林若慈，王飛翔，高雅春

(中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京　100013)

?

體育場(chǎng)館照明現(xiàn)狀分析及展望

林若慈，王飛翔，高雅春

(中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京100013)

通過對(duì)大量體育場(chǎng)館照明的實(shí)測(cè)和調(diào)查，取得了包括照明水平、照明質(zhì)量、照明設(shè)計(jì)以及照明用電的大量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析這些數(shù)據(jù)對(duì)正在修訂的《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》可提供有價(jià)值的參考依據(jù)，對(duì)指導(dǎo)體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)和照明節(jié)能具有重要意義。

體育照明；照明功率密度；LED照明

引言

我國(guó)自2008年成功舉辦第29屆夏季奧運(yùn)會(huì)之后，現(xiàn)又成功申辦2022年冬季奧運(yùn)會(huì)，我國(guó)正在從一個(gè)體育大國(guó)向體育強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。根據(jù)國(guó)家《關(guān)于加快發(fā)展體育產(chǎn)業(yè)促進(jìn)體育消費(fèi)的若干意見》及兩會(huì)政府工作報(bào)告提出的“發(fā)展全民健身、竟技體育和體育產(chǎn)業(yè)”的精神，體育產(chǎn)業(yè)將成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的重要力量。截至2013年底，全國(guó)共有體育場(chǎng)地169萬多個(gè)，大型體育場(chǎng)館6000多座[1]，在未來幾年，我國(guó)體育場(chǎng)館的數(shù)量還將持續(xù)增多，這說明我國(guó)體育場(chǎng)館建設(shè)仍處于高速發(fā)展階段。對(duì)于未來將要興建的體育場(chǎng)館，規(guī)劃上要更加科學(xué)，設(shè)計(jì)上要更加合理，功能上首先要滿足體育運(yùn)動(dòng)和體育賽事的要求，特別是我國(guó)已初步形成了體育職業(yè)賽事體系，并承接越來越多的國(guó)際重大賽事，對(duì)體育場(chǎng)館的各項(xiàng)要求也就更加嚴(yán)格。

體育照明的功能性要求很高，特別是有電視轉(zhuǎn)播的體育場(chǎng)館對(duì)照明的功能性要求就更高，體育場(chǎng)館中的高照度、高均勻度、高光源顯色性等除了要求有好的照明產(chǎn)品、合理的馬道設(shè)置和高水平的照明設(shè)計(jì)以外，隨之而來的還有高的耗電量。大量的實(shí)測(cè)調(diào)查表明，由于馬道位置即燈具安裝高度設(shè)計(jì)不合理，不但直接影響各項(xiàng)照明技術(shù)指標(biāo)，而且還會(huì)造成電能的大量浪費(fèi)。本文將通過對(duì)大量體育場(chǎng)館的實(shí)測(cè)調(diào)查，對(duì)照明設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)以及影響照明功率密度的主要因素進(jìn)行分析，以便為照明設(shè)計(jì)師在進(jìn)行體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)時(shí)提供參考依據(jù)。同時(shí)，對(duì)目前照明應(yīng)用中特別引起熱議的問題——LED能否用于體育照明作進(jìn)一步探討。

1　體育場(chǎng)館照明實(shí)測(cè)調(diào)查

中國(guó)建筑科學(xué)研究院建工質(zhì)檢中心多年來對(duì)全國(guó)數(shù)百個(gè)體育場(chǎng)館進(jìn)行了照明檢測(cè)，并承擔(dān)了奧運(yùn)會(huì)、亞運(yùn)會(huì)、大運(yùn)會(huì)和歷屆全運(yùn)會(huì)全部場(chǎng)館的照明檢測(cè)、調(diào)試和驗(yàn)收工作，積累了大量的照明工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)。在《體育照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》修訂過程中編制組各成員單位及照明公司在國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)了大量重要體育場(chǎng)館，在照明設(shè)計(jì)方面占有很重要的地位，具有極豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為編制組提供了很多有價(jià)值的數(shù)據(jù)。分析和總結(jié)這些寶貴資料對(duì)我們完成該標(biāo)準(zhǔn)修訂奠定了基礎(chǔ)。

1.1場(chǎng)館實(shí)測(cè)調(diào)查概況

采集到的數(shù)據(jù)包括對(duì)全國(guó)重要體育場(chǎng)館現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)整理的300多個(gè)場(chǎng)館，全部為比賽場(chǎng)館，其中包括大量高級(jí)別比賽場(chǎng)館(Ⅴ或Ⅵ級(jí))，另有來自各照明設(shè)計(jì)單位提供的國(guó)內(nèi)外重大體育場(chǎng)館的照明設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，收集到的場(chǎng)館數(shù)據(jù)共計(jì)1000多例，以室外體育場(chǎng)、綜合體育館、網(wǎng)球館、游泳館居多，有比賽場(chǎng)館和訓(xùn)練場(chǎng)館。在1000多例數(shù)據(jù)中，由于項(xiàng)目?jī)?nèi)容不全、或檢測(cè)數(shù)據(jù)不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求等，統(tǒng)計(jì)時(shí)已將這部分場(chǎng)館去除，能夠參與統(tǒng)計(jì)分析的體育場(chǎng)館數(shù)量共計(jì)900多個(gè)，其中比賽場(chǎng)館462個(gè)和訓(xùn)練場(chǎng)館約440個(gè)。實(shí)測(cè)調(diào)查的內(nèi)容包括照明方式、燈具安裝高度、照明功率、照度、照度均勻度、照度比率、顯色指數(shù)、色溫、眩光等。

1.2場(chǎng)館的數(shù)量和功能等級(jí)

實(shí)測(cè)調(diào)查的比賽場(chǎng)館中以室外體育場(chǎng)和綜合體育館居多，功能等級(jí)Ⅴ級(jí)的場(chǎng)館個(gè)數(shù)略高于Ⅳ級(jí)和Ⅵ級(jí)，見表1。

表1　場(chǎng)館數(shù)量和比賽等級(jí)統(tǒng)計(jì)

1.3燈具安裝高度與功能等級(jí)

根據(jù)燈具安裝高度統(tǒng)計(jì)結(jié)果可得出以下結(jié)論：1)體育場(chǎng)燈具安裝高度在40m≤h<50m之間的個(gè)數(shù)占各種高度總數(shù)的45.7%，也就是說現(xiàn)有體育場(chǎng)的燈具安裝高度幾乎有一半都在40～50m之間；體育館、網(wǎng)球館、游泳館燈具安裝高度在15m≤h<25m之間的個(gè)數(shù)占各種高度總數(shù)的60%以上，也就是說體育館的燈具安裝高度一般都在15～25m之間。 2)總體來說，燈具高度偏低時(shí)，低級(jí)別(IV)比賽場(chǎng)館出現(xiàn)的幾率偏大；燈具高度偏高時(shí)，高級(jí)別(VI)比賽場(chǎng)館出現(xiàn)的幾率偏大，因?yàn)楦呒?jí)別是指重大賽事、高清電視轉(zhuǎn)播，體育場(chǎng)館容納的觀眾席座位多，體量大，馬道的位置(燈具安裝高度)也會(huì)相應(yīng)提高。燈具安裝高度范圍以及與運(yùn)動(dòng)等級(jí)的關(guān)系見表2～表3：

表2　體育場(chǎng)不同燈具安裝高度下場(chǎng)館數(shù)量統(tǒng)計(jì)

表3　體育館不同燈具安裝高度下場(chǎng)館數(shù)量統(tǒng)計(jì)

注：燈具高度為馬道高度，取其馬道最高高度。

2　統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)誤差分析與數(shù)據(jù)取舍

在實(shí)測(cè)調(diào)查的900多個(gè)場(chǎng)館數(shù)據(jù)中由于各種原因，如馬道位置設(shè)置不合理、燈具配光選擇不當(dāng)以及建筑結(jié)構(gòu)遮擋嚴(yán)重等，造成有的數(shù)據(jù)離散性較大，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，按誤差理論對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍。

2.1統(tǒng)計(jì)學(xué)允許的合理誤差范圍

誤差概率分布：當(dāng)統(tǒng)計(jì)值的誤差介于±0.6745σ(標(biāo)準(zhǔn)誤差)范圍時(shí)，概率為50%；誤差介于±2σ范圍時(shí)，概率為95%；誤差介于±3σ范圍時(shí)，概率為99.7%；誤差出現(xiàn)在±3σ范圍以外的幾率只有0.3%。

在有限的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，一般選擇概率誤差3γ至5γ作為合理誤差范圍或統(tǒng)計(jì)上允許的最大概率誤差。

2.2可疑統(tǒng)計(jì)值的取舍方法

通常在一組統(tǒng)計(jì)值中會(huì)發(fā)現(xiàn)某一統(tǒng)計(jì)值與其余統(tǒng)計(jì)值相差很大，如果保留這一數(shù)值，則對(duì)平均值及或然誤差都將產(chǎn)生很大影響，如果沒有充分的理由，則只有根據(jù)誤差理論決定數(shù)值的取舍才是正確的。決定數(shù)據(jù)取舍的步驟如下：

1)求出算術(shù)平均值以及單個(gè)數(shù)值的概率誤差，計(jì)算時(shí)可疑數(shù)據(jù)均應(yīng)包括在內(nèi)；

2)算出可疑的較大偏差與概率誤差之比d/γ；

3)根據(jù)表4中所列統(tǒng)計(jì)量個(gè)數(shù)(n)與對(duì)應(yīng)的偏差d同概率誤差γ之比(d/γ)，決定數(shù)據(jù)的取舍；

4)如果統(tǒng)計(jì)值的d/γ大于表中的d/γ，則可舍掉這一統(tǒng)計(jì)值。

表4　可疑數(shù)值舍棄表

上述數(shù)值舍棄法則是根據(jù)Chauvenet數(shù)值舍棄標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化而來的。

根據(jù)以上原則對(duì)實(shí)測(cè)調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，舍棄了個(gè)別離散性大的可疑數(shù)值。

3　實(shí)測(cè)調(diào)查結(jié)果分析

實(shí)測(cè)調(diào)查結(jié)果表明：對(duì)于大多數(shù)體育場(chǎng)館來說，由于采用了高性能的光源、燈具產(chǎn)品，具有高效、環(huán)保、節(jié)能、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，加上高水平的照明設(shè)計(jì)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)基本上都能達(dá)到JGJ 153《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。本文僅就照明指標(biāo)與照明節(jié)能的關(guān)系作進(jìn)一步分析，從而確定合理的照明功率密度值。

3.1照明指標(biāo)與照明節(jié)能

1)照度和照度均勻度：是照明設(shè)計(jì)中的重要指標(biāo)，也是照明檢測(cè)中的主要內(nèi)容，特別是電視轉(zhuǎn)播對(duì)攝像機(jī)方向的垂直照度及其照度均勻度有很高的要求，當(dāng)場(chǎng)地建筑條件(馬道過短或過于靠近場(chǎng)地)或其他條件(運(yùn)動(dòng)員正前方不能布燈)受到限制時(shí)，這一指標(biāo)很難達(dá)到，實(shí)踐證明燈桿和馬道的位置對(duì)實(shí)施照明方案特別重要，因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予重視；

2)照度比率：指平均水平照度與平均垂直照度之比，無電視轉(zhuǎn)播時(shí)，水平照度值有具體規(guī)定，有電視轉(zhuǎn)播要求時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中只對(duì)水平照度值規(guī)定一個(gè)范圍，即平均水平照度為平均垂直照度的0.75～1.5倍，垂直照度的取值主要由攝像機(jī)類型和電視轉(zhuǎn)播的要求決定，水平照度與垂直照度之比值主要是為了保證整個(gè)的照明效果和照明立體感?？刂七@項(xiàng)指標(biāo)有時(shí)比較困難，特別是當(dāng)受到場(chǎng)地和馬道條件的限制時(shí)，往往需要通過提高水平照度的方法來提高垂直照度值，致使這一比值過大，這樣不僅影響照明質(zhì)量，而且還會(huì)大大增加照明功率，造成能源浪費(fèi)。通過合理的照明設(shè)計(jì)，將這一指標(biāo)有效地控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，對(duì)提高照明質(zhì)量和節(jié)約電能有很重要的意義。本調(diào)查結(jié)果所得照度比率如表5所示。

表5　體育場(chǎng)館照度比率統(tǒng)計(jì)

國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)、國(guó)際體育聯(lián)合會(huì)(GAISF)規(guī)定平均水平照度和平均垂直照度的比值在0.5～2.0之間，國(guó)際廣播電視服務(wù)機(jī)構(gòu)(OBS)規(guī)定主賽區(qū)(PA)的比值為0.75～1.5，總賽區(qū)(TA)的比值為0.5～2.0，根據(jù)編制組對(duì)我國(guó)體育場(chǎng)館的實(shí)測(cè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，體育場(chǎng)水平照度與垂直照度之比定在0.75～1.8；體育館的定在1.0～2.0之間比較合理，這樣更有利于節(jié)能。

3.2照明功率密度值

我國(guó)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《城市夜景明設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)辦公建筑、商業(yè)建筑、交通建筑、工業(yè)建筑以及道路等均規(guī)定了照明功率密度值。在《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》中尚未對(duì)體育場(chǎng)館的照明功率密度作出規(guī)定。由于體育建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、競(jìng)賽項(xiàng)目的多樣化以及體育比賽對(duì)照明的高要求，確定其照明功率密度具有一定的難度。相關(guān)調(diào)查表明，不同類型場(chǎng)地，包括體育場(chǎng)、體育館、游泳館、網(wǎng)球館，達(dá)到相同照度時(shí)所需要的照明功率有的可相差5倍以上，同樣由于建筑結(jié)構(gòu)的不同，相同場(chǎng)地，達(dá)到同一照度時(shí)，照明功率密度也可相差幾倍，可見制定體育場(chǎng)館的照明功率密度值對(duì)照明節(jié)能具有重要意義[2]。

本文按照上述誤差理論，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和照明設(shè)計(jì)所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，取得了無電視轉(zhuǎn)播訓(xùn)練場(chǎng)館和有電視轉(zhuǎn)播比賽場(chǎng)館的照明功率密度(LPD)值，為制定體育場(chǎng)館照明功率密度值提供了參考依據(jù)。

將實(shí)測(cè)調(diào)查的462個(gè)比賽場(chǎng)館的數(shù)據(jù)按誤差理論進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后總計(jì)有448個(gè)比賽場(chǎng)館用來統(tǒng)計(jì)照明功率密度(LPD)值。本文主要對(duì)常用的金鹵燈的4類場(chǎng)館(體育場(chǎng)、體育館、網(wǎng)球館、游泳館)統(tǒng)計(jì)分析了照明功率密度值。以體育場(chǎng)和體育館為例，分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6-表7。

表6　體育場(chǎng)照明功率密度統(tǒng)計(jì)

表7　體育館照明功率密度統(tǒng)計(jì)

注：1)照明方式除體育場(chǎng)有少量為組合式(光帶+燈桿)外，基本上都是馬道光帶式照明。

2)照明功率密度值均按各等級(jí)的主攝像機(jī)照度進(jìn)行折算，并考慮維護(hù)系數(shù)0.8。

為了更進(jìn)一步說明體育場(chǎng)館中照明功率密度的變化規(guī)律，將上述實(shí)測(cè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果以體育場(chǎng)為例，將田徑和足球項(xiàng)目繪制成圖，以便于分析和理解。燈具安裝高度與功率密度的關(guān)系及比賽等級(jí)與功率密度的關(guān)系如圖1～圖4所示。

圖1　田徑場(chǎng)地照明功率密度與燈具安裝高度的關(guān)系Fig.1　Relationship between LPD and the height of luminaire in athletic field

圖2　田徑場(chǎng)地照明功率密度與場(chǎng)館等級(jí)的關(guān)系Fig.2　Relationship between LPD and the venue classification in athletic field

圖3　足球場(chǎng)地照明功率密度與燈具安裝高度的關(guān)系Fig.3　Relationship between LPD and the height of luminaire infootball field

圖4　足球場(chǎng)地照明功率密度與場(chǎng)館等級(jí)的關(guān)系Fig.4　Relationship between LPD and the venue classification in football field

由實(shí)測(cè)調(diào)查結(jié)果可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1)相同功能等級(jí)下，照明功率密度值隨燈具安裝高度的增加而增加，規(guī)律性強(qiáng)；

2)照明功率密度與功能等級(jí)有關(guān)，等級(jí)越高照明功率密度越大，且為非線性關(guān)系。

3)室外體育場(chǎng)(足球兼田徑)足球場(chǎng)地的照明功率密度比田徑場(chǎng)地的照明功率密度高，與場(chǎng)地面積大小有關(guān)；

4)對(duì)于綜合性體育場(chǎng)館應(yīng)設(shè)計(jì)不同的開燈模式。

4　展望

體育場(chǎng)館場(chǎng)地照明多采用傳統(tǒng)高強(qiáng)度氣體放電燈——金鹵燈，照明燈功率高達(dá)1000W/2000W，燈具安裝高度可達(dá)到50～60m。隨著LED照明應(yīng)用的快速發(fā)展，LED在體育場(chǎng)館照明中的應(yīng)用也引起越來越多人的關(guān)注。到目前為止，國(guó)內(nèi)外已有一批新建和改建的體育場(chǎng)館采用了LED照明，特別是訓(xùn)練場(chǎng)館，如我國(guó)的國(guó)家體育總局訓(xùn)練場(chǎng)館、奧體中心訓(xùn)練場(chǎng)館、工人體育場(chǎng)足球場(chǎng)、汕頭大學(xué)體育場(chǎng)館以及美國(guó)的密歇根州立大學(xué)等多所大學(xué)的體育場(chǎng)館都已采用了LED照明，比賽場(chǎng)館也在開始采用LED照明，如美國(guó)的NRG體育場(chǎng)、PNC體育館、英國(guó)的切爾西足球場(chǎng)、法國(guó)的Ekinox體育館等均采用了LED照明[3]。預(yù)期到2022年冬奧會(huì)將會(huì)有更多的體育場(chǎng)館采用LED照明。

LED照明以其耗電量小、色品質(zhì)可調(diào)、控制靈活、能瞬時(shí)點(diǎn)燃等獨(dú)有特點(diǎn)，較適合用于體育照明。由于體育場(chǎng)館要兼顧比賽和電視轉(zhuǎn)播，所以對(duì)照明的要求很高，對(duì)LED照明的穩(wěn)定性、眩光、頻閃等一系列問題需作進(jìn)一步深入探討。

將LED用于體育場(chǎng)館照明必須在產(chǎn)品性能和應(yīng)用技術(shù)上達(dá)到相應(yīng)的要求，如下：

1)LED產(chǎn)品性能要求：

a)LED燈功率和光效值：體育比賽場(chǎng)館的場(chǎng)地照明照度高達(dá)2000lx，雖然LED光源的發(fā)光效率高，但要達(dá)到如此高的照度，單燈功率也得達(dá)到幾百瓦(體育館)甚至上千瓦(體育場(chǎng))，這樣大功率的燈散熱是一個(gè)大問題，各企業(yè)也在致力解決這一問題，目前國(guó)內(nèi)外已有此類產(chǎn)品推向市場(chǎng)，形成單燈1000W的系列產(chǎn)品，并用于體育場(chǎng)館和港口碼頭。根據(jù)國(guó)家建工質(zhì)檢中心2014年對(duì)我國(guó)幾家主要LED生產(chǎn)企業(yè)體育場(chǎng)館燈具的檢測(cè)結(jié)果，燈具效能均在90 lm/W以上，可見LED光效是能滿足要求的。

b)LED的顏色性能指標(biāo)：顯色指數(shù)CRI是評(píng)價(jià)顏色的重要指標(biāo)，國(guó)際上新開發(fā)的CQS是一新的顯色指數(shù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，適用于傳統(tǒng)光源和SSL光源，相對(duì)于當(dāng)前占市場(chǎng)主導(dǎo)地位的激發(fā)熒光粉產(chǎn)生白光的LED，CRI評(píng)價(jià)方法仍然可以采用，對(duì)于由藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉的發(fā)射光譜主要是黃綠光，缺少紅光成分R9，所以在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)增加對(duì)R9的規(guī)定。此外，評(píng)價(jià)LED顏色性能指標(biāo)的還有色溫、同類光源的色容差、壽命期內(nèi)的色偏差以及燈具在不同方向上的偏差。因?yàn)轶w育場(chǎng)館有電視轉(zhuǎn)播，顏色性能無疑是很重要的。

c)LED燈具配光：體育場(chǎng)館的燈具安裝高度通常在十幾米到幾十米之間，而且對(duì)照度均勻度的要求極高(指高級(jí)別的比賽)，光的投射距離有的達(dá)到一百幾十米，光束角也就只有幾度，不同的投射距離需要不同的燈具配光，往往一個(gè)體育場(chǎng)地需要多種配光，在體育場(chǎng)館中適宜采用中配光、窄配光和特窄配光。

d)對(duì)LED燈具的重量要求：因?yàn)闊艟甙惭b高度比較高，控制燈的重量可減少建筑結(jié)構(gòu)的荷載，大大降低建造成本。LED燈具由于要解決散熱問題，往往會(huì)增加燈具的重量，所以對(duì)燈具的重量應(yīng)該有限值的規(guī)定。

2)LED照明應(yīng)用技術(shù)要求：

a)場(chǎng)館中LED的色漂移：在LED產(chǎn)品的各項(xiàng)顏色性能指標(biāo)中對(duì)顯色指數(shù)Ra、色溫Tcp、光源的色容差、色偏差都可以作出定量規(guī)定，但在實(shí)際應(yīng)用中因受各種因素的影響，隨著時(shí)間的推移，現(xiàn)場(chǎng)顯色指數(shù)Ra會(huì)提高，色溫Tcp會(huì)降低，使之與初始值之間會(huì)有很大差異，如某一奧運(yùn)場(chǎng)館，經(jīng)過幾年的使用，現(xiàn)場(chǎng)顯色指數(shù)Ra由81升到了91，色溫Tcp由5500K降低到了4400 K，以上是金屬鹵化物燈的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，而LED用在體育場(chǎng)館會(huì)產(chǎn)生多大的色漂移還有待驗(yàn)證。

b)LED照明的眩光問題：在體育場(chǎng)館中眩光不僅會(huì)影響比賽，還會(huì)影響到運(yùn)動(dòng)員的心情，如果出射光直接照射到攝像機(jī)鏡頭上，還會(huì)產(chǎn)生攝像機(jī)眩光，影響拍攝。解決LED照明引起的眩光除了在燈具設(shè)計(jì)時(shí)要考慮防止眩光外，燈具的安裝高度和投射角度也是控制眩光的重要因素。

c)LED照明的頻閃效應(yīng)；評(píng)價(jià)頻閃效應(yīng)的指標(biāo)有兩個(gè)：頻閃比和頻閃指數(shù)。LED燈的頻閃效應(yīng)較其他幾種光源更加突出，在相同頻率的情況下，LED燈的頻閃比要比金鹵燈的頻閃比高。在實(shí)際應(yīng)用中頻閃對(duì)于體育場(chǎng)館照明尤其重要，當(dāng)轉(zhuǎn)播比賽需要慢動(dòng)作或超慢動(dòng)作回放時(shí)，轉(zhuǎn)播畫面很容易出現(xiàn)抖動(dòng)的現(xiàn)象。因此倫敦奧運(yùn)會(huì)對(duì)體育電視轉(zhuǎn)播頻閃提出了要求，有的體育館將頻閃比定為小于3%。

3)LED照明控制系統(tǒng)：

LED用于體育場(chǎng)館照明在智能控制系統(tǒng)方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。一是體育場(chǎng)館照明需要滿足多種開燈模式，二是TV應(yīng)急照明需要光源能瞬時(shí)點(diǎn)燃等，金屬鹵化物燈從開燈到達(dá)到額定光通約需要40分鐘，如果在比賽進(jìn)行過程中燈因故熄滅，再重新回到比賽似乎不太可能，北京奧運(yùn)場(chǎng)館在投入使用前也都加上了不間斷電源，這樣不但會(huì)大大增加投資，而且還會(huì)給使用帶來很多不便；又如體育場(chǎng)館中的安全照明和疏散照明以往都采用鹵鎢燈，壽命短、光效低，不節(jié)能。此外，現(xiàn)在很多比賽，如網(wǎng)球比賽在賽間休息時(shí)，有時(shí)全場(chǎng)燈關(guān)掉，只留運(yùn)動(dòng)員座位上的燈光，此前是采用在燈上安裝啟閉裝置，若用LED就可以靈活控制了。還有在體育訓(xùn)練場(chǎng)館中，運(yùn)動(dòng)員可以按需調(diào)光，感覺良好。說明LED智能控制系統(tǒng)在體育場(chǎng)館應(yīng)用中可以充分發(fā)揮作用。

4)LED照明的功率密度：

體育場(chǎng)館照明照度高，用電量大，采用LED照明比傳統(tǒng)金鹵燈照明有更大的節(jié)能潛力。根據(jù)《半導(dǎo)體照明產(chǎn)品在訓(xùn)練場(chǎng)館應(yīng)用研究》課題對(duì)體育訓(xùn)練場(chǎng)館的實(shí)測(cè)結(jié)果，在滿足相同照度指標(biāo)的前提下，LED燈比傳統(tǒng)金鹵燈所需的總功率更低，平均節(jié)能率約為40%。這說明LED燈的照明功率密度值顯著低于傳統(tǒng)的金鹵燈，在傳統(tǒng)照明LPD限值的基礎(chǔ)上，可以乘以相應(yīng)的修正系數(shù)，對(duì)于比賽場(chǎng)館的LED照明功率密度值還有待進(jìn)一步研究。

筆者聲明：

本文及《新版<建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)>的主要技術(shù)特點(diǎn)》(趙建平，2014年5期，10月刊，P1～6)、《基于體育場(chǎng)館照明的馬道設(shè)置方法的研究》(林若慈、朱悅，2014年5期，10月刊，P32～39)、《體育場(chǎng)館照明節(jié)能模擬計(jì)算分析》(趙凱、林若慈，2015年1期，2月刊，P37～44)、《體育場(chǎng)館照明燈具位置和配光對(duì)照明指標(biāo)的影響》(朱悅、林若慈，2015年3期，6月刊，P64～71)、《光源顯色性對(duì)電視圖像色彩還原的影響》(趙建平、王京池、朱悅，2015年4期，8月刊，P11～17)六篇文章均由“中國(guó)建筑科學(xué)研究院標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范歷史資料收集整理及成果總結(jié)工作”資助完成。

[1] 國(guó)家體育總局.第六次全國(guó)體育場(chǎng)地普查數(shù)據(jù)公報(bào)[DB/OL]. (2016-03-01)[2014-12-26]. http://www.sport.gov.cn/n4/n210/n218/c328625/content.html.

[2] 《體育場(chǎng)館場(chǎng)地照明節(jié)能技術(shù)的研究》研究報(bào)告[R].2014.

[3] 《半導(dǎo)體照明產(chǎn)品在體育訓(xùn)練場(chǎng)館應(yīng)用研究》研究報(bào)告[R].2014.

Status Analysis and Prospect of Sports Venues Lighting

LIN Ruoci, WANG Feixiang, GAO Yachun

(ChinaAcademyofBuildingResearch(CABR),Beijing100013,China)

In this article, an analysis about the lighting parameter of sports venues was performed, which is based on the statistics data of quantities of sports venues. The lighting parameter, including lighting levels, lighting quality, lighting design and lighting power was obtained with the methods of both field measurement and data collection derived from other institutions. The result can be used to provide valuable information and reference for the revision of theStandardforLightingDesignandTestofSportsVenuesand it has great significance in lighting design and energy-saving.

sports lighting; lighting power density (LPD); LED lighting

中國(guó)建筑科學(xué)研究院標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范歷史資料收集整理及成果總結(jié)工作資助

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2016.02.001