中小規(guī)模文化體育設(shè)施多功能電氣設(shè)計(jì)探討

楊春麗(北京維拓時(shí)代建筑設(shè)計(jì)股份有限公司，北京 100025)

中小規(guī)模文化體育設(shè)施多功能電氣設(shè)計(jì)探討

楊春麗
(北京維拓時(shí)代建筑設(shè)計(jì)股份有限公司，北京 100025)

以滄州體育館為例，介紹了在中小城市文化體育設(shè)施多功能要求下的體育照明、舞臺(tái)照明、照明配電、節(jié)能設(shè)計(jì)、場(chǎng)地布局等電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容，并介紹其針對(duì)性和適用性，以供設(shè)計(jì)人員參考。

多功能體育館 體育照明 舞臺(tái)照明 雜技馬戲

0 引言

中小城市的體育館設(shè)施建設(shè)具有較為突出的特點(diǎn)(一館多用)，其功能涵蓋體育賽事、文藝演出、會(huì)議展覽、日常訓(xùn)練、休閑健身等。如何將體育場(chǎng)館的體育賽事功能與平時(shí)面向市場(chǎng)的多功能使用相結(jié)合，成為一個(gè)在設(shè)計(jì)中小規(guī)模體育場(chǎng)館時(shí)必須要面對(duì)的課題。本文就場(chǎng)館賽事體育照明、雜技舞臺(tái)照明在體育場(chǎng)館建設(shè)中的有機(jī)結(jié)合做以下分析和說(shuō)明。

1 項(xiàng)目概況

本體育館地處著名的武術(shù)之鄉(xiāng)和雜技之鄉(xiāng)——滄州，總建筑面積22 770m2，總座席數(shù)5 242席(其中固定2 200席，活動(dòng)3 026席)。

作為當(dāng)?shù)氐谝蛔F(xiàn)代化綜合體育設(shè)施，體育局、文化局等建設(shè)使用單位要求該建筑既可以進(jìn)行體育比賽，又可以舉辦馬戲雜技演出，其照明設(shè)計(jì)以滿足體育競(jìng)賽功能為主，既可滿足國(guó)際級(jí)籃球、排球、羽毛球、乒乓球等各項(xiàng)比賽的照明要求，又能兼顧文藝演出和國(guó)際級(jí)的雜技馬戲表演。將體育照明、舞臺(tái)照明有機(jī)地組織在一個(gè)體育場(chǎng)館中，具備在不同場(chǎng)合下都能運(yùn)用自如的靈活性和統(tǒng)一性，同時(shí)執(zhí)行高標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足該建筑在今后若干年的使用需求。

2 體育照明

2.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及燈具布置

作為綜合性體育場(chǎng)館，建筑設(shè)計(jì)選用了40m×70m的大型比賽場(chǎng)地，可滿足籃球、排球、武術(shù)、手球、乒乓球、羽毛球、搭臺(tái)體操等比賽的場(chǎng)地要求。

首先根據(jù)使用功能，照明設(shè)計(jì)分為籃球(排球)、乒乓球、羽毛球3種主要比賽模式；根據(jù)體育場(chǎng)館使用功能又分為專業(yè)訓(xùn)練、專業(yè)比賽、電視轉(zhuǎn)播國(guó)家/國(guó)際比賽、電視轉(zhuǎn)播重大國(guó)際比賽4個(gè)照明等級(jí)，總計(jì)16種照明模式。采用C-BUS智能照明控制系統(tǒng)方案，具有自動(dòng)和手動(dòng)2種操作方式。

為了有效滿足電視轉(zhuǎn)播垂直照度的需求，根據(jù)體育館建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，照明燈具采用了兩側(cè)光帶式布燈方式。在設(shè)計(jì)階段，按照體育照明的布燈要求，結(jié)合建筑空間的動(dòng)感流線設(shè)計(jì)，設(shè)置了長(zhǎng)軸66m、短軸42m的橢圓型馬道，馬道高度為15～18m。

選擇中光束和寬光束兩種配光分布在長(zhǎng)向橢圓馬道上。燈具采用交叉方式分布瞄準(zhǔn)點(diǎn)，遠(yuǎn)端場(chǎng)地使用中配光燈具，有效提高利用效率，并且減小對(duì)觀眾席的眩光；對(duì)中近距離場(chǎng)地使用寬配光燈具。

2.2眩光控制

設(shè)計(jì)采用的GE EF2000plus燈具可內(nèi)置防眩光隔柵，另外，馬道位置及高度合理解決了燈具投射角度問(wèn)題，燈具瞄準(zhǔn)角度也全部控制在60°以內(nèi)，滿足場(chǎng)地照明不得對(duì)運(yùn)動(dòng)員、工作人員、觀眾、攝像機(jī)產(chǎn)生不允許的眩光要求。

2.3照明配電

比賽場(chǎng)地照明為一級(jí)負(fù)荷，設(shè)置兩路電源分別供電，且互為100%備用。平時(shí)兩路電源分別獨(dú)立交叉供電，各供50%場(chǎng)地照明負(fù)荷，且均勻分布全場(chǎng)。當(dāng)一路電源出現(xiàn)故障，保證全場(chǎng)照度均勻減少一半。遇重大國(guó)際比賽時(shí)，建設(shè)方與供電部門簽有臨時(shí)柴油發(fā)電機(jī)及保安電源供電協(xié)議。

照明采用三相供電，將投射到同一面積的燈光均勻分布在三相各相上。在各燈具的相位分布中，各個(gè)相位取得平衡的同時(shí)，相鄰的燈具均接在不同的相位上，而且在同一區(qū)域內(nèi)有不同相位的燈具覆蓋，以避免產(chǎn)生明顯的頻閃效應(yīng)。

2.4照明燈具

比賽場(chǎng)地照明采用GE 1000W EF2000 plus金鹵投光燈燈具136套，400W金鹵投光燈18套，照明系統(tǒng)總功率144kW，另有24套1kW鹵化物燈具作為應(yīng)急照明。所有燈具采用AC 220V交流電壓供電，便于維修、管理，節(jié)約投資費(fèi)用。

燈具使用支架在馬道安裝，牢固、便捷，且便于日后的調(diào)試、維修和清潔工作。

2.5照明計(jì)算

采用 GE EUROPIC computer lighting program計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行照明擬和計(jì)算，計(jì)算結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，投入使用前進(jìn)行照明檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。

2.6照明控制

體育照明共計(jì)16種模式，采用C-BUS智能照明控制系統(tǒng)方案，單燈單控，并具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種操作方式。比賽場(chǎng)地、照明燈具呈對(duì)稱布局，控制系統(tǒng)做了優(yōu)化處理，減少了一半的控制模塊，做到相同控制要求的同時(shí)節(jié)約了造價(jià)成本。

3 舞臺(tái)照明

3.1舞臺(tái)場(chǎng)地

雜技表演的場(chǎng)地為直徑13m的圓形舞臺(tái)，觀看角度為270°。在進(jìn)行雜技演出時(shí)，場(chǎng)地中央可搭建圓形雜技表演舞臺(tái)，訓(xùn)練館位置可作為后臺(tái)，同時(shí)，靠近訓(xùn)練館一側(cè)的看臺(tái)設(shè)置為可伸縮和沉降座席，很好地解決了舞臺(tái)與看臺(tái)的關(guān)系。如圖1～2所示，為體育場(chǎng)地和雜技場(chǎng)地觀看效果圖。

圖1 體育場(chǎng)地效果圖

圖2 雜技場(chǎng)地效果圖

3.2舞臺(tái)燈光布置

雜技舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)以滿足大中型綜藝演出的要求為原則，設(shè)置面光、頂光、逆光、側(cè)光、效果燈光、背景光、追光燈等；燈具選用聚光燈、回光燈、光束燈、電腦燈、換色器等專業(yè)舞臺(tái)設(shè)備。舞臺(tái)燈光燈位布置為全方位立體分布，面光、頂光、追光等燈位構(gòu)成全方位的布光陣列，可靈活多變地按需組合。

1)面光

在觀眾廳上方檢修馬道上建設(shè)面光橋，面光軸線與表演區(qū)形成45°夾角。投射方式有垂直投射、交叉投射、重點(diǎn)投射，使表演區(qū)均勻度、中心區(qū)域縱深亮度、突出重點(diǎn)人物造型等舞臺(tái)照明效果方面獲得保證。

2)頂光

根據(jù)舞臺(tái)表演區(qū)的分隔情況，在舞臺(tái)上方均勻設(shè)置了十二道頂光，可自由調(diào)節(jié)照明區(qū)域大小，便于不同表演的需求。

3)追光

可以根據(jù)追光的需要擺放在觀眾臺(tái)后部的相應(yīng)位置。

3.3舞臺(tái)照明燈具

舞臺(tái)照明設(shè)計(jì)使用1 200W電腦燈92套(包括流動(dòng)燈光)，2 000W聚光燈56套，750W成像燈32套，1 000W光束燈152套，追光燈6套。

主要系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)：216個(gè)調(diào)光回路，60個(gè)直通回路；光回路單路額定功率6kW、直通回路單路額定功率3kW。

照度指標(biāo)：主要表演區(qū)平均白光照度>2 000lx，會(huì)議照明時(shí)主席臺(tái)及講臺(tái)位置照度≥1 500lx；燈具光源色溫均≥3 200K，顯色指數(shù)Ra≥88；采用DMX控制系統(tǒng)及以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3.4舞臺(tái)照明配電

舞臺(tái)燈光負(fù)荷屬于一級(jí)負(fù)荷，調(diào)光控制系統(tǒng)電源屬于一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。燈光配電系統(tǒng)采用TN-S系統(tǒng)，設(shè)置漏電保護(hù)，燈光調(diào)光柜室由兩路電源供電。設(shè)計(jì)需考慮諧波電流及三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡等特性，配電柜進(jìn)線處設(shè)置諧波濾波器柜。

調(diào)光可控硅及燈控系統(tǒng)對(duì)雷擊電磁脈沖敏感，其過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)能力較低，在每臺(tái)調(diào)光燈光配電柜上需要設(shè)置電涌保護(hù)器。

4 節(jié)能設(shè)計(jì)

作為綜合性、多功能體育館，滄州體育館的功能復(fù)合化和集約化本身就是一種極大的節(jié)約。綜合電氣照明、空調(diào)通風(fēng)等專業(yè)節(jié)能要求，盡可能采用自然采光和自然通風(fēng)設(shè)計(jì)，屋頂設(shè)置電動(dòng)天窗，可以滿足比賽大廳的自然采光和通風(fēng)需求；針對(duì)配套裙房部分進(jìn)深較大，設(shè)置了采光天井，在裙房的走廊部位設(shè)計(jì)了采光頂，在照明環(huán)保節(jié)能方面取得了很好的效果。

照明節(jié)能設(shè)計(jì)采用了1 000W高效光雙端金鹵光源，光通量90 000lm，光效90lm/W；同時(shí)滿足了電視轉(zhuǎn)播的高顯色性和高色溫要求，采用的EF2000-plus金鹵投光燈燈具效率高達(dá)80%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于規(guī)范，要求(65%)。照明總功率為144kW，通過(guò)照明控制系統(tǒng)進(jìn)行多達(dá)16種照明模式的分級(jí)控制，在進(jìn)行低級(jí)別比賽或日常娛樂(lè)使用時(shí)相應(yīng)減少開燈數(shù)量，避免了電能的浪費(fèi)，也起到了實(shí)際的節(jié)能作用。

除比賽大廳以外的其他辦公區(qū)、運(yùn)營(yíng)區(qū)、媒體區(qū)、休息大廳、配套服務(wù)設(shè)施等區(qū)域的照明設(shè)計(jì)，以及景觀照明、夜景照明等全部采用了中央智能照明控制系統(tǒng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

滄州體育館建成投入使用后，舉辦了多屆吳橋國(guó)際雜技藝術(shù)節(jié)，成為場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)有別于其他體育館的最大特色：觀眾席設(shè)置了可升降座席，在進(jìn)行馬戲、雜技等文藝演出時(shí)，觀眾座席可以自動(dòng)升降；在屋頂設(shè)置雜技專用吊點(diǎn)；結(jié)合體育賽事、雜技演出設(shè)置功能性及檢修綜合馬道。通過(guò)上述環(huán)節(jié)的精細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)多樣化做到了很好的結(jié)合和利用。另外作為體育場(chǎng)館，舉辦了全國(guó)青少年藝術(shù)體操錦標(biāo)賽、全國(guó)乒乓球挑戰(zhàn)賽等多項(xiàng)體育賽事。滄州體育館作為面向群眾、面向社會(huì)、可持續(xù)發(fā)展的新型文化體育建筑，社會(huì)效益效果良好。

[1] 岳兵. 中小城市競(jìng)技型體育設(shè)施可持續(xù)利用設(shè)計(jì)研究[J]. 城市建筑,2012(11):21-24.

DiscussiononMultifunctionalElectricalDesignofMediumandSmallScaleCulturalandSportsFacilities

Yang Chunli

Taking CangZhou Gymnasium as an example, under the requirements of the medium-sized city cultural and sports facilities, the sports lighting, stage lighting , lighting distribution, energy saving design are introduced, and the pertinence and applicability of the electrical design are analyzed, for reference to the designers.

multifunctional gymnasium, sports lighting , stage lighting, circus