Heat Release Rate (HRR)

stima della curva rhr

L’RHR (Rate of Heat Released) o HRR (Heat Release Rate) ovvero la Curva di rilascio termico è la variazione della potenza di rilascio termico in una reazione di combustione, espressa in KW, e calcolata in relazione al combustibile, alle condizioni di ventilazione e alle caratteristiche geometriche del materiale.

L’HRR è generalmente caratterizzata da una fase crescita (innesco – propagazione – flashover), da una susseguente fase di picco oppure stazionaria, e da una susseguente fase di decadimento

Stima della curva RHR

Il metodo descritto è riportato nel nuovo Codice della Prevenzione Incendi.

La Curva HRR può essere descritta per fasi.

I fase – propagazione dell’incendio 

HRR_2

Durante la fase di propagazione, la potenza termica rilasciata dall’incendio al variare del tempo rappresenta la HRR(t) può essere descritta dalla: dove:t tempo [s] tα tempo necessario affinché la potenza termica rilasciata raggiunga il valo­re di 1000 kW  [s] Per alcune attività, tale valore può essere desunto dai prospetti dell’appendice E dell’Eurocodice 1, UNI EN 1991-1-2.

Per le altre attività il valore di tα può es­sere determinato con considerazioni basate sul giudizio esperto per analogia.

Effetto dei sistemi automatici di controllo ed estinzione dell’incendio

  1. Se nell’attività sono previsti sistemi di controllo e spegnimento dell’incendio di tipo automatico (es. impianto sprinkler), l’andamento della potenza termica rila­sciata HRR(t) non raggiunge il valore massimo HRRmax, che avrebbe potuto rag­giungere in relazione alle condizioni del combustibile ed a quelle ambientali, ma può essere assunta costante e pari al valore di HRR(tx) raggiunto all’istante tx di entrata in funzione dell’impianto automatico. Tale valore permane per un intervallo di tempo pari alla durata di alimentazione prevista per l’impianto, en­tro cui si presume che l’incendio controllato venga definitivamente estinto me­diante l’intervento manuale.
  2. Se nell’attività sono invece previsti sistemi automatici di estinzione completa dell’incendio (es. ESFR, water mist, …), il loro effetto deve essere valutato caso per caso in relazione alla loro efficacia ed all’affidabilità di funzionamento.
  3. A differenza dell’attivazione dei sistemi automatici, l’intervento manuale effet­tuato dalle squadre antincendio non può essere considerato in fase progettuale ai fini della modifica dell’andamento della curva HRR(t).

Fase dell’incendio stazionario

  1. Nella maggioranza dei casi l’energia termica presente nel compartimento antin­cendio è sufficiente a produrre la condizione di flashover e si ipotizza che, an­che dopo il flashover, la curva cresca con andamento ancora proporzionale a t2 fino al tempo tA che corrisponde alla massima potenza HRRmax rilasciata dall’incendio nello specifico compartimento antincendio.
  2. Se nell’attività non sono previsti impianti di spegnimento automatico, si suppo­ne che dal tempo tA fino a tB la potenza termica prodotta dall’incendio si stabiliz­zi al valore massimo HRRmax:
HRR_3

Se lo sviluppo dell’incendio risulta controllato dal combustibile, come accade all’aperto o in edifici con elevata superficie di ventilazione, il valore di HRRmax può essere fornito dalla seguente espressione:

HRR_4
  1. HRRf valore della potenza termica massima rilasciata per unità di superficie lorda. Per alcune attività, tale valore può essere desunto dai prospetti dell’appendice E.4 dell’Eurocodice 1, UNI EN 1991-1-2. [kW/m2]
    Af area della superficie lorda del compartimento in caso di distribuzione uni­forme del carico d’incendio, oppure area effettivamente occupata dal combustibile [m2]
  2. Se lo sviluppo dell’incendio risulta limitato dal valore della superficie di venti­lazione, come generalmente si verifica in edifici con superficie di ventilazione ordinaria, allora il valore di HRRmax deve essere ridotto in conseguenza della quantità di comburente disponibile che può affluire dalle superfici di ventilazio­ne presenti nella fase di post-flashover. In tal caso, se le pareti del compartimen­to presentano solo aperture verticali, è possibile determinare il valore di HRRmax ridotto tramite la seguente espressione semplificata:
HRR_5

con: m  fattore di partecipazione alla combustione di cui al punto S.2 del D.M. 3/8/2015. Hu potere calorifico inferiore del legno pari a 17500 kJ/kg. Av area totale delle aperture verticali su tutte le pareti del compartimento [m2] L’altezza equivalente delle aperture verticali heq si calcola con la seguente rela­zione:

HRR_6
  1. Av,i area dell’apertura verticale i-esima [m2hi altezza dell’apertura verticale i-esima [m] Se invece le pareti del compartimento presentano anche aperture orizzontali (ad es. SEFC), l’eventuale riduzione del valore di HRRmax deve essere valutata con modelli più sofisticati, ad esempio i modelli di campo di simulazione dell’incen­dio considerando tutte le superfici di ventilazione aperte sin dall’innesco dell’incendio.
  2. Noto il valore di HRRmax, il tempo tA di inizio della fase di incendio stazionario si calcola con la seguente espressione:
HRR_7
  1. La fase di incendio stazionario termina al tempo tB, tempo di inzio della fase di decadimento, in cui il 70% dell’energia termica inizialmente disponibile qf,d · Af è stata rilasciata nel compartimento antincendio. Il valore dell’energia qf,d è il carico di incendio specifico di progetto
  2. Se l’energia termica inizialmente disponibile è sufficiente affinché l’incendio su­peri la fase di propagazione e raggiunga la potenza massima HRRmax, cioè:
HRR_8

il secondo termine indica l’area sottesa (integrale) alla curva nel tratta iniziale quadratico in questo caso il tempo tB di fine della fase di incendio stazionario si calcola con la se­guente espressione:

HRR_9

qf,d è il carico di incendio specifico di progetto

Se l’energia termica inizialmente disponibile non è sufficiente affinché l’incen­dio superi la fase di propagazione, la curva HRR raggiunge il valore massimo per qualche secondo poi passa direttamente alla fase di decadimento.

Fase di decadimento

  1. Il tempo tC, trascorso il quale la potenza termica rilasciata dall’incendio si an­nulla, viene calcolato considerando che nella fase di decadimento è consumato il restante 30% dell’energia termica inizialmente disponibile:
HRR_10

Durante la fase di decadimento l’andamento della potenza prodotta dall’incendio è lineare e quindi:

HRR_11

Altre indicazioni Qualora la definizione della fase di propagazione della curva HRR(t) basata esclusivamente sul tempo caratteristico tα fosse ritenuta non rappresentativa del­la reale evoluzione dell’incendio durante la fase di propagazione, in particolare negli edifici civili, si renderà necessaria una più dettagliata definizione della curva di crescita dell’incendio, con specifica attenzione alla propagazione dell’incendio e dei prodotti della combustione, che rappresentano i fenomeni di maggiore interesse per i problemi di salvaguardia della vita. Il progettista può pertanto valutare le possibilità che l’incendio si propaghi dagli oggetti già coinvolti dalle fiamme ad altri elementi combustibili, per mezzo di un’appropriata valutazione del rischio di incendio. Tale valutazione deve essere giustificata durante l’analisi quantitativa. Un esempio di tale approccio è chiaramente affrontato nelle NFPA 92B e NFPA 555. Questi documenti riportano alcune correlazioni impiegabili per veri­ficare se, nelle prime fasi di sviluppo di un incendio, la potenza termica rilascia­ta da un oggetto incendiato possa provocare la propagazione dell’incendio ad al­tri oggetti per effetto dell’irraggiamento termico, in relazione alla tipologia dei materiali ed alla distanza che li separa dagli oggetti già innescati. La curva HRR può essere così ricostruita nel seguente modo: a. ipotizzare il materiale combustibile iniziatore dell’incendio; b. valutare la sequenza con la quale i diversi elementi combustibili presenti nell’ambiente vengono coinvolti dalla propagazione dell’incendio; c. calcolare la curva HRR(t) complessiva, per somma dei contributi nel tempo dei singoli oggetti. Le curve HRR(t) di molte tipologie di oggetti combustibili presenti negli edifici civili possono essere facilmente reperite in lettera­tura.

PER INFO CONTATTACI A:

Mail. info@fseng-antincendio.it

Tel. 3297784674

Hai bisogno di aiuto per il calcolo?

Puoi utilizzare la nostra calcolatrice inviandoci i dati necessari per il calcolo!

Chiarimenti sulle aperture di smaltimento fumi
Prev Chiarimenti sulle aperture di smaltimento fumi
Next Campionamento di curve sperimentali Heat Rate Release RHR
Calcolatrice di curva rete heat release rhr fse

Leave a comment

error: Content is protected !!