體育場館照明設計小知識！
體育場館照明設計
體育照明的功能性要求很高，特別是有電視轉(zhuǎn)播的體育場館對照明的功能性要求就更高，體育場館中的高照度、高均勻度、高光源顯色性等除了要求有好的照明產(chǎn)品、合理的馬道設置和高水平的照明設計以外，隨之而來的還有高的耗電量。
大量的實測調(diào)查表明，由于馬道位置即燈具安裝高度設計不合理，不但直接影響各項照明技術指標，而且還會造成電能的大量浪費。本文將通過對大量體育場館的實測調(diào)查，對照明設計的各項技術指標以及影響照明功率密度的主要因素進行分析，以便為照明設計師在進行體育場館照明設計時提供參考依據(jù)。
1、 場館的數(shù)量和功能等級

實測調(diào)查的比賽場館中以室外體育場和綜合體育館居多，功能等級V級的場館個數(shù)略高于Ⅳ級和Ⅵ級。見表1。

1.2、燈具安裝高度與功能等級
根據(jù)燈具安裝高度統(tǒng)計結(jié)果可得出以下結(jié)論：
(1)體育場燈具安裝高度在40m≤h<50m之間的個數(shù)占各種高度總數(shù)的45.7%，也就是說現(xiàn)有體育場的燈具安裝高度幾乎有一半都在40m～50m之間；體育館、網(wǎng)球館、游泳館燈具安裝高度在15m≤h<25m之間的個數(shù)占各種高度總數(shù)的60%以上，也就是說體育館的燈具安裝高度一般都在15m～25m之間。

(2)總體來說，燈具高度偏低時，低級別(Ⅳ)比賽場館出現(xiàn)的幾率偏大；燈具高度偏高時，高級別(Ⅵ)比賽場館出現(xiàn)的幾率偏大，因為高級別是指重大賽事、高清電視轉(zhuǎn)播，體育場館容納的觀眾席座位多，體量大，馬道的位置(燈具安裝高度)也會相應提高。燈具安裝高度范圍以及與運動等級的關系見表2～表3：

2 、統(tǒng)計數(shù)據(jù)誤差分析與數(shù)據(jù)取舍
在實測調(diào)查的900多個場館數(shù)據(jù)中由于各種原因，如馬道位置設置不合理、燈具配光選擇不當以及建筑結(jié)構遮擋嚴重等，造成有的數(shù)據(jù)離散性較大，根據(jù)統(tǒng)計學原理，按誤差理論對數(shù)據(jù)進行取舍。
3、統(tǒng)計學允許的合理誤差范圍
誤差概率分布：當統(tǒng)計值的誤差介于±0.6745 (標準誤差)范圍時，概率為50%；誤差介于±2 范圍時，概率為95%；誤差介于±3 范圍時，概率為99.7%；誤差出現(xiàn)在±3 范圍以外的幾率只有0.3%。
在有限的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，一般選擇概率誤差3 至5 作為合理誤差范圍或統(tǒng)計上允許的最大概率誤差。
3.1、可疑統(tǒng)計值的取舍方法
通常在一組統(tǒng)計值中會發(fā)現(xiàn)某一統(tǒng)計值與其余統(tǒng)計值相差很大，如果保留這一數(shù)值，則對平均值及或然誤差都將產(chǎn)生很大影響，如果沒有充分的理由，則只有根據(jù)誤差理論決定數(shù)值的取舍才是正確的。決定數(shù)據(jù)取舍的步驟如下：
(1)求出算術平均值以及單個數(shù)值的概率誤差，計算時可疑數(shù)據(jù)均應包括在內(nèi)；
(2)算出可疑的較大偏差與概率誤差之比 ；
(3)根據(jù)表4中所列統(tǒng)計量個數(shù)(n)與對應的偏差d同概率誤差y之比( )，決定數(shù)據(jù)的取舍；

(4)如果統(tǒng)計值的 大于表中的 ，則可舍掉這一統(tǒng)計值。

上述數(shù)值舍棄法則是根據(jù)Chauvenet數(shù)值舍棄標準簡化而來的。
根據(jù)以上原則對實測調(diào)查的數(shù)據(jù)進行了處理，舍棄了個別離散性大的可疑數(shù)值。
4、 實測調(diào)查結(jié)果分析
實測調(diào)查結(jié)果表明：對于大多數(shù)體育場館來說，由于采用了高性能的光源、燈具產(chǎn)品，具有高效、環(huán)保、節(jié)能、長壽命等特點，加上高水平的照明設計，各項技術指標基本上都能達到
4.1、照明指標與照明節(jié)能
(1)照度和照度均勻度是照明設計中的重要指標，也是照明檢測中的主要內(nèi)容，特別是電視轉(zhuǎn)播對攝像機方向的垂直照度及其照度均勻度有很高的要求，當場地建筑條件(馬道過短或過于靠近場地)或其他條件(運動員正前方不能布燈)受到限制時，這一指標很難達到，實踐證明燈桿和馬道的位置對實施照明方案特別重要，因此在建筑設計時應給予重視；
(2)照度比率：指平均水平照度與平均垂直照度之比，無電視轉(zhuǎn)播時，水平照度值有具體規(guī)定，有電視轉(zhuǎn)播要求時，標準中只對水平照度值規(guī)定一個范圍，即平均水平照度為平均垂直照度的0.75～1.5倍，垂直照度的取值主要由攝像杌類型和電視轉(zhuǎn)播的要求決定，水平照度與垂直照度之比值主要是為了保證整個的照明效果和照明立體感。

控制這項指標有時比較困難，特別是當受到場地和馬道條件的限制時，往往需要通過提高水平照度的方法來提高垂直照度值，致使這一比值過大，這樣不僅影響照明質(zhì)量，而且還會大大增加照明功率，造成能源浪費。通過合理的照明設計，將這一指標有效地控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，對提高照明質(zhì)量和節(jié)約電能有很重要的意義。本調(diào)查結(jié)果所得照度比率如表5所示。

國際照明委員會(CIE)、國際體育聯(lián)合會(GAISF)規(guī)定平均水平照度和平均垂直照度的比值在0.5～2.0之間，國際廣播電視服務機構(OBS)規(guī)定主賽區(qū)(PA)的比值為0.75～1.5，總賽區(qū)(TA)的比值為0.5～2.0，根據(jù)編制組對我國體育場館的實測調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果表明，體育場水平照度與垂直照度之比定在0. 75～1.8；體育館的定在1.0～2.0之間比較合理，這樣更有利于節(jié)能。
4.2、照明功率密度值
我國《建筑照明設計標準》、《城市道路照明設計標準》和《城市夜景明設計規(guī)范》中對辦公建筑、商業(yè)建筑、交通建筑、工業(yè)建筑以及道路等均規(guī)定了照明功率密度值。在《建筑照明設計標準》和《體育場館照明設計及檢測標準》中尚未對體育場館的照明功率密度作出規(guī)定。由于體育建筑結(jié)構的復雜性、競賽項目的多樣化以及體育比賽對照明的高要求，確定其照明功率密度具有一定的難度。
相關調(diào)查表明，不同類型場地，包括體育場、體育館、游泳館、網(wǎng)球館，達到相同照度時所需要的照明功率有的可相差5倍以上，同樣由于建筑結(jié)構的不同，相同場地，達到同一照度時，照明功率密度也可相差幾倍，可見制定體育場館的照明功率密度值對照明節(jié)能具有重要意義
照上述誤差理論，對現(xiàn)場檢測和照明設計所取得的數(shù)據(jù)進行分析整理，取得了無電視轉(zhuǎn)播訓練場館和有電視轉(zhuǎn)播比賽場館的照明功率密度(LPD)值，為制定體育場館照明功率密度值提供；主要對常用的金囟燈的4類場館(體育場、體育館、網(wǎng)球館、游泳館)統(tǒng)計分析了照明功率密度值。
由調(diào)查結(jié)果可以得出以下幾點結(jié)論：
(1)相同功能等級下，照明功率密度值隨燈具安裝高度的增加而增加，規(guī)律性強；
(2)照明功率密度與功能等級有關，等級越高照明功率密度越大，且為非線性關系。
(3)室外體育場(足球兼田徑)足球場地的照明功率密度比田徑場地的照明功率密度高，與場地面積大小有關；
(4)對于綜合性體育場館應設計不同的開燈模式。