Gli obiettivi del controllo del fumo
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Il pericolo dei fumi
Pericoli per le persone
Dagli anni ’80 è noto che l’80% delle morti per incendio è dovuto all’inalazione di fumi tossici. Possiamo distinguere 3 pericoli principali. Pericoli legati a opacità, tossicità e temperatura.
Pericoli legati all’opacità :
Una particolarità del fumo è la sua opacità. Tuttavia, quando una persona è coinvolta in un incendio e la visibilità è ridotta a meno di 4 metri, diventa quasi impossibile trovare la via d’uscita dal fuoco.
In uno stato di panico, l’occupante perde l’orientamento e si comporta come se fosse intrappolato in uno spazio ristretto, perdendo il senso dell’orientamento. Se la persona non viene allontanata rapidamente da questa atmosfera, la situazione può diventare rapidamente fatale.
Perdita di visibilità all'inizio dell'incendio
Pericoli di tossicità :
Un incendio rilascia circa 140 composti pericolosi, alcuni dei quali altamente concentrati, che possono essere fatali anche dopo una breve esposizione. Le vittime devono essere soccorse entro 30 minuti dall’incendio. I gas tossici si dividono in due categorie: i gas asfissianti (come i cianuri e gli ossidi di carbonio) che deprimono il sistema nervoso centrale, e i gas irritanti (come il cloro e i suoi derivati) che danneggiano le mucose respiratorie. Tra i composti più pericolosi per l’uomo troviamo :
- Anidride carbonica
- Monossido di carbonio
- Ossidi di azoto
In caso di incendio, la quantità di ossigeno disponibile nell’aria si riduce notevolmente e può causare sincope o addirittura la morte se la concentrazione di ossigeno scende al di sotto del 6%. I fumi dell’incendio contengono anche composti tossici che possono causare un rapido avvelenamento. Una persona che si trova in un ambiente fumoso tossisce, ma questo può peggiorare la situazione aumentando l’esposizione a sostanze tossiche.
Inoltre, la diminuzione della quantità di ossigeno nell’aria può portare a una riduzione della coordinazione motoria e a difficoltà di movimento, che possono essere pericolose per la vita se la vittima non viene evacuata rapidamente. È quindi fondamentale prendere precauzioni per prevenire gli incendi e sapere come reagire in caso di emergenza.
Pericoli legati alla temperatura :
In un incendio, la temperatura può aumentare rapidamente fino a raggiungere livelli letali per gli alveoli polmonari superiori a 120°C, causando la morte in pochi minuti. Tuttavia, il fumo prodotto ha una densità molto bassa, che lo fa salire verso il soffitto e accumulare in strati con temperature decrescenti (un fenomeno chiamato “stratificazione”).
A causa della convezione e della stratificazione, si raccomanda di avvicinarsi al suolo durante l’incendio, dove le temperature sono più basse, le concentrazioni di composti tossici più basse e i livelli di ossigeno più elevati. In breve, è consigliabile stare vicino al suolo per massimizzare le possibilità di sopravvivenza in caso di incendio.
Pericoli per la proprietà
Il fumo svolge un ruolo importante nella propagazione degli incendi grazie alle sue caratteristiche. Durante un incendio, i materiali combustibili sono esposti a temperature elevate in ambienti caldi e privi di ossigeno, come il fumo o l’interno della fiamma. Di conseguenza, i materiali si decompongono e producono gas combustibili che alimentano le fiamme, un fenomeno noto come pirolisi.
Inoltre, i fumi sono anche corrosivi e contengono composti come l’acido cloridrico, pericolosi per le strutture edilizie e le proprietà nell’area interessata dall’incendio.
I ruoli e gli obiettivi del controllo del fumo
In sintesi, il pericolo maggiore per una persona coinvolta in un incendio è l’avvelenamento da fumo. È quindi fondamentale evacuare il fumo dall’edificio colpito, cosa che si ottiene con l’estrazione del fumo. Durante un incendio, il fumo e il calore prodotti rimangono intrappolati all’interno dell’edificio, impedendo agli occupanti di uscire in sicurezza. Lo scopo dell’estrazione dei fumi è quello di rimuovere parte del fumo dall’incendio per creare un’area di aria aperta al di sotto dello strato di fumo.
I vantaggi dell’estrazione dei fumi sono molteplici: facilita l’evacuazione degli occupanti mantenendo la visibilità e l’aria fresca, limita la propagazione dell’incendio evacuando gas e particelle calde, consente ai vigili del fuoco di accedere al luogo dell’incendio e contribuisce a ridurre il rischio di crollo dell’edificio limitando l’aumento della temperatura.
Il concetto di ingegneria del controllo del fumo
Il decreto del 22 marzo 2004 ha introdotto l’ingegneria per l’estrazione dei fumi, che viene utilizzata quando non è possibile applicare rigorosamente le norme, come ad esempio negli edifici classificati come monumenti storici, dove alcune modifiche sono impossibili. Questo approccio mira a simulare l’evoluzione del fumo durante un incendio e il suo controllo da parte di sistemi naturali e/o meccanici di controllo del fumo.
Gli studi di ingegneria devono essere eseguiti da enti riconosciuti competenti dal Ministero dell’Interno. Questi studi devono includere una presentazione completa delle ipotesi fatte, simulazioni che mostrino un controllo del fumo soddisfacente e una presentazione dei risultati e delle conclusioni sull’efficacia dei sistemi di controllo del fumo raccomandati.
Nel 2017 è stata pubblicata dal Laboratorio centrale della Prefettura di Parigi la Guida alle buone pratiche per gli studi di ingegneria del controllo del fumo. Questa guida chiarisce i ruoli e le responsabilità degli attori, armonizza le definizioni, formalizza il processo di ingegneria del controllo del fumo, definisce gli scenari di incendio imposti, armonizza i criteri di accettabilità predefiniti e stabilisce i diversi metodi di verifica del controllo del fumo in loco.
I vincoli dell'estrazione dei fumi
Per raggiungere gli obiettivi di cui sopra, è necessario rispettare diversi vincoli per garantire un’efficace estrazione dei fumi. Il primo vincolo consiste nel limitare i volumi da liberare dal fumo utilizzando la compartimentazione attraverso l’installazione di pareti e porte tagliafuoco per ridurre la diffusione dell’incendio.
Le grandi aree di vendita che non possono essere compartimentate saranno ridotte creando schermi di contenimento per incanalare i fumi verso i sistemi di scarico. Inoltre, sarà necessario rispettare il fenomeno della stratificazione evitando la creazione di turbolenze che potrebbero rimandare al suolo i fumi caldi. La velocità di soffiaggio non deve mai superare i 5 m/s. Per un’efficace evacuazione, le prese d’aria fresca devono essere collocate in basso e le uscite dell’aria di scarico in alto, evitando zone morte in cui potrebbe ristagnare un blocco di fumo.
Infine, sarà importante anche rispettare le normative termiche per garantire un comfort termico ottimale senza dover ricorrere ad aperture permanenti verso l’esterno.
I vincoli dell'estrazione dei fumi
I principi principali per il controllo del fumo sono due: lo spazzamento e la gerarchia della pressione. Lo spazzamento consiste nel far circolare l’aria fresca nella parte inferiore del volume da disaerare e nell’estrarre il fumo nella parte superiore. Ciò può avvenire in modo naturale o meccanico, a seconda del tipo di drenaggio.
La gerarchia della pressione, invece, consiste nello stabilire una pressione più bassa nel volume interessato rispetto ai locali adiacenti, al fine di creare un equilibrio che impedisca la diffusione del fumo. Questo metodo è spesso utilizzato nei grattacieli e richiede l’estrazione meccanica dei fumi.
I diversi tipi di estrazione dei fumi
Estrazione di fumo naturale
È il tipo più comune, che utilizza bocchette di evacuazione del fumo o aperture telecomandate nella facciata per evacuare il fumo e porte o aperture per immettere aria. I comandi devono agire contemporaneamente sull’aria di scarico e sull’aria di mandata.
Estrazione meccanica/naturale dei fumi
Questa configurazione è meno frequente e richiede l’uso di un ventilatore per l’alimentazione dell’aria quando il volume da deodorare è semi-interrato o comunque di difficile accesso. Le prese d’aria devono avere una velocità inferiore a 5 m/s e gli scarichi dei fumi devono essere effettuati da bocchette montate sul tetto.
Controllo naturale/meccanico del fumo
In questo caso, l’estrazione viene effettuata da uno o più ventilatori, mentre l’immissione dell’aria avviene tramite porte o aperture telecomandate come nell’estrazione naturale/di fumo. Le dimensioni dell’alimentazione dell’aria sono calcolate tenendo conto del flusso totale dell’aria di scarico.
Controllo meccanico/meccanico del fumo
Questo tipo di estrazione dei fumi richiede sia ventilatori di alimentazione che di scarico. La velocità dell’aria alle porte di alimentazione non deve superare i 5 m/s per evitare la destratificazione dei gas di scarico. La portata dell’aria di alimentazione deve essere inferiore alla portata dell’aria di scarico per rispettare la gerarchia di pressione, in genere 0,6 volte la portata dell’aria di scarico.
