2022年杭州亞運(yùn)會(huì)主要體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)

王 猛，劉 軒，李海正，朱亞明，李炳華

(悉地(北京)國(guó)際建筑設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司，北京 100013)

引言

第19屆亞洲運(yùn)動(dòng)會(huì)將于2022年9月10日至25日在浙江省杭州市舉辦。除杭州作為主賽區(qū)外，亞運(yùn)會(huì)設(shè)立寧波、溫州、金華三個(gè)分賽區(qū)。2022杭州亞運(yùn)會(huì)的主題是“綠色、智能、節(jié)儉、文明”。

本文主要介紹杭州奧林匹克體育中心主體育場(chǎng)、杭州奧林匹克體育中心網(wǎng)球中心、溫州奧林匹克體育中心主體育場(chǎng)、淳安場(chǎng)地自行車館等4個(gè)亞運(yùn)會(huì)場(chǎng)館的體育照明設(shè)計(jì)。杭州奧林匹克體育中心主體育場(chǎng)(又稱“大蓮花”)已經(jīng)竣工，2019年成功承辦了王力宏《龍的傳人2060》世界巡回演唱會(huì)及阿里巴巴20周年年會(huì)。杭州奧林匹克體育中心網(wǎng)球中心決賽館(又稱“小蓮花”)已經(jīng)竣工，2018年通過(guò)內(nèi)部改造架設(shè)臨時(shí)泳池的方式成功承辦了第十四屆FINA世界游泳錦標(biāo)賽(25 m)。溫州奧林匹克體育中心主體育場(chǎng)預(yù)計(jì)于2021年3月竣工。淳安場(chǎng)地自行車館正在建設(shè)中，預(yù)計(jì)于2021年12月竣工。

1 杭州奧林匹克體育中心主體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)

1.1 工程概況

杭州奧林匹克中心主體育場(chǎng)工程是杭州市今后舉辦國(guó)際、國(guó)內(nèi)大型賽事和創(chuàng)建“全省體育強(qiáng)市”的重要載體，是2022年亞運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)，位于杭州錢塘江南岸、錢江三橋以東——濱江新城和蕭山區(qū)錢江世紀(jì)城區(qū)塊。主體育場(chǎng)的外形似蓮花，造型動(dòng)感飄逸，由28片大花瓣和27片小花瓣組成。造型取意于杭州絲綢紋理與紡織體系，建筑體態(tài)源于錢塘江水的動(dòng)態(tài)，擁有簡(jiǎn)潔的花瓣單元，猶如一朵美麗的蓮花綻放于錢塘江畔。體育場(chǎng)用于杭州2022年亞運(yùn)會(huì)田徑和足球決賽及亞運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式和閉幕式。體育場(chǎng)總建筑面積為213 692 m2，體育場(chǎng)建筑高度為59.4 m；地上六層，地下一層；總坐席數(shù)為80 011個(gè)；建筑類別為特級(jí)大型體育建筑。圖1為杭州奧林匹克中心主體育場(chǎng)效果圖。

圖1 杭州奧林匹克中心主體育場(chǎng)效果圖Fig.1 Rendering of main stadium of Hangzhou Olympic Center

1.2 體育照明設(shè)計(jì)

1)體育照明等級(jí)[4]。根據(jù)JGJ 153—2016《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》，體育場(chǎng)館照明分級(jí)的規(guī)定如表1所示。

表1 體育場(chǎng)館運(yùn)動(dòng)分級(jí)Table 1 Sports classification of stadiums and gymnasiums

杭州奧林匹克體育中心主體育場(chǎng)是亞運(yùn)會(huì)的主會(huì)場(chǎng)，承擔(dān)亞運(yùn)會(huì)的開(kāi)閉幕式及足球、田徑等比賽項(xiàng)目[5，6]。《2022年第19屆亞運(yùn)會(huì)場(chǎng)館建設(shè)要求——田徑/足球》第5.1.1條“使用要求”規(guī)定：賽事期間照度要求的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合場(chǎng)館賽后利用情況，對(duì)燈光照明系統(tǒng)做到分級(jí)、分區(qū)域控制，對(duì)各照明模式進(jìn)行開(kāi)關(guān)、切換控制。各種級(jí)別模式的照度要求應(yīng)滿足JGJ 153—2016《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求，采用智能化場(chǎng)地照明控制系統(tǒng)。亞運(yùn)會(huì)比賽場(chǎng)館體育照明建議按Ⅴ～Ⅵ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。

本工程場(chǎng)地照明標(biāo)準(zhǔn)按表2中HDTV轉(zhuǎn)播重大國(guó)家比賽、重大國(guó)際比賽進(jìn)行設(shè)計(jì)。主席臺(tái)面水平照度不低于200 lx，觀眾席最小水平照度不低于50 lx。觀眾席和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地安全照明的平均水平照度不低于20 lx。

表2 場(chǎng)地照明標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standard of lighting for track and field competitions

2)體育照明燈具選擇[2]。根據(jù)《2022年第19屆亞運(yùn)會(huì)場(chǎng)館建設(shè)要求——田徑/足球》對(duì)光源的要求[5,6]，優(yōu)先采用LED燈或金屬鹵化物燈具；照明光源應(yīng)具有適宜的色溫，且色溫不應(yīng)大于6 000 K，具有良好的顯色性、高光效、長(zhǎng)壽命和穩(wěn)定的點(diǎn)燃及光電特性。為保證為終點(diǎn)攝像提供最佳的工作環(huán)境，為此范圍內(nèi)設(shè)計(jì)的燈光應(yīng)保證能給全部終點(diǎn)區(qū)提供Ev=1 400 lx的照明，以保證拍攝需要以及白天到晚上的光圈調(diào)節(jié)需要。

杭州奧林匹克體育中心主體育場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)間始于2009年，當(dāng)時(shí)市場(chǎng)比較成熟的燈具為金屬鹵化物燈，因此初始設(shè)計(jì)采用金鹵燈。隨著大功率LED技術(shù)逐步成熟，LED燈具的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。LED照明系統(tǒng)在體育照明中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于“彈性靈活、易操作”，LED照明已經(jīng)重新定義場(chǎng)館的照明功能，從而轉(zhuǎn)變將舒適性、系統(tǒng)靈活性和賽事氣氛推向新高度。

LED燈具與金屬鹵化物燈相比較光效差異及性能有較大差異，質(zhì)量不同的LED燈具光效差異也很大，見(jiàn)表3。

表3 不同類型燈具性能比較表Table 3 Performance comparison of different types of lamps

綜合比較，本工程的場(chǎng)地照明、觀眾席照明、應(yīng)急照明，訓(xùn)練場(chǎng)場(chǎng)地照明燈具均采用LED燈。

場(chǎng)地照明選用1 400 W燈具，色溫5 700 K，顯色指數(shù)90，LED燈具功率因數(shù)大于0.9，諧波總畸變率(THDi)不大于10%，頻閃比小于1%。

觀眾席照明、應(yīng)急照明及訓(xùn)練場(chǎng)場(chǎng)地照明選用1 150 W燈具，色溫為5 700 K，顯色指數(shù)為75，LED燈具功率因數(shù)大于0.9，THDi不大于10%，頻閃小于 1%。

3)布燈方式[3]。杭州奧林匹克中心主體育場(chǎng)設(shè)置雙環(huán)形馬道,前排馬道中間為雙層布燈，后排馬道為單排布燈，馬道平面設(shè)置見(jiàn)圖2。馬道寬度1.2 m，高為1.8 m。電纜橋架在馬道內(nèi)壁同側(cè)分層安裝，上下間距0.4 m，見(jiàn)圖3。

圖2 馬道燈具布置圖Fig.2 Layout of lamps on the catwalk

圖3 馬道燈具安裝圖Fig.3 Installation drawing of catwalk lamp

燈具安裝間距大于500 mm。這種布燈方式，燈具之間具有良好的散熱通道，避免了燈具散熱不暢及相互熱影響。

體育場(chǎng)整體為橢圓型，馬道設(shè)置也采用橢圓形環(huán)形布置，與體育場(chǎng)地形狀較為吻合。體育照明燈具采用長(zhǎng)軸與短軸燈具近似對(duì)稱布置。在徑賽終點(diǎn)線前后范圍內(nèi)對(duì)照度有更高的要求，以滿足仲裁攝像的要求，增加了4套燈具。比賽場(chǎng)地照明選用644套1 400 W LED專業(yè)體育照明燈具，觀眾席照明選用68套1 150 W LED專業(yè)體育照明燈具，場(chǎng)地應(yīng)急照明選用20套1 150 W LED專業(yè)體育照明燈具。照度計(jì)算見(jiàn)表4。

表4 照度計(jì)算表Table 4 Illuminance calculation table

4)智能照明控制系統(tǒng)[1]。照明控制方式采用智能控制，燈光控制模式見(jiàn)表5。設(shè)置燈具參數(shù)見(jiàn)表6，調(diào)光控制系統(tǒng)使用物理按鍵結(jié)合觸摸屏控制，在局域網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)觸摸屏隨時(shí)隨地控制。

表6 燈具參數(shù)表Table 6 Lamp parameter table

表5 燈光控制模式表Table 5 Light control mode table

照明控制系統(tǒng)采用DMX512調(diào)光協(xié)議，通信協(xié)議應(yīng)是開(kāi)放的可與其他照明控制系統(tǒng)相連接。當(dāng)其它照明控制系統(tǒng)與場(chǎng)地照明控制系統(tǒng)相連或共用時(shí)，不得影響場(chǎng)地照明的正常使用，調(diào)光控制見(jiàn)圖4。程序能隨時(shí)修改或編制輸入新的程序，控制系統(tǒng)應(yīng)有自動(dòng)分路延時(shí)啟動(dòng)功能，以防止燈具集中啟動(dòng)的浪涌電流。

圖4 調(diào)光控制邏輯圖Fig.4 Dimming control logic diagram

比賽場(chǎng)地照度需實(shí)現(xiàn)最高達(dá)到高清轉(zhuǎn)播級(jí)別并可實(shí)現(xiàn)逐級(jí)遞減模式，照明控制需實(shí)現(xiàn)即時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉、燈光秀、音樂(lè)燈光聯(lián)動(dòng)功能，滿足賽事期間的體育展示功能，并且通過(guò)調(diào)光滿足不同級(jí)別賽事活動(dòng)的不同照度要求。

每個(gè)驅(qū)動(dòng)器箱均內(nèi)置一塊控制面板，所有驅(qū)動(dòng)器可通過(guò)信號(hào)控制線逐一連接，實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制、遠(yuǎn)程診斷的功能。

智能照明控制系統(tǒng)控制器的額定電流不小于其回路的計(jì)算電流，控制器的額定電壓與所在回路的額定電壓相一致。由于控制器安裝在控制柜內(nèi)，屬于不良散熱場(chǎng)所，且杭州夏季高溫，因此取降容系數(shù)為 0.8～1。

2 杭州奧林匹克體育中心網(wǎng)球中心決賽館照明設(shè)計(jì)

2.1 工程概況

杭州奧林匹克體育中心網(wǎng)球中心位于主體育場(chǎng)的東北部，北鄰七甲河；東臨利民河；首層南臨一橋南路，二層南側(cè)通過(guò)二層平臺(tái)和奧林匹克大道相連。有優(yōu)越的交通條件和良好的視線景觀。網(wǎng)球中心達(dá)到舉辦國(guó)際單項(xiàng)大賽及洲際性比賽的標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)球中心總坐席數(shù)為15 800個(gè)，包含1個(gè)10 000座的決賽場(chǎng)，2個(gè)2 000座的半決賽場(chǎng)(其中一個(gè)設(shè)2 000個(gè)臨時(shí)坐席)，8 片預(yù)賽場(chǎng)地(含臨時(shí)坐席1 600個(gè))，10片練習(xí)場(chǎng)地，另設(shè)一個(gè)含4片場(chǎng)地的室內(nèi)網(wǎng)球館。網(wǎng)球中心決賽場(chǎng)(T1館)按特級(jí)體育建筑標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為100年。建筑面積為27 448 m2。

屋面設(shè)置為電動(dòng)可開(kāi)啟方式，打開(kāi)后如盛開(kāi)的蓮花，消防應(yīng)急時(shí)可作為消防自然排煙設(shè)施使用。平時(shí)開(kāi)啟也可以讓自然光直接照進(jìn)場(chǎng)內(nèi)，開(kāi)啟節(jié)電模式。圖5為T1館內(nèi)部改造成世界短池游泳錦標(biāo)賽用游泳場(chǎng)地實(shí)景圖和體育照明專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試體育照明燈具圖。

2.2 體育照明設(shè)計(jì)

1)體育照明等級(jí)。T1網(wǎng)球館為亞運(yùn)會(huì)網(wǎng)球比賽的決賽館，按《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅵ級(jí)HDTV轉(zhuǎn)播重大國(guó)際比賽等級(jí)設(shè)計(jì)。場(chǎng)地照明標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表7。

表7 網(wǎng)球決賽館場(chǎng)地照明標(biāo)準(zhǔn)值Table 7 Standard value of lighting for tennis final venue

2)體育照明燈具選擇。燈具選用LED燈具，根據(jù)不同的模式及場(chǎng)景功能需求，燈具采用多種功率LED燈具組合形式，實(shí)現(xiàn)各種場(chǎng)景及模式需求的功能。燈具參數(shù)見(jiàn)表8。

表8 燈具參數(shù)表Table 8 Lamp parameter table

3)布燈方式[3]。杭州奧林匹克中心網(wǎng)球中心決賽館設(shè)置單環(huán)形馬道，單排布燈，馬道平面設(shè)置見(jiàn)圖6。馬道寬度為1.2 m，高為1.8 m。電纜橋架在馬道內(nèi)壁同側(cè)分層安裝，上下間距為0.4 m。場(chǎng)地照明燈具投射三維模型見(jiàn)圖7。

圖6 馬道燈具布置圖Fig.6 Layout of lamps on the catwalk

圖7 場(chǎng)地照明燈具投射三維模型概覽Fig.7 Overview of three-dimensional model of site lighting fixture projection

4)智能照明控制系統(tǒng)[1]。照明控制方式采用智能控制，通過(guò)控制不同類型燈具及燈具的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景模式下的照明需求，場(chǎng)景模式與燈具代碼對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表9，眩光計(jì)算及照度計(jì)算見(jiàn)表10及表11。

表11 照度計(jì)算表Table 11 Illuminance calculation table

表9 場(chǎng)景模式對(duì)照表Table 9 Scene mode reference table

表10 眩光計(jì)算表Table 10 Glare calculation table

3 溫州奧林匹克體育中心二期工程主體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)

3.1 工程概況

溫州奧林匹克體育中心二期工程——主體育場(chǎng)，項(xiàng)目選址在奧林匹克體育中心，北鄰永定路；西鄰環(huán)山東路；南側(cè)與奧體三期、體校隔河相望，東側(cè)與奧體一期相鄰。主體育場(chǎng)為第19屆亞運(yùn)會(huì)分會(huì)場(chǎng)，承擔(dān)亞運(yùn)會(huì)足球等項(xiàng)目的比賽任務(wù)。

主體育場(chǎng)為甲級(jí)體育建筑，總建筑面積為70 500 m2，建筑高度為43.3 m，地上四層，坐席數(shù)為50 000個(gè)。建筑結(jié)構(gòu)形式:主體育場(chǎng)看臺(tái)與附屬用房為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，罩棚為空間管桁架+弦支單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)體系。圖8為主體育場(chǎng)的效果圖。

圖8 溫州奧林匹克體育場(chǎng)效果圖Fig.8 Renderings of Wenzhou Olympic Stadium

3.2 體育照明設(shè)計(jì)

1)體育照明等級(jí)。主體育場(chǎng)場(chǎng)地照明，足球場(chǎng)地按《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅵ級(jí)HDTV轉(zhuǎn)播重大國(guó)際比賽等級(jí)設(shè)計(jì)，田徑按照IV級(jí)場(chǎng)地照明標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，見(jiàn)表12。

表12 燈具代碼表Table 12 Lamp code table

2)體育照明燈具選擇。燈具選用LED燈具，根據(jù)不同的模式及場(chǎng)景功能需求，燈具采用多種功率LED燈具組合形式，實(shí)現(xiàn)各種場(chǎng)景及模式需求的功能。燈具代碼及燈具參數(shù)見(jiàn)表13、表14。

表13 燈具參數(shù)表Table 13 Lamp parameter table

表14 照度計(jì)算表Table 14 Illuminance calculation table

3)布燈方式[3]。溫州奧林匹克體育中心二期主體育場(chǎng)設(shè)置雙環(huán)形馬道,前排馬道中間為雙層布燈，后排馬道為單排布燈，馬道平面設(shè)置見(jiàn)圖9。場(chǎng)地照明燈具投射概覽見(jiàn)圖10。

圖9 馬道燈具布置圖Fig.9 Layout of lamps on the catwalk

圖10 場(chǎng)地照明燈具投射概覽Fig.10 Overview of lighting projection in the venue

4)智能照明控制系統(tǒng)[1]。照明控制方式采用智能控制，通過(guò)控制不同類型燈具及燈具的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景模式下的照明需求，照度計(jì)算見(jiàn)表14。

4 淳安場(chǎng)地自行車館照明設(shè)計(jì)

4.1 工程概況

淳安場(chǎng)地自行車館是2022年第19屆杭州亞運(yùn)會(huì)的賽場(chǎng)之一。場(chǎng)館位于千島湖旅游度假區(qū)金山坪區(qū)塊、亞運(yùn)板塊。為迎接2022年第19屆亞運(yùn)會(huì)自行車6項(xiàng)賽事的舉辦，亞運(yùn)板塊涵蓋場(chǎng)地自行車、公路自行車、小輪車、山地自行車、鐵人三項(xiàng)及公開(kāi)水域的場(chǎng)地及賽道，以及其它配套的酒店、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)點(diǎn)等設(shè)施。北臨嚴(yán)家村，南臨洪畈村以及千島湖自然水域。

場(chǎng)館占地面積為9 700 m2，總建筑面積為24 282 m2。建筑高度為40.15 m，局部3層，坐席數(shù)為3 040個(gè)。建筑類別為中型甲級(jí)體育建筑。圖11為自行車館首層平面圖。

圖11 淳安場(chǎng)地自行車館首層平面圖Fig.11 Plan of the first floor of cycling stadium in Chun’an

4.2 體育照明設(shè)計(jì)

1)體育照明等級(jí)。淳安自行車館按照《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》中VI級(jí)HDTV轉(zhuǎn)播重大國(guó)際比賽等級(jí)設(shè)計(jì)，照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)表15。賽道表面應(yīng)采用漫射材料以防止反射眩光。有電視轉(zhuǎn)播要求的觀眾席前12排和主席臺(tái)面向場(chǎng)地方向的平均垂直照度不低于比賽場(chǎng)地主攝像機(jī)方向平均垂直照度的10%。主席臺(tái)面的平均水平照度值不低于200 lx，觀眾席的最小水平照度值不低于50 lx。

表15 自行車館場(chǎng)地照明標(biāo)準(zhǔn)值Table 15 Standard value of lighting for Track Cycling

2)體育照明燈具選擇。燈具選用LED燈具，根據(jù)不同的模式及場(chǎng)景功能需求，燈具采用多種功率LED燈具組合形式，實(shí)現(xiàn)各種場(chǎng)景及模式需求的功能。燈具代碼及燈具參數(shù)見(jiàn)表16、表17。

表16 燈具代碼表Table 16 Lamp code table

3)布燈方式[3]。淳安場(chǎng)地自行車館設(shè)置雙環(huán)型形馬道,雙側(cè)單排布燈，兼顧場(chǎng)地照明及觀眾席照明。內(nèi)環(huán)馬道部分區(qū)域采用單側(cè)馬道單排布燈為重點(diǎn)區(qū)域照明。馬道燈具設(shè)置見(jiàn)圖12。場(chǎng)地照明燈具投射模型見(jiàn)圖13。

圖12 馬道燈具布置圖Fig.12 Layout of lamps on the catwalk

圖13 場(chǎng)地照明燈具投射三維模型概覽Fig.13 Overview of three-dimensional model of site lighting fixture projection

4)智能照明控制系統(tǒng)。照明控制方式采用智能控制，通過(guò)控制不同類型燈具及燈具的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景模式下的照明需求，場(chǎng)景模式與燈具代碼對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表17，照度計(jì)算見(jiàn)表18。

表17 不同場(chǎng)景模式燈具代碼對(duì)照表Table 17 Comparison table of lamp codes in different scene modes

表18 照度計(jì)算表Table 18 Illuminance calculation table

5 結(jié)語(yǔ)

隨著LED燈具技術(shù)的不斷發(fā)展，LED燈具的壽命長(zhǎng)、可控性好、光效高等特點(diǎn)得以展現(xiàn)，使得體育照明燈具由金鹵燈時(shí)代進(jìn)入LED燈具時(shí)代。體育照明也因此發(fā)生了重大變化。第19屆杭州亞運(yùn)會(huì)是我國(guó)第三次舉辦的亞運(yùn)會(huì)賽事，我們期待2022年杭州亞運(yùn)會(huì)的勝利召開(kāi)，同時(shí)也希望體育照明能為亞運(yùn)會(huì)增添光彩。