國家體育場場地照明設計概論國家體育場主要競賽工程有田徑、足球，其主要照明指標應由業主單位在體育工藝中提出，在體育工藝條件沒提出之前，場地照明可以參考表1所列的標準，國家體育場應同時滿意表1的要求。

1.1照度

運發動所需的照明水平與觀眾不一樣，運發動置身于賽場之中，相對而言視線距離較近，因而相對較低的照明水平就可滿意競賽需要；而觀眾則不同，他們的目的就是觀看競賽，相對說來，觀眾視線較遠，觀看點相對，照明要求是隨著觀看距離的增加而提高，因此，照度是觀眾觀看是否清晰的關鍵；彩色電視技術與體育競賽聯系非常嚴密，促使體育競賽在全球范圍內快速推廣和普及，彩色電視技術的進展對比明水平要求越來越高，黑白電視、彩色電視、高清楚度電視，每一次技術進步就意味著照明標準的提高；而攝影則有別于攝像，它是通過膠片感光記錄競技場面的，照片或電影效果的好壞主要取決于曝光量、清爽度、顯色性等因素；賽場上還有一類群體也應得以關注，這就是場地四周的廣告，廣告只要能被現場看清晰，并能通過電視等媒體消費的傳播即可。

運發動的可見度既與垂直照度有關，又與水平照度有關，適宜比例的水平照度和垂直照度才使物體具有立體感，物體生動、活潑。垂直照度取決于泛光燈的投射方式和位置，由于水平照度易于計算和測量，因此照度推舉值多用水平照度。觀眾數量因賽場的不同差異較大，而觀看距離與賽場的容量有關，全部賽場所要求的照度隨體育場的增大而增加。

1.1.1水平照度

CIE57要求：

綜合上述標準，照度勻稱度按表16設計。

1.3照度梯度

1.4眩光

1.5顏色

1.5.1色溫ColortemperatrueTk

1.6綜合照明指標

2.場地照明的其它要求

2.1亮度勻稱度

場地照明除對比度勻稱度有要求外，對亮度也有要求，應當說明一下，人眼睛看到的是物體的亮度而不是照度。亮度變化較大，尤其亮度突變，對人視覺產生不舒適的感覺。

2.2立體感

由于水平照度易于說明、計算、測量，水平面上的照度得以普遍應用。然而，運發動和觀眾的可見度取決于水平照度值和垂直面的照度的值，因此，物體的立體感與水平照度和不同方向的垂直照度的比例有關，不同比例的照度產生不同的光影效果，也就形成了不同的物體造型效果。對任一點來說，有很多個垂直面，為了便利起見，只考慮適當角度的兩個垂直面，如圖1所示。

2.3眩光燈布置

對每個工程泛光燈的數量由場地內的照度確定。四角布置方式，燈塔數量比側向布燈少，因此，光線進入運發動或觀眾的視野內也較少。另一方向，四角布燈用的泛光燈數量比側向布燈要多，從球場任一點看，四角布燈每個燈塔泛光燈的光強之和比側向布燈多塔或光帶方式的光強要大。試驗說明，很難在兩種布燈方式間作出選擇。通常，布燈方式的選擇和燈塔的精確位置更多地取決于造價或場地條件，而不是照明因素。

CIE建議不要將眩光和照度聯在一起，由于在其它因素一樣時，隨著照度增加，人眼的適應水平也在增加，實際上，對眩光的的敏感程度不受影響。

2.3.2泛光燈光強分布

無論四角布燈還是側向布燈，泛光燈肯定要采納窄光束的燈具，以照耀到離燈最遠的賽場區域，光束非常之一最大光強與最大光強之間的夾角不應大于12，超出這范圍過多的溢出光也能產生眩光。

2.3.3燈具的投射方向

為有效地滿意照度的要求，泛光燈必需在其整個壽命期內精確瞄準并保持設計位置。對運發動來說，守門員最易受攻擊，因此，守門員是否受到眩光掌握的重要。至于眩光，對觀眾而言，球場側面公共區域的前部和球門后面觀看條件最差，在設計泛光燈的投射方向時，這些位置都被用來考核眩光掌握優劣的缺點，第3章“場地照明方式”將具體說明。

2.3.4環境亮度

運發動和觀眾所看到的泛光燈外表殼度取決于人的視線從光明的球場移到燈具時的亮度梯度。球場四周有看臺、平臺、圍欄，它們的反射系數適中，只要這些區域的照度大約為賽場度的四分之一，眩光的影響將大為削減。因此，重要的看臺的顏色不要太暗。這些區域的照度值通常能用泛光燈的溢出光試驗，固然，泛光燈要滿意2.3.2局部的光強掌握要求。

在沒有看臺和平臺的小場地，常見的問題是環境亮度較低。少數能提高環境度。然而，已經發覺：球場四周的較低淺色的圍欄可以顯著改善泛光燈的視覺效果。國家體育場附場可能會遇到這個問題。

2.3.5觀眾席照明

觀眾席照明有三個目的：一是為觀眾供應必要的照明；二改善環境亮度，使場地－觀眾席－泛光燈自然過渡，不消失亮度突變，有利于眩光掌握；三是有利于彩色電視攝像，產生層次清楚的背景環境。

如何設置觀眾席照明目前有兩種方法：一是設置專用的觀眾席照明燈具，例如，2023年日－韓世界杯札幌圓頂體育場、阿姆斯特丹體育場、廣東奧林匹克體育場等采納了專用觀眾席照明燈具；另一種為場地照地照明燈具的溢出光給觀眾席照明，只要能滿意觀眾席照明要求，這種方法還是比擬經濟的，北京工人體育場、2023奧運會主體育場StadiumAustralia等沒有特地觀眾席照明燈具。

3.場地照明方式

3.1場地照明方式的選擇

國家體育場帶可開啟的屋頂，其建筑、構造特點打算了場地照明方式只能選擇同式光帶布燈Sidelightingarrangements，四角式、周邊式、混合式布燈不適合國家體育場。假如側向式布燈不能滿意田徑競賽要求，可以將側向式布燈向南北兩方向適當延長。側向面燈的特點是照度勻稱，用電量少造價較低，眩光較小，維護便利。適合足球田徑、網球等競賽。

圖2顯示了側向布燈推舉位置，從球場長軸方向看過去，的最小值20只適用于訓練場和低級別的賽場，由于此時眩光掌握水平較低。因此，國家體育場采納25，由于這樣設計眩光掌握的較好，同時又有較高的垂直照度。值再增大，有利于掌握眩光，但垂直照度重量削減，泛光燈或馬道的投資將大大增加，構造的荷增也增大。

邊線四周對泛光燈的仰角由角度打算，假如水平照度與垂直照度之間有恰當的比例，則角不應大于75

大多數狀況下，，裝在屋頂上的照明裝置有兩排，一排在雨棚的邊緣，另一排在雨棚的中部或后部。國家體育場將通過計算并進展技術、經濟比擬最終確定照明裝置的排數。假如東西看臺各設一條馬道，則有可能在馬道上裝兩排燈；另一種方案為東西看臺各設兩條馬道，每條馬道各裝一排燈。

3.2馬道確實定

h=d.tg

3.3攝像機對比明的要求

2023年奧運會賽事要向全球轉播，有HDTV、一般TV、慢運作攝像、固定機位、移動攝像、應急電視等，攝像機多了，要求各點的垂直照度也高，尤其留意起跑線、終點線、投擲區、起跳點線、落地點、過桿處等處的垂直照度，攝像機在這些地方拍攝幾率很高。而且錄像仲裁也使用相關的影像資料進展裁決。田徑競賽還有特別的攝像機，即110m長的導軌攝像機railcamera，它沿著東西兩側直線跑道外側敷設，隨著運發動跑步而移動，該段各點的垂直照度要求都很高。特寫拍攝也是常用的，而特寫拍攝要求有很高的照明質量。

圖5攝像機位是國際足聯認可的攝像根本機位簡稱POVs，依據需要，還可另外增加電視攝像的機位。

Cam.1，機位1，主攝像機位置；

Cam.3，機位3，球門前方，位置較高；

Cam.4、5，機位4、5，球門后，位置較低；

Cam.6、7、8，機位6、7、8，位置較低；

Cam.9，機位9，相反視角；

而舉辦奧運會的綜合性主體育場只有9個機位明顯是不夠的，在2023年第27屆悉尼奧運會田徑競賽期間，主體育場StadiumAustralia共設28個機位，77臺攝像機。

3.4附場照明

附場采納多塔式側向布燈，或采納四角式布燈，燈具和光源同主場。

4.場地照明掌握方式

4.1主場照明掌握模式

主體育場照明模式有：田徑訓練、田徑國內競賽、田徑TV轉播的國內競賽、田徑TV轉播的國際競賽、田徑高清楚度電視HDTV轉播、田徑應急電視TV、足球Ⅴ級國際級競賽、足球Ⅳ級國內競賽、足球Ⅲ級國內競賽、足球Ⅱ級聯賽和俱樂部競賽、足球Ⅰ級訓練賽及消遣等12種，這是滿意競賽的最根本要求。不同的照明模式投入運行的燈具數量也不一樣，實現不同模式的照明將由照明自動掌握系統完成。

4.2附場照明掌握模式

附場照明模式有田徑訓練和足球訓練兩種。

4.3留意點

調研發覺，北京工人體育場曾使用計算機照明掌握系統，由于消失地誤動作和拒動作現象，迫使他們改回傳統的繼電器掌握。因此，國家體育場采納智能型照明掌握系統應解決好這一問題。確保萬無一失。

5.場地照明掌握

5.1場地照明掌握系統的要求

國家體育場場地照明掌握采納智能型照明掌握系統，它是以計算機和網絡通訊技術為根底，集散型構造框架。結合場地照明、觀眾席照明、局部房間照明等統一掌握。除特別房間外，場地照明、觀眾席照明不需要調光，只需要開關掌握。施工圖設計時，再依據房間數量、位置等狀況綜合確定系統構成和調光范圍。

1計算機仿真燈位顯示：供應掌握回路狀態、燈具狀態、照明模式及照明模式預覽、平均照度、燈具特別掌握及故障狀態、配電系統有關參數、布燈位置圖形顯示等。

2系統治理與掌握：燈具維護與統計信息、權限治理與掌握、照明模式創立、修改和刪除、值班記錄、歷史數據庫、各種報表等。

3自動定時與照度掌握：定時掌握、組合開燈、按日照的變化規律開燈等。

4燈具愛護掌握：燈具軟啟動、軟關斷、浪涌愛護等。

5狀態參數檢測。

6照明因故熄滅，自動啟動應急照明。

7照明掌握系統采納總線制，并留有與整個體育場BAS聯系的接口。

5.2主要照明掌握系統技術經濟簡介

6.燈具與光源

6.1燈具

6.2光源

選擇光源時，要考慮以下因素：

◆光源的發光效率；

◆每盞燈的光通輸出；

◆利用率，賽場上所承受的燈光；

◆光源的色溫柔顯色性；

◆啟動和再啟動特性；

◆每年使用的時間；

◆初次投資和運行本錢。

鹵鎢燈、金屬鹵化物燈和高壓鈉燈都可用于場地照明，一般地說，鹵鎢燈由于效率較低使用越來越少，除非每年使用的時間較短。高壓鈉燈顯色性和色溫不適合彩色電視轉播，只有金屬鹵化物燈才滿意要求。

目前，金屬鹵化物燈性能也較大的提高，國家體育場要求采納短絕型陶瓷金屬鹵化物燈，有利于燈具配光的改善，顯色性較長弧型提高較多短弧型Ra92，長弧型Ra82。

6.3附件

泛光燈主要附件是鎮流器，由于光源內有電極和氣體，金屬鹵化物燈的啟動電源較高，使用220V或380V的電壓不能滿意要求，必需使用二次高電壓。鎮流器分為電容超前峰值型和施加高壓脈沖型，為了泛光燈穩定輸出，鎮流器宜為穩壓型，其優點是市電電壓波動對光輸出影響較小。

6.4常用體育場用泛光燈簡介

6.4.1MUNDIAL

1特點

◆可配用多各不同光源，滿意不同通量、顯色性或色溫等。

◆配備最正確光學系統供應所需非對稱型光強分布。

◆有柱面反射器和圓形旋轉對稱反射器兩類，圓形旋轉對稱反射器有RB/R10兩種窄配光。

◆低眩光、散光及向上光線，削減低對周遭環境滋擾。

◆維護簡潔，開啟后蓋便可進展維護，不會影響已設定投射角。

◆后蓋開啟后，電源將自動切斷。

◆IP65防護等級。

2光源

◆2kw金屬鹵化燈

◆M－N－TD2023Philips

◆M－D－TD2023Philips

◆MBIL/H2023GE

◆HQI－TS2023Osram

◆HIS－TD2023Syivania

3材料/工藝

◆燈體：壓鑄鋁

◆前玻璃：4mm耐高溫度玻璃

◆支架：鍍鋅鋼

4標準

設計和制造符合EN60598及防護等級IP65，抗撞擊力為6焦耳，Ⅱ類電氣性能。

5燈具描述

6安裝/維護

7光學系統

拋物柱面/旋轉對稱拋物面反射罩，配防眩光隔板及不同光源裝位置。圓形旋轉對稱反射器，防眩隔板。

6.4.2MVF403ArenaVision高功率投光燈具

1材質

高強度壓鑄鋁燈體，1.6mm－3mm厚鋼化玻璃，硅像膠密封圈，不銹鋼防護網，高純鋁反射器，熱鍍鋅支架。

2特性

◆全新設計橢圓形反射器，配光效果更好，效率更高。

◆形狀更加緊湊美觀，風阻系數大大減小，重量更輕。

◆7種不同角度配光的反射器，滿意各種應用要求。

◆光源顯色性Ra=92，色溫5600K.

◆背后開啟更換燈泡，附安全開關，維護更加安全便利。

◆有調光刻度，并有瞄準器，防眩光罩，彩色濾色片等多種配件可供選擇。

◆有上照型，下照型和熱啟動型供選擇。

3適用場所

適合大型體育場、高爾夫球場、大型建筑物等處的投光照明。

6.4.3MVF406ArenaVision高功率投光燈具

1材質

高壓壓鑄鋁外殼，高強度鋼化玻璃，高純鋁反射器。

2特性

◆構造緊湊、體積小、重量輕。

◆背后開啟更換光源，維護安全便利。

◆七種不同配光反射器，滿意多種照明要求。

◆配高效金鹵光源，顯色性可達92，色溫5600K.

3適用場所

體育場、運動場、高層建筑立面泛光等需要高強度、高質量照明的區域。

6.4.4ULTRA★SPORTTM大功率投光燈。

1特性

◆適合潮濕區域，標準配置為IP55

◆兩級反射光學系統，一級為金屬鍍層玻璃反射器，二級為20英寸508mmALGLAS@鍍層鋁反射器。

◆可選內置式更換燈泡帶開門自動斷電裝置。

◆電氣箱與燈泡和燈座有熱隔離。

◆Hydro★GardTM高效過濾系統。

◆可選熱啟動，分體式電氣系統。

2組件

◆背后開啟式換燈門包括一級反射器。

◆高壓鑄鋁電氣箱及二級反射器托架2A。

◆二級反射器愛護罩。

◆二級反射器。

◆鋼化平板玻璃。

◆內置式眩光掌握系統可選。

◆瞄準指示器。

◆支架。

3特性組件

◆換燈門固定螺絲A。

◆開門自動斷電裝置B、D。

◆假如前置玻璃裂開，電源會立刻切斷以防止紫外線泄漏。

◆橢圓形配光燈具效率最正確。

◆可選熱啟動系統。

◆可選SYSTEM2TM，兩級調光系統。

YOA58081系列

1削減向體育場周邊的漏光

用幫助反射板遮擋簡單形成干擾光線的上射光線，從而削減向體育場周邊漏光。

2敏銳的配光實現高效率照耀

反射板采納電腦設計，效率高、反響敏銳的配電光掌握適用于遠距離投光照明。

3亮化學膜處理

亮化光學膜處理是一種特別的外表處理，將屈光率不同的Ti02和Si02的透亮膜交替層疊，利用膜間界面產生的光干預效應，提高某波長范圍內的光反射率。

4內置連鎖開關，提高安全性

考慮到施工和使用的安全，內置連鎖開關，與電磁接觸器聯動，更換光源時自動關閉電源。另外還裝有愛護金屬閘，萬一前玻璃破裂，也不致落下大塊玻璃。

5采納400V型鎮流器，提高經濟效益

采納電源電壓為400V的鎮流器，可使電源設備配電箱、配管和配線設備更加合理化，進一步提高經濟效益。

6也可向上照耀

前玻璃采納熱膨脹系數特別小的晶化玻璃。具有特別高的耐熱溫度，向上90度角也可使用。也可用于大型橋墩和建筑物的照明。

7附有保持器具內清潔的濾塵網

裝有濾除空氣中塵埃的過濾網，燈具內部不會消失灰塵，直到更換光源時為止不需要進展內部清掃。

YOA58081P不含光源和鎮流器

超狹角型

規格：本體：高壓鑄鋁深灰金屬色

前玻璃：晶化玻璃透亮

前部反射鏡：鋁內面、鏡面亮化光學膜處理

外面、深灰金屬色

后部反射鏡：鋁內面、鏡面電解研磨后陽極氧化處理

附幫助內反射鏡：濾塵網

內裝連鎖開關

附前玻璃愛護金屬網

照耀角度：下向角60度，上向角90度，旋轉角180度。

重量：17.5kg.

適用光源：OSRAM制造。

HQI－T2023/D/S

適和光源：松下制造。

MQD2023B.E－D/PK

注：使用專用鎮流器。

YOA58082P不含光源和鎮流器

狹角型

規格：本體：高壓鑄鋁深灰金屬色

前玻璃：晶化玻璃透亮

前部反射鏡：鋁內面、鏡面亮化光學膜處理

外面、深灰金屬色

后部反射鏡：鋁內面、鏡面電解研磨后陽極氧化處理

附有幫助反射鏡、濾塵網。

內裝連鎖開關

附前玻璃愛護金屬網

照解角度：下向角60度、上向角90度、旋轉角180角。

適用光源：OSRAM制造。

HQI－TS2023/D/S

適用光源：松下制造

MQD2023B.E－D/PK

注：使用專用鎮流器。

YOA58083P不含光源和鎮流器

中角N型

規格：本體：高壓鑄鋁深灰金屬色

前面玻璃：晶化玻璃透亮

前部反射鏡：鋁內面、坑紋亮化光學膜處理

外面、深灰金屬色

附幫助反射鏡：濾塵網、內裝連鎖開關

附前玻璃愛護金屬網

照耀角度：下向角60度、上向角90度、旋轉角180度。

重量：17.5kg.

適用光源：OSRAM制造。

HQI－TS2023/D/S

適用光源：松下制造

MQD2023B.E－D/PK

注：使用專用鎮流器。

YOA58084P不含光源和鎮流器中角M型

規格：本體：高壓鑄鋁深灰金屬色

前面玻璃：晶化玻璃透亮

前部反射鏡：鋁內面、坑紋亮化光學膜處理

外面、深灰金屬色

后部反射鏡：鋁內面、坑紋化學研磨后陽極搓化處理

附幫助反射鏡：濾塵網

內裝連鎖開關、附前玻璃愛護金屬網

照耀角度：下向角60度、上向角90度、旋轉角180度。

重量：17.5kg.

適用光源：OSRAM制造。

HQI－TS2023/D/S

適用光源：松下制造

MQD2023B.E－D/PK

注：使用專用鎮流器。

可經濟配線的400V型

大光通量、高效率的體育場投光燈的鎮流器，電源電壓為400V，與200V電壓相比擬，可合電源設備配電箱、配管和配線設備更加合理。另外，附有接線盒的不銹鋼外過本體，具有良好的施工性、耐久性和耐腐蝕性。

采納短弧金屬化物燈2023W淘汰用鎮流器額定規格

大光通量、高效率的大型體育場照明

短弧金屬化物燈2023W光源SKYBEAM

7.照明供配電

7.1電源及切換

場地照明應滿意奧委會的要求，FIFA要求場地照明不低于正常照明的2/3，奧委會的要求臨時不知。電源之間的切換應充分考慮這個因素。

7.1.1電源

符合國家體育場場地照明的光源只有金屬鹵化物燈，它屬高強氣體放電燈，其熄滅后要有冷卻時間，再啟動時間為3～8分鐘，場地照明消失3～8分鐘的停電時間是決不允許的。

7.1.3熱觸發裝置

金屬鹵化物燈配熱發裝置可實現瞬間點燃，但光源的壽命將有所削減，折壽最高達50％左右。同時熱觸發裝置價格昂貴，PHILIPS約9000元/個，THORN約5000元/個。

因此，電源之間的切換應保證場地照明最低照明要求。

UPS、EPS與其電源之間的轉換沒有列在表中，由于UPS、EPS為備用電源，作為主電源技術很牢靠，但經濟上投入巨大。

從表中可以得出，①電源之間的轉換主要以市電和自備發電機為主，UPS、EPS為幫助備用電源；②假如賽場不中斷照明，可采納UPS、EPS，在電源轉換過程中，由UPS、EPS供電；③EPS只能采納切換時間小于0.02s的產品；④？HID＋熱觸發裝置也可保證場地照明不中斷。

現將UPS、EPS、熱觸發裝置比擬如下：

7.2場地照明供電分析

從上面分析比擬可知：無論幾路市電，都要使用自備發電機、這就是所謂“將命運把握在自己手中”。同時要解決好電源之間的轉換，不要將使燈熄滅。因此，場地照明供電系統有以下幾種情形。

方案1：市電、自備發電機之間轉換由EPS供電，轉換后恢復市電或發電機供電。平常EPS處于浮沖狀態。本方案自備發電機、EPS帶全負荷，其容量約為1000KW.奧運會期間、重要活動或競賽，由發電機作為主電源，市電為備用電源。因此，電源轉換時間約1秒鐘雙電源切換時間＋開關固有合閘時間。

因此EPS應急時間為2分鐘，為保險起見，應急時間按10分鐘選擇。燈具為一般起動型的金屬鹵化物燈。

方案2：假設奧委會要求緊急狀況下有一半燈具工作國際足聯要求緊急時2/3燈具正常工作。市電、自備發電機之間轉換期一半由EPS供電，狀況同方案1；另一半由帶熱觸發裝置的燈具確保轉化后瞬間亮燈。平常EPS處于浮沖狀態。本方案自備發電機帶全負荷，其容量約為1000KW.EPS帶50％負荷，容量約500KW.奧運會期間、重要活動或競賽，由發電機作為主電源，市電為備用電源。

方案3：本方案為自備發電機帶全負荷，其容量約為1000KW.不設EPS，泛光燈采納帶熱觸發裝置的金屬鹵化物燈。奧運會期間、重要活動或競賽，由發電機作為主電源，市電為備用電源。電源轉換時間由雙電源切換時間和開關固有合閘時間組成，約1秒鐘。因此，電轉換時有約1秒鐘的熄滅周期