1、不同的眩光評測方式
不同的眩光評測方式往往以照明方式或空間類型作為主要依據(jù),以光對人們正常活動(體育運動)的影響程度作為評測的尺度。
根據(jù)功能不同,眩光的評測方式有以下幾種:
?。?)統(tǒng)一眩光指數(shù)UGR,主要應(yīng)用場所是室內(nèi)空間,以使用有一定發(fā)光面積的燈具的室內(nèi)空間的照明系統(tǒng)作為主要評測對象。
?。?)眩光指數(shù)GR,主要應(yīng)用場所是室外空間,以使用點發(fā)光燈具的室外空間的照明系統(tǒng)作為主要評測對象。
?。?)閾值增量TI是對道路照明燈具產(chǎn)生的失能眩光的一種度量。指道路照明燈具射入駕駛員眼睛中的直接光束形成的光幕提高了前方路面上目標的可見度閾。為了補償這種失能效應(yīng),在對比度上所需要的百分比增量。
以上三類眩光評測方式基本可以作為照明質(zhì)量評測的全部方法。體育館是比較特殊的場所。下面,筆者將對體育館室內(nèi)的眩光評測方式進行分析。
2、體育館室內(nèi)照明的眩光特點
體育館室內(nèi)照明是體育照明的重要組成部分,球類、體操、田徑、游泳、跳水等項目的比賽都會在此類空間內(nèi)進行。
體育館照明是具有室內(nèi)照明的空間特點和室外體育照明的實施形式的雙重綜合體。這里所謂的室內(nèi)照明空間,指的是室內(nèi)型空間對照明參數(shù)的影響。由于存在墻壁、頂棚等建筑元素,光的多次反射是照明的重要組成部分。如果我們使用GR作為眩光的評價參數(shù),環(huán)境亮度就會改變(雖然在GR的計算公式中,只考慮場地的反射系數(shù),但墻壁也是眩光評測的實際重要因素),即眩光結(jié)果的計算數(shù)值比實際的眩光數(shù)值要大。如果我們采用UGR,卻又不適合點光源照明的體育館室內(nèi)空間,尤其是有電視轉(zhuǎn)播的體育館照明。
在歷次大型運動會的室內(nèi)場館的
照明設(shè)計中,都對眩光作了詳細的規(guī)定。體育館照明,根據(jù)慣例,依然采用GR作為眩光的評測方式。關(guān)鍵是其中的數(shù)據(jù)如何取值才能使眩光的計算數(shù)值與實際數(shù)值基本相符。
通過GR的定義我們可以看到,GR的數(shù)據(jù)與以下因素有關(guān):
(1)燈具投射方向與正常的視線夾角(這里指的是正常視線,而不是有意地注視照明燈具)。這個角度越小,眩光的計算數(shù)值就越高,而且,角度與Lv1的計算是平方反比的關(guān)系。因此,投射角度是非常顯著的、影響最大的因素。
?。?)燈具對觀察點的照度貢獻的累加(是貢獻的累加,而不是對單個燈具)。通過減小燈具的光通量(減小燈具功率),增多燈具數(shù)量,不能從根本上解決數(shù)據(jù)的計算結(jié)果,而實際應(yīng)用過程中,盡管通過這種方法可以進行一些改善,但對于成組安裝的燈具卻不能解決根本問題。
?。?)場地反射系數(shù)ρ,這個數(shù)據(jù)直接決定了在一定照度環(huán)境下的環(huán)境光幕亮度的數(shù)值。而根據(jù)GR的定義,眩光指數(shù)的結(jié)果是和反射系數(shù)成反比的,也就是說,環(huán)境光的光幕亮度越高,則GR的計算結(jié)果越小。這一條與體育館的照明環(huán)境有密切的關(guān)系的。體育館由于存在墻壁和頂棚(尤其是墻壁和觀眾席),進行電視轉(zhuǎn)播時對觀眾席的照明有照明的要求,因此環(huán)境反射系數(shù)肯定與室外體育場不同。
3、眩光計算公式、參數(shù)取值與設(shè)計優(yōu)化
既然體育館照明需要使用GR作為眩光評測手段(目前是,今后CIE是否還有其它的評測方式出臺尚不知曉),而某些參數(shù)又需要進行修正,那么,如何修正才合理且和現(xiàn)實比較接近呢?
最重要的問題是場地的反射系數(shù)。室外場地的反射系數(shù)根據(jù)場地材質(zhì)決定,且一般以塑膠或草坪為主。在室外我們一般會對反射系數(shù)取值0.2,這樣更加接近實際情況。而對于室內(nèi)體育館來說,地面一般會使用反射率比較高的木質(zhì)地板,自然這種地面的反射系數(shù)會更高,在這種情況下,我們會取值到0.35左右,與實際比較接近。
其次,雖然在GR的計算中,我們會使用地面的反射系數(shù)作為重要的參數(shù),但對于觀察者來說,當考察場地邊緣位置的眩光計算數(shù)值時,場地外的因素實際上依然存在(觀眾席或建筑因素的影響),盡管這一點計算公式中沒有約束。在CTV轉(zhuǎn)播的場地中,幾乎所有的場地都對觀眾席照明有比較明確的要求,即一是滿足人員正常的活動,二是滿足攝像效果的要求。
影響GR數(shù)值的最重要的設(shè)計因素是燈具的投射角度,這是眩光計算時影響最大的因素之一。在最嚴格的體育場館照明設(shè)計中,都會對燈具的投射角度有非常嚴格的規(guī)定,都會要求投射角度小于65°,如果確實受建筑因素的影響,無論如何也無法達到的,極限角度是68°~70°。
最后是燈具的眩光控制。為了更好地控制燈具在主光軸上方的溢出,一般在體育照明專用燈具上均配置有防眩光裝置,利用板狀或筒狀的結(jié)構(gòu)對光的發(fā)射方向予以約束。