Analisi dell’esodo del locale “Le Constellation” – Crans-Montana (CH)

La presente relazione tecnico di calcolo rappresenta il prodotto del lavoro indipendente dell’Arch. Martina Bellomia e NON costituisce un rapporto, una posizione o un’opinione ufficiale dello stesso autore.

La relazione ha finalità esclusivamente di divulgazione tecnico-scientifica ed è basato su un’attività di analisi indipendente, condotta con approccio prestazionale nell’ambito della Fire Safety Engineering.

Non costituisce una ricostruzione ufficiale dell’evento e non sostituisce gli accertamenti, le determinazioni e le conclusioni delle autorità competenti.

I risultati presentati dipendono dalle ipotesi modellistiche adottate e dalle informazioni attualmente disponibili. Le principali fonti di incertezza riguardano la stima dell’affollamento, ricavata da quanto riportato da fonti giornalistiche, la geometria del modello, ricostruita in assenza di rilievi diretti disponibili, e le variabili comportamentali degli occupanti.

Le conclusioni devono pertanto essere interpretate nel contesto delle assunzioni esplicitate nel testo e hanno lo scopo di contribuire alla comprensione preventiva delle criticità tipiche dell’esodo in incendi rapidi in ambienti affollati.

1.  Obiettivo dell’analisi

In un incendio in ambiente confinato, la possibilità di evacuare in sicurezza dipende dall’interazione tra due aspetti fondamentali:

1. il tempo durante il quale l’ambiente rimane tenibile, cioè compatibile con la permanenza e il movimento di persone non protette;
2. il tempo necessario agli occupanti per lasciare il compartimento e raggiungere un luogo

L’obiettivo dello studio è descrivere in modo rigoroso ma comprensibile come si valuta l’esodo in termini prestazionali, chiarendo il significato delle grandezze ASET e RSET e illustrando il ruolo spesso determinante del premovimento, ossia la fase iniziale in cui le persone percepiscono un’anomalia o un potenziale pericolo, ma non hanno ancora avviato l’evacuazione.

2.  ASET e RSET: definizioni operative

Per realizzare un sistema di vie di esodo in grado di assicurare agli occupanti la possibilità di raggiungere un luogo sicuro senza essere interessati dagli effetti dell’incendio le norme internazionali (ISO/TR 13387-8 Life safety – Occupant behaviour, location and condition; ISO/TR 16738 Fire safety engineering – Technical information on methods for evaluating behaviour and movement of people; BS 7974-6 The application of fire safety engineering principles to fire safety design of buildings) e il D.M. 3/8/2015 (Codice di Prevenzione Incendi), descrivono il criterio ASET > RSET.

La progettazione prestazionale del sistema di vie d’esodo consiste sostanzialmente nel calcolo e nel confronto tra due intervalli di tempo così definiti:

• ASET, tempo disponibile per l’esodo (Available Safe Escape Time);
• RSET, tempo richiesto per l’esodo (Required Safe Escape Time).

Si considera efficace il sistema d’esodo se ASET è maggiore di RSET, se cioè il tempo in cui permangono condizioni ambientali non incapacitanti per gli occupanti è superiore al tempo necessario perché essi possano raggiungere un luogo sicuro, non soggetto a tali condizioni ambientali sfavorevoli dovute all’incendio.

La differenza tra ASET ed RSET rappresenta il margine di sicurezza della progettazione prestazionale per la salvaguardia della vita:

t_marg = ASET – RSET

Nel confronto tra diverse soluzioni progettuali, il professionista antincendio rende massimo il margine di sicurezza t_marg in relazione alle ipotesi assunte, al fine di considerare l’incertezza nel calcolo dei tempi di ASET ed RSET.

Nel contesto in esame, l’ASET è definito rispetto al superamento di soglie di tenibilità associate principalmente alla degradazione delle condizioni ambientali lungo i percorsi di esodo, in coerenza con i criteri adottati nella letteratura tecnica e nella pratica prestazionale.

Tale valore, tuttavia, non è sufficiente da solo per descrivere l’esito dell’evacuazione: per interpretarlo correttamente è necessario stimare il RSET, che dipende da variabili geometriche, organizzative e comportamentali.

3.  Il tempo richiesto per evacuare non coincide con il tempo di percorrenza

E’ percezione comune tra i non addetti ai lavori che “evacuare” significhi semplicemente dirigersi verso un’uscita e percorrere una distanza. In realtà, il tempo totale di esodo comprende più fasi.

Una scomposizione frequentemente utilizzata in ambito tecnico è la seguente:

RSET = t_det + t_a + t_pre + t_tra (M.3.4 Codice Prevenzione Incendi)

dove:

• t_det (tempo di rivelazione): tempo necessario al sistema di rivelazione automatico per accorgersi dell’incendio;
• t_a (tempo di allarme generale): è il tempo che intercorre tra la rivelazione dell’incendio e la diffusione dell’informazione agli occupanti, dell’allarme generale;
• t_pre (tempo di pre-movement): tempo necessario agli occupanti per svolgere una serie di attività che precedono il movimento vero e proprio verso il luogo sicuro. Il tempo t_pre è composto da un tempo di riconoscimento (recognition) e da uno di risposta (response). Durante il tempo di riconoscimento gli occupanti continuano le attività che stavano svolgendo prima dell’allarme generale, finché riconoscono l’esigenza di rispondere all’allarme.
  Nel tempo di risposta gli occupanti cessano le loro attività normali e si dedicano ad attività legate allo sviluppo dell’emergenza, quali: raccolta di informazioni sull’evento, arresto e messa in sicurezza delle apparecchiature, raggruppamento del proprio gruppo (lavorativo o familiare), lotta all’incendio, ricerca e determinazione della via d’esodo appropriata (wayfinding) ed altre attività a volte anche errate ed inappropriate;
• t_tra (tempo di movimento): è il tempo impiegato dagli occupanti per raggiungere un luogo sicuro dal termine delle attività di pre-movimento.
  Il t_tra è calcolato in riferimento ad alcune variabili:
  la distanza degli occupanti o gruppi di essi dalle vie d’esodo;
  b. le velocità d’esodo, che dipendono dalla tipologia degli occupanti e dalle loro interazioni con l’ambiente costruito e gli effetti dell’incendio. È dimostrato che la presenza di fumi e calore rallenta notevolmente la velocità d’esodo in funzione delle condizioni di visibilità;
  c. la portata delle vie d’esodo, dovuta a geometria, dimensioni, dislivelli ed ostacoli.
  Nella realtà, quando gli occupanti di edifici densamente affollati fuggono lungo le vie d’esodo, si formano lunghe file nei restringimenti, inoltre secondo lo sviluppo degli scenari di incendio di progetto presi in esame, alcuni percorsi possono diventare impercorribili o bloccati. Il calcolo del t_tra deve tenere conto di questi fenomeni.

La scomposizione riportata è concettuale: in scenari reali alcune fasi possono sovrapporsi parzialmente e presentare un’ampia variabilità tra individui e gruppi.

In ambienti affollati e in assenza di un allertamento efficace, le componenti t_det  e t_pre possono rappresentare una quota significativa del RSET complessivo.

4.  Premovimento: definizione e implicazioni

Il premovimento è l’intervallo tra il momento in cui una persona percepisce un segnale anomalo (ad esempio fumo, odore, rumori, variazioni di luce, reazioni del pubblico) e il momento in cui avvia concretamente l’azione di evacuazione.

Questa fase è studiata nell’ambito del comportamento umano in emergenza perché, anche in presenza di vie di esodo formalmente adeguate, può determinare un ritardo collettivo nell’inizio dell’evacuazione.

Durante il premovimento, comportamenti tipici includono:

• osservare l’evento prima di attribuirgli gravità;
• cercare conferme da altre persone (“è davvero un incendio?”);
• attendere indicazioni o istruzioni (personale, amici, folla);
• spostarsi verso punti percepiti come “più sicuri” senza evacuare;
• recuperare oggetti personali;
• cercare amici o compagni;
• utilizzare il telefono (messaggi, chiamate, riprese dell’evento).

Tali reazioni non devono essere interpretate come irrazionali: risultano compatibili con un processo decisionale umano in condizioni di informazione incompleta, soprattutto quando l’evento è inizialmente ambiguo o non immediatamente percepito come minaccia imminente.

Dal punto di vista tecnico, tuttavia, la criticità è evidente: quando l’ASET è dell’ordine di pochi minuti, anche un premovimento di durata limitata può ridurre drasticamente il margine di sicurezza disponibile.

5.  Allertamento e non simultaneità della risposta

Un elemento che influisce direttamente su t_det  e t_pre è la presenza di un sistema di allertamento efficace e percepito in modo chiaro.

In assenza di un allertamento tempestivo e uniformemente percepito, l’informazione del pericolo non raggiunge gli occupanti in modo simultaneo: alcune persone percepiscono l’evento prima, altre dopo, e la decisione di evacuare tende a essere influenzata dal comportamento collettivo.

In contesti sociali, come bar e locali serali, è inoltre frequente che nelle fasi iniziali si manifesti un meccanismo di normalizzazione: l’evento viene interpretato come non urgente fino a quando non si osservano segnali inequivocabili.

Nel caso analizzato, le informazioni disponibili non evidenziano un allertamento tempestivo e generalizzato percepito in modo uniforme dagli occupanti. Tale condizione è coerente con un possibile incremento dei tempi di rilevazione e premovimento, con conseguente aumento del RSET.

6.  Percezione del pericolo, contesto sensoriale e risposta comportamentale: uno sguardo psicologico

Il comportamento degli occupanti durante i primi istanti di un incendio non segue sempre un percorso lineare del tipo “percezione immediata → fuga”. La psicologia cognitiva mostra che la risposta iniziale può essere influenzata da molteplici fattori ambientali e sociali, specialmente quando i segnali non sono inequivocabili.

In un locale in penombra, con musica elevata e un contesto festivo, la percezione dell’anomalia e del pericolo può richiedere più tempo rispetto a un evento palese e immediato. In questi scenari, l’innesco delle fiamme può essere interpretato inizialmente come un episodio isolato o non immediatamente urgente, con conseguente ritardo nell’avvio dell’evacuazione.

Testimonianze riportate da fonti giornalistiche internazionali indicano che, mentre l’incendio iniziava a svilupparsi, alcuni presenti avrebbero ripreso l’evento con il telefono, rimanendo fermi nei primi momenti e senza dirigersi immediatamente verso le uscite. Tale reazione, difficile da interpretare a posteriori, risulta coerente con modelli cognitivi di risposta al rischio: prima di evacuare, molte persone cercano conferme dal contesto sociale e valutano se la minaccia sia reale e imminente.

Altre testimonianze descrivono esperienze differenti: alcuni ragazzi avrebbero percepito subito la gravità della situazione e avrebbero scelto di allontanarsi immediatamente, applicando un principio istintivo di autoprotezione.

Accanto a ciò, vengono riportate condizioni di elevata concitazione e congestione, con persone che tendono ad accalcarsi nel tentativo di uscire attraverso passaggi angusti, incrementando la pressione sul sistema di deflusso. In ulteriori ricostruzioni viene riferita la difficoltà di orientarsi in presenza di fumo e oscurità, con tentativi di individuare vie alternative di uscita in condizioni di visibilità ridotta e disorientamento.

Queste testimonianze, apparentemente eterogenee, non sono in conflitto: riflettono la variabilità individuale nelle fasi di percezione, valutazione e decisione quando un incendio si sviluppa rapidamente in un ambiente affollato.

Nel quadro prestazionale ASET/RSET, tali aspetti assumono un significato tecnico preciso: condizioni sensoriali sfavorevoli, allertamento non uniforme, assenza di indicazioni percepite come guida all’esodo e elevata densità di persone possono contribuire ad aumentare il tempo di premovimento t_pre, riducendo in modo significativo il margine di sicurezza disponibile.

In tale contesto, un eventuale ritardo iniziale non è un indice di colpa individuale, ma una risposta compatibile con dinamiche cognitive note e ampiamente documentate in letteratura.

6.1. Psicologia dell’esodo: affiliazione, conferma sociale e leadership spontanea

In condizioni reali, l’avvio dell’evacuazione non è determinato soltanto dalla percezione sensoriale del pericolo (fumo, calore, urla), ma anche da meccanismi cognitivi e sociali che influenzano il processo decisionale nei primi istanti dell’evento.

6.2. Il bisogno di “capire prima di scappare”: normalizzazione e ricerca di conferma

Una reazione estremamente frequente, soprattutto quando i segnali iniziali sono ambigui, è la tendenza a definire la situazione prima di rispondere. Un allarme sonoro o un’anomalia visiva possono essere interpretati inizialmente come un falso allarme, un effetto scenico o un evento “non serio”, con conseguente ritardo nell’azione protettiva.

La psicologia dell’emergenza evidenzia che molte persone, dopo un allarme, impiegano una parte significativa del tempo in attività non rivolte all’evacuazione, poiché uno stimolo sonoro o visivo può essere intrinsecamente ambiguo e richiede ulteriori conferme per essere interpretato come minaccia reale.

6.3. Il “milling”: quando la folla non fugge, ma si guarda intorno

Nelle prime fasi dell’emergenza è comune osservare comportamenti di interazione sociale che precedono l’esodo: le persone si fermano, osservano, parlano tra loro, cercano conferme e aspettano di capire cosa stia accadendo.

Questo comportamento è descritto in letteratura con il termine “milling”, ossia una fase di confronto e verifica sociale durante la quale gli individui valutano la gravità del segnale attraverso la propria rete relazionale. Solo quando il contesto sociale conferma che la minaccia è reale, iniziano le azioni protettive.

Dal punto di vista prestazionale, tale fase contribuisce direttamente all’aumento del tempo di premovimento t_pre, anche in presenza di vie di esodo disponibili.

6.4. Affiliazione e attaccamento sociale: non si scappa da soli

Un ulteriore meccanismo cruciale è la risposta di affiliazione: in emergenza, molte persone non cercano immediatamente l’uscita più vicina, ma cercano la vicinanza di persone familiari (amici, partner, gruppo) o di luoghi percepiti come noti.

Secondo il modello dell’attaccamento sociale, la risposta tipica alla minaccia non è sempre la fuga immediata, ma spesso la ricerca di prossimità con figure di riferimento. Questo può generare ritardi perché l’evacuazione diventa un’azione collettiva: ci si aspetta, ci si cerca, ci si richiama, si tenta di non separarsi.

In scenari rapidi e affollati, tale dinamica può ridurre ulteriormente il margine di sicurezza disponibile.

6.5. Leader e segnali sociali: quando decide chi sembra sapere cosa fare

In assenza di indicazioni chiare e percepite come autorevoli, molte persone tendono a osservare il comportamento altrui e a seguire chi appare più sicuro o determinato.

Questa dinamica può produrre due effetti opposti:

• può migliorare l’esodo quando emerge una leadership spontanea efficace;
• può peggiorarlo quando il gruppo converge su scelte non ottimali, ad esempio concentrandosi su un solo varco e trascurando uscite

In letteratura viene inoltre riportato che, anche in presenza di uscite di emergenza segnalate, la maggioranza tende a dirigersi verso l’uscita conosciuta o utilizzata in ingresso, perché percepita come affidabile e prevedibile.

6.6. Dal comportamento umano al modello prestazionale: impatto diretto su RSET

Nel framework ASET/RSET, questi fenomeni non rappresentano elementi “accessori”, ma variabili tecniche che incidono direttamente sul tempo richiesto per evacuare:

• ambiguità iniziale → incremento di t_det
• milling e conferma sociale → incremento di t_pre
• affiliazione e ricerca del gruppo → incremento di t_pre
• convergenza su un varco e comportamento gregario → incremento di t_tra

Quando l’ASET è dell’ordine di pochi minuti, anche differenze di pochi decine di secondi nelle fasi iniziali possono determinare un esito radicalmente diverso, indipendentemente dalla distanza fisica dall’uscita.

7.  Affollamento e dinamiche di congestione

Un ulteriore fattore determinante è l’affollamento. Il dato non è attualmente noto con precisione; secondo quanto riportato dalla stampa, il numero di persone presenti potrebbe essere dell’ordine di alcune centinaia, per il locale interrato è stato considerato un affollamento di 200 perone.

In assenza di un dato ufficiale consolidato, l’affollamento è trattato come parametro di scenario e sarà oggetto di analisi di sensibilità.

All’aumentare dell’affollamento, diventano più probabili fenomeni quali:

• riduzione della velocità media di cammino;
• incremento delle interazioni tra occupanti;
• rallentamenti in prossimità di ostacoli e cambi di direzione;
• formazione di colli di bottiglia presso varchi e passaggi obbligati;
• accumulo di persone nelle zone prossime alle

Questi effetti si traducono nell’aumento della componente t_tra, in particolare aumenterà la componente legata al tempo di attesa legato alla congestione. In particolare, in ambienti affollati, l’esodo non è governato solo dalla distanza dall’uscita, ma dalla capacità effettiva del sistema di deflusso di mantenere un flusso continuo senza saturarsi.

8.  Modellazione dell’esodo: impostazione e obiettivi

Per stimare il tempo richiesto all’evacuazione, sono state elaborati diversi scenari per i quali sono state effettuate delle simulazioni numeriche dell’esodo con impostazione prestazionale.

L’obiettivo non è attribuire responsabilità né produrre una ricostruzione ufficiale, ma stimare l’ordine di grandezza di ASET e di RSET e analizzare le principali criticità legate alla geometria delle vie di esodo e al numero di occupanti il locale.

Non si tratta di un’analisi forense né di una validazione probatoria, ma di una valutazione prestazionale esplorativa a supporto della comprensione del fenomeno.

8.1   Geometria e layout

La geometria del modello è stata ricostruita sulla base di documentazione disponibile pubblicamente e non deriva da rilievi diretti.

Figura – Planimetria e layout del modello di esodo.

8.2   Affollamento e distribuzione iniziale

L’affollamento è stato impostato in coerenza con le informazioni disponibili, considerando un valore indicativo dell’ordine di grandezza riportato dalla stampa. In tutte le simulazioni di esodo è stato considerato un numero di agenti = 200.

8.3   Ipotesi comportamentali e premovimento

Le variabili comportamentali costituiscono una componente essenziale del modello. In particolare, è stato necessario assumere un tempo di premovimento compatibile con:

• allertamento non uniforme;
• contesto sociale e ambientale;
• comportamento osservabile nelle prime fasi riportato dalle testimonianze Nota metodologica – Premovimento adottato e giustificazione.

9. Calcolo di ASET

Per il calcolo di ASET possono essere utilizzati due metodi:

1. metodo di calcolo avanzato;
2. metodo di calcolo semplificato.

Nel caso in esame è stato utilizzato il metodo avanzato.

La ISO 13571 costituisce uno dei riferimenti principali per la determinazione dell’ASET (Available Safe Egress Time), inteso come il tempo disponibile prima che le condizioni ambientali diventino critiche per l’esodo. In particolare, l’ASET viene assunto pari al minimo tra i tempi di tenuta calcolati considerando quattro possibili meccanismi di compromissione degli occupanti: tossicità dei gas, irritazione respiratoria, stress termico (dovuto all’aumeto della temperatura e alla presenza di calore radiante) e riduzione della visibilità dovuta al fumo.

La  ISO 13571 è il riferimento più autorevole per il calcolo ASET, che definisce come il più piccolo tra gli ASET calcolati secondo quattro modelli:

• Il modello dei gas tossici impiega il concetto di dose inalata (exposure dose) e di FED (fractional effective dose). La exposure dose è definita come la misura della dose di un gas tossico disponibile per inalazione, cioè presente nell’aria inspirata, calcolata per integrazione della curva concentrazione-tempo della sostanza per il tempo di esposizione. La FED è il rapporto tra questa exposure dose e la dose del gas tossico che determina effetti incapacitanti sul soggetto medio esposto. Quando FED = 1 si considera incapacitato il soggetto medio. Il D.M. 3/8/2015 prevede per gli occupanti un valore massimo di soglia uguale a 0.1 a favore della sicurezza.
• Il modello dei gas irritanti impiega il concetto di FEC, fractional effective concentration. La FEC è definita come il rapporto tra la concentrazione di un gas irritante disponibile per inalazione e la concentrazione dello stesso gas che determina effetti incapacitanti sul soggetto medio esposto.
• Il modello del calore per irraggiamento e convettivo la norma propone un approccio, basato sulla FED, simile a quello dei gas tossici. La verifica del modello del calore è stata condotta conservativamente utilizzando le seguenti soglie di prestazione:
  • irraggiamento sugli occupanti ≤ 2,5 kW/m²;
  • temperatura ambiente sugli occupanti ≤ 60 °C.
• Il modello dell’oscuramento della visibilità da fumo è basato sul concetto del minimo contrasto percettibile, cioè la minima differenza di luminosità visibile tra un oggetto e lo sfondo. Il D.M. 3/8/2015 prevede per gli occupanti un valore massimo di soglia uguale a 10 m a favore della sicurezza. La verifica del modello della visibilità è stata condotta conservativamente per gli occupanti utilizzando la soglia di prestazione di 10 m, relativa alla visibilità minima valutata all’altezza di 1.80 dal pavimento.

I valori di soglia utilizzati sono quelli previsti dalla Tabella M.3-2 del D.M. 3 agosto 2015.

Tabella 25- Soglie di prestazioni impiegabili con il metodo di calcolo avanzato M.3-2

Per il calcolo dei parametri richiesti sono state posizionate delle sonde di misura all’interno del domino di calcolo, a un’altezza di 1.80 m dal pavimento (tabella M.3-2 Codice di Prevenzione Incendi), come riportato nella seguente figura:

Posizionamento sonde di misura – metodo di calcolo avanzato

Le sonde hanno misurato i seguenti valori:

• Sonde di temperatura [°C]
• Sonde di calore radiante [kW/m²]
• Sonde di Visibilità [m]
• Sonde di FED
• Sonde di FEC

I risultati di calcolo relativi al “Metodo di calcolo avanzato” sono i seguenti:

Risultati di calcolo (file di input: LeConstellation_SC_06_Sonde.fds)

10. Calcolo di RSET

Il RSET (Required Safe Egress Time) rappresenta il tempo necessario affinché gli occupanti raggiungano un luogo sicuro, misurato dall’innesco dell’incendio fino al completamento dell’esodo. La durata dell’evacuazione è influenzata sia dalla geometria dell’edificio (layout, distribuzione delle uscite, lunghezza dei percorsi), sia dalla risposta degli occupanti, che può essere rallentata dagli effetti dell’incendio (in particolare fumo, perdita di visibilità e congestione lungo le vie di fuga). Il riferimento tecnico per l’impostazione del calcolo è la ISO/TR 16738:2009.

Secondo tale approccio, il RSET può essere scomposto nelle seguenti componenti:

• T_det: tempo di rivelazione (detection);
• T_a: tempo di allarme generale;
• T_pre: tempo attività di pre-movimento (pre-travelactivity time);
• T_tra: tempo di movimento (travel).

RSET = T_det + T_a + T_pre + T_tra

Il tempo di rivelazione T_det  e il tempo di allarme generale T_a sono determinati in relazione alla tipologia di sistema di rivelazione e dallo scenario di incendio. È il tempo necessario al sistema di rivelazione automatico per accorgersi dell’incendio e generare un allarme. In genere viene calcolato analiticamente o con apposita modellizzazione numerica degli scenari d’incendio e del sistema di rivelazione. Non essendo l’attività dotata di un sistema IRAI, il tempo di rivelazione e allarme potrebbe essere stimato in relazione alla tipologia del locale e ai filmati riportati dalla stampa in un periodo non inferiore a 60 s, comunque al fine del presente studio sarà posto uguale a zero per le motivazioni di seguito rappresentate.

Il tempo di pre-movimento T_pre rappresenta l’intervallo tra la percezione dell’emergenza e l’avvio effettivo dell’esodo e include attività quali riconoscimento del pericolo, esitazione, orientamento e decisione della direzione di fuga. La letteratura evidenzia che questa fase può incidere in modo significativo sul tempo totale di evacuazione, soprattutto in ambienti affollati.

Nel presente caso, non risulta appropriato adottare i valori indicativi riportati nella Tabella M.3-1 del D.M. 3 agosto 2015, poiché le condizioni dell’attività e la dinamica dell’evento non risultano riconducibili a un quadro standardizzato. Per la stima del pre-movimento è stato quindi considerato l’approccio proposto dalla ISO/TR 16738, che evidenzia come i tempi di risposta dipendano in modo determinante dal livello di gestione della sicurezza, dalla complessità dell’edificio e dalla qualità del sistema di allarme.

Nel caso in esame non sono disponibili elementi oggettivi sufficienti per attribuire in modo affidabile una categoria di scenario, considerando l’assenza di un sistema di allarme strutturato, l’elevato numero di occupanti e la forte variabilità delle condizioni di contesto. Di conseguenza, non risulta possibile definire un valore di T_pre rappresentativo e tecnicamente giustificabile, poiché la dinamica dell’evento e le informazioni disponibili non consentono una stima significativa e riproducibile di tale parametro.

Tempo di movimento (travel-time)

Considerate le incertezze nella determinazione dei tempi di rivelazione, allarme e pre-movimento, l’analisi si concentra sulla sola componente di  (T_tra), stimabile tramite un modello di esodo. Questa scelta consente di valutare in modo diretto la capacità geometrica e funzionale delle vie di uscita: qualora infatti il solo travel time risultasse superiore all’ASET, la stima delle restanti componenti del RSET risulterebbe non determinante ai fini dell’esito, poiché introdurrebbe esclusivamente contributi ulteriormente peggiorativi.

Il tempo di movimento rappresenta l’intervallo impiegato dagli occupanti per raggiungere un luogo sicuro una volta avviata l’evacuazione, ed è funzione della configurazione delle vie di esodo, della capacità delle uscite e della formazione di congestioni in corrispondenza dei colli di bottiglia.

Modello di esodo adottato

Il calcolo di T_tra è stato condotto mediante il modello EVAC, integrato con FDS (Fire Dynamics Simulator), sviluppato dal NIST (National Institute of Standards and Technology) in collaborazione con il VTT. Il modello, basato sulla teoria della Social Force, consente di simulare l’esodo con approccio agent-based, rappresentando in modo realistico le interazioni tra occupanti e l’insorgenza di fenomeni di congestione in condizioni di elevato affollamento.

Gli agenti adottati nella simulazione sono stati definiti secondo le caratteristiche previste dal software

Impostazione prestazionale e criterio di confronto

Coerentemente con l’approccio ASET/RSET previsto dalla ISO/TR 16738:2009 e dal D.M. 3 agosto 2015 (Codice di prevenzione incendi), considerato l’assenza di misure di prevenzione e protezione antincendio, sia di tipo impiantistico che gestionale, la simulazione è stata impostata con l’obiettivo di valutare esclusivamente la capacità delle vie di esodo attraverso il solo tempo di movimento.

I tempi di rivelazione, allarme e pre-movimento sono stati assunti pari a zero, configurando un RSET minimo teorico (best-case), corrispondente a un avvio immediato dell’evacuazione alla prima percezione del pericolo. Tale scelta rappresenta una condizione volutamente favorevole: qualora il solo travel time risulti confrontabile o superiore all’ASET, l’inclusione dei tempi di risposta e organizzazione dell’esodo renderebbe l’esito inevitabilmente peggiorativo.

Sono stati esaminati diversi scenari di esodo, variando il numero e la capacità delle uscite disponibili. Di seguito si riportano quelli ritenuti più significativi:

• Scenario_04_EVAC -> unica scala con larghezza 1.0 ÷ 1.20 m (configurazione assimilabile alla situazione reale).
• Scenario_05_EVAC -> unica scala con larghezza 3 m (configurazione assimilabile alla situazione pregressa).
• Scenario_06_EVAC -> 2 Uscite di Scurezza: scala con larghezza 1.20 m + una US in piano di larghezza = 1.20 m.
• Scenario_07_EVAC -> 3 Uscite di Scurezza: scala con larghezza 1.20 m + due US in piano di larghezza = 1.20 m.

I risultati delle simulazioni per gli scenari analizzati sono riportati nella Tabella:

La simulazione dell’esodo è stata impostata con l’obiettivo di valutare la sola componente di tempo di movimento (Travel time), ossia la capacità delle vie d’esodo e la formazione di congestioni. Coerentemente con l’approccio ASET/RSET della UNI ISO/TR 16738, i tempi di rivelazione, allarme e pre-movimento sono stati assunti pari a zero, configurando un RSET minimo teorico (best-case), corrispondente a un avvio immediato dell’esodo alla prima percezione del pericolo. Tale scelta è finalizzata a verificare se l’esodo risulti possibile anche nelle condizioni più favorevoli; qualora il solo tempo di movimento risulti superiore all’ASET, l’inclusione dei tempi di allarme e pre-evacuazione renderebbe l’esito ulteriormente peggiorativo.

11.    Output della simulazione

11.1   Scenario di evacuazione 04  

E’ prevista la presenza della sola scala di dimensioni 1.20 m.

La simulazione dell’esodo, condotta mediante il modulo FDS+EVAC (versione 2.5.2), ha considerato una popolazione iniziale pari a 200 occupanti, tutti presenti nello stesso compartimento e indirizzati verso un’unica via di uscita. I tempi di rivelazione, allarme e pre-movimento sono stati assunti nulli, al fine di valutare esclusivamente la componente di tempo di movimento e stimare un RSET minimo teorico.
Gli agenti sono caratterizzati da velocità desiderate iniziali comprese indicativamente tra 1,2 e 1,5 m/s, coerenti con una popolazione giovani/adulta normodotata in condizioni non penalizzate, come riportato nell’output iniziale del modello.

Visualizzazione alternativa in Smokeview

Fin dalle primissime fasi della simulazione si osserva una rapida convergenza dei flussi verso l’unica uscita disponibile, con un conseguente incremento della densità locale in prossimità dell’imbocco. L’andamento temporale del deflusso evidenzia un rapido raggiungimento della capacità massima dell’uscita, seguito da una marcata riduzione della velocità media degli agenti dovuta all’insorgenza di interazioni di contatto tra individui e tra individui ed elementi dell’ambiente costruito.
In corrispondenza dell’uscita si instaurano condizioni di elevata densità, riconducibili al superamento delle soglie critiche tipiche dei modelli velocità–densità implementati in FDS+Evac. In tale regime, il flusso di evacuazione risulta governato dalla limitata capacità geometrica dell’uscita, con formazione di un collo di bottiglia persistente e con fenomeni localizzati di arresto temporaneo del moto (gridlock).
Il flusso all’uscita tende pertanto a stabilizzarsi su valori inferiori a quelli necessari per garantire l’evacuazione dell’intera popolazione entro un tempo compatibile con l’ASET, rendendo il tempo complessivo di esodo fortemente dipendente dalla congestione piuttosto che dalle caratteristiche individuali degli occupanti.
I risultati indicano che, anche in condizioni estremamente favorevoli e ottimistiche, l’unica uscita di sicurezza disponibile non è in grado di sostenere il deflusso richiesto. L’insufficienza del sistema di esodo risulta quindi strutturale e indipendente dalle ipotesi comportamentali adottate; l’introduzione di tempi realistici di rivelazione, allarme e pre-evacuazione non potrebbe che determinare un ulteriore peggioramento del margine di sicurezza.

Da un esame di file di output di FDS+EVAC risulta che l’evacuazione completa della popolazione viene raggiunta a t ≈ 367 s (circa 6,1 minuti). Il primo occupante raggiunge l’uscita di sicurezza a piano terra a t ≈ 16 s, mentre l’andamento cumulativo degli evacuati evidenzia una marcata dilatazione temporale della fase finale dell’esodo: il 10% degli occupanti risulta evacuato a t ≈ 49,6 s, il 50% a t ≈ 189,7 s e il 90% solo a t ≈ 330,2 s. L’ultimo 10% richiede pertanto oltre 35 s, indicando una condizione di congestione persistente e fortemente penalizzante.

Il tempo complessivo di evacuazione risulta quindi più che raddoppiato rispetto allo scenario con scala da 3,00 m, a conferma del ruolo determinante della larghezza dell’unica via di esodo. La portata media globale, calcolata tra il primo e l’ultimo transito, risulta pari a circa 0,57 persone/s; rapportata alla larghezza della scala, ciò corrisponde a un flusso specifico medio di circa 0,47 pers/(s·m).

L’andamento temporale del deflusso mostra che la capacità della scala viene rapidamente saturata, con formazione di un collo di bottiglia stabile in corrispondenza dell’imbocco. In tale area, la dinamica dell’esodo è governata prevalentemente dalle interazioni fisiche di contatto tra gli occupanti e tra questi e l’ambiente costruito, con riduzione progressiva della velocità di avanzamento e transizione verso un regime di moto collettivo forzato. La simulazione evidenzia pertanto fenomeni di accodamento marcato e rallentamento generalizzato, non risolvibili attraverso sole ipotesi di reazione rapida o comportamento ordinato degli occupanti.

La presenza di una sola scala di larghezza pari a 1,20 m costituisce un vincolo strutturale insuperabile per l’esodo.

In conclusione, la simulazione dimostra che il sistema di esodo, configurato con un’unica scala da 1,20 m, risulta intrinsecamente insufficiente. L’evacuazione è interamente governata dal collo di bottiglia rappresentato dalla scala, e l’introduzione di tempi realistici di rivelazione, allarme e pre-evacuazione non potrebbe che determinare un ulteriore e significativo peggioramento del margine di sicurezza.

Scenario 04 – numero di agenti interni al locale nel tempo dopo l’avvio dell’evacuazione

Scenario 04 – numero di agenti transitati nel tempo dalla Uscita 01

 

11.2  Scenario di evacuazione 05

E’ prevista la presenza della sola scala di dimensioni 3.00 m.

Da un esame di file di output di FDS+EVAC risulta che la popolazione iniziale pari a 200 occupanti viene evacuata integralmente a t = 217 s (≈ 3,6 min). La dinamica temporale del deflusso mostra una fase iniziale di avvio seguita da una lunga fase governata dal collo di bottiglia: il 10% degli occupanti risulta evacuato a t ≈ 36,22 s, il 50% a t ≈ 116,06 s, il 90% a t ≈ 195,30 s, mentre l’ultimo 10% richiede ulteriori ~22 s, evidenziando un effetto “coda” tipico di condizioni di congestione persistente in prossimità dell’unico punto di uscita.

Visualizzazione alternativa in Smokeview

L’analisi del tasso di deflusso ricavato dalla curva relativa agli evacuati nel tempo evidenzia che la portata complessiva media durante la fase effettiva di evacuazione (dal primo transito, t ≈ 14,46 s, fino all’ultimo, t = 217,17 s) è pari a circa 0,99 persone/s. Il picco di portata (stimato su una finestra temporale di ~5 s) raggiunge circa 1,84 persone/s. Rapportando tali valori alla larghezza della scala (3,00 m), il flusso specifico risulta dell’ordine di 0,33 pers/(s·m) in media e fino a circa 0,61 pers/(s·m) al picco: ciò indica che, pur in presenza di una larghezza significativa, la prestazione globale dell’esodo resta dominata dalla convergenza dei flussi verso un’unica uscita e dalle interazioni locali (accodamento/attriti/contatti), più che dalla sola “capacità geometrica” nominale della scala.

Coerentemente con la crowd dynamics, la configurazione con un solo percorso di esodo determina un sistema intrinsecamente non robusto: piccoli incrementi di domanda (affollamento), una minima riduzione di velocità o qualunque tempo aggiuntivo (rivelazione/allarme/pre-movimento) si tradurrebbero in un aumento diretto del tempo totale, in quanto l’unica uscita rappresenta il vincolo prestazionale dominante. In questo scenario, anche un’ampia scala non elimina la criticità fondamentale: la mancanza di ridondanza (vie alternative) rende l’esodo vulnerabile a congestione e blocchi locali.

Scenario 05 – numero di agenti interni al locale nel tempo dopo l’avvio dell’evacuazione

Scenario 05 – numero di agenti transitati nel tempo dalla Uscita 01

 

11.3   Scenario di evacuazione 06  

E’ prevista la presenza di 2 Uscite di Sicurezza: la scala di dimensioni 1.20 m e una US in piano di dimensioni = 1.20 m.

Da un esame di file di output di FDS+EVAC risulta che la popolazione iniziale pari a 200 occupanti, tutti presenti nel medesimo ambiente e indirizzati verso due vie di esodo distinte, costituite da una scala di larghezza pari a 1,20 m e da una uscita allo stesso livello, anch’essa di larghezza pari a 1,20 m. Come negli scenari precedenti, i tempi di rivelazione, allarme e pre-movimento sono stati assunti nulli, al fine di valutare esclusivamente la componente di tempo di movimento e stimare un RSET minimo teorico.

Visualizzazione alternativa in Smokeview

Dall’output ExitCounter risulta che l’evacuazione completa della popolazione viene raggiunta a t ≈ 184 s (circa 3,0 minuti). La distribuzione finale degli occupanti mostra un utilizzo sostanzialmente bilanciato delle due uscite, con 97 persone evacuate attraverso la scala e 103 persone attraverso l’uscita allo stesso livello, a conferma di una ripartizione naturale dei flussi in presenza di vie di esodo alternative comparabili per capacità e accessibilità.

L’andamento cumulativo degli evacuati evidenzia una dinamica significativamente più efficiente rispetto agli scenari con una sola uscita. In particolare:

• il 10% degli occupanti risulta evacuato a t ≈ 12,8 s,
• il 50% a t ≈ 46,6 s,
• il 90% a t ≈ 143,8 s.

La fase finale dell’esodo risulta quindi sensibilmente più contenuta, senza l’evidenza di una “coda” prolungata come osservato negli scenari a uscita singola, indicando l’assenza di congestioni persistenti e di colli di bottiglia dominanti.

Dal punto di vista della crowd dynamics, la presenza di due percorsi di esodo indipendenti consente una riduzione significativa delle densità locali in prossimità degli imbocchi, evitando il superamento delle soglie critiche tipiche dei modelli velocità–densità. Il flusso complessivo risulta distribuito su due uscite, con una conseguente diminuzione delle interazioni di contatto tra individui e tra individui e ambiente costruito, e con il mantenimento di un regime di moto prevalentemente individuale per gran parte della durata dell’evacuazione.

Nel complesso, i risultati dimostrano che l’introduzione di una seconda uscita di sicurezza, anche di larghezza contenuta (1,20 m minimo previsto dalla normativa prescrittiva in Italia), determina un incremento sostanziale della robustezza del sistema di esodo, riducendo drasticamente i tempi complessivi di evacuazione e mitigando i fenomeni di congestione osservati negli scenari con una sola via di fuga. Tale configurazione evidenzia pertanto un comportamento significativamente più favorevole e coerente con i principi di ridondanza e distribuzione dei flussi alla base della progettazione prestazionale dell’esodo.

Scenario 06 – numero di agenti interni al locale nel tempo dopo l’avvio dell’evacuazione

 

Scenario 06 – numero di agenti transitati nel tempo dalla Uscita 01 e dalla Uscita 04

 

 

11.4   Scenario di evacuazione 07  

E’ prevista la presenza di 3 Uscite di Sicurezza: la scala di dimensioni 1.20 m e due US in piano di dimensioni = 1.20 m.

Da un esame di file di output di FDS+EVAC risulta che la popolazione iniziale pari a 200 occupanti, distribuiti in un ambiente unico e indirizzati verso tre vie di esodo indipendenti, costituite da due uscite allo stesso livello, ciascuna di larghezza pari a 1,20 m, e da una scala, anch’essa di larghezza 1,20 m. Anche in questo scenario, i tempi di rivelazione, allarme e pre-movimento sono stati assunti nulli, al fine di valutare esclusivamente la componente di tempo di movimento e determinare un RSET minimo teorico.

Visualizzazione alternativa in Smokeview

Dall’output ExitCounter risulta che l’evacuazione completa della popolazione viene raggiunta a t ≈ 127 s (circa 2,1 minuti). La ripartizione finale dei flussi evidenzia un utilizzo equilibrato delle tre uscite, con 62 occupanti evacuati attraverso la prima uscita in piano, 65 attraverso la seconda uscita in piano e 73 tramite la scala, a conferma di una distribuzione naturale dei flussi in presenza di percorsi alternativi comparabili per capacità.

L’andamento cumulativo degli evacuati N(t) mostra una dinamica particolarmente efficiente:

• il 10% degli occupanti risulta evacuato a t ≈ 6 s,
• il 50% a t ≈ 25 s,
• il 90% a t ≈ 87 s.

La fase finale dell’esodo risulta contenuta e priva di code prolungate, indicando l’assenza di congestioni persistenti o di colli di bottiglia dominanti. Rispetto agli scenari con una o due uscite, la curva di evacuazione presenta una pendenza più elevata e più costante, segnale di un sistema di esodo in grado di sostenere la domanda senza entrare in regime di saturazione.

Dal punto di vista della crowd dynamics, la presenza di tre vie di esodo consente di mantenere le densità locali in prossimità degli imbocchi al di sotto delle soglie critiche previste dai modelli velocità–densità. Le interazioni fisiche di contatto tra individui e tra individui e ambiente costruito risultano limitate nel tempo e nello spazio, consentendo per la maggior parte dell’evacuazione un regime di moto prevalentemente individuale, con velocità prossime a quelle desiderate.

Nel complesso, i risultati dimostrano che l’introduzione di una terza uscita di sicurezza, anche di larghezza contenuta (1,20 m), determina un ulteriore incremento della robustezza del sistema di esodo, con una significativa riduzione del tempo complessivo di evacuazione e una marcata mitigazione dei fenomeni di congestione osservati negli scenari con un numero inferiore di uscite. Tale configurazione risulta coerente con i principi di ridondanza, distribuzione dei flussi e resilienza del sistema di esodo alla base della progettazione prestazionale secondo l’approccio FSE.

Scenario 07 – numero di agenti interni al locale nel tempo dopo l’avvio dell’evacuazione

Scenario 07 – numero di agenti transitati nel tempo dalla Uscita 01 dalla Uscita 04 e dalla Uscita 05

Sono stati effettuati vari step di calcolo per gli scenari considerati, con un numero di persone diverso, in particolare sono stati considerati gli stessi scenari con 150, 200 e 250 persone. 

I risultati ono i seguenti:

 

12. Discussione dei risultati

Poiché il locale era configurato come ambiente unico, privo di compartimentazioni interne, da ciascun punto dell’area occupata era possibile percepire visivamente e direttamente l’evoluzione dell’evento. È pertanto ragionevole ritenere che una quota iniziale di occupanti abbia avviato l’esodo nei primissimi istanti successivi all’innesco, riuscendo ad allontanarsi tempestivamente dalla zona di pericolo.

La restante parte degli occupanti, pur avendo verosimilmente riconosciuto la situazione di rischio e reagito in tempi relativamente brevi, non è riuscita a completare l’accesso all’unica scala disponibile a causa dell’insorgenza di condizioni di elevata densità locale. In tali condizioni, le interazioni fisiche tra le persone e tra queste e gli elementi dell’ambiente costruito hanno generato forze di contatto tali da ostacolare il movimento, determinando fenomeni di congestione e blocco dell’esodo.

In altre parole, per la restante parte degli occupanti, pur in presenza di tempi di reazione contenuti, il processo di evacuazione è stato fortemente condizionato dall’evoluzione delle dinamiche di folla. In prossimità dell’accesso all’unica scala disponibile si sono infatti instaurate condizioni di elevata densità, tali da determinare una transizione dal moto individuale al moto collettivo forzato. In tale regime, descritto dalla letteratura di crowd dynamics, le interazioni fisiche tra individui e tra individui e ambiente costruito generano forze di contatto che limitano progressivamente la libertà di movimento, riducendo la velocità di avanzamento fino a fenomeni di congestione marcata e, localmente, di blocco dell’esodo, indipendentemente dalla volontà o dalla prontezza di reazione dei singoli occupanti.

Tale comportamento è coerente con i modelli fondamentali velocità–densità e con gli studi sperimentali su flussi pedonali in condizioni di elevato affollamento, nei quali il superamento di soglie critiche di densità comporta una drastica riduzione della capacità di deflusso e l’insorgenza di fenomeni di “crowd turbulence”.

I risultati della simulazione evidenziano che la configurazione del sistema di esodo, caratterizzata dalla presenza di una sola uscita di sicurezza, non risulta in grado di garantire condizioni di deflusso compatibili con la salvaguardia degli occupanti. Fin dalle fasi iniziali dell’evacuazione si osserva una rapida concentrazione dei flussi in prossimità dell’imbocco dell’uscita, con conseguente incremento della densità locale fino al superamento delle soglie critiche comunemente riportate in letteratura per il moto pedonale.

In tali condizioni, la dinamica del movimento è dominata da interazioni di tipo fisico tra gli individui e tra questi e l’ambiente costruito, con progressiva perdita della capacità di avanzamento individuale e transizione verso un regime di moto collettivo forzato. La simulazione mostra una marcata riduzione della velocità media di deflusso, accompagnata dall’insorgenza di fenomeni di congestione persistente e, localmente, di arresto del flusso.

Il tempo complessivo di evacuazione risulta pertanto governato dalla capacità limitata dell’unica uscita disponibile, configurando un chiaro effetto di collo di bottiglia che ha reso il sistema di esodo strutturalmente non adeguato. 
Ne consegue che l’insufficienza del numero e della capacità delle vie di uscita costituisce il fattore determinante dell’esito negativo dell’esodo, indipendentemente dalle ipotesi comportamentali adottate, e che eventuali tempi aggiuntivi legati alla percezione dell’evento e all’organizzazione della fuga non potrebbero che peggiorare ulteriormente il margine di sicurezza.

 

13.      Conclusioni

La valutazione dell’esodo in condizioni di incendio richiede di distinguere tra:

• tempo disponibile, determinato dalle condizioni di tenibilità (ASET);

• tempo richiesto, determinato dalla risposta umana e dalla dinamica di deflusso (RSET).

Nel caso analizzato, un ASET dell’ordine di 130 s rende particolarmente rilevanti le componenti iniziali dell’evacuazione: percezione dell’evento, avvio dell’esodo e formazione di congestioni. In condizioni di allertamento non uniforme e di elevato affollamento, anche comportamenti umani tipici delle prime fasi dell’emergenza possono influenzare in modo decisivo l’esito dell’evacuazione, riducendo drasticamente il margine di sicurezza.

Quando l’ASET è dell’ordine di pochi minuti, la differenza tra un esodo potenzialmente efficace e uno inefficace è spesso determinata non tanto dalla distanza dall’uscita, quanto dal pre-movimento e dalla congestione iniziale in prossimità dei colli di bottiglia.

L’analisi prestazionale è stata condotta mediante simulazioni numeriche con FDS+EVAC, confrontando diverse configurazioni del sistema di esodo a parità di popolazione e condizioni iniziali. In tutti gli scenari analizzati, i tempi di rivelazione, allarme e pre-movimento sono stati assunti nulli, al fine di stimare un RSET minimo teorico (best-case) e valutare la sola capacità del sistema di esodo in termini di tempo di movimento.

I risultati mostrano in modo univoco che la prestazione dell’esodo non dipende esclusivamente dalla larghezza complessiva delle vie di uscita, ma in misura determinante dal numero di percorsi disponibili e dalla loro ridondanza. Gli scenari caratterizzati da una sola via di uscita evidenziano l’insorgenza precoce di congestioni in prossimità dell’imbocco, con rapido incremento della densità e conseguente perdita di efficienza del deflusso. In tali condizioni, il tempo complessivo di evacuazione risulta governato dal collo di bottiglia rappresentato dall’unica uscita, rendendo il sistema intrinsecamente vulnerabile e altamente sensibile a variazioni anche minime delle condizioni operative.

Al contrario, l’introduzione di uscite aggiuntive, anche di larghezza contenuta (1,20 m), determina una significativa riduzione dei tempi di evacuazione e una marcata mitigazione delle congestioni. La presenza di due e, ancor più, tre vie di esodo indipendenti favorisce una distribuzione più naturale dei flussi, contenendo le densità locali e migliorando la robustezza complessiva del sistema rispetto alle incertezze comportamentali e gestionali.

Con specifico riferimento all’incendio di Crans-Montana, le simulazioni consentono una considerazione di particolare rilievo: la configurazione del locale Le Constellation, dotato di una sola scala come via di esodo, rappresentava una condizione strutturalmente sfavorevole per la gestione dell’evacuazione, indipendentemente dalla rapidità di reazione degli occupanti. Anche ipotizzando un avvio immediato dell’esodo, la capacità limitata e non ridondante dell’unica scala avrebbe favorito la formazione di congestionamenti critici, con conseguente intrappolamento di una parte significativa degli occupanti in prossimità dell’accesso.

Alla luce di quanto emerso, si può concludere che, in contesti ad elevato affollamento e con rapido sviluppo dell’incendio, l’assenza di percorsi di esodo alternativi costituisce un fattore determinante di vulnerabilità, tale da compromettere la possibilità di un’evacuazione efficace anche nelle condizioni più favorevoli. I risultati confermano quindi il ruolo primario del numero e della distribuzione delle vie di uscita nella sicurezza dell’esodo, in coerenza con i principi dell’approccio prestazionale della Fire Safety Engineering.

 

 

Dott. Arch. Martina Bellomia

martina.bellomia@gmail.com

 

 

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