Maxi incendio a Liverpool: l’analisi del progettista antincendio | Ingegneri.info

Maxi incendio a Liverpool: l’analisi del progettista antincendio

Un commento tecnico al grosso incendio che il 31 dicembre scorso ha distrutto 1.600 automobili in un parcheggio multipiano a Liverpool

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L’incendio originatosi da un’automobile posteggiata al terzo piano della struttura, si è propagato facilmente all’intero fabbricato che ospitava un parcheggio multipiano, coinvolgendo la maggior parte delle autovetture in quel momento presenti.
I danni materiali sono enormi poiché non solo sono andate distrutte circa 1.400 autovetture ma l’intero fabbricato è ormai inagibile ed andrà certamente demolito. Infatti alcuni solai sono crollati ed altri si sono gravemente danneggiati.
L’impatto ambientale dei fumi e delle sostanze prodotte dall’incendio è stato sicuramente pesante.

Primi commenti
E’ risaputo che le automobili in un parcheggio costituiscano una possibile fonte di incendio a causa delle componenti elettriche ed, in minor misura, del carburante contenuto in alcune di esse.
Parimenti noto è che le moderne automobili contengano un maggior quantitativo di materiali combustibili rispetto al passato, in termini di plastiche, isolamenti, materiali espansi, cavi elettrici inguainati, pneumatici.
Quello che però lascia perplessi è la progressione dell’incendio di Liverpool, che non è stato possibile contenere ed estinguere, neppure grazie all’intervento tempestivo dei vigili del fuoco inglesi.
Sono in corso le prime ispezioni da parte delle compagnie assicuratrici, utilizzando dei droni in quanto l’accesso al fabbricato è attualmente precluso anche ai tecnici.
Non sono ancora molti i dettagli disponibili e sicuramente nelle prossime settimane verranno approfondite le indagini e le valutazioni tecniche, ma dalle prime fotografie e dai primi commenti rilasciati da diversi professionisti o Autorità del posto, anche i nostri addetti ai lavori possono dedurre alcune considerazioni.

Prime valutazioni del progettista antincendio
Di seguito si cerca di fornire un’interpretazione plausibile, basandola sui primi riscontri e sull’esperienza del progettista antincendio.
Risulta subito evidente che l’incendio di Liverpool si è potuto estendere all’intero fabbricato perché sono mancate le idonee misure protettive e contenitive.
Dalle fotografie dello stato del fabbricato in seguito all’incendio si deduce che:
• Ogni piano era privo di suddivisione in compartimenti antincendio che avrebbero potuto ridurre l’entità del danno;
• Tutti i piani del parcheggio erano comunicanti e comunque sono stati resi tali dal crollo parziale delle pavimentazioni e dei solai;
• In facciata non erano presenti parapetti ciechi di adeguata altezza, che avrebbero potuto limitare la propagazione dell’incendio ai piani superiori attraverso le facciate;
• I solai non hanno garantito né la resistenza al fuoco (sono in parte crollati) né la tenuta a fiamme e fumi, poiché si sono parzialmente aperti lasciando fluire facilmente e drammaticamente l’incendio verso l’alto e verso il basso (i vigili del fuoco locali ipotizzano che si siano raggiunte temperature dell’ordine dei 800-1.000°C);
• Non era presente un impianto automatico di controllo degli incendi, per esempio di tipo idrico con testine sprinkler, che avrebbe significativamente ridotto la potenza dell’incendio, contenendolo alla prima, o alle prime, autovetture ed avrebbe garantito ai vigili del fuoco la possibilità di intervenire per procedere alla completa estinzione.
Nonostante tutto ciò, non si registrano vittime né feriti, ma si consideri che:
• gli occupanti avevano già posteggiato le autovetture e si erano allontanati per recarsi alla vicina Arena per assistere ad un evento;
• il parcheggio era di tipo aperto (grandi superfici di ventilazione naturale sul perimetro) e con stalli aperti.
In Gran Bretagna l’evento sta suscitando notevole clamore e polemiche, anche perché fa seguito al tristemente famoso incendio della Grenfell Tower, che causò la morte di 71 persone (a questo link l’articolo dedicato alla tragedia). Per gli addetti ai lavori inglesi diventa quasi automatico collegare la frequenza e l’imprevedibile gravità di questi recenti incendi a precedenti periodi storici che in quel Paese sono stati caratterizzati da crisi economica, scarsità di risorse per le squadre di soccorso, modalità costruttive poco sicure, ridotte misure antincendio per le attività a rischio, normativa ancora in embrione o comunque poco applicata.

Stato dell’arte della normativa in Italia
Di seguito si intende analizzare le condizioni di sicurezza e la conformità normativa di un’autorimessa analoga a quella di Liverpool secondo il quadro normativo nazionale.
Nel nostro Paese la normativa antincendio delle autorimesse (ma in generale anche per le altre attività soggette) è in una fase di profondo rinnovamento poiché è caratterizzata dal progressivo superamento dell’approccio prescrittivo in favore di un approccio prestazionale.
Sul numero 52 del 3 marzo 2017 della Gazzetta Ufficiale è stato pubblicato il Decreto 21 febbraio 2017 recante “Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi per le attività di autorimessa”. E’ entrato in vigore il trentesimo giorno dalla pubblicazione, ovvero il 2 aprile 2017.
In allegato al suddetto decreto è riportata la (tanto attesa) nuova Regola tecnica (RTV) di prevenzione incendi per le autorimesse.
La nuova RTV è alternativa alle disposizioni vigenti (D.M. 1° febbraio 1986, D.M. 22 novembre 2002 e s.m.i.) ed è sviluppata a modifica e integrazione del Codice di Prevenzione Incendi.
La nuova regola tecnica verticale si applica alle attività di autorimessa di superficie complessiva coperta superiore a 300 m2 , individuate con il numero 75 di cui all’allegato I del D.P.R. n. 151/2011, esistenti alla data di entrata in vigore del D.M. 21 febbraio 2017, ovvero per quelle di nuova realizzazione. Si può applicare a queste attività in alternativa alle specifiche norme tecniche di prevenzione incendi di cui al decreto del Ministro dell’interno del 1° febbraio 1986 e al decreto del Ministro dell’interno del 22 novembre 2002 e s.m.i. (a questo link l’articolo dedicato alla nuova Regola Tecnica antincendio sulle autorimesse)
Secondo la normativa antincendio italiana, l’autorimessa di Liverpool sarebbe definita:
• pubblica (tipo SB)
• aperta (si suppone infatti che la superficie di ventilazione naturale sia superiore al 15% della superficie in pianta)
• (isolata o mista, mancano le necessarie informazioni)
• a spazi aperti (stalli, non suddivisa in box)
• fuori terra
• pluripiano.
In relazione alla superficie dell’autorimessa, valore che si desume considerando circa 25 m2 per posto auto, ovvero 25×1.600 = circa 40.000 m2, la RTV la classificherebbe di tipo AD (Area > 10.000 m2), poiché dalle foto risulta evidente che i vari piani costituivano nella realtà un unico compartimento antincendio.
In relazione alla quota dell’attività, si desume che essa sia compresa tra 12 e 24 m, pertanto l’autorimessa ricadrebbe nella casistica HB.
La resistenza al fuoco secondo la RTV dovrebbe essere almeno R30 (autorimessa aperta fuori terra).
Per quanto riguarda la suddivisione in compartimenti antincendio, la RTO (Codice di prevenzione incendi) chiede che ogni piano dell’attività sia separato REI/EI rispetto agli altri, a meno che non si ricada nelle condizioni per applicare la compartimentazione multipiano (non tutte riscontrabili nel caso dell’autorimessa di Liverpool).
La superficie massima dei compartimenti viene stabilita dalla Tabella S.3-4 del Codice, ed è pari a 8.000 m2.
Per quanto riguarda le misure per il controllo dell’incendio, la RTV 2017 chiederebbe una misura di livello IV, ovvero una protezione di tipo automatico (impianto sprinkler), che non era presente nell’autorimessa di Liverpool.

V.6.5.6

Per quanto riguarda le misure per il controllo di fumi e calore, per l’autorimessa fuori terra di Liverpool, la RTV del 2017 chiederebbe di applicare il livello di prestazione II, ovvero lo smaltimento di fumo e calore, quindi semplicemente una serie di aperture di ventilazione naturale (opportunamente distribuite) con la funzione di allontanare i prodotti della combustione durante la fase dell’estinzione dell’incendio da parte dei soccorritori. Invece non sarebbe richiesto un vero e proprio SEFC (sistema di evacuazione fumo e calore che deve garantire il mantenimento di uno strato inferiore libero dai fumi).

Tabella

Riassumendo, la recente normativa italiana avrebbe chiesto, per l’autorimessa di Liverpool:
• resistenza al fuoco R30 (non sono disponibili dati per confermare che lo fosse)
• separazione REI30 di ogni livello (si deduce che non fosse garantita)
• impianto sprinkler (è assodata la sua assenza)
• ventilazione naturale per smaltimento fumi e calore (presente).
Da questa prima analisi risulta evidente che la criticità principale dell’attività in oggetto fosse la mancanza di qualsiasi misura atta a contenere l’incendio, sia in orizzontale (impianto sprinkler e suddivisione di ogni piano in compartimenti) sia in verticale (collegamenti verticali protetti, solai REI, parapetti di adeguata altezza e resistenza al fuoco da esterno…). La semplice presa di coscienza di questi deficit avrebbe potuto e dovuto essere un campanello di allarme sulla certezza di non poter contenere né, di conseguenza, affrontare ed estinguere, un incendio in tale struttura. Sarebbe stato sufficiente un sopralluogo sul posto per effettuare in diretta una valutazione del rischio e quindi poter proporre le idonee misure compensative.

Una simulazione dell’incendio di Liverpool
Come anticipato in premessa, sono ormai disponibili gli strumenti tecnici e normativi per poter affrontare un progetto antincendio con il metodo prestazionale (i riferimenti normativi italiani per il caso in oggetto sono il D.M. 3 agosto 2015, il D.M. 21 febbraio 2017).
In questo studio, l’approccio prestazionale è stato applicato, con intenti divulgativi e non certamente di ingegneria forense, al fine di illustrare le modalità previste dalla normativa italiana per l’esame dei livelli prestazionali di sicurezza antincendio dell’attività costituita da un’autorimessa del tipo quella oggetto dell’incendio a Liverpool.
Sono state quindi effettuate alcune simulazioni di incendio con il software FDS di fluidodinamica computazionale, un modello di campo.
Ulteriori riferimenti tecnici sono quelli elencati in bibliografia, in particolare:
• BRE (Building Research Establishment), Progetto di ricerca “Fires In Enclosed Car Parks”.
• Study Report “Car Park – Fires Involving Modern Cars and Stacking Systems”, P.C.R. Collier, BRANZ, 2011.

La F.S.E. nel D.M. 21 febbraio 2017 (nuova RTV autorimesse)
Per modellare gli scenari di incendio di seguito illustrati si è fatto riferimento ai criteri che la RTV autorimesse del 2017 indica relativamente alle verifiche di resistenza al fuoco con approccio prestazionale.
Tali criteri sono applicabili al caso di studio poiché si ricade nelle condizioni previste dal paragrafo V.6.7.1:
• autorimessa aperta, le cui aperture di smaltimento costituiscano almeno il 50% della superficie delle facciate;
• autorimessa fuori terra e a spazio aperto.
Pertanto si è ipotizzato, come evento iniziatore, l’incendio di un’automobile che successivamente coinvolga le due vetture parcheggiate ai lati, con curve HRR come da tabelle V.6-5 e V.6-6 della RTV.

tabella

Per quanto riguarda la curva HRR utilizzata nelle modellazioni, si è fatto riferimento alla letteratura tecnica di settore, come per esempio il progetto di ricerca “Fires In Enclosed Car Parks” della BRE (Building Research Establishment) che poi sono state riprese dalla stessa RTV autorimesse.

Figura 5. Curve HRR sperimentali e di progetto (BRE)

Figura 5. Curve HRR sperimentali e di progetto (BRE)

Figura 6. Illustrazione V.6-2 della RTV autorimesse

Figura 6. Illustrazione V.6-2 della RTV autorimesse

Non essendo un obiettivo di questo studio la verifica della resistenza al fuoco, non sono stati però considerati gli scenari di incendio previsti al paragrafo V.6.7 della RTV; si è invece ipotizzato che l’incendio coinvolga tre vetture, al solo scopo di illustrare la diversa progressione dell’incendio tra i due scenari:
• scenario base, senza impianto sprinkler
• scenario migliorativo, con impianto sprinkler.
Esula infatti dallo scopo di questa pubblicazione la ricostruzione completa dell’incendio accaduto a Liverpool.

Figura 7. Posizione delle 3 vetture interessate dall'incendio e delle sonde di misurazione

Figura 7. Posizione delle 3 vetture interessate dall’incendio e delle sonde di misurazione

Figura 8. Impostazioni dell'impianto sprinkler in FDS

Figura 8. Impostazioni dell’impianto sprinkler in FDS

Le impostazioni dell’impianto sprinkler sono state effettuate sulla base di un classico impianto standard, con le seguenti caratteristiche (rif. UNI EN 12845):
• livello di rischio: OH2
• k factor: 80 l/(min*atm1/2)
• pressione di esercizio: 0,56 bar
• densità di scarica di progetto: 5 mm/min
• portata: circa 60 l/min
• area operativa: 144 mq
• area di influenza di ogni testina: 12 mq
• temperatura di attivazione: 79°C.
Una prima simulazione con FDS è stata condotta al fine di individuare l’istante al quale si attiva l’impianto sprinkler con le impostazioni sopra elencate.
La simulazione ha fatto rilevare che dopo 210 secondi dall’inizio dell’incendio della prima vettura si attivano contemporaneamente due testine sprinkler, corrispondenti a quelle posizionate più vicino al focolaio.

Figura 9. Dopo 210 secondi si attivano le prime due testine sprinkler

Figura 9. Dopo 210 secondi si attivano le prime due testine sprinkler

A questo punto si fa riferimento direttamente al Codice di prevenzione incendi, che al paragrafo M.2.6.2 indica quanto segue.

M.2.6.2

Figura 10. Illustrazione M.2-1 del Codice

Figura 10. Illustrazione M.2-1 del Codice

Pertanto sono state effettuate due ulteriori simulazioni della durata di 1.800 secondi (30 minuti, corrispondenti alla classe di resistenza al fuoco):
1. scenario base (condizioni analoghe all’incendio accaduto a Liverpool): incendio senza impianto sprinkler, con curva HRR come da RTV autorimesse del 2017, senza alcuna riduzione;
2. scenario migliorativo (corrispondente al progetto del parcheggio di Liverpool ipoteticamente sviluppato in conformità alla RTV autorimesse): incendio con impianto sprinkler, con curva HRR che prevede una fase iniziale come da RTV autorimesse, poi ridotta ad un valore costante pari a quello raggiunto dalla curva base all’istante di attivazione dello sprinkler (considerando anche un margine di 30 secondi ulteriori), quindi a 210+30 = 240 secondi. A tale istante la potenza termica vale: 1.400 kW.

Nella seguente figura sono riportate entrambe le curve HRR impostate in FDS.

Figura 11. Grafico delle curve HRR dei due scenari in FDS

Figura 11. Grafico delle curve HRR dei due scenari in FDS

Figura 12. Scenario base, propagazione dei fumi

Figura 12. Scenario base, propagazione dei fumi

Figura 13. Scenario base, distribuzione della visibilità lungo una sezione verticale

Figura 13. Scenario base, distribuzione della visibilità lungo una sezione verticale

Figura 14. Scenario base, distribuzione della visibilità lungo una sezione verticale

Figura 14. Scenario base, distribuzione della visibilità lungo una sezione verticale

Figura 15. Scenario base, le isosuperfici della visibilità forniscono un'immagine della propagazione dei fumi dopo 30 secondi

Figura 15. Scenario base, le isosuperfici della visibilità forniscono un’immagine della propagazione dei fumi dopo 30 secondi

Figura 16. Scenario base, le isosuperfici della visibilità forniscono un'immagine della propagazione dei fumi dopo 158 secondi

Figura 16. Scenario base, le isosuperfici della visibilità forniscono un’immagine della propagazione dei fumi dopo 158 secondi

Modellazione completa degli scenari con e senza sprinkler
Dopo aver determinato l’istante di attivazione dell’impianto sprinkler, sono state effettuate due simulazioni complete, nei due scenari di incendio, con e senza sprinkler.
Nelle figure seguenti sono riportati i grafici di confronto tra i due scenari, da cui si deduce che:
• la norma italiana (ma anche europea) permette di impostare una curva HRR con potenza molto ridotta rispetto alla curva HRR base, da cui derivano dei valori di temperatura molto inferiori (e che consentirebbero notevoli risparmi in termini di protezione strutturale al fuoco);
• l’impianto di estinzione automatico garantisce il raggiungimento delle soglie di prestazione della sicurezza umana per l’intero sviluppo dell’evento, almeno in termini di temperatura (si ipotizza che dopo i 30 o 60 minuti di durata dello sprinkler, siano intervenuti i soccorritori con gli idranti);
• in questo specifico caso risulta non garantita la soglia di prestazione relativa alla visibilità, in nessuno dei due scenari di incendio.
Nelle simulazioni effettuate, che avevano altro scopo piuttosto che ricalcare le medesime condizioni e risultati riscontrabili nel reale incendio occorso a Liverpool, non si raggiungono le condizioni del flash-over (incendio generalizzato nel quale tutto il materiale combustibile presente viene innescato contemporaneamente), almeno nei primi 30 minuti. Si segnala che la notevole superficie di aerazione naturale possa escludere che sia avvenuto un vero e proprio flash-over, quanto piuttosto un incendio generalizzato (seppur con sviluppo rapido) che ha registrato una progressione senza alcun arresto, pertanto le conseguenze finali sono paragonabili a quelle di un incendio con flash-over.
Definizione di flash-over dalla “NFPA101: Life Safety Code”: «Una fase dello sviluppo di un incendio al chiuso nel quale tutte le superfici esposte raggiungono la temperatura di accensione più o meno contemporaneamente e il fuoco si propaga rapidamente a tutto il compartimento.»

Figura 17. Grafico di confronto dei valori di temperatura registrati sul focolaio

Figura 17. Grafico di confronto dei valori di temperatura registrati sul focolaio

Figura 18. Grafico di confronto dei valori di temperatura registrati nel corsello

Figura 18. Grafico di confronto dei valori di temperatura registrati nel corsello

Figura 19. Grafico di confronto dei valori di visibilità registrati nel corsello

Figura 19. Grafico di confronto dei valori di visibilità registrati nel corsello

Bibliografia
[1] Decreto 3 agosto 2015, Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi, ai sensi dell’articolo 15 del decreto legislativo 8 marzo 2006, n. 139. (G.U. Serie Generale n. 192 del 20-8-2015 – Suppl. Ordinario n. 51).
[2] Decreto 21 febbraio 2017, Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi per le attività di autorimessa. G.U. Serie Generale n. 52 del 3-3-2017.
[3] “Codice di prevenzione incendi commentato.” F. Dattilo, C. Pulito. EPC Editore.
[4] BS 9999:2017. Fire safety in the design, management and use of buildings – Code of Practice.
[5] Commissione per la sicurezza delle costruzioni in acciaio in caso di incendio, Applicazione dell’ingegneria della sicurezza antincendio alla progettazione strutturale di autorimesse aperte, fuori terra ed a spazio aperto ai sensi del D.M. 21/02/2017
[6] BRE (Building Research Establishment), Progetto di ricerca “Fires In Enclosed Car Parks”.
[7] Study Report “Car Park – Fires Involving Modern Cars and Stacking Systems”, P.C.R. Collier, BRANZ, 2011.
[8] eBook “Autorimesse: il progetto antincendio. Norme tradizionali, Codice, Fire Safety Engineering.” Ing. Filippo Cosi. Wolters Kluwer.
[9] “Antincendio. Casi pratici di progettazione. Codice di prevenzione incendi – Regole tecniche verticali – Fire Safety Engineering.” Ing. Filippo Cosi. Wolters Kluwer.

Sul tema delle Autorimesse, leggi anche: “Analisi e casi pratici della nuova Regola tecnica”

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