Qui vi fu un inaspettato comportamento del fuoco che provocò 31 vittime tra civili, persone che lavoravano alla metropolitana e vigili del fuoco.
L'incendio si è innescato nella scala mobile fatta di legno ed ha bruciato per circa 15 minuti.
I pompieri si trovarono un incendio di una certa entità, ma nessuno poteva prevedere un simile epilogo.
In pochissimo tempo l'incendio si sviluppò ferocemente e rapidamente su tutta la scala, coinvolgendo la biglietteria e tutta l'area circostante con le tragiche conseguenze che tutti conosciamo.
Dopo gli avvenimenti, un team di esperti investigò sull'accaduto (tra cui Paul Grimwood) e definì la rapida crescita e sviluppo dell'incendio come il risultato di un ben distinto fenomeno chiamato poi "Effetto Trincea".
I prodotti della combustione, gas caldi iniziale a metà della scala mobile numero 4, rimasero attaccati alla scala inclinata di circa 30° ed ai confini dei parapetti che offrirono una trincea di contenimento del calore. Presto si innesco la pirolisi del legno, grasso e polvere quest'ultima, accumulatasi nel tempo sulla scala. Rapidamente ci fu l'effetto, fino a quel momento sconosciuto dai vigili del fuoco.
Segue video dell'evento sotto (se non vedi il video metti visualizza sito web)
In questo avvenimento vi era per la prima volta una correlazione strettissima tra la geometria e velocità di propagazione. Oggi questo studio è largamente progredito e lo abbiamo visto avvenire in quello che oggi è chiamato "L'incendio di Facciata".
La velocità di propagazione dell'incendio sulla facciata degli edifici non è correlata soltanto alla velocità di combustione dei pannelli di rivestimento, inseriti nella struttura, ma anche a dove essi sono collocati o cmq dove l'incendio comincia e prende forza, come ad esempio, nell'effetto trincea.
La forma dell'edificio influenza come l'incendio si propagherà verso l'alto, verso il basso o lateralmente. Per ragioni di geometria la propagazione può essere verso l'alto ed inclinata come nel recente incendio della Torre dei Moro, dove la distorzione del fronte di fuoco è stato causato dalla curvatura del rivestimento.
La propagazione verso l'alto
Abbiamo in questa tipologia di propagazione e cioè verso l'alto, 4 caratteristiche che la influenzano.
- Verticale verso l'alto
- La caratteristica influenza la propagazione verso l'alto
- L'influenza dell'angolo
- L'effetto trincea
- Verticale verso l'alto con fronte inclinato
La propagazione n°1 e cioè verticale e la normale propagazione verso l'alto data dal fumo caldo che si attacca alla superficie dell'edificio e lo scalda. Essa sarà comunque caotica e non sarà vincolata da caratteristiche dell'edificio che non ha proiezioni sulla facciata. Il fuoco è più lento e sarà meno intenso. Foto sotto Nasser Tower Fire 1 ottobre 2005.
La propagazione n°2 coinvolge la caratteristica dell'edificio che ha sporgenze verticali che creano una colonna chiusa introversa tra le sporgenze, il fumo e le fiamme possono attaccarsi all'edificio. Le fiamme si propagano rapidamente perché esse sono confinate all'interno della caratteristica verticale dell'edificio. Il risultato una propagazione verticale rapida. Come verificatasi alla Grenfell Tower Fire sotto nel giugno 2017.
La propagazione n°3, nell'angolo, è molto rapida, ed ha fiamme molto entense. Il fuoco è confinato nell'angolo introverso e le fiamme si estendono in altezza consumando l'ossigeno nella reazione. Le fiamme scaldano con grande calore per contatto il combustibile sopra. Questa è una propagazione molto estesa. Torre dei Moro Fire agosto 2021.
La propagazione verticale n°4 è un effetto trincea, la stessa dell'incendio avvenuto nella metropolitana di Londra alla stazione di King'cross nel 1987. Il parametro importante da considerare nell'effetto trincea è l'angolo, perché avvenga l'effetto, l'angolo deve essere superiore ai 20°.
Ovviamente l'angolo dell'edificio è a 90°, perciò verticale. Il contenimento delle fiamme e dei gas caldi è al massimo.
Con questo angolo è molto possibile che i gas caldi rimangano nella caratteristica a trincea dell'edificio. L'altro fattore è la velocità di ignizione del materiale di rivestimento, infatti una caratteristica a trincea con materiale altamente combustibile, offrono le condizioni ideali perché avvenga. Nella foto sotto l'incendio con effetto trincea in un grattacelo in Cina.
Parliamo ora della propagazione n° 5, una propagazione verso l'alto ma con fronte inclinato, questo può essere dato da una curvatura del rivestimento. Le curve negli edifici possono trovarsi in varie forme, possono essere convesse o concave, orientate orizzontalmente o verticalmente, pronunciate o morbide. Queste avranno un effetto sulla propagazione ed il comportamento del fuoco.
Non ci sono molti esempi di incendi di rivestimenti ricurvi, ma per sfortuna ne abbiamo subito uno di recente alla Torre di Moro in Milano, segue sotto, il link su ciò che è avvenuto.
La conseguente distorzione del fronte da luogo ad una propagazione laterale, e questo avviene simultaneamente, più sarà accentuata la curva più sarà inclinato il fronte. La propagazione laterale sarà meno veloce della propagazione verticale, ma potrebbe essere accelerata dal vento che mantiene i gas in inclinazione nel verso della propagazione, come nella Torre dei Moro in Milano.
Nella foto sotto Torre dei Moro Fire.
Per quanto riguarda la propagazione del fuoco sulle forme curve verticalmente, la fiamma tende a progredire verso l'alto e a seguire la forma della curva, vi sarebbe la probabilità per un fronte inclinato. Non vi sono molte testimonianze di questa particolare forma se non di un incendio in Cina a Luoyang, che ha una forma ondulata verticale.
Propagazione verso il basso
Questo effetto si vede molto bene quando l'incendio è ad un livello alto dell'edificio, generalmente al tetto e fu individuato per la prima volta nell'incendio della Grenfell Tower 2017, ma semplicemente era già accaduto in molti edifici tra cui la Olympus Tower, solo che nessuno lo aveva notato.
Una volta che l'incendio raggiunge una parte del tetto, comincia a svilupparsi orizzontalmente, poi goccia e scorre verso il basso, portando il fuoco verso giù. L'incendio si sviluppa orizzontalmente ed verticalmente verso giù dando un fronte inclinato.
Alla Grenfell Tower l'incendio si propago verso giù sulle colonne dando un fronte inclinato.
E' importante capire che il fronte inclinato avviene per due distinti motivi nella propagazione verso su o verso giù.
La Olympus Tower è stato l'unico edificio dove si sono verificati entrambi i fenomeni.
Nella propagazione verso il basso la maggior parte della radiazione è portata verso l'alto ed una minima parte lateralmente questo distorce il fronte, inclinandolo.
Nel caso di rivestimenti che hanno una barriera AVB (Torre dei Moro) e vi è il gap tra l'edificio ed il rivestimento, quando si sciogli la parte in isolante, si crea un accumulo fuso in una pool fire che può aiutare la propagazione verticale.
Ovviamente la forma ed il contenuto del gap potrebbe avere una influenza sul comportamento del fuoco e la sua propagazione all'interno del rivestimento.
Sotto la propagazione del fuoco sulla Grenfell Tower.
La Propagazione Orizzontale
La propagazione orizzontale di norma è molto lenta, questo perché non si auto accelera da sola come avviene in verticale e quindi procede costante co l'irraggiamento del fronte sul materiale non ancora combusto. Il rallentamento avviene anche da coperture contro l'umidità in alluminio che fonde a circa 660°C. Comunque durante lo sviluppo dell'incendio della facciata ci sono altri processi che realizzano più calore (la propagazione verticale). La combustione orizzontale può accelerare su pannellature che fanno da contorno alle finestre, come è avvenuto alla Grenfell Tower.
Quando il fuoco incontra caratteristiche della facciata orizzontali il fuoco potrebbe intensificarsi. Questo è il caso della Olympus Tower dove vi erano dei bordi detti stringhe orizzontali su tutti i piani dove il fuoco si è propagato all'intera facciata come nella foto sotto.
Comportamento del fuoco al livello del tetto
IL fuoco ha diversi modi di comportarsi al tetto, è importante capire ciò, perché avrà effetti sulla propagazione ed il comportamento dello stesso ai piani inferiori.
L'incendio al livello del tetto può coinvolgere caratteristiche come parapetti, la corona sommitale dell'edificio o costruzioni sporgenti. Il fenomeno principale è la propagazione orizzontale. Avvenendo però in cima all'edificio, la propagazione sarà molto veloce. La forma della sommità ci darà quanto esteso sarà il fuoco. Ci sono quattro forme rilevanti basiche per la propagazione del fuoco sul perimetro del tetto.
- Gli edifici del primo ordine, hanno una forma del tetto uguale su tutti i lati dell'edificio.
- Gli edifici del secondo ordine sono più complessi dei primi, possono avere forme come esagoni o ottagoni oppure ellittici.
- Gli edifici del terzo ordine possono avere solo due lati come ad esempio trapezi e rettangoli.
- Gli edifici del quarto ordine non hanno standard o forme geometriche proporzionate, però una certa simmetria potrebbe essere presente.
Dove la forma del tetto è regolare l'incendio può progredire orizzontalmente per tutto il tetto e si parla di propagazione perimetrale.
Se la forma non è irregolare l'incendio può progredire orizzontalmente ma non necessariamente coinvolgere l'intero edificio.
Ancora, se gli angoli del tetto convergono in un materiale non combustibile, si può influenzare il comportamento del fuoco.
Propagazione orizzontale intorno agli angoli
Il fuoco non tenderà a propagarsi intorno agli angoli e pare rimanga confinato sulla facciata di origine, senza un mezzo per muoversi intorno all'angolo.
Molto spesso si è visto che vi era una parte bruciata su di una facciata e completamente pulita dall'altra parte dell'angolo.
Il fuoco può aggirare l'angolo solo se sono presenti caratteristiche orizzontali che continuano dall'altra parte come le stringhe orizzontali. Il fuoco tende a seguire queste ultime come via più semplice per continuare dall'altra parte.
Altri fattori sono la forma dell'angolo e la presenza del vento. Se l'angolo è maggiore di 180° avverrà la propagazione.
Le fiamme sull'angolo tendono ad arrotolarsi su se stesse come si trasferiscono da una facciata all'altra tramite la caratteristica combustibile, il fenomeno è detto propagazione del fuoco rotante, la continuità attraverso una caratteristi dell'edificio a livello basso sarà una propagazione perimetrale.
LA propagazione sugli angoli e bordi
Gli angoli possono avere svariate forme e possono essere introversi o estrusi, ognuno di essi ha una specifica influenza sulla propagazione e comportamento del fuoco. Molte caratteristiche dell'edificio producono angoli introversi come colonne, cornici e stringhe orizzontali o verticali o la caratteristica stessa dell'edificio.
Angolo Introverso: Se l'incendio accade in questo tipo di angolo in una facciata di un edificio le fiamme avranno un incremento di calore verso l'alto divenendo una propagazione verticale e verso il basso in una forma a V. Nel libro di D. Drysdale - Fire Dynamics , si parala proprio di questo effetto. Nella foto sotto l'incendio arrivato all'angolo di una caratteristica della della Olympus Tower.
Angolo estruso o bordi: Negli angoli introverti, la gradazione dell'angolo è critica sul modo in cui il fuoco di propagherà lungo l'angolo. Se l'angolo è inferiore di 180° può avvenire il così chiamato "effetto bordo". Più sottile sarà l'angolo e più la combustione sarà piccola. La piccola combustione brucerà in entrambi i lati, questo intensificherà il fuoco. Sotto dal libro di D. Drysdale - Fire Dynamics.
Lo scopo di questo post era la relazione tra la forma dell'edificio, le sue caratteristiche e la propagazione del fuoco sulla facciata.
Come si può notare ci sono chiari legami tra la forma e la propagazione.
Attraverso questo si potrebbe, in una certa anticipazione, predire il comportamento del fuoco ed assistere le operazioni antincendio o di salvataggio.
I principi che regolano il comportamento del fuoco e la sua propagazione sulla facciata degli edifici, sono abbastanza intricati, per comprimerli in un semplice concetto. Questo è lo scopo di questo post.
Invito gli ufficiali a leggere l'intero report della...
Dottoressa Frances Maria Pecock MCIAT :
The Relationship Between Building Design and Fire Spread
Contattatemi per averlo.
Colgo l'occasione per ringraziare la Dottoressa Frances Maria Pecock MCIAT della cortesia prestatami.
VC Riccardo Garofalo
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