智能照明系統在大型體育場館中的應用優勢

徐建飛

引 言

現代化大型綜合體育場館，它在功能上不僅要能滿足各類大型比賽和文藝表演，而且還可承擔不同的大型展覽、集會。館內分為主賽場和一般賽場，通常都包含羽毛球館、乒乓球館、排球館、網球場、籃球場等場館及配套功能區。

照明是體育場館功能得以充分體現的重要環節之一，其中體育場館照明的重點是運動場照明，也即比賽照明；其次是一般照明、觀眾席照明、應急照明、場地照明、建筑立面照明以及道路照明系統等都是體育場館照明的重要組成部份。如何來滿足各種比賽場地的場景照明，統一對待各部分照明系統，使色溫、照度、眩光、顯色指數都達到規定的標準；這不僅是燈具、光源上的選擇，還取決于控制系統的選擇及如何安排各部份照明的配合，準確地表達出各種比賽對照明的要求。因此，智能照明管理系統是現代化綜合功能型體育場館的必備選擇。

需求分析

體育場館具有燈具回路多、功率大、布燈分散等特點，并且使用時需要不同的場景來滿足不同的場合的功能需求。

傳統的照明回路是從斷路器接到開關再到燈具上，因為體育場館回路多，造成去控制室的電纜眾多，導致橋架尺寸越走越大，同時消耗很多線材和和橋架。而智能照明控制系統的輸出繼電器和斷路器一起安裝在配電箱內，多個配電箱分布在體育場館區域的各個地方，采用五類雙絞線將多個配電箱連接起來，再用五類雙絞線接至現場控制面板，再連接到控制室，在控制室內就可以用面板來控制整個體育場館的照明。通過這種方式，可以節省大量的線材和橋架。

傳統方式若要實現多點、區域控制等復雜的功能時線路特別復雜，而智能照明控制系統實現多點控制、區域控制等功能時的線路則將非常簡單。

智能照明控制方式

1.場景控制

在公共區域通過場景控制面板按照預先設定好的場景進行燈區的控制，可以定義開、關，也可定義為延時，比如開燈以后自動延時關斷。

2.定時控制

在部分公共區域可以通過時間控制，按照正常的工作時間來安排燈的開關時間，使燈能夠定時開、關。

3.紅外移動控制

通過紅外移動傳感器自動控制公共區域的照明（如：走廊、休息室和樓梯間等），根據實際需求可以通過中央監控計算機改變其工作狀態。

4.現場面板控制

各個燈區不但可以自動（定時或計算機）控制，同時提供現場就地控制，以方便當發生特殊情況時，由自動（定時或計算機）狀態就地改為手動控制燈的開關狀態。

5.集中開關控制

通過為體育場定制的中央監控計算機上使用的帶有圖形顯示的監控軟件，給最終用戶提供一個界面簡潔清晰，操作簡便，友好的圖形化界面，使非專業人員也可以正常使用，控制每一個燈或每一組燈的開啟和關閉。

6.群組組合控制

通過中央監控主機可以對所有的照明點進行大場景的組合控制，在節假日，可以通過預設好的照明效果，對整體建筑的燈光進行變換，形成整個建筑照明的整體效果變化。

7.與其它系統聯動

通過接口可以與其它系統（如：樓控、消防、保安等系統）聯動，可根據具體需要實現整個照明系統與其它系統實現對每個照明控制點進行控制。

8.廣域控制

根據需要，可以通過互聯網或手機等方式遠程監控整個照明系統的工作狀態。

智能照明控制設計

體育場館按照不同的方式可以進行不同的分類：

按建筑區間可分為：主賽場地、一般賽場地、配套功能區。

按功能需求可分為：場地照明、一般照明、觀眾席照明、應急照明、建筑立面照明及道路照明系統等。

按比賽項目和級別標準可分為：比賽時照明、訓練時照明、電視直播照明、平時照明等。

無論從哪個角度來看，這些場合照明的標準照度值、使用功能和控制方式都不均相同。

1.主賽場地

體育場館主賽場地照明的控制是一項功能性強、技術性高、難度較大的控制系統。要最大的滿足各種體育項目比賽要求，有利于運動員技術水平的最佳發揮，有利于裁判員的政確評判，有利于觀眾能在舒適的環境中全方位的觀看比賽和比賽融合為一體，并享受比賽帶來的激情。特別是在彩色電視對比賽期間進行實時轉播中要能保證轉播圖像畫面傳送清晰、色彩逼真，對運動員的特殊動作進行近鏡頭特寫、觀眾席及場地周邊情景、突發事件能良好的報導。同樣的效果，還要滿足于文藝演出、展覽、歌詠比賽等場合的使用，同時也要確保觀眾進場、出場、觀看期間的安全問題。 要實現以上這些功能，首先要對光照的效果做比較準確的計算，以保持整個賽區照明的照度、照明的質量穩定，這就要求照明的垂直照度、均勻照度、立體感、顯色指數Ra、光源的色溫應達到一定的標準，對光源、燈具的了解及如何來完成各種的控制。綜合型體育場館的照明要適合多類運動項目的比賽、訓練及其他使用要求，比賽場地很多情況下不只是一塊而是二、三塊場地同時在進行，并且在同一場地進行同一種比賽對亮燈的模式在不同的時間段也不盡相同。如：觀眾進場、開幕、比賽準備、正式比賽、場間休息、結束散場等，對各場景的控制，若用傳統的亮燈模式已經較難準確地表現各比賽場景的要求，如何對場地用燈狀態進行實時的監控、集中定時的控制，這也是用傳統控制設備難以實現的。

主賽場地是體育場館的主體部分，按照比賽需求通常將主賽場地照明分為8種不同的照明控制模式：全開模式、全關模式、電視轉播模式、專業訓練模式、國際比賽模式、國內比賽模式、觀眾席照明模式、應急照明模式。

2.一般賽場地

其他場館主要作為一般比賽時所用，根據比賽的不同項目和級別，將各個場館設置的基本控制模式為：比賽模式、電視轉播模式、訓練模式、觀眾入退場、清潔模式、應急照明模式。

同時由于比賽場地照明控制考慮到其特殊性，在其控制策略中還加入了以下功能：

◆為減少整個回路的啟動電流，在每種模式下需啟動的每盞燈具或每組燈具按順序啟動。

◆其他控制系統根據需要可通過接口進行遠程遙控控制

◆統計記錄所控制的每盞或每組燈具光源的使用時間，預計光源的使用壽命，并提前報告需要更換的即將到使用壽命期的光源。

◆通過亮度傳感器檢測場地照度，記錄并顯示不同等級照明場景所需的照度是否滿足需要，如達不到要求則報警并提示改變燈組的開關狀態。

3.配套功能區照明控制

（1）停車場及入口

在車庫入口管理處內安裝智能照明系統控制面板，用于車庫照明的手動控制。平時在系統中央控制主機的作用下，車庫照明處于自動控制狀態。車庫照明根據使用情況分為幾種狀態：正式比賽、訓練時期及其他時間。夜間正式比賽活動時，車輛進出繁忙，車庫照明處于全開狀態。白天，由于有日光，可適當降低照度，節省能耗。不比賽時只開啟車道燈，如需觀察車輛，可就地開啟局部照明，經延時后關閉。通道區域采用智能移動探測傳感器，當有人或車移動時開啟相應的局部照明，車停好后或人、車離開后燈延時關閉。當有車移動時可以通過主機顯示出來，方便保安和管理人員的管理。據實際照明及車輛的使用情況，可將一天的照明分成幾個時段，比如上午、中午、下午、晚上、深夜五個時段，通過軟件的設置，在這些時段內，自動控制燈具開閉的數量，以達到控制區域不同的照度的方式以供照明，這樣使照明得到了有效的利用，又大大地減少了電能的浪費，同時保護了燈具，延長了燈具的使用壽命。如有特殊需要，可在管理室用按鍵面板手動開啟或關閉照明。當外在條件符合了自動控制的要求時，系統會自動恢復到自動運行的狀態，無需手動復位。

（2）更衣室及主客隊休息室

采用紅外移動傳感器，如有人進入時自動開燈，人離開后延時關閉。同時提供中央監控，可根據具體情況開閉相關照明。提供自動和手動切換控制，根據需要由自動感應控制切換為就地手動控制。

（3）辦公區

由于辦公區面積大，可以將整個辦公區分成若干獨立照明區域，采用場景控制面板根據需要開啟相應區域的照明。由于出入口多，故要實現辦公室內多點控制，方便使用人員操作。即在每個出入口都可以開啟和關閉整個辦公區內所有的燈，也可根據需要方便控制就近辦公區的燈。同時可以根據時間進行控制，比如平時在晚上8點自動關燈，如有人加班時，可切換為手動控制開關燈。辦公區照明可統一納入中央監控計算機上進行監控。

（4）走廊

采用自動照明控制，正常工作時間全開，非工作時間改為只開部分燈，節假日無人時可以只亮少量燈作為基本照明。各出入口都設有手動控制面板，可根據需要手動控制就近燈的開關。

（5）樓梯間

樓梯間采用定時控制和紅外移動控制等方式。在比賽期間全部開啟，在平時啟動紅外移動控制方式，人來自動開燈，人離開后延時關閉，以節約能源。

（6）公共通道

正式比賽時，全部打開，方便觀眾進出，比賽結束觀眾離開后關閉，此操作既可由現場就地控制，也可由中央監控計算機控制，還可設置時間控制（比如籃球比賽時）。同時可根據實際人的流量決定采用何種方式控制，整個控制點放在值班室或相應的功能房間，以防觀眾或非允許的工作人員隨意操作。

（7）洗手間

洗手間均采用紅外移動控制，人來自動開燈，人走燈延時關閉。可根據需要變更控制方式，比如在觀眾很多時系統將其照明狀態改為常明，當人少時切換為自動感應控制。

（8）前廳（包括售票廳和入口大廳）

正式比賽時，全部打開，方便觀眾進出，比賽結束觀眾離開后關閉，此區域照明控制集中在相關的管理室，由工作人員根據具體情況控制相應的照明。操作既可由現場就地控制，也可由中央監控計算機控制，還可設置時間控制。

（9）觀眾席

采用就地控制和計算機控制兩種控制方式。比賽時根據日照的情況，配合比賽進程由計算機或通過時間順序進行控制，如在夜間大型活動的（開幕式或閉幕式或大型文藝演出等）場景照明需要觀眾席照明進行配合，都可以通過計算機事先預訂好的場景進行統一變化，實現豐富的燈光組合。同時設置就地控制場景面板，可根據需要就地控制相關區域觀眾席的照明。

（10）多功能廳

多功能廳采用就地控制，提供遙控、場景控制等控制方式。部分重要的多功能廳同時可以提供調光控制，實現場景的淡入淡出，光線的漸明漸暗的變化。既可實現對燈的開關、自動調光（包括白熾燈、射燈、熒光燈、節能筒燈），又可實現場景控制、集中監控及定時控制。還可以配合其它的多媒體系統（TV、AUDIO、AIR CONTROL等），實現單鍵操作，實現照明與相應功能的組合環境場景控制。

（11）屋頂照明

采用場景模式控制照明，通過計算機設置不同照明模式情況下的場景開關，各種模式場景所涉及到的燈設置為順序開啟；可以獨立控制，也可與燈塔、觀眾席等不同區域的照明組成各種場景同時動作。為方便檢修，設就地控制，可以對每一照明點進行對應控制。

（12）貴賓室

對于部分貴賓室還提供調光控制、就地控制。就地控制包括場景控制、調光控制、遙控控制等方式。對于重要的貴賓室或包廂采用觸摸屏控制場景，整個燈光采用調光技術，做到整個房間的燈光漸明漸暗和場景燈光的淡入淡出。提高整個房間的檔次。同時可以配合其它的多媒體系統，實現單鍵操作，實現燈光與相應功能的組合環境場景控制。

（13）功能性房間

采用計算機控制和就地控制，根據各自的功能劃分不同的照明區域，各照明區域的照明可以單獨開啟，也可通過需要設置不同的照明場景，實現場景照明控制。

（14）建筑物景觀照明

整個建筑物的景觀照明主要采用定時控制，例如晚上6點開啟整個景觀照明的燈具，10點關閉部分景觀照明的燈具，12點以后只留必要的照明燈具。具體時間還可根據一年四季晝夜長短的變化和節假日自動進行調整。如有特殊情況可改為特殊照明控制狀態，配合需要進行變化。同時在維修馬道還設有就地控制面板，方便維修或特殊情況時轉為手動就地控制。

（15）燈塔照明

體育場館一般有四個燈塔，每個燈塔上用于場地照明的燈具為幾十盞至上百盞不等，每一盞為一控制回路，四個燈塔的照明控制采用計算機控制，通過預設的各種場景模式，開啟不同的燈數。為了減少同時啟動時的沖擊電流，每一種模式都設置成順序啟動。同時在計算機上還對每一個光源進行開通時間統計，當光源開啟時間達到80%額定壽命時，在計算機上提示，方便管理人員提前做好更換準備。同時在每個燈塔上的設備間內設置就地控制，方便檢修及維護。

整個場館照明中各個回路的開閉狀態都可在中央監控計算機上圖形直接顯示出來，并可通過計算機直接控制每一個回路的開閉或每一組照明燈具的開閉。還可進行記錄每一個回路照明狀態，開閉時間，統計整個燈具的開啟總時間，以方便管理和維護。

4.應急照明控制

所有的應急照明控制均采用智能明系統控制，平時正常使用，應急情況下強制打開所有應急照明，同時還可設置對常規照明回路的強制開啟或關閉。同時可以通過中央監控計算機進行監控整個應急照明回路的工作狀態，并進行記錄和統計，還可結合應急照明檢測系統進行日常檢測和維護。對整個應急照明系統提供就地控制、中央監控、BA系統聯動、消防系統聯動等幾種方式控制。

智能照明控制系統優點

1.實現智能控制

智能照明控制系統采用先進的電子電器和通訊技術，不但可實現單點、雙點、多點、區域、群組控制、場景設置、定時開關、現場實時監控，還可事先對各種體育比賽的照度標準，照明質量的要求預先編好照明控制模式。

例如：體育場館對事先要進行的籃球、網球、手球、排球等一般的比賽可通過智能照明控制系統預先編好各種亮燈模式的場景存儲在面板按鍵里，使它處于全自動狀態；可根據比賽時不同場景的要求，輕觸按鍵來實現比賽時需要的各種場景。

2.符合綠色照明計劃

智能照明控制系統通過優化能源的利用，降低運行費用；保護燈具，減少燈具損壞；體育場館在保證各種比賽級別，通過按系統預先編好亮燈模式，選用照度標準的高、中、低三檔的照度值；選用合適照明方式，照明要求較高的場所采用混合照明方式，較低的采用分區照明方式或其他的節能方式。

例如：對于要進行現場直播、衛星傳播的各種比賽，照度標準就應選用高的照度值，對訓練比賽時，照度標準可選用中的照度值，對于平時訓練時只開放區域照明、而這些都可在智能照明控制系統中事先預置好，達到預期的效果。

3.便于管理、減少維護的費用

智能照明控制系統改變傳統照明人為簡單的開關管理模式，它使用先進的電子電器技術，使整個綜合型體育場館照明狀態顯示在監控界面上進行瀏覽，并實時的監控；從而使整個體育場館的管理上升到新的管理模式，同時也減少整個系統的檢修過程和時間，減低維護費用，帶來極大的投資回報。

4．設計簡便

傳統照明控制線路設計比較復雜，在設計上控制與負載要綜合考慮；而采用智能照明控制系統只需要考慮負載回路的數量、容量及控制點的位置，所需的各種復雜功能可在硬件安裝完畢后通過軟件編程實現；即使在最后一刻更改設計也能辦到，因為它僅僅需要重新配置一下即可。

5．安裝方便

傳統照明控制動力線長，施工較麻煩；而采用智能照明控制系統的布線僅僅在控制設備之間及控制設備和負載之間，因而在主干線上電纜的用量能達到最小，綜合統計顯示，智能照明控制系統布線比傳統布線可節省30%的材料費，而且安裝時間也能大大縮短。現場施工人員能明顯感到智能照明控制系統的安裝有簡單、快速和便宜的特點。

6．使用安全、持續發展性強

根據用戶需求和外界環境的變化，只需修改軟件設置而非改造線路就可以調整照明布局和擴充功能，大大降低改造費用和縮短改造周期。控制回路的工作電壓為安全電壓DC24V，即使開關面板意外漏電也能確保人身安全，系統具有開放性，可以和其他物業管理系統（BMS），樓宇自控系統（BA），保安及消防系統結合起來，符合智能建筑的發展趨勢。

7．節能環保

采用總線制的智能照明控制系統后，可以使用低成本的非屏蔽五類線來取代大量的強電電纜，從而可以在建設過程中減少很多的PVC材料的使用，減少對環境的污染。

8．現代化體育場館的重要標志

完善的設施、齊全的功能、先進的工藝都是現代化體育場館等級的體現；它的照明設計是一項功能性強、技術性高、難度較大的工程。體育場館場地照明能否滿足高標準的照明質量要求，是評價一個綜合型體育場館的主要標志之一，也直接體現體育場館現代化技術運用的程度。

結束語

國際上對智能場館的普遍描述是：通過對建筑物的四個基本要素，即結構、系統、服務和管理以及運行之間的內在聯系，以最優化的設計，提供一個投資合理又擁有高效率的優雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。智能建筑物能夠幫助場館的主人、財產的管理者和擁有者等意識到他們在諸如費用開支、生活舒適、商務活動和人身安全等方面將得到最大利益的回報。

從上可以看出，建設智能場館的目標主要體現在三個方面：

◆提供安全、簡單方便的控制方式

◆節省能耗和降低人工成本

◆可以提供好的管理方式并能和相關系統聯動

綜上所述，采用HDL-BUS智能照明控制系統完全能夠滿足業主的需求和體育場館本身的控制要求，并且能夠輕松的實現照明的集中統一和智能化的管理。