一座現(xiàn)代化體育場(chǎng)館，必須有良好的照明環(huán)境，保證視覺(jué)效果，滿足觀眾、參賽人員和電視轉(zhuǎn)播等對(duì)比賽的照明要求，那么，你真的知道體育場(chǎng)的照明方式是如何設(shè)計(jì)的嗎?

　　1 、四角布置

　　四角布置燈具以集中形式與燈桿結(jié)合布置在比賽場(chǎng)地四角。直到今天許多體育場(chǎng)的照明設(shè)施還是四角布置，在場(chǎng)地四角設(shè)置四個(gè)燈桿，塔高—般為35-60m，常用窄光束燈具。這種布置型式適用于無(wú)雨棚或雨棚高度較低的足球場(chǎng)地。這種方式照明利用率低、維護(hù)檢修較困難、造價(jià)較高。

　　合適的燈桿位置見(jiàn)下圖1，最下排投光燈至場(chǎng)地中心與地面夾角宜不小于25°，以此確定燈桿的高度，因此，燈桿距場(chǎng)地中心點(diǎn)的距離不同，燈桿的高度也不同，見(jiàn)表3;球場(chǎng)底線中點(diǎn)與場(chǎng)地底線向外成10°角(有電視轉(zhuǎn)播成15°角)、球場(chǎng)邊線中點(diǎn)與邊線向外成5°角的兩條相交叉點(diǎn)后延長(zhǎng)線形成的三角區(qū)域內(nèi)為布置燈桿的位置。通過(guò)采用各種不同光束角投光燈的投射，在場(chǎng)地上可形成一個(gè)適宜的照度分布。

圖1 四角布燈燈桿的位置

【燈具安裝高度與燈桿至場(chǎng)地中心點(diǎn)距離的關(guān)系】

　　注：表中h為燈拍最下排投光燈至場(chǎng)地的垂直距離，燈桿的實(shí)際高度加上燈拍最下排的高度。

　　但是今天電視轉(zhuǎn)播需要有更高而均勻的垂直照度，而且要求的入射在場(chǎng)地較遠(yuǎn)部分的光的角度遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于規(guī)定的限額。由于采用大型氣體放電燈而獲得的較高亮度而產(chǎn)生的影響，加上傳統(tǒng)的燈塔(燈桿的一種)高度之高，使之不可避免地產(chǎn)生過(guò)度的眩光。

　　這種四角布燈型式存在的缺點(diǎn)是：不同觀看方向的視覺(jué)變化幅度較大，陰影較深，從彩色電視轉(zhuǎn)播看，要滿足各方向垂直照度，又要把眩光控制好，確實(shí)是比較困難的。如要滿足 Ev/Eh 比值要求和減少眩光，對(duì)四角照明方式，有必要采取一些改進(jìn)措施。

　　(1)把四角位置向兩側(cè)和邊線外移動(dòng)，使場(chǎng)地對(duì)面和四個(gè)角能獲得一定的垂直照度。

　　(2)在電視主攝像機(jī)方向一側(cè)的燈桿上增加投光燈數(shù)，加強(qiáng)光束投射。

　　(3)在電視主攝像機(jī)方向一側(cè)的看臺(tái)頂上補(bǔ)充光帶照明，要注意控制眩光，不應(yīng)使場(chǎng)地兩端的觀眾查覺(jué)出來(lái)。

　　2 、多桿布置

　　多桿布置是兩側(cè)布置的一種形式，兩側(cè)布置是燈具與燈桿或建筑馬道結(jié)合、以簇狀集中或連續(xù)光帶形式布置在比賽場(chǎng)地兩側(cè)。顧名思義，多桿布置型式是在場(chǎng)地兩側(cè)設(shè)置多組燈桿(或燈桿)見(jiàn)圖2，適用于足球練習(xí)場(chǎng)地、網(wǎng)球場(chǎng)地等。它的突出優(yōu)點(diǎn)是用電量較省，垂直照度與水平照度之比較好。由于燈桿較低，這種布燈型式還有投資較少，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。

圖2 多桿式布置

1——燈桿，2——球場(chǎng)，3——看臺(tái)

　　燈桿要均勻布置，可布置4塔、6塔或8塔，投射角大于25°，至場(chǎng)地邊線投射角最大不超過(guò)75°。

　　這種布燈一般使用中光束和寬光束投光燈，如有觀眾看臺(tái)，瞄準(zhǔn)點(diǎn)布置工作要十分細(xì)致。這種布燈的缺點(diǎn)是：當(dāng)燈桿布置在場(chǎng)地和觀眾席之間時(shí)，會(huì)遮擋觀眾視線，消除陰影比較困難。

　　在沒(méi)有電視轉(zhuǎn)播的足球場(chǎng)，側(cè)向布置照明裝置多采用多桿式布置方式，經(jīng)濟(jì)性較好，見(jiàn)圖3。通常將燈桿布置在賽場(chǎng)的東西兩側(cè)，一般來(lái)說(shuō)，多桿布燈的燈桿高度可以比四角布置的低。為了避免對(duì)守門員的視線干擾，以球門線中點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，底線兩側(cè)至少10°(沒(méi)有電視轉(zhuǎn)播時(shí))之內(nèi)不能布置燈桿。

圖3 無(wú)電視轉(zhuǎn)播賽場(chǎng)側(cè)向布置燈具

④-側(cè)向四角;●-側(cè)向六塔式;⑧-側(cè)向八塔式

　　多桿布燈的燈桿高度計(jì)算，計(jì)算用三角形與球場(chǎng)垂直、同時(shí)與底線平行(見(jiàn)圖4)，Φ≥25°，同時(shí)燈桿高度h≥15m。

圖4 無(wú)電視轉(zhuǎn)播賽場(chǎng)多桿布燈燈桿高度

　　周圈布置燈具是多桿布置的一種特殊形式，主要用于棒球場(chǎng)和壘球場(chǎng)的照明。棒球場(chǎng)燈具布置最好采用6根或8根燈桿布置方式，壘球場(chǎng)通常采用4根或6根燈桿布置方式，也可在觀眾席上方的馬道上安裝燈具。燈桿應(yīng)位于四個(gè)壘區(qū)主要視角20°以外的范圍,即燈桿不應(yīng)設(shè)置在圖4中的陰影區(qū)。

　　燈桿高度需滿足燈具投射角度不大于70°的要求，根據(jù)北美標(biāo)準(zhǔn)，燈桿高度按如下要求計(jì)算：

　　1)燈桿A1和A2上燈具的最小安裝高度應(yīng)按公式1計(jì)算。

　　ha≥27.43+0.5d1 (1)

　　式中，ha——A1、A2燈桿上燈具的安裝高度，單位m;

　　d1——A1、A2燈桿距場(chǎng)地邊線的距離，單位m;

　　2)燈桿B1、B2上燈具的最小安裝高度應(yīng)按公式2計(jì)算。

　　hb≥d2/3 (2)

　　式中，hb——B1、B2燈桿上燈具的安裝高度，單位m;

　　d2——通過(guò)B1(B2)燈桿作一條平行于邊線的直線，該直線與場(chǎng)地中線相交，此交點(diǎn)與B1(B2)燈桿的水平距離為d2，單位m;

　　3)燈桿C1~C4上燈具的最小安裝高度應(yīng)按公式3計(jì)算。

　　hc≥d3/2 (3)

　　式中，hc——C1~C4燈桿上燈具的安裝高度，單位m;

　　d3——C1~C4燈桿上的燈具最遠(yuǎn)投射距離，單位m;

　　4)燈桿上的燈具最低安裝高度不應(yīng)小于21.3m。

圖5 棒(壘)球場(chǎng)燈桿位置

　　3、光帶式布置

圖6 光帶式布置

1——光帶，2——看臺(tái)，3——場(chǎng)地

　　光帶布置是兩側(cè)布置的另一種形式，即把燈具成排地布置在球場(chǎng)兩側(cè)，形成連續(xù)光帶的照明系統(tǒng)，見(jiàn)參圖6。光帶布燈照明均勻，運(yùn)動(dòng)員與球場(chǎng)之間的亮度比較好，目前世界上公認(rèn)這種布燈方式可以滿足彩色電視轉(zhuǎn)播、高清電視轉(zhuǎn)播甚至超高清電視轉(zhuǎn)播的要求。

　　光帶長(zhǎng)度需超過(guò)球門線 10m 以上，對(duì)于甲級(jí)、特級(jí)綜合體育場(chǎng)，光帶長(zhǎng)度一般不小于180m，燈具的投射角不宜小于25°。有的體育場(chǎng)光帶照明離場(chǎng)地邊線很近(其夾角在65°以上)，距離光帶較近的場(chǎng)地一側(cè)就不能獲得足夠的垂直照度，這樣就要增加后排照明系統(tǒng)。

　　國(guó)際足球聯(lián)合會(huì) FIFA 于 2011年頒布了新版的《足球場(chǎng)》標(biāo)準(zhǔn)，足球場(chǎng)照明增加了不能布置燈具區(qū)域，意在保障運(yùn)動(dòng)員、裁判員避免眩光的影響，具體是下列部位(見(jiàn)圖7)不能布置燈具：

　　首先，以底線中點(diǎn)為中心，當(dāng)有電視轉(zhuǎn)播時(shí)底線兩側(cè)各15°角范圍內(nèi)的空間;當(dāng)沒(méi)有電視轉(zhuǎn)播時(shí)底線兩側(cè)各10°角范圍內(nèi)的空間。

　　其次，場(chǎng)地中心25°仰角球門后面空間內(nèi)。

　　第三，以底線為基準(zhǔn)，禁區(qū)外側(cè)75°仰角與禁區(qū)短邊向外延長(zhǎng)線20°角圍合的空間，但圖7中所示區(qū)域除外。當(dāng)然，綜合性體育場(chǎng)布置燈具不受此限制，但足球模式時(shí)這些限制區(qū)域不能開(kāi)燈。

圖7 足球場(chǎng)不應(yīng)布置燈具區(qū)域示意圖

　　一般光帶式布置多采用幾種不同光束角的投光燈組合投射，窄光束用于遠(yuǎn)投，中光束用于近投。

　　光帶式布置的缺點(diǎn)是：要求控制眩光的技術(shù)比較嚴(yán)格，物體實(shí)體感稍差。

　　4、混合式布置

　　混合式布置是把四角和兩側(cè)布置(含多桿布置、光帶式布置)有機(jī)地組合在一起的布燈方法，見(jiàn)圖8，是目前世界上大型綜合性體育場(chǎng)解決照明技術(shù)和照明效果比較好的一種布燈型式。

圖8 光帶、燈桿混合式布置

1—燈桿;2—光帶

　　混合式布置具有兩種布燈的優(yōu)點(diǎn)，使實(shí)體感有所加強(qiáng)，四個(gè)方向的垂直照度和均勻度更趨合理，但眩光程度有所增加。此時(shí)，四角往往不是獨(dú)立設(shè)置，而是與建筑物結(jié)構(gòu)統(tǒng)一起來(lái)，因而造價(jià)較省。

　　四角用的投光燈多為窄光束，解決光線遠(yuǎn)投問(wèn)題;光帶多為中光束、窄光束，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)、中、近投光。由于是混合布置，四角的投射角和方位布置可以適當(dāng)靈活處理，光帶布置的長(zhǎng)度也可適當(dāng)縮短，光帶高度也可適當(dāng)降低。

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　　課程名稱：體育照明設(shè)計(jì)

　　課程導(dǎo)師：

李炳華

悉地(北京)國(guó)際建筑設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司，

電氣總工程師、設(shè)計(jì)副總裁;

教授級(jí)高級(jí)工程師、國(guó)家注冊(cè)電氣工程師、高級(jí)照明設(shè)計(jì)師;

同時(shí)，兼任北京市建筑工程學(xué)院客座教授、碩士研究生導(dǎo)師;

2008年北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)——鳥巢電氣總設(shè)計(jì)師;

《體育照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》主編。

邵文濤

云知光照明學(xué)院講師

云知光嗖嗖選燈技術(shù)總監(jiān)

云知光照明應(yīng)用研究中心(LARC)主任

八年體育照明設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

曾任 GE 照明亞太區(qū)應(yīng)用工程師(駐新加坡)

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