La simulazione è uno strumento fondamentale per la corretta progettazione antincendio

La Fire Safety Engineering (FSE) è una disciplina che studia scientificamente il fenomeno della combustione e gli effetti degli incendi su persone e beni.

Grazie all’introduzione del Codice di Prevenzione Incendi (D.M. 03/08/2015), l’uso di questa disciplina è aumentato notevolmente, consentendo ai professionisti antincendio di definire soluzioni progettuali efficaci attraverso l’analisi quantitativa, proprio come nelle altre discipline ingegneristiche.

Nella progettazione di attività soggette al D.P.R. 151/2011 l’adozione del Codice e delle RTV (Regole Tecniche Verticali) è fondamentale.

L’utilizzo di concetti prestazionali, come la definizione dell’R_Vita, ha portato a una progettazione più mirata alle specifiche esigenze del titolare dell’attività, senza compromettere le prestazioni di sicurezza antincendio.

La definizione di Fire Safety Engineering nel Codice (punto G.1.21) ribadisce l’importanza del professionista antincendio, il cui compito è scegliere le misure di sicurezza ottimali per proteggere persone, beni e ambiente.

Questo processo si basa sulla valutazione scientifica del fenomeno del fuoco, della reazione umana e degli effetti sull’ambiente. Le misure di sicurezza antincendio vengono quindi determinate attraverso analisi e simulazioni per limitare i rischi e contenere gli effetti dell’incendio.

La progettazione antincendio include scenari di incendio e simulazione

La progettazione antincendio include la definizione di scenari di incendio, ovvero gli eventi più gravosi che potrebbero verificarsi nell’attività. Ogni scenario viene studiato in dettaglio per descrivere l’evoluzione dell’incendio, tenendo conto degli aspetti fondamentali: focolare, tipologia di attività e occupanti in essa presenti.

Verifica delle ipotesi progettuali attraverso simulazioni numeriche

Per la verifica delle ipotesi progettuali si ricorre a simulazioni numeriche. Queste permettono di creare un modello della realtà che simula il comportamento del sistema in diverse condizioni, analizzando l’evoluzione dinamica degli eventi attraverso condizioni predeterminate.

La simulazione è uno strumento fondamentale che consente di:

• Studiare il comportamento del sistema in condizioni normali e modificate senza apportare modifiche fisiche reali.
• Affrontare problemi complessi che non sarebbero risolvibili con esperimentazioni dirette.
• Ridurre costi e tempi rispetto alle fasi sperimentali.
• Migliorare la comprensione dei fenomeni e rendere la simulazione ripetibile e scalabile.
• Garantire soluzioni sicure e legali per situazioni innovative.

Quali sono i modelli e gli strumenti per la simulazione ad uso del progettista antincendio?

Dopo aver definito gli obiettivi di sicurezza e gli scenari d’incendio, il progettista antincendio utilizza strumenti di modellazione, sia analitici che numerici, per calcolare gli effetti degli scenari sugli edifici, sugli occupanti e sull’ambiente.

I modelli di calcolo, scelti in base alla complessità del progetto, forniscono i risultati quantitativi necessari per descrivere l’evoluzione dell’incendio.

Il National Institute of Standards and Technology punto di riferimento per chi opera nel campo della Fire Safety Engineering mette a disposizione dei modelli di calcolo gratuiti per la realizzazione degli scenari di incendio:

• CFAST: un modello semplice per la simulazione di incendi in ambienti confinati.
• FDS (Fire Dynamics Simulator): un modello avanzato che simula gli incendi a campo aperto e può essere usato per calcolare gli effetti del fumo e del calore su strutture e occupanti.
• FDS + EVAC: una versione di FDS che consente di simulare anche l’evacuazione delle persone, tenendo conto di diversi fattori come il comportamento umano e la disposizione degli spazi.

Che cos’è il Fire Dynamics Simulator?

Il Fire Dynamics Simulator (FDS) è un modello di fluidodinamica computazionale (CFD) per il flusso di fluidi indotto da incendi, il software risolve numericamente una forma delle equazioni di Navier-Stokes adatta a flussi a bassa velocità, indotti termicamente, con particolare attenzione al trasporto di fumo e calore dagli incendi.

Il software CPI win FSE di Namirial è uno strumento di analisi molto potente che partendo da un’interfaccia grafica cad familiare permette di studiare la genesi del “fenomeno incendio”.

Attraverso la creazione del file sorgente di FDS è possibile avviare la simulazione utilizzando il motore di calcolo FDS del NIST, combinando l’interfaccia grafica CAD con l’elaborazione numerica avanzata per calcolare lo sviluppo e gli effetti dell’incendio, nonché per progettare e verificare le vie di esodo.

Simulazione e progettazione antincendio: quali funzionalità avanzate consente CPI win FSE?

Il software CPI win FSE permette di:

• Creare file FDS a partire da un’interfaccia CAD, facilitando l’analisi del rischio.
• Generare filmati 3D della simulazione per una visualizzazione dinamica dell’incendio.
• Fornire relazioni tecniche dettagliate per una corretta pratica di Fire Safety Engineering.
• Progettare curve di rilascio dell’energia termica (HRR) e simulare l’effetto degli impianti di ventilazione.
• Simulare l’evacuazione delle persone in scenari di incendio e verificare i piani di emergenza.

Grazie all’integrazione con il motore di calcolo FDS, questi strumenti consentono di ottenere risultati dettagliati e accurati, necessari per la verifica dei progetti antincendio. La possibilità di lanciare simulazioni in cloud aumenta ulteriormente la potenza computazionale, consentendo di eseguire più simulazioni contemporaneamente.

L’utilizzo di modelli numerici e simulazioni avanzate consente di progettare soluzioni sicure

L’ingegneria della sicurezza antincendio rappresenta oggi un settore fondamentale per la protezione di persone e beni. L’utilizzo di modelli numerici e simulazioni avanzate consente di progettare soluzioni sicure, ottimizzando costi e risorse, e garantendo la massima efficacia nelle misure di prevenzione.

NAMIRIAL spa, leader nel software per l’edilizia e per la prevenzione incendi, ha implementato nell’ambito del proprio modulo grafico MEP il modulo CPI win FSE, presto disponibile come add-on nativo per Archicad per una progettazione ancora più veloce, immediata e realistica.

 CPI win® FSE (software Fire Safety Engineering) permette di disegnare lo scenario di incendio con un CAD vettoriale, di associare automaticamente agli oggetti disegnati le proprietà geometriche e fisiche dei materiali,  di calcolare attraverso FDS tutte le caratteristiche dell’incendio compreso l’intervento dei vari tipi impianti, di calcolare l’evacuazione delle persone tramite FDS + EVAC e verificare l’RSET determinato per i vari scenari di incendio.

Con l’adozione di strumenti come FDS, FDS + EVAC e CPI win FSE i professionisti antincendio sono in grado di creare scenari di incendio realistici, studiare le risposte dei sistemi e garantire soluzioni prestazionali in conformità con le normative vigenti.

 
L’autore di questo articolo è Dott. Pietro Monaco – Namirial S.p.A.

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