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1、浅浅谈谈体育体育场场 馆馆 比比赛赛 场场地照明地照明 及智能控制系及智能控制系统设计导则统设计导则近年来，随着我国体育事业的蓬勃发展，全国各地每年都要新建 和改造大量的体育建筑，并在其中大量应用智能化系统。智能化 系统在体育建筑中具有重要的地位，可以比喻为体育建筑中的“ 中枢神经“系统。但是由于目前国家和行业主管部门尚未出台体 育建筑智能化相关标准，有关各方在建设过程中均感无据可依， 从而导致建设资金浪费、建筑功能不全、系统档次不均衡等问题 ，严重的甚至影响体育建筑的正常使用。尽快制定相应的行业标 准，已成当务之急。建设部工程质量安全监督与行业发展司在2003年上半年，设立了体育建筑智能化系
2、统设计导则专题研究项目，在建设部建筑智能化技术专家委员会的指导下，由国家体育总局体育设施建设和标准办公室承担。该课题结合体育建筑的特点，以系统设计为开端，重点研究体育建筑智能化系统基本架构及其技术规范。在课题研究成果的基础上，形成了本导则。而体育场(馆)比赛场地照明及自动控制系统是体育建筑智能化系统设计导则中一个系统，本文在此就体育场(馆)比赛场地照明及自动控制系统的设计作一阐述，并列出相应的系统设计导则(讨论稿)，供广大业内设计人员参考，并欢迎业内人士指正。1设计导则的依据在本设计导则的编写过程中，参考了一些国内外关于体育场(馆)的照明设计标准资料。1.1国际组织及先进国家的照明标准(1)足
3、球场照明(CIENo.57-1983);(2)体育照明装置的光度规定和测量指南(CIENo.67-1986);(3)彩色电视和电影系统用体育比赛照明指南(CIENo.83-1989);(4)室外体育和场地照明的眩光评价(CIENo.112-1994);(5)欧洲体育照明标准(CIBSE)，LG41990;(6)田径场、足球场、橄榄球场的照明基准(JISZ-9121-1995);(7)体育照明标准(北美照明手册1999);(8)多功能室内体育场馆人工照明指南(GAISF，国际体育联合会)。1.2国家照明标准(1)建筑照明设计标准(GBJ133-90修订稿);(2)室外照明测量方法;(3)体育场馆
4、设备使用要求及检验方法第一部分:室外足球场和足球兼田径场照明(国家体育总局行业标准，2004年发布);(4)体育建筑设计规范;(5)民用建筑电气设计规范。2体育场(馆)照明设计2.1照度要求2.1.1国际相关要求(1)体育场(室外足球场和足球兼田径场);国际业余田径联合会(IAAF)对田径场地的照度要求见表1;国际足联(FIFA)对足球场地的照度要求见表2。(2)多功能体育馆;国际体育联合会(GAISF)对体育馆场地照度的要求见表3、表4、表5。2.1.3本导则建议采用的要求(1)体育场(室外足球场和足球兼田径场)采用国家体育总局将于2004年底发布并推荐的行业标准体育场馆设备使用要求及检验方
5、法第一部分:室外足球场和足球兼田径场照明作为室外体育场场地灯光及控制系统设计所采用的灯光照度要求。(2)多功能体育馆对多功能体育馆(包含特殊用途的体育馆)来说，举行各种类型国际性的单项比赛，场地的灯光照度要求需满足国际单项体育组织的要求，而我国各单项运动管理中心均采用国际相关单项体育组织的标准来组织国家级的比赛，包括对用相应的国际单项体育组织要求，举办国家级的赛事。因而举办国家级以上比赛的体育馆，本导则建议按国际体育联合会(GAISF)对体育馆场地照度要求来执行，而对某些GAISF没有规定的比赛项目，其照度要求可按建筑照明设计标准中的有关规定执行。2.2照明质量要求2.2.1国际相关要求(1)
6、体育场(室外足球场和足球兼田径场)国际业余田径联合会(IAAF)对田径场地照明质量的要求见表9;国际足联(FIFA)对足球场地的照明质量要求见表10。(2)多功能体育馆国际体育联合会(GAISF)对体育馆场地照明质量的要求见表11。2.2.2国内相关要求(1)体育场。体育场馆设备使用要求及检验方法第一部分:室外足球场和足球兼田径场照明(国家体育总局行业标准，2004年发布)见表12。(2)多功能体育馆建筑照明设计标准(国家2004年发布的新标准)中规定体育建筑中各项运动项目要求的光源显色指数Ra为80，彩色电视转播时不应低于90，室外体育场的眩光指数(GR)应低于50。2.2.3本导则建议采用
7、的要求(1)体育场(室外足球场和足球兼田径场)采用国家体育总局将于2004年底发布并推荐的行业标准体育场馆设备使用要求及检验方法第一部分:室外足球场和足球兼田径场照明作为室外体育场场地灯光及控制系统设计所采用的灯光照明质量要求。(2)多功能体育馆对多功能体育馆(包含特殊用途的体育馆)来说，举行各种类型的国际性的单项比赛，场地的灯光照明质量要求须满足国际单项体育组织的要求，而我国各单项运动管理中心均采用国际相关单项体育组织的标准来组织国家级的比赛。因而举办国家级以上比赛的体育馆，本导则建议按国际体育联合会(GAISF)对体育馆场地照明质量要求来执行，而对某些GAISF没有规定的比赛项目，其照明质
8、量要求可按建筑照明设计标准中的有关规定执行。2.3照明计算方法体育场地照明常用计算方法(1)单位面积容量估算法;(2)平均照度计算法;(3)网络节点计算法。单位面积容量估算法和平均照度计算法通常用于场馆照明设计的可研和初设计阶段，而对场馆场地照明的深化设计应采用网络节点法，通过专用计算软件进行设计。照明计算时的维护系数，室外应取0.55，室内应取0.7，室外计算还应计入30%的大气吸收系数。2.4场地灯具的布置2.4.1国际相关要求2.4.1.1体育场(室外足球场和足球兼田径场)(1)国际业余田径联合会(IAAF)对田径场地灯具安装的建议。三种安装方式:杆上安装、塔上安装和利用建筑物自身的结构
9、安装。灯具安装高度最佳结果是保证眩光指数50。可参考图1来设计灯光的高度(2)国际足联(FIFA)对足球场地灯具安装的建议无电视转播场地四角布置:4个灯塔布置在4个角球区外，同时，也是在运动员正常视线之外，如图2所示。图中边线外5和底线外10是最小值，灯塔只能布置在图中深色区域内。为了球场的照度均匀，四个灯塔各负责照亮1/4的球场。灯塔高度计算公式:h=dtg式中:h:灯塔高度d:球场中心点到灯塔的距离;:球场中心点到灯塔底和顶之间的夹角，25多塔布置:通常将灯塔布置在赛场的东西两侧，所布灯塔的高度可比四角布置的低。包括四塔、六塔、八塔等布置方式。为避免对守门员的视线干扰，以球门线中点为基准点
10、，底线两侧至少10之内不能布置灯塔(见图3)。灯塔高度可按四角布置方式中的公式计算，同时灯塔高度h15m，25。电视转播场地四角布置:4个灯塔布置在4个角球区外，如图4所示，图中边线外5和底线外15是最小值，灯塔只能布置在图中深色区域内。侧向布置:在看台顶部雨棚下布置照明灯具，采用连续或断续的光带，以获取更好的照明效果。为避免对守门员及运动员在角球区运动时不受视线干扰，以球门线中点为基准点，底线两侧至少15之内不能布置照明灯具(见图5)。2.4.2国内相关要求2.4.2.1体育场(1)体育场馆设备使用要求及检验方法第一部分:室外足球场和足球兼田径场照明标准中的规定。四塔布置:按CIENo57规
11、定:灯塔的位置宜设在比赛场地对角线的延长线附近。塔身高度应使最低一排泛光灯与场地中心的连线同场地平面的夹角在25以上。从足球场边线中心处向外偏移5，限制对移向门线的运动员的眩光。在球门中心点向外偏移15，以限制开角球时球门区运动员的眩光。最低一排泛光灯和场角的连线同场角到塔基水平连线之间的夹角不应大于70。灯具安装前倾15，避免上排灯被下排灯遮挡，造成光损失。两侧布置:把泛光灯排成线状，安装在看台顶部或马道上，这样泛光灯就形成了平行于场地边线的连续光带;也可以在比赛场地两侧把泛光灯成组地分别安装在多个灯柱上(甲级及以上体育场不宜采纳)。对于有看台的甲级以上体育场，前排泛光灯到场地对边中心点的最
12、小角度应大于25，后排泛光灯到近场边线的最小角度不应小于50，对于甲级及以下体育场，泛光灯到场地中心点的最小角度应大于25，泛光灯到近场边线的最小角度不应小于45。足球比赛时，为防止眩光，在守门员视看角球方向两侧15内不宜点亮泛光灯。光带长度按体育建筑设计规范(JGJ31-2003)的要求彻行。混合布置:同一体育场内既有灯塔又有光带，布置参照4塔和两侧布置。(2)民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-1992)标准中的规定。两侧光带式布置:在罩棚(灯桥)上布灯长度宜超过球门线(底线)10m以上，如有田径比赛场地，每侧布灯总长度不宜少于160m，或采取环绕式分组布灯。泛光灯的最大光强射线至场地中
13、线与场地水平面的夹角宜为25，至场地最近边线(足球场地)与场地水平面夹角宜为4570。四角塔式布置:四角灯塔的位置宜选在球门的中线与场地底线成15，半场中心线与边线成5角的两线相交后延长线所夹的范围内，并宜将灯塔设置在场地对角线上。灯塔最低一排灯具至场地水平面的夹角宜在2030。两侧多杆式布置:对室外足球训练场地，也可采用两侧多杆(4、6、8)塔式布灯，灯杆高度不宜低于12m。泛光灯的最大光强射线至场地中线与场地水平面的夹角不宜小于20，至场地最近边线与场地水平面的夹角宜在4570(采用6灯杆时夹角可为4560，采用8灯杆时夹角可为6075)。灯杆应在场地两侧均匀布置。(3)体育建筑设计规范(
14、JGJ31-2003)标准的要求四塔照明:和FIFA中的四角布灯方式(电视转播)的一样。多塔照明:分为四塔、六塔、八塔，规定四塔照明和上述四塔照明一样;投射角不大于25，甲级及以上体育场，不宜采用多塔式布灯。光带照明:仅供足球比赛的光带长度大于球场端线10m以上;甲级及以上综合性体育场，光带长度180m;投射角25;光带可连续布置，也可根据计算分组布灯。混合照明:分别对应四塔照明、光带照明的要求。2.4.3本导则建议采用的要求对体育场的布灯设计，建议采用国家体育总局将于2004年底发布并推荐的行业标准体育场馆设备使用要求及检验方法第一部分:室外足球场和足球兼田径场照明作为室外体育场场地灯光及控
15、制系统设计所采用的灯光布置的要求。2.5场地照明供配电设计体育场(馆)的照明供电设计，宜由低压配电室引两路电源供给，互为备用，手动和自动投切。平时两路电源各带50%左右的负荷，均匀分布，保证在一路断电时，场地还能保持均匀的照度分布，使比赛还能继续进行。对举行国家级以上比赛的体育场(馆)的应急照明，要求在紧急情况下，有一半的灯具可以正常工作。在大量使用气体放电灯的体育场地照明，应考虑频闪对照明质量的影响，应把波动深度降至25%以下。供电电源的切换应保证场地的最低照明要求，可综合考虑下面的方式:(1)以市电和自备发电机为主，UPS、EPS作为辅助备用电源使用;(2)采用UPS、EPS作为备用电源使
16、用，在电源转换过程中，由UPS、EPS供电，以保证场地照明不中断;(3)通过为气体放电灯配置热触发装置，保证场地照明不中断。采用UPS、EPS作为备用电源使用，在电源转换过程中，由UPS、EPS供电，以保证场地照明不间断;2.6场地照明控制系统设计2.6.1比赛场地的灯光通常可按5种模式进行控制(1)场地举行比赛并有电视转播;(2)场地举行比赛，但没有电视转播;(3)场地进行赛前训练(模式一);(4)场地进行一般训练(模式二);(5)场地进行清扫。场地灯光智能照明控制可采用中央集中式、集散式、分布式的网络结构，远程控制和实时控制相结合。可采用智能照明控制技术尽量实现所有光源(包括金卤灯)的无级调节，延长所有受控光源的寿命，达到节省能源的目的。智能照明控制执行器应具有关闭重开延时、回路开启延时的功能;智能照明控制系统应具备多种标准的接口，以及为第三方设备提供开发的硬件接口。2.6.2体育场智能照明控制系统具有的技术要点2.6.
