體育場照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王心紅+劉甜+劉德強(qiáng)

【摘 要】 本文針對國內(nèi)體育場館的現(xiàn)狀，以大連市旅順口區(qū)曲棍球場為例，提出了體育場照明設(shè)計(jì)中關(guān)于照度設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。

【關(guān)鍵詞】 體育場 垂直照度 均勻度 控制系統(tǒng) 眩光

【Abstract】 This article is base on the situation of Chinese stadium. There is an example for Dalian Lvshun District Hockey stadium， which proposes stadium lighting scheme for illumination design， electrical design， and control system design.

【Key words】 Stadium Vertical luminance evenness control system glare

照明是體育場設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，體育場照明中最重要的就是比賽照明，然后是觀眾席照明、應(yīng)急照明等。為滿足各場景的照度及均勻度要求，做到能源的有效利用，這對燈具、光源的選擇，控制系統(tǒng)的選擇及各個燈具照射方向之間的配合都有很高的要求。

1 工程概述

大連市旅順口區(qū)曲棍球場為十二屆全運(yùn)會新建場館，承接十二運(yùn)曲棍球比賽，該場館按照倫敦奧運(yùn)會的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，看臺坐席可容納3258人，分兩塊場地，其中一塊場地作為比賽場地，另一塊作為訓(xùn)練場地，比賽場地做照明設(shè)計(jì)，每塊場地主賽區(qū)尺寸91.4m*55m，附加比賽沿邊線加2m，安全區(qū)沿邊線加4m，總賽場99m*59m，南側(cè)看臺鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架上設(shè)置燈光馬道，照明燈具可沿馬道均勻布置，以達(dá)到良好的照明效果。

2 體育場照明系統(tǒng)

現(xiàn)代體育場照明不僅要保證照明要求，還要滿足攝像機(jī)對畫面轉(zhuǎn)播的要求，更重要的還要滿足觀眾的視覺要求，而這些就要求運(yùn)動場的照度水平和均勻度水平必須滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，光源也要選擇理想色溫，最終調(diào)試完成后，眩光要控制在人眼所能承受的范圍之內(nèi)。

2.1 照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 153-2007《體育場館照明設(shè)計(jì)及檢測標(biāo)準(zhǔn)》對于曲棍球場的照度及均勻度要求見表1。

大連市旅順口區(qū)曲棍球場要求設(shè)計(jì)達(dá)到IV級——TV轉(zhuǎn)播國家、國際比賽的要求，在滿足主攝像方向垂直照度達(dá)到1000lx，輔攝像機(jī)方向的垂直照度達(dá)到750lx的同時，對照度均勻度也有很高的要求，水平照度均勻度U1=0.5，U2=0.7，垂直照度均勻度U1=0.4，U2=0.6，按照國家比賽對電光源的要求，光源顯色指數(shù)≥90，色溫≥4000K，眩光指數(shù)≤50。

2.2 燈具及光源的選擇

對于承接國家賽事、有電視轉(zhuǎn)播的室外體育場而言，光源色溫適宜選擇4500-6500K，燈具宜選用大功率金屬鹵化物燈，相對具有高光效、高顯色性、長壽命等特點(diǎn)，該場館比賽場地照明燈具全部選擇美國HUBBELL品牌SLS系列1500W體育場專用金鹵燈，光源采用水平內(nèi)嵌式安裝方式、光通量為180000lm，光效可達(dá)到120lm/w，配置外置防眩罩以控制眩光。該燈具采用窄光束及中光束混合分布安裝的模式，滿足以上對于彩色電視轉(zhuǎn)播的要求，通過調(diào)整場地照射角度達(dá)到了良好的均勻度，另外在看臺網(wǎng)架馬道下方布置15套500W鹵鎢燈，作為應(yīng)急照明光源。

2.3 場地照明布置及安裝

此種大型戶外曲棍球場照明系統(tǒng)通常為四角燈塔布燈方式，如果高度和看臺屋頂離賽場距離允許的話，也可燈塔加燈帶混合布燈方式，采用四角布燈方式時，燈具的位置及安裝高度應(yīng)滿足圖1的要求。燈桿的位置應(yīng)在10°-25°之間。

該場館由于地理位置及實(shí)際條件的原因，燈具布置方式采用兩燈塔加一燈帶的布置方式，兩燈塔分別分布于場地的東北角及西北角，南側(cè)整個看臺上面布置一條燈帶，燈塔高度32米，看臺屋頂網(wǎng)架處高度為27米，每個燈塔上分別布置36套燈具，燈帶上布置72套燈具，共計(jì)144套1500W金鹵燈。該布燈方式可使球場的照度均勻，而且垂直照度也可滿足電視轉(zhuǎn)播的要求，同時也避免了眩光對人眼的干擾，取得良好的照明效果。

2.4 照明設(shè)計(jì)方案

根據(jù)以上設(shè)計(jì)的要求及安裝布置方式，具體計(jì)算的照明設(shè)計(jì)結(jié)果如表2，布置方式及瞄準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)計(jì)如圖2，圖3。

3 場地供電系統(tǒng)及照明控制系統(tǒng)

由于該體育場是承接十二運(yùn)比賽的場館，根據(jù)第12屆全運(yùn)會組織委員會關(guān)于中華人民共和國第十二屆運(yùn)動會場館供配電系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范的要求，甲A場館按照一級負(fù)荷供電。市電電源按照電力行業(yè)一級負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)由兩路10KV電源供電，兩路電源優(yōu)先考慮來自不同的上級電源，當(dāng)無法滿足時，必須保證兩路10KV電源來自不同的66KV電源；并根據(jù)需要設(shè)置備用發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。

場地照明應(yīng)由低壓配電房提供不少于兩路電源干線直接供電，條件允許或有需要時，可采用多路電源干線直接供電，各路電源干線宜采用兩臺及以上不同變壓器進(jìn)行供電。

場地照明配電應(yīng)考慮50%負(fù)荷由市電主供，50%負(fù)荷由發(fā)電機(jī)主供的運(yùn)行方式，以確保任一電源故障時，仍維持50%照明負(fù)荷供電。

3.1 場地供配電

金鹵燈斷電半個周波以后將立刻熄滅，如再次啟動并達(dá)到額定亮度需20分鐘狀態(tài)。該場館燈具供電為220V/50HZ，采用雙電源供電，電源設(shè)置一備一用，分別在綜合樓及看臺樓的低壓配電室內(nèi)設(shè)置雙電源切換柜。業(yè)主分別提供4路電源（兩備兩用），分別送至綜合樓及看臺樓低壓配電室，每個配電室分別為50%的燈具供電，2組燈具（各72套）采用相同的照明布置方式，當(dāng)任一路單獨(dú)供電時，即可提供50%的均勻照明度，考慮到應(yīng)急照明部分，特地設(shè)置兩臺EPS作為應(yīng)急電源。endprint

曲棍球場場地部分，本設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)綜合樓及看臺樓一層配電柜配出端至燈具端線路部分。燈桿上布置36套燈具，配套鎮(zhèn)流器安置在桿底內(nèi)部，分為6組，每組6套鎮(zhèn)流器，并且采用RVV-2*4電纜，供電電源由鎮(zhèn)流器為燈具供電。網(wǎng)架上方燈具由看臺四層低壓柜供電，燈具配套鎮(zhèn)流器放置在網(wǎng)架下方馬道內(nèi)。線路均選ZR-YJV型多芯聚氯乙烯銅芯電纜。從照明控制柜接至燈桿部分及低壓配電室接至看臺部分均采用穿鋼管沿電纜井敷設(shè)方式。

供電系統(tǒng)接地采用TN-S系統(tǒng)。配電箱、電纜橋架、燈具等不帶電金屬外殼均設(shè)等電位連接，重復(fù)接地電阻R<10歐姆。

3.2 場地智能控制

選用澳大利亞邦奇I-bus控制系統(tǒng)，用I-bus程序控制，各個配電箱之間由一根I-bus總線進(jìn)行連接，在燈光控制室內(nèi)設(shè)置總控計(jì)算機(jī)及控制面板，計(jì)算機(jī)和控制面板單個按鍵均可實(shí)現(xiàn)各場景模式間的智能切換。

按場景控制模式編排回路，每回路均采用交流接觸器通斷，可實(shí)現(xiàn)自動控制與傳統(tǒng)手動控制互換，每一等級開燈數(shù)量都不同，每提高一個照度等級，相應(yīng)的增加開燈數(shù)量。

曲棍球場設(shè)計(jì)以下五種開燈模式（如表3）。

通過使用I-bus智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對各個場景的轉(zhuǎn)換，組成了一整套完整的照明系統(tǒng)。

4 結(jié)語

通過對旅順口區(qū)曲棍球場場地進(jìn)行照明設(shè)計(jì)，總結(jié)了體育場照明設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)需要綜合考量對水平照度、垂直照度、均勻度及眩光的綜合控制，相信隨著照明技術(shù)的不斷進(jìn)步，體育場館照明設(shè)計(jì)將會創(chuàng)造出更多、更好、更舒適的光環(huán)境，為人們的業(yè)余生活增光添彩，為中國的體育事業(yè)做好堅(jiān)實(shí)的后盾。

參考文獻(xiàn)：

[1]IESNA RP-6-01《Sport and Recreational Area Lighting》（北美照明工程協(xié)會《體育及娛樂場所照明標(biāo)準(zhǔn)》.

[2]CIE 169：2005《體育賽事中用于彩電和攝影照明的實(shí)用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》.

[3]JGJ 153-2007《體育場館照明設(shè)計(jì)及檢測標(biāo)準(zhǔn)》.

[4]JBJ 31-2003《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》.

[5]GB 50034-2010《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》.

[6]李炳華、王玉卿.《現(xiàn)代體育場館照明指南》[M].北京：中國電力出版社，2004.

[7]趙振民.《實(shí)用照明工程設(shè)計(jì)》.天津大學(xué)出版社.

[8]國際曲棍球聯(lián)合會《曲棍球場地人工照明指南》（第四版）.

[9]JGJ/16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》.

[10]第12屆全運(yùn)會組織委員會《中華人民共和國第十二屆運(yùn)動會場館供配電系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》.endprint

曲棍球場場地部分，本設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)綜合樓及看臺樓一層配電柜配出端至燈具端線路部分。燈桿上布置36套燈具，配套鎮(zhèn)流器安置在桿底內(nèi)部，分為6組，每組6套鎮(zhèn)流器，并且采用RVV-2*4電纜，供電電源由鎮(zhèn)流器為燈具供電。網(wǎng)架上方燈具由看臺四層低壓柜供電，燈具配套鎮(zhèn)流器放置在網(wǎng)架下方馬道內(nèi)。線路均選ZR-YJV型多芯聚氯乙烯銅芯電纜。從照明控制柜接至燈桿部分及低壓配電室接至看臺部分均采用穿鋼管沿電纜井敷設(shè)方式。

供電系統(tǒng)接地采用TN-S系統(tǒng)。配電箱、電纜橋架、燈具等不帶電金屬外殼均設(shè)等電位連接，重復(fù)接地電阻R<10歐姆。

3.2 場地智能控制

選用澳大利亞邦奇I-bus控制系統(tǒng)，用I-bus程序控制，各個配電箱之間由一根I-bus總線進(jìn)行連接，在燈光控制室內(nèi)設(shè)置總控計(jì)算機(jī)及控制面板，計(jì)算機(jī)和控制面板單個按鍵均可實(shí)現(xiàn)各場景模式間的智能切換。

按場景控制模式編排回路，每回路均采用交流接觸器通斷，可實(shí)現(xiàn)自動控制與傳統(tǒng)手動控制互換，每一等級開燈數(shù)量都不同，每提高一個照度等級，相應(yīng)的增加開燈數(shù)量。

曲棍球場設(shè)計(jì)以下五種開燈模式（如表3）。

通過使用I-bus智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對各個場景的轉(zhuǎn)換，組成了一整套完整的照明系統(tǒng)。

4 結(jié)語

通過對旅順口區(qū)曲棍球場場地進(jìn)行照明設(shè)計(jì)，總結(jié)了體育場照明設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)需要綜合考量對水平照度、垂直照度、均勻度及眩光的綜合控制，相信隨著照明技術(shù)的不斷進(jìn)步，體育場館照明設(shè)計(jì)將會創(chuàng)造出更多、更好、更舒適的光環(huán)境，為人們的業(yè)余生活增光添彩，為中國的體育事業(yè)做好堅(jiān)實(shí)的后盾。

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[8]國際曲棍球聯(lián)合會《曲棍球場地人工照明指南》（第四版）.

[9]JGJ/16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》.

[10]第12屆全運(yùn)會組織委員會《中華人民共和國第十二屆運(yùn)動會場館供配電系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》.endprint

曲棍球場場地部分，本設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)綜合樓及看臺樓一層配電柜配出端至燈具端線路部分。燈桿上布置36套燈具，配套鎮(zhèn)流器安置在桿底內(nèi)部，分為6組，每組6套鎮(zhèn)流器，并且采用RVV-2*4電纜，供電電源由鎮(zhèn)流器為燈具供電。網(wǎng)架上方燈具由看臺四層低壓柜供電，燈具配套鎮(zhèn)流器放置在網(wǎng)架下方馬道內(nèi)。線路均選ZR-YJV型多芯聚氯乙烯銅芯電纜。從照明控制柜接至燈桿部分及低壓配電室接至看臺部分均采用穿鋼管沿電纜井敷設(shè)方式。

供電系統(tǒng)接地采用TN-S系統(tǒng)。配電箱、電纜橋架、燈具等不帶電金屬外殼均設(shè)等電位連接，重復(fù)接地電阻R<10歐姆。

3.2 場地智能控制

選用澳大利亞邦奇I-bus控制系統(tǒng)，用I-bus程序控制，各個配電箱之間由一根I-bus總線進(jìn)行連接，在燈光控制室內(nèi)設(shè)置總控計(jì)算機(jī)及控制面板，計(jì)算機(jī)和控制面板單個按鍵均可實(shí)現(xiàn)各場景模式間的智能切換。

按場景控制模式編排回路，每回路均采用交流接觸器通斷，可實(shí)現(xiàn)自動控制與傳統(tǒng)手動控制互換，每一等級開燈數(shù)量都不同，每提高一個照度等級，相應(yīng)的增加開燈數(shù)量。

曲棍球場設(shè)計(jì)以下五種開燈模式（如表3）。

通過使用I-bus智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對各個場景的轉(zhuǎn)換，組成了一整套完整的照明系統(tǒng)。

4 結(jié)語

通過對旅順口區(qū)曲棍球場場地進(jìn)行照明設(shè)計(jì)，總結(jié)了體育場照明設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)需要綜合考量對水平照度、垂直照度、均勻度及眩光的綜合控制，相信隨著照明技術(shù)的不斷進(jìn)步，體育場館照明設(shè)計(jì)將會創(chuàng)造出更多、更好、更舒適的光環(huán)境，為人們的業(yè)余生活增光添彩，為中國的體育事業(yè)做好堅(jiān)實(shí)的后盾。

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[2]CIE 169：2005《體育賽事中用于彩電和攝影照明的實(shí)用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》.

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[4]JBJ 31-2003《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》.

[5]GB 50034-2010《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》.

[6]李炳華、王玉卿.《現(xiàn)代體育場館照明指南》[M].北京：中國電力出版社，2004.

[7]趙振民.《實(shí)用照明工程設(shè)計(jì)》.天津大學(xué)出版社.

[8]國際曲棍球聯(lián)合會《曲棍球場地人工照明指南》（第四版）.

[9]JGJ/16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》.

[10]第12屆全運(yùn)會組織委員會《中華人民共和國第十二屆運(yùn)動會場館供配電系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》.endprint