論體育場(chǎng)照明及電氣控制設計
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關(guān)鍵詞：體育場(chǎng)照明設計 電氣控制設計 1.體育場(chǎng)照明的重要性 對于一座現代化的體育場(chǎng)，不但要求建筑外形美觀(guān)大方、各種體育設備齊全完善，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(wú)眩光等。除保證滿(mǎn)足觀(guān)眾良好的視看效果外，還必須保證裁判員、運動(dòng)員和比賽項目所需的照明要求以及應保證有良好的電視轉播效果。 照明是依靠光線(xiàn)的功能，保證燈光作用于運動(dòng)員、裁判員、觀(guān)眾的眼睛、產(chǎn)生視覺(jué)，才能看見(jiàn)體育場(chǎng)地上的一切，如場(chǎng)地環(huán)境的明暗、物體?建筑、器具及服裝等 表面的顏色、觀(guān)看目標的形狀和大小、深度、立體感及運動(dòng)員運動(dòng)時(shí)的狀態(tài)和體育場(chǎng)的氣氛等等。所以，良好的照明在現代體育場(chǎng)中占有重要地位。 一般，在一個(gè)體育場(chǎng)的照明設計中，應考慮以下三方面的因素： ?1 滿(mǎn)足運動(dòng)比賽時(shí)運動(dòng)員的視覺(jué)要求，并且使燈光對比賽的客觀(guān)影響降到最低程度。 ?2 滿(mǎn)足觀(guān)眾的視覺(jué)要求，使燈光對觀(guān)看比賽時(shí)所引起的不適感覺(jué)降低到最低程度。 ?3 滿(mǎn)足彩電轉播的照明要求，盡可能提高轉播質(zhì)量。 總之，照明與運動(dòng)項目的比賽要求密切相關(guān)，與觀(guān)眾視看效果密切相關(guān)，沒(méi)有良好照明設施的體育場(chǎng)是不完整的體育場(chǎng)，必將嚴重影響它的使用功能。 2.體育場(chǎng)照明設計標準 為了得到良好的照明設計方案，合理利用光線(xiàn)的分布來(lái)滿(mǎn)足運動(dòng)員、觀(guān)眾、裁判員視覺(jué)以及良好的電視轉播效果的要求，必需先確定照明標準，包括照度標準和照明質(zhì)量標準。照明質(zhì)量標準，其中包括眩光、光源色溫有顯色性要求，光的方向性、節能要求等。 2.1照度標準 根據國際體聯(lián)第83號推薦照度要求及《民用建筑照明設計標準》GBJ133－90中第2.2.9條中的規定，提出以下照度標準推薦值?見(jiàn)表1 。幾點(diǎn)說(shuō)明： ?1 根據《民用建筑照明設計標準》GBJ133－90中第2.2.9－1條中規定：足球場(chǎng)比賽照度標準值：當觀(guān)看距離為120m時(shí)，為150～200～300lx；觀(guān)看距離為160m時(shí)，為200～300～500lx；觀(guān)看距離為200m時(shí)，為300～500～750lx.觀(guān)看距離指觀(guān)眾席最后一排到場(chǎng)地邊線(xiàn)的距離。 ?2 根據《民用建筑照明設計標準》GBJ133－90中第2.2.9－2條中規定：電視轉播需要的垂直照度：最大拍攝距離分為三組，①對于足球項目而言，最在拍攝距離為25m時(shí)平均垂直照度應為750lx；最大拍攝距離為75m時(shí)平均垂直照度應為1000lx；最大拍攝距離為150m時(shí)平均垂直照度為1500lx；②對于田徑項目而言，最大拍攝距離為25m時(shí)平均垂直照度應為500lx；最大拍攝距離為75m平均垂直照度應為750lx；最大拍攝距離為150m時(shí)平均垂直照度為1000lx.上述每個(gè)垂直照度用于一個(gè)給定的運動(dòng)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(chǎng)的最終平均照度，設計時(shí)選取的初始照度必須計入維護系數，一般可采用0.7～0.8的數值。 ?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大于0.4，才能滿(mǎn)足主電視攝像的要求。 2.2照明質(zhì)量標準 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，從而達到亮而無(wú)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CIE NO.83出版物“彩電系統的體育場(chǎng)地照明”，場(chǎng)內最大眩光指數GRmax應小于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。一般在計算照度時(shí)，應計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(chǎng)背景照度的方法。 2 光源色溫及顯色性要求 為達到良好的彩電轉播效果，體育場(chǎng)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《民用建筑照明設計標準》GBJ133－90中第3.3.2條中規定：彩電轉播用一般光源顯色指數Ra不應小于65.依據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Ra大于等于80，以達到最佳的現場(chǎng)照明效果及彩電轉播效果。 3 光的方向性 燈具的俯角不僅影響垂直照度，同時(shí)也對運動(dòng)員、觀(guān)眾和裁判有可能產(chǎn)生較大眩光影響。對地體育場(chǎng)照明設計，應選擇好燈具的瞄準方向。另外，主攝像機與另一側過(guò)來(lái)的光線(xiàn)之比例應控制在一定范圍內，而照明的最重點(diǎn)是在足球場(chǎng)的中央及禁區設置。 4 節能要求 照明節能重在采用合理的照明方案和高效的照明裝置，降低線(xiàn)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目，從節能意義上講，僅比較初始投資費用，而不以最低運行成本為基礎選擇得出的照明設計不是合理的設計，應根據具體情況，將初始投資及運行成本綜合加以考慮。 應選擇高效率的光源和燈具，采用能耗較低的鎮流器等附件，并加補償電容，提高系統的功率因數。照明設計應有多種開(kāi)燈模式及對應的控制方案?？梢酝ㄟ^(guò)調節燈具數量，為不同需要的比賽和活動(dòng)提供合適的照明，控制方案要簡(jiǎn)單、實(shí)用，并具有較強的靈活性。 3.體育場(chǎng)照明設計的計算 體育場(chǎng)照明設計的照度計算通常有三種方法：一是單位面積容量估算法；二是平均照度計算法，用以計算被照面上的平均照度；三是逐點(diǎn)計算法，可以精確的計算出某一點(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；PL—每臺泛光燈功率?W??；P—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(jiǎn)化系數；η—燈具效率；η1—光源效率，1m/W；U—利用系數；U1—照度均勻度；K—燈具維護系數，一般取0.7～0.8. 為簡(jiǎn)化計算，按照η=0.6、U=0.75、U1=0.7、K=0.7給出不同光源的m值見(jiàn)表2. P=m×E?4 式中E為最小照度，lx. ?2 平均照度計算法，運用以下公式可以計算出燈具的數量。 N=E×A/η×F×K?5 式中：N—燈具的數量?個(gè)??；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—維護系數，取0.7～0.8.以上兩種照度計算法應用較普遍，主要用于照度的估算，比較適合方案和初步設計階段。 ?3 點(diǎn)光源逐點(diǎn)計算法 采用計算機軟件進(jìn)行逐點(diǎn)計算。泛光燈的尺寸與其照射的距離相比要小的多，因此泛光燈可被當作點(diǎn)光源，一盞燈具照度計算的數學(xué)模型如公式?6 所示。
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