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Varese, 6 aprile 2018
Numerical Fire Simulations & Water Mist
Nino Frisina
INTRODUZIONE
Che cos’è la Fire Simulation?
Riprodurre il comportamento del fuoco utilizzando un modello matematico
La Fire Simulation si basa sul CFD (Computational Fluid Dynamics)
Primi passi negli anni 60 e 70 nell’industria aerospaziale
Calcolare le portate nello spazio utilizzando le equazioni dei fluidi reali (eq. di Navier-Stokes)
Calcoli intensivi che richiedono computer dalle alte prestazioni
Nella Fire Simulation si riescono a calcolare anche i flussi di calore, il trasferimento del fumo ela propagazione del fuoco
INTRODUZIONE
Come si usa la Fire Simulation?
La MARIOFF utilizza il FDS (Fire Dynamics Simulator)
Si tratta di strumenti software standard per l’industria, sviluppati da NIST, VTT ed altriricercatori in tutto il mondo
Potenza di calcolo enorme (Marioff ha 88-cpu Linux cluster)
Il ricorso alla Fire Simulation è una pratica affidabile, impiegata in modo ormai di routine dalleprincipali società di consulenza antincendio nella definizione dei progetti di prevenzioneincendi
La combustione e lo spegnimento sono difficoltose, ma ci si prova…
ESEMPI
Spazio Uffici OH1
Verificare una buona corrispondenza tra fire test e simulazione
ESEMPI
Atrio di grande altezza
Confronto tra Lama d’acqua WM e protezione WM estesa all’intero piano
3.25 m
Lama d’acqua WM Intero piano WMFree burn
ESEMPI
Il "fire plume" si distribuisce in modo uniforme su un soffitto inclinato fino a un angolo di 24°
24° 30°
lowv
high
low
high
Soffitto inclinato
Si osserva una deviazione verso l’alto per inclinazioni comprese tra 25° - 30°
ESEMPI
Si può installare un ugello con bulbo termosensibile su un controsoffitto parzialmente aperto?
Controsoffitto aperto
Si può, se il controsoffitto è abbastanza denso (solo il 16% deve essere aperto).
ESEMPI
Controsoffitto aperto
Solitamente non è così, quindi l’ugello deve essere attivato da una valvola a rilascio termico(HRV) installata in corrispondenza del solaio
ESEMPI
Stanza con una parete aperta
Dimensioni: 10 m x 10 m x 5 m con una vasca di eptano da 2m2 al centroCosa accade se una parete è chiusa solo da un grigliato?
Il grigliato permette una migliore ventilazione e il fuoco non è spento
O2
ESEMPI
Tunnel cavi
Fire Test eseguito su un tunnel 2.5 m x 2.5 m
Caso reale di un cliente: tunnel 4 m x 4 m
1) creare un modello che fosse rappresentativo dei risultati ottenuti nel test
2) simulare con il modello cosa accade nel tunnel più grande
Il fuoco nel tunnel più grande è stato soppresso come nel tunnel piccolo, ma la dimensionedell’incendio è superiore grazie alla migliore ventilazione
ESEMPI
Sistemi a saturazione
Possiamo utilizzare il volume netto di un locale quando si definiscono i limiti di applicazione deisistemi a saturazione ?
Non è una domanda semplice, se riusciamo a saturare in modo efficace il volume con il mist,un limite basato sul volume netto è accettabile
SIMULAZIONI IN MARIOFF
Cosa possiamo ottenere con la FDS
Andamenti e linee guidaStudiare e analizzare degli andamenti generali senza avere un caso specifico(Numerical Simulation Summaries)
Sviluppo di prodottoRicercare indicazioni sulla fattibilità di nuove applicazioni o prodotti per indirizzare ildipartimento R&D e ottimizzarne le proposte
Applicazioni per clientiValutare se è possibile fare delle estrapolazioni dei risultati dei test a fuoco in scenari econfigurazioni differenti
SIMULAZIONI DI TERZA PARTE
Progettazione antincendio
Alcuni Enti di controllo possono richiedere ad una Società di consulenza esterna dellesimulazioni per valutare la distribuzione del calore e la propagazione del fumo in un edificio
Il sistema HI-FOG® ha una straordinaria capacità di raffreddamento; ciò permetterebbe diridurre i requisiti di resistenza al fuoco delle strutture
Impiegando la Fire Simulation già nelle fasi iniziali del design, si possono ridurreconsiderevolmente i costi dell’intero building
Marioff fornisce supporto per le simulazioni di terza parte
È necessaria una stretta cooperazione per comprendere le proprietà del mist, simulare ilcomportamento e comprenderne gli effetti
