某多功能体育馆照明设计与控制

郑大宇

（中国航空规划设计研究总院有限公司）

1 引言

体育运动是随着人类社会的发展而不断发展起来的，是人们生活的重要组成部分。随着经济不断地发展和提高，人们除积极地参加各种体育运动外，还积极到现场或通过电视转播观看比赛。一个体育馆要想正常发挥其健身、训练、比赛及电视转播等功能，则离不开场地良好的人工照明。其中，多功能体育馆比专业体育馆比赛项目多、且使用功能更广泛，照明设计及照明控制系统设计更复杂、难度更大。以下通过国外已竣工某国家级多功能体育馆具体案例，详细介绍多功能体育馆的照明设计和照明控制，以求对以往的设计进行总结。

2 多功能体育馆的照明设计

某国家准备在首都新建一座多功能体育馆，优先考虑国家的优势项目手球和篮球，其次是考虑国家准备推广的拳击和排球等项目，最后要求要兼顾一些乒乓球、摔跤等奥运项目。由于当地没有自己国家的设计标准，决定参考当时有效的中国国家标准《民用建筑电气设计规范》（JTJ/T/16-92）[1]进行设计。体育馆照明包含：内场照明（比赛场地）、外场照明（观众区、转播区及其他附属区域）和夜景照明。其中外场照明和夜景照明设计相对比较简单，不再赘述，主要介绍内场照明设计。

根据场地大小及结构形式，确定沿场地长边两侧马道上设置照明灯具。根据场地照度要求，确定根据拳击高清转播场地照度要求最大值2500Lx 进行设计，确定本多功能体育馆采用76 盏某品牌1000W 金属卤素灯作为场地照明光源。并用软件模拟调整各灯具安装位置及角度，满足场地均匀度及眩光要求。灯具布置如图1 所示。

3 多功能体育馆的照明灯具分组与照明控制

3.1 灯具分组

根据手球场地及照度要求，选择56盏灯具做为手球比赛灯具，在球门区、罚球区、发球区增加垂直照度，使电视直播中关键时刻及争议判罚时，慢镜头回放中画面更加清晰。

图1 灯具布置示意图

根据篮球场地及照度要求，选择56盏灯具做为篮球比赛灯具，在场地中央区、罚球区、篮板区增加垂直照度，使电视直播中关键时刻及争议判罚时，慢镜头回放中画面更加清晰。

根据排球场地及照度要求，选择56盏灯具做为排球比赛灯具，在排球网区域、发球区增加垂直照度，使电视直播中关键时刻及争议判罚时，慢镜头回放中画面更加清晰。

根据拳击、手球、篮球、排球等四种比赛中使用灯具，对灯具进行详细分组，其余比赛根据照度值要求，与上述四种比赛灯具兼用或者部分利用。根据各使用工况，对灯具进行分组，每一回路最少带2 盏灯具、最多带6 盏 灯具。

根据中国国家标准《民用建筑电气设计规范》（JTJ/T/16-92）[1]中要求，由变压器至比赛灯具末端灯具电压降不得超过3%。在设计中，由变电站至照明控制箱电压降控制在2%，根据每一回路所带负荷不同及线路长度不同，选择3×6mm2至3×16mm2规格电缆为灯具供电，将由配电箱至各回路末端灯具电压降控制在1%。

在满足照明质量的前提下，优先采用在当时比较节能的金属卤化物灯高效气体放电光源。在设计时应对设计方案进行优化，尽量使每一套灯具在不同比赛时均可使用，以减少投资。提高所选灯具功率因数，以减少电能消耗。

由于金属卤化物灯在突然断电以后，需要一段时间冷却，然后才能再次启动。由于当地市政电源供电连续性不是很好，为防止在市政电源断电以后，柴油发电机组需要15s 的时间才能正常供电，为保证比赛照明供电的连续性，选择备用时间为15min 的EPS 做为备用电源，防止金属卤化物灯在突然断电以后需要冷却时间再启动。

3.2 灯光控制

近年来，随着照明控制系统的推广与应用，多功能体育馆的灯光控制可由照明控制系统编程实现，通过程序编制，将不同种类比赛所用的灯具集中开关，以减少人工操作的复杂性及防止误操作。根据比赛模式及灯具分组情况，本多功能体育馆设置开灯模式如表1 所示。

除利用PLC 编程控制以外，为保证在PLC 发生故障时配电箱还能手动一键开灯/关灯，配电箱另外设置了拳击高清转播、手球电施转播、篮球电视转播、排球电视转播等四种手动一键开灯/关灯模式。

除了以上两种开灯模式以外，在配电箱上另外设置了手动开灯、关灯模式。工作人员需要对照开灯模式表格，在举行不同比赛的时候，开启相应回路的比赛灯具。

通过以上三种开灯模式的控制，可以保证在平时工作人员可以简单开关比赛灯具。在电子设备发生故障时，工作人员可以利用手动一键开灯/关灯模式或者比赛开灯表格，手动开灯/关灯，来保证比赛的顺利举行。

表1 照度设计结果汇总表

4 结语

灯具安装后，施工监理、设计单位、施工单位三方通过现场设置1m×1m 间距检测点，利用逐点法共同检测，照度水平照度及垂直照度均满足电视转播及平时使用要求。灯光控制系统能够满足设计要求，在不同比赛模式下自动或者手动开灯/关灯。体育馆竣工以后，已经顺利地进行了手球和篮球等洲际比赛，东道主连续卫冕了手球冠军，对体育馆赞不绝口。

近年来，随着体育的发展和电视的普及，电视转播与体育竞赛的联系十分紧密。电视产品的每一次升级都对电视转播提出了更高的要求，也对体育照明提出了更高的标准。对于我们新建的每一座多功能体育馆，不但要有良好的建筑造型，而且还要有良好的人工照明来保证现场观众的良好视觉和电视转播的综合要求。所以，良好的照明在综合体育馆占有重要的地位。