基于DIALux 软件的篮球馆照明改造

王娟娟

（黎明职业大学信息与电子工程学院，福建泉州 362000）

一座现代化的篮球馆，不但要求建筑外形美观大方、各种体育设备齐全完善，还要求照明环境良好。其照明设计应考虑以下3 方面的因素：1）满足运动比赛时运动员的视觉要求，并且使灯光对比赛的客观影响降到最低程度；2）满足观众的视觉要求，使灯光对观看比赛时所引起的不适感觉降低到最低程度；3）满足视频转播的照明要求，尽可能提高转播质量。我国现行的《体育场馆照明设计及检测标准》（JGJ 153-2016）［1］针对这些要求，规定了不同功能的篮球比赛场地的照明指标，详见表1。本文针对某高校篮球馆的照明问题，运用DIALux 软件［2］选择合适的光源数量、配光及布灯方式对不同功能的篮球馆进行仿真模拟和照明计算，得到照明改造的最优方案。

表1 篮球馆照明标准

1 实地勘测计算

场地实景及CAD 图如图1 所示。依据照度测试要求的四角布点法［3］，将篮球比赛区域划分成矩形网格，夜晚亮灯后使用TES1330A 照度计在矩形网格4 个角点上测量照度，测量结果如图2，进而获知最大照度Emax=510 lx，最小照度Emin=140 lx，平均照度Eh=316 lx，照度均匀度U1=Emin/Emax=0.27，照度均匀度U2=Emin/Eh=0.44。与表1 对比发现，改造前的篮球馆场地照度虽然能满足正常的照明，但是不适合篮球比赛要求，更存在场地上下左右照度不均匀的情况，出现过亮或过暗的区域，不能为运动员、观众、裁判提供良好的可视条件。

图1 篮球馆实景及CAD 图

图2 夜晚开灯照度（单位：lx）

使用激光经纬仪测量篮球馆的场地尺寸，绘制体育馆的CAD 平面图，篮球场地长40 m、宽30 m、高11.5 m，符合设计标准对Ⅱ级室内体育场馆环境的要求［3］。

2 DIALux 软件仿真

将CAD 图载入DIALux 软件，并根据实际场地选择空间组建挤压体，建立CAD 图纸中的3D 物体，从而构建出篮球馆的室内外3D 模型，如图3～4。该场馆是多功能场馆，前有舞台，后有看台和过道，既可以作为彩排节目、平时体能训练场地，也可以开展篮球的一般比赛和专业比赛。因此，本文将根据这三种场景需求对该场地进行照明改造。除了篮球场外，包括体育馆在内皆作为装饰对象使用，不影响计算和最终照度测量结果。

图3 篮球馆3D 模型正面图

图4 篮球馆室外3D 模型

3 场景照明设计

体育照明要为运动员、裁判员、现场观众等提供良好的视觉环境，可以采用多种布灯方式，如两侧带状布灯法、满天星布灯法、混合布灯等。此外，目前市场上的篮球馆用灯一般采用金属卤化物灯或大功率LED 灯，本文根据不同场景需求综合选用不同灯具进行布灯。

3.1 彩排节目、平时体能训练场景

满天星布灯法，即顶部均匀布灯方式，是一般小型综合性体育场解决照明技术效果比较好的形式，适用于空间不大，地面水平照度均匀度要求较高，且无电视转播要求的体育馆。这种灯光系统的水平照度使运动员能跟踪和看清球的运动方向和速度以及其他球员的快速动作，布灯均匀排列，良好的空间照度和其均匀度成为体育场灯光设计的关键。另外，由图1 知，原场馆挑高11.5 m，已经安装了高度2 m 的支架吊顶，因此照明设计中将灯具均安装在吊顶上。选择满天星布灯法设计彩排节目、平时体能训练场景。通过比对灯具参数和模拟计算、标准对比，该场景最终选用15 盏功率200 W、光通量21 000 lm 的LED 筒灯，色温4 000 K，显色性Ra80+，光束角80°，悬挂高度2 m，灯具外观和配光曲线对称，如图5 所示，布灯位置如图6。改造效果和模拟计算结果见图7～8。由图得，平均照度Eh=349 lx，大于国标中的300 lx，U2＝Emin/Eh=0.85，远远大于国标中的0.3，平时训练场景照明改造成功。

图5 灯具外观和配光曲线对称

图6 满天星布灯法平面布置图

图7 训练场景3D 效果图

图8 训练场景的照度等值线

3.2 一般比赛和专业比赛场景

在平时训练场景布灯的基础上，补充满天星布灯方式和两侧带状布灯方式提供一般比赛和专业比赛场景的照明需求。两侧带状布灯方式就是把灯具成排布置在球场两侧，形成连续光带的照明系统。光带布灯照明均匀，运动员与球场之间的亮度比较好，用于专业比赛场合。

3.2.1 一般比赛

通过不断调试与模拟计算、标准对比，在原有顶部均匀布灯的基础上，添加10 盏功率150 W、光通量15 500 lm 的LED 筒灯，其他参数与之前灯具一致，图9 是灯具布置图，实心点是原200 WLED 位置，圆心点是附加150 W LED 位置。改造效果和模拟计算结果见图10～11。由图得，平均照度Eh=552 lx，大于国标中的500 lx，U1＝Emin/Emax=0.65，远远大于国标中的0.4，U2＝Emin/Eh=0.77，远远大于国标中的0.6，一般比赛场景照明改造成功。

图9 满天星布灯法平面布置图

图10 一般比赛场景3D 效果图

图11 一般比赛场景的照度等值线

3.2.2 专业比赛场景

通过不断调试与模拟计算、标准对比，在原有顶部均匀布灯的基础上，补充两侧带状布灯方式在篮球场地两侧添加28 盏功率80 W、光通量7 500 lm 的投射灯，色温4 000 K，显色性Ra80+，光束角80°，悬挂高度2 m，灯具外观和配光曲线对称，如图12 所示，布灯位置如图13。改造效果和模拟计算结果见图14～15。由图得，平均照度Eh=809 lx，大于国标中的800 lx，U1＝Emin/Ema=0.50，等于国标中的0.5，U2＝Emin/Eh=0.7，符合国标中的0.7 要求，专业比赛场景照明改造成功。

图12 灯具外观和配光曲线对称

图13 投射灯两侧带状布灯图

图14 专业比赛场景3D 效果图

图15 专业比赛场景的照度等值线

4 总结

综合以上仿真结果，对比如下表2，通过不同灯具和布灯方式的组合，真实再现篮球馆的照明效果，符合《体育场馆照明设计及检测标准》（JGJ 153-2016）对平时训练、一般比赛和专业比赛三种场景的照明需求，改造效果非常理想，其专业性对客户具有很大的吸引力。

表2 改造前后照明参数对比