浅析森林步道消防供水系统设计要点及技术措施

摘要：厦门山海健康步道创新设计并实践了森林步道消防给水系统，除了满足步道自身的消防用水需求外，也在一定程度上弥补了森林公园消防系统的不足，提高了应对森林火灾的应急救援水平，为厦门及省、内外的森林步道配套建设消防供水系统提供了有价值的参考。

关键词：森林消防；健康步道；消防供水系统

引言

随着全民健身国家战略和绿色低碳出行理念的推广，各地纷纷建设集健身和低碳于一体的慢行系统，而穿梭于城市森林的慢道最受人民群众喜爱。如何解决随慢道系统引入大量人流而带来的森林消防安全问题也成了社会各界关注的焦点。国内的广州天河区“火龙凤”生态休闲区在山林景区、唐山市凤凰山公园和龙岩莲花山公园等均有设置消防供水系统。但通过查阅以上设计案例的资料，发现均未对消防供水系统所采用标准的依据有所交代，而国内确实尚未有相关法律、法规或标准对城市森林步道采用消防供水系统做出具体规定。本文通过厦门山海健康步道配套消防供水系统解决沿线的消防安全问题，浅析森林步道消防供水系统的设计要点和技术措施。

一、项目背景

厦门山海健康步道项目启动时，就确定了高起点规划、高水平建设，打造一条“生态之道、创新之道、景观之道、智慧之道”的建设目标[1，2]。山海健康步道大部分采用架空桥梁穿越山体，与地面衔接的出入口数量和位置有限，火灾扑救和人员逃离难度非常大。密集设置架空段与地面道路的出入口作为应急逃生通道，对于迅速扑灭火灾、控制火势蔓延帮助不大。因此，高标准建设林中步道的消防设施成了本项目的重点内容之一，而消防给水是扑灭森林火灾最有效的办法，所以也是消防设施建设的重要内容[3，4]。

厦门山海健康步道消防供水系统已经建成并使用了四年，已顺利通过消防专项验收，并在多次消防演練发挥了作用。实践证明，厦门山海健康步道消防供水系统的研究和建设，大大提升了步道所经城市森林公园应对火灾的预防和扑救能力。厦门去年建成的林海线步道和植物园步道沿线消防供水系统均按照本项目相关技术标准进行建设[5]。

二、存在问题及消防系统设计思路

通过历史文献和网上查阅，仙岳山发生火灾的频率较高[6]，特别是游人较多的夏秋季，火灾隐患大。火灾发生时，消防人员一般只能采用灭火器和灭火弹灭火，方式单一，灭火能力较弱，一旦发生大面积火灾，极难被扑灭。根据现场调查，目前狐尾山和仙岳山的消防设施很不完善，特别是消防供水系统，几乎完全没有保障，主要问题有：现有水池有效储水容积已无法满足公园每日生活、浇灌等需求，狐尾山有200m3的用水缺口，仙岳山有300m3的用水缺口，且用水高峰有水压不稳定的情况；仙岳山大部分步道沿线设置了室内消火栓，狐尾山也在公园主路边设置了为数不多的室内消火栓，但无法确保满足室内消火栓的使用要求；设有室内消火栓的消防供水管网与生活、绿化浇灌管网共用，无法确保消防用水量满足要求；狐尾山、仙岳山步道最高点设计标高分别为936m、1243m，现有市政给水管网水压无法满足健康步道的消防需求。

根据以上情况，结合现状周边市政道路的供水管网情况，本项目采用新建提升泵站从市政供水管网取水，提升至高位消防水池储存，再通过健康步道沿线的消防供水管网为消火栓供水，确保水质、水量和水压满足要求。

三、设计依据

为解决项目设计、技术审查和程序审批等缺乏依据的问题，各相关单位（包括设计、业主、代建、消防、森林防火办以及健康步道所穿过的各个公园管理部门）多次组织专题会，并邀请业界的知名专家参与研讨，确定了本项目消防供水系统建设的可行性和必要性[7]，并以会议纪要的形式确定防火分区、火灾延续时间以及消火栓保护范围等内容。

（一）防火分区划分

本次步道所经山体公园景点丰富、旅游设施完善，按照游览防火区设计消防供水系统。考虑到狐尾山和仙岳山的山体被仙岳路隔开，而仙岳路本身可以作为防火通道和消防车通道，因此狐尾山作为一个独立的防火分区考虑；仙岳山主园路可以通行消防车，因此以主园路为界分为东西两个防火分区。

（二）火灾延续时间确定

以火灾蔓延速度为0.5～1.0km/h计，一个小时的火灾蔓延长度为0.5～1.0km。结合健康步道穿越山体的长度，本项目同一时间内按照一处着火点考虑，火灾延续时间6h。

（三）消火栓的保护范围

综合考虑步道形式和所经区域的地形地势，本次设计消防供水系统的保护范围为步道中心往外15m的范围。

四、主要设计方案

（一）消防水量计算

由于森林消防缺乏相应的规范，本次设计参照可燃材料堆场室外消火栓用水量中木材等可燃材料的消防用水量标准。

结合火灾延续时间和保护范围，参照《建筑防火设计规范》（GB50016-2014）内的可燃材料堆场中可燃材料进行消防水量计算。

（二）消火栓水压确定

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》，当市政给水管网设有市政消火栓时，其平时运行工作压力不应小于0.14Mpa，火灾时最不利市政消火栓的出流量不应小于15L/s，其供水压力从地面算起不应小于0.1Mpa。因此，本工程布设于消防车能到达的主园路的市政消火栓，最不利点的供水压力从地面算起不应小于0.1Mpa。

地表火能烧毁地表1.5m以下的林木，约占火灾的95%，树冠火约占火灾的4%。因此，本次消防给水设计以控制地表火蔓延为主要目的。一般情况下，10m的水柱就能够满足比较常见的地表火消防要求。但因位于开敞空间，且上边坡的地面高程比下边坡高很多，为了扑灭上变坡的地表火，消火栓栓口的动压按不小于0.35Mpa考虑，且消防水枪充实水柱应按13m计算。当消火栓栓口处出水压力大于0.5Mpa时，应采取减压措施。

（三）消防水池设计

狐尾山气象台东侧设置高位消防水池，底标高约130m，消防水池有效容积不应小于528m，其中绿化浇灌用水96m。仙岳山分别设置3座高位消防水池，1#消防水池池底标高约131.2m，2#和3#消防水池池底标高约164m，总有效容积不应小于912m，其中绿化浇灌用水264m。每座高位消防水池均分为独立的两格，并与绿化浇灌系统共用，采用真空破坏器保证消防用水不被挪作他用。每格消防水池各自引出1根DN150给水管与消防管网连接，且相邻水池之间以及同一水池的不同分格之间设置DN200管连通，设可关闭阀门。

（四）消防管网布置

高位水池后的消防供水管网与绿化浇灌供水管网分开设置。消防供水管网采用双管成环布置，管径均为DN150，中间间隔500～800m设连通管连接，并安装同管径蝶阀。两根消防主管均沿山体明敷，架空段敷设在靠山体一侧距离步道中心线1.5～2.5m的位置，贴地段根据道路边坡的稳定情况，现场确定敷设在边坡更稳定的一侧上边坡顶或下坡面。

消防管网的末端接至绿化浇灌管网的最低一个分区，且管径不应大于DN50，且设置电动阀门，当消火栓系统启动时，应自动关闭浇灌用水，可同时保证消防管网内的水质和消防用水的水量、水压安全。

（五）消火栓和水泵接合器設置

桥梁段采用下沉式消火栓箱，消火栓箱内设DN65室内消火栓栓口和DN25消防卷盘；贴地段采用地上式室内消火栓，栓口采用单阀单出室内消火栓。消火栓设置间距不大于50m，并确保1支水枪的1股充实水柱到达保护范围内任何位置。消火栓支管的管径DN70，相邻消火栓分别从不同的主管单独接出。步道最不利消火栓增设压力表，兼试验消火栓使用。消防水带和水枪统一放置在驿站、消防设施柜或休息平台坐凳下。

狐尾山及仙岳山各消防分区分别设置水泵接合器。狐尾山的水泵接合器位于滨北小学附近；仙岳山的水泵接合器分别位于和通里、嘉禾路和仙岳山公园土地公庙附近的主园路上。除土地公庙的水泵接合器以仙岳山公园的12#消防水池引出的市政消火栓取水外，其余均从市政管网取水。水泵接合器设在室外便于消防车使用的地点，且距室外消火栓的距离不宜小于5m，并不宜大于40m。水泵接合器点位图送消防支队备案。

结语

森林公园消防供水设施系统是预防、控制和扑灭火灾的重要保障：在火灾高风险季节，可以通过喷淋起到降燥作用，增加林木湿度，防止火灾发生；火灾发生时，可以控制火灾蔓延，甚至起到灭火作用。是否配套建设消防供水系统首先考虑的是火灾种类、危害范围和程度，然后才是保护范围的划分和设置标准的确定[8]。结合厦门市山海健康步道的消防通水系统设计，提出以下意见供设计单位参考：是否有必要设置消防给水系统，应根据项目所处的位置及其重要性、火灾危险性、火灾特性和环境条件等因素综合确定；消防供水系统的设计应遵循国家的有关方针政策，从全局出发，统筹兼顾，做到安全适用、技术先进、经济合理；应尽量利用项目周边街区、公园、广场、市政道路等的现状消防设施，避免重复建设；森林步道的消防管道应结合地形地质、环境景观、安全有效及后期运营维护等情况合理选择系统形式、管材及敷设形式。

参考文献

[1]吴海奎.探寻健康步道背后的流量密码[N].厦门日报，2023-03-17（A16）.

[2]刘凡，洪邵平，张艳钦，等.城市森林步道健康效益影响研究——以福道为例[J].南方建筑，2023（01）：27-34.

[3]陆庆轩.城市森林火灾隐患及其管理[J].中国城市林业，2009，7（05）：58-59+66.

[4]马长乐，刘亮，李靖，等.森林城市建设与城市森林防火思考[J].山东林业科技，2008（04）：91-93.

[5]汤达洲.厦门山水步道工程总体设计[J].中国市政工程，2019（02）：8-11+134-135.

[6]郑淑勤.厦门市仙岳山森林公园消防设施规划的探讨[J].福建建设科技，2023（04）：103-106.

[7]马勇健，马大和.远程输水管线系统在森林消防中的应用[J].林业机械与木工设备，2015，43（11）：43-45.

[8]张惠莲.中国林火研究现状与发展趋势[J].安徽农业科学，2010，38（36）：20932-20933+20935.