Reducerea riscului de incendiu in cladiri

Lipsa măsurătorilor (inclusiv cunoștințe, metodele standard de testare, metodologii de interpretare a rezultatelor testelor și metode predictive validate), constituie o barieră tehnică substanțială pentru dezvoltarea și introducerea unei protecții inovatoare împotriva incendiilor care implică materiale, design și tehnologie. Deficiențele actuale de înțelegere (inclusiv capacitatea de modelare, metodele de testare adecvate și metodologiile), împiedică întreaga capacitate de a demonstra că inovațiile propuse sunt fezabile din punct de vedere tehnic, sigure și viabile din punct de vedere economic. Lipsa unei înțelegeri cantitative a incertitudinii și a performanțelor sistemului împiedică dezvoltarea factorilor de siguranță raționali, în analiza și proiectarea ingineriei de protecție împotriva incendiilor. Pentru a îmbunătăți situația, Institutul European de Tehnologii, prezidat de Comisia Europeană, a demarat un program să reducă riscul de răspândire a incendiilor în clădiri, prin dezvoltarea și implementarea științei măsurătorilor. Programul dezvoltă și cuantifică precizia instrumentelor și analizelor de proiectare, bazate pe performanță, și creează baza științifică pentru următoarea generație de tehnici de standardizare, codificare și măsurare a incendiilor.

Studiul focului, o necesitate acută

Proiectarea bazată pe performanța clădirilor necesită instrumente valide, pentru a justifica o siguranță echivalentă, în comparație cu cerințele codului prescriptiv. Fără instrumentele necesare, pentru a elabora și cuantifica toate costurile posibilelor opțiuni de proiectare, arhitecții și inginerii sunt constrânși să realizeze soluții eficiente.

O opțiune bazată pe performanță a fost inclusă în Codul de siguranță a vieții al Asociației Europene de Protecție împotriva Incendiilor, iar Societatea Europeană a Inginerilor pentru Protecția Incendiilor a publicat ghiduri de proiectare, pentru a facilita implementarea și cele mai bune practici, în utilizarea tehnicilor de protecție împotriva incendiilor, pe bază de performanță.

Programul include mai multe teme majore de cercetare în domeniul măsurătorilor, fiecare cu idei tehnice noi, corespunzătoare. Scopul lucrării este acela de a se asigura că toate cunoștințele științifice pot fi difuzate eficient, pentru a facilita dezvoltarea standardelor și codurilor și pentru a spori capacitățile și sfera de aplicare a modelelor predictive, asociate cu toate cele patru zone de interes. Noile idei tehnice sunt descrise mai jos, pentru fiecare dintre domeniile majore de dezvoltare.

Dezvoltarea modelelor de incendiu

Sunt evidențiate trei domenii: dezvoltarea algoritmului, verificarea și validarea, și suportul utilizatorilor. Noua idee este aceea de a îmbunătăți și de a extinde capacitatea de predicție a modelelor actuale de incendiu, utilizând submodele care simulează mai bine procesele critice fizice și chimice, în caz de incendii. Noile date, generate pe fenomenele de fază solidă și în fază gazoasă, sunt ghidarea dezvoltării și validării submodelului de ardere a materialelor și a emisiilor de funingine. În acest scop, a fost pus la punct un plan de gestionare a configurației, care automatizează întreținerea folosind documentația completă de urmărire a reviziilor și coordonează dezvoltarea de software, în cadrul unui set stabilit de linii directoare.

Măsurători avansate de foc

Noua idee este de a dezvolta noi tehnici de măsurare care sunt bine caracterizate și exacte, care îmbunătățesc înțelegerea fizică a focului și facilitează inovarea în domeniul protecției împotriva incendiilor. Zona oferă, de asemenea, date critice, care să ghideze dezvoltarea și care să permită validarea modelelor predictive. Cercetarea se concentrează asupra dezvoltării unor tehnici inovatoare de măsurare (de exemplu, măsurători de funingine extractive în timp real), îmbunătățirea tehnicilor tradiționale de măsurare (inclusiv viteza de eliberare a căldurii și sonda de viteză bidirecțională), și utilizarea acestor tehnici, pentru a îmbunătăți înțelegerea structurii incendiilor compartimentelor . Aceste rezultate sunt folosite pentru a ghida și valida software-ul NIST Fire Dynamics Simulator (FDS), un model de focalizare predictivă.

Protecția împotriva incendiilor în clădiri

Se creează o nouă teorie și se obțin date noi, pentru a caracteriza performanța în zonele critice de protecție împotriva incendiilor, în sistemele de construcții. Cercetarea include dezvoltarea unui instrument software de suport, pentru decizii destinate comunităților interesate de investiții rentabile în sprinkler-ele de apă, un model de ieșire bazat pe datele obținute în timpul evacuărilor de foraj, la foc, din anumite tipuri de clădiri și pe experimente pe scară largă, care examinează efectele tipului detectorului, amplasarea și sursa de combustibil, privind performanța detectoarelor de fum.

Siguranța împotriva incendiilor cu hidrogen

Se desfășoară cercetări pentru dezvoltarea tehnologiilor emergente de detectare și metode predictive de siguranță a hidrogenului. Experimentele sunt utilizate pentru a evalua eficacitatea software-ului Simulator Fire Dynamics (FDS), pentru a prezice comportamentul de dispersie al unui gaz flotant și pentru a identifica modificările necesare ale modelului. Performanța senzorului de gaze cu hidrogen este testată în instalația pentru detectorul de hidrogen. De aceea, Institutul continuă să lucreze cu laboratoare din industrie, de testare a incendiilor, organizații naționale și internaționale, care determină standardele și codurile de incendiu, cercetători universitari, alte agenții guvernamentale și cercetători internaționali în domeniul incendiilor, pentru a reduce pierderile de incendiu. Acest program oferă cunoștințele și instrumentele necesare pentru a reduce pierderile sistemice de incendiu, ca sursă recunoscută de metode precise de măsurare și metode de predicție utilizate în practică.

Reducerea riscurilor în comunitățile urbane

Incendiile de interfață urbană (WUI), se produc atunci când incendiile sălbatice nu pot fi controlate, adesea, din cauza condițiilor extreme de vânt și de combustibil, răspândite în comunități. Aceste incendii apar în întreaga lume. În ultimii zece ani, au survenit daune semnificative în urma incendiilor WUI în S.U.A., Australia și regiunea mediteraneeană. Chiar și cu creșterea nivelului de efort de reducere a riscurilor, prin tratamentele ”wildland fuel”, California a suferit trei mari evenimente de pierdere a incendiilor WUI în ultimii șase ani.

Deoarece s-a efectuat o mică analiză a incendiilor experimentale sau post-WUI, pentru a evalua abordările de reducere a riscurilor existente pentru o gamă reprezentativă de medii WUI, eficacitatea acestora este în general nedovedită, atât din punct de vedere al reducerii riscului, cât și din punct de vedere economic. Incendiile WUI, distructive, se produc adesea pe scară largă și în condiții de mediu extreme, care sunt dificil de reprodus experimental sau de măsurat cu instrumente, pe teren. Acest lucru prezintă provocări semnificative, în ceea ce privește modelarea eficientă, cercetarea experimentală și pe teren.

Obiectivul general programului prezentat aici este și de a evalua și a îmbunătăți instrumentele utilizate de comunități, proprietari de case și ofițeri de pompieri, pentru a reduce efectiv și economic pagubele și pentru a îmbunătăți siguranța în cazul incendiilor WUI. Acum, se dezvoltă instrumente îmbunătățite prin intermediul progreselor în domeniul științelor măsurării, prin proiecte colaborative și sinergice, care implică măsurători de laborator și de teren, analize post-incendiu, modelare comportamentală pe bază de foc, modele economice de analiză a costurilor și ateliere de lucru cu părțile interesate.

Acest program va conduce la reducerea costurilor cauzate de incendiile WUI, prin furnizarea de știință de măsurare, cu scopul de a dezvolta și evalua noi metode standard de testare, coduri de construcție și tehnici de retehnologizare a structurii. În mod similar, adoptarea unor metode de evaluare a riscurilor și a metodelor de diminuare a riscurilor comunitare îmbunătățite și testate, va conduce la reducerea daunelor și la îmbunătățirea siguranței răspunsului la situații de urgență. Părțile interesate includ proprietarii de case, asociațiile proprietarilor de case, departamentele de pompieri din oraș, oficiali de stat, producători de materiale de construcție, constructori de case, organizații de standardizare și cercetători în domeniul incendiilor.