seconda fase, analisi quantitativa
Impiegando modelli di calcolo, si esegue l’analisi quali-quantitativa degli effetti dell’incendio in relazione agli obiettivi assunti, confrontando i risultati ottenuti con le soglie di prestazione già individuate e definendo il progetto da sottoporre a definitiva approvazione.
Di seguito si schematizza l’articolazione della metodologia di progettazione prestazionale nelle due fasi di analisi preliminare e quantitativa, con le relative sottofasi di indagine metodologica.

Prima fase: analisi preliminare

La fase di analisi preliminare si compone di quattro sotto-fasi in cui si definiscono i rischi da contrastare e, di conseguenza, i criteri oggettivi di quantificazione degli stessi necessari per la successiva analisi numerica.

Definizione del progetto

Si deve declinare lo scopo del progetto, descrivendo l’edificio, la destinazione di uso, i pericoli di incendio connessi con la particolare destinazione d’ uso prevista, i fruitori della stessa, evidenziando le difformità presenti rispetto specifiche previsioni normative o regole tecniche e chiarendo quindi, in ultima analisi, le motivazioni che conducono all’uso dell’approccio ingegneristico, da cui derivano gli obiettivi di sicurezza antincendio.

Identificazione degli obiettivi di sicurezza antincendio

In questa sottofase il professionista antincendio definisce gli obiettivi di sicurezza antincendio, rispetto ai quali perseguire lo scopo della progettazione antincendio.
Alcuni obiettivi di possibile interesse sono:
• garantire la stabilità delle strutture portanti per un periodo di tempo determinato;
• limitare la produzione e la propagazione di un incendio all’interno dell’attività;
• limitare la propagazione di un incendio ad attività contigue;
• limitare gli effetti di un’esplosione;
• garantire la possibilità che gli occupanti lascino l’attività autonomamente o che gli stessi siano soccorsi in altro modo;
• garantire la possibilità per le squadre di soccorso di operare in condizioni di sicurezza;
• tutelare gli edifici pregevoli per arte e storia;
• garantire la continuità d’esercizio per le opere strategiche;
• prevenire il danno ambientale e limitare la compromissione dell’ambiente in caso d’incendio.

Definizione delle soglie di prestazione

Individuati gli obiettivi di sicurezza antincendio, si devono definire i parametri prestazionali significativi necessari a dimostrare il raggiungimento degli stessi obiettivi. Si tratta quindi di tradurre gli obiettivi antincendio in soglie di prestazione (performance criteria), ovvero in soglie di tipo quantitativo e qualitativo rispetto alle quali si può svolgere la valutazione oggettiva di sicurezza antincendio. In un problema di Life Safety, in cui l’obiettivo primario è la salvaguardia della vita umana, i parametri prestazionali significativi sono rappresentativi di effetti termici, di tossicità e di visibilità che agiscono sullo stato di incapacitazione dell’occupante; si definiscono la temperatura massima di esposizione, l’irraggiamento termico ammissibile da tutte le sorgenti di esposizione per gli occupanti, la visibilità minima da garantire per pannelli riflettenti non retroilluminati, la valutazione della fractional effective dose ecc.
Per tutti questi parametri prestazionali va quantificato un livello di soglia, ovvero vanno definiti i valori numerici rispetto ai quali verificare i risultati attesi dal progetto. Gli obiettivi antincendio vengono tradotti, dunque, in soglie di prestazione numeriche (performance criteria) rispetto alle quali operare una valutazione quantitativa del livello di sicurezza antincendio. In particolare le soglie di prestazione devono poter essere utilizzate nella seconda fase della progettazione, per discriminare in modo oggettivo le soluzioni progettuali che soddisfano gli obiettivi antincendio da quelle che invece, non raggiungono le prestazioni richieste. Il Codice riporta nella tabella M.3.2. dell’Allegato M3, alcuni esempi di soglie di prestazione, per occupanti e soccorritori che possono essere adottate in un problema di pre-flashover avendo come obiettivo primario la salvaguardia della vita umana, mentre nel capitolo S.2 sono riportate le soglie di prestazione per le progettazioni la cui finalità sia il mantenimento della capacità portante di tutta o parte di un’opera da costruzione.

Individuazione degli scenari di incendio di progetto

Gli scenari di incendio rappresentano la schematizzazione dei più gravosi degli eventi che possono ragionevolmente verificarsi nell’attività (credible worst-case scenarios), in relazione alle caratteristiche del focolare, dell’edificio e degli occupanti. La procedura di identificazione, selezione e quantificazione degli scenari di incendio di progetto è descritta nel capitolo M.2 del Codice.

Seconda fase: analisi quantitativa

La fase di analisi quantitativa si compone di alcune sotto-fasi necessarie per effettuare le verifiche di sicurezza degli scenari individuati nella fase preliminare.
Brevemente, in relazione allo scopo della progettazione e agli obiettivi di sicurezza antincendio, il professionista antincendio elabora una o più soluzioni progettuali per l’attività, da sottoporre previa valutazione delle stesse, alla successiva verifica di soddisfacimento degli obiettivi di sicurezza antincendio.
A tal fine si calcolano gli effetti che gli scenari d’incendio di progetto determinerebbero nell’attività per ciascuna soluzione progettuale elaborata nella fase precedente. Generalmente in tale fase di valutazione quantitativa si impiega un modello di calcolo analitico o numerico: l’applicazione del modello fornisce i risultati quantitativi che consentono di descrivere l’evoluzione dell’incendio e dei suoi effetti sulle strutture, sugli occupanti o sull’ambiente, secondo le finalità della progettazione. I risultati della modellazione sono utilizzati per la verifica del rispetto delle soglie di prestazione per le soluzioni progettuali per ciascuno scenario d’incendio di progetto.
Le soluzioni progettuali che non rispettano tutte le soglie di prestazione per ogni scenario di incendio di progetto devono essere scartate. Da ultimo il professionista antincendio seleziona la soluzione progettuale finale tra quelle che sono state verificate positivamente rispetto agli scenari di incendio di progetto.
L’approccio ingegneristico prevede una valutazione degli effetti di un incendio al fine di descrivere le condizioni in cui si potrebbe trovare, ad esempio, un occupante di quel particolare edificio, con una particolare destinazione d’uso, sotto l’azione di un determinato incendio di progetto; questo avviene generalmente attraverso l’applicazione di modelli numerici di simulazione d’incendio che la letteratura ascrive essenzialmente a due categorie: i modelli di zona ed i modelli di campo.
Deve essere posta particolare attenzione nella scelta dei modelli e delle relative condizioni al contorno. Utile riferimento è costituito dal paragrafo M.1.9.

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Il Codice di Prevenzione Incendi e l’approccio con la FSE
Roberta Lala
Antincendio n.2/2020

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