Riferimenti normativi ed esigenze delle gallerie in ... · MATERIALI DA COSTRUZIONE • Resistenza al fuoco delle strutture in calcestruzzo (spalling, alte ... • Ventilazione a

Riferimenti normativi ed esigenze delle gallerie in relazione ai sistemi antincendio, nell’ambito della

sicurezza nel suo complesso

Ing. Alessandro Focaracci

ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 2

Il nuovo quadro normativo ha fatto propria la nuova impostazione progettuale per la sicurezza in galleria basata sulla valutazione quantitativa e probabilistica del rischio.

Dopo 10 anni dai tragici incidenti del Monte Bianco , Gottardo e Tauri, la concezione e la redazione dei progetti della sicurezza di molte gallerie nuove o esistenti hanno portato a sviluppare una grande quantità di soluzioni innovative.


NORMATIVA SULLA SICUREZZA IN GALLERIA

Gallerie Stradali

• Direttiva 2004/54/CE Relativa ai requisiti minimi di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea

• D. Lgs 264/06 Attuazione della direttiva 2004/54/CE in materia di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea

• Linee Guida per la Progettazione della Sicurezza nelle Gallerie Stradali ANAS (2009)

Gallerie Ferroviarie

• Decreto 28/10/2005 Sicurezza nelle gallerie ferroviarie

• Decisione 2008/163/CE relativa alla specifica tecnica di interoperabilità concernente la «sicurezza nelle gallerie ferroviarie» nel sistema ferroviario transeuropeo convenzionale e ad alta velocità


INNOVAZIONE NELLA PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE

DELLA SICUREZZA IN GALLERIA

APPROCCIO PROGETTUALE

• Progettazione integrata della sicurezza dell’opera basata sull’analisi di rischio (Metodo IRAM, ALARP Costi-Sicurezza)

MATERIALI DA COSTRUZIONE

• Resistenza al fuoco delle strutture in calcestruzzo (spalling, alte temperature)

SISTEMI DI SICUREZZA

• Uscite di emergenza (Via di esodo sospesa, By-pass modulari)

• Illuminazione a LED (ordinaria, indicazione vie di fuga)

• Ventilazione a controllo elettronico per gestione fumi e risparmio energetico (Inverter a bordo, Software di gestione)

• Spegnimento automatico (Monitori a schiuma in galleria)

GESTIONE DELLA SICUREZZA

• Piani di emergenza (Procedure di gestione ottimizzate, Analisi degli scenari, Simulazioni)


APPROCCIO PROGETTUALE

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

1.0E-02

1.0E-01

1.0E+00

1 10 100 1000N (fatalities)

F (

1/y

ea

r)

Tolerable Risk Acceptable RiskANAS Standard Italian Tunnel

ALARP

Acceptable Risk

Not Acceptable Risk


La progettazione della sicurezza in galleria deve riferirsi: al comportamento degli utenti in caso di emergenza alle caratteristiche dell’infrastruttura (tipologie costruttive,vie di fuga, imbocchi, …..); alle caratteristiche dell’esercizio: la tipologia ed il funzionamento delle dotazioni impiantistiche e di sicurezza (antincendio, ventilazione,illuminazione) La metodologia atta ad analizzare i diversi contributi delle misure adottate per incrementare la sicurezza nei tunnel è

20 20

70 10 50 2

70

3

Rail Tunnels (km)

Unidirectional

Road Tunnels (km)

Bidirectional

Road Tunnels (km)

Autostrade per l’Italia ANAS SINA SAT Strada dei Parchi Strada dei Marmi RFI

10

5 6

3 2

20

30 4

10

2 10

15

30

5

2

10

10

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

1.0E-02

1.0E-01

1.0E+00


F (

1/y

ea

r)

Tolerable Risk Acceptable RiskANAS Standard Italian Tunnel

ALARP

Acceptable Risk

Not Acceptable Risk

Analisi di Rischio IRAM (Italian Risk-Analysis Method) è stato applicato a più di 300 gallerie stradali e ferroviarie

ITALIAN RISK ANALYSIS METHOD-IRAM


METODOLOGIA IRAM DI PROGETTAZIONE DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL


0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

270

310

340

430

Numero incidenti (10^8 v km)

Pro

ba

bil

ità

di

ac

ca

dim

en

to [

-]

i Dati di traffico rilevati

Distribuzione di Poisson

CommunicationCommunication VentilationVentilation LightingLighting

Triggering

Events

Monitoring-

Detection

PK

1-PK

SS1616

SSjj

SS11

CommunicationCommunication VentilationVentilation LightingLighting

Triggering

Events

Monitoring-

Detection

PK

1-PK

SS1616

SSjj

SS11

SS1616

SSjj

SS11

Simulazione statistica incendi-rilasci-esplosioni

Calcolo curve FN

Criterio assoluto

ALARP

Analisi statistica degli incidenti

Simulazione statistica esodo

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo [s]

Dist

anza

[m]

i

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

1.0E-02

1.0E-01

1.0E+00


F (

1/y

ea

r)

Tolerable Risk Acceptable Risk

Existing tunnel Upgraded tunnel (Tolerable risk)

Upgraded tunnel (Risk reduction)

ALARP

Not Acceptable Risk

Acceptable Risk

Step 3-Current level of safety-

Risk Analysis

Step 5-Expected level of safety-

Risk evaluation-Risk reduction Step 4-Renovation program

IRAM (Italian Risk-Analysis Method) è un metodo quantitativo e probabilistico

IRAM

IRAM considera le prestazioni dei sistemi di sicurezza standard ed innovativi

Albero degli Eventi-Sistemi di sicurezza


MATERIALI DA COSTRUZIONE


RESISTENZA AL FUOCO DELLE STRUTTURE IN GALLERIA

GALLERIE STRADALI D.Lgs 264/06 La struttura principale di tutte le gallerie in cui un cedimento locale della struttura possa avere

conseguenze catastrofiche, come ad esempio le gallerie sommerse o le gallerie che possono causare il cedimento di importanti strutture adiacenti, deve assicurare un livello sufficiente di resistenza al fuoco.

GALLERIE FERROVIARIE Specifiche Tecniche di Interoperabilità (STI) L'integrità della struttura deve mantenersi, in caso di incendio, per un periodo sufficientemente

lungo per consentire l'autosoccorso e l'evacuazione dei passeggeri e del personale e l'intervento delle squadre di soccorso senza il rischio di crollo strutturale. Deve essere valutato il comportamento in caso di incendio della superficie finita della galleria, sia essa costituita da roccia o rivestita in calcestruzzo. Essa deve resistere alla temperatura dell'incendio per un determinato periodo di tempo.

DM 28/10/2005 Per le gallerie di lunghezza superiore a 2000 m, le strutture delle opere in sotterraneo dovranno

avere le caratteristiche di resistenza al fuoco non inferiore a R 120, da valutare con la curva di incendio (UNI 11076).


CURVE TEMPERATURA-TEMPO NELLE DIVERSE NORMATIVE

EUROCODICI-NTC

STI TEST REALE DM 2005


VISUALIZZAZIONE DEL FENOMENO DELLO SPALLING (INCENDIO DI POZZA)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Tem

per

atu

ra [ C

]

Tempo [min]

ISO 834

HC

UNI-EN

EUREKA

MLB-PROVA 1

MLB-PROVA 2

MLB-PROVA 3

MLB Prova Pozza

Runehamar TEST


VISUALIZZAZIONE DEL FENOMENO DELLO SPALLING

7 cm in 10’


CONCIO DI NUOVA CONCEZIONE


SISTEMI DI SICUREZZA


SISTEMI DI SICUREZZA PER LE GALLERIE

Uscite di emergenza (54/2004/CE § 2.3): “consentono agli utenti della galleria di abbandonare quest’ultima a piedi e raggiungere un luogo sicuro … (omissis). Esempi di tali uscite di emergenza sono: • uscite, dirette, verso l’esterno della galleria, • gallerie trasversali tra fornici della galleria, • uscite verso una galleria di emergenza, • Rifugi con vie di fuga separate dal fornice della galleria”.

Illuminazione di evacuazione (54/2004/CE § 2.8):” quali segnali luminosi di evacuazione, posti a

un'altezza non superiore a 1.5 m, devono guidare gli utenti della galleria che sgombrano la galleria a piedi, in caso di emergenza”

Ventilazione (54/2004/CE § 2.9): “in tutte le gallerie di lunghezza superiore a 1000 m e con un volume di traffico superiore a 2000 veicoli per corsia deve essere installato un impianto di ventilazione meccanica.”

Erogazione idrica (54/2004/CE § 2.11):”deve essere prevista l'erogazione idrica per tutte le gallerie vicino ai portali e all’interno delle gallerie devono essere disponibili idranti a intervalli non superiori a 250 m”


INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L’INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL

La via d’Esodo Sospesa

1- La via d’Esodo Sospesa è un camminamento di dimensioni tali da consentire un facile esodo a cui si accede attraverso scale di accesso, collegata all’interno di cameroni laterali o piazzole di sosta. 2- La forma del camminamento può essere trapezia o rettangolare ed è collegata attraverso tiranti o piastre bullonate. La struttura sarà protetta da materiali in grado di abbattere le temperature. 3- Il camminamento poi uscirà all’esterno in prossimità di un imbocco della galleria, dove saranno attrezzate le aree dedicate alla gestione dell’emergenza.



Tale struttura permette di ottenere i seguenti vantaggi rispetto a soluzioni tradizionali: industrializzazione del processo di realizzazione. Limitati costi di produzione Posa in opera in tempi brevi

Questa soluzione progettuale per le vie di fuga e anche adatta all’adeguamento di gallerie esistenti sprovviste di vie d’esodo. Spesso queste gallerie hanno dimensioni della sezione trasversale da rendere necessario un abbassamento del piano stradale.

Costi maggiori




Sensori di temperatura

Risultati dei test




Uscite di emergenza: modulo by pass prefabbricato

Una via di fuga protetta è una zona destinata all’esodo delle persone in sicurezza, e deve essere quindi: sufficientemente illuminata, mantenuta libera dai fumi ed in sovrappressione rispetto alla galleria mediante ventilazione naturale o forzata, separata dalla galleria mediante strutture e porte caratterizzate da un grado di compartimentazione REI 120. Per quanto concerne le vie di fuga, fra gli interventi di tipo passivo che in caso di emergenza si possono attuare in una galleria a due fornici paralleli, uno dei più importanti è senza dubbio costituito dalla disponibilità di collegamenti trasversali tra i fornici stessi, che prendono il nome di by-pass..



Il by-pass prefabbricato risponde pienamente all'esigenza di esodo in sicurezza degli utenti, in quanto possiede caratteristiche di compartimentazione (impedisce il passaggio di fiamma, gas e fumi), isolamento termico (limita il passaggio di calore) e conservazione della funzionalità (conserva la propria integrità strutturale per almeno 120 minuti in caso di incendio). In altre parole si realizza una struttura REI 120 a tutti gli effetti.

Tube B

Cross connection

Tube A

Uscite di emergenza: modulo by pass prefabbricato



Illuminazione di evacuazione

L’illuminazione di sicurezza deve essere in grado di assicurare: l’indicazione chiara e non ambigua delle vie di fuga, garantita anche dalla guida fisica e luminosa del corpo illuminante, l’illuminazione delle vie di fuga, individuazione delle dotazioni di sicurezza a servizio degli utenti l’indicazione del verso di percorrenza, in allontanamento dal luogo di incendio

La soluzione innovativa è una via di uscita dinamica che oltre a provvedere all’illuminazione indirizza gli utenti verso le uscite in caso di emergenza.



Procedure automatizzate per la gestione della ventilazione.

Specifiche procedure per il controllo della ventilazione devono essere implementate in funzione dei diversi scenari incidentali possibili, individuati dall’analisi di rischio e affrontati negli aspetti procedurali secondo i criteri adottati nel piano di gestione dell’emergenza.



FAN SUSPENSIO

N

ELECTRONIC MODULE

MUFFLER

FAN SUSPENSION

ELECTRONIC MODULE

STAINLESS STEEL

IMPELLER

MUFFLER

FAN SUSPENSION

STAINLESS STEEL

IMPELLER

RADIAL MOUNTING

SYSTEM

Ventilatori a controllo elettronico e algoritmi di gestione

I ventilatori di tipo innovativo sono caratterizzati da elevata efficienza aeraulica e sono dotati di controllo elettronico della velocità di rotazione mediante inverter installato a bordo.

I ventilatori di nuova generazione presentano i seguenti vantaggi: eliminazione delle armoniche nelle linee di alimentazione elettrica. Riduzione dei costi di tutto l'impianto elettrico ( sezioni cavi, interruttori, quadri elettrici , gruppi elettrogeni,canaline , trasformatori,ecc.). Incremento del fattore di potenza a valori superiori a 0,96. Controllo della velocità con eliminazione di eventuali fenomeni di controreazione tra ventilatori installati in parallelo che causano perdite di carico. Riduzione dei tempi di frenatura ed inversione di marcia. Eliminazione dei fenomeni di corrosione sulle pale. Riduzione del consumo energetico a parità di prestazioni. Eliminazione della cassetta di arrivo e sezionamento ventilatore. Riduzione dei costi per minor potenza installata



La possibilità di intervenire con impianti antincendio robotizzati di elevata portata nei primi istanti dell’insorgere dell’incendio garantisce di ottenere un numero notevole di vantaggi con corrispondenti risultati in termini di salvabilità degli utenti in galleria : si contrasta l’insorgere dell’incendio aumentando le possibilità di riduzione o spegnimento; si ritarda il flash over; si ritarda la produzione di gas tossici

A intervalli regolari lungo la parete della galleria sono distribuite stazioni di intervento e controllo costituite da un monitore telecomandato da 1.000 lt./min. con valvola motorizzata, un quadro elettrico, rilevatori di fiamma e telecamere a luce visibile e infrarossa

Impianti di spegnimento automatici con l’utilizzo di monitori distribuiti



Lungo l'intera galleria viene installata una rotaia aerea nella quale sono integrate anche le alimentazioni di acqua o miscela schiumogena antincendio, di energia elettrica e la dorsale di trasmissione dati in fibra ottica.

Impianti di spegnimento automatici con l’utilizzo di monitori telecomandati su carrello aereo



Impianti di spegnimento automatici con l’utilizzo di monitori telecomandati su carrello aereo



Sezione longitudinale


SPRINKLER •Sistema standard •Destratificazione dei fumi •Buona copertura •Elevata quantità d’acqua •Manutenzione

Sezione trasversale

3 m

50÷75 m



2 m


Sezione trasversale

SISTEMA A DILUVIO •Copertura con lacune •Ugelli ad altezza uomo •Elevate quantità di acqua

50÷75 m


40÷50 m


Sezione trasversale

MONITORI DISTRIBUITI •Getti concentrati solo sul focolaio •Ridotta quantità di acqua •Copertura buona





Sezione trasversale

25÷50 m

MONITORI SU CARRELLO •Getti concentrati solo sul focolaio •Ridotta quantità di acqua •Copertura ottima •Manutenzione


Grazie per l’attenzione

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