Il rischio incendio in ambienti di elevata altezza. Propagazione dei fumi e ottimizzazione dei sistemi di evacuazione

Complex buildings are increasingly characterized by the presence in them of communicating rooms, where often different spaces face around a large central volume of high altitude; these spaces accommodate a variety of activities. This trend comes out from distribution and functional requirements and comforts by the users, but at the same time, it is made possible thanks to the new technologies available. The planning of such systems requires necessarily of combining between them: the functionality of the work, the security granted to the users during the useful life of the work, the technical, economic and environment feasibility. Among these factors it is included the planning of fire safety with special interest to the propagation and management of the combustion products, which results to be critical and complex due to architectural shape of the spaces and the kind of users. In Italy the legal instruments in the field of fire prevention are essentially prescriptive and in function of the intended use of the building and there is no document the allows an exhaustive assessment of the phenomenon of fire developed in this kind of environments. The approach to take is the performance, base on the fire safety engineering, addressed in Italy only from a procedural point of view and not supported by model calculations or specific guidelines. By the need to manage the phenomenon fire in this places and the lack of suitable Italian tools the thesis aims to search in the foreigner scene the simplified analytical models for understanding the fire phenomenon and of the dynamics of propagation of the combustion products; identify the critical and the peculiarities arising from the event developed in this type of environments; define and understand the models of numeric calculation best suited to support the planning of fire protection and identify risks associated with different fire scenarios. The analysis is supported in practical application of the performance approach and the engineering fire protection to a specific case study.

Gli edifici complessi sono sempre più caratterizzati dalla presenza al loro interno di ambienti comunicanti tra loro, dove spesso attorno ad un ampio volume centrale di elevata altezza si affacciano diversi spazi che accolgono attività di vario genere. Questa tendenza nasce da esigenze distributive, funzionali e di comfort dell'utenza ma, contemporaneamente, è resa possibile grazie alle nuove tecnologie disponibili. La progettazione di tali sistemi richiede necessariamente di combinare tra loro la funzionalità dell'opera, la sicurezza che questa deve garantire nei confronti dell'utenza durante la sua vita utile e la fattibilità tecnico-economico-ambientale. Tra questi fattori rientra quindi la progettazione della sicurezza antincendio con particolare interesse alla propagazione e alla gestione dei prodotti della combustione, che risulta essere critica e articolata, data la configurazione architettonica degli spazi e la tipologia di utenza. In Italia gli strumenti normativi in materia di prevenzione incendi sono di natura essenzialmente prescrittiva e in funzione della destinazioni d'uso dell'edificio e non è presente alcun documento che permetta una valutazione esaustiva del fenomeno dell'incendio sviluppatosi in ambienti di questo tipo. L'approccio che quindi deve essere adottato è di tipo prestazionale, basato sulla Fire Safety Engineering, affrontata in Italia solo da un punto di vista procedurale e non supportata da modelli di calcolo o linee guida specifiche. Dalla necessità di gestire il fenomeno incendio in questi ambienti e dall'assenza di strumenti italiani idonei, la tesi si propone di ricercare nel panorama straniero i modelli analitici semplificati per la comprensione del fenomeno incendio e della dinamica di propagazione dei prodotti della combustione; individuare le criticità e le peculiarità derivanti dall'evento sviluppatosi in questa tipologia di ambienti; definire e comprendere i modelli di calcolo numerico più idonei a supportare la progettazione antincendio e individuare i rischi associati a diversi scenari d'incendio. L'analisi viene supportata a livello pratico dall'applicazione dell'approccio prestazionale e dell'ingegneria antincendio ad un caso-studio specifico.