1、 一、体育场照明设计的基本要素 1.体育场照明的重要性 对于一座现代化的体育场，不但要求建筑外形美观大方、各种体育设备齐全完善，而且要求有良好的照明环境，即要求有合适、均匀的照度和亮度、理想的光色，有立体感及无眩光等。除保证满足观众良好的视看效果外，还必须保证裁判员、运动员和比赛项目所需的照明要求以及应保证有良好的电视转播效果。 照明是依靠光线的功能，保证灯光作用于运动员、裁判员、观众的眼睛、产生视觉，才能看见体育场地上的一切，如场地环境的明暗、物体移动、建筑、器具及服装等 表面的颜色、观看目标的形状和大小、深度、立体感及运动员运动时的状态和体育场的气氛等等。所以，良好的照明在现代体育场中占有
2、重要地位。 一般，在一个体育场的照明设计中，应考虑以下三方面的因素： 1 满足运动比赛时运动员的视觉要求，并且使灯光对比赛的客观影响降到最低程度。 2 满足观众的视觉要求，使灯光对观看比赛时所引起的不适感觉降低到最低程度。 3 满足彩电转播的照明要求，尽可能提高转播质量。 总之，照明与运动项目的比赛要求密切相关，与观众视看效果密切相关，没有良好照明设施的体育场是不完整的体育场，必将严重影响它的使用功能。 2.体育场照明设计标准 为了得到良好的照明设计方案，合理利用光线的分布来满足运动员、观众、裁判员视觉以及良好的电视转播效果的要求，必需先确定照明标准，包括照度标准和照明质量标准。照明质量标准，
3、其中包括眩光、光源色温有显色性要求，光的方向性、节能要求等。 2.1 照度标准 根据国际体联第 83 号推荐照度要求及民用建筑照明设计标准GBJ133-90 中第 2.2.9 条中的规定，提出以下照度标准推荐值 ：1 根据民用建筑照明设计标准GBJ133-90 中第 2.2.9-1 条中规定：足球场比赛照度标准值：当观看距离为 120m 时，为 150200300lx;观看距离为 160m 时，为 200300500lx;观看距离为 200m 时，为 300500750lx.观看距离指观众席最后一排到场地边线的距离。 2 根据民用建筑照明设计标准GBJ133-90 中第 2.2.9-2 条中规
4、定：电视转播需要的垂直照度：最大拍摄距离分为三组，对于足球项目而言，最在拍摄距离为25m 时平均垂直照度应为 750lx;最大拍摄距离为 75m 时平均垂直照度应为 1000lx;最大拍摄距离为 150m 时平均垂直照度为 1500lx;对于田径项目而言，最大拍摄距离为 25m 时平均垂直照度应为 500lx;最大拍摄距离为 75m 平均垂直照度应为 750lx;最大拍摄距离为 150m 时平均垂直照度为 1000lx.上述每个垂直照度用于一个给定的运动等级和给定的最在拍摄距离相对于 1.0m 垂直面的值，各照度值的中间值用于其它拍摄距离。 3 上述照度指体育场的最终平均照度，设计时选取的初始
5、照度必须计入维护系数，一般可采用 0.70.8 的数值。 4 水平照度的均匀度：照度均匀度一般用最小照度与最大照度之比表示，也可用最小照度与平均照度之比表示，最小照度与最大照度的比值应大于 0.5. 5 垂直照度的均匀度：最小照度与最大照度的比值应大于 0.4，才能满足主电视摄像的要求。 2.2 照明质量标准 1 眩光体育照明的关键除提供足够的水平和垂直照度以外，还需要减少眩光，从而达到亮而无眩光的效果。眩光是影响照明质量的最重要因素之一。根据 CIE NO.83出版物“彩电系统的体育场地照明” ，场内最大眩光指数 GRmax 应小于 50.眩光额定值愈小，眩光限制愈好。 眩光额定值 GR 由
6、下列公式算出： GR=27+24Lg*Lvl/Lve 0.9 上式中，Lvl 是灯具产生的光幕亮度，Lve 是环境产生的光幕亮度。一般在计算照度时，应计算不同方向的眩光额定值 GR ，在 GR Ra60;训练等场所 60 Ra40。根据标准体育场的显色指数定为 Ra80。 4 光源灯具 体育建筑人工采光照明所采用的光源, 通常有白炽灯、卤钨灯、金属卤化物灯、荧光灯、高压汞灯、钠灯等。几种光源主要性能综合指标见表 1。 通过比较白炽灯有较高的显色性, 但色温偏低,光效低 ; 高压汞灯显色性差、光效低; 钠灯光效高, 单显色性差 ; 金属卤化物灯体积小、易于精确的控制光束、光效高、显色性好, 寿命
7、长, 运行费用低。因此金属卤化物灯是体育场的首选灯具。照明节能也是现在设计中必须考虑的因素, 因此应选择高光效、高显色、长寿命的光源 , 配用高效照明器。延安大学体育场照明设计, 在遵循国内规范及标准 , 满足使用功能的前提下, 通过考察比较各种适合体育场使用的光源及灯具, 最后选用 : 光源 MHD 1800?400 灯具 MV F 406? 1. 8KW CA T A 1 光源光通率 1600001m 光输出效率 0. 77 光源色温 5600K 光源显色指数 90 5 照明方式 综合体育场的照明方式一般有四种方式, 四塔式、多塔式、光带式、混合式。由于延安大学体育场的建筑布局为单面有主席
8、台, 其余三面均为看台 , 如采用光带式和混合式, 在体育场面积比较大, 距离比较远的情况下很难满足照度要求, 因此不适合采用光带式及混合式的照明方式。在四塔式和多塔式方案中, 四塔式适合看台没有挑檐的体育场, 基本能满足照度要求, 但照度不够均匀; 多塔式照度比较均匀 , 但运动员及观众看到的亮光源数目多, 眩光大。从造价比较, 四塔式比多塔式经济, 经过多方权衡, 最后采用四塔式。 5. 1 灯塔位置 塔的位置以球门边线中心点与边线 15o , 和以场地纵向中心点与纵向边线成 5o 的两条线相交区, 见图 1。 5. 2 灯塔高度 因为灯塔的高度直接影响体育场的照度及形成眩光的大小, 为了
9、限制眩光, 灯塔高度按投射角(对场地中心 ) 来设置在 22o 25o 之间, 从经验上看这种布置方式比较优越, 运动员及观众看到的光源数量较少, 因而可以降低眩光。 其中: h光源的高度; a 从球场中心点到灯塔的水平距离; h 0. 4a; 延安大学体育场, 从球场中心到灯塔的水平距离为 87 米, 光源高度 h 0. 487= 34. 8. 灯塔的高度大于光源高度, 定为 35 米。 6 计算结果 在明确了照度、眩光指数、灯塔位置、灯塔高度以后, 通过逐点法进行计算, 确定了灯具的数量及各种要求下的水平照度、垂直照度。 逐点计算法: 彩电转播时选用 220 套灯具 , 各灯塔安装 55
10、套灯具 , 水平照度平均值 1255 IX,垂直照度 1298 IX, 眩光值 35. 9; 一般比赛时, 平均照度 571 IX; 一般训练时, 平均照度 272 IX。应急照明选用 24 套卤钨投光灯, 分别安装在 4 根灯塔上, 平均照度为 16. 2 IX。 7 控制方式 延安大学体育场的灯光控制室设在主席台侧的后面, 位置比较高, 视野比较开阔, 能看到大半个赛场。室内设灯光控制台, 具有全场照明布灯的模拟盘 , 可以进行场灯的单控、总控及计算机控制。L IGHTSTYL E 照明控制系统自备常用开灯方案 7 个模式, 开灯模式可编辑、修改、存储。操作员也可在手动操作控制柜内的自动开灯方案面板上, 自行选择开灯模式, 在控制台计算机屏幕上仿真显示整个场地照明的灯具布置情况, 并动态模拟显示灯具的开、关状态, 能根据编辑方案选定的开灯路数和灯组位置 , 自动估算场地照明配电功率和水平照度 平均值, 具有异常启动自动保护功能, 当出现异常启动状态时, 控制台计算机屏幕上会提示异常灯组的具体位置或灯组编号。在应急情况下可选择手动控制方式, 在照明配电柜内以最小控制方式: 手动操作开关, 进行照明灯组控制。
