PSA 16-11-16 Modeling Fire Investigation

CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO
Docente: Prof. Ing. Franco Bontempi
Anno Accademico 2016‐2017
16 novembre 2016
Ing. Marcello Mangione
marcello.mangione@uniroma1.it
Modeling Fire Investigation
Aspetti introduttivi
Assistente:
Ing. Marcello Mangione, PhD Candidate

CORSO DI PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO  ‐ Presentation outline
Prof. Ing. Franco  Bontempi
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Structural
Fire
Investigation
Basi applicative per la Forensic Fire Investigation
Procedimento di Back Analysis per la risoluzione dei quesiti peritali
3
GATHER INITIAL
INFORMATION
Interviewing witnesses
OPERATIONS
PHASES
1
INTERNAL EXAMINATION
FIRE SCENE
EXTERNAL INSPECTION INTERNAL INSPECTION
Significant description
inside
Semiotic analysis ofthefire
2
EXTERNAL EXAMINATION
FIRE SCENE
outside
5
Laboratory tests
COMPUTATIONAL FIRE
INVESTIGATION
ACTIVITIES OUTSIDE THE SCENE
Information geometry
Collecting significant
events
4
Design analysis
Executive analysis
Management analysis
DOCUMENTARYCHECKS
External structural
inspections
Weather conditions
Internal structural
inspections
CONCLUSIONAND
REPORTING3
THE GATHEROF PRELIMINARY
INFORMATION
OPERATIONS
PHASES
1
ANALYZING THE INTERIOR
OF THE SCENE
inside
2
INSPECTINGTHE OUTSIDE
OF THE SCENE
outside
5
Modelingfire
Laboratory tests
COMPUTATIONAL FIRE
INVESTIGATION
Fire load existing
events
4
DOCUMENTARY CHECKS
External structural
inspections
Weather conditions
Internal structural
inspections
CONCLUSIONAND
REPORT
Structural analysis
Reconstructing thefire

Structural
Fire
Investigation
Basi applicative per la Forensic Fire Investigation
3
1
inside
Semiotic analysis of the fire
2
outside
5
events
4
External structural
inspections
Weather conditions
Internal structural
inspections
3
THE GATHER OF PRELIMINARY
INFORMATION
1
OF THE SCENE
inside
2
INSPECTING THE OUTSIDE
OF THE SCENE
outside
5
COMPUTATIONAL FIRE
INVESTIGATION
Fire load existing
events
4
DOCUMENTARY CHECKS
External structural
inspections
Weather conditions
Internal structural
inspections
Medium
investigation
Full
investigation
Small
investigation

Structural
Fire
Investigation

Structural
Fire
Investigation
La lettura puntuale dei danni è la base delle prime evidenze, (come illustrato nella figura
4). Le deduzioni e le compatibilità si possono ottenere grazie all’ausilio di codici di
calcolo termo‐fluido‐dinamici e strutturali disponibili sul mercato, quali ad esempio FDS‐
Smokeview (del National Institute of Standards and Technology) e SAFIR (Franssen,
Jean‐Marc ‐ Université de Liège).
La compatibilità totale può essere ricavata tramite l’utilizzo di tecniche di back‐analysis
della Structural Fire Engineering, partendo dai danni e collassi rilevati.
La capacità di analizzare i danni e la loro genesi è significativa per ricostruire il percorso
che l’incendio ha seguito durante la sua evoluzione.
Il censimento dei danni e i meccanismi di collasso che ha subito la struttura deve essere
completo, al fine di ricostruire realisticamente sia lo scenario d’incendio che un modello
strutturale che giustifichi le evidenze raccolte.
La tipologia di collasso che ha subito la struttura (Pancake, zipper, domino, ecc.)
stabilisce le priorità nelle operazioni di repertamento, ove spesso gli indizi sono nascosti
in fondo allo strato di macerie.
Una volta che l’investigatore è in grado di produrre un adeguato collegamento tra
modellazione strutturale e scenario d’incendio, si può supporre di raggiungere risultati
soddisfacenti con un ragionevole margine di errore al fine di ottenere le dovute
compatibilità necessarie per la creazione del nesso eziologico in ambito giudiziario.

Structural
Fire
Investigation
Risulta evidente che l’analisi dell’entità dei danni aiuta a descrivere lo scenario
reale d’incendio attraverso l’uso della modellazione strutturale, raggiungendo
risultati utili per identificare l’origine e le cause dell’incendio .
I risultati della modellazione strutturale devono essere confermati non solo
dallo scenario d’incendio ma anche da tutte le altre prove forensi raccolte
durante l’investigazione.

Structural
Fire
Investigation
Un ruolo determinante nella codifica dell’attività investigativa è dato
dall’ultima fase definita Computational Fire Investigation ove i modelli di
calcolo più o meno sofisticati, sono di ausilio nel dimostrare scientificamente
i danni che l’incendio ha prodotto sulla struttura .
Tali modelli hanno lo scopo di semplificare il lavoro del
giudice/investigatore nella ricerca, rispettivamente di giudizi/prove al fine
di ricostruire il nesso eziologico/report.
Risulta fondamentale, in fase investigativa, sovrapporre i risultati FDS‐SMW
dello scenario modellato con lo scenario repertato al fine di valutare la loro
corrispondenza .
Al riguardo, ai fini informatici, il software, durante la raccolta dei dati, aiuterà
l’investigatore a costruire il listato per le successive modellazioni con FDS.

Structural
Fire
Investigation
La modellazione dell’incendio come strumento per la costruzione della Prova
scientifica

Structural
Fire
Investigation
Sostanze potenzialmente pericolose:
• Autoarticolato
– incendio di pneumatici, carburante e rivestimenti interni

Structural
Fire
Investigation
Sostanze pericolose:
• oli idraulici contenuti nelle centraline:
– incendio di una pozza di olio nel bacino di raccolta

Structural
Fire
Investigation
Scenario supplementare con aggiunta di un torrino e di una veletta di
compartimentazione dei fumi (posta ai piedi della torre)
Densità di fumo presente all’interno della torre diminuisce
(fumo bloccato in gran parte dalla veletta, rimanente evacuato da torrino).

Structural
Fire
Investigation
IPOTESI
portone
esterno
CHIUSO
IPOTESI
portone
esterno
APERTO
(con rilevazione)

Structural
Fire
Investigation
VISIBILITÀ
vista in pianta (slice file orizzontale a quota z = 2m)
portone verso esterno = CHIUSO portone verso esterno = APERTO
(mediante impianto rilevazione fumi)

Structural
Fire
Investigation
VELOCITÀ DELL’ARIA
(piano verticale, mezzeria comparto – visualizzazione vettoriale)
IPOTESI
portone
esterno
CHIUSO

Structural
Fire
Investigation
VELOCITÀ DELL’ARIA
(piano verticale, mezzeria comparto – visualizzazione vettoriale)
IPOTESI
portone
esterno
APERTO
(con rilevazione)

Structural
Fire
Investigation

È necessario prevedere quali dati sono più utili per identificare l’origine e le cause
dell’incendio: di conseguenza, è chiaro che l’investigatore deve prevedere quali
parametri contribuiranno a identificare il reale scenario d’incendio.
Le condizioni ambientali, ad esempio influiscono sugli incendi e quindi questi dati,
sicuramente d’interesse per l'analisi, sono un ragionevole parametro da monitorare.
L’attività investigativa con vittime potrebbe comportare l’acquisizione di ulteriori dati
in quando l'incidente ha portato a lesioni personali.
Structural
Fire
Investigation

L’incendio in argomento interessa un edificio di grande altezza che si sviluppa su 14
piani fuori terra, è adibito a civile abitazione ed uffici ed al momento dell’incendio è
occupato da circa 80 persone.
La presente lezione ha lo scopo di confrontare i dati dell’incendio reale con quelli
ottenuti mediante una simulazione con software FDS (Fire Dynamics Simulator).
Dal riscontro emergono elementi utili alla definizione delle misure di contenimento
delle conseguenze in caso d’incendio in edifici di grande altezza.
In tali slides si sviluppa lo studio di un evento di incendio realmente accaduto alla luce
dei dati acquisiti con il metodo della Fire Investigation e della Fire Engineering, al fine
di definire alcuni possibili criteri pratici per la messa in sicurezza degli edifici
pluripiano posti nei centri storici delle città italiane.
Vengono inoltre evidenziate alcune considerazioni sulla efficacia delle misure
antincendio preventive e protettive adottate nella realtà, in confronto con i disposti
normativi e proponendo ulteriori accorgimenti volti a conseguire un ottimale livello
delle condizioni di sicurezza.
Structural
Fire
Investigation

Descrizione dell’edificio a torre oggetto di incendio
L’edificio ha un’altezza di circa 45 m fu costruito nell’arco di tre anni ed inaugurato
nel 1956.
Originariamente sorto come casa‐albergo per studenti italiani e stranieri, l’edificio
presentava oggi, una ricca composizione funzionale:
• negozi al piano terra e all’ammezzato,
• uffici al primo e secondo piano;
• alloggi nei soprastanti nove.
Dopo svariati studi di composizione distributiva dei piani destinati ad appartamento,
il progettista realizzò otto alloggi per piano con un unico vano scala di servizio e un
blocco centrale adibito ai vani corsa ascensore. Attualmente al piano interrato è
ubicata la centrale termica. Al piano terra sono presenti alcune attività commerciali,
la centrale elettrica, il locale contatori dell’energia elettrica e la portineria inserita
nell’atrio di accesso; gli altri tredici piani fuori terra, che presentano una superficie di
circa 420 m2 ciascuno, hanno destinazione prevalentemente residenziale.
Dal punto di vista costruttivo l’edificio è realizzato con struttura portante di travi e
pilastri in calcestruzzo armato, solai in laterocemento e tamponature in laterizio.
L’edificio è servito da una sola scala, baricentrica, dotata di porte metalliche a tutti i
piani, e da due ascensori anch’essi centrali rispetto alla pianta.
Structural
Fire
Investigation

Descrizione dell’evento
Il 26 febbraio 2008 alle ore 11,55 giunge alla sala operativa del Comando Provinciale
dei Vigili del Fuoco una prima richiesta di soccorso per principio d’incendio nell’atrio
d’ingresso di un edificio. Immediatamente una prima squadra di cinque unità con
autopompa si reca sul luogo e, accertata la gravità dell’evento, inizia le operazioni di
spegnimento: i primi operatori muniti di dispositivi di protezione delle vie aeree,
entrano nei locali della portineria dell’edificio completamente invasi dal fumo.
L’accesso è ostacolato anche dal forte calore e dalla caduta per fusione dal soffitto
delle lampade di illuminazione e dei calcinacci. L’incendio, che interessa un quadro
elettrico e mobilio vario, è prontamente spento con l’utilizzo di estintori a polvere e
CO2 e acqua nebulizzata. Tuttavia il problema maggiore è costituito dal fumo che nel
frattempo ha invaso e completamente saturato il vano scala, bloccando gli occupanti
dell’edificio all’interno delle proprie abitazioni.
Gli stessi tentano di impedire l’ingresso nel fumo all’interno degli appartamenti
tamponando le fessure delle porte con stracci. Nonostante tali accorgimenti il fumo
penetra negli alloggi costringendo gli inquilini a rimanere affacciati alle finestre per
respirare aria pulita.
Structural
Fire
Investigation

Al sesto piano viene rinvenuta una giovane donna priva di sensi che viene soccorsa e
portata a braccia al di fuori dell’edificio e consegnata al 118 che nel frattempo ha
istituito un posto medico vicino al luogo dell’intervento 118.
Trasportata d’urgenza al vicino Ospedale Civile, alla ragazza viene riscontrata una
elevata concentrazione di carbossiemoglobina e sottoposta a ossigenoterapia.
Contestualmente proseguono le operazioni di evacuazione attraverso le finestre con
l’utilizzo dell’autoscala: complessivamente vengono trasportate a terra 18 persone.
Tuttavia, data l’altezza dell’edificio e di altre problematiche connesse all’accesso
all’area, non è stato possibile raggiungere gli ultimi piani nei quali sono presenti
ancora molte persone.
Una anziana signora del dodicesimo piano rimaneva intossicata dai fumi e dai gas di
combustione e anch’essa, sebbene in stato confusionale, veniva portata a braccia a
terra.
Complessivamente al termine dell’intervento si conteranno venti persone ricoverate
in ospedale.
Structural
Fire
Investigation

Il problema dell’evacuazione dei fumi viene affrontato cercando di abbattere ad ogni
piano la porta del ripostiglio condominiale, dotato di finestra, posto nella parte finale
del corridoio di piano; sulla sommità il vano scala era dotato di due piccole aperture
che però non erano in grado di garantire un’efficace smaltimento.
Alla base della scala viene piazzato un elettroventilatore allo scopo di evacuare il
fumo dagli ambienti, ma la carenza di aperture naturali rende vana l’operazione.
Solo dopo circa due ore l’edificio viene liberato completamente dai fumi.
La successiva verifica strutturale non ha evidenziato particolari danneggiamenti agli
elementi costruttivi portanti.
Tuttavia l’edificio è ritenuto inagibile a seguito del coinvolgimento nell’incendio
dell’impianto elettrico.
L’intervento si conclude con le operazioni messa in sicurezza dello stabile e le
comunicazioni di rito alle autorità competenti.
Structural
Fire
Investigation

Le principali problematiche connesse con l’intervento dei Vigili del Fuoco
• Il flusso iniziale delle informazioni fornite non era proporzionato all’entità
dell’evento poiché, benché l’incendio fosse effettivamente di modesta entità, le sue
conseguenze in termini di esposizione agli effetti dello stesso sono risultate critiche;
• la particolare configurazione alla base dell’edificio, la conformazione delle strade di
accesso e soprattutto la presenza di un cantiere di scavo nelle immediate adiacenze,
non hanno consentito l’ottimale possibilità di accostamento dell’autoscala;
• l’elevato affollamento dell’edificio ha posto il problema dell’accertamento
dell’effettiva completa evacuazione degli occupanti: con la collaborazione della
Questura sono state condotte verifiche sistematiche a tutti i piani;
• il principale problema affrontato nel corso dell’intervento è stata l’impossibilità di
evacuare fumo e calore dal vano scala, né per mezzo delle scarse aperture di
aerazione presenti in sommità, né con l’ausilio della ventilazione meccanica; benché
l’incendio abbia coinvolto limitati quantitativi di materiale combustibile,
l’ubicazione del focolaio e la dinamica dell’incendio hanno generato uno scenario
che ha messo in crisi un intero stabile, con conseguenze che avrebbero potuto
essere ancora più critiche in assenza o con un ritardo dei soccorsi.
Structural
Fire
Investigation

L’attività investigativa ha consistito principalmente nell’analisi dello scenario di
incendio reale in un edificio di civile abitazione mediante l’applicazione di un modello
CFD di simulazione di incendio.
Lo scopo dello studio è quello di prevedere verosimilmente l’andamento:
• dei fumi;
• delle temperature;
• del monossido di carbonio (CO);
• dell’anidride carbonica (CO2);
• della curva di potenza termica (HRR);
prodotti da un incendio in base ai materiali combustibili presenti, in un volume
determinato in base alle caratteristiche di compartimentazione dell’edificio.
La zona oggetto della simulazione comprende l’entrata e il vano scale.
Structural
Fire
Investigation

L’approccio consiste nella determinazione delle fasi per mezzo delle quali condurre
l’analisi di tipo prestazionale, partendo dalla definizione della portata del progetto,
attraverso l’identificazione dello scopo e degli obiettivi fino allo sviluppo dello
scenario di incendio e alla analisi dei risultati previsti dalla simulazione con quelli reali
documentati nella fase di intervento delle squadre di soccorso dei VVF.
L’attività descritta è stata condotta applicando il modello di fluidodinamica
computazionale FDS sviluppato dal NIST.
La dinamica dell’incendio è simulata in base ai parametri che caratterizzano ciascun
materiale presente nel dominio di simulazione, ciascuno con le proprie caratteristiche
di infiammabilità e combustione o di reazione all’incendio.
FDS è in grado di calcolare e conseguentemente fornire come dati di uscita, tutte le
variabili, scalari e vettoriali, calcolate in ciascuna delle celle del dominio, utili alla
comprensione dei fenomeni ed all’analisi degli effetti (concentrazione delle specie
chimiche, distribuzione delle temperature, pressioni, velocità dei gas, fumi,
visibilità,…).
I risultati così ottenuti possono poi essere visualizzati e/o elaborati grazie al post‐
processore (Smokeview), il quale consente ad esempio di visualizzare la geometria del
dominio di integrazione e la sua griglia, di rappresentare graficamente i campi
vettoriali e scalari.
Structural
Fire
Investigation

Lo scopo dello studio è stato quello di prevedere l’andamento dei fumi prodotti
dall’incendio reale, definito in base alla quantità ed alla tipologia di materiale
combustibile presente nel compartimento considerato, in un volume predefinito e in
tempi confrontabili con quelli registrati dall’emergenza.
L’obiettivo è l’analisi del rischio associato all’incendio che non può prescindere dal
considerare i prodotti che si formano durante la combustione; a tal fine bisogna
prendere in considerazione la loro evoluzione spazio/temporale nei tempi
dell’emergenza/evacuazione in tutto il compartimento.
Da non dimenticare i cinque obiettivi di sicurezza:
‐ riduzione delle occasioni d’incendio;
‐ stabilità delle strutture all'azione del fuoco;
‐ non propagazione dell’incendio;
‐ sicurezza degli occupanti;
‐ sicurezza dei soccorritori.
Structural
Fire
Investigation

Definizione dello scenario di incendio
L’insorgere dell’incendio nell’ambito del caso in esame potrebbe essere stato
generato principalmente da un sovraccarico nell’impianto elettrico o
dall’usura/invecchiamento del rivestimento dei cavi elettrici, non dimenticando che
l’impianto risale agli anni sessanta. In particolare nel punto d’innesco, dietro a due
porte di legno, era installata la canalizzazione verticale per la dorsale principale di
distribuzione dell’energia elettrica alle utenze della torre, e nello stesso luogo si
trovava del materiale per le normali pulizie dell’atrio. Avendo determinato la tipologia
del materiale presente in prevalenza cavi elettrici, è stato possibile definire la reazione
chimica di combustione da utilizzare nel modello, in modo tale da prevedere la
quantità di fumi prodotta dall’incendio ed il loro andamento spaziotemporale nel
modo più accurato.
A tale fine è stata utilizzata la reazione chimica del “POLIETILENE”, modificata come
di seguito descritto in modo da tener conto degli opportuni valori di resa di fumo e dei
gas della combustione:
‐ resa di fuliggine YS = 0.074 [Kg/Kg]
‐ resa di monossido di carbonio YCO = 0.1 [Kg/Kg]
Structural
Fire
Investigation

Definizione del dominio geometrico della simulazione
Il fabbricato si presenta in pianta con una forma rettangolare. Tipologicamente è un
edificio a torre che si sviluppa per un’altezza complessiva di circa 45 m. La struttura
portante è costituita da una intelaiatura in cemento armato tamponata
perimetralmente da opere in muratura di laterizio tradizionale.
Il nucleo centrale, scenario dell’intervento, è costituito da due ascensori, una scala di
servizio e da un cavedio aperto ad ogni piano verso il corridoio degli appartamenti
per tutta la lunghezza della zona di sbarco ascensori e per un’altezza di 0,40 m fino a
filo soffitto con superficie totale di m2 0,92.
Il cavedio aperto è laterale ai pianerottoli che collegano il vano scale con il corridoio
del piano.
Il dominio della simulazione è costituito da una porzione di fabbricato d’ampiezza
pari a 16 m, larghezza 4 m; l’altezza del dominio di simulazione è pari a 55 m.
Structural
Fire
Investigation

Le aperture del dominio geometrico sono dislocate al piano terra con la porta d’entrata
(1,20 x 2,00 m), nella sommità del cavedio aperto (1,05 x 0,40 m) e due grigliati
metallici nel locale macchine ascensore (1,35 x 0,60 m).
Il dominio di simulazione è stato suddiviso in 274.500 celle di dimensioni 0,20 x 0,20 x
0,20 m.
Di conseguenza tutti i particolari geometrici sono rappresentati con una risoluzione di
circa 0,20 m.
Gli elementi strutturali sono stati inseriti nel modello perché essenziali al fine di
ottenere un andamento dei fumi verosimilmente rispondente alla realtà. Inoltre, al
fine di non sottostimare la velocità di stratificazione e di discesa dei fumi
nell’ambiente, sono stati inclusi nella definizione del dominio geometrico i principali
ingombri che, nello scopo e nei tempi della simulazione, possono essere considerati
volumi non permeabili ai fumi: controsoffitto, parapetti, travi, scale, vetrate.
Structural
Fire
Investigation

Per quanto riguarda la simulazione, la fase d’innesco dell’incendio non è molto
rilevante in quanto il processo d’ignizione può essere immaginato con tempi e rampe
d’innesco differenti, ma si può ritenere che sostanzialmente lo sviluppo dell’incendio
dal momento dell’accensione sia stato molto lento con una produzione di fumi e gas di
combustione molto limitati considerando il materiale bruciato nei primi minuti.
Considerando il materiale combustibile presente e la prima richiesta di soccorso
pervenuta alla sala operativa dei Vigili del Fuoco (11:55 A.M.) si può stimare il
rilevamento dell’incendio a 180 s dall’innesco.
Il precoce rilevamento dell’incendio è da imputare a due fattori:
• il primo, che le porte della torre erano aperte, quindi i prodotti della combustione
si sono diretti verso l’esterno;
• il secondo, che la torre è in centro città, quindi prendendo in considerazione
l’orario, l’evento ha destato subito allarme tra i passanti.
Structural
Fire
Investigation

Si è stimato che tra l’istante di rivelazione dell’incendio ed il momento in cui il
processo d’evacuazione ha avuto effettivamente inizio, sia intercorso un ritardo da
imputare a molteplici fattori quali:
• le scale invase dai prodotti della combustione,
• il tentativo maldestro del portiere nell’invitare gli inquilini a scendere al piano
terra, l’inabilità motoria degli anziani,
• la presenza di un’unica via d’esodo sfociante in un atrio di entrata di limitate
dimensioni.
Per quanto riguarda l’oggetto dello studio, l’intervallo d’inizio evacuazione è stato
ritenuto pari a 1200 s ben oltre il completo spegnimento dell’incendio a 790 s; di
conseguenza è possibile indicare t inizio evacuazione = 1200 s, quindi un tempo
elevato.
Structural
Fire
Investigation

Disamina documentazione progettuale
Una corretta investigazione strutturale di Fire Investigation richiede a priori una buona
conoscenza della struttura e del suo contenuto.
Occorre conoscenza il grado di resistenza al fuoco della struttura per valutare
correttamente i danni che ha subito e quindi capire l’affidabilità dell’intervento di
adeguamento.
Si definisce struttura affidabile dal punti di vista antincendio una struttura la quale dopo
l’evento incendio ha manifestato la stessa resistenza progettata dall’intervento di
adeguamento antincendio.
Danni non previsti dall’adeguamento denotano errori progettuali o esecutivi di
protezione antincendio.
L’attività di controllo documentale è una operazione da svolgere fuori dalla scena ove
l’investigatore dovrà ricercare:
• il progetto antincendio inerente la struttura in esame;
• il progetto degli impianti esistenti;
• schemi strutturali e tipologie di materiali utilizzati nella costruzione dell’edificio.
al fine di poter elaborare i dati ottenuti con la successiva fase.
Structural
Fire
Investigation

L’effetto dei gas, che diminuiscono la capacità respiratoria, motoria e visiva, combinato
con l’oscuramento prodotto dalle particelle dei fumi in sospensione, che ostacolano la
visibilità dei percorsi d’esodo e occludono le prime vie respiratorie, limita la mobilità
delle vittime, che spesso subiscono solo in un secondo tempo l’effetto dell’aumento
della temperatura, come di seguito descritto.
Sono state posizionate delle termocoppie
• nei primi sei piani ad un’altezza di 1,80 m da ciascun pianerottolo identificate con
la lettera P seguita dal numero di piano
• all’ingresso sono state identificate due termocoppie PP nella postazione del
portiere proprio di fronte il focolaio di incendio
• PE fronte porta di ingresso.
Nel grafico riportato in Figura 5 è possibile valutare l’andamento temporale della
potenza rilasciata dall’incendio simulato.
I cambiamenti di pendenza sono da attribuire ai materiali presenti nello scenario di
incendio e la repentina fase discendente, allo spegnimento da parte dei Vigili del
Fuoco.
Structural
Fire
Investigation

Nelle immagini sono mostrati ai tempi t=200 s e t=400 s lo sviluppo dei fumi e la
visibilità all’interno del vano scala.
Structural
Fire
Investigation

Le temperature dei prodotti della combustione nel vano scala si sono mantenute a
valori bassi mentre nel locale interessato dall’incendio si è raggiunto un picco ad
un’altezza da terra di 1,8 m di circa 380°C. Ciò e confermato sia dalla fusione degli
apparecchi illuminanti composti di leghe metalliche e plastica gocciolati sui D.P.I. del
personale VV.F. intervenuto, sia di parti di intonaco staccatesi dal soffitto dell’atrio di
ingresso (Figura 8).
Structural
Fire
Investigation

Stratificazione dei fumi
Come ben rappresentato dalla Figura 12, vi è una sostanziale corrispondenza tra i valori
di altezza dell’interfaccia dello stato dei fumi fornito dalla simulazione e i dati dello
scenario reale. Al termine dell’incendio, all’interno del vano scala si misura un’altezza
dei fumi da terra di circa 0,70‐0,80 m, valori confermati nella simulazione con FDS.
Structural
Fire
Investigation

Accostamento autoscala
L’unico lato utile a consentire l’accostamento dell’autoscala dei Vigili del Fuoco,
rivelatasi determinante per il successo delle operazioni di soccorso, è risultato
parzialmente ostruito da alcuni ostacoli, sia fissi che occasionali, quali i parapetti di un
sottopassaggio, una fermata dell’autobus, due cabine telefoniche, un cantiere, diversi
segnali stradali con i relativi supporti ed alcuni automezzi parcheggiati lungo il
marciapiede.
La presenza di questi elementi ha reso difficoltoso lo sviluppo e le manovre
dell’autoscala per il trasferimento degli occupanti dalle finestre dei vari piani della
facciata fino a terra.
Per evitare tali inconvenienti si dovrebbero prevedere adeguate e rigorose misure
gestionali degli spazi prospicienti gli edifici, quali divieti di sosta o paletti rimovibili di
protezione, scongiurando la presenza di automezzi parcheggiati, eliminando ogni tipo
di manufatto od ostacolo fisso.
Structural
Fire
Investigation

Impianto elettrico
Appare superfluo sottolineare l’importanza di realizzare l’impianto elettrico e tutte le sue
componenti, compresi gli utilizzatori, nel pieno rispetto della “regola dell’arte”,
certamente ben oltre di quanto disposto dalla legge, utilizzando cavi di sezione adeguata
e del tipo “non propagante l’incendio”.
Spesso purtroppo, nel settore degli edifici di civile abitazione, gli amministratori di
condominio, ancorché sensibili all’argomento della sicurezza, incontrano notevoli e
spesso insormontabili resistenze, da parte dei proprietari delle unità immobiliari che si
oppongono ad adeguamenti impiantistici ritenuti onerosi e non necessari.
In questo caso l’impianto elettrico, a seguito di un probabile surriscaldamento dei cavi,
ha originato l’incendio ed ha prodotto un ingente quantitativo di fumi e gas tossici di
combustione, i quali hanno determinato conseguenze gravi per la salute delle persone e
significativi danni alle cose.
L’impianto di illuminazione di emergenza ha svolto una funzione del tutto inefficace, non
contribuendo in alcun modo all’orientamento ed alla visibilità delle vie d’esodo da parte
degli occupanti nella fase di emergenza.
Structural
Fire
Investigation

Scala antincendio ed aerazione in sommità
La norma prevede la realizzazione di scale protette in, ovvero di scale “a prova di fumo”.
Nella circostanza l’unica scala, provvista di porte metalliche rinvenute aperte in quanto
senza dispositivo di autochiusura, ha favorito la propagazione ascensionale dei prodotti
della combustione alle altre parti dell’edificio, in particolare verso i corridoi di piano,
fino all’interno delle singole abitazioni, penetrando attraverso le fessure a pavimento
delle porte di entrata.
A ciò ha sicuramente contribuito l’assenza pressoché totale di superfici di aerazione
naturale in sommità della scala, circostanza che ha di fatto impedito la diluizione dei
fumi verso l’esterno della stessa, sia naturale che forzata (i Vigili del Fuoco hanno
tentato, senza successo, di far evacuare i fumi dall’ultimo piano, azionando un
elettroventilatore a piano terra). In alternativa alla superficie di aerazione di mq 1, si
ritiene comunque efficace l’installazione di un EFC (evacuatore di fumo e calore)
collegato con un sensore di fumo, dispositivo che mitigherebbe le dispersioni termiche
ed i conseguenti disagi per i residenti.
E’ opportuno che la comunicazione della scala protetta con le altre parti dell’edificio
(locali comuni, cantine etc.), avvenga tramite filtri a prova di fumo.
Structural
Fire
Investigation

Portineria
Questa esperienza conferma che va assolutamente evitata la presenza della portineria,
con un carico d’incendio non trascurabile, in prossimità dell’ingresso‐uscita all’interno
del vano scala e da questo non compartimentata: negli atrii possono essere consentite
postazioni con mobilio ed arredi rigorosamente incombustibili ed a condizione che non
pregiudichino in alcun modo la fruibilità delle vie d’esodo.
Impianti di protezione attiva antincendio
Lo spegnimento del modesto incendio, tentato senza successo dal portiere con un
estintore portatile, è stato completato dai primi Vigili del Fuoco intervenuti. Sebbene
non utilizzato, era presente un impianto di idranti con le bocche posizionate, secondo
una diffusa consuetudine, nei pianerottoli intermedi all’interno della scala, a piani
alternati. Tale configurazione è certamente errata dal punto di vista tecnico, in quanto
qualora gli idranti fossero stati utilizzati, l’esodo degli inquilini verso il luogo sicuro
sarebbe stato compromesso dalla presenza delle manichette, svolte ed in pressione,
lungo le rampe. In relazione alla particolare utenza civile, si ritiene opportuno
consigliare l’installazione di naspi antincendio, che possono essere facilmente utilizzati
anche da persone non dotate di particolare preparazione professionale, ad ogni piano
ed esternamente al vano scala.
Structural
Fire
Investigation

Considerazioni finali
E’ stato descritto uno studio di simulazione di un incendio realmente accaduto,
destinato a abitazione e uffici. L’analisi è stata svolta applicando FDS, modello CFD
sviluppato dal NIST.
Negli edifici esistenti, la progettazione e, in questo caso, l’adeguamento alla
prevenzione incendi, non può prescindere da un attento rilievo e da una approfondita
analisi dell’edificio.
Oggi la tecnica e la scienza della Fire Engineering e l’attività di Fire Investigation
permettono, anche negli edifici non recenti, di dimostrare il raggiungimento
dell’obiettivo di sicurezza e di investigazione con lo studio del comportamento del
sistema in caso di incendio.
L’attività di Fire Investigation nell’ingegneria strutturale diventa quindi una vera e
propria disciplina investigativa al pari di quella di altre discipline necessaria per tutte le
attività ove sono coinvolte strutture danneggiate e/o collassate per effetto di un
incendio.
Le continue ricerche investigative strutturali, svolte nell’ottica della Reverse
Engineering, potrebbero portare a definire, in futuro, nuove frontiere evolutive ed
innovative, sia nell’ambito dell’ottimizzazione strutturale che della robustezza e
fidatezza antincendio.
Structural
Fire
Investigation

BIBLIOGRAFIA
• Incendio in un edificio di grande altezza: confronto tra lo scenario reale e quello
sperimentale ‐ E. Mannino, A. Del Gallo, V. Puccia, M. Minozzi,
• NFPA 921. Guide for Fire and Explosion Investigations;
• Gregory E. Gorbett, Msc, CFEI, CFPS, IAAI_CFI, MIFireE: Computer Fire Models for fire
investigation and reconstruction ‐ International Symposium on Fire Investigation
Science and Technology‐ ISFI 2008.
• Mangione M., F. Bontempi, Crosti C.: Structural Fire Investigation e Ingegneria Forense
‐ Atti del convegno IF CRASC’15 ‐ 14‐16 maggio 2015 ‐ Università La Sapienza – Roma.
• SFPE. Handbook of Fire Protection Engineering. National Fire Protection;
• Ingegneria della sicurezza antincendio. Antonio La Malfa. Legislazione Tecnica.
• Bontempi F: Appunti del corso di progettazione strutturale antincendio – Università La
Sapienza Roma‐ A.A. 2014/2015.
Structural
Fire
Investigation

FIRE INVESTIGATION‐case history1 Fire in the Mont Blanc tunnel
6 5 5 0 m 5 0 5 0 m
IT A L IA N S ID EF R E N C H S ID E
S T O P P IN G P L A C E 21
1 1 5 5 0 m
2 0 2 2
1 8
3 0 0 m 3 0 0 m
T R A F F IC L IG H T
B A R R IE R S F O R C L O S U R E
A LT IT U D E D IF F E R E N C E 1 07 MA L T IT U D E 1274 m A L T IT U D E 1381 m
V E N T ILA T IO N S Y S T E M
TIMELINE
10:50 10:5310:51 10:54 10:55 10:5610:52
B
10:45
A C F G
0
TIME
5 6 7 8 9 10 11
E
EVENTS
PERIOD
fire - flash over
15 16 17 18 19
11:00 11:01 11:02 11:03 11:04
H
traffic light attivation
3,5 minutes6 minutes
D
Structural
Fire
Investigation

FIRE INVESTIGATION –case history1
PARAMETERS OF THE SIMULATION DESCRIPTION SMOKE RESULT
WARNING ALARM 30 '' AFTER THE
FIRST SIGNAL WITH RED LIGHTS IN
TUNNEL
(opacimeter n. 4 ‐ 10:51 hours)
The Belgian truck was stopping at the traffic lights placed at about 5,800 m.
from the French side and he would have caught fire (among garage no. 18 and
19). The other vehicles in the tunnel (at that time a total of 12) would stop at
a red light, at a considerable distance from the Belgian truck
11:10 Victim no
WARNING ALARM 30 '' AFTER THE
SECOND ALARM
(opacimeter n. 5 ‐ 10:52 hours)
The Belgian trucks would reach the garage n. 21 but the vehicles that followed
(in the meantime increased from 12 to 19) would stop at a red light without
reaching the fire area
The fumes would
reach the first
vehicles only after 16
'and 40' 'about by
the alarm.
very few
victims
RED TRAFFIC LIGHT SYSTEM TO 10:55
(Vehicles that follow the Belgian
trucks would be increased in the
meantime 19 to 24)
The first 2 vehicles would have been in any case involved in the fire, but not
the other. The following vehicles would stop at the traffic lights located 700
m. around from fire.
Would have been
wrapped by at 11:01
fumes
approximately, that
is to say 6 'after the
traffic block
few victims
REAL CASE
RED TRAFFIC LIGHT SYSTEM TO 11:04
37 victims
Structural
Fire
Investigation

FIRE INVESTIGATION –case history1 Investigative report
• Construction defects of the vehicle (trigger).
Investigations and simulations have shown the real possibility that a cigarette butt can enter through the
air intake, get to the filter, burn it and spread the fire through the conduit, plastic intake. It has also been
shown that an escape of oil from the rocker arm cover on the right side of the engine, falling on the
turbo, causes a fire in the engine compartment.
• Negligence of the driver of the vehicle (contributing cause).
By the prosecutor in Bonneville vehicle drivers we have been identified that have crossed the Belgian
trucks. The driver of the truck, ignoring reports of trucks that crossed, did not stop at a rest area but
continued his run hoping to get to the Italian exit. His behaviour made inevitable the event.
• Shortage in emergency management (underlying cause).
Simulations have proven the underlying cause which led to a worsening of the consequences.
Specifically emerged the following problems:
• Delayed stop signal at the entrance of the tunnel.
A timely intervention of reporting would not only drastically reduce the number of victims but also the
extent of physical damage. We can therefore say that putting the red traffic lights, on the French side of
the tunnel, in the interval of time between the reporting of the first alarm (10:51 hours) and the closure
of the tunnel, would have delayed the arrival of the front of the smoke on the first vehicles involved from
a minimum of 6 to a maximum of 19 minutes.
• Misjudgments in ventilation management.
The ventilation was maintained in the same direction instead of being reversed. The operator reported
that it had done deliberately, because he thought that was the best way to protect people from
smoking.
Structural
Fire
Investigation

FIRE INVESTIGATION‐case history2
Arson in a hotel
Item Combustible material Size/number
2 Room
service
trolleys
Towel, bed sheet, trashbag
Towel, bed sheet: (0.7 mx1.0 mx0.25 m) x 4
Plastics pad: (0.7 mx1.0 mx0.04 m) x4
Trashbag: (0.7 mx0.7 mx0.15 m) x 1
Service
counter
Towel, bed sheet, cloth,
pillowcase, bed quilt, office chair
Towel, bed sheet, cloth: (2.0 mx0.25 mx0.2 m) x6
Pillowcase, bed quilt: (2.0 mx0.25 mx0.2 m) x2
Office chair: (0.5 mx0.5 mx0.15 m) x2
Storage
room
Backup things like paper cup,
clothes, paper box
Towel, bed sheet, cloth: (2.0 mx1.0 mx0.2 m) x6
PUF: (2.0 mx 1.0 mx 0.2 m) x 2
Carpet Thickness 10 mm At the base of floor without extensible burning
Wood sheet
Service counter, storage room,
stockroom, all applied wood sheet
Cabinet: (1.0 mx1.0 mx2.2 m) x1 (thickness 0.02 m)
Service counter, storage room, stockroom:
(1–2 mx 1–2 mx1–2.2 m) x10 (thickness 0.02 m)
Lobby Decorated withwood sheet (1–2 mx1–2 mx1–2.2 m) x4 (thickness 0.02 m)
Accelerant Gasoline (0.8 x 0.8) m2 location1 (0.6x1.0) m2 location2
Humidity: normal 60 –70%
Structural
Fire
Investigation

FIRE INVESTIGATION‐case history2
6 0 1 0 08 0 1 8 0 3 6 0 6 0 09 00 2 51 5 3 02 0
tim e (s e c )
9 :0 0 9 :1 0
A d is c o v e re d
th e fire
8 :2 5 S e rv ic e c h e rk c a ll 9 1 1 a n d
n o tifie d te n a n ts
A ra n d o w n
to 6 th
B p a s s th ro u g h s to ra g e
ro o m w ith o u t a n y fire
R 9 c o rn e r a n d s e rvice c o u n te r
h a llw a y fu ll o f sm o ke
R 6 n o b o d y a n s w e re d th e p h o n e ,
p h o n e lin e b ro k e n , se rv ice c o u n te r
w ith o u t a n y fire
R 2 6 h a llw a y fu ll
o f s m o ke
A la rm s y s te m s a ctiv a te d
C le rk tu rn e d o ff
th e p o w e r
F ire g re w u p g re a tly , th e to ta l
p e rio d le s s th a n 3 m in s
8 .3 1 1 s t fire e n g in e
a rriv e d a t th e sc e n e
E x te n d w a te r h o s e to
e x tin g u is h th e fire
F ire s itu a tio n
u n d e r c o n tro l
P u t o u t th e fire
Timeline based in evacuee’s descriptions
FDS Simulation and HRR curve
Structural
Fire
Investigation

FIRE INVESTIGATION –case history2
Temperature profile
Smoke propagation profile (20 s, 100 s, 300 s)
Smoke propagation profile
Structural
Fire
Investigation

FIRE INVESTIGATION –case history2 Conclusion
This research hopes to predict the development of heat, smoke and toxic gases at the fire scene
using simulation software, thereby supporting the work of fire scene investigation.
The main conclusions are:
It is very clear that the cause of this hotel fire was the ignition of the accelerating agent.
This discovery may be enough for today’s fire investigation in Taiwan. However, more important
is identifying how the fire spread and how deaths and injuries occurred.
The simulation results indicate that the cause of the fire spreading to the service counter or
other spaces is due to the sufficient heat release rate of the fire source in igniting the trolley,
cloth and disposal bag in the hallway. If the rate of the fire spreading had not been as fast as that
caused by the accelerating agent the production of heat and smoke would not have been
enough to block the escape route in such a short time;
The total amount of gasoline spilt in two places of hotel was estimated to be about 15 L. In
addition, consideration of the route to the fire scene and the convenience of carrying a
container to the scene offered valuable information for the police investigating the possibility of
arson;
Fire simulation can provide information on fire growth and spread, smoke production and
movement, which are all necessary to fire investigation, both in causes and the protection of life
and property.
A fire scene reconstruction supported by computer simulation can also offer important
information to code and fire administrations.
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: clohtingstore
Structural
Fire
Investigation
Le indagini sulla scena incendiata dal punto di vista assicurativo
Il Fire Investigator, deve indagare sulle circostanze e sulle modalità che hanno
causato il sinistro, accertando se, al momento in cui è accaduto, esistessero
situazioni di fatto capaci di aggravare il rischio e se il contraente ha adempiuto
gli obblighi previsti dalle clausole di polizza.
Dovrà altresì stimare il danno verificando la quantità delle cose assicurate,
determinandone il valore al momento del sinistro, valutando il danno
emergente, che indica semplicemente il danneggiamento delle cose
assicurate, e quello da lucro cessante che tiene indenne il contraente dalle
perdite economiche conseguenti alla forzata interruzione dell’attività
commerciale dovuta all’incendio.
A tal proposito occorre ricordare come il mercato assicurativo proponga
fondamentalmente due tipi di polizza indennitaria;
• rischi nominati;
• all risk.

Structural
Fire
Investigation
Nel primo caso, la polizza tiene indenne l’assicurato dai danni conseguenti da
un incendio comunque originato, ad eccezione dell’incendio doloso
(ovviamente cagionato da terzi) o di quello determinato da colpa grave del
contraente o di persone delle quali lo stesso deve rispondere, eventi per i
quali la garanzia richiede un’apposita estensione e pattuizione.
Diversamente da quanto sopra, la polizza “all risk” tiene indenne l’assicurato
dai danni provocati alle cose da ogni causa o evento non specificamente
esclusi.
Le norme giuridiche prevedono, per la polizza assicurativa contro il rischio
d’incendio, in quanto contratto stipulato fra assicurato e assicuratore, che
quest’ultimo accerti che l’evento rientri nell’ambito delle clausole previste e,
tramite l’attività peritale, dimostri se sussistono eccezioni che escludono
l’indennizzo ove l’evento non sia accidentale, come nel caso d’incendio doloso
o comunque auto‐provocato, sempre nell’ottica dell’onere della prova che,
come già detto, spetta all’assicuratore.

Length 25 mWidth16m
Rolling shutters
(3 x 2,5 m)
Rolling shutters
(3 x 2,5 m)
Height 5 m
Volum 2.200 mc
W19
W18 W17
W16 W15
W14 W13
W12
W11
W10
W9
W8
W7
W6
W20
W21
W22
W23
W24
W25
W1 W2 W3 W4 W5
I - Beams
Roofing sheets
Perimeter walls thickness 30 cm
N
It was commissioned by an Insurance Society in order to evaluate, in a burned
warehouse, if the quantity of material declared by the company is equal to 20.000
Kg
CLOTHING STORE
Stock plan
Structural
Fire
Investigation

Materials storage layout
Item Peso
Maglione uomo‐donna 0,4 kg
Pantaloni uomo‐donna 0,5 kg
Cappotti 1,4 kg
Giacche, giacconi 3,5 kg
Weight clothing
Stender single and double
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: clohtingstore TESTIMONIALS
• 3:07 Of the day the event occurred (moment of the fire detection) the presence of smoke
in the building has been seen by a witness A, who declares:
“Around three o’clock I saw the presence of smoke, whose source was not easily
recognizable”
This was followed by the evacuation of the building and by the research of the fire.
• 3:15 Approximately, some witnesses, who had flocked on the scene, saw the development
of a big fire with the leak of flames and smoke. Witness B declares:
“There was smoke in the room and both thick smoke and flames came”
• 3:20 Approximately, the National Fire Service arrives and begin the check phase and the
fire limitation.
• 3:30 Witness C declares: “Three windows placed on the south side have exploded”. After
twenty minutes I saw two broken windows.
• 4:00 The National Fire Service complete the extinguishing action of the fire.
Witness D declare:
“About 4 o'clock I heard a loud noise coming from the roofs”
• 4:10 Structural collapse slab.
Structural
Fire
Investigation

3
GATHER INITIAL
INFORMATION
OPERATIONS
PHASES
1
INTERNAL EXAMINATION
FIRE SCENE
inside
Semiotic analysis of the fire
2
EXTERNAL EXAMINATION
FIRE SCENE
outside
5
Laboratory tests
COMPUTATIONAL FIRE
INVESTIGATION
events
4
Design analysis
Executive analysis
Management analysis
DOCUMENTARY CHECKS
External structural
inspections
Weather conditions
Internal structural
inspections
CONCLUSION AND
REPORTING3
THE GATHER OF PRELIMINARY
INFORMATION
OPERATIONS
PHASES
1
OF THE SCENE
inside
2
INSPECTING THE OUTSIDE
OF THE SCENE
outside
5
Modeling fire
Laboratory tests
COMPUTATIONAL FIRE
INVESTIGATION
Fire load existing
events
4
DOCUMENTARY CHECKS
External structural
inspections
Weather conditions
Internal structural
inspections
CONCLUSION AND
REPORT
Structural analysis
Reconstructing the fire
Structural Fire Investigation planning
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: clohtingstore PRELIMINARY CALCULATION HRR
HRRF = 7.8 At + 378 Av × hveq
0.5
Where:
• Av is the total surface of ventilation;
• At is the total surface of the compartment, (floor‐walls‐ceiling), net of the openings Av;
• heq = Σ (Avi ×hi) / Av is the corresponding height.
HRRmax = 0.1 × m × Hu × Av × heq
0.5
tB = tA + Ecost /HRRmax
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: clohtingstore COMPARISON BETWEEN CURVE HRR‐t AND TESTIMONY
Structural
Fire
Investigation

SIMULATED SCENARIOS
Scenario 1:
Hypothesis of a fire outbreak represented by a puddle, whose dimensions are 1×1m
characterized as a thin layer of gasoline that immediately ignite and trigger the
material;
Fire Load = 9.400 Kg *
(Estimated value of the inventory volume
and evidence collection on the scene)
80 single‐beam standers × 70 kg = 5.600 kg
20 double‐beam standers × 50 kg × 2 levels = 2.000 kg
15 shelving × 8 shelf × 15 kg weight shelf = 1.800 Kg
Scenario 2:
A similar spillage of a flammable liquid has been supposed. The fire load is represented
by the totality of the material declared by the owner of the warehouse is 20.000 Kg.
Fire load = 20.000 Kg
(declared value)
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: clohtingstore Geometry of the survey volume
Not to neglect the effects of the fire spreading about this structure, five control
thermocouple was introduced:
T1 (h = 4.5 m), T2 (h = 5.5 m), T3 (h = 5.5 m), T4 (h = 4,5m) e T5 (h =4,5m)
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: clohtingstore Scenario 1
Curve HRR‐t
Curve T‐t
Structural
Fire
Investigation

Temperature trend in the broken windows ‐ scenario 1 (Q = 9.400 kg).
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: clohtingstore Scenario 2
Curve HRR‐t
Curve T‐t
Structural
Fire
Investigation

Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: clohtingstore Thermal Analysis Kinematics of the structure collapse.
Displacement of the centerline of the
most stressed section beam.
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: clohtingstore Conclusion
The simulation 1 can confirm the fire patterns and the testimonies, only under the
following hypothesis:
• The fire load corresponds to 50% of the one declared by the propertor of the
business. Worth mentioning that the declared quantity of 20.000 kg couldn’t have
been stored in the warehouse layout volume, considering also the storage
category system;
• The breaking of the windows is compatible with scenario 1;
• Weather conditions that can ensure enough ventilation, also with a limited
ventilation surface;
• Not less than ten litres of petrol poured on the ground. Only the presence of
flammable liquid can ensure such development and justify the structure collapse.
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: dwellinghouse DWELLING HOUSE
-3.00
A
A
A
A
PIANTA PIANO TERRA
PIANTA PIANO PRIMO
PROSPETTOEST
PROSPETTOOVEST
PROSPETTONORD
PROSPETTOSUD
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: dwellinghouse
MATERIAL HIPOTESIS WEIGHT [kg] FIRE LOAD [MJ]
Clothes Some clothes are supposed into the wardrobe
20 ‐
Acrylic fibers 50% of the clothes 10 308
Paper Close to Pellets 2 34
Cardboard Close to Pellets 5 85
Preserves (al m2) Supposition 2 m2
20 840
Cotton (tissues) 45% of the clothes 9 153
Wool 5% of the clothes 1 21
Wood (Wardrobe) Dimensions 2 × 2 × 0,6 m, th. 3 cm 150 1350
Firewood Placed on the outside of the building, adjacent to the
room. Amount: 4 × 1,5 × 2 m 10.800 183.600
Wood (Pellet) 2 sacs of 15 kg 30 588
Structural Wood Joists 10×15 cm length 4,5 m 240 4.080
TOTAL 191.059
Fire load was constituted by:
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: dwellinghouse From an examination of the place where the
accident occurred it was found a large amount
of more than 10 m3 of firewood.
In addition the building has a wooden roof
outside that develops is the entire length of the
facade. By the external structural reading it is
clear that the structure had, for the raising
effect of the internal temperatures a structural
collapse of the roof.
Fire pictures
Structural
Fire
Investigation

The focus has been in the environment, at ground floor level, further damaged by the
fire, observing all found objects carefully. In particular it was examined the carcass of
a freezer, placed in proximity of the same local.
After having liberated it from the remains of combustion of the floor wooden joists, it
was possible to turn it around and discover with amazement that the electric power
cable, untact throughout its development, was stripped of the protective sheath near
the lapel on the stiffening crankcase of the carcass.
Freezer cable unprotected
Structural
Fire
Investigation

Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: dwellinghouse During the investigation it checked the section of
wooden beams. From the investigation carried out it
was found that in each of the wooden joist the
section was reduced by 25 mm per part.
Since the wood burns 0.7 mm/min of the surface
layer for minute, it is assumed that the internal
temperature near the ceiling was greater than 250 °C
(Temp. ignition of wood) for at least 25 minutes.
Damage pictures
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: dwellinghouse Computational Fire Investigation
In the slides below we show the overview of the construction and the situation after
20 seconds from the ignition, where we can observe the placement of the fire.
The following figure shows the trend of temperatures in the structure on a horizontal
plane situated at 2.6 m, and a vertical plan near the fire.
Structural
Fire
Investigation

Flat Jacks
In order to verify the existing masonry, some flat jacks were performed, single and
double, two in particular, in bearing and opposed walls (See Fig. left).
These tests have allowed writing down the following:
With the single flat jack it was established the current sigma of the masonry work;
While with the double one it was established the operating limit.
Shove test
Some shove tests were made on the masonry, in order to ensure the sliding and
therefore the allowable tension of the same (see Fig. right).
Structural
Fire
Investigation

CASE STUDIES: dwellinghouse Sonic and endoscopic test
Sonic and endoscopic tests were also performed, always on the same wall elements,
in order to verify respectively the homogeneity and stratigraphy of the masonry.
In conclusion, we can support that the cause of the fire, referred to this report, is
due to a failure of the differential‐magnetothermal which did not prevent the
shorted generated by the breakdown of the power cable of the freezer.
This situation, together with the fire load of the materials and the wind, got up in
the morning; increase the almost total destruction of the property, leaving only the
supporting frame in masonry and the ground floor slab.
Structural
Fire
Investigation

PSA 16-11-16 Modeling Fire Investigation

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