Nell'indagine tecnica sugli incendi, stabilire se e quando un compartimento abbia raggiunto il flashover è spesso decisivo per ricostruire la dinamica dell'evento, valutare i tempi di evacuazione e discutere la propagazione dell'incendio. Questo strumento applica le correlazioni empiriche di Thomas (1981) — Q_fo = 7,8·AT + 378·Av·√Ho — e di Babrauskas (1980) — Q_fo = 750·Av·√Ho — per stimare la potenza termica critica (heat release rate) necessaria al flashover in un compartimento con una sola apertura di ventilazione, confrontandola con la potenza di picco stimata del focolare e con il limite di ventilazione di Kawagoe.
Dimensione in pianta del vano, lato 1.
Dimensione in pianta del vano, lato 2.
Altezza interna del vano dal pavimento al soffitto.
Larghezza dell'apertura di ventilazione principale (porta o finestra).
Altezza dell'apertura, dal davanzale/soglia all'architrave.
Valori di letteratura puramente indicativi e modificabili: dipendono da carico d'incendio, materiali e configurazione reali del caso in esame.
Indice di prossimità al flashover
Q / Q_fo (Thomas) — non è una temperatura misurata
Sezione del compartimento
Confronto potenze (kW)
Le formule usatesu
La stima si basa su un compartimento singolo con una sola apertura di ventilazione, in regime pre-flashover. Con AT superficie totale interna del vano al netto dell'apertura, Av area dell'apertura e Ho altezza dell'apertura:
AT = 2(L·W + L·H + W·H) − Av, dove Av = wo·Ho.
Il fattore di ventilazione è Av·√Ho, espresso in m^2,5, ed è il parametro che nella dinamica degli incendi in compartimento governa l'afflusso di aria comburente attraverso l'apertura (relazione di Kawagoe).
Correlazione di Thomas (1981): Q_fo = 7,8·AT + 378·Av·√Ho [kW]. Il primo termine tiene conto delle perdite termiche verso le superfici del compartimento, il secondo del contributo della ventilazione.
Correlazione di Babrauskas (1980): Q_fo = 750·Av·√Ho [kW]. Correlazione più semplice, tarata su dati sperimentali, con criterio di flashover convenzionalmente assunto al raggiungimento di circa 600 °C nello strato di gas caldi.
Potenza massima sostenibile dalla ventilazione, relazione di Kawagoe: Q_max ≈ 1500·Av·√Ho [kW]. Se la potenza del focolare Q si avvicina o supera questo valore, la combustione nel compartimento è limitata dall'ossigeno disponibile (regime ventilation-controlled), con possibile produzione di incombusti.
Metodo MQH (McCaffrey, Quintiere, Harkleroad, 1981) per l'innalzamento di temperatura dello strato di gas caldi in fase pre-flashover: ΔT = 6,85·[Q² / (Av·√Ho·hk·AT)]^(1/3), dove hk è il coefficiente di scambio termico convettivo verso le pareti (dipendente dai materiali e dal tempo di esposizione). Questo metodo è presentato qui solo a livello teorico e non viene calcolato dallo strumento: il parametro hk non può essere assunto con affidabilità senza dati specifici del caso, e un valore stimato in modo generico produrrebbe un risultato numerico falsamente preciso.
Riferimenti / Fontisu
Le correlazioni utilizzate sono consolidate nella letteratura tecnica della fire dynamics e ampiamente richiamate nei testi di riferimento per la fire investigationFire investigationLa fire investigation è l'indagine tecnica condotta per accertare le cause e l'origine di un incendio, individuandone il punto di innesco e ricostruendone la dinamica di sviluppo. Attraverso l'analisi delle tracce, dei materiali…:
- Thomas, P.H. (1981), correlazione per la potenza critica di flashover in funzione della superficie interna del compartimento e del fattore di ventilazione; ripresa in Walton, W.D. e Thomas, P.H., "Estimating Temperatures in Compartment Fires", capitolo del SFPE Handbook of Fire Protection Engineering.
- Babrauskas, V. (1980), "Estimating Room Flashover Potential", Fire Technology, correlazione Q_fo = 750·Av·√Ho basata su dati sperimentali, con criterio convenzionale di 600 °C nello strato di gas caldi.
- Kawagoe, K., relazione classica sulla potenza massima sostenibile dalla ventilazione in un compartimento (ventilation-controlled burning).
- McCaffrey, B.J., Quintiere, J.G., Harkleroad, M.F. (1981), "Estimating Room Temperatures and the Likelihood of Flashover Using Fire Test Data Correlations", Fire Technology — correlazione MQH per l'innalzamento di temperatura pre-flashover.
- NFPA 921, Guide for Fire and Explosion Investigations, edizione corrente, per l'inquadramento metodologico dell'uso di modelli di fire dynamics nell'indagine forense sugli incendi e per i limiti di applicabilità di questo tipo di correlazioni nella ricostruzione dei sinistri.
Le costanti numeriche riportate (7,8; 378; 750; 1500; 6,85) sono quelle correntemente citate nella manualistica di ingegneria della sicurezza antincendio; si segnala che, trattandosi di correlazioni empiriche derivate da prove sperimentali, differenti fonti secondarie possono riportare arrotondamenti o forme leggermente diverse dello stesso modello.
Limiti del modellosu
Attenzione ai limiti del modello. Le correlazioni di Thomas e Babrauskas sono stime semplificate valide per un compartimento singolo con una sola apertura, in fase pre-flashover, con ipotesi di strato di gas caldi uniforme. Non tengono conto di: geometrie irregolari o compartimenti comunicanti, aperture multiple o ventilazione meccanica, effetti di soffitto inclinato o altezze non uniformi, tipologia e posizione del combustibile, condizioni di sotto-ventilazione severa o pre-esistente incendio covante.
Il risultato è una stima di ordine di grandezza utile per orientare l'indagine, non un valore probatorio autosufficiente. Per una ricostruzione della dinamica di incendio a fini di consulenza tecnica o contenzioso è necessario integrare il calcolo con il sopralluogo, i riscontri fisici sulla scena (pattern di carbonizzazione, V-pattern, danni termici) e, ove il caso lo richieda, una modellazione di fire dynamics con zone model o CFD (es. CFAST, FDS). Questo strumento non sostituisce tale modellazione né una perizia tecnica completa.
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Che cos'è il flashover in un incendio di compartimento?
Il flashover è la transizione rapida da un incendio localizzato (pre-flashover) all'incendio generalizzato dell'intero compartimento: l'intera superficie dei combustibili esposti si infiamma quasi simultaneamente per irraggiamento dallo strato di gas caldi. È un evento chiave nella ricostruzione forense delle dinamiche di incendio perché segna il passaggio da una fase controllata dal combustibile a una fase spesso controllata dalla ventilazione.
Cosa significa la potenza critica di flashover Q_fo?
Q_fo è la potenza termica (heat release rate, in kW) che il focolare deve raggiungere perché si inneschino le condizioni di flashover nel compartimento considerato. Le correlazioni di Thomas e di Babrauskas stimano Q_fo in funzione della geometria del vano e dell'apertura di ventilazione; sono modelli empirici, non leggi fisiche esatte, e vanno usati come stima di ordine di grandezza.
Qual è la differenza tra la correlazione di Thomas e quella di Babrauskas?
Thomas (1981) lega Q_fo sia alla superficie interna totale del compartimento (AT) sia al fattore di ventilazione, con un termine legato alle perdite per conduzione attraverso le pareti. Babrauskas (1980) usa una correlazione più semplice, basata solo sul fattore di ventilazione, tarata su dati sperimentali con criterio di raggiungimento dei 600 °C nello strato di gas caldi. Le due stime possono differire sensibilmente e vanno lette insieme, non alternativamente.
Cosa indica il confronto con la potenza massima di ventilazione Q_max?
Q_max (Kawagoe) stima la massima potenza che l'incendio può sostenere in funzione dell'ossigeno disponibile attraverso l'apertura. Se la potenza del focolare Q si avvicina o supera Q_max, l'incendio è controllato dalla ventilazione: la combustione è limitata dall'aria in ingresso, con possibile produzione di gas incombusti e rischio di backdraft se una nuova apertura viene creata.
Questo calcolatore sostituisce una modellazione CFD o un'analisi di fire dynamics?
No. Le correlazioni di Thomas e Babrauskas sono strumenti di stima preliminare per compartimenti singoli con una sola apertura, in condizioni pre-flashover. Non tengono conto di geometrie complesse, più aperture, ventilazione meccanica, stratificazione non ideale o effetti tridimensionali. Per un'indagine forense che richieda precisione probatoria è necessaria una modellazione di fire dynamics (zone model o CFD) e il confronto con i riscontri di scena.