[资料]炳华专栏:大型场馆照明设计之体育场照明要求(2)

发表于2017-06-29     1004人浏览     0人跟帖     总热度:74  

上一次我们说了体育场对于照明的要求,其实对于体育场来说照明的质量也是很重要的,这期,我们就来看看对照明质量和其它方面的要求。

三、对照明质量其它方面的要求
立体感
立体感是指光照射在物体(即运动员和运动器具)上时所产生的效果,使物体的形体细部和轮廓都能看得清晰。例如在判断距离和速度时,很大程度上取决于对物体形状能够清楚的辨认。要取得良好的立体感,就必须从物体的各侧都要有光,但并不要绝对均匀。立体感要把握好度,没有立体感则转播的电视画面比较生硬、呆板;过度强调立体感则会产生类似重点照明中的戏曲效果,被照的人和物将会产生较严重的亮斑和阴影,电视转播将不会清晰,转播效果将大大折扣。对于重要赛事,需要认真对待立体感问题。以奥运会为例,要求场地照明从不同方向照射到场地内,且场地内每个计算点的四个方向(平行于边线和底线)垂直照度的最小值与最大值之比不小于0.6
频闪效应
频闪效应是在以一定频率变化的光照射下,观察到物体运动显现出不同于其实际运动的现象,通常的表现形式有抖动、闪动等。频闪效应对电视转播影响较大,可以想象,如果电视画面出现抖动、闪动等现象,电视观众将无法接受,电视广告、电视转播权等电视转播经济将会受到重大影响。尤其当今已经进入LED照明时代,频闪效应更加突出,大大影响转播的效果,尤其对高清电视转播、慢动作等影响更大。
国际上频闪效应的定量研究尚处在初级阶段,其定义尚没达成一致,有不同的定义方法。第10版的北美照明工程协会(TheIlluminating Engineering Society of North America)的《IES照明手册》(IESLighting Handbook)给出了两个描述频闪效应的概念。频闪比是描述频闪效应的方法之一,即在某一频率下,输出光通最大值与最小值之差比输出光通最大值与最小值之和,用百分比表示。如图2所示,AB分别是一个周期内的光输出的最大值和最小值,频闪比Rf=A-B/(A+B)。频闪比的描述见表2,因此,场地照明的频闪比达到6%就会对电视转播产生轻微的影响,该数值可以作为高等级赛事频闪效应评判的限值。
频闪比的描述
另一种描述频闪效应的方法是频闪指数,即在一个周期内,光输出平均值以上部分A1与整个光输出(A1+A2)的比值,即FI=A1/(A1+A2),其值在0~1.0。频闪指数需要进行积分计算,使用起来比较繁琐。
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频闪效应的描述
为减少频闪效应,可以采用三相供电的场所,将照射在同一照明区域的不同灯具分接在不同相序的供电回路上,即三相同点法。在使用数量较多的宽光束灯具时,几乎是自然地可达到上述要求,但在使用窄光束灯具时,则必须分三个相位以三相的组合方式投射。
使用高频电子镇流器也可以消除或减轻频闪效应,但电子镇流器只能用于中小功率的金卤灯,大功率的金卤灯尚没有成熟的产品。
超慢镜头回放区域可以采用LED灯,且可采取直流系统供电。但由于直流供配电系统的局限性和经济性,只能用于局部重要区域。
灯具数量问题
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图3
使用大型灯具可以减少投光灯数目,但是在多数情况下,从均匀度要求的观点来看,不可能做到把光线照射的足够均匀,而且在使用窄光束时,肯定不可能达到均匀度要求。为此,最好多种配光配合使用,并使用功率适宜的灯具。
对于体育场来说,目前较多使用2000W的金卤灯,大型体育场使用窄光束、特窄光束灯具较多,并配以适量的中光束灯具,专用足球场灯具总数一般不超过300套就可满足世界杯足球赛的要求。而综合性体育场场地照明灯具将在400套以上。也有少数体育场采用1500W1800W的金卤灯,这时灯具数量会多一些。大型体育比赛,如奥运会,有时会采用临时性照明系统,如图3所示为2004年雅典奥运会Panathinaiko体育场临时照明系统,该体育场为现代奥运会即1896年第一届夏季奥运会的比赛场地,是现代奥运会的发源地。奥运会期间,临时照明的光源为6000W金卤灯,由于是临时采用,这个方案是可以接受的,灯具数量将大大减少。
LED灯逐渐在体育场场地照明中得到应用,并有快速普及的趋势。灯具数量和功率将大大减少。限于技术和造价因素,目前多用在等级较低的体育场中。图4为汕头大学室外场地,灯具由Musco公司提供,其中小足球场采用896WLED灯,灯杆高15m,平均照度达100lx;室外排球场同样采用896WLED灯,灯杆高也是15m,平均照度达140lx;室外单片篮球场采用496WLED灯,灯杆高12m,平均照度高于100lx;网球场则灯杆高15m,一处单片场地采用1696WLED灯,平均照度高达500lx;另一处网球场为两片场地,采用2496WLED灯,灯杆也是15m高,平均照度超过400lx。图5为北京工人体育场国安足球练习场,该场地是标准的11人场地,共计采用96180WLED灯,两侧灯布,共6根灯杆,每根灯杆上安装16盏灯,总安装功率17.28kW,灯具由北京新能阳光公司提供。
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汕头大学室外场地
(本照片由Musco公司提供)
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北京工人体育场练习场
(本照片由北京信能阳光公司提供)
灯具的方向性
描述灯具照射方向的有投射角、瞄准角、俯角、仰角等等,其中瞄准角是规范用词,在我国多部标准中有所规定,正在修订的《体育场馆照明设计及检测标准》试图规范这些用语、用词。在图6中,灯具瞄准角是灯具的瞄准方向(主光强方向)与垂线的夹角,如果瞄准角越大,垂直面照度Ev就越大,对运动员、观众的眩光就会增大。反之,如果灯具投射角越小,垂直照度也越小,不容易满足电视转播的要求。因此,在设计时,灯具投射角在25°~65°为宜。
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图6 灯具瞄准角
光源与灯具的选择
选用体育场照明光源要从光效、寿命、色温、显色性、投资和运行等诸方面综合考虑,目前,体育场多选用金属卤化物灯,LED灯也有所应用。金卤灯是目前体育场照明性价比最佳的光源,比较适用于彩色电视转播,该光源便于控制光束、光效高(50-110lmW)、显色性好(Ra=80-94)等优点。近年来异军突起的LED灯则在体积、方向性、节能、控制等方面占有优势,发展较快。
体育场照明所用灯具主要是投光灯。要重视投光灯的下述技术参数:灯具总光通量、灯具效率、灯具有效光通量、灯具有效效率、峰值光强、溢出光、灯具遮光角等。
如果采用LED灯,除上述因素需要考虑外,还要考虑色容差、色品坐标、特殊显色指数R9、频闪比等参数。
选择金卤灯灯具,首先要考虑光束的宽度和光斑的形状。投光灯按光学性能可分为三种。首先,圆形投光灯,用于远距离投光,必须用高强度光束。将抛物线弧形反光器和小体积高亮度的光源结合起来,容易得到高强度的光束。这种方法形成的光束是锥形,在场地上投射的光斑呈椭圆形。其次,长方形投光灯,用于近距离投光。近距离投射场地时最好用水平方向宽光束灯具,可以用槽形的抛物线弧形剖面的反射器,配以线状光源,光束是扇形的。第三,蜗牛形投光灯,用于中距离投光。可以用圆形或槽形反射器使光束漫射,以获得中距离投光的覆盖能力。投光灯到被照面的距离近时用宽光束灯较经济,距离愈远采用光束愈窄,其利用程度越高。
LED灯则采用透镜,突破原有的反射器束缚,方向性更加优秀,配光更加多样、灵活。

关于体育场照明的要求我们就说完了,下次咱们来说说体育场照明具体的布置及安装。
那可是纯干货呀,是不是很期待?
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施家邦小编

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