Un contributo alla valutazione del rischio incendio di hangar metallici con i metodi della Fire Safety Engineering nell'ambito del quadro normativo attuale

La tesi di dottorato svolge un approfondimento sulla valutazione del rischio di incendio delle strutture metalliche di grande luce, con particolare riferimento alle strutture per hangar dell'Aeronautica Militare, nell'ambito del moderno approccio della Fire Safety Engineering e dell'attuale quadro normativo. L'attività  svolta si ਠquindi articolata nella definizione degli scenari di incendio per la tipologia hangar dell'Aeronautica Militare, nell'analisi dei campi di temperatura all'interno dell'hangar e nell'analisi termo-meccanica delle strutture con modelli di calcolo avanzati che tengono conto degli effetti iperstatici indotti dalle dilatazioni termiche contrastate e del comportamento non lineare meccanico e geometrico. Gli hangar oggetto di studio sono rappresentativi di differenti destinazioni d'uso e possibili scenari di incendio, quali aviorimessa di velivoli militari e stoccaggio di materiali di varia natura. Per le analisi termofluidodinamiche sono stati utilizzati software specifici e di comprovata affidabilità , quali Ozone, CFast e FDS, mentre per le analisi termo-strutturali ਠstato utilizzato il codice di calcolo SAFIR, che consente analisi con modelli di calcolo avanzati in campo non lineare. In particolare, il sono stati approfonditi anzitutto gli argomenti relativi allo sviluppo del fenomeno fisico dell'incendio in hangar tipo, simulando il comportamento termofluidodinamico di differenti scenari di incendio in hangar, cercando di cogliere la distribuzione dei gradienti di temperatura ai quali sono sottoposte le strutture dell'hangar in caso di incendio, nonchà© le temperature ed i flussi termici ai quali sono soggetti i vari elementi strutturali. La definizione degli scenari di incendio e dei modelli di incendio nell'hangar tipo ਠstata sviluppata attraverso analisi accurate dei materiali presenti e delle loro composizioni (ad es. razioni di cibo, velivoli militari, articoli farmaceutici, autoveicoli, pallet di legno, tende per uso militare), nonchਠdelle loro possibili distribuzioni all'interno dell'hangar tipo. Ciಠha consentito di definire curve di incendio naturali, che caratterizzino con buona affidabilità  i possibili scenari di incendio ai fini delle analisi necessarie per la valutazione della sicurezza strutturale con l'approccio ingegneristico. Sono stati quindi implementati modelli di calcolo termostrutturale dell'hangar tipo in grado di tener conto della della riduzione di rigidezza e di resistenza dei materiali strutturali in funzione della temperatura, degli effetti non lineari geometrici e meccanici e degli effetti delle dilatazioni termiche sul comportamento strutturale. Per approfondire gli aspetti di verifica di resistenza di elementi strutturali soggetti ad incendio, ਠstato anche sviluppato dall'autore un software specifico per il calcolo del dominio di resistenza di sezioni di acciaio, calcestruzzo armato e composte acciaio-calcestruzzo, che utilizza i legami costitutivi dei materiali in condizioni di incendio forniti dagli Eurocodici. La definizione dei possibili scenari di incendio, le corrispondenti analisi termofluidodinamiche e le analisi termo-meccaniche effettuate per la verifica di sicurezza delle strutture dell'hangar tipo nell'ambito dei criteri della Fire Safety Engineering (FSE) hanno consentito di individuare gli scenari di incendio pi๠pericolosi in termini di distribuzione delle temperature e di sicurezza strutturale sotto incendio di hangar tipici dell'Aeronautica Militare. Il confronto tra i risultati ottenuti applicando i criteri della FSE e quelli del classico approccio prescrittivo ha poi fornito importanti indicazioni che evidenziano l'utilità  di valutare la sicurezza strutturale antincendio di edifici di importanza strategica, quali gli hangar dell'Aeronautica Militare, mediante l'approccio della FSE, in generale pi๠completo ed affidabile. In particolare questi metodi sono in grado di delineare le vulnerabilità  strutturali e consentono una progettazione efficace ed ottimale degli interventi, su strutture esistenti e nuove, considerate le prestazioni attese per profili di rischio corrispondenti a strutture strategiche