論體育場照明及電氣控制設(shè)計(jì)
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關(guān)鍵詞：體育場照明設(shè)計(jì) 電氣控制設(shè)計(jì) 1.體育場照明的重要性 對于一座現(xiàn)代化的體育場，不但要求建筑外形美觀大方、各種體育設(shè)備齊全完善，而且要求有良好的照明環(huán)境，即要求有合適、均勻的照度和亮度、理想的光色，有立體感及無眩光等。除保證滿足觀眾良好的視看效果外，還必須保證裁判員、運(yùn)動員和比賽項(xiàng)目所需的照明要求以及應(yīng)保證有良好的電視轉(zhuǎn)播效果。 照明是依靠光線的功能，保證燈光作用于運(yùn)動員、裁判員、觀眾的眼睛、產(chǎn)生視覺，才能看見體育場地上的一切，如場地環(huán)境的明暗、物體?建筑、器具及服裝等 表面的顏色、觀看目標(biāo)的形狀和大小、深度、立體感及運(yùn)動員運(yùn)動時(shí)的狀態(tài)和體育場的氣氛等等。所以，良好的照明在現(xiàn)代體育場中占有重要地位。 一般，在一個體育場的照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮以下三方面的因素： ?1 滿足運(yùn)動比賽時(shí)運(yùn)動員的視覺要求，并且使燈光對比賽的客觀影響降到最低程度。 ?2 滿足觀眾的視覺要求，使燈光對觀看比賽時(shí)所引起的不適感覺降低到最低程度。 ?3 滿足彩電轉(zhuǎn)播的照明要求，盡可能提高轉(zhuǎn)播質(zhì)量。 總之，照明與運(yùn)動項(xiàng)目的比賽要求密切相關(guān)，與觀眾視看效果密切相關(guān)，沒有良好照明設(shè)施的體育場是不完整的體育場，必將嚴(yán)重影響它的使用功能。 2.體育場照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 為了得到良好的照明設(shè)計(jì)方案，合理利用光線的分布來滿足運(yùn)動員、觀眾、裁判員視覺以及良好的電視轉(zhuǎn)播效果的要求，必需先確定照明標(biāo)準(zhǔn)，包括照度標(biāo)準(zhǔn)和照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中包括眩光、光源色溫有顯色性要求，光的方向性、節(jié)能要求等。 2.1照度標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)國際體聯(lián)第83號推薦照度要求及《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ133－90中第2.2.9條中的規(guī)定，提出以下照度標(biāo)準(zhǔn)推薦值?見表1 。幾點(diǎn)說明： ?1 根據(jù)《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ133－90中第2.2.9－1條中規(guī)定：足球場比賽照度標(biāo)準(zhǔn)值：當(dāng)觀看距離為120m時(shí)，為150～200～300lx；觀看距離為160m時(shí)，為200～300～500lx；觀看距離為200m時(shí)，為300～500～750lx.觀看距離指觀眾席最后一排到場地邊線的距離。 ?2 根據(jù)《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ133－90中第2.2.9－2條中規(guī)定：電視轉(zhuǎn)播需要的垂直照度：最大拍攝距離分為三組，①對于足球項(xiàng)目而言，最在拍攝距離為25m時(shí)平均垂直照度應(yīng)為750lx；最大拍攝距離為75m時(shí)平均垂直照度應(yīng)為1000lx；最大拍攝距離為150m時(shí)平均垂直照度為1500lx；②對于田徑項(xiàng)目而言，最大拍攝距離為25m時(shí)平均垂直照度應(yīng)為500lx；最大拍攝距離為75m平均垂直照度應(yīng)為750lx；最大拍攝距離為150m時(shí)平均垂直照度為1000lx.上述每個垂直照度用于一個給定的運(yùn)動等級和給定的最在拍攝距離相對于1.0m垂直面的值，各照度值的中間值用于其它拍攝距離。 ?3 上述照度指體育場的最終平均照度，設(shè)計(jì)時(shí)選取的初始照度必須計(jì)入維護(hù)系數(shù)，一般可采用0.7～0.8的數(shù)值。 ?4 水平照度的均勻度：照度均勻度一般用最小照度與最大照度之比表示，也可用最小照度與平均照度之比表示，最小照度與最大照度的比值應(yīng)大于0.5. ?5 垂直照度的均勻度：最小照度與最大照度的比值應(yīng)大于0.4，才能滿足主電視攝像的要求。 2.2照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1 眩光 體育照明的關(guān)鍵除提供足夠的水平和垂直照度以外，還需要減少眩光，從而達(dá)到亮而無眩光的效果。眩光是影響照明質(zhì)量的最重要因素之一。根據(jù)CIE NO.83出版物“彩電系統(tǒng)的體育場地照明”，場內(nèi)最大眩光指數(shù)GRmax應(yīng)小于50.眩光額定值?GR 愈小，眩光限制愈好，眩光額定值為50時(shí)。眩光額定值?GR 由下列公式算出： GR=27＋24Lg?Lvl/Lve 0.9 ?1 式中，Lvl是燈具產(chǎn)生的光幕亮度，Lve是環(huán)境產(chǎn)生的光幕亮度。一般在計(jì)算照度時(shí)，應(yīng)計(jì)算不同方向的眩光額定值?GR ，在GR50時(shí)，即可行。眩光的限制除了合理確定燈具的選型，安裝高度和排列方式外，還可以采取提高賽場背景照度的方法。 2 光源色溫及顯色性要求 為達(dá)到良好的彩電轉(zhuǎn)播效果，體育場的照明質(zhì)量不但與照度有關(guān)，而且與照明光源的色溫及顯色性有緊密關(guān)系。我國《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ133－90中第3.3.2條中規(guī)定：彩電轉(zhuǎn)播用一般光源顯色指數(shù)Ra不應(yīng)小于65.依據(jù)CIE NO.83號出版物及國際足聯(lián)的要求，光源相關(guān)色溫Tc大于5000K和光源顯色指數(shù)Ra大于等于80，以達(dá)到最佳的現(xiàn)場照明效果及彩電轉(zhuǎn)播效果。 3 光的方向性 燈具的俯角不僅影響垂直照度，同時(shí)也對運(yùn)動員、觀眾和裁判有可能產(chǎn)生較大眩光影響。對地體育場照明設(shè)計(jì)，應(yīng)選擇好燈具的瞄準(zhǔn)方向。另外，主攝像機(jī)與另一側(cè)過來的光線之比例應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，而照明的最重點(diǎn)是在足球場的中央及禁區(qū)設(shè)置。 4 節(jié)能要求 照明節(jié)能重在采用合理的照明方案和高效的照明裝置，降低線路損耗及良好的照明控制。體育建筑屬照明用電較大的建筑項(xiàng)目，從節(jié)能意義上講，僅比較初始投資費(fèi)用，而不以最低運(yùn)行成本為基礎(chǔ)選擇得出的照明設(shè)計(jì)不是合理的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)具體情況，將初始投資及運(yùn)行成本綜合加以考慮。 應(yīng)選擇高效率的光源和燈具，采用能耗較低的鎮(zhèn)流器等附件，并加補(bǔ)償電容，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。照明設(shè)計(jì)應(yīng)有多種開燈模式及對應(yīng)的控制方案?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)燈具數(shù)量，為不同需要的比賽和活動提供合適的照明，控制方案要簡單、實(shí)用，并具有較強(qiáng)的靈活性。 3.體育場照明設(shè)計(jì)的計(jì)算 體育場照明設(shè)計(jì)的照度計(jì)算通常有三種方法：一是單位面積容量估算法；二是平均照度計(jì)算法，用以計(jì)算被照面上的平均照度；三是逐點(diǎn)計(jì)算法，可以精確的計(jì)算出某一點(diǎn)的照度。 ?1 單位面積容量估算法基本公式： N=P×A/PL?2 式中：N—泛光燈燈數(shù)；PL—每臺泛光燈功率?W?。籔—單位面積功率?W/m2??；A—被照面積?m2 。 m=1/?η×η1×U×U1×K ?3
式中：m—簡化系數(shù)；η—燈具效率；η1—光源效率，1m/W；U—利用系數(shù)；U1—照度均勻度；K—燈具維護(hù)系數(shù)，一般取0.7～0.8. 為簡化計(jì)算，按照η=0.6、U=0.75、U1=0.7、K=0.7給出不同光源的m值見表2. P=m×E?4 式中E為最小照度，lx. ?2 平均照度計(jì)算法，運(yùn)用以下公式可以計(jì)算出燈具的數(shù)量。 N=E×A/η×F×K?5 式中：N—燈具的數(shù)量?個??；E—表面平均照度?lx ，由表1查得：A—被照面面積?m2??；η—燈具的效率；F—光通量?1m??；K—維護(hù)系數(shù)，取0.7～0.8.以上兩種照度計(jì)算法應(yīng)用較普遍，主要用于照度的估算，比較適合方案和初步設(shè)計(jì)階段。 ?3 點(diǎn)光源逐點(diǎn)計(jì)算法 采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行逐點(diǎn)計(jì)算。泛光燈的尺寸與其照射的距離相比要小的多，因此泛光燈可被當(dāng)作點(diǎn)光源，一盞燈具照度計(jì)算的數(shù)學(xué)模型如公式?6 所示。
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