北京-张家口冬奥会体育场馆的照明设计标准研究

李 农，于 猛

(北京工业大学城市照明规划设计研究所，北京 100124)

北京-张家口冬奥会体育场馆的照明设计标准研究

李 农，于 猛

(北京工业大学城市照明规划设计研究所，北京 100124)

体育比赛的场地照明作为重要的赛事系统和技术支撑，为保障冬奥会赛事的正常进行和转播发挥着至关重要的作用。本文通过对国内外相关规范和标准的梳理，在对冬奥会体育场馆照明设计的需求特性进行分析的基础上，最终提出我国举办冬奥会场馆应有的照明设计标准。

冬奥会体育场馆；照明设计；照明标准

引言

我国已成功申办2022年冬奥会，相应的体育场馆建设改造工程也已提上议事日程。由于比赛项目的多样性及赛事的重要性，冬奥会场馆的照明设计要求更加严格。除为运动员、裁判员、现场观众及其他各类人员提供充足、均匀的水平照度和垂直照度外，还应考虑摄像要求及更严格的眩光控制，以便充分为各方面使用人群提供最佳照明。

由于我国首次成功申办冬奥会，缺少高标准体育场馆建设的经验和指导，因此有必要进行针对性的研究。当然首先需要针对照明标准进行系统科学的研究，以便获得既符合国际通行标准又符合我国国情的照明设计标准。

1 第24届冬奥会体育场馆简介

冬奥会比赛项目传统分为冰上和雪上两大类：冰上项目包括速度滑冰、短道速滑、花样滑冰、冰球、冰壶；雪上比赛项目包括越野滑雪、跳台滑雪、北欧两项、高山滑雪、自由式滑雪、单板滑雪、冬季两项、雪车和钢架雪车。

据北京冬奥会申办委员会官方网站显示[1]，第24届北京-张家口冬奥会共设十五大比赛项目，计划使用25个场馆。场馆分布北京、延庆和张家口3个赛区。北京赛区将举行全部冰上项目，具体是国家游泳中心(冰壶)、国家体育馆(冰球)、首都体育馆(花样滑冰和短道速滑)以及准备新建的国家速滑馆(速度滑冰)。雪上项目将分别在延庆赛区和张家口崇礼赛区举行，比赛场地分别为北欧两项和冬季两项中心(越野滑雪、跳台滑雪、北欧两项、冬季两项)、国家高山滑雪中心(高山滑雪)、云顶滑雪公园(自由式滑雪、单板滑雪)和国家雪车雪橇中心(雪车、钢架雪车、雪橇)。

2 冬奥会照明标准分析

2.1 参考照明标准和要求

为了充分了解国内外有关冬季运动体育项目照明标准的情况，以及我国目前标准的水平，本文选取了如下国内外重要且典型的照明标准和要求进行比较：

1)《体育场馆照明设计及检测标准》(JGJ 153—2007)[2]及其最新修订版JGJ 153—2016(征求意见稿)[3];

2)《建筑照明设计标准》(GB 50034—2013)[4];

3)《体育场所开放条件与技术要求第7部分：滑冰》(GB 19079.7—2013)[5];

4)《天然材料体育场地使用要求及检验方法 第3部分：运动冰场》 (GB/T 19995.3—2006)[6];

5)《冰上运动照明》(CIE 45—1979)[7];

6)《体育赛事中用于彩电和摄影照明的实用设计准则》(CIE 169—2005)[8];

7)《关于彩色电视和电影系统用体育比赛照明指南》(CIE 83—1989)[9];

8)《室内外体育场馆人工照明指南》(GAISF—2006)[10];

9)《北美照明手册》(IESNA—2011)[11];

10)《体育场所开放条件与技术要求 第6部分：滑雪场所》(GB 19079.6—2013)[12];

11)2014年索契冬奥会相关照明要求。

2.2 国内外冰上运动体育场馆照明标准比较

国内外冰上运动各照明标准的比照表见表1。其中体育场馆照明使用功能依照JGJ 153分级，即Ⅰ：训练和娱乐活动；Ⅱ：业余比赛、专业训练；Ⅲ：专业比赛；Ⅳ：TV转播国家、国际比赛；Ⅴ：TV转播重大国家、国际比赛；Ⅵ：HDTV转播重大国际比赛。GB 50034和GAISF的分级方法与JGJ 153相同，但IESNA—2011的分级方法有所不同，其中四个等级I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中，Ⅰ为观众超过5 000人的专业比赛，Ⅱ为观众不超过5 000人的比赛，Ⅲ为有少数观众的比赛，Ⅳ为对观众数量没有要求的低水平比赛或者娱乐活动，且未提及电视转播的照明要求。另外，照明的参考平面及其高度分别为：无电视转播是冰面，有电视转播是冰面上1.5 m。

由于《体育场所开放条件与技术要求第7部分：滑冰》仅提到室内滑冰场所水平照度不低于600 lx，《天然材料体育场地使用要求及检验方法 第3部分：运动冰场》提到竞赛用冰面照度应不小于1 500 lx和训练用冰面照度应不小于300 lx,故没有放入比照表中。CIE 45里面只涉及训练和比赛两项，没有进一步细分，并且只有部分照明标准(训练时水平照度：速滑100 lx、花样滑冰200 lx、冰球200 lx;比赛时水平照度：速滑200 lx、花样滑冰500 lx、冰球500 lx)，故也没有放入。根据比照表1的比较结果，有以下特征：

1)JGJ 153相较于GB 50034和IESNA《照明手册》，其照明标准体系更为完善；JGJ 153修编的征求意见稿在冰上运动方面相较于修编前版本标准变化不大，仅在水平照度与垂直照度比，以及观众席前排垂直照度与场地垂直照度之比方面做了微调；

2)GAISF的相关照度标准值与JGJ 153修编征求意见稿相比，个别指标虽有差异但总体相当；

3)总体上看我国冰上运动照度标准值较为适中。

2.3 国内外雪上运动照明标准比较

国内外雪上运动各照明标准的比照表见表2。由于雪上项目的正式比赛一般在室外白天举行，一般无要求。但是考虑到天气变化(如天气起雾等)、比赛训练、电视转播，以及赛后利用等方面因素，也可以考虑设置电气照明。

GB 50034、JGJ 153—2007等国家标准、行业标准及体育组织对这部分照明标准涉及甚少，多数只是少许概括，只在《体育场所开放条件与技术要求第6部分：滑雪场所》(GB 19079.6—2013)规定开放夜场水平照度不低于100 lx；且在CIE 169和CIE 83中对滑雪仅有部分要求,如不同拍摄距离的垂直照度及照度均匀度等；而索契冬奥会安排越野滑雪、冬季两项和北欧两项在白天举行，对照明无要求，仅对有摄像要求的场所提出了照明要求(平均垂直照度Evave规定主摄像相机≥1 400，辅摄像机≥1 000；光源色温≥5 600，显色指数≥90)。根据比照表2的结果，有以下特征：

表1 国内外冰上运动项目照明设计标准的比较
Table 1 Comparison of the ice sports lighting design standards at home and abord

注：(1)◆表示速度滑冰的标准值，无特殊说明的速度滑冰与其他冰上运动的取值相同； (2)JGJ 153—2007规定：①冰球、花样滑冰、冰上舞蹈、短道速滑应提供足够的照明消除围板产生的阴影，并应保证在围板附近有足够的垂直照度，应增加对球门区的照明;②速度滑冰对观众和摄像机，冰面的反射眩光应减至最小。内场照明应至少为赛道照明水平的1/2;③征求意见稿规定为节约成本，TV应急照明适用于国际和重大国际比赛，其照度标准值宜为HDTV转播照明的50%，且不应低于750lx； (3)Eh和Ev分别表示水平照度与垂直照度； (4)Evmai和Evaux分别表示主摄像机方向垂直照度和辅摄像机方向垂直照度； (5)Uh和Uv分别表示水平照度均匀度和垂直照度均匀度； (6)Uvmai和Uvaux分别表示主摄像机方向垂直照度均匀度和辅摄像机方向垂直照度均匀度； (7)U1和U2分别表示最小照度与最大照度之比和最小照度与平均照度之比； (8)Ehave/Evave表示场地水平照度与垂直照度的平均值之比； (9)Evfs/Ev表示观众席前排的垂直照度与场地垂直照度之比。

表2 CIE及JGJ 153—2016(征求意见稿)的比较
Table 2 Comparison of the snow sports lighting design standards of CIE and JGJ153—2016

注： (1)A类、B类、C类表示运动项目分类： A类：射箭、田径、台球、保龄球、冰上冰壶、标枪、跳水、跳水、马术、射击、落袋台球、游泳； B类：羽毛球、棒球、雪橇、足球、体操、手球、曲棍球、滑冰、柔道、空手道、草地网球、赛跑、轮轴、高山滑雪、滑雪、垒球、速度滑冰、排球、摔跤； C类：拳击、板球、击剑、冰球、长曲棍球、橡皮球、乒乓球； (2)JGJ 153—2016(征求意见稿)规定：雪上运动包括：自由式滑雪 、高山滑雪、跳台滑雪和雪车(越野滑雪、冬季两项和北欧两项一般在白天举行，对照明无要求)；高山滑雪、跳台滑雪场 、雪车(雪橇)Ⅰ、Ⅱ级无照明要求；*表示跳台滑雪的标准值，●表示雪车的标准值，无特殊说明的跳台滑雪及雪车与其他雪上运动取值相同；跳台滑雪起跳区及其周围的亮度比至少为5∶1，以保证边界清晰可见； (3)表中各符号含义与表1相同。

1)CIE 83—1989与CIE 169—2005的摄像方面的照明要求大致相同，但在垂直照度的数值和光源要求等方面略有不同；

2)JGJ 153—2016(征求意见稿)中新增了雪上运动的照明标准，其相较于CIE的标准虽表述方式有所差异，不仅相对详细，而且整体上看，要求相对较高；

3)总体上看JGJ 153—2016(征求意见稿)给出的雪上运动照明标准较为适中。

3 各类照明标准分析结论

体育照明标准的制定首先需要考虑的是保障体育比赛的正常进行，其次需要考虑裁判员可以准确迅速做出判断，并使在场的观众得以轻松地欣赏运动员的技术动作和使彩色电视转播的画面清晰逼真，除此之外还需要考虑国家的整体实力或经济发展水平。总之，照明设计标准必须综合全面考虑多方面的影响因素。

根据表1和表2的比较分析，我国JGJ 153—2016(征求意见稿)所确定的照明标准基本合适，若届时存在HDTV转播的计划，建议Evaux由1 400 lx提高到1 500；建议Ehave/Evave控制在1.75左右为宜。

4 结束语

通过上述针对冬季体育运动照明的比较分析研究，可以发现我国目前制订的JGJ 153—2016(征求意见稿)的照明标准基本符合国际的水平，这足以体现了我国的经济实力和照明科技水平。通过本研究不但可以使照明设计师全面了解国内外冬季体育运动场馆的相关标准，而且还可以根据运动场馆建设或改造的实际情况，参考本研究的相关结果展开相关设计，从而设计出高质量的冬季运动体育场馆的照明，最终为运动员、裁判员和观众带来高品质的视觉感受。

[1] 北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会.赛区场馆 [EB/OL].http://www.beijing2022.cn/.

[2] 体育场馆照明设计及检测标准:JGJ 153—2007[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3] 体育场馆照明设计及检测标准：JGJ 153—2016(征求意见稿)[S].

[4] 中国建筑科学研究院. 建筑照明设计标准：GB 50034—2013[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2013.

[5] 体育场所开放条件与技术要求第7部分：花样滑冰场所：GB 19079.7—2013[S]. 北京：中国标准出版社，2013.

[6] 天然材料体育场地使用要求及检验方法 第3部分：运动冰场：GB/T 19995.3—2006[S]. 北京：中国标准出版社，2006.

[7] Lighting for ice sports: CIE 45—1979[S]. CIE，1979.

[8] Practical design guidelines for the lighting of sport events for color television and filming: CIE 169—2005[S]. CIE，2005.

[9] Guide for the lighting of sports events for color television and film systems: CIE 83—1989 [S]. CIE，1989.

[10] 国际体育联合会(GAISF).室内体育场馆人工照明指南[M].2006.

[11] IES. THE LIGHTING HANDBOOK [M]. Tenth Edition. IESNA，2011.

[12] 体育场所开放条件与技术要求 第6部分：滑雪场所：GB 19079.6—2013[S].北京：中国标准出版社，2013.

Research on Lighting Design Standards of the Winter Olympic Sports Venues in Beijing and Zhangjiakou

LI Nong, YU Meng

(UrbanLightingPlanningandDesignResearchInstitute,BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)

The sports venue lighting as an important tournament system and technical support for sports competitions play a crucial role. This article through the national norms and industry standards, analysis of the demand characteristics of winter sports stadium lighting design, finally, we put forward the China host the Winter Olympics venues lighting recommended standards.

winter olympic sports stadium; lighting design; lighting standards

TM923

A

10.3969/j.issn.1004-440X.2017.02.015