Simulazione dell'esodo
L'analisi dell'esodo mediante modelli comportamentali semi-agent based consente la verifica prestazionale dei tempi di evacuazione (RSET) in relazione ai tempi disponibili (ASET), integrando risposta umana e fenomenologia dell'incendio.
Simulazione dell'esodo
Contesto disciplinare
La valutazione dell'esodo sicuro costituisce uno dei pilastri fondamentali della Fire Safety Engineering prestazionale. L'analisi non si limita alla verifica geometrica delle vie di fuga, ma richiede la quantificazione dei tempi di evacuazione effettivi in relazione alle condizioni di tenabilità.
Modello RSET/ASET
Il confronto tra RSET (Required Safe Egress Time) e ASET (Available Safe Egress Time) rappresenta il criterio prestazionale fondamentale:
$$\text{ASET} - \text{RSET} \geq \text{Safety Margin}$$
Dove: - ASET: tempo disponibile prima che le condizioni ambientali divengano critiche - RSET: tempo necessario per completare l'evacuazione - Safety Margin: margine di sicurezza (tipicamente > 0)
Componenti del tempo di evacuazione
Il tempo RSET si articola in componenti sequenziali e paralleli:
$$\text{RSET} = t_{\text{detection}} + t_{\text{alarm}} + t_{\text{pre-movement}} + t_{\text{travel}}$$
Pre-movement time
Il tempo di pre-movimento rappresenta spesso la componente dominante e più incerta. Dipende da:
- Tipo di occupazione (residenziale, commerciale, sanitaria, ecc.)
- Familiarità con l'edificio
- Chiarezza dell'allarme
- Presenza di personale addestrato
- Condizioni di veglia/sonno
Travel time
Il tempo di percorrenza dipende da:
- Densità di affollamento
- Larghezza dei percorsi
- Velocità di movimento
- Presenza di colli di bottiglia
- Interazione sociale
Approcci modellistici
Modelli idraulici
Basati su analogie fluido-dinamiche, trattano la folla come flusso continuo.
Limitazioni: - Non catturano comportamenti individuali - Semplificano eccessivamente dinamiche complesse - Difficoltà nella modellazione di scenari non standard
Modelli semi-agent based
Rappresentano ciascun occupante come entità autonoma con:
- Parametri fisici individuali (velocità, dimensioni)
- Obiettivi comportamentali (percorso preferenziale, uscita target)
- Interazioni sociali limitate
Vantaggi: - Maggiore realismo nella rappresentazione dei fenomeni - Possibilità di modellare scenari complessi - Output statisticamente robusti
Integrazione con fenomenologia dell'incendio
L'analisi dell'esodo non può essere condotta isolatamente. Richiede integrazione con:
Modellazione CFD
Per determinare ASET tramite criteri di tenabilità:
- Temperatura: limite tipico 60°C a 2 m da pavimento
- Visibilità: limite critico 10 m (può variare)
- CO: concentrazione limite 1400 ppm per 30 min (esposizione cumulativa)
- Flusso termico radiativo: limite 2.5 kW/m²
Smoke management
La gestione dei fumi può influenzare drasticamente:
- Tempi disponibili (ASET)
- Scelta dei percorsi (visibilità)
- Velocità di movimento (stress psicologico)
Workflow operativo nel framework
- Definizione scenario occupazionale – Carico di affollamento, distribuzione spaziale, caratteristiche demografiche
- Caratterizzazione pre-movimento – Distribuzione statistica basata su letteratura e specificità del caso
- Modellazione geometrica – Importazione CAD, definizione percorsi, uscite, ostacoli
- Impostazione parametri comportamentali – Velocità, preferenze percorso, familiarità
- Simulazione stocastica – Esecuzione multipla per catturare variabilità statistica
- Post-processing – Analisi curve di evacuazione, identificazione colli di bottiglia, verifica margini
- Integrazione con ASET – Confronto con dati CFD per verifica prestazionale
Criticità e limiti
L'esodo non è deterministico.
I modelli forniscono stime soggette a:
- Incertezza comportamentale
- Variabilità statistica
- Ipotesi semplificative (razionalità degli occupanti, assenza panico, ecc.)
Non sostituiscono: - Verifiche prescrittive di base - Formazione e addestramento del personale - Piani di emergenza ed evacuazione
Integrazione metodologica
All'interno del framework StudioFSE®, l'analisi dell'esodo opera in connessione sistemica con:
- Fire Dynamics: definizione scenari termici
- Smoke Management: calcolo ASET
- Active Fire Protection: efficacia sistemi di allarme
- Fire Safety Management: procedure operative e formazione
Non è un modulo isolato, ma parte integrante della verifica prestazionale complessiva.
Riferimenti metodologici:
ISO/TS 16733 · SFPE Handbook Chapter 63 (Human Behavior) · PD 7974-6 · Proulx & Fahy (2008)