城市彩色森林火灾应急系统设计研究——以南京幕府山为例

郑 璐，赵梦思 ，肖振东，祝遵凌,b

(南京林业大学 a.艺术设计学院；b.风景园林学院，江苏 南京 210037)

城市彩色森林火灾应急系统设计研究
——以南京幕府山为例

郑 璐a，赵梦思a，肖振东a，祝遵凌a,b

(南京林业大学 a.艺术设计学院；b.风景园林学院，江苏 南京 210037)

火灾是现代城市中一种常见的灾害类型，若其发生于城市山体，则呈现突发性强、损失大、恢复慢等特点，将对公众安全、社会发展和生态环境产生巨大威胁。幕府山位于南京市区，融山水城林于一体，自然资源和人文资源丰富，但由于周围人群活动频繁，存在较大火灾隐患。有别于传统防火与灭火措施，借助景观设计手段，从灾前防御、灾时逃离和避难三个方面，有机结合彩色防火林带、彩色逃离漫道和彩色避难构筑物，研究可操作性强的城市森林防火避灾措施，最大程度提升幕府山防火避险能力。

城市山体；火灾防御；逃离避难；应急系统；景观设计

森林是陆地生态系统的主体，对全球生态环境起到重要影响，但却经常受到火灾危害。据2008年统计，全球平均每年发生森林火灾约22万次，受灾面积达1 000万hm2，约占世界森林覆盖率的0.1%[1]。而森林火灾的发生，绝大部分都是人为火源，多半发生于人迹常至的地方[2]。由于城市化进程的加快，一些原本属于郊区的山体逐渐被纳入到城市规划范围。南京森林资源丰富，幕府山作为南京市区中的丘陵山体，地理位置特殊，山上植被茂密，周围居民点集中。随着幕府山地区不断开发，人群在此活动愈发频繁，因而存在较大火灾隐患。近几年，由于乱扔烟头、焚烧枯叶等行为，幕府山多次发生森林火灾，虽然被及时发现并扑灭，但还是对大片植被造成了破坏。火灾是现代城市中一种常见的灾害类型，幕府山作为人群活动和建筑分布高度密集的区域，无论自然还是人为，无论山林还是居住区，一旦引发火灾，可能扩大至整个幕府山和周边城区，对公众安全、社会发展和生态环境将造成巨大危害。火灾重在预防，而对森林火灾的预防又是一门涉及多专业、多学科的综合技术。如何实现对幕府山地区森林火灾的防御，以及火灾发生时如何帮助山上的人群最快逃离和应急避难，成为了目前一个亟待解决的问题。

1 研究对象概况

1.1 场地现状分析

幕府山位于江苏省南京市。南京位于长江下游中部地区，整个城市山水城林融于一体，江河湖泉相得益彰，城市林木覆盖率26.4%，建成区绿化覆盖率45%，人均公共绿地面积13.7 m2。幕府山地区属北亚热带季风气候，年平均气温14.6～16.4 ℃，但夏季酷热，冬季寒冷。雨量充足，年平均降水量为800～1 000 mm，降水相对集中在6月中旬至7月中上旬的梅雨季节。春季以东南和东风为主，夏季以东风和东南风为主，秋季以东北风为主，冬季以东北风为主。平均风速不大，大风的日数亦不多。

幕府山位于长江之滨，地处南京市规划战略发展中心位置，为横贯于南京市鼓楼区下关和栖霞区燕子矶的丘陵山体，呈东北至西南方向延伸，地区岸线全长约6 km，是南京市西北的天然屏障。山上植被类型丰富，拥有针叶林、针阔混交林、阔叶林、竹林、经济林等众多森林类型，植物群落结构可分为乔木、灌木及草本3个层次，还有一些稀有物种，如秤锤树Sinojackia xylocarpa和铜钱树Paliurus hemsleyanus。正是这些区位自然因子的相互作用，影响了幕府山森林火灾的发生与蔓延[3]。

除了丰富的自然资源，秀丽的幕府山还是南京市北郊沿江“幕燕风景区”的一部分，曾经有过诸如“化龙丽地”、“达摩古洞”、“长江第一矶”等闻名遐迩的名胜古迹和人文景观，流传着“龙牙滴水”、“乾隆寻父”、“仙人台”等许多美丽动人的民间故事。幕府山上曾经还有过许多寺庙，如嘉善寺、同行寺、弘记寺等，还有六朝墓葬和夫妇分室合葬墓两座历史文化墓葬。

幕府山地区石材与矿产资源丰富，由于石灰岩与白云石岩等地质结构，以及紧靠长江的地理位置，形成了沿江6 km的连绵险悬石壁与丰富洞穴，如仙源洞、上台洞、真武洞、玉笋洞等。

也正因幕府山拥有如此丰富的自然人文资源（见图1），在地区长远规划中，对幕府山森林火灾的防御就显得尤为必要。这不仅是对幕府山上珍贵自然人文资源的保护，更是对地区公众安全和社会长远发展的重要保障。

图1 场地资源分析Fig.1 Site resources analysis

1.2 人群活动分析

幕府山周边分布有较多居民区，在当地政府支持下，此地于2014年已启动建设一座以体育为主题的公园，这将会吸引更多居民和游客来此运动、观赏和游玩。人为活动的增加，势必将产生更大的森林火灾隐患。根据调查，人群在幕府山活动的类型主要包括旅游、祭祀、锻炼、野营、野炊等，其中野营、野炊、祭祀等活动极易引发森林火灾。通过分析，得出可能引发森林火灾的范围主要集中在人群活动密集以及景观效果突出的区域，此结论将为后续的设计提供依据（见图2）。

2 彩色应急系统设计主题与原则

2.1 设计主题

“完善幕府山地区对森林火灾的防御、火灾时人群的逃离与应急避难”，是幕府山彩色应急系统的设计主题。有别于传统的防火与灭火措施，彩色应急系统是在景观设计引导下，以不影响原有交通、游憩与生态功能为前提，最大程度地提升幕府山地区的防火避险能力。

彩色应急系统旨在解决以下三个问题：当幕府山地区发生森林火灾时，如何阻隔与减缓火势蔓延?人们如何安全疏散与逃离现场?在无法成功逃离的情况下人们又如何就近避难?

图2 人群活动分析Fig.2 Crowd activity analysis

2.2 设计原则

(1) 统筹规划原则

综合考虑灾前、灾时需要，在防御、逃离、避难3种情况下，对幕府山地区彩色应急系统设计进行探究，全面构建覆盖至整个幕府山山体，以彩色防火林带、彩色逃离漫道和彩色避难构筑物为核心的城市森林火灾应急系统。

(2) 安全性原则

在设计过程中，充分考虑各类人群在逃离避难时的行为特点，关注人在整个逃离避难过程中的安全。

(3) 通达性原则

设计依据幕府山地形，采用环形道路网络，在发生森林火灾时，人们可以根据彩色逃离漫道的指引快速逃离现场。此外，数个彩色避难构筑物与逃离漫道相串联，其服务区域可覆盖整个幕府山，提供人们在无法顺利逃离火场时进行应急避难。

(4) 平灾结合原则

彩色应急系统无论在平时和灾时都能为社会所服务。当幕府山发生森林火灾时，整个彩色应急系统将起到隔离火源、减缓与阻挡火势，并指引人群逃离与避难的作用，为消防营救争取宝贵时间。而平时，彩色应急系统将社会效益、环境效益、综合减灾效益相统一，彩色防火林带可以起到净化空气、降低城市热岛效应、提高生物多样性和科普教育的功能，而彩色逃离漫道和彩色避难构筑物则可以作为个性化市民休闲游览空间，成为地区标志[4]。

3 彩色应急系统设计策略

根据场地现状分析，在设计原则指导下，幕府山应急系统主要由彩色防火林带、彩色逃离漫道、彩色避难构筑物组成（见图3）。

图3 平面设计Fig.3 Planar design

3.1 城市森林火灾防御——彩色防火林带

彩色防火林带即生物法，它与天然法、工程法防火隔离带共同构成防火综合隔离带，具有阻隔和延缓火势蔓延的作用，可有效防御火灾（见图4-a）。

(1) 天然法

天然法防火隔离带包括沟壑、河流等自然要素，这些天然要素可以抵御火灾，减轻坠落物和倒塌造成的危害（见图4-b）。

(2)工程法

工程法防火隔离带包括道路、空地等人工要素，可有效阻隔火势，减缓因受火植物倒塌而产生的火势蔓延（见图4-c）。

图4 防火综合隔离带结构Fig.4 Fire-proofing comprehensive barrier construction

(3) 生物法

生物法防火隔离带指利用复层防火林带，通过降低森林自身的燃烧性，以提高森林阻火能力，减少森林火灾损失的林业工程（见图4-d）。由于南京盛行东风，综合考虑人群活动、居民点及珍贵资源的分布，主要的防火林带布局与风向垂直，沿着人群活动密集的主要道路外侧区域、居民区西侧进行设置（见图5-a），以分隔山林与居民区两个重点区域。设计以围绕山腰与山脚的两条主要道路为分界线，将彩色应急系统中的防火树种隔离网络分为上下两个等级（见图5-b）。通过防火林带、防火线以及其它天然屏障连接成网，把幕府山山体分隔成多个阻隔封闭区进行逐级控制，以更好地发挥防火林带对森林火灾的阻隔作用[5]。

图5 设计分析Fig.5 Design analysis

彩色防火林带运用了具有难燃性、抗火性、耐火性的乔灌防火植物，对林带结构进行优化。其中乔木林带主要由阔叶乔木和亚乔木组成，以防止和阻截树冠火的蔓延，灌木防火带主要用于防止和阻截地表火的蔓延[5-6]。在防火重点区域应特别布置耐火防火隔离带，耐火植物不但可以单独构成防火林带，也可以营造在其它树下。彩色防火林带的树种应选择遮蔽率高、含油脂少、含水量大、燃点高的植物。根据不同树种的防火能力，设计中所采用防火树种可被分为三个等级：一级防火树种为木荷Schima superba、油茶Camellia oleifera、马蹄荷Exbucklandia populnea、尼泊尔桤木Alnus nepalensis、珊瑚树Viburnum odoratissimum；二级防火树种为杨梅Myrica rubra、楠木Phoebe zhennan、蕈树Altingia chinensis、椤木石楠Photinia davidsoniae、棕榈Trachycarpus fortunei、台湾相思Acacia confusa、毛竹Phyllostachys heterocycla、银杏Ginkgo biloba；三级防火树种为黄连木Pistacia chinensis、深山含笑Michelia maudiae、女贞Ligustrum lucidum、枇杷Eriobotrya japonica、枫香Liquidambar formosana[5，7]。

设计通过因地制宜结合天然法、工程法和生物法3种防火隔离带，提高幕府山森林火灾高隐患地区的防火性能和防火等级，最大程度做好森林火灾防御工作。

3.2 城市森林火灾逃离——彩色逃离漫道

彩色逃离漫道在承担了幕府山基础交通通行功能的同时，还具备彩色应急系统中人群疏散逃离功能。其设计原理利用了不同色彩的特性与含义，将指示逃离方向的标识与大面积地面铺装结合，人们可依据漫道的色彩长短变化来明确逃生方向（见图6）。

由于浓烟中的火灾现场可视距离较低，为了能让应急逃离的人快速辨别正确逃生方向，铺装色彩应当简洁明了，其代表的含义必须让人快速读懂。在所有色彩中，橙色明视度高，波长为590～610 nm，在空气中穿透力高。在工业安全用色中，橙色即是警戒色，如救生衣、登山服等，并在消防中大量使用，容易吸引人的注意力。而橙色的对比色是蓝色，其波长为440～475 nm，在空气中穿透力较低。由于橙色和蓝色色彩对比较大，在逃离漫道的色彩使用中，将橙蓝两色相间布置，其中将橙色定义为安全逃生方向色，蓝色定义为危险逃生方向色，越靠近安全避难处橙色的道路越多越长，反之蓝色越多的道路则更趋向危险方向（见图5-c）。地面铺装色彩即是逃生安全出口标识，清晰而连贯的色彩指向，可以有效避免因火灾而惊慌失措的人们在烟雾中迷失正确逃生方向。

彩色逃离漫道分为两个等级，一级逃离漫道可供机动车和游人通行，二级逃离漫道则仅供游人通行。逃离漫道的路线尽可能利用现有规划道路，并保证消防车辆通达至幕府山各个区域（见图5-d）。除了在火灾发生时可以发挥应急逃离作用，平时彩色逃离漫道还可作为城市休闲漫步道，供人们进行散步、慢跑等休闲活动。

图6 彩色逃离漫道Fig.6 Colorful escape path

3.3 城市森林火灾避难——彩色避难构筑物

火灾造成的人体伤害主要为高温伤害、一氧化碳中毒和浓烟窒息，严重可致人死亡。在人们无法及时逃离森林火灾的情况下，分布在幕府山各个区域的彩色避难构筑物，可提供人们多个安全场所进行应急避难（见图5-e），以隔离火灾产生的烟雾、毒气和高温。

幕府山彩色避难构筑物的设计概念来源于山体轮廓，造型上强调其安全性和易识别性特征。由于三角体具有稳固、坚定、耐压的特点，设计通过对三角形的重复与叠加，形成安全而稳定的复合避难设施造型。避难构筑物的主体色蓝橙相间，材料选择具有透光、隔声、高防火（隔烟、隔火、遮挡热辐射）和高抗冲击性能的高强度防火玻璃，玻璃连接处则选用阻燃型塑料（聚乙烯）芯材两面复合的防火铝塑板，从而达到醒目和安全的效果（见图7）。

图7 彩色避难构筑物Fig.7 Colorful refuge structure

在空间布局上，避难构筑物的设置临近逃离漫道（见图5-f）。当发生森林火灾时，彩色逃离漫道与避难构筑物结合使用（见图8），可保护逃跑中的人群尽快离开火域进行躲避，等待消防人员现场救援，增加人群安全撤离机率[8]。

图8 逃离漫道与避难构筑物运行机制Fig.8 Escape path and refuge structure operation mechanism

为了减少周围物体的燃烧可能性，保证构筑物内避难人员的安全，构筑物四周宜开辟为开放性空间，周围布置防火林带，并在有条件的地方设置水塘，如山上挖矿遗留的矿坑。这些水塘可以有效阻隔火源，避难人员也可在构筑物中通过与水塘联通的汲水器获取水（见图9）。根据山体结构和人群活动范围，避难构筑物可分为四个等级：一级避难构筑物可容纳约70人，二级避难构筑物可容纳约40人，三级避难构筑物可容纳约30人，四级避难构筑物可容纳约20人。

图9 能量分析Fig.9 Energy analysis

4 结 语

针对南京幕府山地区存在的火灾隐患，在系统分析地区空间特点和现状问题的基础上，从景观设计角度，通过完善现有景观中火灾防御与灾时应急功能，综合得出城市森林火灾防治措施——彩色应急系统。设计通过彩色防火林带、彩色逃离漫道、彩色避难构筑物三层系统结构，有效降低火灾发生概率、缩小受灾范围，增加受灾人员安全救援时间，最大限度地减少火灾带来的损失。也希望通过提出这样一个具有可行性的设计方案，创造与城市防灾系统相结合的山体慢行系统空间，从而完善城市山体防火避险能力，在一定程度上也可提高幕府山地区的景观性，提升南京城市环境品质。

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Study on urban colorful forest fire emergency system design: A case study on Nanjing Mufu Mountain

ZHENG Lua, ZHAO Meng-sia, XIAO Zhen-donga, ZHU Zun-linga,b
(a.College of Art & Design; b.College of Landscape Architecture, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)

The fire, a kind of common urban disaster with characteristics of happening accidently, damaging seriously, recovering slowly,will be a threat to the public security, social development and ecological environment once it broke out on urban mountains.Nanjing Mufu Mountain is located in the downtown area of Nanjing city.The mountain, water, city, forests interact each other in this region,where is rich in natural and human resources.However, there is an ignored fire hazard as people activity goes frequently here.To be different from the traditional solutions of fire prevention and extinguishing the fire, this study aims to discuss the fire disaster prevention and refuge solutions of forests in the city by landscape design, combining colorful fireproof forest belt, colorful escape path and colorful shelter structure, which includes 3 aspects of previous defense, escaping and refuge from the disaster.The intention is to enhance the emergency reacting ability of Mufu Mountain at the most extent.

urban mountain; fire defense; escape and refuge; emergency system; landscape design

S762.3+3；TU985.12

A

1673-923X(2015)09-0071-06

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.09.012

2015-04-11

国家自然科学基金项目（31270741）;江苏省工程技术研究中心建设项目（BM2013478）；江苏省“青蓝工程”资助项目（2012）；江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）

郑 璐，硕士研究生 通讯作者：祝遵凌，教授，博士，博士生导师；E-mail：zhuzunling@aliyun.com

郑 璐，赵梦思，肖振东，等.城市彩色森林火灾应急系统设计研究——以南京幕府山为例[J].中南林业科技大学学报，2015, 35(9): 71-76.

[本文编校：谢荣秀]