INGEGNERIA DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO E RESISTENZA AL FUOCO DELLE STRUTTURE (1°MOD)

Docenti: 
RAINIERI Sara
Crediti: 
3
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2019/2020
Responsabile della didattica: 
Settore scientifico disciplinare: 
FISICA TECNICA INDUSTRIALE (ING-IND/10)
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre

Obiettivi formativi

Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali svolte durante il corso, lo studente acquisirà i metodi e le conoscenze necessari ad affrontare uno studio progettuale di sicurezza antincendio sulla base dell'approccio ingegneristico; dovrà, inoltre, acquisire conoscenza dei codici di calcolo numerico utilizzati in questo ambito.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Mediante le esercitazioni pratiche svolte in laboratorio, gli studenti apprendono come applicare le conoscenze acquisite in un contesto reale di progettazione. Gli studenti apprendono la capacità di implementare la progettazione antincendio mediante l’utilizzo di codici di simulazione della dinamica dell’incendio accreditati per lo specifico settore.

Autonomia di giudizio:
Lo studente dovrà possedere gli strumenti per valutare in maniera critica le scelte progettuali nel campo dell’ingegneria della sicurezza antincendio.

Capacità comunicative:
Tramite le lezioni frontali e il confronto con il docente, lo studente acquisisce il lessico specifico inerente la progettazione antincendio. Lo studente dovrà possedere l’abilità di presentare in maniera chiara la
procedura adottata nella valutazione della sicurezza antincendio di un compartimento sulla base dell’approccio ingegneristico anche mediante l'utilizzo di codici di simulazione/visualizzazione della dinamica dell’ incendio.

Capacità di apprendimento
Lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze in materia progettazione e sicurezza antincendio attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, normative nazionale e internazionali di riferimento, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.

Prerequisiti

Per seguire il modulo didattico con profitto è necessaria la conoscenza dei concetti di
base della Fisica Tecnica. E’ utile inoltre avere dimestichezza con le
funzionalità di base del programma Microsoft Excel. Non vi sono però propedeuticità abbligatorie.

Contenuti dell'insegnamento

Il modulo didattico si propone di fornire allo studente i criteri generali di progettazione nell’ambito della sicurezza antincendio sulla base dell’approccio ingegneristico. Il modulo didattico è suddiviso in due parti: una teorica e una dedicata ad attività di esercitazioni. La parte teorica tratta i seguenti argomenti: Approccio prescrittivo e normativo alla progettazione antincendio. Quadro normativo nazionale ed internazionale di riferimento. Il processo di combustione. Potenza termica rilasciata dall’incendio.
Incendio naturale: il pennacchio di fumo e di fuoco. Modelli parametrici. Resistenza al fuoco delle strutture. Le curve nominali d’incendio. Produzione e dinamica del
fumo prodotto dall’incendio. Analisi numerica applicata alla termofluidodinamica dell’incendio e alla modellazione della sollecitazione termica a cui sono soggette le strutture in caso di incendio. 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.

Programma esteso

Introduzione:
Approccio prescrittivo e normativo alla progettazione antincendio:
quadro normativo nazionale ed internazionale di riferimento, 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 di incendio specifico di progetto.
Termodinamica della combustione:
il processo di combustione, sostanze inquinanti 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
COMSOL.
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.

Bibliografia

Le slide proiettate durante il corso in formato PDF e tutto il materiale impiegato durante le lezioni e le esercitazioni sono resi disponibili agli studenti e condivisi sulla piattaforma Elly. In aggiunta al materiale condiviso, lo studente può approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il corso facendo riferimento ai seguenti testi:
INGEGNERIA DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO, Antonio La Malfa Case
Editrice "Lagislazione Tecnica Editrice" di Roma
An Introduction to Fire Dynamics, by D. Drysdale, John Wiley Edition

Metodi didattici

Il modulo didattico ha un peso di 3 CFU, che corrispondono a 24 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte affiancando lezioni frontali in aula (16 ore) a esercitazioni in laboratorio di informatica (8 ore).
La parte teorica del corso verrà illustrata mediante lezioni frontali avvalendosi della proiezione di slides. La parte dedicata all’attività di esercitazione prevede lezioni in laboratorio di informatica finalizzate alla acquisizione di competenze per simulare numericamente, mediante l'approccio semplificato del modello a zone in ambiente C-Fast, la dinamica della combustione per alcuni scenario di incendio rappresentativi e di interesse applicativo. Ogni esercitazione prevede una ntroduzione al caso studio, una attività svolta autonomamente dagli studenti, seguita da un’elaborazione e discussione dei risultati.

Modalità verifica apprendimento

La verifica dell’apprendimento è basata su una prova orale in cui viene discusso un lavoro progettuale assegnato a fine corso e condiviso dai due docenti.
La votazione finale viene determinata in modo collegiale dai due docenti sulla base dei seguenti criteri:
Conoscenze: domande teoriche e discussione del progetto (max 18 punti)
Capacità comunicative: proprietà di linguaggio (max 3 punti)
Autonomia di giudizio: scelte progettuali (max 9 punti).
La prova è superata se raggiunge un punteggio pari ad almeno 18 punti. La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio su ogni item a cui si aggiunga la padronanza del lessico disciplinare.

Altre informazioni

E’ vivamente consigliata la frequenza del corso.