吉林市万人体育馆场地照明设计

时间：2007-07-25 17:15:11 来源：相关网站作者：本站收集


吉林市万人体育馆场地照明设计摘要：文章介绍了体育馆照明设计中的光源、灯具的选择并对体育馆灯光控制及配电原则做了一些较详尽的阐述。　　吉林市万人体育馆是一座综合性多功能体育场所，除了进行冰球比赛外，还可进行羽毛球、篮球、排球、乒乓球、体操、滑冰等体育项目比赛、表演和训练，这就对照明设计提出了较高的要求：具有合适均匀的照度，理想的光色，富有立体感与无眩光等特点，除保证满足观众良好的视看效果外，还必须保证裁判员、运动员和电视转播的照明效果。 1 标准　　本馆照度选择是依据国家规范及国际体联委员会第83号文件规定要求进行的。比赛一般分为两类，一类是主要利用空间的运动如篮球、排球、乒乓球、羽毛球等，对这类运动要注意合理安排灯具的位置，减轻对比赛者的眩光影响，同时又要使光分布重叠，提高均匀度，减少阴影；另一类比赛主要利用低空间位置的运动，如冰球、拳击、柔道等，而且不同比赛之间的活动范围也不尽相同，对这类运动要注意重视视距的确定，提高低空的垂直照度。由于本体育馆的照度计算采用日本松下的专业体育场馆照度计算软件进行计算，故本文不再对计·算方法进行叙述。各类体育比赛计算结果见表1、表2。　　体育比赛场地水平照度计算表（无TV）表1 　　体育比赛场地水平照度计算表（有TV） 2　光源的选择　　2．1 使用光源的选定现在体育设施照明采用的光源金属卤化物灯占多数。从光源的效率、显色性、寿命等特性综合考虑，金属卤化物灯是优良的，是世界流行的潮流。还有，体育设施采用不同特性的多种光源的混光照明实例也比较多，这是这次设计采用的方法。因为该体育馆的用途种类很多，每种用途都要求有最好的照明环境。这次的设计采用了两种特性不同的金属卤化物灯，这种混光的采用，使从平常的低照度水平的用途到国际比赛的广泛使用成为可能。　　2．2 采用的混光照明光源的特点(见图1) 　　图1 MTI500B／BH／与MF1OOOL／BU-SC的混光照明特性　　2．2．1 高天棚灯具用光源A：MFl000．L／BU-SC 光通量(F)；87000Lm；显色性(Ra)：70；色温度(T)：4300K 　　2．2．2 投光灯用光源B：MTl500B／BH／D 光通量(F)：1250001m；显色性(Ra)：92；色温度(T)：6000K 　　基础照明使用A(高天棚灯具)。各种练习水平采用，混光比A：B=100：0。　　随着照度的逐步提高B投光灯被逐步点亮。最高的比赛水平使用时B的使用照度变高，例如：篮球的国示比赛时混光比A：B=26：74，这时得到的光的混光特性是Ra=91,T=5600K。这种照明环境是符合"HDTV摄影的必要光源特性”的标准的。此次设计推荐混光照明的理由还有一点就是“光源的色温度和舒适照度”的关系。色温低的照明环境对应低照度，比较舒适；色温高的照明环境，高的照度比较舒适。所以，从低照度的环境到高照度，良好的色温度的取得，在混光照明的设计上是下了很大工夫的。 3 灯具布置及其选择　　3．1 照明灯具排列方式室内体育馆的照明灯具的排列方式大体分为：一般均匀——分散型排列方式和投光灯两侧排列方式两种。两种方式各有其利弊，这次的体育馆设计采用了两种方式兼顾的方法。照明控制系统可实现各种适宜的点灯模式，可以按照比赛项目、比赛的水平选择最好的照明环境。以下是照明设计的概要和特点说明，及采用的光源种类和对其进行改善的思考说明。　　3．1．1 一般均匀——分散型排列方式　　基本上是采用高天棚的灯具在天花平面均匀排列，这样可以得到水平面的照度及其均匀度。高天棚灯具的配光特征有广照型，用于大面积和照度要求比较低的场合；狭照型，与高天花和高照度要求的场合对应。但是，与水平面照度相比，垂直面照度只有1／5，不能满足TV转播的高垂直面照度的要求。　　3．1．2 投光灯两侧排列方式　　照明灯具是方向性强的投光灯，在篮球场等比赛场地两侧直线形排列。这样可以得到高的垂直面照度，是满足TV转播的有效方法。但是，对照射方向的设定要认真考虑，否则将成为引起眩光的原因。还有，网球、排球、羽毛球等是运动员视线经常向上的运动项目，在正上方不放置眩光源的方式是值得推荐的方式。　　两种布灯方式相结合要注意综合两种方式的优点，把它们的缺点互相弥补。比赛的水平、比赛场地的大小及向上看的频率使点灯模式的构成变得重要起来。所以在照度低的情况下，以一般均匀——分散型排列方式为主，在需要高照度的时候以投光灯两侧排列方式为主设定照明点灭模式。关于投光灯两侧排列方式采用的投光灯，从配光特性考虑，应选用中心的光度值不高的，进一步讲，中心以上射向上方的溢出光要尽量减少，考虑减小运动员、两侧观众席的眩光是重要的，灯具布置如图2所示。　　3．2 灯具的选择　　从第2项、第3．1项考虑，设施采用的灯具样式如下所述：　　首先，作为前提条件要求照明效率高、效果好、能得到必要的照度。这样可以减少灯数，从而节省电量(节能)，并且良好的配光特性能确保良好的照度分布(水平面、垂直面)和均匀度。器具的配光特性是广照型或广角型，这种配光的中心光强不会太高，是从运动员和观众对眩光的要求考虑。还有，在冰球比赛时，冰球有击中照明灯具的可能性，因此采取的对策是高天棚的灯具安装保护网，投光灯的前玻璃采用强化玻璃。　　3．2．1 灯具A高天棚灯具的配光特性(MFl000．L／BU—SC采用)型号：YOK36135(带保护网)高天棚灯配广角光照型反射罩。特点：通过亮化光学膜处理提高灯具的效率亮化光学膜处理是一种特殊的表面处理，将屈光率不同的Ti02和Si02的透明膜交替层叠，利用膜间界面产生的光干涉效应，提高某波长范围的光反射率。与以往的投光灯相比，本处理方法大幅度地提高了照明效率。采用这种方法，可使可视光域平均反射率提高14％，灯具的效率也提高13％，得到大幅度改善。通过电脑仿真设定最佳薄膜厚度、采用以“埃”为单位的超精密蒸着技术。通过电脑仿真计算设定出最佳薄膜厚度，能最高效地反射某个特定波长的光线。按照计算出的以“埃”(等于10-zorn)为单位的薄膜厚度，运用真空镀膜的超精密技术进行亮化光学膜处理。　　配光类型：广照型，灯具效率：78％以上(包含保护网的效率90％) 　　最大光强：31000cd以上(包含保护网的效率90％) 　　3．2．2 灯具B投光灯—1的配光特性(MTl500B／BH／D采用) 　　型号：YOA56305型三照射型投光灯，铝制附亮化光学膜反射板。特点：一台灯具可达到三台低功率投光灯的照明效果，为使运动场地的照度均匀，需要采用三台以上的投光灯，二台照射型投光灯采用电脑设计的特殊形状反射镜。一台灯具能形成三根光束的照射，这三根光束恰如三台小型投光灯同时照射所产生的均匀照度，通过亮化光学膜处理，实现高效率和高质量。附有滤尘网，防止灯具内部出现尘污，附有刻度盘和瞄准器，可以很容易地设定照射角度，附有接线盒，施工简单。　　配光类型：广角型，灯具效率：75％以上；最大光强：260000cd以上光轴中心十30的光强：20000cd以下。　　3．2．3 灯具B投光灯-2的配光特性(MTlSOOB／BH／D采用) 　　型号：YOA56400光污染抑制型投光灯。　　特点：抑制比赛区域以外的光线照射，减轻周边地区的光污染控制射向上方的有害光线。在减少运动场周边的住宅区、农田等地区的光污染的同时，营造出良好的照明环境。　　对运动场进行有效照明集中光线向下照射，效率更高、照明效果更好。此外，横向采用宽型配光，提高了运动场内照明的均匀度。亦适用1500W光源与高功率的光源(光通量125000Lm，1500W金属卤化物光源)配套使用，和常用的1000W圆形投光灯相比，可以减少灯具的使用台数。采用坚固的压铸铝材料由于采用压铸铝作为外壳材料，具有耐腐蚀、更坚固的优点。　　配光类型：广角型，灯具效率：58％以上；最大光强：225000ed以上光轴中心+15’的光强：10000cd以下。 4 灯光控制* 　　体育馆的照明控制系统根据比赛等级和类型不同提供不同的照明效果，设置多档次控制模式，变换照明方式和照度，最终达到其使用目的。本馆灯光控制设备采用了松下系列的全二线多重传送遥控系统。　　4．1 采用全二线系统的目的　　(1)每个工程中都使用了大量的灯具，但根据目的、用途的不同，最合理的开灯模式也不同；　　(2)方便施工、开关简单，可自由变更，以便达到考虑节能要求；　　(3)全二线系统具有简单、低廉、安全的实现照明控制的功能。　　4．2 全二线系统概要　　(1)本系统是利用2根无极性信号线的方式对继电器进行控制，进而控制灯具的点灭，故而配线量、施工量都较小；　　(2)把继电器分组，根据工程的实际需要，用一个开关能完成灯具的点灭。继电器再分组，通过控制部分进行数据变更；　　(3)操作部分可以与计算机、开关、各种感应器、定时器等连接。　　4．3 全二线系统功能　　4．3．1 控制继电器数　　256台，继电器的接点容量有2种：6A、20A；开关连接数：自由。　　4．3．2 照明控制方式　　(1)个别控制；控制继电器单元的ON／OFF：最多256个继电器(回路)；　　(2)群组控制：将继电器分组，每组继电器可一起开关；群组编号：127种可能；一个群组最多可以设定256个继电器；一个继电器可以在多个群组中重复设定；　　(3)4模式控制：将继电器分组，确定每个继电器状态并编号，设定模式编号，根据模式编号中的内容对应的继电器进行ON／OFF；模式编号：最多72种可能；　　(4)后按优先：对同一个继电器可以自由的进行个别控制、群组控制、模式控制个别控制、群组控制、模式控制和感应器的控制，最后一个操作的是最终的状态；　　(5)照明操作开关：墙壁开关由于要与多重传送方式对应，必须采用全二线专用的开关；操作可用各种感应器{亮度，人体等)，定时器与之联动；开关上有红色和绿色的LED灯，可表示个别控制，群组控制中继电器的ON／OFF状态。模式控制时，表示动作到被指定的状态；　　(6)停电对策：可擦写ROM(正2P-ROM)，即使停电，设定的模式也不会消失停电时，继电器保持原状态，来电后灯具的点灭状态与停电前一致；　　(7)模式的设定、变更：个别控制、群组控制、模式控制的编号设定、继电器设定等，可通过可移动的模式设定器完成。模式的设定、变更可以多次进行。　　本体育馆的控制原理图见图3；照明控制全二线原理图见图4。 5 配电原则　　本馆比赛场地照明按一级负荷要求供电，正常时两路电源采用两段母线分段运行，当一路电源故障而失电时，另一路电源应可提供场地全部照明用电负荷，为了使场地照明更安全有效地运行，正常情况下每路电源各连接场地照明的50％负荷，并且场地照明灯具被两路电源均匀交替供电，当一路电源失电时仍有50％的场地照明均匀地分布全场。配线应尽量做到三相负荷平衡，使得相邻灯具连接在不同的相序上，为克服气体放电灯的频闪效应，采用末端无功补偿措施。参考文献　　林琅主编《现代建筑电气技术资质考试复习问答》中国电力出版社，2002 体育比赛场地水平照度计算表（无TV）表1图1图2图3图4