Criterio ideale

1. La progettazione ideale di un sistema d’esodo dovrebbe assicurare agli occupan­ti la possibilità di raggiungere un luogo sicuro senza neanche accorgersi degli effetti dell’incendio. Questo è dunque il primo criterio da impiegare per la mag­gior parte degli occupanti dell’attività.
2. Esistono situazioni ove il criterio del comma 1 non è applicabile, in particolare per gli occupanti che si trovano nel compartimento di primo innesco dell’incen­dio.

Criterio di ASET > RSET

1. Per risolvere la limitazione del comma 1 del paragrafo 28.3.1, la norma intro­duce il criterio ASET > RSET. La progettazione FSE del sistema di vie d’esodo consiste sostanzialmente nel calcolo e nel confronto tra due intervalli di tempo così definiti:
   a.  ASET, tempo disponibile per l’esodo (available safe escape time);
   b.  RSET, tempo richiesto per l’esodo (required safe escape time).
2. Si considera efficace il sistema d’esodo se ASET > RSET, se cioè il tempo in cui permangono condizioni ambientali non incapacitanti per gli occupanti è supe­riore al tempo necessario perché essi possano raggiungere un luogo sicuro, non soggetto a tali condizioni ambientali sfavorevoli dovute all’incendio.
3. La differenza tra ASET ed RSET rappresenta il margine di sicurezza della valu­tazione. Il progettista sceglie e giustifica il margine di sicurezza in relazione alle ipotesi assunte ed all’incertezza risultante dei valori calcolati dei tempi di ASET ed RSET. Il rapporto tra ASET ed RSET non può essere inferiore a 1,1.

Calcolo di ASET

1. ASET, il tempo a disposizione delle persone per mettersi in salvo, dipende strettamente dalle interazioni nel sistema incendio-edificio-occupanti: l’incendio si innesca, si propaga e diffonde nell’edificio i suoi prodotti, fumi e calore. L’edificio resiste all’incendio per mezzo delle misure protettive attive e passive: impianti antincendio, compartimentazioni, sistemi di controllo dei fumi. Gli occupanti sono esposti agli effetti dell’incendio in relazione alla attività che svolgono, alla loro posizione iniziale, al loro percorso nell’edificio ed alla condizione fisica e psicologica.
2. In conseguenza di quanto indicato al comma 1, ciascun occupante possiede un proprio valore di ASET. Tale complessità viene risolta dal progettista con consi¬derazioni statistiche, con modelli di calcolo numerici o assumendo le ipotesi semplificative descritte nel paragrafo 28.5.1.
3. Nei seguenti paragrafi si presentano i metodi di calcolo di ASET ammessi dalle norme:
   a. metodo di calcolo avanzato;
   b. metodo di calcolo semplificato.

Metodo di calcolo avanzato per ASET

1. Il calcolo di ASET richiede la stima delle concentrazioni di prodotti tossici, del­le temperature e delle densità del fumo negli ambienti a seguito dell’incendio e la loro variazione nel tempo, in quanto gli occupanti possono muoversi nel fumo, che nei casi complessi può essere ragionevolmente elaborata solo con modelli di calcolo fluidodinamici. Sono infatti la tipologia dell’incendio e dell’attività che determinano complessivamente l’andamento di tali variabili tempovarianti.
2. La norma ISO 13571:2007 è attualmente il riferimento più autorevole per il cal­colo di ASET. ASET globale è ivi definito come il più piccolo tra gli ASET cal­colati secondo quattro modelli:
   a. modello dei gas tossici;
   b. modello dei gas irritanti;
   c. modello del calore;
   d. modello dell’oscuramento della visibilità da fumo.

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Modello gas tossici

1. Il modello dei gas tossici impiega il concetto di exposure dose e di FED, frac­tional effective dose. La exposure dose è definita come la misura della concen­trazione di un gas tossico disponibile per inalazione, cioè presente nell’aria in-spirata, calcolata per integrazione della curva concentrazione-tempo della so­stanza. La FED è il rapporto tra questa exposure dose e la dose del gas tossico che determina effetti incapacitanti sul soggetto medio esposto. Quando FED = 1 il soggetto medio è sicuramente incapacitato.
2. Per esempio, la dose incapacitante di CO, monossido di carbonio, prevista nella ISO 13571:2007 è pari a 35000 ppm · min. Ciò significa ipotizzare che il sog­getto medio esposto ad una concentrazione di 3500 ppm per 10 minuti risulti in-capacitato. In entrambi i casi la sua FED è pari a 1 ed il suo ASET per il CO è pari a 10 minuti.

La ISO 13571 indica la seguente formula per il calcolo del FED

dove:
Ci  è la concentrazione media del generico un gas asfissiante “i” nel differenziale di tempo previsto, Δt, misurato in ppm
(Ct) i è la dose di esposizione specifica in ppm • min che impedisce l’evacuazione sicura degli occupanti.

Una semplificazione della formula è la seguente:

I risultati della ricerca indicano che in ambienti invasi dal fuoco, CO e HCN sono gli unici prodotti della combustione che esercitano un effetto significativo sul tempo disponibile per l’esodo.
[CO] è la concentrazione media di Ossido di Carbonio in ppm rispetto al tempo Δt.
[HCN] è la concentrazione media di Acido Cianidrico in ppm rispetto al tempo Δt.
Δt  incremento di tempo in minuti

Modello gas irritanti

1. Il modello dei gas irritanti impiega il concetto di FEC, fractional effective concentration. La FEC è definita come il rapporto tra la concentrazione di un gas irritante disponibile per inalazione e la concentrazione dello stesso gas che determina effetti incapacitanti sul soggetto medio esposto.
2. Al fine di semplificare l’analisi, qualora negli scenari di incendio di progetto non siano identificati nel focolare materiali combustibili suscettibili di costituire specifica sorgente di gas irritanti (es. sostanze o miscele pericolose, cavi elettrici in quantità significative…) la verifica del modello dei gas irritanti può essere omessa.

La ISO 13571 indica la seguente formula per il calcolo del FEC

dove:
[XX]  è la concentrazione del generico un gas irritante in ppm
F  è la concentrazione del gas irritante in ppm che compromette la capacità degli occupanti di adottare misure efficaci per realizzare l’esodo
F_HCl = 1000 ppm  (acido cloridrico)
F_HBr = 1000 ppm (acido bromidrico)
F_HF = 500 ppm (acido fluoridirco)
F_SO2 = 150 ppm (ossido di zolfo=anidrite solforosa)
F_NO2 = 250 ppm  (biossido di azoto)
F_C3H4O = 30 ppm  (acroleina)
F_CH2O = 250 ppm (CH2O)

Modello calore

1. Per il modello del calore irraggiato e convettivo la norma propone un approccio basato sulla FED, simile a quello dei gas tossici. L’equazione proposta è la se­guente:
   I valori di t_Irad e t_Iconv sono i tempi di incapacitazione per calore radiante e calore convettivo calcolati con altre relazioni in funzione della condizione di abbiglia­mento dei soggetti, reperibili nella norma ISO 13571:2007.
2. La verifica del modello del calore può essere semplificata assumendo conserva­tivamente le seguenti soglie di prestazione:
   a. irraggiamento sulle persone ≤ 2,5 kW/m²;
   b. temperatura ambiente sulle persone ≤ 60°C.
3. Tali valori corrispondono ad un ASET oltre i 30 minuti per qualsiasi condizione di abbigliamento.

Modello visibilità

1. Il modello dell’oscuramento della visibilità da fumo è basato sul concetto del minimo contrasto percettibile, cioè la minima differenza di luminosità visibile tra un oggetto e lo sfondo.
2. Per legare il valore della visibilità L alla massa volumica dei fumi ρ_smoke, si ri­corre alla seguente correlazione sperimentale, applicata ad ogni punto del domi­nio di calcolo:
   dove:
   L visibilità [m]
   C costante adimensionale pari a 3 per cartellonistica di esodo riflettente non illuminata o 8 per cartellonistica retroilluminata
   σ coefficiente massico di estinzione della luce pari a 10 m²/g [m²/g] ρsmoke massa volumica dei fumi (smoke aerosol mass concentration) [g/m³]
   Grazie a questa correlazione, i codici di calcolo fluidodinamico restituiscono di­ rettamente la ρsmoke e calcolano la visibilità L per ogni punto degli ambienti si­mulati.

Soglia di prestazione per FED e FEC

1. I valori di FED e FEC pari ad 1 sono associati ad effetti incapacitanti dell’esodo calibrati su persone di media sensibilità agli effetti dei prodotti dell’incendio.
2. Per tenere conto delle categorie più deboli o più sensibili della popolazione, che risulterebbero incapacitate ben prima del raggiungimento di FED o FEC uguale a 1, si considera ragionevole impiegare il valore 0,3 come soglia di prestazione per FED e FEC, lasciando però al progettista l’onere di selezionare e giustificare il valore più adatto alla tipologia di popolazione coinvolta.

Riferimenti

1. La salvaguardia della vita (life safety), che comprende le problematiche legate all’evacuazione dell’edificio, è il sottosistema 5 della procedura quadro FSE pre­vista dall’ISO, International Organisation for Standardisation, nel technical re­port ISO/TR 13387-1:1999.
2. Il documento specifico di riferimento per la progettazione del sistema d’esodo è il technical report ISO/TR 13387-8:1999 Fire safety engineering – Part 8: Life safety – Occupant behaviour, location and condition.
3. L’ISO ha pubblicato altri due documenti fondamentali per analisi degli aspetti più tecnici della progettazione della life safety:
   • ISO 13571:2007 Life-threatening components of fire – Guidelines for the estimation of time available for escape using fire data;
   • ISO/TR 16738:2009 Fire-safety engineering – Technical information on me­thods for evaluating behaviour and movement of people.
4. I documenti ISO fanno spesso riferimento alla normativa e documentazione an­glosassone. L’approccio anglosassone alla FSE è dettagliato globalmente nella norma BS 7974:2001; la life safety è il sottosistema 6 di tale procedura. Il docu­mento specifico di riferimento per la progettazione del sistema d’esodo è il pu­blished document PD 7974-6:2004 The application of fire safety engineering principles to fire safety design of buildings – Part 6: Human factors: Life safety strategies – Occupant evacuation, behaviour and condition (Sub-system 6).

 

 

Per Informazioni

Tel: 3297784674

Mail: info@fseng-antincendio.it