Antincendio
Sicurezza antincendio: la modellazione dell’esodo di un fabbricato adibito a uffici
L’INAIL pubblica “Il Codice di prevenzione incendi”. Un estratto dalla prima pubblicazione
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Al fine di illustrare le potenzialità del Codice [1] e di fornire degli strumenti esplicativi, incentrati su esempi pratici di progettazione, è stata attivata una collaborazione tra il Dipartimento innovazioni tecnologiche e sicurezza degli impianti, prodotti e insediamenti antropici – INAIL, il Dipartimento di Ingegneria Chimica Materiali Ambiente – Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale – Università di Roma “Sapienza” e la Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica – Corpo Nazionale dei Vigili del fuoco, che ha portato alla pubblicazione “Il Codice di prevenzione incendi” [3]. Il presente articolo ripercorre il caso studio relativo alla modellazione dell’esodo di un fabbricato uffici, inserito nella pubblicazione INAIL, integrandolo con considerazioni sulla Fire Safety Engineering.
Gli autori dell’estratto
Raffaele Sabatino. INAIL, Dipartimento innovazioni tecnologiche e sicurezza degli impianti, prodotti e insediamenti antropici.
Piergiacomo Cancelliere. Corpo Nazionale dei Vigili del fuoco.
Filippo Cosi. Libero professionista.
Tra i vari strumenti propri della Fire Safety Engineering si possono annoverare le modellazioni dell’esodo con software specifici, di cui in commercio ne esistono diversi tipi. La modellazione dell’esodo viene svolta in molteplici scenari, anche degradati (per esempio considerando inaccessibili alcune vie di esodo), con lo scopo di valutare ed ottimizzare le caratteristiche del fabbricato che rivestono particolare importanza per la sicurezza delle persone, permettendo una corretta progettazione e calibratura dei percorsi di fuga e della relativa cartellonistica e illuminazione in emergenza.
Le modellazioni software consentono di ricavare il tempo di esodo dell’attività, oltre ad evidenziarne le criticità, anche in funzione degli occupanti più svantaggiati, come i disabili, gli anziani, i bambini o quelli privi di confidenza con i luoghi o la lingua della cartellonistica di emergenza.
Il presente articolo ripercorre il caso studio inserito nella pubblicazione INAIL [3].
Il software svolge i calcoli dell’esodo tenendo conto di vari parametri: la larghezza e la disponibilità di ciascun percorso durante l’intera durata dell’evacuazione, la densità di affollamento degli spazi verso i quali gli occupanti si dirigono e la lunghezza delle code che si formano in prossimità dei varchi di uscita. Pertanto è possibile che, durante la simulazione, alcuni occupanti abbandonino i percorsi inizialmente intrapresi per dirigersi verso uscite alternative più sgombre o più vicine.
Gli output principali del software sono costituiti dalle elaborazioni grafiche tridimensionali dell’esodo, con una grafica realistica. Questi consentono di analizzare nel corso del tempo le modalità dell’esodo e di evidenziarne facilmente le eventuali problematiche, come l’impossibilità a raggiungere una determinata uscita o la formazione di code che allungano il tempo di permanenza nel comparto oggetto dell’incendio. Ulteriori output sono riportati in appositi grafici bidimensionali, come nell’immagine seguente.
Grazie ad un utilizzo consapevole del software, il progettista antincendio può:
• Ricavare il tempo totale di esodo dal fabbricato o dal singolo locale;
• Evidenziare i locali o i percorsi che presentano criticità come lunghe code o ammassamenti particolari di persone;
• Valutare se il sistema di esodo in progetto è equilibrato o se al contrario vengono riscontrate vie di fuga intasate accanto ad altre vie di fuga sotto-utilizzate, al fine di calibrare meglio il piano di evacuazione;
• Valutare la necessità di predisporre piani o aree o singoli locali a cui assegnare la funzione di rifugio temporaneo;
• Valutare l’opportunità di progettare una procedura di esodo per fasi anziché simultaneo;
• Valutare la necessità di aggiungere vie di esodo o allargare e migliorare quelle esistenti;
• In ultima analisi, addirittura valutare la possibilità di distribuire diversamente gli affollamenti nelle varie porzioni o livelli dell’attività.
Di seguito si riportano alcune delle rappresentazioni grafiche, inserite nella pubblicazione INAIL.
Figura 1. Modellazione dell’esodo di un fabbricato uffici (da pubblicazione INAIL [3])
Premessa: la nuova prevenzione incendi
Se si considera la normativa di prevenzione incendi nazionale, questo particolare periodo storico si può considerare come una fase di transizione, caratterizzata dal progressivo superamento della prevenzione incendi tradizionale, legata alle norme di tipo prescrittivo, in favore di una progettazione più avanzata e flessibile, incentrata su un approccio di tipo prestazionale. La nuova prevenzione incendi, per mezzo di criteri e regole di stampo maggiormente ingegneristico e internazionale, fornisce al progettista antincendio un ventaglio di strumenti che richiedono un considerevole sforzo progettuale ma nel contempo permettono di assicurare un livello di sicurezza normalmente superiore a quello raggiunto grazie alle precedenti norme, spesso accompagnato a notevoli risparmi economici grazie alla flessibilità delle strategie che si possono adottare. Il Codice di prevenzione incendi (di cui al D.M. 3 agosto 2015 [1] e s.m.i.), che progressivamente viene integrato da specifiche regole tecniche verticali ampliandone il campo di applicazione, è il veicolo principale di questa transizione e fornisce il necessario appoggio normativo al progettista antincendio di nuova generazione. In generale il Codice privilegia, rispetto all’approccio prescrittivo tradizionale, l’approccio prestazionale, in grado di garantire standard di sicurezza antincendio elevati mediante un insieme di soluzioni progettuali, sia conformi che alternative. La prima pubblicazione edita da INAIL “Il Codice di prevenzione incendi”, riveste carattere introduttivo rispetto alla futura serie di compendi, di prossima pubblicazione, occupandosi della tematica generale relativa agli elementi di flessibilità progettuale offerti dal Codice. Negli allegati alla pubblicazione sono descritti due casi studio, inerenti ad un edificio adibito ad uffici e ad un’autorimessa, esaminati dapprima, alla luce delle “vecchie” regole tecniche verticali (ancora vigenti) e, successivamente, secondo l’ottica del Codice e delle Regole Tecniche Verticali di settore introdotte di recente.Figura 2. Copertina della pubblicazione INAIL [3]
Progettazione con la Fire Safety Engineering
Nel caso in cui il rispetto delle prescrizioni normative (decreti tradizionali oppure soluzioni conformi di RTO + RTV) non sia pienamente attuabile o non convenga per qualsiasi motivo, eventuali soluzioni alternative e/o in deroga possono essere valutate con un approccio ingegneristico, facendo ricorso alla Fire Safety Engineering. Inoltre, l’approccio F.S.E. può essere utilizzato per dimostrare quantitativamente l’efficacia delle strategie adottate, anche nei casi in cui esse siano già conformi alle prescrizioni normative.Figura 3. Esempio di analisi comparata dell’esodo e dell’incendio con software CFD (progetto di F. Cosi)
Considerazioni generali sullo studio dell’esodo
La pubblicazione INAIL contiene un approfondimento sul sistema di esodo di un fabbricato multipiano adibito a uffici. In questo studio è stato adoperato il software denominato Pathfinder, della Thunderhead Engineering, che è un simulatore del comportamento e del movimento di agenti umani. Con questo applicativo è possibile modellare un intero fabbricato, sulla base di un disegno al CAD, inserendo i parametri di affollamento e le vie di esodo derivanti dal progetto. E’ stato dapprima ricostruito il fabbricato oggetto della pubblicazione partendo dalle planimetrie di ciascun piano. Ad ogni locale è stato attribuito il valore di densità di affollamento in conformità con il Codice di prevenzione incendi, pertanto l’affollamento complessivo dell’edificio è pari a 700 persone. I vari livelli del fabbricato uffici sono stati messi in comunicazione mediante le 3 scale previste, come illustrato nell’immagine seguente.Figura 4. Modellazione del piano primo sulla base CAD, con i locali colorati in blu e le vie d’esodo evidenziate in verde. Sono anche rappresentati gli occupanti
Figura 5. Screenshot con evidenziazione delle code lungo le scale e prima delle uscite
Figura 6. Esempio di grafico che rappresenta il numero degli occupanti che diminuisce progressivamente durante l’esodo
Scenari di esodo caratterizzati dal differente comportamento degli occupanti in caso di emergenza
Nella pubblicazione INAIL sono rappresentati i risultati delle simulazioni di esodo eseguite per l’intero fabbricato, secondo due modalità differenti. Il software permette agli occupanti virtuali di stabilire autonomamente la via di esodo preferita (esodo automatico); in alternativa il progettista può definire a priori quale uscita deve raggiungere ciascun gruppo di occupanti (esodo progettato). Questa seconda modalità permette di analizzare l’efficacia del sistema di esodo, dal momento in cui le uscite programmate saranno quelle previste realmente nel piano di evacuazione del fabbricato. Scenario 1: esodo programmato (gli occupanti si dirigono verso le vie di esodo impostate dal progettista ed indicate con apposita cartellonistica, che corrispondono a quelle utilizzate nelle prove di evacuazione programmate). Scenario 2: esodo automatico (gli occupanti scelgono autonomamente la via d’esodo più congeniale, ovvero quella più vicina o più libera, secondo regole proprie del software e derivate dalla ricerca alla base del suo sviluppo).Analisi dell’esodo
| Piano | N. occupanti | N. uscite | Tempo di esodo dal piano | |
| Scenario 1 | Scenario 2 | |||
| Progettato | Automatico | |||
| 8 | 36 | 2 | 24” | 36” |
| 7 | 37 | 2 | 57” | 52” |
| 6 | 64 | 2 | 56” | 115” |
| 5 | 91 | 2 | 52” | 120” |
| 4 | 91 | 3 | 48” | 128” |
| 3 | 91 | 3 | 40” | 154” |
| 2 | 91 | 3 | 40” | 98” |
| 1 | 91 | 3 | 99” | 48” |
| 0 | 108 | 5 | 24” | 25” |
| Intero fabbricato | 700 | 5′ 24” | 6′ 34” | |
