Il criterio per il controllo dei fumi negli edifici non è la rimozione completa del fumo. È che per tutta la durata dell'esodo si conservi uno strato vivibile dal pavimento fino a una quota definita: limiti di visibilità, di temperatura e di concentrazione dei gas.
In un atrio: conservare la stratificazione
Il pennacchio che sale dall'incendio trascina aria circostante mentre cresce. Man mano che lo strato di fumo a soffitto si ispessisce, il suo bordo inferiore scende.
Il compito dell'impianto di estrazione è tenere quel bordo inferiore sopra la quota critica. Qui c'è una trappola controintuitiva: aumentare la portata di estrazione oltre il necessario fa danno. Un'estrazione eccessiva richiama aria pulita da sotto lo strato di fumo (plugholing) e viene estratta aria pulita invece del fumo; lo strato non si assottiglia, si mescola.
Il numero dei punti di estrazione, la loro spaziatura e la portata di ciascuno sono quindi oggetto di calcolo — una sola grande apertura è peggio di diverse distribuite.
In un'autorimessa: un problema diverso
I soffitti delle autorimesse sono bassi; conservare uno strato stratificato di solito non è possibile. L'obiettivo cambia: spingere il fumo in una direzione definita e tenere libera la via di accesso dei vigili del fuoco.
È un problema di quantità di moto risolto con ventilatori a getto e appartiene alla stessa famiglia della velocità critica negli incendi in galleria: troppo poca velocità e il fumo retrocede, troppa e la stratificazione viene distrutta del tutto.
Modellazione
La curva di crescita dell'incendio è un dato d'ingresso. Il modo in cui la velocità di rilascio termico cresce nel tempo è definito dallo scenario e fissa direttamente il risultato.
Domina il galleggiamento, Boussinesq non vale. La differenza di temperatura è di centinaia di gradi. Vedi la nota sulla convezione naturale.
Irraggiamento e fuliggine. Il criterio di visibilità dipende dalla concentrazione di fuliggine, e l'irraggiamento stabilisce con quale rapidità lo strato di fumo si raffredda. Vedi la nota sull'irraggiamento.
Non dimenticare l'aria di reintegro. Finché non si definisce da dove arriva l'aria estratta, la soluzione non è fisica; il percorso dell'aria fresca fa parte del modello.
Riferimenti
- Wu, Y. & Bakar, M. Z. A. (2000). Control of smoke flow in tunnel fires using longitudinal ventilation systems — a study of the critical velocity. Fire Safety Journal, 35(4), 363–390. DOI: 10.1016/S0379-7112(00)00031-X
- National Fire Protection Association. NFPA 502 — Standard for Road Tunnels, Bridges, and Other Limited Access Highways. NFPA, Quincy, MA.