Studio FSE — verificare l’efficacia del controllo dei fumi in un’area ristorante, tramite simulazione CFD, in occasione di una modifica di progetto.
Nell’ambito di un progetto di ristrutturazione dell’edificio, EOLIOS mette a frutto la sua competenza nella simulazione CFD per l’ingegneria della sicurezza antincendio (FSE). Lo studio si concentra sulla qualificazione degli impianti di controllo dei fumi in occasione di una modifica di progetto, modellando i movimenti d’aria per determinare i fumi e le temperature che si svilupperanno.
Il cuore dello studio: valutare il funzionamento ottimale del controllo dei fumi con l’installazione di partizioni a tutta altezza. Sono state studiate due configurazioni — una con quattro partizioni a tutta altezza, l’altra che combina una partizione a tutta altezza e tre partizioni in parte aperte in alto.
La protezione e la sicurezza degli occupanti sono la priorità essenziale e la sfida principale del progetto.
L’essenziale. Durante la ristrutturazione di un edificio, EOLIOS ha qualificato mediante simulazione CFD/FDS il controllo dei fumi di un’area ristorante di tipo N (Unibail). Sono state confrontate due configurazioni di compartimentazione, su tre scenari d’incendio (Incendi A, B, C) e secondo l’ISO 23932. Risultato: la visibilità resta al di sopra della soglia critica (opacità < 20 m) e la temperatura sotto i 40 °C, ben prima del tempo di evacuazione sicura richiesto (2 min 30 s). Entrambe le configurazioni sono validate.
Nel regolamento di sicurezza antincendio degli ERP, il tipo N designa i ristoranti e i pubblici esercizi. Questa classificazione fissa requisiti specifici di evacuazione e di controllo dei fumi in base all’affluenza ricevuta.
In un incendio, i fumi sono un pericolo maggiore: bloccano le uscite di emergenza, emettono gas tossici e riducono la visibilità. L’inalazione dei fumi è la prima causa di morte tra le vittime degli incendi. Il rispetto delle norme NF EN 13.945 e NF EN 13.571 è essenziale, ed EOLIOS vi apporta la propria competenza CFD.
Esistono cinque pericoli: la tossicità (CO/CO₂, calo dell’ossigeno), l’opacità (particelle di carbonio, panico, soccorsi ostacolati), l’infiammabilità (propagazione per convezione/irraggiamento — flashover, esplosione dei fumi), il calore (ustioni, danni) e la mobilità (velocità di propagazione da 0,20 a 1 m/s).
Questa fase definisce le tappe di ciascuno scenario: posizione e caratterizzazione della sorgente d’incendio (collocazione strategica secondo gli obiettivi) e variabili strutturali e impiantistiche. La metodologia si basa su un modello di sorgente di calore volumetrica: la fiamma non è simulata, ma gli effetti termici e tossici della combustione sono imposti all’interno di un volume che rappresenta la zona della fiamma.
Anziché simulare la fiamma stessa, si impongono in un volume definito gli effetti termici e tossici della combustione (calore e prodotti). Questo approccio restituisce la produzione e il movimento dei fumi senza modellare la reazione chimica di combustione.
Ogni scenario di studio associa una soluzione di progetto, delle condizioni iniziali e una sorgente d’incendio localizzata. Uno stesso scenario integra diverse soluzioni di progetto per confrontarle efficacemente. Non è possibile coprire tutti i casi: si fa in modo che ogni scenario rappresenti versioni plausibili, fondate su un’analisi rigorosa.
Il dimensionamento degli impianti di controllo dei fumi dipende dalla collocazione strategica delle sorgenti d’incendio. EOLIOS adotta un approccio conservativo massimizzando il percorso dei fumi, il tempo di rilevazione e l’accumulo di calore e fumi — scenari « caso peggiore » che soddisfano i requisiti di sicurezza.
Particolare attenzione è dedicata alla modellazione 3D precisa delle interconnessioni tra gli spazi (vani scala, corridoi, porte), a una scala di circa 10 cm, per analizzare ogni elemento che disturba il passaggio dei fumi. Nel modello CFD, l’attenzione si concentra sulla riproduzione degli ostacoli fissi (arredi permanenti) in modo da concentrare l’analisi sulla fluidodinamica e simulare con precisione i percorsi del controllo dei fumi.
In linea con la norma ISO 23932, entrambe le configurazioni sono state analizzate su tre scenari d’incendio (Incendi A, B e C). Per la visibilità, in nessun momento — nemmeno 10 minuti dopo l’inizio dell’incendio — è stato superato il criterio critico (opacità < 20 m). Per le temperature, la soglia di disturbo di 40 °C non è raggiunta dopo 10 minuti.
I criteri normativi sono soddisfatti ben prima del tempo di evacuazione sicura richiesto (RSET), stimato in 2 min 30 s: l’evacuazione è garantita nelle condizioni testate. Entrambe le configurazioni (4 partizioni a tutta altezza, oppure 1 a tutta altezza + 3 partizioni più basse) sono funzionali ed efficaci.
Il RSET è il tempo necessario affinché tutti gli occupanti raggiungano una zona sicura. I criteri di visibilità e temperatura devono restare sostenibili almeno fino a tale tempo; qui è stimato in 2 min 30 s.
Questo studio evidenzia l’importanza di una valutazione rigorosa e di una consultazione multilaterale per mettere in atto impianti di sicurezza antincendio efficaci, senza compromettere la sicurezza degli occupanti.
Da ricordare. Confrontare più configurazioni di compartimentazione sugli scenari più sfavorevoli valida un progetto prima dei lavori: una soluzione parzialmente aperta può essere sicura quanto una compartimentazione a tutta altezza, purché i criteri di evacuazione restino soddisfatti.
Controllo dei fumi di un ERP di tipo N, compartimentazione e criteri di evacuazione.
Nel regolamento di sicurezza antincendio degli ERP, il tipo N designa i ristoranti e i pubblici esercizi. Questa classificazione fissa requisiti specifici di evacuazione e di controllo dei fumi in base all’affluenza ricevuta. Vedi il nostro dossier sull’applicazione dell’IT246 (controllo dei fumi negli ERP).
La modifica di progetto introduce delle partizioni. Si confronta una soluzione a quattro partizioni a tutta altezza e una soluzione che combina una partizione a tutta altezza e tre partizioni aperte in alto, per verificare che il controllo dei fumi resti efficace in entrambi i casi.
Secondo l’ISO 23932, la visibilità deve restare al di sopra della soglia critica (opacità inferiore a 20 m) e la temperatura sotto i 40 °C. Qui questi criteri sono rispettati anche 10 minuti dopo l’inizio dell’incendio, sui tre scenari A, B e C.
Il tempo di evacuazione sicura richiesto è il tempo necessario affinché tutti gli occupanti raggiungano una zona sicura. Le condizioni sostenibili devono essere mantenute almeno fino a tale tempo, qui stimato in 2 min 30 s.
No. La fiamma non è simulata: un modello di sorgente di calore volumetrica impone gli effetti termici e tossici della combustione in un volume che rappresenta la zona della fiamma.
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Studio FSE/CFD del controllo dei fumi di un ristorante Tipo N: confronto di due configurazioni di compartimentazione su tre scenari d’incendio (Incendi A/B/C), verifica dei criteri di visibilità (< 20 m) e temperatura (< 40 °C) secondo l’ISO 23932 e validazione dell’evacuazione prima del RSET di 2 min 30 s.
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