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体育场馆照明设计小知识
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体育场馆照明设计小知识
 
 

体育照明的功能性要求很高,特别是有电视转播的体育场馆对照明的功能性要求就更高,体育场馆中的高照度、高均匀度、高光源显色性等除了要求有好的照明产品、合理的马道设置和高水平的照明设计以外,随之而来的还有高的耗电量。
 
 
大量的实测调查表明,由于马道位置即灯具安装高度设计不合理,不但直接影响各项照明技术指标,而且还会造成电能的大量浪费。本文将通过对大量体育场馆的实测调查,对照明设计的各项技术指标以及影响照明功率密度的主要因素进行分析,以便为照明设计师在进行体育场馆照明设计时提供参考依据。
 
 
1、 场馆的数量和功能等级
 
 
实测调查的比赛场馆中以室外体育场和综合体育馆居多,功能等级V级的场馆个数略高于Ⅳ级和Ⅵ级,见表1。
 
 
1.2、灯具安装高度与功能等级
 
 
根据灯具安装高度统计结果可得出以下结论:
 
 
(1)体育场灯具安装高度在40m≤h<50m之间的个数占各种高度总数的45.7%,也就是说现有体育场的灯具安装高度几乎有一半都在40m~50m之间;体育馆、网球馆、游泳馆灯具安装高度在15m≤h<25m之间的个数占各种高度总数的60%以上,也就是说体育馆的灯具安装高度一般都在15m~25m之间。
 
 
(2)总体来说,灯具高度偏低时,低级别(Ⅳ)比赛场馆出现的几率偏大;灯具高度偏高时,高级别(Ⅵ)比赛场馆出现的几率偏大,因为高级别是指重大赛事、高清电视转播,体育场馆容纳的观众席座位多,体量大,马道的位置(灯具安装高度)也会相应提高。灯具安装高度范围以及与运动等级的关系见表2~表3:
 
注:灯具高度为马道高度,取其马道最高高度。
 
 

2 、统计数据误差分析与数据取舍
 
 
在实测调查的900多个场馆数据中由于各种原因,如马道位置设置不合理、灯具配光选择不当以及建筑结构遮挡严重等,造成有的数据离散性较大,根据统计学原理,按误差理论对数据进行取舍。
 
 
 
3、统计学允许的合理误差范围
 
 
误差概率分布:当统计值的误差介于±0.6745 (标准误差)范围时,概率为50%;误差介于±2 范围时,概率为95%;误差介于±3 范围时,概率为99.7%;误差出现在±3 范围以外的几率只有0.3%。
 
 
在有限的统计数据中,一般选择概率误差3 至5 作为合理误差范围或统计上允许的最大概率误差。
 
 
3.1、可疑统计值的取舍方法
 
 
通常在一组统计值中会发现某一统计值与其余统计值相差很大,如果保留这一数值,则对平均值及或然误差都将产生很大影响,如果没有充分的理由,则只有根据误差理论决定数值的取舍才是正确的。决定数据取舍的步骤如下:
 
 
(1)求出算术平均值以及单个数值的概率误差,计算时可疑数据均应包括在内;
 
 
(2)算出可疑的较大偏差与概率误差之比 ;
 
 
(3)根据表4中所列统计量个数(n)与对应的偏差d同概率误差y之比( ),决定数据的取舍;
 
 
(4)如果统计值的 大于表中的 ,则可舍掉这一统计值。
 
上述数值舍弃法则是根据Chauvenet数值舍弃标准简化而来的。
 
 
根据以上原则对实测调查的数据进行了处理,舍弃了个别离散性大的可疑数值。
 
 
 
4、 实测调查结果分析
 
实测调查结果表明:对于大多数体育场馆来说,由于采用了高性能的光源、灯具产品,具有高效、环保、节能、长寿命等特点,加上高水平的照明设计,各项技术指标基本上都能达到
 
 
4.1、照明指标与照明节能
 
 
(1)照度和照度均匀度是照明设计中的重要指标,也是照明检测中的主要内容,特别是电视转播对摄像机方向的垂直照度及其照度均匀度有很高的要求,当场地建筑条件(马道过短或过于靠近场地)或其他条件(运动员正前方不能布灯)受到限制时,这一指标很难达到,实践证明灯杆和马道的位置对实施照明方案特别重要,因此在建筑设计时应给予重视;
 
 
(2)照度比率:指平均水平照度与平均垂直照度之比,无电视转播时,水平照度值有具体规定,有电视转播要求时,标准中只对水平照度值规定一个范围,即平均水平照度为平均垂直照度的0.75~1.5倍,垂直照度的取值主要由摄像杌类型和电视转播的要求决定,水平照度与垂直照度之比值主要是为了保证整个的照明效果和照明立体感。
 
 
控制这项指标有时比较困难,特别是当受到场地和马道条件的限制时,往往需要通过提高水平照度的方法来提高垂直照度值,致使这一比值过大,这样不仅影响照明质量,而且还会大大增加照明功率,造成能源浪费。通过合理的照明设计,将这一指标有效地控制在规定的范围内,对提高照明质量和节约电能有很重要的意义。本调查结果所得照度比率如表5所示。
 
国际照明委员会(CIE)、国际体育联合会(GAISF)规定平均水平照度和平均垂直照度的比值在0.5~2.0之间,国际广播电视服务机构(OBS)规定主赛区(PA)的比值为0.75~1.5,总赛区(TA)的比值为0.5~2.0,根据编制组对我国体育场馆的实测调查统计结果表明,体育场水平照度与垂直照度之比定在0. 75~1.8;体育馆的定在1.0~2.0之间比较合理,这样更有利于节能。
 
 
4.2、照明功率密度值
 
 
我国《建筑照明设计标准》、《城市道路照明设计标准》和《城市夜景明设计规范》中对办公建筑、商业建筑、交通建筑、工业建筑以及道路等均规定了照明功率密度值。在《建筑照明设计标准》和《体育场馆照明设计及检测标准》中尚未对体育场馆的照明功率密度作出规定。由于体育建筑结构的复杂性、竞赛项目的多样化以及体育比赛对照明的高要求,确定其照明功率密度具有一定的难度。
 
 
相关调查表明,不同类型场地,包括体育场、体育馆、游泳馆、网球馆,达到相同照度时所需要的照明功率有的可相差5倍以上,同样由于建筑结构的不同,相同场地,达到同一照度时,照明功率密度也可相差几倍,可见制定体育场馆的照明功率密度值对照明节能具有重要意义
 
 
照上述误差理论,对现场检测和照明设计所取得的数据进行分析整理,取得了无电视转播训练场馆和有电视转播比赛场馆的照明功率密度(LPD)值,为制定体育场馆照明功率密度值提供;主要对常用的金囟灯的4类场馆(体育场、体育馆、网球馆、游泳馆)统计分析了照明功率密度值。以体育场和体育馆为例,分析统计结果见表6~表7。
 
注:
 
(1)照明方式除体育场有少量为组合式(光带+灯杆)外,基本上都是马道光带式照明。
 
 
(2)照明功率密度值均按各等级的主摄像机照度进行折算,并考虑维护系数0.8。
 
 
为了更进一步说明体育场馆中照明功率密度的变化规律,将上述实测调查统计结果以体育场为例,将田径和足球项目绘制成图,以便于分析和理解。灯具安装高度与功率密度的关系及比赛等级与功率密度的关系如图1~图4所示。


由调查结果可以得出以下几点结论:
 
 
(1)相同功能等级下,照明功率密度值随灯具安装高度的增加而增加,规律性强;
 
 
(2)照明功率密度与功能等级有关,等级越高照明功率密度越大,且为非线性关系。
 
 
(3)室外体育场(足球兼田径)足球场地的照明功率密度比田径场地的照明功率密度高,与场地面积大小有关;
 
 
(4)对于综合性体育场馆应设计不同的开灯模式。
 
文章来源 | 网络

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