體育館照明設計思路

張 熙

甘肅工業職業技術學院，甘肅 天水 741025

0 引言

體育館因為要承擔大量的賽事任務，因此對照明設計的技術性要求更高，其設計難度也較高。在進行燈光設計時，既要考慮觀眾的觀看效果，又要考慮運動員的正常水平發揮，還要考慮不干擾裁判的評判。隨著大型商業賽事的增加，電視現場實況轉播日益頻繁，因此還需考慮現場的色彩在轉播過程中對彩色電視造成的影響。體育館的照明設計是一項很復雜、難度較大的工作任務，除了考慮體育館的結構和建設材料，還要考慮地面的材料、空間的大小以及光照度、溫度、通風等多種因素。

1 燈光設計要點

1.1 體育館照明的影響因素

（1）照度。合理的照度設計有助于運動員在比賽過程中良好地發揮自身的水平，有助于裁判員在比賽過程中做出最精準的判斷，并提升觀眾觀看比賽的舒適感。此外，體育館的照明設計不能千篇一律，需根據體育運動項目、體育賽事、商業活動的實際情況來設計不同的方案。

（2）照明均勻度。照度均勻度即最小照度值與最大照度值之比。室內體育館和露天體育館對照明的要求不同，如果室內體育館和露天體育館均采取同一設計方案進行設置，可能出現場館中部分地區燈光聚焦過多，而部分地區聚光不足的情況。聚光過多則會產生眩光效果，嚴重影響運動員正常水平的發揮，因此在體育場照明設計中需充分考慮照明均勻性。

（3）眩光。如果體育館照明的亮度分布不平衡、不科學，會在時間和空間上造成視覺上的反差，從而使人感到視覺不舒適，進而影響視覺效果，直接影響到運動員的水平發揮。尤其是在球類運動中，眩光的存在會使運動員對落球點無法作出正確的判斷，從而影響比賽效果。

（4）燈光分布。體育館通常可分為比賽區域和觀賽區域。在對體育館進行照明設計時，如果僅將設計焦點放在地面的場地，對運動員會造成垂直照射的效果，而觀眾席上卻達不到相應的照明要求。因此，在進行體育館照明設計時，首先需確定各個區域的燈光分布位置，需同時滿足運動員和觀眾的照明需要。

（5）光源特性。如果某光源的顯色性較高，它照射在物體上會呈現出真實的效果，否則會呈現出失真的效果。因此，需盡量選擇顯色性較高的光源，從而保證運動員的精準判斷，確保比賽的效果。

1.2 照度的要求

在對體育館進行照明設計時，需充分考慮運動員、觀眾、攝影記者等多方面的照度要求。通常以邊線的垂直照度作為設計參考。理論上，水平照度和垂直角度相等時，是最舒適的視覺效果。但是，在實際設計中，這兩者難以做到完全相等，因此需盡量控制兩者之間的比例，一般水平照度和垂直照度的比值不能超過2倍。在體育館這樣的立體空間中，照明的亮度和色彩對比必須符合設計的要求，因此需通過計算機系統對燈光的控制點進行計算，確保照度的均勻性，從而確保其色溫和顯色性能滿足電視轉播的需求。

1.3 光源與燈具的選擇

（1）光源。體育館的天棚相對較高，空間也相對較大，因此一般情況下會選用高壓氣體放電燈（HID）作為光源。對一些多功能的體育館，考慮其綜合性用途，需要通過技術手段改變照明方式和亮度，如設置調光裝置、控制回路等。以滿足燈光的多種用途，甚至達到舞臺所需的效果。

（2）燈具。如果體育館需承擔國際賽事，則其對照明的要求將更為嚴格，一般會采用金屬鹵化物燈作為照明光源。對于那些頂棚較低的小型體育館，也可采用白熾燈照明。在選擇燈具時，不僅要考慮類型，還要考慮照明效率；既要考慮水平面的角度，又要考慮垂直面的照度。為了保證效果，通常會組合使用深照型、斜照型或泛光燈具。

1.4 燈光控制與燈光布置方案

（1）燈光控制。通過體育館的燈光控制室可以觀察到場內的所有照明情況，一旦出現突發情況，可隨時采取應對措施。隨著高科技手段的應用，許多體育館都采用了智能控制系統對體育館內的燈光實施控制。體育館的用途越多，對燈光照明的要求就越高，通過智能控制系統，可以使工作人員操作更加便利，而且燈光控制的效果更加理想。

（2）燈光布置方案。在設計前，需對體育館的平面圖進行分析，然后利用計算機系統分析設計方案，從而制訂燈具布置和開燈模式的方案。在設計過程中，既要考慮不同等級的賽事需求，又要考慮日常商業活動的需要。①馬道布置。根據現場馬道的設置情況，燈具安裝于馬道兩側。②應急照明燈光布置。在設計時需充分考慮突發情況，一旦突發斷電等情況，需確保備用電源能保證應急照明的需求，方便運動員和觀眾安全疏散撤離[1]。

2 照明設備設施的選擇

2.1 常用燈具

（1）高懸掛熒光燈。高懸掛熒光燈采用反射器的設計原理，其效率高達95%。該燈具在燈光配置方面，可以給消費者提供更多的選擇，為布燈和配光設計提供了更大的、更靈活的空間，體現出節能環保的設計理念。與傳統HID相比，這種燈具可以實現高達60%的節能目標。與其他類型的燈具相比，該燈具在舒適、照度、眩光等方面具有明顯優勢。在設計方案中采用這種燈具，可以提升運動員和觀眾的視覺舒適度。在實踐中，這種燈具廣泛應用于室內網球場、籃球場和羽毛球場的照明[2]。

（2）球場專業投光燈。球場專業投光燈的優勢在于輕便，并配有360°可調節的安裝支架、方便搬運的手柄以及瞄準器配件，可在室內外的常規天氣下使用。經過技術改進后，該燈具的發光效率和有效利用率都有顯著提升。該燈具通常配合新型光源使用，可以提高整體的效率，達到低眩光和最佳的照明效果。該燈具的總體特征是美觀、風阻系數小、重量比較輕、光束精準，具有多種配光、能夠瞬間啟動等優點。

（3）高效泛光球場LED燈。高效泛光球場LED燈的散熱面積大、熱導性能優越，在有效控制燈具溫升的同時，能延長燈具的壽命。此外，該燈具還具有輕便、安全的特性，受到廣泛應用。

2.2 燈具附件

（1）必須選用正規廠家生產的燈具，選用符合國家標準的品牌。

（2）需考慮現場的照明與需求，確保照明效果。

（3）如果體育館周邊環境存在腐蝕性的氣體或者蒸汽，在選用燈具時要考慮防腐蝕密封式的燈具。

（4）考慮到舉辦一些有振動、擺動性較大的商業活動，因此需選擇可以防振的燈具，并采取相關防脫落的措施。

（5）如果現場需要防止紫外線照射，應選擇具有隔紫外線功能的燈具，或者采用無紫光源。

（6）如果燈具必須安裝在可燃的材料表面上，應選用標有“F”標志的燈具[3]。

2.3 鎮流器

（1）高懸掛熒光燈的鎮流器，應選用電子鎮流器，并選用長使用壽命的光源。

（2）高壓鈉燈和金屬鹵化物燈的鎮流器，應選用節能環保型的電感鎮流器。如果體育館的電壓偏差較大，應該選用恒功率鎮流器。如果恒功率鎮流器的功率較小，也可以選用電子鎮流器。

（3）LED燈具的鎮流器，為了確保燈具的壽命，應該選擇質量穩定、散熱良好的產品。

3 燈光控制方式

第一，個別控制。即人們所熟知的ON/OFF模式。

第二，群組控制。將場地內的所有繼電器進行分組、編號、組群。通常情況下，一個組群可以設定256個繼電器。

第三，模式控制（場景）。將已經編號的繼電器對應的ON/OFF模式進行編號。一般情況下，有72種可能。

第四，后按優先。根據現場的實際需要，對同一個繼電器要進行個別控制、群組控制、模式控制和感應器的控制的操作，最后一個操作的是最終的狀態。

第五，停電對策。可通過擦寫ROM解決這一問題。一旦突發停電，原先設定的模式不會憑空消失；突然供電時，燈具的點滅狀態依然保持停電前的狀態。

第六，模式的設定、變更。可通過可移動的模式設定器對控制模式進行設定，而且可以反復進行多次設定，直到效果滿意為止。

4 配電原則

比賽場地的供電有負荷要求，一般都要求達到一級負荷。正常情況下，對兩路電源的處理通常采用兩段母線分段運行的辦法來解決，一路電源發生故障時，另一路的電源可投入運行。為了確保照明系統的有效運行，每一路的電源通常是連接場地照明的50%負荷，均勻地交替供電，從而避免出現全場停電的突發事件。為了克服氣體放電燈的頻閃效應，通常采用末端無功補償措施[4]。

5 結束語

體育館照明設計是一個復雜的過程，需要同時考慮比賽等級和各種商業活動的照明需要。同時，需根據實際需要設計多個檔次的控制模式，設計不同方式的照度和照明方式，以達到最佳的照明效果。