Fire safety engineering instruments in modeling of smoke and heat exhaust ventilation with innovative methods : application to office building project

Fire prevention has become, with the passing of the years, an increasingly advanced topic also thanks to the new innovations, technology and knowledge, in general, available. The theme of Fire Engineering comes into play in this framework starting from 2007 when it is defined in the DM 09/05/2007: "Direttive per l’attuazione dell’approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio”. The subsequent introduction of the D.M. 03/08/2015 “Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi, ai sensi dell'articolo 15 del decreto legislativo 8 marzo 2006, n. 139", also known as “Fire prevention Code”, and the recent updates of the same, served to have a single text in a context of innumerable technical rules and to adopt more performance and flexible rules supporting the possibility of choosing between different solutions also using the methods of fire engineering. They have established rules to be able to apply Fire Safety Engineering or FSE that the professional does not intend to operate independently, can follow. The advantages linked to this new regulatory framework are found in various areas such as, for example, a less elaborate design in the executive phase and greater freedom on the part of the designer, with an equal level of security. The designer's liberty, however, also involves the assumption of a high level of responsibility. As already anticipated, the recent entry into force of a new fire prevention regulation has brought changes to the D.M. 03/08/2015, legislation used in the development of this thesis project. However, the new indications do not relate to changes relating to the type of activity I analysed and studied, but for the newness of the subject and for its importance, the main updates in the new code are mentioned. In this paper, the theme of fire design highlights the different normative approaches in order to identify the main differences and possible advantages and disadvantages of their application. The old prescriptive approach referred to the reference standard is analyzed and compared with the performance approach present in the new Fire Prevention Code (D.M. 03/08/2015 with subsequent additions and modifications). A case study is considered in the application phase, the project of a new office construction located in the city of Milan is analysed. For the purposes of developing the fire prevention strategy, it was decided to resort to the alternative solution: “alternative design solution to compliant solutions. The designer must demonstrate the achievement of the connected performance level by using one of the permitted fire safety design methods". This solution has been applied using the fire safety engineering with reference to smoke and heat control measures for the office type floor. To carry out this verification, different fire scenarios are hypothesized simulating through the software the occurrence of exodus by the occupants and the design of the smoke and heat evacuation system. The results obtained are then investigated and afterward compared with the values that must be respected for the current reference standard. This approach has made the configuration flexible in spaces. In this way the project can change in time with the position of separation elements and consequentially an entrance of several tenants.

La prevenzione incendi è diventata con il passare degli anni, una materia sempre più all’avanguardia anche grazie alle nuove innovazioni, alla tecnologia ed al sapere, in generale, a disposizione. Il tema della Fire Engineering entra in gioco in questo quadro a partire dal 2007 quando viene introdotta formalmente con il DM 09/05/2007:“Direttive per l’attuazione dell’approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio”. L’introduzione successiva del D.M. 03/08/2015 “Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi, ai sensi dell'articolo 15 del decreto legislativo 8 marzo 2006, n. 139”,conosciuto anche come Testo Unico o Codice di prevenzione incendi, e i recenti aggiornamenti dello stesso, sono serviti a disporre di un testo unico in un contesto di innumerevoli regole tecniche e ad adottare regole più prestazionali e flessibili favorendo la possibilità di scegliere fra diverse soluzioni, utilizzando anche i metodi dell’ingegneria antincendio. In più, hanno stabilito delle regole per poter applicare la Fire safety Engineering o FSE, un metodo, un indirizzo che il Professionista, qualora non intenda operare in autonomia, può seguire. I vantaggi legati a questo nuovo quadro normativo vengono riscontrati in diversi ambiti quali per esempio una progettazione meno dispendiosa in fase esecutiva e una maggiore libertà da parte del progettista, a fronte di un pari livello di sicurezza. La maggior libertà del progettista quest’ultima, tuttavia comporta anche l’assunzione di un elevato livello di responsabilità. Come già anticipato, la recente entrata in vigore di un aggiornamento ha apportato modifiche al D.M. 03/08/2015, normativa utilizzata nella redazione di questo progetto di tesi. Le nuove indicazioni tuttavia non riguardano modifiche relative al tipo di attività da me analizzata e studiata, ciò nonostante, per completezza e per la attualità dell’argomento e per la sua importanza, vengono accennati i principali aggiornamenti presenti nel nuovo codice. Nel presente documento, il tema della progettazione antincendio evidenzia i diversi approcci normativi, al fine di identificare le principali differenze e i possibili vantaggi e svantaggi della loro applicazione. Il vecchio approccio prescrittivo riferito allo standard di riferimento viene analizzato e confrontato con l'approccio prestazionale presente nel nuovo Codice di prevenzione incendi (D.M. 03/08/2015 e s.m.i.). Per quanto riguarda la fase applicativa viene analizzato il progetto di un edificio di nuova costruzione con destinazione uffici situato nella città di Milano. Ai fini dello sviluppo della strategia antincendio relativamente alle misure di controllo fumi e calore per il piano tipo uffici, si è scelto di ricorrere alla soluzione alternativa così come definita al paragrafo G.1.3 del D.M. 03/08/2015: “soluzione progettuale alternativa alle soluzioni conformi. Il progettista è tenuto a dimostrare il raggiungimento del collegato livello di prestazione impiegando uno dei metodi di progettazione della sicurezza antincendio ammessi”. Per effettuare questa verifica, vengono ipotizzati diversi scenari d’incendio simulando, attraverso il software, l’esodo da parte degli occupanti e il funzionamento del sistema di evacuazione di fumi e calore. I risultati ottenuti vengono poi analizzati e comparati con i valori da rispettare individuati nella normativa di riferimento. Tale approccio consente di rendere la configurazione degli spazi flessibile, nell’ottica futura di una modifica o di una separazione degli spazi con conseguente cambiamento del tenant al fine di poter allocare in uno stesso piano fino a tre tenant.