探析體育館照明設計與照度計算

丁明健

摘 要：隨著經濟的不斷發展，教育水平的不斷提高，人們已經越來越重視學校體育這一學科的發展，希望每一個學生都可以全面的發展，培養綜合素質人才。因此學校的體育館建筑就變得越來越重要。但是體育館這一類的建筑在照明設計和照度的計算上還存在著問題，尤其是大空間上的照明設計和照度計算比較陌生。本文就是對以某校的體育館建設為實例進行分析，為相關的研究做出貢獻。

關鍵詞：體育館；照明設計；照度計算

我國的經濟在不斷的發展，建筑水平也在逐漸的提高，對于體育館建筑也越來越重視，因為學校需要培養全方位的人才，希望學生能夠德智體美勞全面發展，在這樣的情況下，就需要對體育館進行照明設計和照度的計算，但是由于我國的體育館建筑在照明設計和照度的計算上并不完善，因此一定要進行研究，對照明設計的要點進行充分的分析，闡述具體的照度計算的方法。

一、體育館照明設計的要點

本文在研究體育館照明設計與照度計算的過程中，是以某中學的體育館為例，在體育館的內部主要是一個羽毛球與籃球比賽時共用的場地，這一球場的高度是12.8m，寬度是35m，長度是58m，而且球場的周圍也有各種體育活動的用房，整個球場的屋面使用的是鋼網架金屬建設的屋面。以上就是這一體育館的大體情況，在這一場地中進行照明設計。具體的照明設計如下：

（一）運動等級和照明要求

體育館的照明設計必須要根據國家規范《建筑照明設計標準 GB50034-2013》進行設計，如果是無電視轉播的羽毛球場和籃球場的訓練場地，其照明的標準是300lx，除此之外，在顯色指數上也是有著明確的規定的，限速指數Ra必須要達到65，電能質量場地照明燈具端子處電壓偏差允許值：220V/380V±5%；這樣才符合體育館建筑中羽毛球場地與籃球場地照明設計的基本要求，根據這一要求進行全面的分析。

（二）運動空間和照明的基本要求

體育館的建筑空間相對于一般的建筑物來說建筑面積比較大，空間的高度也相對較高，在這樣的情況下，屋面網架底就必須要達到10.8m，因此燈具也要在網架底部進行吊裝，燈具的高度必須要達到10.8m，這一高度是標準高度，否則羽毛球與籃球在運動的過程中，就會對照明的燈具產生影響，對于運動人員的安全也會有著一定的影響。地面運動對于高水平的照明是有著嚴格的要求的，照明必須要均勻，否則就會影響著運動員的視線。根據這一體育館室內裝修的基本標準來看，整個墻面使用的裝飾材料是無光澤的、反射的系數較高的材料，因此綜合考慮來看，燈具在選擇的過程中，必須要選擇大光通亮、長壽命、高效率、顯色性的Ra是80燈具，而且必須是金屬鹵化物類的燈具，這種燈具的安全性較高，光源能夠得到2000lm，而且光的照明也會均勻，各個方向的照明都會滿足體育館建筑設計的要求。

（三）運動方向與照明要求

羽毛球與籃球的運動項目要求照度必須要比單方向的照度要高，需要有著良好的垂直照度和水平照度，在此基礎上，運動員的實現不會受到影響，否則就會對觀眾和運動者造成直接的炫光。因此符合這幾點要求的燈具就是直接型中配光燈具，這一燈具可以滿足上述的照明要求。但是必須要根據具體的情況來選擇燈具。不同的體育館在利用的形式上不同，使用的燈具也有著一定的差異，必須要嚴格的按照規定進行充分的分析，滿足基本的照明要求。

（四）運動速度與照明的要求

我國的體育館照明設計和檢測標準中對于水平照度的均勻度是有著明確的規定的，如果是用于娛樂活動或者是訓練場地的籃球場，在水平照度的均勻度上必須要達到0.3，訓練和娛樂活動的羽毛球場地的水平照度均勻度要達到0.5。故考慮采用的是頂部群組均勻布燈的方式。避免選用過大功率的燈具，適當保證燈具的數量和安裝間距，以滿足場地的水平照度均勻度的要求。

（五）照明配電與控制

體育館照明設計除了以上幾方面有要求外，在其配電與控制方面也有一定要求。三相照明線路的各相負荷的分配宜保持平衡，最大相負荷電流不宜超過三相負荷平均值的115%，最小相負荷電流不宜小于三相負荷平均值的85%。

2、利用單位容量法計算光源數量

單位容量計算是以達到設計照度時1m2需要安裝的電功率（W/m2）或光通量（lm/m2）來表示。體育館內球場照明擬選用250W金鹵燈，參看燈具資料該光源的額定光通量為20000lm，燈具為直接型配光燈具。設計要求達到的照度為E=300lx；根據前面球場空間的參數，得出該球場的室空間比RCR如下：

查照明設計手冊（第二版）表5-14單位容量P0計算表，得出P0=0.0462；查照明設計手冊（第二版）表5-13燈具的調整系統C2，得出C2=0.75。需安裝的最低電功率，P=P0AEC2=0.0462x58x35x300x0.75=21107.5（W）故光源數量為N=21107.5/250=84（套）。根據實際情況擬選用80套250W金鹵燈，此時估算照度可達到284.4lx。

二、利用系數法計算平均照度

因球場內燈具均勻布置，地面、墻和天棚的反射系數較高，且空間內無大型設備遮擋的室內空間。故比較適合用利用系數法計算平均照度。利用系數法是考慮了由光源直接投射到工作面上的光通量和經過內飾表面相互發生后再投射到工作面上的光通量。

首先我們計算出各空間比：

室空間比：

頂棚空間比：

地板空間比：

其次求出有效頂棚及墻面的空間反射比，考慮到屋面有開采光窗，開窗面積392m2；其有效頂棚空間反射比：

球場四周都有房間，故屬于無窗墻面，墻面有效反射比ρw=0.5；地面有效反射比ρfc=0.2。查照明設計手冊（第二版）表4-49250W懸掛式金鹵燈利用系數表；U=0.51。

4、利用DIALux照度計算軟件

DIALux是一款專業照明設計軟件，具有照明計算和照明效果仿真功能。由德國的DIAL公司進行開發設計，主要應用于歐洲，近些年DIAlux已進入中國的市場，并出現了中文版。國內的照明燈具廠家紛紛與DIAlux軟件合作，將自己的產品參數集成進DIAlux數據庫，這樣就可在照明設計過程中直接調用國內相關產品的型號及參數，能較快的進行原始數據庫的輸入、照明計算及照明效果的模擬實現。DIAlux軟件可使用燈光精靈，快速的引導進行DIAlux照明設計，并按以下步驟：1、設計資料輸入（項目類型、照度、LDP要求）2、空間尺寸的詢問、計算參數和燈具選項。3、燈具位置，計算結果和檢查。4、導出成PDF和DIAlux設計結果案例。把體育館球場照明計算的相關參數輸入DIAlux后，生成設計結果如下表：

從設計結果列表中可看到，體育館球場的平均照度為305lx，水平照度均勻度為0.587，均滿足設計要求；照度分布也比較理想，等照度線均勻的分布在球場四周，較好的達到體育運動的要求。

三、結論

現今社會人們越來越重視體育鍛煉，各類的體育場館越來越多，在今后的設計中會經常遇上。本文提出體育建筑中球場照明設計要點，并通過常用的單位容量法、利用系數法進行具體的照明照度計算。還利用比較流行的DIAlux照明設計軟件，計算平均照度及照度平均度，并通過圖形的方式，形象繪制照度分布。希望以上的各種方法能給建筑電氣設計的同行們提供一個較好的參考。

參考文獻：

[1]喬時姣.DIALux在體育館照明設計中的應用[J]《中小企業管理與科技旬刊》，2015（10）：193-194

[2]李楠.體育館照明設計與照度計算[J]《建筑工程技術與設計》，2014（15）