体育馆照明设计_张文有111.docx

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1、 照明技术 52 体育馆照明设计 张 文 有 ( 兰州工业学 院 电气工程学 院 ， 甘 肃 兰 州 730050) 摘 要 : 从亮度分 布 、 光源选 择 、 眩光和频闪控 制 、 灯具 布置方面对体育馆照明设 计进行了探讨 。 指出未来 LED 光源是体育馆照明的首 选 ， 在 满足照明要求的同时 达到节能的目的 ; 灯具布置多采用满天星向下的照明方 式 ， 以 保证场地照度均匀度 和立体感 。 关键词 : 照明设计 ; 体育馆 ; 亮度分布 ; 眩光和频闪 ; 照度 中图分类 号 : TU 245 2 文献标志 码 : B 文章编 号 : 1674-8417( 2015) 04-005

2、2-03 张 文 有 ( 1967 ) ， 女 ， 副 教 授 ， 研 究 方 向 为 建筑电气及楼宇智能 化工程技术 。 0 引 言 为了满足人 们 对文体娱乐生活的需 要 ， 综 合 性体育馆在各大中型城市越来越多 。 综合性体 育 馆 一般可进行篮 球 、 排 球 、 乒乓 球 、 羽毛 球 、 室 内 足 球 、 体操等体 育项目的比赛训练或重大的文 艺表演 活 动 ， 一般设有比赛 馆 、 运动员裁判员休 息 室 、 贵宾休息 室 、 新闻发布中 心 、 办公室 等 。 体 育馆内照明设计 的 主要目标是结合科学 性 、 美 学 性 、 经济 性 等因 素 ， 为现场观众提供一个良好

3、的 视觉 环 境 ， 特别是可以保证高质量的彩色电 视 转播 。 照明的科学性设计是指照明设计必须达到 设计规范的基本要求 。 运动场地的照明应考虑 亮度 、 照度及光源的 显色 性 、 色温要 求 。 眩光 及 频闪控制是衡量照明质量的重要指标 。 1 照度标准指标要求 现行国家规范及国家体委相关标准对各种 运动场地的 照 度 指标均有相应的要 求 ， 同 时 要 考虑使用者的比赛规格和技术难度等因素 。 现 代体育馆还要充分考虑彩色电视转播的技术要 求 。 按国家标准 要 求 ， 正式比赛时不同运动 项 目的照度范围为 350 1 000 lx。 例如晋江体育 馆馆设 计 时 ， 为 满足

4、重大比赛的彩色电视转 播 要求 ， 垂 直 照 度 为 1 000 lx。 一 般 垂 直 照 度 与 水 平 照 度 的 比 为 1 1 5 ， 因 此 水 平 照 度 ( 场 地 地 面 ) 为 1 500 lx。 国家标准确定的照度范围有利 于灵活设定或调整不同运动项目模式的照明方 式及 照 度 水 平 ， 更 好 地 体 现 综 合 馆 多 功 能 的 特点 。 2 照明亮度分布 在场馆照明 设 计 中 ， 舒适的光环境应 有合 理 的亮度分 布 。 如 果室内亮度变化太 大 ， 易导致 视 觉 疲 劳 ， 但如果缺乏亮度变 化 ， 则易产生单调 感 。 因 此 ， 合适的亮度分布是必

5、要 的 。 CIE 推 荐 ， 被 视 物体的亮度为相近环境亮度的 3 倍时视觉清晰 度较 好 ， 即相近环 境与被视物体本身的反射比之 比最好控制在 0 3 0 5。 3 光源选择 在体育馆照 明 设计中应设有多重光 源 ， 主 光 源 宜为冷色 调 ， 使人感到庄重和正 式 ， 再以暖 色 调 光源作为辅助光 源 ， 使冷静中又透出一种 愉 快 、 温 馨 的 气 氛 。 休 息 室 多采用暖色偏暗的 光 照明技术 源 。 比赛馆建议 选 择显色指数较 高 、 使用寿命 较 长的金属卤化物灯 。 金属卤化物灯具光源色温 范围为 4 000 6 000 K， 具有更好的光 色 性 ， 接 近

6、 自 然光 ， 是目前 比较理想的体育馆电光 源 。 应 急 照明可选择连接应急系统供电的卤钨 灯 。 与白 炽 灯 、 荧 光 灯 、 卤素灯和高压钠灯 相 比 ， LED 光源具 有 以下优 点 : 使用寿命 长 ， 可 以达 5 10 万 h; 节能省 电 ， 相同的照 明 效 果 比传统光源 节 能 约 80 % 以 上 ; 使 用 成 本 低 ; 坚固 、 环 保 无 辐 射 ; 废弃物可重新利 用 ; 不含汞 等 有 害 元 素 。 LED 光源技术日趋 成 熟 ， 高功 率 LED 的光输出已达 到 100 lm / W， 未 来可达 150 lm / W。 目 前 ， 在电视

7、演 播 室 、 剧 场 、 体育场 馆等专 业 照明领域已经出现了以大功率 LED 模组为照明 光源的天幕 灯 、 地 排 灯 、 柔光灯等泛光照明系 列 ， 节能效果非常明显 。 这是因为 LED 属于冷光源 系 列 ， 由 发 光面传导的热能极 低 ， 极大地降低 了 体 育馆环境温 度 ， 使体育馆的空调机组负荷大幅 减 少 ， 出 现 了 连带的节能 效 应 。 大 功 率 白 光 LED， 既有较 高 的光 效 ， 又有较高的 显色 性 ， 能 满 足体育馆环照明的要求 。 目前 ， 随 着 LED 系统设计技术的飞速发 展 ， LED 电光源在体育馆的应用也成为一种必然方 向 。

8、如国家体育场 ( 鸟巢 ) 夜景照明工程的灯光 彩衣采用 LED 作为主 要装饰照 明 ， 以 LED 的光 电特性体现鸟巢灯光 效 果中跳 跃 、 动感的部 分 ， 其鲜艳 的 色彩表 达 “ 中国 红 ” 的文化 韵 味 ; 汕 头 大学室 外 运动场地在体育场提升改造后采 用 新 LED 照明系统 ， 且根据 不同场 地 、 不同运动 项 目的特性 ， 设 置不同的光照亮 度 ， 从 网 球 场 、 排 球 场 到 足 球 场 ， 每 盏 LED 的 亮 度 都 不 一 样 ， 16 个场地共 1 000 m2 每小时的照明 电 费 仅 需 28 元 。 4 眩光和频闪控制 眩光和频闪直

9、接影响到照明的舒适 度 。 眩光分为直接眩光和反射眩光 。 直射眩光 是由发光体 直 接 引 起 的 ; 反射眩光是由灯具或 其他反射面反射发光所形成的 。 控制直接眩光 的方法有选择透光材 料 、 控制保护角 ( 遮光角 ) 、 合理布置光源位置三种 。 控制反射眩光的主要 方法是使作业面上的大部分光来自合适的投射 方向 ， 即 产 生 的 定向反射不直接射向观察者 的 眼睛 ， 而是 射 向 远 处 或 侧 方 。 一般只要在观 察 者上 方 不 安 装 灯 具 ， 就 可以较好地消除反 射 眩光 。 体育馆控制 眩 光的设计 上 ， 灯具可采 用配 有 防眩光隔板的高 效反光系 统 ，

10、光源位置可根据技 术要 求 加 以 调 整 ， 使眩光和散光得到有效的 限 制 。在灯具瞄准点的设置上控制投射方向和投 射角来限制眩光的产 生 ， 使眩光指 数 50。 频闪的产生主要是由于气体放电灯随电压 周期性的变 化 ， 使光通周期性强弱变化引起 的 。 通常采取的方法是将气体放电光源采用多管移 相接 法 ， 或将三组荧光灯分别接入三相电 源 ， 后 者能将波动深度降低到 5%。 因 此 ， 在一些由 多 只荧 光灯组成的发光装 置 中 ( 光 带 、 发 光 顶 棚 等 ) ， 应 将 其灯管平均分配并按一定 的相序接 入 三相电 源 。 使用 两管或三管荧光灯灯具 时 ， 宜 将 灯

11、管分别接入两相或三相电源线 路 。 5 灯具布置 灯具的布置就是确定灯在房间内的空间位 置 。光投 方 向 、 工作面上照度及 照度的均匀 性 、 眩光 、 阴 影 等 ， 都 直 接 与 照明灯具的布置有 关 。 灯具的布置还影响光效以及照明装置的维修和 安全 。 照明灯具的平面布置有均匀布置和选择 布置两种 。 均匀布置通常将同类型灯具按等分 面积的形式布置成单一的几何图 形 ， 如直 线 、 矩 形 、菱 形 、 角 形 、 满天星 等 ， 适用于 要求整个工 作 面有均匀照度的场所 。 多数场馆为保证场地照 度的均匀 度和立体 感 ， 灯具采用满天 星向 下 ( 广 罩 形 、配 罩

12、形 ) 的照明方 式 。 晋江体育馆主场馆 设计中采用了灯桥与满天星相混合的均匀照明 方 式 ，两侧灯桥以沿弧线布 置 ， 满天星灯具采用 小型泛光灯 具 ， 按计算的瞄准点布 置 。 满天星 的 灯 具布置方式垂直照度较 低 、 眩光 小 、 照度均 匀 、 设备 费用 低 ， 特 别 适 用 于 综 合 体 育 馆 、 拳 击 、 体 操 、 技 巧 、摔 跤 、 训 练馆等运动场 地 。 灯桥 的灯 具 53 照明技术 2015 现代建筑电 气 杂志征订 单 布置 方 式用于方向一定的球技运 动 ， 特 别 是 球 类 、 技 巧 、 体 操 、 游 泳 、 水球等运动场 地 。 灯具除

13、 了考虑材 料 、 样式以 外 ， 还应配置 电 容补 偿装 置 ， 功率因 数 0 9。 比赛馆灯具 防 护 等级 较 高 ， 以有效防止灰 尘 、 污染 物 。 对于气 体 放电灯 的 启动 器 、 触发器等电气附件的选 择 ， 应 在与光源匹配的前提下达到高 效 、 节 能 。 6 结 语 体育馆照明设计的目标往往是达到更高的 照 明标 准 ， 尤其 是照度标准 值 。 金属卤化物灯目 前是体育馆场地照明比较理想的光源 。 但随着 LED 技术的成熟及成 本 的降 低 ， LED 光源在体 育 馆照明中将得到广泛的应用 。 1 丁文 华 ， 苏 娟 建筑 供配电与照 明 M 武 汉 :

14、武 汉 理工大学出版 社 ， 2008 2 魏 明 建筑供 配 电与照 明 M 2 版 重 庆 : 重庆 大 学出版 社 ， 2005 3 赵德 申 电气 照 明 技 术 M 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ， 2005 4 北京照明学会照明设计专业委员 会 照明设计 手 册 M 2 版 北 京 : 中国电力出版 社 ， 2006 5 GB 50034 2013 建筑照明设计标 准 S 6 卓银 杰 ， 程 澍 游泳池水 下照明设计探 讨 J 现 代 建筑电 气 ， 2013， 4( 11) : 70-73 收稿日 期 : 2014-12-25 Lighting Design of S

15、tadium ZHANG Wenyou ( College of Electrical Engineering， Lanzhou Institute of Technology， Lanzhou 730050， China) Abstract: This paper discussed the lighting design of a stadium at aspects of brightness distribution， source selecting， glare and strobe controlling， and arrangement of illumination lamp

16、s It is pointed out that LED source is a preferred choice， which not only meets the lighting requirements but also achieves the energy saving The arrangement of illumination lamps should use the sky star lighting way to protect the illumination uniformity and stereoscopic impression of stadium Key w

17、ords: lighting design; stadium; brightness distribution; glare and strobe; illumination 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 邮局汇款 银行汇款 邮 编 : 200063 收款单位 : 上海电器科学研究院 地 址 : 上海武宁路 505 号 3 号楼 4 楼 开户银行 : 招商银行上海分行曹家渡支行 单 位 : 现代建筑电 气 编辑 部 账 号 : 1219 0973 3310 301 联系电 话 : 021-62574990-272( 俞小 姐 ) 传 真 : 021-62576377 现代建筑电 气 杂志订 单 ( 回 执 ) 120 元 / 年 订购单位 收件人姓名 邮政编码 详细地址 订购人姓名 订购人电话 ( 订购单位盖章 ) 订购份数 年 份 总金额 ( 大写 ) 百 拾 元 汇款方式 邮局 汇款日期 银行 年 月 日 需 要 发 票 不需要发票 年 月 日 54