吉林市萬(wàn)人體育館是一座綜合性多功能體育場(chǎng)所，除了進(jìn)行冰球比賽外，還可進(jìn)行羽毛球、籃球、排球、乒乓球、體操、滑冰等體育項(xiàng)目比賽、表演和訓(xùn)練，這就對(duì)照明設(shè)計(jì)提出了較高的要求：具有合適均勻的照度，理想的光色，富有立體感與無(wú)眩光等特點(diǎn)，除保證滿足觀眾良好的視看效果外，還必須保證裁判員、運(yùn)動(dòng)員和電視轉(zhuǎn)播的照明效果。

　　1 標(biāo)準(zhǔn)

　　本館照度選擇是依據(jù)國(guó)家規(guī)范及國(guó)際體聯(lián)委員會(huì)第83號(hào)文件規(guī)定要求進(jìn)行的。比賽一般分為兩類，一類是主要利用空間的運(yùn)動(dòng)如籃球、排球、乒乓球、羽毛球等，對(duì)這類運(yùn)動(dòng)要注意合理安排燈具的位置，減輕對(duì)比賽者的眩光影響，同時(shí)又要使光分布重疊，提高均勻度，減少陰影;另一類比賽主要利用低空間位置的運(yùn)動(dòng)，如冰球、拳擊、柔道等，而且不同比賽之間的活動(dòng)范圍也不盡相同，對(duì)這類運(yùn)動(dòng)要注意重視視距的確定，提高低空的垂直照度。由于本體育館的照度計(jì)算采用日本松下的專業(yè)體育場(chǎng)館照度計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，故本文不再對(duì)計(jì)·算方法進(jìn)行敘述。各類體育比賽計(jì)算結(jié)果

　　見(jiàn)表1、表2。

體育比賽場(chǎng)地水平照度計(jì)算表(無(wú)TV)表1

體育比賽場(chǎng)地水平照度計(jì)算表(有TV)

　　2　光源的選擇

　　2.1 使用光源的選定

　　現(xiàn)在體育設(shè)施照明采用的光源金屬鹵化物燈占多數(shù)。從光源的效率、顯色性、壽命等特性綜合考慮，金屬鹵化物燈是優(yōu)良的，是世界流行的潮流。還有，體育設(shè)施采用不同特性的多種光源的混光照明實(shí)例也比較多，這是這次設(shè)計(jì)采用的方法。因?yàn)樵擉w育館的用途種類很多，每種用途都要求有最好的照明環(huán)境。這次的設(shè)計(jì)采用了兩種特性不同的金屬鹵化物燈，這種混光的采用，使從平常的低照度水平的用途到國(guó)際比賽的廣泛使用成為可能。

　　2.2 采用的混光照明光源的特點(diǎn)(見(jiàn)圖1)

　　圖1 MTI500B/BH/與MF1OOOL/BU-SC的混光照明特性

　　2.2.1 高天棚燈具用光源A：MFl000.L/BU-SC

　　光通量(F);87000Lm;顯色性(Ra)：70;

　　色溫度(T)：4300K

　　2.2.2 投光燈用光源B：MTl500B/BH/D

　　光通量(F)：1250001m;顯色性(Ra)：92;

　　色溫度(T)：6000K

　　基礎(chǔ)照明使用A(高天棚燈具)。各種練習(xí)水平采用，混光比A：B=100：0。

　　隨著照度的逐步提高B投光燈被逐步點(diǎn)亮。最高的比賽水平使用時(shí)B的使用照度變高，例如：籃球的國(guó)示比賽時(shí)混光比A：B=26：74，這時(shí)得到的光的混光特性是Ra=91,T=5600K。這種照明環(huán)境是符合"HDTV攝影的必要光源特性”的標(biāo)準(zhǔn)的。此次設(shè)計(jì)推薦混光照明的理由還有一點(diǎn)就是“光源的色溫度和舒適照度”的關(guān)系。色溫低的照明環(huán)境對(duì)應(yīng)低照度，比較舒適;色溫高的照明環(huán)境，高的照度比較舒適。所以，從低照度的環(huán)境到高照度，良好的色溫度的取得，在混光照明的設(shè)計(jì)上是下了很大工夫的。

　　3 燈具布置及其選擇

　　3.1 照明燈具排列方式

　　室內(nèi)體育館的照明燈具的排列方式大體分為：一般均勻——分散型排列方式和投光燈兩側(cè)排列方式兩種。兩種方式各有其利弊，這次的體育館設(shè)計(jì)采用了兩種方式兼顧的方法。照明控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各種適宜的點(diǎn)燈模式，可以按照比賽項(xiàng)目、比賽的水平選擇最好的照明環(huán)境。以下是照明設(shè)計(jì)的概要和特點(diǎn)說(shuō)明，及采用的光源種類和對(duì)其進(jìn)行改善的思考說(shuō)明。

　　3.1.1 一般均勻——分散型排列方式

　　基本上是采用高天棚的燈具在天花平面均勻排列，這樣可以得到水平面的照度及其均勻度。高天棚燈具的配光特征有廣照型，用于大面積和照度要求比較低的場(chǎng)合;狹照型，與高天花和高照度要求的場(chǎng)合對(duì)應(yīng)。但是，與水平面照度相比，垂直面照度只有1/5，不能滿足TV轉(zhuǎn)播的高垂直面照度的要求。

　　3.1.2 投光燈兩側(cè)排列方式

　　照明燈具是方向性強(qiáng)的投光燈，在籃球場(chǎng)等比賽場(chǎng)地兩側(cè)直線形排列。這樣可以得到高的垂直面照度，是滿足TV轉(zhuǎn)播的有效方法。但是，對(duì)照射方向的設(shè)定要認(rèn)真考慮，否則將成為引起眩光的原因。還有，網(wǎng)球、排球、羽毛球等是運(yùn)動(dòng)員視線經(jīng)常向上的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，在正上方不放置眩光源的方式是值得推薦的方式。

　　兩種布燈方式相結(jié)合要注意綜合兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，把它們的缺點(diǎn)互相彌補(bǔ)。比賽的水平、比賽場(chǎng)地的大小及向上看的頻率使點(diǎn)燈模式的構(gòu)成變得重要起來(lái)。所以在照度低的情況下，以一般均勻——分散型排列方式為主，在需要高照度的時(shí)候以投光燈兩側(cè)排列方式為主設(shè)定照明點(diǎn)滅模式。關(guān)于投光燈兩側(cè)排列方式采用的投光燈，從配光特性考慮，應(yīng)選用中心的光度值不高的，進(jìn)一步講，中心以上射向上方的溢出光要盡量減少，考慮減小運(yùn)動(dòng)員、兩側(cè)觀眾席的眩光是重要的，燈具布置如圖2所示。

圖2

　　3.2 燈具的選擇

　　從第2項(xiàng)、第3.1項(xiàng)考慮，設(shè)施采用的燈具樣式如下所述：

　　首先，作為前提條件要求照明效率高、效果好、能得到必要的照度。這樣可以減少燈數(shù)，從而節(jié)省電量(節(jié)能)，并且良好的配光特性能確保良好的照度分布(水平面、垂直面)和均勻度。器具的配光特性是廣照型或廣角型，這種配光的中心光強(qiáng)不會(huì)太高，是從運(yùn)動(dòng)員和觀眾對(duì)眩光的要求考慮。還有，在冰球比賽時(shí)，冰球有擊中照明燈具的可能性，因此采取的對(duì)策是高天棚的燈具安裝保護(hù)網(wǎng)，投光燈的前玻璃采用強(qiáng)化玻璃。

　　3.2.1 燈具A高天棚燈具的配光特性(MFl000.L/BU—SC采用)型號(hào)：YOK36135(帶保護(hù)網(wǎng))高天棚燈配廣角光照型反射罩。特點(diǎn)：通過(guò)亮化光學(xué)膜處理提高燈具的效率亮化光學(xué)膜處理是一種特殊的表面處理，將屈光率不同的Ti02和Si02的透明膜交替層疊，利用膜間界面產(chǎn)生的光干涉效應(yīng)，提高某波長(zhǎng)范圍的光反射率。與以往的投光燈相比，本處理方法大幅度地提高了照明效率。采用這種方法，可使可視光域平均反射率提高14%，燈具的效率也提高13%，得到大幅度改善。通過(guò)電腦仿真設(shè)定最佳薄膜厚度、采用以“?！睘閱挝坏某苷糁夹g(shù)。通過(guò)電腦仿真計(jì)算設(shè)定出最佳薄膜厚度，能最高效地反射某個(gè)特定波長(zhǎng)的光線。按照計(jì)算出的以“?！?等于10-zorn)為單位的薄膜厚度，運(yùn)用真空鍍膜的超精密技術(shù)進(jìn)行亮化光學(xué)膜處理。

　　配光類型：廣照型，燈具效率：78%以上(包含保護(hù)網(wǎng)的效率90%)

　　最大光強(qiáng)：31000cd以上(包含保護(hù)網(wǎng)的效率90%)

　　3.2.2 燈具B投光燈—1的配光特性(MTl500B/BH/D采用)

　　型號(hào)：YOA56305型三照射型投光燈，鋁制附亮化光學(xué)膜反射板。特點(diǎn)：一臺(tái)燈具可達(dá)到三臺(tái)低功率投光燈的照明效果，為使運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的照度均勻，需要采用三臺(tái)以上的投光燈，二臺(tái)照射型投光燈采用電腦設(shè)計(jì)的特殊形狀反射鏡。一臺(tái)燈具能形成三根光束的照射，這三根光束恰如三臺(tái)小型投光燈同時(shí)照射所產(chǎn)生的均勻照度，通過(guò)亮化光學(xué)膜處理，實(shí)現(xiàn)高效率和高質(zhì)量。附有濾塵網(wǎng)，防止燈具內(nèi)部出現(xiàn)塵污，附有刻度盤和瞄準(zhǔn)器，可以很容易地設(shè)定照射角度，附有接線盒，施工簡(jiǎn)單。

　　配光類型：廣角型，燈具效率：75%以上;最大光強(qiáng)：260000cd以上光軸中心十30*的光強(qiáng)：20000cd以下。

　　3.2.3 燈具B投光燈-2的配光特性(MTlSOOB/BH/D采用)

　　型號(hào)：YOA56400光污染抑制型投光燈。

　　特點(diǎn)：抑制比賽區(qū)域以外的光線照射，減輕周邊地區(qū)的光污染控制射向上方的有害光線。在減少運(yùn)動(dòng)場(chǎng)周邊的住宅區(qū)、農(nóng)田等地區(qū)的光污染的同時(shí)，營(yíng)造出良好的照明環(huán)境。

　　對(duì)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)行有效照明集中光線向下照射，效率更高、照明效果更好。此外，橫向采用寬型配光，提高了運(yùn)動(dòng)場(chǎng)內(nèi)照明的均勻度。亦適用1500W光源與高功率的光源(光通量125000Lm，1500W金屬鹵化物光源)配套使用，和常用的1000W圓形投光燈相比，可以減少燈具的使用臺(tái)數(shù)。采用堅(jiān)固的壓鑄鋁材料由于采用壓鑄鋁作為外殼材料，具有耐腐蝕、更堅(jiān)固的優(yōu)點(diǎn)。

　　配光類型：廣角型，燈具效率：58%以上;最大光強(qiáng)：225000ed以上光軸中心+15’的光強(qiáng)：10000cd以下。

　　4 燈光控制

　　體育館的照明控制系統(tǒng)根據(jù)比賽等級(jí)和類型不同提供不同的照明效果，設(shè)置多檔次控制模式，變換照明方式和照度，最終達(dá)到其使用目的。本館燈光控制設(shè)備采用了松下系列的全二線多重傳送遙控系統(tǒng)。

　　4.1 采用全二線系統(tǒng)的目的

　　(1)每個(gè)工程中都使用了大量的燈具，但根據(jù)目的、用途的不同，最合理的開(kāi)燈模式也不同;

　　(2)方便施工、開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)單，可自由變更，以便達(dá)到考慮節(jié)能要求;

　　(3)全二線系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單、低廉、安全的實(shí)現(xiàn)照明控制的功能。

　　4.2 全二線系統(tǒng)概要

　　(1)本系統(tǒng)是利用2根無(wú)極性信號(hào)線的方式對(duì)繼電器進(jìn)行控制，進(jìn)而控制燈具的點(diǎn)滅，故而配線量、施工量都較小;

　　(2)把繼電器分組，根據(jù)工程的實(shí)際需要，用一個(gè)開(kāi)關(guān)能完成燈具的點(diǎn)滅。繼電器再分組，通過(guò)控制部分進(jìn)行數(shù)據(jù)變更;

　　(3)操作部分可以與計(jì)算機(jī)、開(kāi)關(guān)、各種感應(yīng)器、定

　　時(shí)器等連接。

　　4.3 全二線系統(tǒng)功能

　　4.3.1 控制繼電器數(shù)

　　256臺(tái)，繼電器的接點(diǎn)容量有2種：6A、20A;開(kāi)關(guān)

　　連接數(shù)：自由。

　　4.3.2 照明控制方式

　　(1)個(gè)別控制;控制繼電器單元的ON/OFF：最多256個(gè)繼電器(回路);

　　(2)群組控制：將繼電器分組，每組繼電器可一起開(kāi)關(guān);群組編號(hào)：127種可能;一個(gè)群組最多可以設(shè)定256個(gè)繼電器;一個(gè)繼電器可以在多個(gè)群組中重復(fù)設(shè)定;

　　(3)4模式控制：將繼電器分組，確定每個(gè)繼電器狀態(tài)并編號(hào)，設(shè)定模式編號(hào)，根據(jù)模式編號(hào)中的內(nèi)容對(duì)應(yīng)的繼電器進(jìn)行ON/OFF;模式編號(hào)：最多72種可能;

　　(4)后按優(yōu)先：對(duì)同一個(gè)繼電器可以自由的進(jìn)行個(gè)別控制、群組控制、模式控制個(gè)別控制、群組控制、模式控制和感應(yīng)器的控制，最后一個(gè)操作的是最終的狀態(tài);

　　(5)照明操作開(kāi)關(guān)：墻壁開(kāi)關(guān)由于要與多重傳送方式對(duì)應(yīng)，必須采用全二線專用的開(kāi)關(guān);操作可用各種感應(yīng)器{亮度，人體等)，定時(shí)器與之聯(lián)動(dòng);開(kāi)關(guān)上有紅色和綠色的LED燈，可表示個(gè)別控制，群組控制中繼電器的ON/OFF狀態(tài)。模式控制時(shí)，表示動(dòng)作到被指定的狀態(tài);

　　(6)停電對(duì)策：可擦寫ROM(正2P-ROM)，即使停電，設(shè)定的模式也不會(huì)消失停電時(shí)，繼電器保持原狀態(tài)，來(lái)電后燈具的點(diǎn)滅狀態(tài)與停電前一致;

　　(7)模式的設(shè)定、變更：個(gè)別控制、群組控制、模式控制的編號(hào)設(shè)定、繼電器設(shè)定等，可通過(guò)可移動(dòng)的模式設(shè)定器完成。模式的設(shè)定、變更可以多次進(jìn)行。

　　本體育館的控制原理圖見(jiàn)圖3;照明控制全二線原理圖見(jiàn)圖4。

圖3

圖4

　　5 配電原則

　　本館比賽場(chǎng)地照明按一級(jí)負(fù)荷要求供電，正常時(shí)兩路電源采用兩段母線分段運(yùn)行，當(dāng)一路電源故障而失電時(shí)，另一路電源應(yīng)可提供場(chǎng)地全部照明用電負(fù)荷，為了使場(chǎng)地照明更安全有效地運(yùn)行，正常情況下每路電源各連接場(chǎng)地照明的50%負(fù)荷，并且場(chǎng)地照明燈具被兩路電源均勻交替供電，當(dāng)一路電源失電時(shí)仍有50%的場(chǎng)地照明均勻地分布全場(chǎng)。配線應(yīng)盡量做到三相負(fù)荷平衡，使得相鄰燈具連接在不同的相序上，為克服氣體放電燈的頻閃效應(yīng)，采用末端無(wú)功補(bǔ)償措施。

　　參考文獻(xiàn)

　　林瑯主編《現(xiàn)代建筑電氣技術(shù)資質(zhì)考試復(fù)習(xí)問(wèn)答》 中國(guó)電力出版社，2002