摘要：本文介绍了晋江体育馆场地的照明设计及其实施效果。 Introduction of lighting design of arena in Jinjiang Sports Hall and actual result.

关键词：体育照明 照明设计 照度 照明控制

一、工程概况：
　　晋江体育馆是福建晋江市体育中心新建的综合性体育馆，可进行篮球、排球、乒乓球、羽毛球、手球、室内足球、体操、技巧、武术等体育项目的比赛训练或重大的文艺表演活动。该体育馆位于晋江市曾井小区中心的西北角，2002年10月建成并交付使用。
　　本建筑物由主馆及训练馆（附楼）组成，地上三层、半地下一层，其中半地下室为设备机房、车库及健身房。主馆一层为比赛馆、运动员裁判员休息室、贵宾休息室、技术用房（包括比赛馆场地照明配电室）、新闻发布中心、办公室等，二层为主入口门厅、观众坐席、观众休息厅等；三层为残疾人座位区。附楼一层为武术乒乓球训练馆；三层为篮排球训练馆。总建筑面积为18963平方米，建筑高度22.2米，观众席为4000人（其中固定席位3500人），总投资约4500万元人民币。
二、比赛馆场地照明技术要求：
1.主要技术参数：
水平照度（场地地面）：1500Lx
垂直照度（主摄像机方向）：1000Lx
水平照度均匀度：U1=Emin / Emax > 0.5U2=Emin / Eave ＞ 0.6
垂直照度均匀度：U1=Emin / Emax > 0.4U2=Emin / Eave ＞ 0.5
光源色温: 6000K ＞ Tk ≥ 4000K
显色指数: Ra ≥ 85
观众席水平照度:375Lx
观众席垂直照度：250Lx
贵宾席水平照度：750Lx
贵宾席垂直照度：500Lx
眩光限制质量等级：眩光指数＜50
光源使用寿命：≥6000小时
2.设计思路：
2.1照度标准：现行国家规范及国家体委的相关标准对各种运动场地的照度指标均有相关的要求，这取决于每种体育项目的特点、所需要的运动空间及运动速度，同时还要考虑使用者的比赛规格和技术难度等因素。现代体育馆还要充分考虑彩色电视转播的技术要求。按国标要求，正式比赛时不同的运动项目的照度范围为350~1000Lx。
　　本馆提出的照度标准略高于国家标准，这是基于以下两点考虑：（1）满足重大比赛的彩色电视转播的要求；电视摄像机需要的最佳垂直照度为800~1000Lx。按照目前的技术手段及布灯方式，垂直照度与水平照度的比一般为1：1.5~2.5，据此确定了水平照度（场地地面）为1500Lx，垂直照度（主摄像机方向）为1000Lx的照度标准。（2）适应多种运动项目的不同照度需求。确定水平照度（场地地面）为1500Lx，有利于灵活设定或调整不同运动项目模式的照明方式及照度水平，更好地体现综合馆多功能的特点。
2.2照明质量要求：对于运动场地的照明除基本的照度要求外，其它如照度的均匀度、立体感；光源的显色性、色温要求；眩光及频闪控制也是衡量照明质量的重要指标。高质量的场地照明可以使运动员集中注意力充分发挥竞技水平，使现场观众有一个轻松良好的视觉环境。特别是可以保证高质量的彩色电视转播，使画面清晰逼真。
三、布灯方式及灯具选择：
1.布灯方式：合理的布灯设计对于提高照度均匀度、立体感、降低眩光、满足训练及各种比赛的照明要求显得十分重要，常见的布灯方式有直接照明和间接照明，其特点见表1。
　　结合本馆圆形钢网架结构的特点，本工程采用了类似灯桥与满天星相混合的直接照明方式，见图1：布灯图。两侧灯桥以三段式沿弧线布置使灯桥距场地中心的投影距离为14~19M，满天星灯具均匀的按圆周布置。为保证场地的照度的均匀度和立体感，满天星灯具未采用多数场馆的广罩形（或配罩形）灯具垂直向下的照明方式，而是采用小型泛光灯具按计算的瞄准点布置，这样更有利于达到最优的照明指标。

表1：照明方式比较表

方式	灯具安装方式	平面示意	特点	适用场所
直 接 照 明	满天星	⊙⊙⊙⊙⊙ ⊙⊙⊙⊙⊙ ⊙⊙⊙⊙⊙	垂直照度较低、眩光小，照度均匀，设备费用低。	综合体育馆、拳击、体操、技巧、摔跤、训练馆
	灯桥	↓↓↓↓↓ ↑↑↑↑↑	用于方向一定的球技运动时，眩光小、垂直照度高、立体感强。	球类、技巧、体操、游泳、水球
	混合	↓↓↓↓↓ ⊙⊙⊙⊙⊙ ↑↑↑↑↑	照度均匀、眩光小、垂直照度高、设备费用低。	综合体育馆、体操、技巧、拳击、摔跤
间 接 照 明	从侧面斜照	↑↑↑↑↑ ↓↓↓↓↓	光线柔和、眩光小、但很不经济、同时设备费用非常高。	球类、技巧、体操、游泳、水球
	直接向上照射	◎◎◎◎◎ ◎◎◎◎◎ ◎◎◎◎◎	照明效果好、眩光小、但很不经济、同时设备费用非常高。	球类、技巧、体操、游泳、水球

2.灯具的选择：本项目所有灯具均采用索恩照明有限公司产品，按EN60598（BS4533）设计和制造，配置电容补偿装置，COSΦ≥0.9；比赛馆灯具防护等级IP65,能有效地防止灰尘、污染物；有接地装置，一类电气绝缘；泛光灯配有水平和垂直方向的调整刻度；安装容易，更换灯泡或易损件及检测维修时方便、安全、可靠。

3.眩光限制措施：灯桥上1000w的泛光灯采用配有防眩光隔板的高效反光系统，光源位置可根据技术要求加以调整，使眩光和散光得到有效的限制，其余灯具也均采用低眩光的高效反光系统。在灯具瞄准点的设置上控制投射方向和投射角，来限制眩光的产生，使眩光指数<50。

表2：比赛馆灯具配置表

灯具名称及产地	数量	型号规格	详细技术参数	安装位置
泛光灯（G） 索恩照明(英国)有限公司	42	OTMH400	400w金卤灯(进口GE光源)， 显色指数Ra≥85， 色温:6000K>Tk≥4000K, 光源使用寿命≥6000小时	观众席位上方
泛光灯（Z） 索恩照明(英国)有限公司	50	OTMH250	250w金卤灯(进口GE光源), 显色指数Ra≥85， 色温6000K>Tk≥4000K, 光源使用寿命≥6000小时	比赛场地上方 （满天星）
泛光灯（D） 索恩照明(法国)有限公司	46	MUNDIAL 1000	1000w金卤灯(进口GE光源)， 显色指数Ra≥90， 色温6000K>Tk≥4000K, 光源使用寿命≥6000小时	比赛场地两侧 （灯桥）
应急照明卤钨灯 索恩照明(英国)有限公司	12	ODW1500	1500w卤钨灯，可连接应急供电系统(OSRAM广东产光源)

四、照明控制方式：
　　灯光控制的任务是要在既定的灯光布置下实现能适应各种比赛项目所需要的开灯方案。较早期的体育场馆多采用继电器、接触器或可控硅的方式来实现灯光控制。
　　本工程采用佑图物理应用科技发展有限公司的启明星智能照明控制系统，可按各种体育比赛的特点和技术要求调整控制主赛场区域照度及其它技术参数，确保比赛的照明质量。
　　本系统由一套照明调光控制柜ADC24R2 ADC24X2 ADC1016（含32路开关模块）、4个控制面板及1台微机（P4CPU、128M内存）组成。控制柜内置RS232或RS485通讯界面可与楼宇智能控制（BAS）系统连接；其内部网络采用DMX512标准网络，该网络符合国际上通用的多路灯光控制器的USITT标准，传输速率可达250K；系统软件是全中文界面，简单易懂，操作简便。
本系统具有以下主要功能：
　　a.场景预设：本系统通过电脑程序预设了以下场景亮灯模式：场地准备、彩电转播比赛、篮球比赛、排球比赛、羽毛球比赛、一般比赛、训练、会议等；用户也可通过电脑预设新的场景亮灯模式或对现有的场景亮灯模式进行调整；
　　b. 工作人员可在电脑显示屏上直接了解各种亮灯模式的实际开灯情况；
　　c.我们将现场各种灯具编排成25个不同的回路, 根据不同类型体育比赛的对灯光要求，工作人员可以直接通过电脑开启、变换或关闭预设的场景亮灯模式，工作人员也可控制面板相应状态的按键，实现这一控制过程。在特殊情况下也可以转换到手动状态，通过控制柜上的按钮开启或关闭场地的照明灯具。比赛馆预设场景亮灯模式详见表4。
五、照度实测值及实际使用评价
　　本体育馆竣工后对各项指标进行了测试,结果均满足或高于设计要求。彩电转播比赛模式情况下各主要技术参数比较如下：

表3：主要技术参数比较

	水平照度(Lx)			水平均匀度		垂直照度(Lx)			垂直均匀度
	平均Eave	最高Emax	最低Emin	U1	U2	平均Eave	最高Emax	最低Emin	U1	U2
设计 要求	1500		900	>0.5	>0.6	1000		500	>0.4	>0.5
计算 结果	1841	2377	1412	0.59	0.767	1172	1750	764	0.44	0.652
实测 结果	1870	2110	1510	0.72	0.807	1210	1400	810	0.58	0.669

　　　　　　　　说明：计算结果是经由计算机专用程序计算得出的。

表4：比赛馆预设场景亮灯模式表

场景模式 灯具编号		彩电转播 模式	篮球赛模式	网球赛模式	排球赛模式	羽毛球赛模式	会议 模式	一般赛模式	训练 模式
G Z D	观众区OTMH400:42 满天星OTMH250:50 灯桥MUNDIAL:46	42 50 46	42 34 46	42 34 38	42 14 26	42 22 42	42 50	40 50 8	50 8
G	1.2.3.4.5.6.78..9.10.11.12. 13.14.15.16.17.18.19.20. 21.22.23.24.25.26.27.28. 29.30.31.32	全 亮	全亮	全亮	全亮	全亮	全亮	全亮	全闭
	33.34.35.36.37. 38.39.40.41.42		全亮	全亮	全亮	全亮	全亮	33.34.36.37 38.39. 41.42	全闭
Z	1.2.3.4.5.6.7..8		全亮	全亮	全闭	2.3.6.7	全亮	全亮	全亮
	9.10.11.12.13.14.15. 16.17.18.19.20.21.22		全亮	全亮	全闭	9.10.11.13.14.15. 16.17.18.20.21.22	全亮	全亮	全亮
	23.24.25.26.27.28.29.30. 31.32.33.34.35.36.37.38.		23.24.25.29.30. 31.32.33.37.38	23.24.25.29.30. 31.32.33.37.38.	25.26.28.29. 33.34.36.37.	23.24 30.31.32.38	全亮	全亮	全亮
	39.40.41.42.43.44.45.46.		39.43.	39.43	39.40.42.43.44.46	全闭	全亮	全亮	全亮
	47.48.49.50		全闭	全闭	全闭	全闭	全亮	全亮	全亮
D	1.2.3.4.5.19.20.21.22.23. 24.25.26.27.28.42.43.44. 45.46		全亮	1.3.4.20.21.23. 24.26.27.43.44. 46	4.20.27.43	1.3.4.5.19.20.21.23. 24.26.27.28.42.43. 44.46	全闭	1.23. 24.46	1.23. 24.46
	6.7.8.16.17.18.29.30.31.39 40.41		全亮	全亮	全亮	全亮	全闭	6.18. 29.41.	6.18. 2.41
	9.10.11.12.13.14.15.32.33. 34.35.36.37.38		全亮	全亮	10.11.12.13.14. 33.34.35.36.37.	全亮	全闭	全闭	全闭
光源功率（kW）		75.3	71.3	62.3	46.3	64.3	29.3	36.5	20.5

　　晋江体育馆竣工后,先后举办了国家男子篮球队、国家乒乓球队表演赛、总政歌舞团歌舞晚会、晋江市撤县建市10周年庆祝大会等多项文体活动（省市电视台均进行了电视实况转播），实际使用效果得到运动队、电视台、及用户的肯定。由于本体育馆的软硬件条件比较理想，2003年国家羽毛球队将该馆选定为长期集训基地。

参考文献：

1：北京照明学会照明设计专业委员会编.照明设计手册.第一版.北京:中国电力出版社,1998:322~344

2：J.R.柯顿 A.M.马斯登主编.陈大华等译.光源与照明.第四版.上海:复旦大学出版社,2000:366~367

3：蔡永明.体育馆场地照明系统设计及思考.福建建筑电气2002年会技术论文选集:87~93