體育館照明設(shè)計(jì)思路

張 熙

甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025

0 引言

體育館因?yàn)橐袚?dān)大量的賽事任務(wù)，因此對(duì)照明設(shè)計(jì)的技術(shù)性要求更高，其設(shè)計(jì)難度也較高。在進(jìn)行燈光設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮觀眾的觀看效果，又要考慮運(yùn)動(dòng)員的正常水平發(fā)揮，還要考慮不干擾裁判的評(píng)判。隨著大型商業(yè)賽事的增加，電視現(xiàn)場實(shí)況轉(zhuǎn)播日益頻繁，因此還需考慮現(xiàn)場的色彩在轉(zhuǎn)播過程中對(duì)彩色電視造成的影響。體育館的照明設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很復(fù)雜、難度較大的工作任務(wù)，除了考慮體育館的結(jié)構(gòu)和建設(shè)材料，還要考慮地面的材料、空間的大小以及光照度、溫度、通風(fēng)等多種因素。

1 燈光設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 體育館照明的影響因素

（1）照度。合理的照度設(shè)計(jì)有助于運(yùn)動(dòng)員在比賽過程中良好地發(fā)揮自身的水平，有助于裁判員在比賽過程中做出最精準(zhǔn)的判斷，并提升觀眾觀看比賽的舒適感。此外，體育館的照明設(shè)計(jì)不能千篇一律，需根據(jù)體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、體育賽事、商業(yè)活動(dòng)的實(shí)際情況來設(shè)計(jì)不同的方案。

（2）照明均勻度。照度均勻度即最小照度值與最大照度值之比。室內(nèi)體育館和露天體育館對(duì)照明的要求不同，如果室內(nèi)體育館和露天體育館均采取同一設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)置，可能出現(xiàn)場館中部分地區(qū)燈光聚焦過多，而部分地區(qū)聚光不足的情況。聚光過多則會(huì)產(chǎn)生眩光效果，嚴(yán)重影響運(yùn)動(dòng)員正常水平的發(fā)揮，因此在體育場照明設(shè)計(jì)中需充分考慮照明均勻性。

（3）眩光。如果體育館照明的亮度分布不平衡、不科學(xué)，會(huì)在時(shí)間和空間上造成視覺上的反差，從而使人感到視覺不舒適，進(jìn)而影響視覺效果，直接影響到運(yùn)動(dòng)員的水平發(fā)揮。尤其是在球類運(yùn)動(dòng)中，眩光的存在會(huì)使運(yùn)動(dòng)員對(duì)落球點(diǎn)無法作出正確的判斷，從而影響比賽效果。

（4）燈光分布。體育館通?？煞譃楸荣悈^(qū)域和觀賽區(qū)域。在對(duì)體育館進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，如果僅將設(shè)計(jì)焦點(diǎn)放在地面的場地，對(duì)運(yùn)動(dòng)員會(huì)造成垂直照射的效果，而觀眾席上卻達(dá)不到相應(yīng)的照明要求。因此，在進(jìn)行體育館照明設(shè)計(jì)時(shí)，首先需確定各個(gè)區(qū)域的燈光分布位置，需同時(shí)滿足運(yùn)動(dòng)員和觀眾的照明需要。

（5）光源特性。如果某光源的顯色性較高，它照射在物體上會(huì)呈現(xiàn)出真實(shí)的效果，否則會(huì)呈現(xiàn)出失真的效果。因此，需盡量選擇顯色性較高的光源，從而保證運(yùn)動(dòng)員的精準(zhǔn)判斷，確保比賽的效果。

1.2 照度的要求

在對(duì)體育館進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，需充分考慮運(yùn)動(dòng)員、觀眾、攝影記者等多方面的照度要求。通常以邊線的垂直照度作為設(shè)計(jì)參考。理論上，水平照度和垂直角度相等時(shí)，是最舒適的視覺效果。但是，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，這兩者難以做到完全相等，因此需盡量控制兩者之間的比例，一般水平照度和垂直照度的比值不能超過2倍。在體育館這樣的立體空間中，照明的亮度和色彩對(duì)比必須符合設(shè)計(jì)的要求，因此需通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)燈光的控制點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，確保照度的均勻性，從而確保其色溫和顯色性能滿足電視轉(zhuǎn)播的需求。

1.3 光源與燈具的選擇

（1）光源。體育館的天棚相對(duì)較高，空間也相對(duì)較大，因此一般情況下會(huì)選用高壓氣體放電燈（HID）作為光源。對(duì)一些多功能的體育館，考慮其綜合性用途，需要通過技術(shù)手段改變照明方式和亮度，如設(shè)置調(diào)光裝置、控制回路等。以滿足燈光的多種用途，甚至達(dá)到舞臺(tái)所需的效果。

（2）燈具。如果體育館需承擔(dān)國際賽事，則其對(duì)照明的要求將更為嚴(yán)格，一般會(huì)采用金屬鹵化物燈作為照明光源。對(duì)于那些頂棚較低的小型體育館，也可采用白熾燈照明。在選擇燈具時(shí)，不僅要考慮類型，還要考慮照明效率；既要考慮水平面的角度，又要考慮垂直面的照度。為了保證效果，通常會(huì)組合使用深照型、斜照型或泛光燈具。

1.4 燈光控制與燈光布置方案

（1）燈光控制。通過體育館的燈光控制室可以觀察到場內(nèi)的所有照明情況，一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，可隨時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。隨著高科技手段的應(yīng)用，許多體育館都采用了智能控制系統(tǒng)對(duì)體育館內(nèi)的燈光實(shí)施控制。體育館的用途越多，對(duì)燈光照明的要求就越高，通過智能控制系統(tǒng)，可以使工作人員操作更加便利，而且燈光控制的效果更加理想。

（2）燈光布置方案。在設(shè)計(jì)前，需對(duì)體育館的平面圖進(jìn)行分析，然后利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方案，從而制訂燈具布置和開燈模式的方案。在設(shè)計(jì)過程中，既要考慮不同等級(jí)的賽事需求，又要考慮日常商業(yè)活動(dòng)的需要。①馬道布置。根據(jù)現(xiàn)場馬道的設(shè)置情況，燈具安裝于馬道兩側(cè)。②應(yīng)急照明燈光布置。在設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮突發(fā)情況，一旦突發(fā)斷電等情況，需確保備用電源能保證應(yīng)急照明的需求，方便運(yùn)動(dòng)員和觀眾安全疏散撤離[1]。

2 照明設(shè)備設(shè)施的選擇

2.1 常用燈具

（1）高懸掛熒光燈。高懸掛熒光燈采用反射器的設(shè)計(jì)原理，其效率高達(dá)95%。該燈具在燈光配置方面，可以給消費(fèi)者提供更多的選擇，為布燈和配光設(shè)計(jì)提供了更大的、更靈活的空間，體現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。與傳統(tǒng)HID相比，這種燈具可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)60%的節(jié)能目標(biāo)。與其他類型的燈具相比，該燈具在舒適、照度、眩光等方面具有明顯優(yōu)勢。在設(shè)計(jì)方案中采用這種燈具，可以提升運(yùn)動(dòng)員和觀眾的視覺舒適度。在實(shí)踐中，這種燈具廣泛應(yīng)用于室內(nèi)網(wǎng)球場、籃球場和羽毛球場的照明[2]。

（2）球場專業(yè)投光燈。球場專業(yè)投光燈的優(yōu)勢在于輕便，并配有360°可調(diào)節(jié)的安裝支架、方便搬運(yùn)的手柄以及瞄準(zhǔn)器配件，可在室內(nèi)外的常規(guī)天氣下使用。經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)后，該燈具的發(fā)光效率和有效利用率都有顯著提升。該燈具通常配合新型光源使用，可以提高整體的效率，達(dá)到低眩光和最佳的照明效果。該燈具的總體特征是美觀、風(fēng)阻系數(shù)小、重量比較輕、光束精準(zhǔn)，具有多種配光、能夠瞬間啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

（3）高效泛光球場LED燈。高效泛光球場LED燈的散熱面積大、熱導(dǎo)性能優(yōu)越，在有效控制燈具溫升的同時(shí)，能延長燈具的壽命。此外，該燈具還具有輕便、安全的特性，受到廣泛應(yīng)用。

2.2 燈具附件

（1）必須選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的燈具，選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的品牌。

（2）需考慮現(xiàn)場的照明與需求，確保照明效果。

（3）如果體育館周邊環(huán)境存在腐蝕性的氣體或者蒸汽，在選用燈具時(shí)要考慮防腐蝕密封式的燈具。

（4）考慮到舉辦一些有振動(dòng)、擺動(dòng)性較大的商業(yè)活動(dòng)，因此需選擇可以防振的燈具，并采取相關(guān)防脫落的措施。

（5）如果現(xiàn)場需要防止紫外線照射，應(yīng)選擇具有隔紫外線功能的燈具，或者采用無紫光源。

（6）如果燈具必須安裝在可燃的材料表面上，應(yīng)選用標(biāo)有“F”標(biāo)志的燈具[3]。

2.3 鎮(zhèn)流器

（1）高懸掛熒光燈的鎮(zhèn)流器，應(yīng)選用電子鎮(zhèn)流器，并選用長使用壽命的光源。

（2）高壓鈉燈和金屬鹵化物燈的鎮(zhèn)流器，應(yīng)選用節(jié)能環(huán)保型的電感鎮(zhèn)流器。如果體育館的電壓偏差較大，應(yīng)該選用恒功率鎮(zhèn)流器。如果恒功率鎮(zhèn)流器的功率較小，也可以選用電子鎮(zhèn)流器。

（3）LED燈具的鎮(zhèn)流器，為了確保燈具的壽命，應(yīng)該選擇質(zhì)量穩(wěn)定、散熱良好的產(chǎn)品。

3 燈光控制方式

第一，個(gè)別控制。即人們所熟知的ON/OFF模式。

第二，群組控制。將場地內(nèi)的所有繼電器進(jìn)行分組、編號(hào)、組群。通常情況下，一個(gè)組群可以設(shè)定256個(gè)繼電器。

第三，模式控制（場景）。將已經(jīng)編號(hào)的繼電器對(duì)應(yīng)的ON/OFF模式進(jìn)行編號(hào)。一般情況下，有72種可能。

第四，后按優(yōu)先。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際需要，對(duì)同一個(gè)繼電器要進(jìn)行個(gè)別控制、群組控制、模式控制和感應(yīng)器的控制的操作，最后一個(gè)操作的是最終的狀態(tài)。

第五，停電對(duì)策。可通過擦寫ROM解決這一問題。一旦突發(fā)停電，原先設(shè)定的模式不會(huì)憑空消失；突然供電時(shí)，燈具的點(diǎn)滅狀態(tài)依然保持停電前的狀態(tài)。

第六，模式的設(shè)定、變更?？赏ㄟ^可移動(dòng)的模式設(shè)定器對(duì)控制模式進(jìn)行設(shè)定，而且可以反復(fù)進(jìn)行多次設(shè)定，直到效果滿意為止。

4 配電原則

比賽場地的供電有負(fù)荷要求，一般都要求達(dá)到一級(jí)負(fù)荷。正常情況下，對(duì)兩路電源的處理通常采用兩段母線分段運(yùn)行的辦法來解決，一路電源發(fā)生故障時(shí)，另一路的電源可投入運(yùn)行。為了確保照明系統(tǒng)的有效運(yùn)行，每一路的電源通常是連接場地照明的50%負(fù)荷，均勻地交替供電，從而避免出現(xiàn)全場停電的突發(fā)事件。為了克服氣體放電燈的頻閃效應(yīng)，通常采用末端無功補(bǔ)償措施[4]。

5 結(jié)束語

體育館照明設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要同時(shí)考慮比賽等級(jí)和各種商業(yè)活動(dòng)的照明需要。同時(shí)，需根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)多個(gè)檔次的控制模式，設(shè)計(jì)不同方式的照度和照明方式，以達(dá)到最佳的照明效果。