Giovedi, 24 marzo 2011 18: 34

Misure di protezione antincendio passiva

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Incendi di confinamento per compartimentazione

Costruzione e pianificazione del sito

I lavori di ingegneria della sicurezza antincendio dovrebbero iniziare all'inizio della fase di progettazione perché i requisiti di sicurezza antincendio influenzano notevolmente il layout e il design dell'edificio. In questo modo, il progettista può incorporare le caratteristiche di sicurezza antincendio nell'edificio molto meglio e in modo più economico. L'approccio generale include la considerazione sia delle funzioni e del layout dell'edificio interno, sia della pianificazione del sito esterno. I requisiti del codice prescrittivo sono sempre più sostituiti da requisiti basati sulla funzionalità, il che significa che c'è una crescente domanda di esperti in questo campo. Dall'inizio del progetto di costruzione, il progettista dell'edificio dovrebbe quindi contattare esperti antincendio per chiarire le seguenti azioni:

  • per descrivere il problema di incendio specifico dell'edificio
  • descrivere diverse alternative per ottenere il livello di sicurezza antincendio richiesto
  • analizzare la scelta impiantistica in termini di soluzioni tecniche ed economicità
  • creare presupposti per scelte impiantistiche tecnicamente ottimizzate.

 

L'architetto deve utilizzare un dato sito nella progettazione dell'edificio e adattare le considerazioni funzionali e ingegneristiche alle particolari condizioni del sito presenti. In modo simile, l'architetto dovrebbe considerare le caratteristiche del sito nel prendere decisioni sulla protezione antincendio. Un particolare insieme di caratteristiche del sito può influenzare in modo significativo il tipo di protezione attiva e passiva suggerita dal consulente antincendio. Le caratteristiche del progetto dovrebbero considerare le risorse antincendio locali disponibili e il tempo necessario per raggiungere l'edificio. Non ci si può e non si deve pretendere che i vigili del fuoco forniscano una protezione completa agli occupanti dell'edificio e alla proprietà; deve essere assistito da difese antincendio dell'edificio sia attive che passive, per fornire una ragionevole sicurezza dagli effetti del fuoco. In breve, le operazioni possono essere ampiamente raggruppate come salvataggio, controllo antincendio e conservazione della proprietà. La prima priorità di qualsiasi operazione antincendio è garantire che tutti gli occupanti siano fuori dall'edificio prima che si verifichino condizioni critiche.

Progettazione strutturale basata su classificazione o calcolo

Un metodo consolidato per codificare i requisiti di protezione antincendio e sicurezza antincendio degli edifici è classificarli per tipi di costruzione, in base ai materiali utilizzati per gli elementi strutturali e al grado di resistenza al fuoco offerto da ciascun elemento. La classificazione può essere basata su test in forno secondo ISO 834 (l'esposizione al fuoco è caratterizzata dalla curva temperatura-tempo standard), combinazione di test e calcolo o calcolo. Queste procedure identificheranno la resistenza al fuoco standard (la capacità di svolgere le funzioni richieste per 30, 60, 90 minuti, ecc.) di un elemento strutturale portante e/o divisorio. La classificazione (soprattutto se basata su test) è un metodo semplificato e conservativo ed è sempre più sostituita da metodi di calcolo funzionalmente basati che tengono conto dell'effetto di incendi naturali completamente sviluppati. Tuttavia, i test antincendio saranno sempre richiesti, ma possono essere progettati in modo più ottimale e combinati con simulazioni al computer. In tale procedura, il numero di test può essere notevolmente ridotto. Di solito, nelle procedure di prova al fuoco, gli elementi strutturali portanti sono caricati al 100% del carico di progetto, ma nella vita reale il fattore di utilizzo del carico è molto spesso inferiore a quello. I criteri di accettazione sono specifici per la costruzione o l'elemento testato. La resistenza al fuoco standard è il tempo misurato in cui l'elemento può resistere al fuoco senza cedimenti.

La progettazione ottimale dell'ingegneria antincendio, bilanciata rispetto alla gravità prevista dell'incendio, è l'obiettivo dei requisiti strutturali e di protezione antincendio nei moderni codici basati sulle prestazioni. Questi hanno aperto la strada alla progettazione antincendio mediante calcolo con previsione della temperatura e dell'effetto strutturale dovuto a un processo di incendio completo (si considera il riscaldamento e il successivo raffreddamento) in un compartimento. I calcoli basati su incendi naturali indicano che gli elementi strutturali (importanti per la stabilità dell'edificio) e l'intera struttura non possono crollare durante l'intero processo di incendio, compreso il raffreddamento.

Negli ultimi 30 anni è stata condotta una ricerca completa. Sono stati sviluppati vari modelli di computer. Questi modelli utilizzano la ricerca di base sulle proprietà meccaniche e termiche dei materiali a temperature elevate. Alcuni modelli computerizzati vengono convalidati rispetto a un vasto numero di dati sperimentali e si ottiene una buona previsione del comportamento strutturale in caso di incendio.

Compartimentazione

Un compartimento antincendio è uno spazio all'interno di un edificio che si estende su uno o più piani che è racchiuso da elementi di separazione in modo tale che la propagazione dell'incendio oltre il compartimento sia prevenuta durante la relativa esposizione al fuoco. La compartimentazione è importante per evitare che l'incendio si propaghi in spazi troppo grandi o nell'intero edificio. Le persone e le cose al di fuori del compartimento antincendio possono essere protette dal fatto che l'incendio si estingue o si estingue da solo o dall'effetto ritardante degli elementi di separazione sulla propagazione del fuoco e del fumo fino a quando gli occupanti non vengono soccorsi in un luogo sicuro.

La resistenza al fuoco richiesta da un compartimento dipende dalla sua destinazione d'uso e dall'incendio previsto. Gli elementi di separazione che racchiudono il compartimento devono resistere al massimo incendio previsto o contenere l'incendio fino all'evacuazione degli occupanti. Gli elementi portanti nel compartimento devono sempre resistere al processo di incendio completo o essere classificati per una certa resistenza misurata in termini di periodi di tempo, che è uguale o superiore al requisito degli elementi di separazione.

Integrità strutturale durante un incendio

Il requisito per mantenere l'integrità strutturale durante un incendio è evitare il collasso strutturale e la capacità degli elementi di separazione di impedire l'accensione e la propagazione della fiamma negli spazi adiacenti. Esistono diversi approcci per fornire la progettazione per la resistenza al fuoco. Sono classificazioni basate su test di resistenza al fuoco standard come in ISO 834, combinazione di test e calcolo o solo calcolo e previsione computerizzata della procedura basata sulle prestazioni basata sull'esposizione reale al fuoco.

Finitura interna

La finitura interna è il materiale che costituisce la superficie interna a vista di pareti, soffitti e pavimenti. Esistono molti tipi di materiali di finitura per interni come intonaco, gesso, legno e plastica. Svolgono diverse funzioni. Alcune funzioni del materiale interno sono acustiche e isolanti, nonché protettive contro l'usura e l'abrasione.

La finitura interna è legata al fuoco in quattro modi diversi. Può influenzare la velocità di sviluppo dell'incendio fino alle condizioni di flashover, contribuire all'estensione dell'incendio per propagazione della fiamma, aumentare il rilascio di calore aggiungendo combustibile e produrre fumo e gas tossici. I materiali che mostrano un'elevata velocità di propagazione della fiamma, contribuiscono ad alimentare un incendio o producono quantità pericolose di fumo e gas tossici sarebbero indesiderabili.

Movimento del fumo

Negli incendi edilizi, il fumo si sposta spesso in luoghi lontani dall'area dell'incendio. Le trombe delle scale e i vani degli ascensori possono diventare pieni di fumo, bloccando così l'evacuazione e inibendo la lotta antincendio. Oggi, il fumo è riconosciuto come il principale killer nelle situazioni di incendio (vedi figura 1).

Figura 1. La produzione di fumo da un incendio.

FIR040F1

Le forze motrici del movimento del fumo includono l'effetto camino naturale, la galleggiabilità dei gas di combustione, l'effetto del vento, i sistemi di ventilazione alimentati da ventole e l'effetto del pistone dell'elevatore.

Quando fuori fa freddo, c'è un movimento verso l'alto dell'aria all'interno dei pozzi degli edifici. L'aria nell'edificio ha una forza di galleggiamento perché è più calda e quindi meno densa dell'aria esterna. La forza di galleggiamento fa salire l'aria all'interno dei pozzi dell'edificio. Questo fenomeno è noto come il effetto pila. La differenza di pressione dal pozzo verso l'esterno, che provoca il movimento del fumo, è illustrata di seguito:

where

= la differenza di pressione dall'albero verso l'esterno

g = accelerazione di gravità

= pressione atmosferica assoluta

R = costante dei gas dell'aria

= temperatura assoluta dell'aria esterna

= temperatura assoluta dell'aria all'interno del vano

z = elevazione

Il fumo ad alta temperatura di un incendio ha una forza di galleggiamento a causa della sua ridotta densità. L'equazione per la galleggiabilità dei gas di combustione è simile all'equazione per l'effetto camino.

Oltre alla galleggiabilità, l'energia sprigionata da un incendio può provocare il movimento del fumo dovuto all'espansione. L'aria fluirà nel compartimento antincendio e il fumo caldo verrà distribuito nel compartimento. Trascurando la massa aggiunta del combustibile, il rapporto delle portate volumetriche può essere semplicemente espresso come rapporto della temperatura assoluta.

Il vento ha un effetto pronunciato sul movimento del fumo. L'effetto del pistone elevatore non deve essere trascurato. Quando una cabina dell'ascensore si muove in un vano, vengono prodotte pressioni transitorie.

I sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) trasportano il fumo durante gli incendi degli edifici. Quando un incendio inizia in una parte non occupata di un edificio, il sistema HVAC può trasportare il fumo in un altro spazio occupato. Il sistema HVAC deve essere progettato in modo tale che i ventilatori vengano spenti o che il sistema passi a una speciale modalità di controllo del fumo.

Il movimento del fumo può essere gestito mediante l'uso di uno o più dei seguenti meccanismi: compartimentazione, diluizione, flusso d'aria, pressurizzazione o galleggiamento.

Evacuazione degli occupanti

Progettazione dell'uscita

La progettazione dell'uscita dovrebbe essere basata su una valutazione del sistema totale di protezione antincendio di un edificio (vedi figura 2).

Figura 2. Principi di sicurezza in uscita.

FIR040F2

Le persone che evacuano da un edificio in fiamme sono influenzate da una serie di impressioni durante la loro fuga. Gli occupanti devono prendere diverse decisioni durante la fuga per fare le scelte giuste in ogni situazione. Queste reazioni possono differire ampiamente, a seconda delle capacità fisiche e mentali e delle condizioni degli occupanti dell'edificio.

L'edificio influenzerà anche le decisioni prese dagli occupanti attraverso le sue vie di fuga, i segnali di orientamento e altri sistemi di sicurezza installati. La diffusione del fuoco e del fumo avrà l'impatto più forte sul modo in cui gli occupanti prendono le loro decisioni. Il fumo limiterà la visibilità nell'edificio e creerà un ambiente non sostenibile per le persone in fuga. Le radiazioni del fuoco e delle fiamme creano ampi spazi che non possono essere utilizzati per l'evacuazione, il che aumenta il rischio.

Nella progettazione dei mezzi di uscita è innanzitutto necessaria una familiarità con la reazione delle persone in caso di incendio. I modelli di movimento delle persone devono essere compresi.

Le tre fasi del tempo di evacuazione sono il tempo di notifica, il tempo di reazione e il tempo di evacuazione. Il tempo di notifica è correlato alla presenza o meno di un sistema di allarme antincendio nell'edificio o se l'occupante è in grado di comprendere la situazione o come è suddiviso l'edificio in compartimenti. Il tempo di reazione dipende dalla capacità decisionale dell'occupante, dalle proprietà dell'incendio (come la quantità di calore e fumo) e da come è pianificato il sistema di uscita dell'edificio. Infine, il tempo per l'evacuazione dipende da dove si formano le folle nell'edificio e da come le persone si muovono nelle varie situazioni.

In edifici specifici con occupanti mobili, ad esempio, gli studi hanno mostrato alcune caratteristiche di flusso riproducibili delle persone che escono dagli edifici. Queste caratteristiche di flusso prevedibili hanno favorito le simulazioni al computer e la modellazione per aiutare il processo di progettazione dell'uscita.

Le distanze di evacuazione sono correlate al rischio di incendio del contenuto. Maggiore è il pericolo, minore è la distanza percorsa fino a un'uscita.

Un'uscita sicura da un edificio richiede un percorso di fuga sicuro dall'ambiente dell'incendio. Quindi, ci deve essere un numero di mezzi di uscita adeguatamente progettati di capacità adeguata. Ci dovrebbe essere almeno un mezzo di uscita alternativo considerando che il fuoco, il fumo e le caratteristiche degli occupanti e così via possono impedire l'uso di un mezzo di uscita. I mezzi di uscita devono essere protetti dal fuoco, dal calore e dal fumo durante il tempo di uscita. Pertanto, è necessario disporre di regolamenti edilizi che considerino la protezione passiva, in funzione dell'evacuazione e ovviamente della protezione antincendio. Un edificio deve gestire le situazioni critiche, che sono riportate nei codici riguardanti l'evacuazione. Ad esempio, nei regolamenti edilizi svedesi, lo strato di fumo non deve raggiungere il basso

1.6 + 0.1H (H è l'altezza totale del vano), irraggiamento massimo 10 kW/m2 di breve durata e la temperatura dell'aria respirabile non deve superare gli 80 °C.

Un'evacuazione efficace può avvenire se un incendio viene scoperto in anticipo e gli occupanti vengono allertati tempestivamente con un sistema di rilevamento e allarme. Un'opportuna segnalazione dei mezzi di uscita facilita sicuramente l'evacuazione. C'è anche bisogno di organizzazione ed esercitazione delle procedure di evacuazione.

Comportamento umano durante gli incendi

Il modo in cui si reagisce durante un incendio è legato al ruolo assunto, all'esperienza pregressa, all'educazione e alla personalità; la minaccia percepita della situazione di incendio; le caratteristiche fisiche e le modalità di uscita disponibili all'interno della struttura; e le azioni di altri che stanno condividendo l'esperienza. Interviste dettagliate e studi di oltre 30 anni hanno stabilito che i casi di comportamento non adattivo, o di panico, sono eventi rari che si verificano in condizioni specifiche. La maggior parte del comportamento negli incendi è determinata dall'analisi delle informazioni, che si traduce in azioni cooperative e altruistiche.

Si riscontra che il comportamento umano passa attraverso una serie di fasi identificate, con la possibilità di vari percorsi da una fase all'altra. In sintesi, si ritiene che l'incendio abbia tre stadi generali:

  1. L'individuo riceve i segnali iniziali e indaga o interpreta male questi segnali iniziali.
  2. Una volta che l'incendio è evidente, l'individuo cercherà di ottenere ulteriori informazioni, contattare altri o andarsene.
  3. L'individuo da allora in poi affronterà il fuoco, interagirà con gli altri o scapperà.

 

L'attività pre-incendio è un fattore importante. Se una persona è impegnata in un'attività ben nota, ad esempio consumare un pasto in un ristorante, le implicazioni per il comportamento successivo sono notevoli.

La ricezione del segnale può essere una funzione dell'attività pre-incendio. C'è una tendenza alle differenze di genere, con le femmine che hanno maggiori probabilità di essere destinatarie di rumori e odori, sebbene l'effetto sia solo lieve. Ci sono differenze di ruolo nelle risposte iniziali al segnale. Negli incendi domestici, se la femmina riceve il segnale e indaga, è probabile che il maschio, quando gli viene detto, "da un'occhiata" e ritardi ulteriori azioni. Negli stabilimenti più grandi, il segnale può essere un avviso di allarme. Le informazioni possono provenire da altri e si sono rivelate inadeguate per un comportamento efficace.

Gli individui possono o meno essersi resi conto che c'è un incendio. Una comprensione del loro comportamento deve tener conto del fatto che abbiano definito correttamente la loro situazione.

Definito l'incendio si passa alla fase di “preparazione”. È probabile che il particolare tipo di occupazione abbia una grande influenza sull'esatto sviluppo di questa fase. La fase “prepara” comprende in ordine cronologico “istruire”, “esplorare” e “ritirare”.

La fase di "atto", che è la fase finale, dipende dal ruolo, dall'occupazione e dal comportamento e dall'esperienza precedenti. È possibile che si verifichi un'evacuazione anticipata o un'efficace lotta antincendio.

Costruire sistemi di trasporto

I sistemi di trasporto dell'edificio devono essere presi in considerazione durante la fase di progettazione e dovrebbero essere integrati con il sistema antincendio dell'intero edificio. I pericoli associati a questi sistemi devono essere inclusi in qualsiasi pianificazione pre-incendio e indagine sulla protezione antincendio.

I sistemi di trasporto degli edifici, come ascensori e scale mobili, rendono fattibili i grattacieli. I vani degli ascensori possono contribuire alla diffusione del fumo e del fuoco. D'altra parte, un ascensore è uno strumento necessario per le operazioni antincendio nei grattacieli.

I sistemi di trasporto possono contribuire a pericolosi e complicati problemi di sicurezza antincendio perché un vano ascensore chiuso funge da camino o canna fumaria a causa dell'effetto camino del fumo caldo e dei gas del fuoco. Ciò si traduce generalmente nel movimento di fumo e prodotti della combustione dai livelli inferiori a quelli superiori dell'edificio.

I grattacieli presentano nuovi e diversi problemi alle forze antincendio, compreso l'uso di ascensori durante le emergenze. Gli ascensori non sono sicuri in caso di incendio per diversi motivi:

  1. Le persone possono premere un pulsante del corridoio e dover attendere un ascensore che potrebbe non rispondere mai, perdendo tempo prezioso per la fuga.
  2. Gli ascensori non danno la priorità alle chiamate in cabina e in corridoio e una delle chiamate potrebbe essere al piano antincendio.
  3. Gli ascensori non possono avviarsi fino a quando le porte dell'ascensore e del vano non sono chiuse e il panico potrebbe portare al sovraffollamento di un ascensore e al blocco delle porte, che ne impedirebbero quindi la chiusura.
  4. L'alimentazione può interrompersi durante un incendio in qualsiasi momento, portando così all'intrappolamento. (Vedi figura 3)

 

Figura 3. Un esempio di messaggio di avviso pittografico per l'uso in ascensore.

FIR040F3

Esercitazioni antincendio e formazione degli occupanti

Un'appropriata segnalazione dei mezzi di uscita facilita l'evacuazione, ma non garantisce la sicurezza della vita durante l'incendio. Le esercitazioni di uscita sono necessarie per una fuga ordinata. Sono particolarmente richiesti nelle scuole, negli istituti di cura e di assistenza e nelle industrie ad alto rischio. Le esercitazioni dei dipendenti sono richieste, ad esempio, negli alberghi e nelle grandi imprese. Dovrebbero essere condotte prove di uscita per evitare confusione e garantire l'evacuazione di tutti gli occupanti.

Tutti i dipendenti dovrebbero essere incaricati di verificare la disponibilità, contare gli occupanti quando si trovano fuori dall'area dell'incendio, cercare i ritardatari e controllare il rientro. Dovrebbero anche riconoscere il segnale di evacuazione e conoscere il percorso di uscita che devono seguire. Dovrebbero essere stabiliti percorsi primari e alternativi e tutti i dipendenti dovrebbero essere formati per utilizzare entrambi i percorsi. Dopo ogni esercitazione di uscita, dovrebbe essere tenuta una riunione dei dirigenti responsabili per valutare il successo dell'esercitazione e per risolvere qualsiasi tipo di problema che potrebbe essersi verificato.

 

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Leggi 14353 volte Ultima modifica giovedì 13 ottobre 2011 21:11

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