INGEGNERIA DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO E RESISTENZA AL FUOCO DELLE STRUTTURE

Crediti: 
6
Anno accademico di offerta: 
2017/2018
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre

Obiettivi formativi

Alla fine del percorso dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere i principi fondamentali dell'approccio
ingegneristico alla sicurezza antincendio con particolare riferimento alla resistenza al fuoco delle strutture. Dovrà, inoltre, acquisire:

- conoscenza dei codici di calcolo numerico utilizzati nella progettazione antincendio sulla base dell’approccio ingegneristico;

- conoscenza del funzionamento meccanico delle strutture soggette al fuoco;

- conoscenza delle indicazioni normative per il loro calcolo;

-conoscenza dei dettagli costruttivi e dei sistemi di protezione atincendio.

Competenze: Lo studente dovrà essere in grado di affrontare uno studio progettuale mediante l’utilizzo dell’approccio
ingegneristico alla sicurezza antincendio ed in particolare mediante l’utilizzo dei codici di calcolo numerico accreditati in questo settore. Dovrà acqusire capacità di scegliere, disporre e predimensionare i diversi elementi strutturali in cemento armato, acciaio, muratura e legno.
Autonomia di giudizio: Lo studente dovrà possedere gli strumenti per valutare in maniera critica le scelte progettuali nel campo dell’ingegneria della sicurezza antincendio. Lo studente dovra’ essere in grado calcolare gli elementi strutturali e scegliere i metodi di protezione antincendio.

Capacità comunicative: Durante il corso lo studente deve affinare la proprietà di linguaggio, con specifico riferimento alla terminologia tecnica specifica dell’insegnamento, per comunicare in maniera efficace e puntuale il proprio progetto.

Capacità di apprendimento: Lo studente deve acquisire la capacità, una volta individuata la problematica da risolvere, di selezionare la scelta progettuale più idonea anche valutando opzioni non perfettamente identiche a quelle esposte durante il corso.
Sarà inoltre in grado di consultare i principali riferimenti bibliografici del settore.

Prerequisiti

Per seguire il corso con profitto è necessaria la conoscenza dei concetti di base della Fisica Tecnica, Scienza delle Costruzioni e Tecnica delle Costruzioni. E’ utile inoltre avere dimestichezza con le funzionalità di base del programma Microsoft Excel.

Contenuti dell'insegnamento

Il corso è suddiviso in due moduli complementari:
Il primo (21 ore complessive) è incentrato sull'approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio, il secondo (21 ore complessive)
dedicato alla progettazione antincendio di strutture in cemento armato, acciaio, muratura e legno.
L’attività di esercitazione svolta in laboratorio di informatica, incentrata su casi applicativi, è finalizzata all’acquisizione di conoscenze di tipo applicativo inerentemente alla progettazione antincendio. Le attività di esercitazione sono coordinate da entrambe i docenti.

Programma esteso

Modulo Ingegneria della Sicurezza Antincendio:

Introduzione: Approccio prescrittivo e normativo alla progettazione antincendio: quadro normativo nazionale ed internazionale di riferimento, il D.M. 3 agoto 2015, il D.M. del 9 maggio 2007, ISO/TR 13387, fasi di crescita dell’incendio, la condizione di Flashover, il carico di incendio e il carico i incendio specifico di progetto. Termodinamica della combustione: ilprocesso di combustione, sostanzecinquinanti prodotte, quantità di ossigeno consumata, aria teorica di combustione, concentrazione stechiometrica, prodotti della combustione, rapporto di combustione,
condizione si sovra ventilazione e di sottoventilazione. Bilancio di energia della fiamma: entalpia di combustione, temperatura adiabatica di combustione, energia minima di combustione, agenti estinguenti, gli Halons. Classificazione delle fiamme: limiti di infiammabilità e fiamme premiscelate, misura dei limiti di infiammabilità, diagrammi di infiammabilità, fiamme diffusive, fiamme a getto laminare e turbolente. Potenza
termica rilasciata dall’incendio: RHR, velocità di bruciamento, il pool fire, il modello alfa t-quadro, sviluppo dell’incendio. Incendio naturale: l’altezza della fiamma, il pennacchio di fumo e di fuoco, il modello del pennacchio ideale, il modello Zukoski, il modello di Heskestad, il modello di The McCaffrey il modello di The Thomas, Produzione e dinamica del fumo prodotto dall’incendio, Resistenza al fuoco delle strutture: le curve
nominali d’incendio, esempi applicativi, protezione passiva delle strutture. Analisi numerica applicata alla termo fluidodinamica dell’incendio: I modelli a zone e di campo, Il codice di calcolo C-Fast, Il codice di calcolo F D S . L’attività di esercitazione svolta in laboratorio di
informatica, incentrata su casi applicativi, è finalizzata all’acquisizione degli elementi fondamentali per l’utilizzo dei codici di calcolo numerico nell’ambito della termofluidodinamica dell’incendio e della progettazione antincendio.

Modulo Resistenza al Fuoco delle Strutture:
1) La resistenza al fuoco secondo la norma nazionale e gli eurocodici.
2) Le azioni sulle costruzioni esposte all’incendio secondo EN 1991-1-2
3) Progettazione antincendio di strutture in c.a. e c.a.p. secondo EN 1992-1- 2 e UNI 9502. Approccio tabellare e metodo analitico;
Sistemi di protezione delle strutture
4) Progettazione antincendio di strutture in acciaio secondo EN 1993-1-2 e UNI 9503. Approccio grafico e metodo analitico. Sistemi
di protezione delle strutture
5) Progettazione antincendio di strutture murarie secondo EN 1996-1-2 Sistemi di protezione delle strutture 6) Progettazione antincendio di
strutture in legno secondo EN 1995-1-2 e UNI 9504. Sistemi di protezione delle strutture.

Bibliografia

INGEGNERIA DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO,
Antonio La Malfa Case Editrice "Lagislazione Tecnica
Editrice" Roma.

An Introduction to Fire Dynamics, by D.
Drysdale, John Wiley Edition.

Buchanan AH, Gambarova P, Felicetti R, "Progetto delle strutture resistenti al fuoco", HOEPLI.

Ulteriore materiale didattico a disposizione sul portale “Elly”: Copia elettronica delle
slides utilizzate durante il corso. Traccia di tutte le
esercitazioni svolte.

Metodi didattici

La parte teorica del corso verrà illustrata mediante lezioni frontali avvalendosi della proiezione di slides per entrambe i moduli. La parte dedicata all’attività di esercitazione si svolge con uno stretto coordinamento tra i due doceni del corso e prevede lezioni in laboratorio di informatica finalizzate alla simulazione della dinamica della combustione per alcuni scenario di incendio rappresentativi e di interesse applicativo. Ogni esercitazione prevede una introduzione al caso studio, un'attività svolta autonomamente dagli studenti, seguita da un’elaborazione e discussione dei risultati. I codici di calcolo utilizzati sono quelli accreditati nella progettazzione antincendio: C-FAST, FDS e Comsol Multiphysics relativamente alla modellazione della sollecitazione termica dell'incendio sulle strutture. Ove possibile, iIl coso viene anche completato con seminari tenuti da esperti iscritti all'Albo dei Professionisti Antincendio o da funzionari del comand provinciale VVF.

Modalità verifica apprendimento

La verifica dell’apprendimento è basata sulla valutazione e discussione di un lavoro progettuale, assegnato al termine delle lezioni dei due moduli a seguito di un coordinamento tra i due docenti e da svolgersi autonomamente mediante l’ausilio dei codici di calcolo utilizzati nelle esercitazioni. Segue una prova orale. La verifica è così pesata: 70% lavoro progettuale (corretta analisi di un caso studio); 30% verifica orale (domande teoriche e proprietà di esposizione).