體育館照明設計及應用

張德建

摘 要：根據(jù)GBJ133-90體育建筑照明標準，以福建沙縣體育公園體育館的場地照明為例，按照體育館場地照明設計的步驟，介紹智能控制在體育館內(nèi)場的照明設計及運用。同時讓讀者了解體育館場地照明設計步驟和方法。

關(guān)鍵詞：照度；人行網(wǎng)架；智能控制模塊

1 概述

對場地照明設計方案主要考慮三方面：（1）控制炫光對運動員的影響；（2）降低燈光對觀眾的不適感；（3）提高轉(zhuǎn)播色彩質(zhì)量。下面以福建沙縣體育公園體育館為例介紹體育館照明設計及應用。

2 工程介紹

體育館內(nèi)場面積1054平方米，人行網(wǎng)架距場地表面高度18米，人行網(wǎng)架之間距離27米，人行網(wǎng)架長度50米，觀眾席座位4500。籃球場地布置在內(nèi)場正中。體育館照明設計指標主要包括：水平照度、垂直照度、照度均勻度、光源色溫、顯色指數(shù)和眩光限制質(zhì)量等級等。

人行網(wǎng)架作用是安裝照明燈具、場地音響、控制線。根據(jù)JGJ153-2007體育場館照明設計及檢測標準，體育館比賽照明設計要求如下：

（1）最大平均水平照度在比賽場地范圍內(nèi)大于1500LX，垂直平均照度大于1000LX。在最高亮度檔時，水平照度之均勻度大于0.66。

（2）燈光控制采用計算機控制，可按電視轉(zhuǎn)播（1500lx）、籃球?qū)I(yè)比賽（750lx）、籃球業(yè)余比賽（500lx）、籃球訓練（300lx）、匯演（700lx）、清掃（150lx）六擋固定模式控制場地的水平照度，同時可將全場分區(qū)或組合控制。

（3）眩光等級為B級 （對照質(zhì)量等級、眩光等級表，B級為高質(zhì)量，稍有感覺的眩光）。光源效率為75LM/W。一般顯色指數(shù)Ra>75，顏色還原性和視覺效果均很好。觀眾席最大平均水平照度為250LX。照明總功率為78KW。

3 工程設計

3.1 燈具和光源的選擇

（1）燈具： 電氣等級為IP65 級的飛利浦體育館專用投光燈具。

（2）光源：飛利浦MHN-LA1000W/956，飛利浦HPI-TPlus400W，光通量90000LM、35000lm，顯色指數(shù)Ra為90，相關(guān)色溫TC為4000K、2000K，節(jié)能指數(shù)達19.6%。

（3）電器附件：采用220V供電，鎮(zhèn)流器為低能耗型并帶有補償電容，功率因數(shù)大于0.9。

本例中參考philips公司通過專業(yè)軟件計算出的結(jié)果，選用飛利浦MVF403 CAT A7 1xMHN-LA1000W956 泛光燈64盞、飛利浦MMF383/400 1xHPI-T Plus 400W金屬鹵化物燈40盞。

3.2 照明控制

照明控制系統(tǒng)目前分為繼電器控制和智能照明控制系統(tǒng)兩大類。傳統(tǒng)繼電器控制回路多，繼電器節(jié)點多，系統(tǒng)的可靠性低，故障率高，維護費用高。智能照明控制系統(tǒng)具有線路簡單明了和功能擴展性強，維護方便的優(yōu)勢。本方案中共分了六種控制模式，采用智能控制模塊實現(xiàn)智能照明。在使用放電燈時，為防止由于弧光不連續(xù)而產(chǎn)生的頻閃效應，采用相鄰燈由不同相電源供電，能基本消除頻閃效應。系統(tǒng)能自動調(diào)節(jié)各種場地燈光打開的先后順序，避免由于同時點亮而引起的啟動大電流沖擊。

在不考慮布燈準確的位置和投射角度的情況下（在安裝調(diào)試中處理），根據(jù)philips公司通過專業(yè)軟件計算出的結(jié)果。設計過程分三步。

3.2.1 定義燈的編碼

W1～W32 MVF403 CAT A7 1XMHN-LA1000W956

W33～W41 MMF383/400 1xHPI-T Plus 400W

3.2.2 確定燈在馬道的布置情況

A馬道場地照明（1000W的金鹵燈）布置方式從左到右：

W29，W19，W20，W07，W21，W01，W13，W08，W22，W02，W23，W09，W14，W03，W15，W30，W31，W16，W04，W17，W10，W24，W05，W25，W11，W18，W06，W26，W12，W27，W28，W32

觀眾席照明（400W的金鹵燈）布置方式從左到右：

W36，W37，W38，W36，W37，W38，W36，W37，W38，W36，W37，W38

馬道場地照明（1000W的金鹵燈）布置方式從左到右：

W29，W19，W20，W07，W21，W01，W13，W08，W22，W02，W23，W09，W14，W03，W15，W30，W31，W16，W04，W17，W10，W24，W05，W25，W11，W18，W06，W26，W12，W27，W28，W32

觀眾席照明（400W的金鹵燈）布置方式從左到右：

W33，W34，W35，W33，W34，W35，W33，W34，W35，W33，W34，W35

馬道觀眾席照明（400W的金鹵燈）布置方式從上到下：

W39，W40，W41，W39，W40，W41，W39，W40

3.2.3 在各種照明模式下，根據(jù)燈點亮數(shù)，檢測出的照度

Eh-平均水平照度，Ev-平均垂直照度，U1-最小水平照度與平均水平照度之比，U2-最小水平照度與最大水平照度之比。

（1）電視轉(zhuǎn)播籃球?qū)I(yè)比賽：W1～W41點亮

體育館比賽場地Eh：1722lx，U1：0.86，U2：0.81，Ev：1154lx；體育館內(nèi)場Eh：1518lx，U1：0.73，U2：0.61。A、B馬道 觀眾席 Eh：437lx，U1：0.17，U2：0.07；C馬道 觀眾席 Eh：352lx。U1：0.34，U2：0.15。

（2）籃球?qū)I(yè)比賽：W1～W18、W33～W41點亮

體育館比賽場地Eh：880lx，U1：0.78，U2：0.68；體育館內(nèi)場Eh：790lx，U1：0.71，U2：0.56。A、B馬道 觀眾席 Eh：437lx，U1：0.17，U2：0.07；C馬道 觀眾席 Eh：352lx。U1：0.34，U2：0.15。

（3）業(yè)余比賽：W1～W10點亮

體育館比賽場地Eh：467lx，U1：0.82，U2：0.68。

（4）籃球訓練：W1～W6點亮

體育館比賽場地Eh：271lx，U1：0.78，U2：0.61。

（5）匯演：W1～W16、W33～W41點亮

體育館內(nèi)場Eh：649lx，U1：0.83，U2：0.71。

A、B馬道 觀眾席 Eh：437lx，U1：0.17，U2：0.07；C、馬道 觀眾席 Eh：352lx。U1：0.34，U2：0.15。

（6）體育館內(nèi)場清掃：W1～W4點亮

體育館內(nèi)場Eh：157lx，U1：0.67，U2：0.38。

A、B馬道 觀眾席 Eh：42.7l lx，U1：0.15，U2：0.05；C、馬道 觀眾席 Eh：28.8l lx。U1：0.10，U2：0.03。

4 結(jié)束語

智能照明控制系統(tǒng)運用于體育館這類大空間照明控制，其獨特優(yōu)勢如下：

（1）控制方式

采用低壓二次小信號控制，控制功能強、方式多、范圍廣、自動化程度高，能通過各照明回路不同的搭配組成各種燈光場景模式。

（2）管理方式

可根據(jù)各類比賽及其他各功能的需要，通過分布式網(wǎng)絡對燈光進行自動化管理。

（3）節(jié)省能源，降低維護成本

比傳統(tǒng)開關(guān)控制節(jié)電可達20%-50%以上。

（4）保護燈具，延長燈具壽命

電源質(zhì)量較高，可以避免電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，以及引入的軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù)，可延長燈具壽命2-4倍。