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體育場館照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和照度測量

日期:2013-11-18
      1 照度等級的確定
  物體的亮度對人的視覺影響是很重要的,對電視轉(zhuǎn)播也同樣重要。同物體的反射一樣,它的亮度用人們不經(jīng)常使用的術(shù)語“照度”來表示。在這種情況下,常采用面向運(yùn)動(dòng)場地邊界(通常有4個(gè)邊)的垂面上的照度來表示。
  在運(yùn)動(dòng)場地內(nèi),假定多個(gè)點(diǎn),這些點(diǎn)排列成規(guī)則的圖形,通過這些點(diǎn)來計(jì)算和測量從A到D方向上的垂直照度。點(diǎn)之間的距離愈小,所計(jì)算的點(diǎn)數(shù)就愈多,因此,所得平均垂直照度的精確度就愈高,這就決定了照度均勻度。當(dāng)然,計(jì)算和測量的工作量就會(huì)很大。
  由經(jīng)驗(yàn)可知,可以把場地的長邊8等分,短邊6等分,這樣,比賽場地計(jì)算63個(gè)點(diǎn)就可以了。
  必須計(jì)算出四個(gè)平均垂直照度(方向A到D)。一個(gè)方向的平均垂直照度Ёv,等于所有這個(gè)方向上的垂直照度相加所得的和除以其個(gè)數(shù)所得的商。
  彩色電視所需照度可從2.1節(jié)得到。盡管由計(jì)算的物理因素所定的照度是相同的,但是,由于國家不同的技術(shù)狀況,導(dǎo)致了計(jì)算先決條件和參數(shù)的不同。因此,在本報(bào)告內(nèi),沒有給出關(guān)于彩色電視轉(zhuǎn)播垂直照度的共同標(biāo)準(zhǔn)。但是,一些國家的照度標(biāo)準(zhǔn)是值得參考的。
  有些比賽場地,彩色轉(zhuǎn)播是在固定的方向上進(jìn)行的。在這種情況下,所有方向上都滿足彩色電視轉(zhuǎn)播的照度要求是不必要的,只要設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng),在設(shè)有彩色攝像機(jī)的比賽場地邊界所對應(yīng)的方向上,垂直照度能達(dá)到高水平就可以了。這樣的不對稱照明,已從經(jīng)驗(yàn)上和理論上得到驗(yàn)證。但為了具有可接受的畫面效果以及令觀眾滿意的視覺效果,其它方向上還應(yīng)具有足夠的照明,通常這些方向上的照度不能低于設(shè)有攝像機(jī)方向上照度的50%。
  本報(bào)告中所提及的照度為實(shí)際工作時(shí)的平均照度。因此,對于剛安裝完畢的設(shè)備,其照度應(yīng)提高為所要求照度的1.2倍,這是由光源的發(fā)光特性和清掃周期決定的。
  2 垂直照度和水平照度均勻度
  實(shí)際上,我們必須接受一定程度的照度不均。根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)得到:

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  可作為一個(gè)主要的設(shè)計(jì)標(biāo)注。第2章中已經(jīng)說明,所允許的各點(diǎn)之間最大亮度比對于畫面質(zhì)量是很重要的,不能低于1∶40。因此,不但垂直照度均勻度要滿足要求,水平照度(Eh)也應(yīng)限制為:

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  還應(yīng)測定照度梯度,英國等國家期望的照度梯度為每4m照度變化為20%。
 ?。?減少眩光
  當(dāng)采用放電管時(shí),由主頻率決定的電弧的斷續(xù)可能導(dǎo)致閃變效應(yīng),應(yīng)將其限制到最小。可以通過光源在所供三相電源上的連接方式,實(shí)現(xiàn)場地上任何一點(diǎn)的照明是不同光源燈光的疊加,這樣能使眩光影響達(dá)到最小。
 ?。?觀眾席照明標(biāo)準(zhǔn)
  當(dāng)轉(zhuǎn)播點(diǎn)靠近運(yùn)動(dòng)場地邊界時(shí),部分看臺(tái)可能轉(zhuǎn)播在畫面中。為了能有良好的彩色轉(zhuǎn)播效果,這部分為觀眾所設(shè)的看臺(tái)的平均水平照度應(yīng)不低于相應(yīng)運(yùn)動(dòng)場地平均水平照度的25%。除了大多數(shù)情況下從運(yùn)動(dòng)場地反射的漫射照明,看臺(tái)還需要專用的照明或反射。
 ?。?照明指導(dǎo)——控制眩光
  彩色轉(zhuǎn)播需要特定的照度。
  對于較小的角度α,達(dá)到較高的垂直照度是不難的。同時(shí),對于參賽者和觀眾的眩光可能更大。

  因此,在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)時(shí),可以選擇合適的α角,把眩光限制在可以接受的范圍之內(nèi)。

  設(shè)計(jì)者可以參考下列內(nèi)容:

  體育館:燈具安裝高度由頂棚的高度決定。α=55~65°時(shí),對于參賽者和觀眾的眩光能得到足夠的限制。此外,還可以通過百葉或隔柵來限制眩光。

  室外場地:在限定之內(nèi)的燈具數(shù)量,由所要達(dá)到的照度決定。相應(yīng)地,進(jìn)行合適的燈光分配和選擇合理的安裝高度和投射方向,是所能使用的限制眩光的方法。較高的光通密度和深思熟慮的光束投射方向,同樣限制了所采用的光源數(shù)量,從而也影響了增加相對觀眾和參賽者不刺眼的光線的機(jī)會(huì)。甚至即使采用投光燈,設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)真考慮了反光鏡光學(xué)原理,也不可避免地存在一定程度的雜光干擾,這些雜光能產(chǎn)生使參賽者和觀眾不舒服的眩光。因此,為了使光源置身于觀眾和參賽者視野中心之外,照明燈需要安裝相當(dāng)高的高度。與此無關(guān)的照明燈,其燈絲最低點(diǎn)和水平面之間對應(yīng)場地中心的角度至少為30°。
 ?。?照度測量
  比賽場地的測量點(diǎn)根據(jù)1節(jié)的內(nèi)容來定。每個(gè)點(diǎn)在場地四個(gè)邊界方向上垂直照度的測量高度大約為1m,水平照度的測量高度同樣也應(yīng)為1m。根據(jù)所測量的數(shù)值,計(jì)算從A到D每個(gè)方向上的平均照度Ёv、Evmin/Evmax和Ehmin/Ehmax。
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