智能照明系统在大型体育场馆中的应用优势

徐建飞

引 言

现代化大型综合体育场馆，它在功能上不仅要能满足各类大型比赛和文艺表演，而且还可承担不同的大型展览、集会。馆内分为主赛场和一般赛场，通常都包含羽毛球馆、乒乓球馆、排球馆、网球场、篮球场等场馆及配套功能区。

照明是体育场馆功能得以充分体现的重要环节之一，其中体育场馆照明的重点是运动场照明，也即比赛照明；其次是一般照明、观众席照明、应急照明、场地照明、建筑立面照明以及道路照明系统等都是体育场馆照明的重要组成部份。如何来满足各种比赛场地的场景照明，统一对待各部分照明系统，使色温、照度、眩光、显色指数都达到规定的标准；这不仅是灯具、光源上的选择，还取决于控制系统的选择及如何安排各部份照明的配合，准确地表达出各种比赛对照明的要求。因此，智能照明管理系统是现代化综合功能型体育场馆的必备选择。

需求分析

体育场馆具有灯具回路多、功率大、布灯分散等特点，并且使用时需要不同的场景来满足不同的场合的功能需求。

传统的照明回路是从断路器接到开关再到灯具上，因为体育场馆回路多，造成去控制室的电缆众多，导致桥架尺寸越走越大，同时消耗很多线材和和桥架。而智能照明控制系统的输出继电器和断路器一起安装在配电箱内，多个配电箱分布在体育场馆区域的各个地方，采用五类双绞线将多个配电箱连接起来，再用五类双绞线接至现场控制面板，再连接到控制室，在控制室内就可以用面板来控制整个体育场馆的照明。通过这种方式，可以节省大量的线材和桥架。

传统方式若要实现多点、区域控制等复杂的功能时线路特别复杂，而智能照明控制系统实现多点控制、区域控制等功能时的线路则将非常简单。

智能照明控制方式

1.场景控制

在公共区域通过场景控制面板按照预先设定好的场景进行灯区的控制，可以定义开、关，也可定义为延时，比如开灯以后自动延时关断。

2.定时控制

在部分公共区域可以通过时间控制，按照正常的工作时间来安排灯的开关时间，使灯能够定时开、关。

3.红外移动控制

通过红外移动传感器自动控制公共区域的照明（如：走廊、休息室和楼梯间等），根据实际需求可以通过中央监控计算机改变其工作状态。

4.现场面板控制

各个灯区不但可以自动（定时或计算机）控制，同时提供现场就地控制，以方便当发生特殊情况时，由自动（定时或计算机）状态就地改为手动控制灯的开关状态。

5.集中开关控制

通过为体育场定制的中央监控计算机上使用的带有图形显示的监控软件，给最终用户提供一个界面简洁清晰，操作简便，友好的图形化界面，使非专业人员也可以正常使用，控制每一个灯或每一组灯的开启和关闭。

6.群组组合控制

通过中央监控主机可以对所有的照明点进行大场景的组合控制，在节假日，可以通过预设好的照明效果，对整体建筑的灯光进行变换，形成整个建筑照明的整体效果变化。

7.与其它系统联动

通过接口可以与其它系统（如：楼控、消防、保安等系统）联动，可根据具体需要实现整个照明系统与其它系统实现对每个照明控制点进行控制。

8.广域控制

根据需要，可以通过互联网或手机等方式远程监控整个照明系统的工作状态。

智能照明控制设计

体育场馆按照不同的方式可以进行不同的分类：

按建筑区间可分为：主赛场地、一般赛场地、配套功能区。

按功能需求可分为：场地照明、一般照明、观众席照明、应急照明、建筑立面照明及道路照明系统等。

按比赛项目和级别标准可分为：比赛时照明、训练时照明、电视直播照明、平时照明等。

无论从哪个角度来看，这些场合照明的标准照度值、使用功能和控制方式都不均相同。

1.主赛场地

体育场馆主赛场地照明的控制是一项功能性强、技术性高、难度较大的控制系统。要最大的满足各种体育项目比赛要求，有利于运动员技术水平的最佳发挥，有利于裁判员的政确评判，有利于观众能在舒适的环境中全方位的观看比赛和比赛融合为一体，并享受比赛带来的激情。特别是在彩色电视对比赛期间进行实时转播中要能保证转播图像画面传送清晰、色彩逼真，对运动员的特殊动作进行近镜头特写、观众席及场地周边情景、突发事件能良好的报导。同样的效果，还要满足于文艺演出、展览、歌咏比赛等场合的使用，同时也要确保观众进场、出场、观看期间的安全问题。 要实现以上这些功能，首先要对光照的效果做比较准确的计算，以保持整个赛区照明的照度、照明的质量稳定，这就要求照明的垂直照度、均匀照度、立体感、显色指数Ra、光源的色温应达到一定的标准，对光源、灯具的了解及如何来完成各种的控制。综合型体育场馆的照明要适合多类运动项目的比赛、训练及其他使用要求，比赛场地很多情况下不只是一块而是二、三块场地同时在进行，并且在同一场地进行同一种比赛对亮灯的模式在不同的时间段也不尽相同。如：观众进场、开幕、比赛准备、正式比赛、场间休息、结束散场等，对各场景的控制，若用传统的亮灯模式已经较难准确地表现各比赛场景的要求，如何对场地用灯状态进行实时的监控、集中定时的控制，这也是用传统控制设备难以实现的。

主赛场地是体育场馆的主体部分，按照比赛需求通常将主赛场地照明分为8种不同的照明控制模式：全开模式、全关模式、电视转播模式、专业训练模式、国际比赛模式、国内比赛模式、观众席照明模式、应急照明模式。

2.一般赛场地

其他场馆主要作为一般比赛时所用，根据比赛的不同项目和级别，将各个场馆设置的基本控制模式为：比赛模式、电视转播模式、训练模式、观众入退场、清洁模式、应急照明模式。

同时由于比赛场地照明控制考虑到其特殊性，在其控制策略中还加入了以下功能：

◆为减少整个回路的启动电流，在每种模式下需启动的每盏灯具或每组灯具按顺序启动。

◆其他控制系统根据需要可通过接口进行远程遥控控制

◆统计记录所控制的每盏或每组灯具光源的使用时间，预计光源的使用寿命，并提前报告需要更换的即将到使用寿命期的光源。

◆通过亮度传感器检测场地照度，记录并显示不同等级照明场景所需的照度是否满足需要，如达不到要求则报警并提示改变灯组的开关状态。

3.配套功能区照明控制

（1）停车场及入口

在车库入口管理处内安装智能照明系统控制面板，用于车库照明的手动控制。平时在系统中央控制主机的作用下，车库照明处于自动控制状态。车库照明根据使用情况分为几种状态：正式比赛、训练时期及其他时间。夜间正式比赛活动时，车辆进出繁忙，车库照明处于全开状态。白天，由于有日光，可适当降低照度，节省能耗。不比赛时只开启车道灯，如需观察车辆，可就地开启局部照明，经延时后关闭。通道区域采用智能移动探测传感器，当有人或车移动时开启相应的局部照明，车停好后或人、车离开后灯延时关闭。当有车移动时可以通过主机显示出来，方便保安和管理人员的管理。据实际照明及车辆的使用情况，可将一天的照明分成几个时段，比如上午、中午、下午、晚上、深夜五个时段，通过软件的设置，在这些时段内，自动控制灯具开闭的数量，以达到控制区域不同的照度的方式以供照明，这样使照明得到了有效的利用，又大大地减少了电能的浪费，同时保护了灯具，延长了灯具的使用寿命。如有特殊需要，可在管理室用按键面板手动开启或关闭照明。当外在条件符合了自动控制的要求时，系统会自动恢复到自动运行的状态，无需手动复位。

（2）更衣室及主客队休息室

采用红外移动传感器，如有人进入时自动开灯，人离开后延时关闭。同时提供中央监控，可根据具体情况开闭相关照明。提供自动和手动切换控制，根据需要由自动感应控制切换为就地手动控制。

（3）办公区

由于办公区面积大，可以将整个办公区分成若干独立照明区域，采用场景控制面板根据需要开启相应区域的照明。由于出入口多，故要实现办公室内多点控制，方便使用人员操作。即在每个出入口都可以开启和关闭整个办公区内所有的灯，也可根据需要方便控制就近办公区的灯。同时可以根据时间进行控制，比如平时在晚上8点自动关灯，如有人加班时，可切换为手动控制开关灯。办公区照明可统一纳入中央监控计算机上进行监控。

（4）走廊

采用自动照明控制，正常工作时间全开，非工作时间改为只开部分灯，节假日无人时可以只亮少量灯作为基本照明。各出入口都设有手动控制面板，可根据需要手动控制就近灯的开关。

（5）楼梯间

楼梯间采用定时控制和红外移动控制等方式。在比赛期间全部开启，在平时启动红外移动控制方式，人来自动开灯，人离开后延时关闭，以节约能源。

（6）公共通道

正式比赛时，全部打开，方便观众进出，比赛结束观众离开后关闭，此操作既可由现场就地控制，也可由中央监控计算机控制，还可设置时间控制（比如篮球比赛时）。同时可根据实际人的流量决定采用何种方式控制，整个控制点放在值班室或相应的功能房间，以防观众或非允许的工作人员随意操作。

（7）洗手间

洗手间均采用红外移动控制，人来自动开灯，人走灯延时关闭。可根据需要变更控制方式，比如在观众很多时系统将其照明状态改为常明，当人少时切换为自动感应控制。

（8）前厅（包括售票厅和入口大厅）

正式比赛时，全部打开，方便观众进出，比赛结束观众离开后关闭，此区域照明控制集中在相关的管理室，由工作人员根据具体情况控制相应的照明。操作既可由现场就地控制，也可由中央监控计算机控制，还可设置时间控制。

（9）观众席

采用就地控制和计算机控制两种控制方式。比赛时根据日照的情况，配合比赛进程由计算机或通过时间顺序进行控制，如在夜间大型活动的（开幕式或闭幕式或大型文艺演出等）场景照明需要观众席照明进行配合，都可以通过计算机事先预订好的场景进行统一变化，实现丰富的灯光组合。同时设置就地控制场景面板，可根据需要就地控制相关区域观众席的照明。

（10）多功能厅

多功能厅采用就地控制，提供遥控、场景控制等控制方式。部分重要的多功能厅同时可以提供调光控制，实现场景的淡入淡出，光线的渐明渐暗的变化。既可实现对灯的开关、自动调光（包括白炽灯、射灯、荧光灯、节能筒灯），又可实现场景控制、集中监控及定时控制。还可以配合其它的多媒体系统（TV、AUDIO、AIR CONTROL等），实现单键操作，实现照明与相应功能的组合环境场景控制。

（11）屋顶照明

采用场景模式控制照明，通过计算机设置不同照明模式情况下的场景开关，各种模式场景所涉及到的灯设置为顺序开启；可以独立控制，也可与灯塔、观众席等不同区域的照明组成各种场景同时动作。为方便检修，设就地控制，可以对每一照明点进行对应控制。

（12）贵宾室

对于部分贵宾室还提供调光控制、就地控制。就地控制包括场景控制、调光控制、遥控控制等方式。对于重要的贵宾室或包厢采用触摸屏控制场景，整个灯光采用调光技术，做到整个房间的灯光渐明渐暗和场景灯光的淡入淡出。提高整个房间的档次。同时可以配合其它的多媒体系统，实现单键操作，实现灯光与相应功能的组合环境场景控制。

（13）功能性房间

采用计算机控制和就地控制，根据各自的功能划分不同的照明区域，各照明区域的照明可以单独开启，也可通过需要设置不同的照明场景，实现场景照明控制。

（14）建筑物景观照明

整个建筑物的景观照明主要采用定时控制，例如晚上6点开启整个景观照明的灯具，10点关闭部分景观照明的灯具，12点以后只留必要的照明灯具。具体时间还可根据一年四季昼夜长短的变化和节假日自动进行调整。如有特殊情况可改为特殊照明控制状态，配合需要进行变化。同时在维修马道还设有就地控制面板，方便维修或特殊情况时转为手动就地控制。

（15）灯塔照明

体育场馆一般有四个灯塔，每个灯塔上用于场地照明的灯具为几十盏至上百盏不等，每一盏为一控制回路，四个灯塔的照明控制采用计算机控制，通过预设的各种场景模式，开启不同的灯数。为了减少同时启动时的冲击电流，每一种模式都设置成顺序启动。同时在计算机上还对每一个光源进行开通时间统计，当光源开启时间达到80%额定寿命时，在计算机上提示，方便管理人员提前做好更换准备。同时在每个灯塔上的设备间内设置就地控制，方便检修及维护。

整个场馆照明中各个回路的开闭状态都可在中央监控计算机上图形直接显示出来，并可通过计算机直接控制每一个回路的开闭或每一组照明灯具的开闭。还可进行记录每一个回路照明状态，开闭时间，统计整个灯具的开启总时间，以方便管理和维护。

4.应急照明控制

所有的应急照明控制均采用智能明系统控制，平时正常使用，应急情况下强制打开所有应急照明，同时还可设置对常规照明回路的强制开启或关闭。同时可以通过中央监控计算机进行监控整个应急照明回路的工作状态，并进行记录和统计，还可结合应急照明检测系统进行日常检测和维护。对整个应急照明系统提供就地控制、中央监控、BA系统联动、消防系统联动等几种方式控制。

智能照明控制系统优点

1.实现智能控制

智能照明控制系统采用先进的电子电器和通讯技术，不但可实现单点、双点、多点、区域、群组控制、场景设置、定时开关、现场实时监控，还可事先对各种体育比赛的照度标准，照明质量的要求预先编好照明控制模式。

例如：体育场馆对事先要进行的篮球、网球、手球、排球等一般的比赛可通过智能照明控制系统预先编好各种亮灯模式的场景存储在面板按键里，使它处于全自动状态；可根据比赛时不同场景的要求，轻触按键来实现比赛时需要的各种场景。

2.符合绿色照明计划

智能照明控制系统通过优化能源的利用，降低运行费用；保护灯具，减少灯具损坏；体育场馆在保证各种比赛级别，通过按系统预先编好亮灯模式，选用照度标准的高、中、低三档的照度值；选用合适照明方式，照明要求较高的场所采用混合照明方式，较低的采用分区照明方式或其他的节能方式。

例如：对于要进行现场直播、卫星传播的各种比赛，照度标准就应选用高的照度值，对训练比赛时，照度标准可选用中的照度值，对于平时训练时只开放区域照明、而这些都可在智能照明控制系统中事先预置好，达到预期的效果。

3.便于管理、减少维护的费用

智能照明控制系统改变传统照明人为简单的开关管理模式，它使用先进的电子电器技术，使整个综合型体育场馆照明状态显示在监控界面上进行浏览，并实时的监控；从而使整个体育场馆的管理上升到新的管理模式，同时也减少整个系统的检修过程和时间，减低维护费用，带来极大的投资回报。

4．设计简便

传统照明控制线路设计比较复杂，在设计上控制与负载要综合考虑；而采用智能照明控制系统只需要考虑负载回路的数量、容量及控制点的位置，所需的各种复杂功能可在硬件安装完毕后通过软件编程实现；即使在最后一刻更改设计也能办到，因为它仅仅需要重新配置一下即可。

5．安装方便

传统照明控制动力线长，施工较麻烦；而采用智能照明控制系统的布线仅仅在控制设备之间及控制设备和负载之间，因而在主干线上电缆的用量能达到最小，综合统计显示，智能照明控制系统布线比传统布线可节省30%的材料费，而且安装时间也能大大缩短。现场施工人员能明显感到智能照明控制系统的安装有简单、快速和便宜的特点。

6．使用安全、持续发展性强

根据用户需求和外界环境的变化，只需修改软件设置而非改造线路就可以调整照明布局和扩充功能，大大降低改造费用和缩短改造周期。控制回路的工作电压为安全电压DC24V，即使开关面板意外漏电也能确保人身安全，系统具有开放性，可以和其他物业管理系统（BMS），楼宇自控系统（BA），保安及消防系统结合起来，符合智能建筑的发展趋势。

7．节能环保

采用总线制的智能照明控制系统后，可以使用低成本的非屏蔽五类线来取代大量的强电电缆，从而可以在建设过程中减少很多的PVC材料的使用，减少对环境的污染。

8．现代化体育场馆的重要标志

完善的设施、齐全的功能、先进的工艺都是现代化体育场馆等级的体现；它的照明设计是一项功能性强、技术性高、难度较大的工程。体育场馆场地照明能否满足高标准的照明质量要求，是评价一个综合型体育场馆的主要标志之一，也直接体现体育场馆现代化技术运用的程度。

结束语

国际上对智能场馆的普遍描述是：通过对建筑物的四个基本要素，即结构、系统、服务和管理以及运行之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助场馆的主人、财产的管理者和拥有者等意识到他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面将得到最大利益的回报。

从上可以看出，建设智能场馆的目标主要体现在三个方面：

◆提供安全、简单方便的控制方式

◆节省能耗和降低人工成本

◆可以提供好的管理方式并能和相关系统联动

综上所述，采用HDL-BUS智能照明控制系统完全能够满足业主的需求和体育场馆本身的控制要求，并且能够轻松的实现照明的集中统一和智能化的管理。