某多功能體育館照明設計與控制

鄭大宇

（中國航空規劃設計研究總院有限公司）

1 引言

體育運動是隨著人類社會的發展而不斷發展起來的，是人們生活的重要組成部分。隨著經濟不斷地發展和提高，人們除積極地參加各種體育運動外，還積極到現場或通過電視轉播觀看比賽。一個體育館要想正常發揮其健身、訓練、比賽及電視轉播等功能，則離不開場地良好的人工照明。其中，多功能體育館比專業體育館比賽項目多、且使用功能更廣泛，照明設計及照明控制系統設計更復雜、難度更大。以下通過國外已竣工某國家級多功能體育館具體案例，詳細介紹多功能體育館的照明設計和照明控制，以求對以往的設計進行總結。

2 多功能體育館的照明設計

某國家準備在首都新建一座多功能體育館，優先考慮國家的優勢項目手球和籃球，其次是考慮國家準備推廣的拳擊和排球等項目，最后要求要兼顧一些乒乓球、摔跤等奧運項目。由于當地沒有自己國家的設計標準，決定參考當時有效的中國國家標準《民用建筑電氣設計規范》（JTJ/T/16-92）[1]進行設計。體育館照明包含：內場照明（比賽場地）、外場照明（觀眾區、轉播區及其他附屬區域）和夜景照明。其中外場照明和夜景照明設計相對比較簡單，不再贅述，主要介紹內場照明設計。

根據場地大小及結構形式，確定沿場地長邊兩側馬道上設置照明燈具。根據場地照度要求，確定根據拳擊高清轉播場地照度要求最大值2500Lx 進行設計，確定本多功能體育館采用76 盞某品牌1000W 金屬鹵素燈作為場地照明光源。并用軟件模擬調整各燈具安裝位置及角度，滿足場地均勻度及眩光要求。燈具布置如圖1 所示。

3 多功能體育館的照明燈具分組與照明控制

3.1 燈具分組

根據手球場地及照度要求，選擇56盞燈具做為手球比賽燈具，在球門區、罰球區、發球區增加垂直照度，使電視直播中關鍵時刻及爭議判罰時，慢鏡頭回放中畫面更加清晰。

圖1 燈具布置示意圖

根據籃球場地及照度要求，選擇56盞燈具做為籃球比賽燈具，在場地中央區、罰球區、籃板區增加垂直照度，使電視直播中關鍵時刻及爭議判罰時，慢鏡頭回放中畫面更加清晰。

根據排球場地及照度要求，選擇56盞燈具做為排球比賽燈具，在排球網區域、發球區增加垂直照度，使電視直播中關鍵時刻及爭議判罰時，慢鏡頭回放中畫面更加清晰。

根據拳擊、手球、籃球、排球等四種比賽中使用燈具，對燈具進行詳細分組，其余比賽根據照度值要求，與上述四種比賽燈具兼用或者部分利用。根據各使用工況，對燈具進行分組，每一回路最少帶2 盞燈具、最多帶6 盞 燈具。

根據中國國家標準《民用建筑電氣設計規范》（JTJ/T/16-92）[1]中要求，由變壓器至比賽燈具末端燈具電壓降不得超過3%。在設計中，由變電站至照明控制箱電壓降控制在2%，根據每一回路所帶負荷不同及線路長度不同，選擇3×6mm2至3×16mm2規格電纜為燈具供電，將由配電箱至各回路末端燈具電壓降控制在1%。

在滿足照明質量的前提下，優先采用在當時比較節能的金屬鹵化物燈高效氣體放電光源。在設計時應對設計方案進行優化，盡量使每一套燈具在不同比賽時均可使用，以減少投資。提高所選燈具功率因數，以減少電能消耗。

由于金屬鹵化物燈在突然斷電以后，需要一段時間冷卻，然后才能再次啟動。由于當地市政電源供電連續性不是很好，為防止在市政電源斷電以后，柴油發電機組需要15s 的時間才能正常供電，為保證比賽照明供電的連續性，選擇備用時間為15min 的EPS 做為備用電源，防止金屬鹵化物燈在突然斷電以后需要冷卻時間再啟動。

3.2 燈光控制

近年來，隨著照明控制系統的推廣與應用，多功能體育館的燈光控制可由照明控制系統編程實現，通過程序編制，將不同種類比賽所用的燈具集中開關，以減少人工操作的復雜性及防止誤操作。根據比賽模式及燈具分組情況，本多功能體育館設置開燈模式如表1 所示。

除利用PLC 編程控制以外，為保證在PLC 發生故障時配電箱還能手動一鍵開燈/關燈，配電箱另外設置了拳擊高清轉播、手球電施轉播、籃球電視轉播、排球電視轉播等四種手動一鍵開燈/關燈模式。

除了以上兩種開燈模式以外，在配電箱上另外設置了手動開燈、關燈模式。工作人員需要對照開燈模式表格，在舉行不同比賽的時候，開啟相應回路的比賽燈具。

通過以上三種開燈模式的控制，可以保證在平時工作人員可以簡單開關比賽燈具。在電子設備發生故障時，工作人員可以利用手動一鍵開燈/關燈模式或者比賽開燈表格，手動開燈/關燈，來保證比賽的順利舉行。

表1 照度設計結果匯總表

4 結語

燈具安裝后，施工監理、設計單位、施工單位三方通過現場設置1m×1m 間距檢測點，利用逐點法共同檢測，照度水平照度及垂直照度均滿足電視轉播及平時使用要求。燈光控制系統能夠滿足設計要求，在不同比賽模式下自動或者手動開燈/關燈。體育館竣工以后，已經順利地進行了手球和籃球等洲際比賽，東道主連續衛冕了手球冠軍，對體育館贊不絕口。

近年來，隨著體育的發展和電視的普及，電視轉播與體育競賽的聯系十分緊密。電視產品的每一次升級都對電視轉播提出了更高的要求，也對體育照明提出了更高的標準。對于我們新建的每一座多功能體育館，不但要有良好的建筑造型，而且還要有良好的人工照明來保證現場觀眾的良好視覺和電視轉播的綜合要求。所以，良好的照明在綜合體育館占有重要的地位。