城市新區某綜合體育場館電氣照明設計

王光輝，董桂華，龔志華

(1.昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南 昆明 650231；2.昆明冶金高等專科學校，云南 昆明 650033)

0 引 言

某城市新區文體活動中心包括綜合體育館、圖書館、博物館、檔案館和公共藝術館等設施，形成一座服務區域的綜合性文化體育社區。其中綜合體育館作為其中的重要建筑之一，該館用于體育項目的業余比賽和訓練，無專業比賽功能，無電視轉播要求。館內設籃球館、游泳池、羽毛球及排球館等運動場地。由于現代社會人們對生活質量要求越來越高，針對不同的運動環境設置適合的穩定的照明設施和控制方式能夠讓使用人員更好地進行各項體育活動。

1 功能劃分及照度要求

該綜合體育館的使用功能較多，建筑構造也較為復雜。在綜合體育場館的電氣照明設計過程中，根據各個照明區域功能，以及照明要求的不同，將體育場館的電氣照明系統分為3個部分，分別是比賽及訓練場館照明系統、公共區域正常照明系統，以及應急照明系統。通過對上述3個系統分別開展設計，最終完成對整個體育場館的電氣照明設計。

根據GB50034—2013《建筑照明設計標準》第5.3.12條、第5.5條，以及GBJ133-90《民用建筑照明設計標準》第2.2.9條，體育館內主要場所的照明標準及主要公共區域照明標準見表1～2。

表1 主要體育場所照明標準

2 光源及燈具選擇

從總體上看，體育館內有2種功能區域，分別是公共區域和體育功能區域。下面分別對上述區域內的光源和燈具選擇進行探討。

1)公共區域內的正常照明及應急照明均為常規的設計方式。為達到節能效果，該區域的照明光源采用LED光源；燈具采用吸頂燈、筒燈和側壁燈相結合。

表2 主要公共區域照明標準

在室內體育館業余比賽及訓練過程中，各類球體在空中是多方向、變角度運動及飛行的，運動員也是以不同速度隨時變換位置。這就對照明品質和效果有一定的要求，主要體現在以下方面：①照明燈具應無頻閃效應危害；②照明燈具應無眩光危害；③照明光源應顯色性能高；④照明均勻度要求高；⑤滿足上述要求的同時，節能效果好。

2)體育功能區域的光源和燈具，需根據不同場館的建筑特征，采用不同的方式。

(1)籃球館

籃球館為高大空間，為滿足大空間內的照度要求，以及考慮燈具安裝和維護等因素，可采用大功率LED光源等。燈具能夠進行升降控制(可升降燈具見圖1)，光通量可控。

(2)羽毛球/排球館

羽毛球和排球館采用LED光源，選用合理的布燈，減少或避免頻閃效應和眩光危害。

(3)游泳館

采用LED光源，燈具采用高防護等級，燈具能夠升降控制。水下燈具采用SELV燈具。見圖1。

(3)禁止電解槽面上用水。過去為了檢查相鄰電解槽陰陽極是否虛接和保持槽面清潔，用水沖洗陰陽極接觸處，會將導電片和導電頭上的Cu2+沖進電解槽內。

圖1 可升降燈具示意圖

3 照明布燈分析

3.1 比賽及訓練場館照明系統

比賽及訓練場館照明系統由3個子部分組成：籃球館照明、排球/羽毛球館照明和游泳館照明。

3.1.1 籃球館

籃球館建筑規格為：平面尺寸40 m×28 m(凈尺寸，不含觀眾區)，均高15 m。采用400 W大功率LED高頂燈均布的布燈方式，共4行5列。

根據照度計算公式：

Eav=(NΦUK)/A

(1)

式中：

Eav—被照面上的水平平均照度，lx；

N—投光燈盞數；

Φ—投光燈中光源的光通量，lm；

U—利用系數，取0.55～0.65；

A—被照面的面積，m2；

K—燈具維護系數，取0.7～0.8.

計算得到Eav=537.815 lx，其偏差根據GB50034—2013《建筑照明設計標準》4.1.7條校核，設計照度值與照度標準值相比較，可有-10 %～10 %的偏差，此布燈方案滿足規范要求。

籃球館屬于高大空間，若采用傳統的燈具，安裝及維護不方便，存在高空作業風險。設計采用可以升降控制的燈具。升降的控制要求是按組進行升降，每排的5個燈具為1組，共4組。采用升降控制后，一方面極大地方便了安裝及維護，另一方面可通過高度控制來調節平均照度。布置方式見圖2。

圖2 籃球館燈具布置示意圖

設計采用的LED光源帶功率控制模塊，即每個燈具配備功率控制單元，通過控制投入功率的大小，使光源按50 %，75 %及100 %等不同檔位的光通量輸出，達到光通量調節的功能，從而讓籃球館具備兼顧業余比賽及訓練的功能照度，滿足了設計功能，也滿足了節能的效果。

3.1.2 排球/羽毛球館

排球/羽毛球館規格為：平面尺寸48 m×28 m，層高11 m，共3個場地單元。采用400 W大功率LED燈四周布置燈具的布燈方式，長方向每側9盞燈，寬方向每側3盞燈，共24盞燈。

計算得到Eav=(24×40000×0.59×0.7)/(48×28)=295 lx，其偏差根據GB50034—2013《建筑照明設計標準》4.1.7條校核，此布燈方案滿足規范要求。

設計采用與籃球館一致的燈具升降控制。升降的控制要求是按組進行升降，每排的3個燈具為1組，共8組。排球/羽毛球館燈具不進行燈具光通量調節，但在安裝和使用過程中應合理地調整燈具的投射角度。

3.1.3 游泳館

游泳館規格為：平面尺寸52 m×24 m，層高7 m，采用400 W大功率LED燈兩側布置的布燈方式，每側10盞。

計算得到Eav=(20×40000×0.6×0.7)/(52×24)=307.692 lx，其偏差根據GB50034—2013《建筑照明設計標準》4.1.7條校核，此布燈方案滿足規范要求。

設計采用與籃球館一致的燈具升降控制。升降的控制要求是按組進行升降，每排的5個燈具為一組，共4組。游泳館燈具不進行燈具光通量調節，但根據游泳館屬于高溫、潮濕及一定的化學腐蝕等特殊環境特征，燈具外殼防護等級應不低于IP65。池邊及水下的燈具采用SELV電壓供電，防觸電等級為Ⅲ類。布置示意圖見圖3。

圖3 游泳館燈具布置示意圖

3.2 公共區域正常照明

公共區域主要是設備間、門廳、走道及樓梯間、比賽/訓練服務用房等，采用智能照明系統，按照樓層、防火分區以及功能區域設置不同的公共照明子系統，以及按區域進行控制。見表3。

表3 主要公共區域正常照明劃分及照明箱編號

3.3 應急照明

對各通道走廊、人員密集場所等設置應急疏散照明。采用智能應急照明系統，按照防火分區不同的進行區域設置控制。見表4。

表4 主要公共區域應急照明劃分及照明箱編號

4 照明配電及線路敷設

在分析了比賽/訓練區域的布燈方式，和公共區域照明箱設置的基礎上，結合建筑實際情況情況，決定采用放射式供電；公共照明及應急照明系統采用智能設備集中管控的方式，形成完整的照明配電系統。

比賽/訓練區的籃球館、排球/羽毛球館和游泳館分別設1臺專用照明箱(ALX1～ALX3)，完成照明燈具配電、升降控制和功率控制(功率控制僅籃球館照明有)。整個照明配電系統的主接線網絡見圖4。

圖4 照明配電系統主接線網絡

公共區域的各照明回路利用照明i-Bus總線進行控制，各照明箱通過RS485/CAN總線組網，以及通過監控計算機編程配置，形成智能照明管理控制系統，便于統一管理及實現節能。公共區域智能照明系統圖見圖5。

圖5 公共區域智能照明系統

應急照明系統由應急照明箱、應急照明集中電源及應急疏散燈具組成，應急照明系統接入消防聯動控制系統。其中疏散指示燈具帶通信地址，每個回路可最多接入63個地址設備，按設計規范每回路按25盞疏散指示燈具配置。智能應急疏散照明系統見圖6。

圖6 智能應急疏散照明系統

通過對照明配電系統進行分區域的配置，簡化了系統接線。在照明線路敷設時，根據照明負荷的重要性，以及區域環境特征選擇相應的敷設方式。主要敷設方式以電纜橋架結合穿PVC管為主，應急照明系統采用穿金屬管敷設，各個回路的敷設要求應滿足相應的設計標準。選擇并優化線路走向，減少照明線路損耗。

5 結 語

該文針對綜合體育場館的不同場合及其不同要求，對體育場館的電氣照明系統進行設計，將該照明系統分為比賽/訓練照明部分、公共區域正常照明部分和應急照明等3個部分，并分別討論了各部分的照明照度要求、燈具及光源選擇、布燈方案以及照明配電等內容。在設計時深入分析了照明節能的方式，包括大功率光源的功率調節模式、智能照明管理控制，以及合理的線路敷設方式。此外設計引入大空間燈具的分組升降控制，方便了燈具的安裝和維護。項目施工完成后通過回訪，該項目照明系統能穩定運行，方便維護，各主要活動場所照度便于調節基本達到設計初衷。該次電氣照明系統的設計，為今后類似項目的設計提供了較好的參考。