FSE: l’approccio prestazionale alla sicurezza antincendio

Il panorama italiano della prevenzione incendi ha senz’altro subito una notevole scossa con la pubblicazione, da parte dei Vigili del fuoco,
del “Codice di Prevenzione Incendi”, noto come D.M. 03/08/2015 e successivamente modificato con il D.M. 18/10/2019.

Esso ha infatti unificato in un unico testo tutti gli strumenti necessari all’individuazione dei rischi di incendio, delle misure per prevenirli
e limitarne le conseguenze.

Oltre a ciò, il Codice ha introdotto anche, in merito alla valutazione della sicurezza antifuoco, la formalizzazione dell’uso dell’approccio prestazionale
come alternativa al sistema normativo di tipo prescrittivo.

Approccio prestazionale che si avvale di un importante strumento affermatosi in Italia negli ultimi decenni: la Fire Safety Engineering.

Conosciuta sia con l’acronimo di FSE sia come approccio prestazionale e sia come approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio, il Codice
(nel capitolo G.1.21 appendice 1) la definisce come: “applicazione di principi ingegneristici, di regole e di giudizi esperti basati sulla valutazione scientifica del fenomeno della combustione, degli effetti dell’incendio e del comportamento umano, finalizzati alla tutela della vita umana, alla protezione dei beni e dell’ambiente, alla quantificazione dei rischi di incendio e dei relativi effetti e alla valutazione analitica delle misure antincendio ottimali, necessarie a limitare entro livelli prestabiliti le conseguenze dell’incendio”.

Ma facciamo un piccolo passo indietro: nel panorama italiano si fa largo uso dell’approccio convenzionale di tipo prescrittivo, basato cioè sull’utilizzo di una serie di precise normative e sul ricorso a strumenti di calcolo estremamente semplici da parte dei progettisti antifuoco.
Relativamente alla resistenza dal fuoco, l’approccio prescrittivo si rifà generalmente all’utilizzo della curva nominale d’incendio di tipo crescente
(spesso la ISO 834) per verificare i singoli elementi di una struttura per un dato periodo di tempo.

Semplicità e omogeneità di applicazione da una parte, rigidità delle prescrizioni e delle procedure di calcolo dall’altra: i pro e i contro di un sistema che ancora oggi non ammette nessuna soluzione progettuale alternativa a quella data dal legislatore, a meno che disposizioni integranti non vengano concordate con i Vigili del Fuoco.

Foto 1 | Fire Safety Engineering supportata da avanzati software di calcolo

Nel contesto appena descritto va a intervenire, in contrapposizione, l’approccio prestazionale della Fire Safety Engineering. Si tratta di un intervento di tipo ingegneristico che rende possibile progettare misure di sicurezza antifuoco relativamente al rischio specifico della costruzione. L’ottenimento di livelli di sicurezza adeguati al caso specifico preso in esame prevale e prescinde dalla necessità di seguire regole obbligatorie. Uno strumento importante per la determinazione di una capillare verifica dei livelli di sicurezza predeterminati nel nome di maggiori libertà e flessibilità nelle scelte progettuali.

Grazie al Codice è possibile utilizzare una serie di procedure di calcolo avanzato atte a valutare la capacità portante di un elemento strutturale nel caso si verifichi un incendio,
dando modo di stabilire precisi campi di applicazione.

Con la FSE e l’applicazione dell’approccio prestazionale, sarà possibile valutare:

• Il fenomeno dello sviluppo delle fiamme e, conseguentemente,
  la propagazione e la dispersione dei fumi;
• Il corretto funzionamento dei sistemi di rilevazione, allarme ed estinzione presenti nella struttura;
• La bontà della portanza degli elementi strutturali e la compartimentazione alle alte temperature.

Valutazione globale della sicurezza strutturale e la progettazione delle protezioni antifuoco (attiva e passive) sulla base dell’effettivo livello di rischio sono i due principali vantaggi dell’approccio ingegneristico, secondo modalità più versatili e assai meno rigide nell’applicazione.
Il passaggio deciso verso un approccio prestazionale è accompagnato dall’evoluzione degli strumenti di calcolo e supporto che permettono di valorizzare la specificità di realtà complesse in una modalità neanche immaginabile fino a qualche anno fa.
Ne sono dei chiari esempi il metodo CFD (metodo di calcolo fluidodinamico) e la tecnologia BIM (Building Information Modeling, processo di creazione e gestione delle informazioni relative a una costruzione).

FASI DELLA FSE

Il Codice, al capitolo M.1.2, specifica che l’approccio prestazionale si suddivide in due fasi:

• Analisi preliminare: fase nella quale vengono esplicitati i passi che portano a fissare le principali condizioni di rischio al quale l’attività è soggetta e quali sono le soglie di prestazione alle quali fare riferimento relativamente agli obiettivi di sicurezza da raggiungere;
• Analisi quantitativa: fase nella quale, mediante l’utilizzo di modelli di calcolo, vengono eseguite analisi quali-quantitative degli effetti dell’incendio mettendoli in relazione con gli obiettivi da perseguire. I risultati ottenuti verranno confrontati con le soglie di prestazione già acquisite permettendo la definizione del progetto sarà sottoposto ad approvazione definitiva.

Tabella 1 | La metodologia di progettazione dell’ingegneria della sicurezza antincendio [®AF Systems]

ANALISI PRELIMINARE

Per definire i rischi ai quali far fronte e ai criteri oggettivi per quantificarli, la prima fase della FSE individua quattro distinte sotto-fasi:

1. Definizione del progetto

• Viene definita la finalità della progettazione antincendio;
• il professionista riconosce e analizza i seguenti aspetti:
  • destinazione d’uso dell’attività;
  • scopo della progettazione antincendio prestazionale;
  • vincoli progettuali eventuali risultanti da previsioni normative o da particolari esigenze dell’attività;
  • pericoli d’incendio correlati con la destinazione d’uso dell’attività;
  • condizioni esterne all’individuazione dei dati che necessita la valutazione degli effetti che potrebbero verificarsi;
  • caratteristiche degli occupanti relativamente al tipo di edificio e alla sua destinazione d’uso.

2. Identificazione degli obiettivi di sicurezza antincendio

• Vengono specificati gli obiettivi di sicurezza antifuoco, con riferimento quelli presenti nel Codice, relativamente alle specifiche esigenze dell’attività presa in esame oltre ai fini della progettazione;
• oltre agli obiettivi sopracitati vengono specificati qualitativamente, per esempio, il livello di salvaguardia dell’incolumità degli occupanti, il livello massimo del danno tollerabile sia dall’attività che dal suo contenuto, la continuità produttiva a seguito di un incidente.

3. Definizione delle soglie di prestazione

• Gli obiettivi antincendio vengono tradotti in soglie di prestazione (performance criteria), ovvero soglie quantitative e qualitative grazie alle quali è possibile valutare oggettivamente la sicurezza antincendio;
• gli effetti termici sulle strutture, la propagazione delle fiamme, i danni agli occupanti, ai beni e all’ambiente vengono quantificati grazie all’individuazione delle soglie di prestazione. Nella seconda fase del progetto, per selezionare oggettivamente le soluzioni soddisfacenti gli obiettivi antifuoco da quelle che invece non soddisfano le condizioni richieste, vengono impiegate le soglie di prestazione;
• vengono stabilite le soglie di prestazione per la vita (life safety criteria) che saranno impiegate per delineare l’incapacitazione degli occupanti esposti al fuoco e ai suoi prodotti. Gli occupanti raggiungono l’incapacitazione quando non sono abili a mettersi al sicuro in maniera autonoma. In breve tempo, a questa condizione ne segue il decesso.

4. Individuazione degli scenari di incendio di progetto

• Gli scenari di incendio sono la trasposizione in schemi degli eventi che potrebbero verificarsi nell’attività relativamente alle caratteristiche di focolare, edificio e occupanti.

ANALISI QUANTITATIVA

Per effettuare verifiche di sicurezza degli scenari emersi nella fase preliminare, l’analisi quantitativa prevede alcune sotto-fasi specifiche:

1. Elaborazione delle soluzioni progettuali

• Il professionista elabora una o più soluzioni progettuali per l’attività, adeguato con le finalità della definizione del progetto, che saranno sottoposte a successiva verifica di adempimento degli obiettivi di sicurezza antifuoco.

2. Valutazione delle soluzioni progettuali

• Il professionista calcola gli effetti che i vari scenari d’incendio di progetto definirebbero nell’attività per ogni soluzione progettuale
  elaborata nella precedente fase;
• per fare ciò viene utilizzato un modello di calcolo analitico o numerico. Applicandolo vengono forniti i risultati quantitativi che permettono di descrivere l’avanzamento dell’incendio e gli effetti su strutture, occupanti o sull’ambiente, a seconda del fine della progettazione;
• la modellazione degli effetti dell’incendio per mette di calcolare gli effetti di ogni scenario per ciascuna soluzione progettuale;
• i risultati della modellazione vengono utilizzati per verificare il rispetto delle soglie di prestazione per le soluzioni progettuali
  per ogni scenario d’incendio di progetto;
• dovranno essere scartate le soluzioni progettuali che non rispettano le soglie di prestazione per ciascun scenario d’incendio di progetto.

3. Valutazione delle soluzioni progettuali

• Il professionista antincendio sceglie la soluzione progettuale tra tutte quelle che sono state positivamente verificate rispetto agli scenari
  di incendio di progetto.

CONCLUSIONI

Applicare l’approccio ingegneristico necessita l’analizzare e il trattare diversi fenomeni che spaziano tra le fasi dello sviluppo di un incendio che potrà realmente verificarsi all’interno della struttura trattata, ma anche il successivo comportamento della struttura portante durante il processo di evoluzione del fenomeno.

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Fonti:

• AF Systems: Tabella 1;
• Corpo Nazionale Vigili del Fuoco: D.M. 03/08/2015, D.M. 18/10/2019.

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