DIALux在體育館照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

喬時(shí)姣

摘 要：本文介紹了體育館照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、照明燈具布置方式，以及照度計(jì)算相關(guān)內(nèi)容，利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算驗(yàn)證，并且對(duì)照明設(shè)計(jì)中的一些問題提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：體育館照明；照度計(jì)算；DIALux輔助設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）10-193-2

0 引言

體育館照明設(shè)計(jì)重點(diǎn)是館內(nèi)場(chǎng)地的照明，這是一項(xiàng)功能型強(qiáng)、技術(shù)性高、難度較大的設(shè)計(jì)。場(chǎng)地照明要滿足多方面的需求，要有利于運(yùn)動(dòng)員技術(shù)水平的發(fā)揮，有利于裁判員的正確評(píng)判，有利于觀眾席上各方位的觀看效果。

本論文結(jié)合東營(yíng)市公安局警體訓(xùn)練中心項(xiàng)目，介紹體育館照明設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)過程及DIALux照明軟件的應(yīng)用。

1 體育館照明設(shè)計(jì)的基本要求

在體育館照明設(shè)計(jì)中，除應(yīng)達(dá)到要求的照度外，還應(yīng)具有良好的照明質(zhì)量，還要依據(jù)體育館建筑結(jié)構(gòu)可能安裝高度和部位確定布燈方案。對(duì)于不同項(xiàng)目的場(chǎng)館，照明設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)又各不相同，本文以工程中涉及的籃球館及羽毛球館為例闡述。

1.1 籃球

由于運(yùn)動(dòng)員本身能跟蹤和看清籃球的運(yùn)動(dòng)和其他運(yùn)動(dòng)員的快速動(dòng)作，雖然球大，但是動(dòng)作快速，因此要求有良好的空間照度和照度的均勻性。為此，布燈要均勻排列，燈具上應(yīng)裝設(shè)格柵以防止球的沖擊。

1.2 羽毛球

這是利用空間最有代表性的運(yùn)動(dòng)，必須是運(yùn)動(dòng)員在背景的襯托下能追隨和看清羽毛球飛躍的途徑。為了使穿梭的白色球與背景有良好的對(duì)比，而且在這個(gè)過程中不應(yīng)受到眩光的影響，注意力的集中不至被視線附近的亮光源干擾。比賽時(shí)，大部分動(dòng)作是在球網(wǎng)附近進(jìn)行，因此該區(qū)域的照明，包括球場(chǎng)上空至少從地面起達(dá)7米高的空間需要照明。側(cè)面照明和間接照明是一種好的方法。

2 體育館照明設(shè)計(jì)步驟

2.1 確定場(chǎng)館照明標(biāo)準(zhǔn)

體育館照明標(biāo)準(zhǔn)與所舉行的比賽和有無彩色電視轉(zhuǎn)播有關(guān)，目前《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)此有規(guī)定，本文結(jié)合《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）》中給出的國際體育聯(lián)合會(huì)的體育館照明標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。根據(jù)體育館的使用類別及重要性，本工程按

照無電視轉(zhuǎn)播的訓(xùn)練娛樂和業(yè)余比賽類別確定照度標(biāo)準(zhǔn)

值。

2.2 確定光源和燈具類型

在體育館頂棚高的比賽場(chǎng)地上所用的光源，宜采用高效率、長(zhǎng)壽命、大光通量的金屬鹵化物燈或高顯色性的高壓鈉燈。

近年來，隨著技術(shù)的不斷突破，大功率LED燈逐漸發(fā)展為高光效、長(zhǎng)壽命、價(jià)格適中、維修便利、外觀優(yōu)美等性能優(yōu)越的新一代照明，并為市場(chǎng)所接受。大功率的LED投光燈主要用于高大空間，照明時(shí)間長(zhǎng)的場(chǎng)所。由于高大空間的場(chǎng)所，燈具維護(hù)更換難度大，造價(jià)高，所以選用一款高壽命的燈具是很有必要的。根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比，LED 燈的理論工作壽命有5 萬小時(shí)以上，而金屬鹵化物的理論工作壽命是1萬小時(shí)。

2.3 燈具布置方式

體育場(chǎng)館照明燈具排列方式一般有以下四種：

①頂部布燈：即單個(gè)燈具均勻布置在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地上空，宜選用對(duì)稱型配光燈具。

②群組均勻布燈：即幾個(gè)單體燈具組成一個(gè)群組，均勻布置在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地上空。

③側(cè)向布燈：適用于對(duì)垂直照度要求較高、常需運(yùn)動(dòng)員仰頭觀察的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目以及有電視轉(zhuǎn)播要求的體育館。

④混合布燈：即將上述兩種或多種布燈方式結(jié)合起來的一種方式，適用于所有室內(nèi)項(xiàng)目。

對(duì)于不同的體育項(xiàng)目，還有一些特殊要求，《體育館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于籃球、羽毛球項(xiàng)目照明設(shè)置要求。籃球場(chǎng)地邊線兩側(cè)帶型布置，超出比賽場(chǎng)地端線，燈具安裝高度不應(yīng)小于12米，以籃筐為圓心直徑4米內(nèi)上方不應(yīng)布置燈具。羽毛球場(chǎng)地邊線1米外兩側(cè)布置，超出比賽場(chǎng)地端線，燈具安裝高度不應(yīng)小于12米（專業(yè)比賽照明燈具一般不高于15米），主賽區(qū)上方不應(yīng)布置燈具。

2.4 照度計(jì)算

從2004年12月1日老版《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)》正式實(shí)施開始，照明功率密度值（LPD）就是強(qiáng)制性條文，在國家節(jié)能減排政策的宏觀背景下，我們的設(shè)計(jì)工作也受到了深刻的影響，尤其在各項(xiàng)目職業(yè)安全專篇的編制中，照度計(jì)算值是必須要提供的參數(shù)，這讓我們更加關(guān)注于照度計(jì)算。

照度計(jì)算方法主要有利用系數(shù)法（亦稱平均照度計(jì)算法）和逐點(diǎn)計(jì)算法兩種。利用系數(shù)法適用于比較簡(jiǎn)單的計(jì)算，而逐點(diǎn)計(jì)算則比較復(fù)雜，可以借助計(jì)算機(jī)輔助軟件來完成。

K——維護(hù)系數(shù)，即照明裝置在使用一定周期后，在規(guī)定表面上的平均照度或是平均亮度與該裝置在相同條件下新裝時(shí)在規(guī)定表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。

3 計(jì)算機(jī)工具DIALux輔助計(jì)算

上述利用系數(shù)法中，各個(gè)參數(shù)與實(shí)際產(chǎn)品的相符度，以及我們選用時(shí)的經(jīng)驗(yàn)因素等，都會(huì)對(duì)最后的結(jié)果產(chǎn)生影響。還有些關(guān)鍵參數(shù)，比如光源的光通量，這需要我們翻閱相關(guān)的產(chǎn)品樣本。現(xiàn)在我們計(jì)算照度的時(shí)候，一般依據(jù)照明手冊(cè)中查到的參數(shù)，36W熒光燈光通量按照3350lm計(jì)算，但是這個(gè)“3350lm”的引用，通過網(wǎng)絡(luò)搜索發(fā)現(xiàn)，能匹配這一條要求的，僅僅有兩家國外燈具廠商的五款產(chǎn)品。也就是說我們的設(shè)計(jì)選擇了最為嚴(yán)苛的條件，要求的產(chǎn)品實(shí)際實(shí)施中很難采購到。我們最初的設(shè)想是希望通過嚴(yán)格的要求來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制選用節(jié)能燈具的目的。只不過，這個(gè)數(shù)據(jù)和實(shí)際的情況有很大的不符，僅僅是滿足了圖紙上的設(shè)計(jì)要求。

在遇到大空間的時(shí)候，雖然手算出了平均照度結(jié)果，但是因?yàn)榛A(chǔ)數(shù)據(jù)的缺失和產(chǎn)品采購的不確定，依然存在很多的顧慮和不確信。因此通過計(jì)算機(jī)軟件的方法是必要的，可以驗(yàn)證手動(dòng)計(jì)算的結(jié)果，給出照度等值線，還能給出3D效果模擬圖，對(duì)設(shè)計(jì)成果有個(gè)更加直觀的了解。本文所使用的是一款德國開發(fā)的照明軟件，DIALux，這是一款專業(yè)性強(qiáng)，簡(jiǎn)便易學(xué)的軟件，目前在歐洲照明產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛，國內(nèi)也有照明廠家陸續(xù)加入其外掛程序。下面介紹下使用該軟件設(shè)計(jì)體育館照明的步驟。

3.1 參數(shù)布置

結(jié)合本案例，寬40米，深36米，館內(nèi)層高12.6m，凈高10m，場(chǎng)地北側(cè)設(shè)100人觀眾席。

3.2 選擇燈具

根據(jù)工程需要選擇合適類型的燈具，DIALux提供了豐富的燈具庫，本次設(shè)計(jì)選用的燈具為國產(chǎn)泰來照明燈具。

3.3 排列燈具

本工程設(shè)計(jì)中籃球區(qū)與羽毛球區(qū)布置方式不同。籃球區(qū)燈具采取頂部布燈方式，裝高9.5m，采用150W 泛光LED投射燈，六行六列均勻布置。滿足《體育館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》中要求以籃筐為圓心4m內(nèi)上方不應(yīng)布置燈具的要求，但是該標(biāo)準(zhǔn)中要求的變線兩側(cè)帶型布置燈具，超出比賽場(chǎng)地端線安裝高度不應(yīng)小于12米的要求，在這種凈空只有10米小型體育館中并不適用，采用邊線外帶型布置的時(shí)候，至少要選用1000W的金鹵燈裝高20米以上才能達(dá)到所需照度要求。

羽毛球區(qū)采用側(cè)向布燈方式，裝高9.5m，采用400W 金鹵燈，兩行十列布置。滿足《體育館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》中要求主賽區(qū)上方不應(yīng)布置燈具，以及邊線1m外兩側(cè)布置的要求，但超出比賽場(chǎng)地端線燈具安裝高度不應(yīng)小于12米的要求，同樣沒辦法在這種小型體育館實(shí)現(xiàn)。

3.4 計(jì)算及報(bào)表

DIALux提供了多種參數(shù)的計(jì)算，并且可以根據(jù)設(shè)定的值進(jìn)行比較分析，計(jì)算后可以根據(jù)需要，輸出內(nèi)容詳細(xì)的報(bào)表。

4 照度計(jì)算結(jié)論及分析

4.1 采用平均照度計(jì)算法

5 體育館照明設(shè)計(jì)的一點(diǎn)感想

5.1 提高光束利用率

體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)時(shí)除了選用高效節(jié)能的照明設(shè)備外，提高光束利用率也是節(jié)省能源的重要手段。 由于場(chǎng)地和觀眾席的照明標(biāo)準(zhǔn)相差很多，光束應(yīng)盡量投向場(chǎng)地，最大限度地減少溢散光。本項(xiàng)目中在觀眾區(qū)沒有設(shè)置任何專用照明燈具，僅僅是場(chǎng)地?zé)艟叩膫?cè)投光照度即可滿足觀眾席照度要求。

5.2 關(guān)于大功率LED燈的色溫

LED燈的色溫范圍比較寬泛，約3000～6500K，可根據(jù)具體應(yīng)用要求進(jìn)行調(diào)整。在體育館這種所需照度較高的高大空間場(chǎng)所，適用中性或者冷色調(diào)光源，在照明設(shè)計(jì)手冊(cè)中體育館要求的色溫是不小于4000K，屬于中性色調(diào)，所以在使用LED燈具時(shí)，需要對(duì)其色溫做一定的限制。

6 結(jié)語

從以上對(duì)體育館照明設(shè)計(jì)的梳理和歸納，以及對(duì)DIALux軟件的應(yīng)用，體育館場(chǎng)地照明的設(shè)計(jì)應(yīng)能符合國家規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足體育比賽規(guī)則要求，適應(yīng)競(jìng)賽項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，綜合考慮場(chǎng)館使用需求。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì)編.照明設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）[M].中國電力出版社，2006.12.

[2] 賀楊著.DIALux照度設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介[J].科技前沿，2014（05）（下）：21-22.

[3] 盧劍衛(wèi)著.淺談體育館電氣設(shè)計(jì)及安裝[J].工程經(jīng)濟(jì)，2013（12）：60-62.