Tempi di evacuazione

Nel valutare le conseguenze di un incendio per la vita umana, occorre verificare che il tempo a disposizione per la fuga sia maggiore rispetto al tempo richiesto per la fuga stessa.

L’approccio ingegneristico-prestazionale valuta le condizioni di sicurezza dell’esodo basandosi sulla stima di due tempi fondamentali:

• Δt ASET (ASET: Available Safe Egress Time – Tempo sicuro di uscita): intervallo di tempo che intercorre fra l'istante di innesco dell'incendio e il momento in cui le condizioni ambientali sono tali da non permettere alle persone occupanti l'edificio di porsi in salvo; è dunque il tempo disponibile per raggiungere un luogo sicuro.

• Δt RSET (RSET: Required Safe Egress Time – Tempo di raggiungimento di un luogo sicuro): intervallo di tempo che intercorre fra l'istante di innesco dell'incendio e il momento in cui le persone occupanti l'edificio raggiungono un luogo sicuro; è dunque il tempo impiegato per mettersi in salvo.

In un progetto antincendio realizzato seguendo i criteri del metodo prestazionale, la sicurezza delle persone viene raggiunta quando:

Δt ASET ≥ Δt RSET

La differenza fra Δt ASET e Δt RSETviene definita come coefficiente di sicurezza (Margin of Safety).

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Figura 68: Tempi di evacuazione secondo la norma ISO 13571 Valutazione del tempo Δt ASET

Il tempo Δt ASET è misurato dall’istante di innesco dell’incendio fino al momento in cui le condizioni ambientali

sono tali da non permettere alle persone occupanti l’edificio di mettersi in salvo.

Per una stima del tempo Δt ASET è necessaria la conoscenza in funzione del tempo di alcuni parametri legati

all’incendio.

La stima può essere condotta seguendo il metodo proposto dalla norma ISO 13571:2012 che si basa sulla stima dei tempi calcolati per raggiungere le condizioni ambientali limite, che tengano conto dei seguenti parametri legati all’incendio:

- esposizione ai gas tossici; - esposizione ai gas irritanti; - esposizione al calore; - grado di visibilità.

La normativa stabilisce a priori, per ognuno di questi parametri, delle soglie di accettabilità e attraverso il calcolo vengono stimati i tempi necessari per raggiungerne i valori limite; il Δt ASET per uno specifico scenario

di incendio corrisponde al minore di questi tempi.

Questa metodologia richiede l’uso di potenti ed attendibili software di simulazione ed è sicuramente la più onerosa in termini di tempo da dedicare alla modellazione ed all’elaborazione dei risultati.

Valutazione del tempo Δt RSET

Il tempo Δt RSET è calcolato dall’istante di innesco dell’incendio all’istante di fine evacuazione che si verifica

quando tutte le persone raggiungono un luogo sicuro.

Il tempo richiesto per fuggire in sicurezza dipende da più intervalli di tempo, fortemente influenzati dal comportamento e dalle caratteristiche fisiche e sensoriali degli occupanti, oltre che dalle caratteristiche delle vie di esodo.

Il tempo Δt RSET è dato, infatti, dalla somma di più tempi come si può visualizzare dalla formula seguente:

Δt RSET = Δt DET + Δt A + Δt PRE + Δt TRAV

Margin of

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Dove:

- Δt DET: tempo di rivelazione (detection time), esso dipende dal sistema di rivelazione antincendio presente nell’edificio; nel caso di sistemi automatici si può stimare effettuando una prima simulazione del fuoco per calcolare il tempo di attivazione dei rivelatori mentre in assenza di dispostivi automatici dipenderà dal tempo che un occupante della struttura impiega per accorgersi del principio di incendio.

- Δt A: tempo di allarme (allarm time), è l’intervallo di tempo che intercorre fra l’istante di rivelazione dell’incendio e quello in cui sia stato generato un avvertimento che attiva l’evacuazione.

- Δt PRE: tempo di premovimento (pre-movement time), esso è dato dalla somma del tempo di ricognizione (recognition time) e del tempo di risposta (response time). Il tempo di ricognizione e il tempo di risposta tengono conto del tempo necessario agli occupanti di interpretare le informazioni ricevute, per intraprendere le azioni necessarie per mettersi in salvo e compiere altre azioni prima di iniziare l’evacuazione, come ad esempio la raccolta degli oggetti personali o di valore. Il tempo di premovimento può essere determinato in base a valori forniti in letteratura tecnica.

- Δt TRAV: tempo di percorrenza (travel time), è il tempo impiegato dagli agenti per evacuare l’edificio, calcolato dall’istante in cui finisce il tempo di premovimento. Il tempo di percorrenza tiene conto dell’evacuazione di tutti gli agenti in pericolo e sommato al tempo di premovimento determina tempo di evacuazione (Δt EVAC).

Il tempo di evacuazione è dato dalla somma del tempo di percezione del pericolo, del tempo di percorrenza e del tempo perduto per effettuare le code.

Il tempo di percorrenza è valutato dividendo la distanza da percorrere per la velocità di percorrenza, mentre il tempo valutato per la coda è una funzione della posizione e delle azioni degli altri evacuanti.

Nella realtà di un'evacuazione, si presume che un individuo cambi il percorso inizialmente scelto soltanto in presenza di un'alternativa che appare chiaramente migliore.

Questo comportamento è simulato dall'algoritmo attraverso un parametro che viene sottratto al tempo stimato per l'imbocco dell'uscita scelta.

A parte quanto già citato, esistono altri fattori che influenzano il processo di decisione degli evacuanti. Questi sono fattori legati al fuoco, alla familiarità delle uscite considerate ed alla visibilità delle singole uscite. Le uscite sono divise in sette differenti gruppi in modo che ognuna di esse appartenga ad un determinato gruppo.

I gruppi sono dati da un ordine di preferenza.

La familiarità di ogni uscita per ogni tipo di agente rappresentativo delle persone da evacuare può essere determinata nel file di input.

È anche possibile dare una probabilità per la familiarità di un'uscita.

La visibilità di un'uscita per ogni agente è determinata dal prendere in considerazione l'effetto di oscuramento del fumo e gli ostacoli. Il possibile effetto intasamento di altri agenti non è considerato nell’attuale versione del programma. Sono definite delle condizioni di disturbo dell'evacuante come la temperatura e il fumo non letali. Se si presentano condizioni letali su un percorso d'uscita, l'uscita non ha preferenza.

L'algoritmo di selezione delle uscite ha quindi due fasi distinte:

- classificazione delle uscite in gruppi con assegnata una preferenza mostrato dalla tabella seguente;

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- scelta dell’uscita che minimizza il tempo di evacuazione fra tutte le uscite predeterminate.

Scale di

preferenza Visibile Familiare

Presenza di condizioni di disturbo 1 Si Si No 2 No Si No 3 Si No No 4 Si Si Si 5 No Si Si 6 Si No Si No preferenza No No No No preferenza No No Si

Tabella 11: Ordine di preferenza dell’algoritmo di selezione delle uscite di EVAC

Le ultime due righe della tabella non hanno preferenza perché un evacuante non può essere a conoscenza di un'uscita non familiare ed invisibile e quindi, non è possibile selezionare queste uscite.

Altro aspetto molto importante da considerare quando si costruisce un modello di evacuazione è la tendenza della folla a costituire dei gruppi che tendono ad agire insieme durante le fasi di esodo.

Secondo la letteratura socio-psicologica, una folla è, infatti, composta da piccoli gruppi, come famiglie, amici, colleghi che tendono ad operare insieme e questo comportamento deve essere tenuto in considerazione. Un metodo per la modellizzazione di questo aspetto è quello che segue le equazioni del moto di Helbing. Nel modello, le azioni di un gruppo sono suddivise in due fasi:

• la fase di raccolta dei membri del gruppo gli uni verso gli altri;

• la fase di uscita del gruppo che si sposta lungo il percorso dell’uscita selezionato.

Queste due fasi sono modellate alterando la direzione preferita del campo di moto nell’equazione di moto di Helbing.

Nella fase di raccolta gli agenti cercano di muoversi verso il centro del gruppo. Quando le distanze dal centro di ogni agente sono sotto un valore di soglia, il gruppo è considerato completo. Solo quando il gruppo è completo, inizia a muoversi verso l'uscita. Ciò significa che ogni membro del gruppo seguirà lo stesso campo di flusso e, inoltre, tenterà anche di restare unito a questo.

Questo fenomeno è modellato regolando la velocità di moto, con l'aggiunta di una forza supplementare, che punta verso il centro del gruppo denominata forza di gruppo. La dimensione di questa forza descrive l’attitudine dei membri del gruppo a restare uniti.

A gruppi diversi possono corrispondere valori diversi di questa “attitudine alla coesione”. Ad esempio, per un gruppo composto da una madre e un bambino dovrebbe avere una forza di gruppo più grande gruppo di quella del gruppo composto da compagni di lavoro.