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體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)技巧

發(fā)布日期:2013-03-13

一、              概述

體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì)主要是為滿足空間的足球運(yùn)動(dòng)和田徑運(yùn)動(dòng)照明的需要亮度。足球運(yùn)動(dòng)因球的運(yùn)行不僅在地面上,同時(shí)還在距地1030m的空間進(jìn)行。因此在一定的空間高度的各個(gè)方向上要保持一定的亮度,一般足球場(chǎng)上空15m以下空間的光分布要非常均勻。

田徑比賽大部分在距地面約3m高度的范圍內(nèi)進(jìn)行,這類運(yùn)動(dòng)設(shè)施的照明,主要是滿足地面上的光分布均勻的要求,標(biāo)槍、鐵餅、鏈球等項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)高度可達(dá)20m,但這類項(xiàng)目往往不在晚上舉行,體育照明不必專門為此設(shè)計(jì)專用照明。

為了適合于彩色電視實(shí)況轉(zhuǎn)播比賽的要求,要求運(yùn)動(dòng)員和場(chǎng)地以及觀眾之間的亮度比率應(yīng)具有一定數(shù)值。由于要知道運(yùn)動(dòng)員、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和觀眾的反射比,因此把這些指標(biāo)規(guī)定下來(lái)。

二、              體育場(chǎng)照明要求

要做好一個(gè)體育場(chǎng)照明設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)者必須了解和掌握體育場(chǎng)照明:應(yīng)有足夠的照度和照明的均勻度,足夠的亮度和無(wú)眩光照明,適當(dāng)?shù)年幱靶Ч伾恼_性等。

1.           照度要求

國(guó)家體育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TY/T1002.12005《體育照明使用要求及檢驗(yàn)方法 1部分:室外足球場(chǎng)和綜合體育場(chǎng)》中規(guī)定,室外足球場(chǎng)和綜合體育場(chǎng)的照明標(biāo)準(zhǔn)值見表14-1,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB500342004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的照明指標(biāo)見表14-214-4

14-1                         室外足球場(chǎng)和綜合體育場(chǎng)的照明標(biāo)準(zhǔn)值

等級(jí)

運(yùn)動(dòng)分級(jí)

攝像類型

照度(1x

均勻度

光源

眩光等級(jí)GR

水平E

垂直E

水平

垂直

色溫(K

顯色指數(shù)Ra

U

U

U

U

業(yè)余訓(xùn)練和娛樂(lè)

150

0.3

0.5

4000

65

55

業(yè)余俱樂(lè)部

300

0.4

0.6

4000

65

50

專業(yè)訓(xùn)練/國(guó)內(nèi)比賽

500/750

 

0.5

0.7

4000

80

50

有電視轉(zhuǎn)播的國(guó)內(nèi)、國(guó)際比賽

固定攝像機(jī)

10002000

1000

0.6

0.8

0.4

0.6

4000

80

50

有高清晰度電視轉(zhuǎn)播的比賽

慢動(dòng)作

15003000

1800

0.6

0.8

0.5

0.7

5500

90

50

固定攝像機(jī)

1400

0.5

0.7

移動(dòng)攝像機(jī)

1000

0.3

0.5

---

應(yīng)急電視轉(zhuǎn)播

固定攝像機(jī)

1000

700

0.5

0.7

0.3

0.5

4000

80

50

注:1.表中垂直照度及其均勻度的規(guī)定是指主攝像機(jī)方向,輔攝像機(jī)方向可降低一級(jí)采用。

2.水平照度指地面上的維持平均照度。垂直照度指離地1.5高垂直面或主攝像機(jī)方向的維持平均照度。

3.水平照度可為垂直照度的0.52.0倍(推薦采用0.751.5倍)。

4.表中所列照度值為維持平均照度會(huì)值,維持系數(shù)取0.80。對(duì)于多霧和污染嚴(yán)重地區(qū)此值可降低到0.70。

14-2          《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于無(wú)彩電轉(zhuǎn)播的體育建筑照度標(biāo)準(zhǔn)值

運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目

參考平面及其高度

照度標(biāo)準(zhǔn)值(1x

訓(xùn)練

比賽

足球、曲棍球

觀看距離(m

120

地面

300

160

500

200

750

足球和曲棍球的觀看距離是指觀眾席最后一排到場(chǎng)地邊線的距離。

 

14-3            《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》有于無(wú)彩電轉(zhuǎn)播的體育建筑照度標(biāo)準(zhǔn)值

項(xiàng)目分組

參考平面及其高度

照度標(biāo)準(zhǔn)值(1x

最大攝影距離(m

25

75

150

A組:田徑、柔道、游泳、摔跤等項(xiàng)目

1.0m垂著面

500

750

1000

B組:籃球、排球、羽毛球、網(wǎng)球、手球、體操、花樣滑冰、速滑、壘球、足球等項(xiàng)目

1.0m垂著面

750

1000

1500

C組:拳擊、擊劍、跳水、乒乓球、冰球等項(xiàng)目

1.0m垂著面

1000

1500

 

14-4              《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于體育建筑照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值

  

GR

Ra

無(wú)彩電轉(zhuǎn)播

50

65

無(wú)彩電轉(zhuǎn)播

50

80

GR值僅適用于室外體育場(chǎng)地。

彩色電視轉(zhuǎn)播照明應(yīng)以場(chǎng)地的垂直照度為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo),一般場(chǎng)地照明必須滿足運(yùn)動(dòng)員、觀眾和攝像師三方面的要求。為此要求水平照度、垂直照度及攝像機(jī)拍攝全景畫面時(shí)的亮度,必須保持變化一致性。運(yùn)動(dòng)員、場(chǎng)地和觀眾之間的亮度變化比率不是超過(guò)某一數(shù)值,這樣才能適應(yīng)彩色電視攝像要求。

彩色電視轉(zhuǎn)播要求照度比黑白電視高,因?yàn)樗摹绑w系敏感度”低、另外,照度與電視攝像所能采用的方向之間的關(guān)系,如照度低,那么電視轉(zhuǎn)播報(bào)道僅限于攝取全景,如果照度高,那么可攝取特寫鏡頭,從而使電視播送更生動(dòng)。

1.       照度均勻度

均勻度的要求主要取決于電視攝像機(jī)的要求,而不相稱的均勻度,會(huì)給運(yùn)動(dòng)員和觀眾帶來(lái)視角上的痛苦。照度均勻度定義為表面上的最小照度(E )與最大照度(E )之比(U ),或最小照度(E )與平均照度(E )之比(U )。U 有利于視看功能。U 有利于視覺(jué)舒適。

在和鏡頭軸線的主要方向相垂直的比賽場(chǎng)地上1.01.5m高的范圍內(nèi)測(cè)得的平均照度應(yīng)不低于14001x,實(shí)際上10001x對(duì)于攝影也是可以的。既要能保持轉(zhuǎn)播所需的照度梯度,又要滿足照度均勻度的要求,才能保證電視攝像機(jī)能攝取優(yōu)質(zhì)的電視畫面。

運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作愈迅速、運(yùn)動(dòng)器具愈小,對(duì)于垂直照度、照度均勻度及照度梯度要求就全愈嚴(yán)格。

TY/T1002.12005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定彩色轉(zhuǎn)播足球比賽時(shí),水平面或垂直面上相鄰網(wǎng)格點(diǎn)間的變化率每5m不應(yīng)超過(guò)20%,非彩電轉(zhuǎn)播時(shí)不應(yīng)超過(guò)50%

2.       亮度和眩光

電視攝像機(jī)的作用與人的視覺(jué)有些相似,攝像機(jī)和人眼都是以感覺(jué)照明的強(qiáng)度作為亮度,因此,畫面對(duì)比以及其背景,對(duì)于畫面質(zhì)量來(lái)說(shuō)都是最重要的。一方面由于缺乏充分的對(duì)比,好的畫面就不能取得,另一方面由于難于處理明暗,同樣地也妨礙高質(zhì)量畫面的產(chǎn)生。

亮度和眩光對(duì)于運(yùn)動(dòng)員和觀眾的視覺(jué)舒服與否都是很重要的,考慮到要避免太暗的背景,一部分光線應(yīng)當(dāng)射向看臺(tái),觀眾席座位面的平均水平照度應(yīng)滿足1001x的要求,主席臺(tái)面的照度不宜低于2001x??拷荣悈^(qū)前12排(15排)觀眾席的垂直照度,TY/T1002.12005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定潮安縣 小于場(chǎng)地垂直照度的25%。這不但使對(duì)面看臺(tái)上觀眾眩光減少,而且電視畫面也因?yàn)橛辛艘粋€(gè)明亮的看臺(tái)背景,使畫面質(zhì)量更好。

總的來(lái)說(shuō),眩光在很大程度上系由照明設(shè)施的亮度、燈具布置的實(shí)體角、發(fā)光的面積、燈具的方向與正常觀看方向之間的角度、照明設(shè)施亮度與其觀看時(shí)的背景亮度之間的關(guān)系、以及人眼適應(yīng)的條件(主要系由視野亮度來(lái)決定)等一系列因素來(lái)決定。如果要獲得舒適的觀看條件,必須使視野內(nèi)的直接亮度,不得過(guò)背景可依據(jù)的某一亮度值。

眩光問(wèn)題,只要協(xié)調(diào)好觀眾、運(yùn)動(dòng)員之間的矛盾就能解決,這一協(xié)調(diào)工作由設(shè)計(jì)工程師來(lái)完成,即設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮投光燈的光線分布、安裝方案、燈懸掛高度以及其他因素。寬光束的投光燈容易獲得場(chǎng)地的均勻效果,但會(huì)增加對(duì)看臺(tái)上的觀眾的眩光,因此,適當(dāng)選用中等光束和窄光束投光燈相結(jié)合的方案來(lái)解決眩光問(wèn)題。投光燈光束角與光束類型的關(guān)系見表14-5。

14-5                               投光燈光束角與光束類型的關(guān)系

光束角(゜)

光束類型

1018

特窄光束

1829

2946

中等光束

70100

3.           陰影影響

亮度對(duì)比強(qiáng),同時(shí)又有陰影,這些都是有礙于電視攝像機(jī)對(duì)照度的正確調(diào)整,因而會(huì)影響電視畫面的質(zhì)量。過(guò)于黑暗也會(huì)影響視覺(jué)的舒服。另一方面,陰影對(duì)于電視轉(zhuǎn)播和觀眾來(lái)說(shuō)卻又很重要,特別是當(dāng)具有快速動(dòng)作的高速傳球特點(diǎn)的足球比賽時(shí),如果沒(méi)有陰影的影響,距球遠(yuǎn)的觀眾是無(wú)法跟蹤上目標(biāo)的。

4.           顏色校正

顏色校正對(duì)于觀眾和彩色電視轉(zhuǎn)播業(yè)務(wù)兩者都很重要。電視攝像機(jī)色溫在很大范圍內(nèi)能夠加以調(diào)節(jié),以使用色溫30006000K的光源進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播。但是體育場(chǎng)是室外運(yùn)動(dòng)場(chǎng),在選擇光源時(shí),要考慮日光的色溫,即50006000K??赡馨l(fā)生這種情況,比賽在日光下開始,而在夕陽(yáng)西下時(shí),即在冷光照明下結(jié)束(通常用“全天候”這一詞來(lái)形容這一情況)。在夕陽(yáng)和人工照明雙重光線下,要求日光色溫與人工照明光源的色溫相一致,這樣電視攝像機(jī)可以進(jìn)行連續(xù)調(diào)整,由日光順利地過(guò)渡到人工照明。

近年來(lái),金屬鹵化物燈得到很快發(fā)展,其具有5200600K的色溫,完全可以滿足室外彩色電視轉(zhuǎn)播的目的,所以得到廣泛的應(yīng)用。

5.           維護(hù)系數(shù)和大氣吸收系數(shù)

照明裝置在使用一定周期后,在規(guī)定表面上的平均照度或平均亮度與該裝置在相同條件下新裝時(shí),在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比,稱為維護(hù)系數(shù)(maintenancefactor,照明計(jì)算時(shí)維護(hù)系數(shù)一般取0.8。室外體育場(chǎng)照明計(jì)算時(shí)還應(yīng)計(jì)入5%15%的大氣吸收系數(shù),主要是考慮大氣中水分?jǐn)U散、人群散熱、高溫空氣等對(duì)照明的影響。大氣吸收系數(shù)可以作為維護(hù)系數(shù)的一個(gè)因素來(lái)紡一考慮,此時(shí)維護(hù)系數(shù)可取0.7。而JGJ312003《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中要求室外時(shí)維護(hù)系數(shù)應(yīng)取0.55,另外還計(jì)入30%大氣吸收系數(shù),將會(huì)造成較大浪費(fèi)。經(jīng)綜合體育場(chǎng)為例沒(méi)考慮維護(hù)系數(shù)時(shí),使用3502000W的金屬鹵化物即可滿足要求,考慮維護(hù)系數(shù)0.7時(shí),用燈量為350/0.7=500套,如果維護(hù)系數(shù)和大氣吸收系數(shù)按JGJ312003取值,則為350/0.55*0.7=909套燈具,比上述取值多出909-500=409套燈具,相應(yīng)還需增加電纜、配電、荷載等費(fèi)用,維護(hù)費(fèi)用和工作量也增加不少,在實(shí)際體育場(chǎng)照明案例中,按JGJ312003取值也是不盡合理的。

 

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