Approccio ingegneristico secondo il metodo scientifico

Come già introdotto nell’articolo di blog precedente, l’ingegneria della sicurezza antincendio è una disciplina che utilizza il metodo scientifico per analizzare i fenomeni dell’incendio al fine di quantificare gli effetti dello stesso all’interno di determinate soglie di prestazione, al fine di definire misure antincendio adeguate al raggiungimento degli scopi prefissati.

Volendo utilizzare parole più semplici, l’approccio ingegneristico o fire safety engineering (da cui FSE) è lo strumento di massima flessibilità in mano al professionista per poter valutare qualsiasi aspetto della sicurezza antincendio, perché fornisce tutti i mezzi per analizzare e quantificare le misure da adottare nella progettazione.

Questo aspetto della FSE si sposa perfettamente con il concetto del Codice di prevenzione incendio che lascia la possibilità ai professionisti di scegliere qualsiasi misura antincendio ritengano opportuna, con la sola responsabilità di giustificare tecnicamente quanto definito.

Infatti, nella valutazione di un progetto non si analizzano i risultati, ma si verifica solamente come si sono ottenuti, cioè se il professionista è giunto ad una determinata soluzione tramite il corretto approccio tecnico.

Aspetto fondamentale ed imprescindibile della FSE è il metodo scientifico, cioè il criterio che parte dall’osservazione e dalla conoscenza di un fenomeno e, passando per la formulazione di ipotesi, giunge alla soluzione ottimale.

Tale metodo scientifico universamente accettato è quello riportato nel DM 9 maggio 2007 “Direttive per l’attuazione dell’approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio”, ma viene anche citato da normative internazionali come la ISO/TR 13387 e la BS 7974 nonché presente in letteratura in diversi testi di cui il principale è l’SFPE Handbook of Fire Protection Engineering redatto dalla Society of Fire Protection Engineers.

Come è stato applicato questo metodo scientifico nella normativa italiana?

Il seguente diagramma a blocchi rappresenta lo stato dell’arte per l’approccio ingegneristico a livello internazionale.

A livello logico l’approccio scientifico sintetizzato da questo diagramma si può dividere in due parti:

• Analisi preliminare
• Analisi quantitativa

L’analisi preliminare si compone di pochi e semplici passi, ma fondamentali per poter giungere ad un’analisi quantitativa in cui i dati raccolti nella prima fase vengono elaborati per giungere al risultato finale.

Proviamo ora a sintetizzare in una tabella tutti questi passi associando ad ognuno un esempio reale in merito al controllo del fumo e del calore, per concretizzare e capire meglio gli aspetti teorici.

Analisi preliminare
Step	Esempio pratico misura S.8
Definizione dello scopo del progetto. Occorre indicare le finalità da raggiungere, il motivo per cui si ricorre ad un approccio ingegneristico.	Uno scopo di una FSE per quanto riguarda il controllo del fumo e del calore può essere quello di dimostrare il mantenimento delle condizioni di tenability lungo una via di esodo per tutto il tempo necessario allo stesso.
Definire l’obiettivo della sicurezza antincendio che si sta analizzando. Definire il punto finale da raggiungere a cui la progettazione non può sottrarsi o derogare.	Nel nostro esempio fissiamo solo l’obiettivo principale della salvaguardia degli occupanti durante l’esodo.
Definire i criteri di prestazione. Cioè occorre trasformare gli obiettivi prefissati in soglie di prestazione numeriche che permettano di giudicare quantitativamente le soluzioni da ammettere da quelle invece da scartare.	L’esodo delle persone può essere garantito mantenendo uno strato libero da fumo di almeno due metri dal pavimento con una temperatura dei fumi inferiore ai 200°C.
Definire gli scenari di incendio. Questa parte è legata alla valutazione del rischio, dato che il professionista in base ad una sua analisi dovrà definire gli scenari più gravosi ma credibili all’interno dei locali oggetto di studio. In pratica occorre definire uno specifico focolaio di incendio e valutarne la sua interazione con l’edifico e gli occupanti dello stesso.	Viene valutato cosa brucia e dove brucia in relazione alla geometria dei luoghi ed alla tipologia degli occupanti, ad esempio se presente personale addestrato, oppure dal lato opposto persone con ridotta capacità di movimento. È bene sottolineare che lo scenario più gravoso dovrà essere scelto in base all’obiettivo del secondo step, quindi nel caso in esempio sarà il focolaio con la maggiore produzione di fumo posto nel punto in cui avrà maggior impatto sulla via di esodo.

Analisi quantitativa
Definire le soluzioni progettuali. L’obiettivo dell’approccio ingegneristico può essere raggiunto con diverse progettazioni, occorrerà poi negli step successivi valutare la migliore.	Il mantenimento dello strato libero da fumo sopra i due metri può essere raggiunto con un sistema di tipo forzato, oppure naturale. Altra soluzione da valutare in base alla specificità e geometria dei locali può essere quello di creare un compartimento a prova di fumo tramite un sistema a pressione differenziale per evitare completamente che il fumo invada la via di esodo.
Valutazione delle soluzioni progettuali. Qui si entra nel merito del calcolo vero e proprio cioè lo strumento che ci permette di definire la soluzione progettuale migliore al raggiungimento dell’obiettivo. Gli strumenti di calcolo a disposizione sono diversi, dal semplice foglio di calcolo ai software di simulazione fluidodinamica più complessi.	Il dimensionamento e la verifica dei vari sistemi di controllo fumo possono essere fatti tramite soluzioni algebriche riportate in letteratura, come ad esempio nell’Handbook Ashrae, oppure è possibile utilizzare software a zone come Cfast oppure di campo come FDS.
Selezione della soluzione progettuale. Si scelgono alcune tra le soluzioni definite e successivamente quantificate attraverso la metodologia di calcolo, alla luce del raggiungimento delle soglie di prestazione prefissate. Tutte le soluzioni che non hanno raggiunto queste soglie vanno scartate.	È risultato che il sistema di controllo fumi forzato dimensionato con una specifica portata, ed il sistema naturale dimensionato con una determinata superficie permettono entrambi il raggiungimento dei due metri liberi da fumo ed una temperatura dei fumi inferiore ai 200°C.
Scelta della soluzione progettuale finale.

Questa metodologia, che è stata applicata a titolo esemplificativo ad un caso ricadente nella misura S.8 è universale, e può essere applicata a qualsiasi problema relativo a una delle misure previste dal DM 3 agosto 2015.

Il Codice fornisce uno strumento che sintetizza e raccoglie un approccio ingegneristico generale già fatto dal normatore e messo a disposizione dei professionisti nella sua struttura semi-prestazionale, in cui le soluzioni conformi sono già state elaborate per adattarsi a tutte le situazioni in maniera semplice e rapida.

Di contro, le soluzioni alternative concedono al professionista di poter risolvere qualsiasi problema facendo ricorso al suo bagaglio tecnico e alle innumerevoli possibilità che questo ne comporta, compresa anche la fire safety engineering.

Per quanto l’approccio ingegneristico costituisca uno strumento estremamente flessibile ed affascinante, rimane sempre uno oggetto estremamente oneroso e complesso che non risulta sempre di semplice applicazione per cui, in una pratica di Prevenzione incendi, trova applicazione solo in casi particolari e circoscritti.