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【摘 要】本文针对国内体育场馆的现状,以大连市旅顺口区曲棍球场为例,提出了体育场照明设计中关于照度设计、电气设计、控制系统设计的方案.
【关 键 词】体育场垂直照度均匀度控制系统眩光
【Abstract】ThisarticleisbaseonthesituationofChinesestadium.ThereisanexampleforDalianLvshunDistrictHockeystadium,whichproposesstadiumlightingschemeforilluminationdesign,electricaldesign,andcontrolsystemdesign.
【Keywords】StadiumVerticalluminanceevennesscontrolsystemglare
照明是体育场设计的重要内容,体育场照明中最重要的就是比赛照明,然后是观众席照明、应急照明等.为满足各场景的照度及均匀度要求,做到能源的有效利用,这对灯具、光源的选择,控制系统的选择及各个灯具照射方向之间的配合都有很高的要求.
1工程概述
大连市旅顺口区曲棍球场为十二届全运会新建场馆,承接十二运曲棍球比赛,该场馆按照伦敦奥运会的标准建设,看台坐席可容纳3258人,分两块场地,其中一块场地作为比赛场地,另一块作为训练场地,比赛场地做照明设计,每块场地主赛区尺寸91.4m*55m,附加比赛沿边线加2m,安全区沿边线加4m,总赛场99m*59m,南侧看台钢结构网架上设置灯光马道,照明灯具可沿马道均匀布置,以达到良好的照明效果.
2体育场照明系统
现代体育场照明不仅要保证照明要求,还要满足摄像机对画面转播的要求,更重要的还要满足观众的视觉要求,而这些就要求运动场的照度水平和均匀度水平必须满足国家标准,光源也要选择理想色温,最终调试完成后,眩光要控制在人眼所能承受的范围之内.
2.1照明设计标准
中华人民共和国行业标准JGJ153-2007《体育场馆照明设计及检测标准》对于曲棍球场的照度及均匀度要求见表1.
大连市旅顺口区曲棍球场要求设计达到IV级——TV转播国家、国际比赛的要求,在满足主摄像方向垂直照度达到1000lx,辅摄像机方向的垂直照度达到750lx的同时,对照度均匀度也有很高的要求,水平照度均匀度U1等于0.5,U2等于0.7,垂直照度均匀度U1等于0.4,U2等于0.6,按照国家比赛对电光源的要求,光源显色指数≥90,色温≥4000K,眩光指数≤50.
2.2灯具及光源的选择
对于承接国家赛事、有电视转播的室外体育场而言,光源色温适宜选择4500-6500K,灯具宜选用大功率金属卤化物灯,相对具有高光效、高显色性、长寿命等特点,该场馆比赛场地照明灯具全部选择美国HUBBELL品牌SLS系列1500W体育场专用金卤灯,光源采用水平内嵌式安装方式、光通量为180000lm,光效可达到120lm/w,配置外置防眩罩以控制眩光.该灯具采用窄光束及中光束混合分布安装的模式,满足以上对于彩色电视转播的要求,通过调整场地照射角度达到了良好的均匀度,另外在看台网架马道下方布置15套500W卤钨灯,作为应急照明光源.
2.3场地照明布置及安装
此种大型户外曲棍球场照明系统通常为四角灯塔布灯方式,如果高度和看台屋顶离赛场距离允许的话,也可灯塔加灯带混合布灯方式,采用四角布灯方式时,灯具的位置及安装高度应满足图1的要求.灯杆的位置应在10°-25°之间.
该场馆由于地理位置及实际条件的原因,灯具布置方式采用两灯塔加一灯带的布置方式,两灯塔分别分布于场地的东北角及西北角,南侧整个看台上面布置一条灯带,灯塔高度32米,看台屋顶网架处高度为27米,每个灯塔上分别布置36套灯具,灯带上布置72套灯具,共计144套1500W金卤灯.该布灯方式可使球场的照度均匀,而且垂直照度也可满足电视转播的要求,同时也避免了眩光对人眼的干扰,取得良好的照明效果.
2.4照明设计方案
根据以上设计的要求及安装布置方式,具体计算的照明设计结果如表2,布置方式及瞄准点设计如图2,图3.
3场地供电系统及照明控制系统
由于该体育场是承接十二运比赛的场馆,根据第12届全运会组织委员会关于中华人民共和国第十二届运动会场馆供配电系统建设规范的要求,甲A场馆按照一级负荷供电.市电电源按照电力行业一级负荷标准由两路10KV电源供电,两路电源优先考虑来自不同的上级电源,当无法满足时,必须保证两路10KV电源来自不同的66KV电源；并根据需要设置备用发电机组作为应急电源.
场地照明应由低压配电房提供不少于两路电源干线直接供电,条件允许或有需要时,可采用多路电源干线直接供电,各路电源干线宜采用两台及以上不同变压器进行供电.
场地照明配电应考虑50%负荷由市电主供,50%负荷由发电机主供的运行方式,以确保任一电源故障时,仍维持50%照明负荷供电.
3.1场地供配电
金卤灯断电半个周波以后将立刻熄灭,如再次启动并达到额定亮度需20分钟状态.该场馆灯具供电为220V/50HZ,采用双电源供电,电源设置一备一用,分别在综合楼及看台楼的低压配电室内设置双电源切换柜.业主分别提供4路电源（两备两用）,分别送至综合楼及看台楼低压配电室,每个配电室分别为50%的灯具供电,2组灯具（各72套）采用相同的照明布置方式,当任一路单独供电时,即可提供50%的均匀照明度,考虑到应急照明部分,特地设置两台EPS作为应急电源.曲棍球场场地部分,本设计负责综合楼及看台楼一层配电柜配出端至灯具端线路部分.灯杆上布置36套灯具,配套镇流器安置在杆底内部,分为6组,每组6套镇流器,并且采用RVV-2*4电缆,供电电源由镇流器为灯具供电.网架上方灯具由看台四层低压柜供电,灯具配套镇流器放置在网架下方马道内.线路均选ZR-YJV型多芯聚氯乙烯铜芯电缆.从照明控制柜接至灯杆部分及低压配电室接至看台部分均采用穿钢管沿电缆井敷设方式.
供电系统接地采用TN-S系统.配电箱、电缆桥架、灯具等不带电金属外壳均设等电位连接,重复接地电阻R<10欧姆.
3.2场地智能控制
选用澳大利亚邦奇I-bus控制系统,用I-bus程序控制,各个配电箱之间由一根I-bus总线进行连接,在灯光控制室内设置总控计算机及控制面板,计算机和控制面板单个按键均可实现各场景模式间的智能切换.
按场景控制模式编排回路,每回路均采用交流接触器通断,可实现自动控制与传统手动控制互换,每一等级开灯数量都不同,每提高一个照度等级,相应的增加开灯数量.
曲棍球场设计以下五种开灯模式（如表3）.
通过使用I-bus智能控制系统,实现了对各个场景的转换,组成了一整套完整的照明系统.
4结语
通过对旅顺口区曲棍球场场地进行照明设计,总结了体育场照明设计的重点、关键点,设计需要综合考量对水平照度、垂直照度、均匀度及眩光的综合控制,相信随着照明技术的不断进步,体育场馆照明设计将会创造出更多、更好、更舒适的光环境,为人们的业余生活增光添彩,为中国的体育事业做好坚实的后盾.