山東省某市體育場混光照明設計

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目錄 第一章 光源選擇 2 第二章 布燈方案與燈具選擇 4 第1節(jié) 照明桿塔四角布置方案 4 第2節(jié) 照明桿塔兩側對稱直線布置方案 5 第3節(jié) 照明桿塔一側直線布置方案 5 第三章 照度計算 6 第四章 燈光控制及其它 7 第一章 光源選擇 建筑照明的電光源按發(fā)光原理分為兩種基本類型：一類是熱輻射光源，如白熾燈、鹵鎢燈；另一類是氣體放電光源，如熒光燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈等。熱輻射光源顯色性好，但光效低、壽命短；氣體放電光源光效高、壽命長，但顯色性差。體育比賽場地照明的質量是評價體育場的主要指標之一，所以光源選擇尤為重要，要求光效高、顯色性好、色溫舒適、壽命長。因此在設計前，筆者收集了有關體育場地照明設計中一些成功經驗和教訓的資料，認為體育場宜采用混光照明方式。 隨著高強氣體放電燈迅速發(fā)展，照明光源幾經換代，先后出現(xiàn)了高壓汞燈、高壓鈉燈、顯色改進型高壓鈉燈、金屬鹵化物燈。盡管這些光源各具特色，但仍不能滿足工程設計的廣泛需要，因此出現(xiàn)了混光照明技術?；旃庹彰鞣绞接袃煞N：一種為場所內混光，另一種為燈具內混光。燈具內混光又包括雙燈混光和單燈混光。單燈混光照明就是將兩種光源的管芯組裝于同一玻殼內，使兩種不同光源發(fā)出的光在玻殼內進行充分的混合，成為一種新型混光光源，配以合理的燈具，達到更佳的照明效果。單燈混光不是簡單的組合，而是根據光源的發(fā)展趨勢，借鑒國外先進技術，在雙燈混光照明的基礎上發(fā)展起來的。 雙燈混光照明已廣泛用于各種場所，并取得了較好效果，但在使用中還存在著許多的缺點： 1）兩種光源混光不均勻； 2）兩種光源要分別接入鎮(zhèn)流器觸發(fā)器，安裝接線復雜； 3）兩種光源平均壽命不同，當一種光源損壞時而另外一種光源還在運行，若維護、更換不及時，就會使顯色指數(shù)、光效都降低，達不到真正的目的。單燈混光照明恰恰能克服和彌補以上的不足。 單燈混光按其配光形狀進行分類的方法有兩種，一種是按燈具在上下二個半球空間中所占的光通量的百分比值分類的國際照明委員會（IEC）系統(tǒng)分類法分為：直接型、半直接型、擴散型、半間接型、間接型；另一種按燈具安裝距高比的數(shù)值進行分類：特狹照型、狹照型、中照型、廣照型、特廣照型。為了適應各種不同形狀的光源和受照面的照明需要，由反射器來實現(xiàn)控光和調整光強分布?；旃鉄艟叻瓷淦鞯男螤疃喾N多樣，通常有旋轉對稱反射器、柱面反射器、不對稱反射器、組合式反射器。 混光的主要目的與效果： 1）提高發(fā)光效率，獲得高照度； 2）改善光色和顯色性，造成良好的照明效果和氣氛，有利于電視攝像； 3）降低設備費用； 4）減少電耗，節(jié)省電能，降低電費。 大中型體育場混光照明尤以采用鏑燈與高顯色性高壓鈉燈（DDG+NGG）混光光源為最多。這種混光光源光效高、壽命適中、顯色指數(shù)大于80，紅色光譜所占的成份提高到20%以上，顏色還原性好，照明的視覺效果極佳，滿足了重要體育比賽及彩色電視轉播要求；而且還可節(jié)省設備投資，節(jié)約能源和降低運行費用。 第二章 布燈方案與燈具選擇 體育場具有廣大的空間和寬闊的場地，可以進行很多的運動項目比賽，因此需要大面積的照明設施。其目的是使運動員能夠愉快地進行比賽，在觀眾與運動員之間創(chuàng)造明朗愉快的視覺環(huán)境。這就要求體育場照明要有足夠的照度，并且照度均勻；適宜的亮度，減少眩光；顯色性要好，便于電視攝像。 目前，綜合體育場照明多采用照明桿塔及兩邊光帶式，常見的有四種布置形式。 第1節(jié) 照明桿塔四角布置方案 照明桿塔高度一般為20 米～50 米，常用狹角形投光器，以獲得距離較遠的大面積照明及較高的照度，這種布置方式適用于足球場地照明，。每個桿塔上設有多個不同角度投射的投光器，四個桿塔上的光通都投向整個場地的各個部分，并且光通重疊后能得到較高的照度，同時還可減少陰影，增加垂直照度。為了限制眩光，規(guī)定由投光器中心投向運動場地縱向軸線處的垂線與場地平面構成的角度不得低于27。這種方案比較優(yōu)越，運動員及觀眾見到光源數(shù)量較少，因此眩光亦少。 第2節(jié) 照明桿塔兩側對稱直線布置方案 即沿場地縱向的兩側裝設照明桿塔，每邊各設3 個～4 個桿塔。其優(yōu)點是照度均勻，運動員觀看物體陰影也較弱；缺點是運動員及觀眾看到的亮光源數(shù)目較多，眩光較大。此方案被認為是可取的，尤其是要求照度較高（300ｌｘ以上）時更為適用。 第3節(jié) 照明桿塔一側直線布置方案 照明桿塔在場地一側直線布置。一側直線布置方案應用于狹窄地段的照明，被照面寬度可達100 米～150 米。這種布置方式照度分布較好，但對運動員和觀眾產生的眩光較為嚴重。 體育場兩邊馬道式光帶布置方案 照明光帶沿觀眾席臺上方檐口作直線布置數(shù)列投光器，布滿場地邊緣，只有球門區(qū)除外。馬道式光帶布置方案應用于寬闊地段的照明，這種布置方式照度分布較好，能夠有效地降低眩光，是體育場照明發(fā)展的趨勢。 參照山東省人民體育場照明方案，認為某市體育場采用四燈塔照明方式較為理想。照明燈塔高度36 米，每塔安裝五排燈具，每排安裝三套燈具，最低一排燈具距地面高度為27.8 米。每塔中間一排三套燈具，每個燈具內安裝2 盞1000Ｗ的高壓鈉燈，四塔總計24 盞；其它四排均為3.5ｋＷ的鏑燈，共12盞，四塔總計48 盞。 第三章 照度計算 水平照度計算、垂直面及傾斜面照度計算、Ｉαβ值的確定和瞄準點的調整，在施工設計時則必須用逐點法計算，但逐點法計算比較繁瑣，須借助電子計算機運算。本設計根據體育場照度要求，用單位容量法求出所需燈盞數(shù)，然后利用自動光譜輻射光度計實測出所需參數(shù)。體育場地面積s＝120 米90 米＝10800 平方米；《民用建筑電氣設計規(guī)范》（JGJ／T16－92）中有關體育運動場照度標準：足球場地比賽照度為E＝500ｌｘ，若選用PL＝1000W 金屬鹵化物燈，其光源綜合系數(shù)ｍ＝0.065。 足球場地所需單位容量為： P＝ｍＥ＝0.065*500＝32.5W／平方米 所需燈盞數(shù)為: N＝PS／PL＝32.510800／1000＝351 盞 通過以上計算，場地照明所需功率為351ｋＷ　每勒克斯所消耗的電能為702Ｗ，用1000w 金屬鹵化物燈351 盞。顯然耗電量大、燈具多、投資大，眩光也較大。為此采用四燈塔混合照明方式。足球場地水平平均照度為537ｌｘ，跑道水平照度為346ｌｘ，一般顯色指數(shù)為80 色溫接近4000K。場地照明所需功率為P＝24*1＋48*3.5＝192ｋＷ，每勒克斯所消耗的電能從702Ｗ降到358W　照明效果良好　節(jié)能效果顯著。 第四章 燈光控制及其它 燈光控制的任務是在既定的燈光布置下能實現(xiàn)各種不同比賽項目所需要的開燈方案。通常用交流接觸器或無觸點的可控硅來實現(xiàn)燈光開關。用接觸器控制，技術比較簡單、經濟；可控硅技術比較先進、控制及調光比較靈活，但價格較高。本設計采用可控硅控制方案　在體育場南端控制室內安裝先進的微機燈光控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用最新電子控制技術，與以往的燈控設備比較，具有體積小、直觀性強、方便、靈活、可靠等優(yōu)點。整個控制系統(tǒng)可以根據體育比賽大型演出的不同要求，調節(jié)場內照度，使燈光適應各種場合的不同要求。可以通過計算機預選燈控方案，在微機控制下，一次操作就可實現(xiàn)整個的燈控過程。燈光控制系統(tǒng)由微機、單片機微機燈光控制器、電源控制柜、燈具四部分組成，微機則是整個控制系統(tǒng)的核心部分。 在使用放電燈時，為防止由于弧光不連續(xù)而產生的頻閃效應，采用相鄰燈由不同相電源供電。該體育場西區(qū)主席臺上空的鋼網架上設置了許多電源分線箱，相鄰燈的電源均來自于不同的電源分線箱，這樣光源的光通量波動深度可大大降低，能基本消除頻閃效應。 根據需要，體育場局部照明可采用鹵鎢燈，看臺下房間照明按普通照明處理。 8