Il controllo del fumo nei corridoi lunghi.

di Paul Grimwood

Il flashover nei corridoi.

La letteratura riporta diversi episodi di pompieri deceduti durante un intervento, le cui cause sono da attribuirsi a fenomeni di flashover in corridoio. In particolare:

  • San Pietroburgo, Russia, nel 1991: 9 vigili del fuoco deceduti;
  • Vandalia Avenue, New York, nel 1998: 3 vigili del fuoco deceduti;
  • Neuilly-sur-Seine, appena a nord di Parigi, nel 2002: 5 vigili del fuoco deceduti.

A questi si registrano molti altri incidenti mortali, in cui i vigili del fuoco sono stati raggiunti dalle fiamme, dal calore e dai fumi mentre percorrevano lunghi corridoi, nel tentativo di guadagnare il vano scala.

Nel 2011, grazie a un progetto di ricerca durato circa 3 anni, Paul Grimwood ha studiato l’impatto della ventilazione meccanica dei fumi negli incendi in corridoio, in collaborazione con il Kent Fire and Rescue Service. I risultati sono stati presentati alla conferenza ‘EuroFire’ di Parigi, che ha visto la partecipazione di oltre 500 ingegneri antincendio provenienti da tutto il mondo. Lo studio ha analizzato 14 diversi sistemi di evacuazione di fumo e calore, considerando condotti, AOV e sistemi di pressurizzazione delle scale, sistemi attualmente impiegati negli edifici residenziali del Regno Unito, atti a rimuovere il fumo e consentire l’ingresso nel corridoio di un appartamento coinvolto da un incendio.

Nella maggior parte dei casi, le scale non sono state considerate, imponendo delle lunghezze delle vie di esodo non conformi alla normativa. Il fumo è stato convogliato attraverso un AOV (un evacuatore di fumi ad apertura automatica) inserito nella parete esterna, o tramite una canna fumaria a livello del tetto. Questo tipo di sistema è lo stesso impiegato negli alberghi e negli uffici. Per poter confrontare in maniera diretta una vasta gamma di scenari, per entrambe le tipologie di corridoi di lunghezza 15 e 30 metri, si è ipotizzato un incendio sotto ventilato. Lo scenario è stato modellato mediante il modello a zone contenuto nel software NIST Cfast.

Lo studio ha utilizzato i dati che il National Institute of Standards and Technology (NIST) ha prodotto per il modello computazionale di un incendio appartamento a New York City. Gli obiettivi della ricerca erano principalmente quelli di confrontare l’impatto dei vari sistemi di controllo del fumo sui flussi d’aria. Tale impatto, infatti, potrebbe esporre i vigili del fuoco ad una vasta gamma di condizioni di incendio nei corridoi, per cui si volevano stabilire alcuni parametri di progettazione e le tattiche antincendio da impiegare per contrastare ogni possibile scenario.

Nel marzo 1994, il New York City Fire Department (FDNY) è intervenuto per un incendio in un condominio di tre piani in Watt Street, Manhattan. Al suo arrivo, c’erano piccoli segnali di incendio. I vigili del fuoco sono stati schierati al primo piano e nelle scale sopra l’appartamento incendiato. Quando la porta dell’appartamento al primo piano è stata forzata, un flusso di aria calda (100 ° C circa) è fuoriuscito dall’appartamento, trasformandosi ben presto in una grande fiammata che attraverso la porta è passata nel corridoio e su per le scale sfruttando il flusso d’aria, inghiottendo letteralmente i tre vigili del fuoco sul pianerottolo del secondo piano. La fiammata persistette per circa 7 minuti, causando la morte dei 3 pompieri.

Il FDNY richiese l’assistenza del NIST per modellare computazionalmente l’incidente al fine di comprendere
i fattori che avevano causato un tale evento. Il modello NIST CFAST era in grado di riprodurre le condizioni osservate, e dimostrò la teoria dell’accumulo di quantità significative di gas incombusti derivati da un incendio sottoventilato, all’interno di un appartamento che era stato isolato per garantire l’efficienza energetica.

Un frame del modello computazionale NIST Cfast.

I dati di input del modello di incendio non ventilato NIST / FDNY sono stati combinati in CFAST con scenari che prevedevano corridoi estesi attrezzati con una gamma di sistemi di ventilazione meccanica del fumo (MSVS) e i risultati hanno dimostrato come ogni configurazione dei sistemi risponda in maniera diversa all’apertura della porta nella fase iniziale dell’intervento dei pompieri.

La protezione del pompiere.

La ricerca è stata utilizzata per realizzare una guida alla progettazione specifica in cui il controllo del fumo viene impiegato come supporto ai pompieri per i corridoi con maggiore lunghezza. Ci sono livelli di protezione stabiliti per i vigili del fuoco che sono ovviamente diversi da quelli per gli occupanti, che gli ingegneri antincendio dovrebbero prendere in considerazione durante il processo di progettazione di un sistema di controllo del fumo. La Guida della Smoke Control Association (2015) per la progettazione dei sistemi di controllo del fumo nei corridoi di maggiore lunghezza, offre indicazioni in merito alla modalità di progettazione e configurazione  dei sistemi per supportare efficaci operazioni antincendio e di soccorso. Uno dei fattori più critici è quello legato al flusso del fumo nel corridoio da spingere lontano dalla scala di accesso dei vigili del fuoco, sia attraverso una canna fumaria o un evacuatore. È necessario un pannello di controllo dei sistemi antincendio per consentire ai pompieri di controllare il flusso d’aria a loro vantaggio tattico.

Normativa

Laddove la progettazione dell’edificio segua la BS9991 (british standard) o, laddove il controllore sia disposto ad accettare una proposta progettuale che preveda che la distanza tra la porta d’ingresso più lontana dell’appartamento e la porta delle scale non superi i 15 metri, e l’edificio sia dotato di sprinkler, a prescindere dall’altezza dell’edificio, è considerato appropriato per il sistema di evacuazione del fumo lo stesso sistema previsto in un edificio in cui la distanza da percorrere tra l’origine dell’incendio e la porta di accesso alla scala non supera i 7,5 m.

Evacuatore naturale di fumo e calore, con apertura automatica.

Laddove l’impianto sprinkler non sia installato e le distanze di esodo da appartamento a vano scala o punto sicuro siano superiori a 7,5 m, ma non superano i 15 metri, gli obiettivi di performance del sistema sono di mantenere la scala relativamente priva di fumo e garantire condizioni di sopravvivenza all’interno dei corridoio utili all’esodo degli occupanti. Sono necessari, inoltre, obiettivi di performance aggiuntive per la protezione dei vigili del fuoco (limiti di protezione per l’antincendio). Ulteriori disposizioni per l’accesso alle squadre antincendio, come ad esempio particolari sistemi di protezione attiva, possono essere richiesti. Nota: generalmente, la ventilazione naturale non è appropriata per corridoi di questa lunghezza, per cui si consiglia di installare un sistema di tipo meccanico.

In alternativa a un sistema di evacuazione meccanica del fumo, l’impianto sprinkler e la ventilazione naturale possono ottenere la stessa performance se la distanza da percorrere non è superiore ai 15m.

Impianto Sprinkler.

Laddove le distanze di esodo tra appartamento e scala o punto sicuro superino i 15m, gli obiettivi di performance del sistema sono di mantenere la scala relativamente priva di fumo e garantire i limiti di protezione specificati dal progettista sia per le vie di esodo che per l’incolumità dei vigili del fuoco presenti nel corridoio durante le operazioni di spegnimento. Ciò può richiedere colloqui con i Vigili del Fuoco e l’autorità competente di riferimento, prima di progettare o di installare il sistema di controllo del fumo, al fine di garantire che le prestazioni del sistema garantiscano i requisiti minimi operativi per i vigili del fuoco, indipendentemente dall’altezza dell’edificio.

Sistemi di evacuazione meccanica fumi e calore.

Nella guida si raccomanda che l’estrazione (o la direzione) del fumo lontano dalle scale sia il requisito essenziale nel caso in cui le distanze di esodo risultino superiori ai 7,5 m. Ciò implica normalmente che il sistema di estrazione o le aperture di uscita siano posizionate a distanza dalla scala. Qualsiasi deroga proposta a questo importante obiettivo di progetto dovrebbe essere discussa con le autorità di regolamentazione mediante apposita istanza.