体育场馆照明质量检测和设计的新方法研究

2015-08-30呼洋洋西安建筑科技大学陕西西安710055

当代体育科技 2015年35期

呼洋洋（西安建筑科技大学　陕西西安　710055）

体育场馆照明质量检测和设计的新方法研究

呼洋洋
（西安建筑科技大学陕西西安710055）

随着我国运动事业与全民体育活动的蓬勃发展，体育场馆的体育照明质量检测与设计越来越受到人们的关注。该文从解析体育场馆的相关内容入手，分析体育照明对运动员的影响，提出体育照明质量检测与设计的新方法，以期为体育场馆照明的不断优化提供新的思路与借鉴。

体育场馆照明质量检测设计

随着体育运动事业的发展，体育建筑逐渐成为城市的一大亮点，这不仅在于建筑本身的艺术造型效果，还在于它带来的每一场精彩比赛，这就要求体育场馆既要具有良好的结构与外形，还需要有良好的照明条件与照明环境，这样才能为精彩的体育比赛提供高质量的外部环境。伴随着科学技术的发展，体育照明不再囿于满足照明的基本物理参数，如眩光控制、均匀度、照度等物理标准［1］，更重视照明对于运动员的影响，避免照明产生的不良后果影响运动员的正常比赛，因此，体育照明的质量的检测与设计成为体育比赛亟需解决的重要命题。

1　体育场馆照明的相关内容解析

1.1体育场馆照明的作用

体育场馆的构造主要可以分为两个部分：内场与外场，内场是运动员、管理人员、贵宾、记者等相关工作人员所在的区域，外场则是观众观看比赛的聚散场地、车辆的存放与疏散场地等区域，这两部分的功能不同其照明的要求也有所不同。对于体育场馆的外部照明来说，它的装饰性作用要远远超过其使用性的功能，由于外场的空间比较大，要彰显出体育场馆的独特造型，通常会采用泛光照明，利用色彩的组合与强弱的变化，表现体育场馆的恢弘气势。体育场馆的内部照明一方面主要是为了满足体育比赛中运动员对于照明的需求；另一方面需要满足观众观看体育赛事的要求，由此可见，体育场馆内部的功能是要满足运动员与观众的视觉效果。

1.2体育场馆照明的要求

一般而言，照明的设计是对照明的照度、眩光、立体感、均匀感、显色性指标等物理标准作为评价与设计的指标［2］，体育照明既具有一般照明的共性，又具有自身的特性，除了上述一般照明中所涉及的物理量以外，体育照明还需要考虑到运动的整体环境，如运动范围、运动方向、运动空间及运动速度等方面的内容，由于体育场馆的空间比较大，就需要照明的灯具、光源与投射的技术都要满足体育场馆空旷空间的要求，要采用高照度、低眩光、高照度均匀性及良好的立体感的照明条件，满足运动员及观众对于体育场馆照明环境在视觉方面的特殊要求。不同的体育运动对于体育场馆的照明会有不同的要求，由于运动方向、运动速度及运动空间等方面存在的差异造成照明的照度值也会有所不同，GAISF照明标准就对不同体育运动的照度值进行了标准的制定与设计（见表1）［3］。影响体育照明的相关因素主要为照度，依据照度的性质可以水平照度与垂直照度、初始照度与维护照度，通常情况下，照度的由运动的速度、空间、方向、等级及运动者的技巧等方面共同决定。体育场馆的照明品质涉及到照度与亮度的均匀度、亮度与颜色的对比度、闪烁与眩光以及立体感等六个方面，这六个方面影响着体育场馆的照明品质。

2　体育照明对运动员的影响分析

体育场馆中视觉环境是影响运动员比赛的关键性因素，体育照明的质量关系到视觉环境的营造，通常视觉环境中的两个因素会影响到运动员的比赛，一是视觉噪音效应，体育场馆中的背景、图案等都会影响到运动员的注意力与情绪，如果背景过于混乱，照明的亮度信号非常嘈杂，就会干扰运动员的注意力及情绪；二是向光性效应，运动员的注意力会被光源较亮的部分所吸引，亮的光源是眼睛能够适应的较高亮度水平，但不是注意力所追求的集中点，如果亮的光源非常接近信号，就会出现“失能眩光”的效应，这种失能眩光效应在排球比赛中普遍存在，由于体育场馆顶部的高度不够高或者高的光源频繁出现在运动员的视野中，就会造成运动员的“失能眩光”效应，导致传球的准确性受到影响。

体育场馆的照明质量与效果影响着运动比赛的进程与水平，本文通过对某校排球与游泳运动员的调查与访谈，获知运动员对目前体育场馆照明条件的满意程度，以此了解体育场馆照明的现状与问题，为体育场馆中照明的不断优化与完善提供借鉴。在排球运动员的调查与访谈中发现，运动员认为比赛过程中理想的照明环境首先是对光源亮度的要求，如有运动员反映“亮度要柔和一点，不要太刺眼”，这表明眩光问题仍然是影响体育运动比赛的最大问题。其次，光源的眩光指数是影响运动员的比赛的第二大要素，当亮度相同时，光源在分散状况下越多，干扰视觉的可能性就会越大，如果光源过于密集，就会造成严重的眩光。最后，灯光设置的距离要适当，有运动员认为灯具应该安装在体育场馆中较高的位置，这样可以减少亮光带来的眩晕，当灯具安装在较高的位置时，光源的照度就会越均匀，就会有利于运动员的比赛开展。在游泳运动员的调查与访谈中发现，游泳比赛的运动员更注重体育场馆照明的亮度看，重视照明亮度对于自身情绪的影响，有运动员表示“理想的灯光照明会让运动员感到振奋”。顶棚的亮度是游泳运动员十分注意的部分，很多运动表示应该降低顶棚的亮度，选择颜色较浅的顶棚，这主要是因为顶棚的颜色与亮度会产生眩光效应，不利于运动员的正常比赛。另外，部分运动员表示更喜欢体育场馆中采用自然光，这样可以帮助运动员更快的适应训练场地与比赛场地的光源差距。

综上所述，对于大部分体育运动的比赛来说，体育馆的照明会从情绪方面影响到运动员的比赛，光源过亮会造成眩光现象，光源过暗会则会降低运动员的振奋程度，因此，要选择适度的光源亮度，可以采用一部分自然光来降低人工光源带来的不利影响，为运动员创设良好的照明环境。另外，体育场馆需要降低视觉噪音的影响，观众席的灯光明暗要根据体育运动的性质来调整，对于体操、跳水等相对安静的运动比赛项目，可以适当的将观众席的灯管调暗，这样可以降低外界视觉噪音对于运动员的影响；对于篮球、足球等对抗激烈的比赛项目，则可以将观众席的灯光调亮，让运动员感受到观众的热情鼓舞，继而产生振奋的情绪，全身心的投入到比赛过程中［4］。

表1　体育场馆内部最小平均水平照度E h

3　体育照明质量检测与设计方法

传统的体育照明质量检测主要是采用测色仪器及光度仪器两种方法进行测试，利用照度计与亮度计两种方式来对照明质量进行监测。随着科学技术的发展，数码相机的成像原理及特点逐渐被应用于体育照明的质量检测，为满足体育照明质量测试的基本要求，数码相机需要具备以下几个方面的条件：能够记录摄像过程中出现每幅图像的光圈大小、曝光时间及相关参数；能够根据体育场馆环境的实际情况运用手调拍摄的功能；分辨率能够达到500万像素以上；测光范围具有足够的空间与灵敏度；对焦的范围要打，能够实现远距离目标的非接触性测试；充电电池的容量要足够大；鱼眼镜头的匹配样能够采集体育场馆中的全部信息。体育场馆内的照明质量检测既要对照度均匀度做出相关的规定，还要对亮度均匀度及眩光做出检测，在亮度均匀度方面，运动员在比赛中，视线会随着运动的速度、空间等方面不断地发生变化，再加上运动目标的不断发生位移，运动员必须要适应不同区域的亮度分布，因此，亮度过于均匀会使环境显得呆板，不易激发运动员的积极性，这需要体育馆内部的亮度分布要适应运动员比赛的特性，制定有关亮度的标准与规定，如体育馆内部的相近环境亮度应该要比被观察物的亮度低一些，也就是将相近环境与对象本身的反射比控制在0.3～0.5的范围之内。