山地公園的電氣設計及實施
——以馬尾魁岐溪邊公園為例

林佳聰

(福建省交設工程咨詢有限公司 福建福州 350000)

0 引言

馬尾魁岐溪邊公園位于魁浦大橋北側，總建設面積2.2萬m2，北接鼓山景區，南臨魁浦大橋。公園以生態山地公園為主題，并對原有保留民宅進行改造，凸顯船政文化的特色。

配電安全及防雷接地設計是公園建設的基礎，是保障公園安全的基本條件。夜景照明是城市公園中極其重要的一部分，不僅為市民的夜間休閑娛樂提供便利，也提供舒適、安全的出行環境。智能化系統為公園管理者提供了便利條件，已經是當下公園打造的重點。筆者以馬尾魁岐溪邊公園為切入點，探析了電氣設計中塑造山地公園特色的可實施性方法。

1 配電設計

1.1 負荷中心

因山地公園的地形地貌特殊性，負荷中心的確定不僅在平面距離上予以考量，而且充分考慮高程差對管線敷設的影響，設計前要探勘現場了解地形地貌，根據實際標高來確定供電范圍，避免后期因為施工困難，管線外露等引發增項。

魁岐溪邊公園南北較為狹長，至鼓山登山道共有2條主園路。設計考慮在山下箱變旁及登山道入口分別設置一臺配電柜。分別供應2條園路及預留鼓山登山道夜景照明電源。

戶外配電柜的布置應該考慮以下幾點：①不應在地勢低洼處及水體附近，避免積水及其產生的水汽對開關設備及箱體造成腐蝕；②不宜設置在高大喬木附近，山上地勢較高，因為樹木較易受到雷擊，導致配電柜內設備容易受損；③配電柜應設置在隱蔽處，并結合景觀綠化布置，采用灌木或置石進行遮蔽，配電箱柜門上應配置防盜設施，并加警示標語。

1.2 電纜敷設

山體公園中野生動物較多，電纜敷設應考慮穿管或直埋鎧裝電纜敷設的方式，穿塑料管時宜用混凝土包封，避免電纜被動物咬壞及植物根系破壞。

電纜敷設路徑應盡量避免高差過大的地方，因為地勢高差易導致管道明敷不美觀，后期維護困難等問題。管路敷設時，上下高差的地方宜合理設置手孔井；若手孔井布置太密且管線不多，可考慮設置防護等級為IP68埋地防水接線盒，并設置電纜標識樁。

山體公園結構體易發生擾動及沉降，管路敷設時宜設置10cm C15混凝土墊層并采用混凝土包封，管路縱向連接時應采用可撓式管接頭。

1.3 配電保護

山地公園受到場地、地質因素影響，可供選擇的負荷中心位置有限，在某些情況下配電回路長度在800m以上，景觀配電接地系統通常采用TN-S及TT系統。

采用保護開關的長延時脫扣電流作為路燈的過載保護。根據《低壓配電設計規范》第5.2.9條規定，庭院燈屬固定式電氣設備，配電線路的間接接觸防護電器切斷故障回路時間不大于5s。由于配電回路較長，配電回路保護開關應選擇帶剩余電流保護的B特性保護開關，保證動作電流不小于斷路器瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流的1.3倍。山地公園環境潮濕，宜在選定開關前，實測線路的正常泄漏電流后確定開關的整定值。

護欄燈、安裝在座椅上的照明燈具等正常使用條件下能被人直接接觸的燈具、水下燈具宜采用12V及以下的隔離特低電壓供電，且水池區域應做局部等電位連接。

2 防雷接地設計

2.1 雷電防護

山體公園應根據以下內容進行雷電災害風險評估：

(1)雷擊密度、雷擊頻次、時空分部及雷暴主要移動路徑；

(2)地理、地質、土壤、水系等情況；

(3)游人常聚集的位置、人數及時間等情況；

(4)樹木、森林的分布及易發生林火的位置等情況；

(5)景區內和毗鄰區域的雷電災害情況[1]。

根據雷電災害評估結果，確定風險等級，并根據風險等級，采取不同的雷電防護措施。

在中高風險區山體上設置的燈桿、監控桿件、步道欄桿應可靠接地，接地電阻小等于30歐。按要求在配電線路及弱電線路處設置SPD。建構筑物應按至少第三類防雷建筑設防。

2.2 接地系統

通常狀況下山體公園地域地質條件較為惡劣，通常土壤少，含水量小，植被分部不均，接地電阻的大小隨著時間和地質條件惡化逐漸增大，使得接地系統產生安全隱患。

實施接地工程時，應實地測量土壤電阻率，選取合適的實施位置，并充分利用臨近構筑物(如水池，建筑，泵房)的基礎鋼筋，以降低接地系統造價。通過以上方法不能達到設計要求時，可考慮采用降阻劑，增設接地極、接地網等措施。

魁岐溪邊公園施工完成面大部分為裸露的巖石，根據現場踏勘，選取土層較厚，植被覆蓋較好的位置設置接地極，利用現狀建筑及新建水箱基礎，采用-40×4熱鍍鋅扁鋼沿庭院燈管道布置，將新設接地極、構筑物基礎、庭院燈基礎均連為一體。實測平均接地電阻2.16Ω，接地電阻阻值達到了4Ω的設計要求。

3 夜景照明設計

山體公園的夜景照明設計，首先應該注意對生態環境的保護，避免光污染對動植物的生長環境生產影響。其次通常山地公園為天然暗環境，設計時應避免采用過高的亮度造成強烈的明暗對比，重點照明與普通功能性照明的對比度宜為2～3∶1，不宜超過5∶1[2]。為使山地公園的自然夜空保護區免受光污染，山地公園的不宜采用大功率泛光燈及射燈。

3.1 基礎照明

根據CIE的基礎研究表明，在較低的路面亮度條件下，由于背景對比度低，依然可以獲得較好的能見度。所以在山地公園設計中，公園內的人行道、非機動車道的路面照度要求維持在2lx即可，并選用合適的配光，使得照明區域集中在步道外1m范圍內，既能夠保證游客的安全，也避免長時間的照明對動植物造成影響。

在魁岐溪邊公園的設計中，在園路設計采用了4m 30W LED庭院燈，間距20m，在高差較大及平臺處加密，并在施工前進行試燈，避免燈光散射對周邊環境的影響。

3.2 重點照明

山體公園常以奇石、名人崖刻、喬木及古建等為觀賞點，夜間的夜景照明也著重突出上述這些場景。設計時應注重見光不見燈的設計理念，控制照度，其中的名人崖刻、喬木、古建應與文物保護單位及綠化專業緊密配合，不應對古樹等珍稀名木進行近距離照明，避免對其造成傷害。投光燈應盡量選用埋地型投光燈，美觀且延長其使用壽命，避免被破壞。燈罩采用雙層玻璃隔熱，避免對行人造成灼傷。

基于此設計對魁岐溪邊公園園名、原有山體的崖刻進行了重點照明，選用小功率射燈，較小的光束角，避免燈光散射。山上建筑不設置夜景照明，利用在建筑周邊設置較一般路段色溫更低的庭院燈，營造溫馨舒適的氛圍。整體設計以休閑舒適為主，以照明引導游客走入水景及山景，適當點綴突出重點，打造鼓山夜間的門面并給周邊群眾提供一個夜間散步活動場所。

3.3 照明控制

照明回路布置應考慮夜景照明和功能照明分開布設，將燈具開關根據燈具位置及效果，設置平日、節假日、重大節日等不同的開燈控制模式，方便管理單位使用。

夜間開放或不設門禁的公園可考慮后半夜關閉一半燈具或降低燈具一半的光通量達到節能目的。

合理的照明控制設計，可有效的降低公園運行成本，延長設備使用壽命，響應國家節能減排的要求。

4 智能化系統

在近年來的公園建設中，智能化系統成為一個熱門，打造成為公園的一個亮點。例如福州飛鳳山奧體公園，其中的智慧跑道、智慧無人車都成為能與市民互動，并且實用的智能化項目，均有良好的反響。

對于城市公園來說，較為常見的智能化系統有：①公共廣播系統；②視頻監控系統；③無線網絡系統；④環境監測系統；⑤信息發布系統；⑥一鍵報警系統；⑦人員出入控制系統；⑧智慧園區統一管理平臺。

其中，公共廣播系統、監控系統是山地公園必須配置的系統，山體公園容易發生地質災害，且地處偏僻，容易發生治安案件，公園的縱深大，園路復雜，一旦發生險情或案件，管理人員難以及時趕到現場進行處置，值班室人員可通過視頻監控系統，確定遇險人員位置，通過廣播系統，及時發布災害信息及疏散路線。同時，可對視頻監控系統增設模塊，增加人臉識別，火災報警，越界報警，區域入侵檢測，人員聚集，車牌車型識別等功能，設計人員可根據項目實際情況選擇其中合適的功能。

無線網絡系統及一鍵報警系統是山地公園的推薦配置，山地公園地處偏僻，部分地區山上手機網絡信號覆蓋不佳，增設無線網絡系統，使網絡信號覆蓋整個公園，既方便游客也能在突發事件發生時保持通訊順暢，且后期如新增智能化設備，可采用無線網絡連接。

環境監測、信息發布系統屬于可選配置，讓游客知道當前的溫度及濕度，提示天氣情況，對游客進行宣導和引導，提升公園品質。

人員出入控制系統，一般設置在文物保護區域、人員密集的景點、易發事故區域，采用人臉識別或刷身份證的方式，統計并控制人流密度，并排查危險人員，區域人流量過大時，可關閉閘機，起到限流作用。

智慧園區統一管理平臺應用在面積較大，管理較為困難的公園。結合地理信息平臺，將所有的設備設施進行GIS定位，結合故障信號、視頻監控信號、報警系統對事件及人員進行精確定位，方便管理人員合理調動人力和資源，并可結合移動設備供現場管理人員使用。

以上僅簡述了適用于公園管理方面的智能化系統，還有智慧應用系統，例如智慧運動、智慧標識、智能講解、智慧導覽等系統均可結合公園定位、項目投資額進行配置，可進一步提升公園品質及游客的舒適度。

考慮魁岐溪邊公園面積小、預算受限且原鼓山步道設置有監控系統，故該公園本次設計僅設置了公共廣播系統、視頻監控系統，但在步道范圍內均預埋了管道，便于后期提升公園的智能化配置。

5 山地公園常見問題及解決方案

在魁岐山地公園實施過程中，現場發現一些施工問題，總結如下：

(1)由于高差，管線敷設較為困難。

山地公園經常由于高差較大，且山路為現狀，主體專業保留現狀山路，導致無法敷設管線，此時管線需要沿山體垂直明敷，特別路徑無法避免影響景觀，常見的處理方法有管道上刷與石材對應顏色的真石漆，坡度小的地方可覆蓋淺土，噴草籽或種植青苔。接地線結合實際布置情況，可分段布設，若需要明敷的，應做好防腐措施。

(2)山上巖石層人工難以開挖，控爆費用過高，大型機械無法上山，部分庭院燈及監控立桿基礎無法實施。

山地公園地質情況復雜，經常碰到無法實施的基礎。合理優化庭院燈與監控點位布置方案，并逐個與施工單位核實該段每個點的可實施性，并可與邊溝等帶狀基礎及構筑物統一考慮。

魁岐溪邊公園本次設計安排了3桿庭院燈，經結構專業核對計算，利用和邊溝共用基礎的方式，在滿足安全的前提下，達到了使用需求。

(3)施工期的安全防護

福建屬于臺風高發區域，每年6至8月份，臺風及強降雨時有發生。施工時要注意做好防護措施。在惡劣天氣下應及時停止施工，避免雷電、山洪、泥石流對人身財產安全造成傷害。

6 結語

山地公園受場地因素影響，應注意實際踏勘現場，對場地高程應有基本的概念，設計時能夠對重點區域進行防雷設計，并與景觀專業配合，選取合理的配電點及供電方案。

夜景設計要特別注意對天然暗環境的保護及對自然環境的保護，避免由于燈具的光熱傷害動植物，影響了生態環境。公園的智能化系統能夠有效地幫助公園管理人員的工作，并能讓游客感受到舒適及便利，設計時應充分與業主及管理單位溝通協調，在預算范圍內滿足業主的要求，提升公園品質。