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PSA - Azione Incendio: caratteristiche del fenomeno fisico - Gentili

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Corso di Progettazione Strutturale Antincendio, Facolta' di Ingegneria Civile e Industriale, Universita' degli Studi di Roma La Sapienza - Franco Bontempi.

Corso di Progettazione Strutturale Antincendio, Facolta' di Ingegneria Civile e Industriale, Universita' degli Studi di Roma La Sapienza - Franco Bontempi.

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  • 1. IL FENOMENO FISICO L’AZIONE INCENDIO: Prof. Ing. Franco Bontempi Ing. Filippo Gentili Facoltà di Ingegneria Sapienza – Università di Roma CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO A.A. 2012 - 2013 www.francobontempi.org
  • 2. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 2/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Indice • L’incendio: generalità • Fattori • La combustione • Le fasi dell’incendio • Meccanismi di trasmissione del calore • Parametro di intensità • Modelli pre-flashover • Modelli post-flashover • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio
  • 3. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 3/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Indice • L’incendio: generalità • Fattori • La combustione • Le fasi dell’incendio • I meccanismi di trasmissione del calore • Parametro di intensità • Modelli pre-flashover • Modelli post-flashover • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio • Fuoco non controllato • Velocità • Cause • Ambiente
  • 4. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 4/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Fire Safety Con il termine incendio si indica il processo di combustione libera che si instaura e si sviluppa in modo incontrollato con reazioni di ossidazione di materiali combustibili e rilascio di energia termica, fiamme, fumi e gas caldi. Incendio Può minacciare la sicurezza delle persone (inalazione dei fumi, ustioni) e l’integrità delle strutture. Fuoco Fenomeno controllato che causa il rilascio di calore, luce e prodotti di reazione. Sicurezza antincendio si riferisce alle precauzioni che vengono prese per prevenire o ridurre la probabilità di un incendio che può provocare la morte, lesioni o danni alla proprietà, o per ridurre i danni causati da un incendio.
  • 5. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 5/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org In relazione alla velocità di combustione, si può avere: • Normale combustione • Deflagrazione (1/800 metri al secondo) • Detonazione (1500/2000 di metri al secondo) Dalla velocità di ossidazione dipendono: • La velocità di decomposizione e la successiva combinazione dei prodotti ottenuti • Quantità di calore sviluppato Si possono manifestare: • Incendi con propagazione di fiamma • Incendi covanti L’incendio: generalità
  • 6. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 6/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • Termiche (es. surriscaldamento) • Meccaniche (es. attriti , guasti) • Elettriche (es. scariche elettriche) • Comportamento umano (es. negligenza) • Termiche (es. irraggiamento) • Elettriche (es. fulmini) • Dolo (es. azioni volontarie)  CAUSE INTERNE  CAUSE ESTERNE Cause innescanti
  • 7. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 7/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Ambiente di sviluppo Outdoor Fire Tunnel Fire Compartment Fire
  • 8. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 8/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Indice • L’incendio: generalità • Fattori • La combustione • Le fasi dell’incendio • I meccanismi di trasmissione del calore • Parametro di intensità • Modelli pre-flashover • Modelli post-flashover • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio • Compartimento • Ventilazione • Combustibile
  • 9. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 9/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Tipologia e quantità di combustibile contenuto nel compartimento; Superficie di ventilazione Caratteristiche dei materiali di pareti, pavimenti e solai porosità, dimensione, forma, orientamento e distribuzione spaziale grandezza, forma, posizione aperture densità, calore specifico, conduttività termica Fattori • COMBUSTIBILE o Ventilazione • COMPARTIMENTO L’evoluzione dell’incendio dipende da: o Materiali
  • 10. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 10/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Compartimento b = √ ( · c ·  [J / (m2··K·s½)] thermal conductivity [W/(m·K)] density [kg/m3] specific heat capacity [J/(kg·K)] Thermal inertia: Analogy with mechanical inertia: difficulty in being accelerated / heated! ENCLOSURES WITH HIGHER THERMAL INERTIA  LOWER GAS TEMPERATURE Volumetric heat capacity of the enclosures: amount of heat required to increase the enclosure temperature of a T (heat capacity), per unit volume of the enclosure (walls, floors, ceiling…)  · c [J / (m3··K)] Thermal conductivity of the enclosure: ability to conduct heat: refers to the heat transfer along the thickness of the enclosures!  [W / (m··K)]
  • 11. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 11/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Ventilazione O = A √hav / At [m½]Opening factor: total area of the enclosure [m2]air flow factor [m5/2] Total enclosure area: sum of the area of all the enclosures walls (walls, ceiling, floors) At = 2BW + 2BH + 2WH [m2] Horizontal opening factor: USE THE NOMOGRAM FOR CALCULATING fk! (depends on the distance of the midpoint of the window to the ceiling) Oh = fk Ov [m½] B H W O = Ov + Oh [m½]Global opening factor: IN PRESENCE OF HORIZONTAL OPENINGS! Ai hi Total opening area: sum of the area of all the openings (windows, doors, …) A = Σi Ai [m2] Average opening height: average of the height of all the opening, weighted by the opening area hav = Σi Ai hi / Σi Ai [m½]
  • 12. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 12/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Opening factor: Horizontal opening factor: USE THE NOMOGRAM FOR CALCULATING fk! (depends on the distance of the midpoint of the window to the ceiling) Oh = fk Ov [m½] Ventilazione
  • 13. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 13/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Combustibile Effective calorific value: heat developed by combustion of a mass unit of the combustible material H [J/kg] Tab. E.3 - EN 1-2 : List of net calorific value for different material Tab. 3.1 – SW52: List of net calorific value for different materials
  • 14. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 14/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Valore nominale del carico di incendio = ∙ ∙ potere calorifico inferiore massa del combustibile fattore di limitazione • D. M. 09.03.2007 • EC 1 = ∑ ∙ ∙ ∙=1 massa dell’iesimo combustibile potere calorifico inferiore dell’iesimo combustibile fattore di limitazione alla combustione fattore di partecipazione alla combustione superficie del compartimento Table E.4 – Fire load densities
  • 15. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 15/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org D.M. 08 Carico di incendio specifico 300 MJ/m2 for car parks200 MJ/m2 for buildings AS SIMPLE RULE APPLY
  • 16. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 16/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Table E.1 EUROCODES Table E.2 Carico di incendio specifico
  • 17. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 17/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • incendi aventi sviluppo controllato dalla superficie di ventilazione • incendi aventi sviluppo controllato dal combustibile BIG OPENING / FEW FUEL  FUEL CONTROLLED FIRE SMALL OPENINGS / MUCH FUEL  VENTILATION CONTROLLED FIRE Rate of combustion can reach the maximum! Fire developing is governed by fuel properties (exposed area and quantity)! Rate of combustion can’t reach the maximum because limited oxygen inflow! Fire developing is governed by fuel compartment properties (air flow factor)! Incendi controllati da ventilazione o dal combustibile HRR [W] t [s] ventilation controlled fuel controlled HRR1 = HRRmax (fuel) HRR1 HRR2 tmax,1 tmax,2 t1 t2 HRR2 < HRRmax (fuel) VENTILATION CONTROLLED FIRE HIGHEST TEMPERATURE IN THE ELEMENTS SAFE SIDE ASSUMPTION!
  • 18. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 18/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • L’incendio: generalità • Fattori • La combustione • Le fasi dell’incendio • I meccanismi di trasmissione del calore • Parametro di intensità • Modelli pre-flashover • Modelli post-flashover • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio Indice • Triangolo del fuoco • Quadrilatero del fuoco • Classificazione • Parametri fisici • Combustibili
  • 19. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 19/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Comburente TRIANGOLO DEL FUOCO Processo di combustione È il materiale che è in grado di combinarsi chimicamente con l’ossigeno con emissione di energia termica Rilascia un adeguato valore di energia termica che è in grado di dare avvio al processo di combustione È la sostanza che alimenta la combustione mediante ossidazione del combustibile C’è formazione o liberazione di gruppi atomici chimicamente attivi (radicali) capaci di produrre reazioni a catena
  • 20. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 20/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Quadrilatero del fuoco
  • 21. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 21/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Classificazione COMBUSTIONE Combustione degli esplosivi Combustione eterogenea Combustione omogenea combustibile gassoso comburente gassoso combustibile solido comburente gassoso combustibile liquido comburente gassoso sostanze che contengono nella composizione parte del comburente
  • 22. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 22/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Parametri fisici Temperatura di ignizione È la minima temperatura alla quale, in presenza di innesco, la miscela combustibile – comburente inizia localmente a bruciare. Temperatura di infiammabilità – Flash Point Calore di Combustione È la quantita di calore prodotta dalla combustione di un grammoatomo o di una grammomolecola di un elemento o composto chimico definito in rapporto a una reazione chimica. Sostanze Temperatura [°C] Gasolio 65 Acetone -18 Benzina -20 Alcool metilico 11 È la minima temperatura alla quale, in presenza di innesco, i liquidi combustibili emettono vapori che miscelati con l’ossigeno si incendiano.
  • 23. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 23/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org frazione del flusso termico creato dalla stessa fiamma che si origina dalla combustione dei prodotti e reirradiata sulla superficie del combustibile quantità di energia termica necessaria per produrre la pirolisi in 1 kg di combustibile il potere calorifico del combustibile flusso di massa critico dei prodotti di pirolisi che si liberano dalla superficie del combustibile flusso termico disperso per convezione ed irraggiamento flusso termico prodotto dalla sorgente termica che agisce sul combustibile Condizione per la stabilità della combustione Temperatura di accensione – Fire Point Sostanze Temperatura [°C] Gasolio 220 Acetone 540 Benzina 250 Alcool metilico 455 Temperatura alla quale la miscela combustibile – comburente inizia a bruciare in modo continuo senza ulteriore apporto di calore.
  • 24. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 24/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Ossidazione Completa Si intende la reazione nel corso della quale si ha C CO2 H H2O S SO2 N N2 Potere calorifico Il potere calorifico superiore è la quantità di calore che si rende disponibile per effetto della combustione completa a pressione costante della massa unitaria del combustibile, quando i prodotti della combustione siano riportati alla temperatura iniziale del combustibile e del comburente. Il potere calorifico inferiore è il potere calorifico superiore diminuito del calore di condensazione del vapore d'acqua durante la combustione". Parametri fisici Sostanze Potere Calorifico Inferiore [MJ/Kg] Gasolio 42.7 Benzina 42 PVC rigido 15 – 21 Legno 17 – 20 Si misurano in MJ/kg per solidi e liquidi, in MJ/nm3 per gas. Nella prevenzione incendi si fa sempre riferimeno al potere calorifico inferiore.
  • 25. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 25/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Parametri fisici Aria necessaria alla combustione Il volume di aria teoricamente necessario per la combustione completa di 1 kg o di 1 m3 di combustibile prende il nome di potere comburivoro ed è espresso in m3/kg per i combustibili solidi e liquidi e in m3/m3 per combustibili gassosi. Vta = 4.76 Vto dove Vta = volume teorico di aria Vto = volume teorico di ossigeno L’utilizzazione massima di un combustibile si può avere quando esso brucia completamente. L’aria teorica è sufficiente solo in presenza di una totale miscelazione comburente – combustibile. Vea = E Vta dove Vea = volume effettivo di aria E = coefficiente E = 1.5-2 combustibili solidi E = 1.15-1.3 combustibili liquidi E = 1.05-1.2 combustibili gassosi
  • 26. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 26/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Parametri fisici Difetto di aria Eccesso di aria Si forma monossido di carbonio invece di anidride carbonica. Non si sviluppa tutto il calore possibile. Si sviluppa la massima energia termica possibile ma con temperature inferiori perché il calore si distribuisce su una massa di aria più grande. Energia rilasciata da un combustibile per unità di massa di aria consumata Nella maggior parte dei combustibili il rapporto tra il potere calorifico sull’aria teorica di combustione è pari a circa 3MJ/kgaria Quantità di energia termica liberata in una combustione completa per ogni kg di aria consumata Pc Su tale proprietà si basano le misure della potenza termica rilasciata da un combustibile durante la combustione
  • 27. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 27/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Parametri fisici Oxigen-fuel mass ratio r0 Quantità in grammi di ossigeno necessaria per la combustione completa di 1 grammo di combustibile 00aria r29.4r 32 8.28 21.0 1 r  Concentrazione volumetrica di O2 in aria Massa di una mole di ossigeno Massa di una mole di aria Combustibile completa Combustibile incompleta   ecombustion_prodottiariaariaarialecombustibi kgr1kgr1kg  ecombustion_prodotti aria aria aria lecombustibi kg r 1kg r 1kg                ariarPuò valutarsi non appena nota la formula del combustibile
  • 28. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 28/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Materiali si dividono in: • Incombustibili (sostanze che non bruciano); • Difficilmente combustibili (sostanze che smettono di bruciare se non a contatto con una sorgente di ignizione); • Combustibili (sostanze capaci di bruciare da sole, dopo l’ignizione); • Facilmente accendibili (sostanze capaci di bruciare per un’ignizione debole); • Difficilmente accendibili (sostanze capaci di bruciare solo con una sorgente forte). CLASSE A CLASSE B CLASSE C CLASSE D CLASSE E CLASSE F Materiali solidi Liquidi infiammabili Gas infiammabili Metalli combustibili Innesco sotto tensione Incendi di oli e grassi vegetali Norma UNI EN2 del 2005 classifica i fuochi: Combustibili: classificazione fuochi
  • 29. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 29/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Combustibili COMBUSTIBILI Sostanze gassose Sostanze liquide Sostanze solide Oli minerali grezzi Benzine, kerosene Naturali: legno – torba – antracite Derivati: carbone di legna – coke Naturali: metano Illuminanti: idrogeno, acetilene
  • 30. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 30/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Combustibili solidi Dipende da:• pezzatura • umidità per piccoli valori della pezzatura sono sufficienti basse quantità di energia per l’innesco si rallenta l’ignizione perché è necessaria l’evaporazione dell’acqua dal combustibile densità temperatura di ignizione calore specifico temperatura iniziale del combustibile conduttività termica thermal response parameter TRP parametro per la resistenza offerta da un materiale combustibile sottoposto all’azione di un flusso termico radiante, a creare prodotti di pirolisi e ad iniziare a bruciare tig: tempo dopo il quale un materiale combustibile sul quale incide un flusso termico radiante q, costante nel tempo, raggiunge la temperatura di ignizione flusso termico flusso critico  materiale termicamente sottile materiale termicamente spesso
  • 31. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 31/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Pirolisi: passaggio in fase di vapore (sublimazione) dei componenti più leggeri che formano con l’aria una miscela in grado di bruciare sostanza solida ossigeno calore fiamma combustione prodotti di pirolisi calore Combustibili solidi
  • 32. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 32/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Combustibili liquidi Bruciano come vapori originati al di sopra della superficie del liquido che si comportano come i gas combustibili. Limite di infiammabilità inferiore: limite al di sotto del quale i vapori prodotti dal liquido sono insufficienti a innescare e mantenere la combustione. Limite di infiammabilità superiore: limite al di sopra del quale l’aria è insufficiente per innescare e mantenere la combustione. Categoria A: LIQUIDI INFIAMMABILI Punto di infiammabilità ≤ 21°C Categoria B: LIQUIDI COMBUSTIBILI Punto di infiammabilità fra 21°C e 65°C Categoria C: OLII MINERALI COMBUSTIBILI Punto di infiammabilità fra 65°C e 125°C OLII MINERALI LUBRIFICANTI Punto di infiammabilità superiore a 125°C
  • 33. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 33/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Combustibili gassosi Limite di infiammabilità inferiore: concentrazione minima in volume del gas combustibile della miscela al di sotto della quale l’ignizione non può propagarsi a tutta la miscela. Limite di infiammabilità superiore: concentrazione massima in volume del gas combustibile della miscela al di sopra della quale l’ignizione non può propagarsi a tutta la miscela. PESANTI: densità maggiore di quella dell’aria (g.p.l.) MEDI: densità uguale a quella dell’aria (etilene) LEGGERI: densità minore di quella dell’aria (metano) COMPRESSO: allo stato gassoso ad una pressione superiore a quella atmosferica LIQUEFATTO: allo stato liquido a temperatura ambiente mediante compressione REFRIGERATO: allo stato liquido alla temperatura di equilibrio liquido-vapore DISCIOLTO: allo stato gassoso disciolto entro un liquido ad una determinata pressione Classificazione per proprietà fisiche Classificazione per modalità di conservazione
  • 34. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 34/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Indice • L’incendio: generalità • Fattori • La combustione • Le fasi dell’incendio • I meccanismi di trasmissione del calore • Parametro di intensità • Modelli pre-flashover • Modelli post-flashover • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio • Ignizione • Crescita • Pieno sviluppo • Decadimento
  • 35. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 35/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Fasi dell’incendio Si distinguono 4 fasi nell’evoluzione di un incendio: Ignizione Crescita Incendio pienamente sviluppato Decadimento
  • 36. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 36/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Attività delle persone coinvolte nelle varie fasi dell’incendio Fasi dell’incendio Fase Ignizione Crescita Incendio pienamente sviluppato Decadimento pre – evento combustione iniziale incendio di piccole dimensioni intero ambiente coinvolto propagazione a tutti i materiali distruzione di tutti i beni persone presenti informazione esodo squadra di emergenza formazione osservazione intervento soccorso alle persone intervento dei Vigili del Fuoco sistemi automatici monitoraggio ambientale rilevazione ed allarme intervento di impianto di estinzione chiusura porte controllo fumi
  • 37. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 37/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Effetti su persone e beni nelle varie fasi dell’incendio Fasi dell’incendio Fase Ignizione Crescita Incendio pienamente sviluppato Decadimento Eventi Innesco del primo oggetto, produzione di fumo e gas Produzione di fumo e gas I materiali partecipano alla combustione completamente, le temperature superano i 1000 °C Le temperature si abbassano Effetti sulle persone L’aria inizia ad essere contaminata L’aria diventa progressivamente intollerabile fino ad essere letale L’atmosfera è letale Effetti sui materiali Effetti trascurabili I materiali sono contaminati ed anneriti dal fumo compaiono bolle sulla vernice Le rifiniture sono distrutte, il legno strutturale brucia, la muratura non strutturale cede Gli elementi protetti dall’incendio resistono
  • 38. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 38/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org La durata della fase di ignizione dipende dai seguenti fattori: • infiammabilità e caratteristiche superficiali del combustibile • umidità, porosità, distribuzione e orientamento spaziale del combustibile; • velocità di decomposizione del combustibile; • possibilità di dissipazione del calore nel combustibile. Ignizione
  • 39. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 39/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Lo sviluppo dell’incendio produce: • produzione di gas tossici, irritanti e corrosivi; • riduzione di visibilità a causa dell’emissione dei prodotti di combustione; • aumento della velocità di combustione nel tempo; • aumento della temperatura e dell’energia termica irradiata nell’ambiente. Crescita
  • 40. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 40/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Fattori da cui dipendono la propagazione e l’intensità di un incendio: • tipologia, quantità ed orientamento spaziale del materiale combustibile contenuto nel locale; • la superficie di ventilazione di ciascun compartimento; • posizionamento delle varie aperture presenti; • le proprietà termoisolanti di muri e solai del compartimento; • caratteristiche di partecipazione all’incendio dei materiali di arredo e di rivestimento di pavimenti, pareti e soffitti. Crescita
  • 41. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 41/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Transizione da un incendio in crescita ad uno pienamente sviluppato nel quale tutti i materiali combustibili presenti nel compartimento sono coinvolti simultaneamente nell’incendio soprattutto a causa dell’irraggiamento provocato dai prodotti della combustione. Sviluppo è influenzato da FLASHOVER entità della superficie di ventilazione distribuzione e posizione delle varie aperture Incendio pienamente sviluppato CRITERIO: Temperatura al soffitto 600°C e flusso termico al pavimento 20 kW/m2
  • 42. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 42/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org  forte innalzamento della velocità di combustione  elevato rilascio di calore e, quindi, brusco aumento della temperatura  rilevante crescita della produzione di fumo e gas di combustione  temperatura non uniforme: sul pavimento è inferiore Cambiamenti:  quantità e caratteristiche dei materiali combustibili presenti  posizionamento e dimensioni delle aperture di ventilazione  caratteristiche delle pareti di delimitazione del locale Temperatura massima: Incendio pienamente sviluppato
  • 43. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 43/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Raggiunta l’ignizione completa di tutti i combustibili, il fenomeno rallenta per il progressivo esaurimento combustibile Si riduce: • flusso di calore generato; • la velocità di combustione; • la temperatura. Si considera concluso quando la temperatura media è inferiore a 200° Decadimento
  • 44. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 44/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org 44 ACTIVE MEASURES (systemic approach) Time t Temperature course after success of active measures TemperatureT(t) PASSIVE MEASURES (structural approach) flashover Pustorino, 2006 Strategia sicurezza antincendio
  • 45. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 45/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org
  • 46. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 46/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • L’incendio: generalità • Fattori • La combustione • Le fasi dell’incendio • Meccanismi di trasmissione del calore • Parametro di intensità • Modelli pre-flashover • Modelli post-flashover • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio Indice • Convezione • Conduzione • Irraggiamento
  • 47. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 47/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org l’aria aumentando di temperatura diventa meno densa e tende a muoversi verso l’alto, venendo rimpiazzata dall’aria circostante più fresca È associata al moto di un fluido Effetto del vento Fondamentale nell’afflusso d’aria che alimenta un incendio nell’evacuazione dei fumi da un ambiente. si manifestano di flussi d’aria e di fumi sia all’interno che all’esterno dell’edificio possibile propagazione di incendi tra edifici vicini, anche non contigui. Negli incendi la convezione è di tipo naturale: Convezione
  • 48. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 48/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • È un processo di propagazione del calore tra corpi aventi differente temperatura. • Il flusso di calore avviene dai punti a temperatura più alta a quelli a temperatura più bassa. • Esso si propaga gradualmente lungo tutto il corpo ed è accompagnato dall’uniformarsi della temperatura in tutta la massa. • Può causare la propagazione di un incendio anche in ambienti non direttamente investiti dalle fiamme. Conduzione Equazione di Fourier: Vd dt dT cdV dx dT dx d wp,ww        Tg To T1 T2 Tk Tn È funzione di diffusività termica inerzia termica dove densità calore specifico conduttività termica wp,w w c   wp,ww c w w wp,c
  • 49. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 49/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • Non richiede la presenza di un mezzo interposto. • Si propaga con leggi analoghe a quelle della trasmissione della luce. è tanto più pericoloso quanto più vicini sono i corpi interessati. La potenza specifica ricevuta da una superficie diminuisce con il quadrato della distanza dalla sorgente La quantità di calore emessa è proporzionale alla quarta potenza della temperatura assoluta per corpi molto caldi è preponderante rispetto alla conduzione e alla convezione Irraggiamento  4 r 4 e TTq           42 8 km W 1067.5 q  erre re    flusso termico       2 m W fattore di configurazione compreso tra 0 e 1 emissività compreso tra 0 e 1 costante di Stefan-Boltzmann
  • 50. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 50/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Indice • L’incendio: generalità • Fattori • La combustione • Le fasi dell’incendio • I meccanismi di trasmissione del calore • Parametro di intensità • Modelli pre-flashover • Modelli post-flashover • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio • Burning Rate • Potenza termica totale rilasciata HRR • Variazione nel tempo della curva HRR
  • 51. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 51/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Burning rate Il burning rate è definito come la massa di combustibile solido o liquido che partecipa alla combustione per unità di tempo. In incendi di grandi quantità di combustibile In sovrabbondanza di ossigeno o nella combustione di quantità limitate di combustibili burning rate < mass loss rate burning rate = mass loss rate / tempo Vaporizzazione sì, ma non combustione totale
  • 52. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 52/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Burning rate " m " " q m L    L’area di combustibile interessata dalla combustione è controllata dalla temperatura di accensione e dalla velocità di propagazione e quindi il burning rate può non esser uniforme su tutta la superficie interessata. dove q” flusso termico netto verso la superficie del combustibile L il calore di gassificazione (kJ/g). Si usa il mass burning flux (portata massica specifica di combustione) mass burning flux = burning rate / area [g/m2 s] [W/m2 ]
  • 53. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 53/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org velocità dove Indica la rapidità con la quale l’energia termica viene rilasciata flusso termico convettivo generato dalla fiamma flusso termico disperso per irraggiamento dal combustibile flusso termico radiante generato dalla fiamma quantità di energia termica necessaria per produrre la pirolisi in 1 kg di combustibile potere calorifico del combustibile Necessaria la stima della variazione del valore di RHR durante un incendio Al generico istante vale RHR → Rate of Heat Released HRR → Heat Release Rate Potenza termica totale rilasciata
  • 54. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 54/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Velocità di combustione Letteratura specializzata Prove sperimentali Modelli teorici Modelli avanzati di simulazione di incendi richiedono la HRR come dato di input Potenza termica totale rilasciata
  • 55. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 55/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Modelli di curva HRR t HRR t HRR t HRR t HRR
  • 56. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 56/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org FASE DI CRESCITA Potenza termica rilasciata Velocità mc di combustione Quattro curve predefinite di sviluppo • lento • medio • veloce • ultraveloce Tempo in corrispondenza della potenza massima Variazione nel tempo della curva RHR
  • 57. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 57/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org L’INCENDIO PIENAMENTE SVILUPPATO • Le correlazioni esistenti per prevedere il valore di RHR al momento del flashover forniscono stime al ribasso. Dal momento che le previsioni ingegneristiche sono cautelative, questo tipo di previsione si accorda con le caratteristiche di sicurezza richieste al progetto ingegneristico. • Fino ad ora la ricerca ha approfondito più gli effetti del flashover che le cause che ne determinano le condizioni. È ancora necessario, quindi, caratterizzare le condizioni geometriche del plume (colonna di fumo e di gas caldi che si eleva dal focolaio), dello strato di gas caldi e delle superfici del compartimento per facilitarne la comprensione; • Il flashover è largamente determinato dal rapporto RHR – tempo. In un intervallo di curve di crescita la forma della curva è di importanza sostanzialmente secondaria, come pure le curve con picchi multipli di RHR. . Va considerato che: LA POTENZA TERMICA NEL FLASHOVER Variazione nel tempo della curva RHR
  • 58. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 58/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org L’INCENDIO PIENAMENTE SVILUPPATO . Metodo di ThomasLA PREVISIONE DEL FLASHOVER è l’area della apertura equivalente rappresenta la differenza in m tra l’altezza del punto più alto e quella del punto più basso fra tutte le aperture di ventilazione presenti nella pareti è la larghezza della apertura equivalente ottenuta imponendo l’uguaglianza tra il fattore di ventilazione del locale sia pari alla somma dei fattori di ventilazione delle singole aperture è la differenza fra la superficie totale del locale e l’area Variazione nel tempo della curva RHR
  • 59. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 59/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org L’INCENDIO PIENAMENTE SVILUPPATO . LA PREVISIONE DEL FLASHOVER Metodo di Babrauskas Dal bilancio energetico: calore specifico a pressione costante dei gas di combustione potenza termica perduta portata massica dei prodotti della combustione che fuoriesce dalle aperture temperatura dei gas di combustione temperatura ambiente Si ipotizza che: • la portata massica di aria entrante durante il flashover: • la perdita di potenza maggiore sia dovuta all’irraggiamento termico verso il 40% della superficie delle pareti a temperatura ambiente; • il valore dell’energia termica rilasciata per ogni kg di aria consumata sia pari a 3000 • la potenza massima sia pari a circa la metà di quella stechiometrica, Variazione nel tempo della curva RHR
  • 60. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 60/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org EVOLUZIONE NEL TEMPO DELLA POTENZA TERMICA Variazione nel tempo della curva RHR
  • 61. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 61/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org INCENDIO CONTROLLATO DA COMBUSTIBILE Potenza termica dipende da quantità di combustibile totale e durata incendio • EC 1 • Drysdale • Babrauskas (legno) sviluppo medio sviluppo lento sviluppo veloce flusso termico nella fase post-flashover superficie del combustibile esposta densità del combustibile calore necessario per pirolisi di 1kg di combustibile potere calorifico del combustibile velocità di carbonizzazione Variazione nel tempo della curva RHR
  • 62. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 62/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org CONFRONTO TRA INCENDI CONTROLLATI DA COMBUSTIBILE E INCENDI CONTROLLATI DA VENTILAZIONE Variazione nel tempo della curva RHR
  • 63. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 63/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org PROCEDIMENTO PER IL CALCOLO DELLA CURVA RHR Si deduce Se Si può sviluppare pienamente l’incendio 2) Si valuta la Si deduce 1) Si valuta il minimo valore di RHRF (Metodo di Thomas e Metodo di Babrauskas) Variazione nel tempo della curva RHR
  • 64. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 64/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org 4) Si calcola 3) Si calcola l’intervallo di tempo Variazione nel tempo della curva RHR
  • 65. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 65/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • Quantitativo di combustibile carico di incendio • Superficie di ventilazione Modifica della curva RHR
  • 66. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 66/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • Azione di estinzione Effetti acqua Soffocamento Raffreddamento sostanze Priva l’incendio dell’ossigeno Superficie idrica esposta Diametro medio delle gocce Coefficiente di convezione aria-acqua Velocità relativa aria gocce Sprinkler Controllo dell’incendio attraverso una mirata progettazione Modifica della curva RHR
  • 67. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 67/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • L’incendio: generalità • Fattori • La combustione • Le fasi dell’incendio • Meccanismi di trasmissione del calore • Parametro di intensità • Modelli pre-flashover • Modelli post-flashover • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio Indice • Fire plume • Ceiling Jet
  • 68. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 68/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Fire plume: low flame Crosti et al. 2009 Ceiling jet: high flame Crosti et al. 2009 Pre-flashover models the flame doesn’t reach the ceiling plume expands and becomes cooler the flame touches the ceiling and ceiling jet develops DIFFERENT TEMPERATURES IN UPPER AND LOWER LAYERS Modelli pre-flashover
  • 69. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 69/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Modelli pre-flashover • Fiamme a diffusione quando la miscelazione combustibile-comburente avviene al momento della combustione. • Fiamme premiscelate quando la miscelazione avviene prima della combustione. Da un punto di vista qualitativo la regione del fire plume è la zona dove le fiamme sono presenti per oltre il 50% del tempo, Da un punto di vista quantitativo l’apice delle fiamme è definito come l’altezza alla quale entra ancora aria sufficiente per ossidare le sostanze volatili e può esser calcolata mediante la relazione funzionale dove H è l’altezza di fiamma sopra la superficie del combustibile, D è il diametro caratterizzante la superficie su cui si sviluppa un incendio, e  sono la portata massica (burning rate) e la densità dei vapori di combustibile, T è la temperatura media di fiamma, g e  sono l’accelerazione di gravità ed il coefficiente di espansione dell’aria. Il gruppo gT è indicativo dell’importanza delle spinte di galleggiamento.            TDg m D H  52 2 f m
  • 70. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 70/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Modelli pre-flashover Fire Plume
  • 71. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 71/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Modelli pre-flashover • Diametro equivalente della base della fiamma Df Suppunendo uno sviluppo quadratico dell’incendio nel tempo si ricava   s f RHR RHR4 tD     4 tD RHRRHR f s    4 tD RHR t t 1000RHR 2 f s 2 g           La variazione nel tempo del diametro equivalente Df della base della fiamma può calcolarsi se è nota la RHRs rilasciata per unità di superficie del pavimento, espressa in kW/m2. Si ha Si ottiene quindi   t tRHR 9.1273 tD 2 gs f   
  • 72. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 72/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Modelli pre-flashover • Altezza media visibile della fiamma Lf   4.0 ff RHR235.0D02.1tL    8.0 2 g 2 gs f t t 8.26 t tRHR 3.1325 tL             Miglior campo di applicabilità è 5.16 D RHR f 4.0  m93.21.1161235.0102.1L 4.0 legno  m73.01.151235.0102.1L 4.0 legno  m13.41.2245235.0102.1L 4.0 legno 
  • 73. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 73/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Modelli pre-flashover • Origine virtuale dell’incendio z0   8.0 2 g 2 gs 0 t t 2 t tRHR 3.1325 tz             4.0 f0 RHR083.0D02.1z  Nei modelli di calcolo l’incendio è schematizzato come una sorgente puntiforme. Questo può essere accettabile solo nelle fasi iniziali. Durante lo sviluppo si può assimilare l’incendio ad una sorgente puntiforme concentrata in una origine virtuale posta a profondità z0 sotto il pavimento.
  • 74. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 74/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Modelli pre-flashover Ceiling Jet 2/3 5/3 16,9Q T T H    1/3 0,96( ) Q U H   2/3 5,38( / )Q r T T H    1/3 1/ 2 5/ 6 0,195Q H U r   per r/H<0,18 per r/H<0,15 per r/H>0,18 per r/H>0,15 dove la temperatura T è espressa in °C, la velocità U è espressa in m/s, la potenza termica emessa è espressa in kW, l’altezza del soffitto H e la posizione radiale r sono espresse in m . Q Appena il pennacchio urta contro il soffitto si ha una propagazione laterale dei gas caldi che lambiscono l’intradosso con formazione di un jet circolare dotato di notevole quantità di moto. Una teoria generalizzata per predire velocità e temperatura dei gas caldi, e lo spessore di un flusso di ceiling jet in condizioni stazionarie è stata sviluppata da Alpert.
  • 75. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 75/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • L’incendio: generalità • Fattori • La combustione • Le fasi dell’incendio • Meccanismi di trasmissione del calore • Parametro di intensità • Modelli pre-flashover • Modelli post-flashover • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio Indice • Bilancio energetico • Bilancio di massa
  • 76. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 76/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org 76 PRE-FLASHOVER POST-FLASHOVER Post-flashover models DESIGN monotonically increasing PARAMETRIC with cooling phase DECAY: fire temperature decreases – NOT structure temperature! analytical models fire tests (conventional) Modelli post-flashover
  • 77. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 77/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Trasmissione del calore
  • 78. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 78/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Bilancio termico HRRw HRRw HRRw HRRirr HRRc HRR HRR= HRRc + HRRw + HRRirr + HRRgas HRR HRRc HRRw HRRirr HRRgas Potenza termica totale generata dall’incendio Potenza termica dispersa per convezione dai gas caldi di combustione che fuoriescono dal locale dalle aperture (60%-70%) Potenza termica dispersa per convezione e irraggiamento alle strutture che delimitano il locale (25%-30%) Potenza termica dispersa per irraggiamento attraverso le aperture (10%) Quantità di calore che si accumula nei gas combusti (di solito si trascura)
  • 79. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 79/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Bilancio di massa ma mu mu = mc + ma mu Portata massica di aria uscente mc yp Portata massica di aria entrante Portata massica del combustibile mc ma Piano neutroyp Le equazioni di bilancio termico e di massa sono un sistema Equazioni differenziali
  • 80. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 80/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Indice • L’incendio: generalità • Le fasi dell’incendio • La combustione • I combustibili • La ventilazione • Le proprietà del compartimento • Potenza termica rilasciata • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio
  • 81. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 81/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Prodotti della combustione fumo; gas tossici ed irritanti; fiamma e calore. • si ostacola lo sviluppo dell’incendio; • si evita la propagazione dei prodotti della combustione oppure si indirizzano verso predeterminati ambienti; • si favorisce la rapida evacuazione dei locali. L’evoluzione dei prodotti della combustione può essere prevista adottando correttamente i sofisticati modelli d’incendio numerici avanzati Per impedire che il contatto con le persone: Prodotti della combustione
  • 82. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 82/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Indice • L’incendio: generalità • Le fasi dell’incendio • La combustione • I combustibili • La ventilazione • Le proprietà del compartimento • Potenza termica rilasciata • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio • All’interno del locale • Al resto dell’edificio • All’esterno dell’edificio
  • 83. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 83/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org • Velocità di propagazione della fiamma In un ambiente chiuso dipende da: • Possibilità di coinvolgimento di altri materiali densità spessore orientamento della superficie temperatura iniziale calore specifico ossigeno presente flusso termico conduttività termica direzione moti convettivi Velocità V di propagazione laterale attraverso contatto diretto con fiamma attraverso irraggiamento del flusso termico Propagazione dell’incendio
  • 84. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 84/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Estensione dell’incendio all’interno del locale incendiato Estensione al resto dell’edificio Propagazione all’esterno dell’edificio • estensione del locale • posizione della sorgente di ignizione in relazione alla distanza da muri e finestre • stato di apertura delle porte e delle finestre (ventilazione) • natura e distanza reciproca degli oggetti soggetti ad irraggiamento termico • tipologia dei rivestimenti delle superfici del locale • per distruzione della porta d’ingresso da parte delle fiamme o dei gas caldi • per passaggio da cavità non chiuse o fessure (solai, canalizzazioni collettive) e attraverso cavità destinate ad alloggiare mezzi e servizi tecnici (scale, ascensori) • irraggiamento termico prodotto dalle fiamme; • convezione a causa dei gas caldi che l’incendio libera; • contatto diretto di parti riscaldate dall’incendio con materiali combustibili (conduzione) Propagazione dell’incendio
  • 85. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 85/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Valore minimo della potenza termica che provoca l’ignizione di un materiale per irraggiamento secondo la NFPA 555 Materiali facilmente accendibili Materiali normalmente resistenti all’ignizione Materiali difficilmente accendibili = 30 ∙ 10( +0.08) 0.89⁄ = 30 ∙ ( + 0.05) 0.019⁄ = 30 ∙ ( + 0.02) 0.0092⁄ Propagazione dell’incendio
  • 86. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 86/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Propagazione dovuta ad un cedimento dell’isolamento termico o della struttura oppure attraverso la parete ad un elemento adiacente presente prima dell’incendio o determinatosi per i movimenti differenziali degli elementi durante l’incendio Propagazione attraverso superfici a minore resistenza al fuoco, quali porte o serrande non resistenti al fuoco Propagazione dovuta all’irraggiamento dall’alto verso il compartimento adiacente delle fiamme sovrastanti o allo spostamento delle fiamme sulla copertura o al gocciolamento di materiali che bruciano a seguito del cedimento della copertura Propagazione dell’incendio
  • 87. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 87/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Propagazione permessa dal passaggio dei gas che penetrano nella struttura del tetto e che determinano il gocciolamento o la combustione dei materiali contenuti Propagazione che utilizza il controsoffitto, nei casi in cui l’elemento di separazione non raggiunga l’elemento separante orizzontale superiore Propagazione che utilizza il solaio sottostante, nei casi in cui l’elemento di separazione non raggiunga l’elemento separante orizzontale inferiore Propagazione di un incendio esterno per irraggiamento, contatto diretto delle fiamme o lapilli Propagazione da un edificio esterno per irraggiamento o lapilli Propagazione dell’incendio
  • 88. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 88/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Propagazione permessa dai condotti orizzontali, verso i compartimenti adiacenti Propagazione permessa da condotti verticali, normalmente favorita dai moti d’aria dovuti alle differenze di pressione tra ambienti a quote diverse Propagazione permessa dalla presenza di vani scala o ascensori Propagazione dell’incendio
  • 89. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 89/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Propagazione permessa dalla presenza di aperture sul solaio, di discontinuità tra solaio e parete o di cedimenti dell’isolamento termico Propagazione permessa dalle finestre o da altre aperture presenti sulla facciata nel caso in cui il flusso termico dei gas o delle fiamme è in grado di innescare la combustione al piano sovrastante Propagazione permessa dalla facciata continua attraverso le sue cavità Propagazione dell’incendio
  • 90. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 90/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Indice • L’incendio: generalità • Le fasi dell’incendio • La combustione • I combustibili • La ventilazione • Le proprietà del compartimento • Potenza termica rilasciata • I prodotti della combustione • La propagazione dell’incendio • Effetti dell’incendio • Sull’uomo • Sui materiali
  • 91. L’azioneincendio:ilfenomenofisico 91/91 PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO www.francobontempi.org Conseguenze PERSONE MATERIALI DA COSTRUZIONE • Calore • Fiamma • Fumo • Gas di combustione o Ossido di carbonio o Anidride carbonica o Anidride solforosa o Idrogeno solforato o Acido cianidrico o Ammoniaca o Acido fluoridrico • Effetti sul legno • Effetti sull’acciaio • Effetti sul cemento armato • Effetti su laterizi
  • 92. 92 92
  • 93. 93 StroNGER S.r.l. Research Spin-off for Structures of the Next Generation Energy Harvesting and Resilience Rome – Athens – Milan – Nice Cote Azur Sede operativa: Via Giacomo Peroni 442-444, Tecnopolo Tiburtino, 00131 Roma (ITALY) – info@stronger2012.com

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