國家體育場包括田徑和足球賽場,其
照明設計應滿足這兩項運動的要求。田徑運動除撐桿跳高、鐵餅、鏈球、標槍等少數項目外,大都利用3m高度以內的低空間運動;而足球要在距地面上空30m或更高的高度空間運動。因此,照明設計也要考慮賽場上空一定高度內有均勻地亮度分布。
1. 照明設計要確定照明方式
體育場照明方式主要有:四角式Corner column arrangements、側向式Side lighting arrangements、周邊式Circle lightingarrangements、混合式Mixed lighting arrangements等四種。各種照明方式各有所長,都有成功的實例。根據國家體育場的建筑、結構特點,場地照明方式只能選擇側向式布燈,毫無疑問,側向式布燈可以很容易地滿足足球比賽的要求。但對于田徑比賽,其比賽小項目較多,又比較分散,不同的項目對照明要求各不相同,如果側向式布燈不能滿足田徑要求,可以將側向式布燈向南北兩方向適當延長。
2. 選擇合適的燈具
燈具的參數有很多,在體育場場地照明中,應注意兩點。一是光束的形狀,對于側向布燈宜采用矩形或梯形光束,不宜采用圓形光束。另一是光束角,光束角越小,光束越窄,投射的距離就越遠。國家體育場采用側向布燈方式,東西側各兩條光帶,一條布置在頂棚的中后部,一條在頂棚的中前部,燈具投射距離大于50m,因此選擇燈具時,其光束角應小于45°。
3 .確定燈具的安裝高度
燈具的安裝高度對垂直照度、眩光程度都產生影響,而且垂直照度和眩光是相互影響。燈具的安裝高度越高,越有利于控制眩光,但不利于提高垂直照度;相反,燈具的安裝高度越小,有助于提高垂直照度,但眩光同時增加。因此,在垂直照度與眩光控制之間找一個平衡點,使兩者都能滿足要求。燈具的安裝高度按下面兩式計算:
H=dtgφ (1)
h≥15 (2)
式中:
H——燈具的安裝高度,單位:m;
d——燈具在賽場平面的投影點到場地中心線的垂直距離,單位:m。計算高度用的三角形與賽場平面垂直,又與足球場底線平行,當然,該平面一定要通過計算確定燈具的安裝高度;
φ——計算三角形中燈具安裝高度所對應的夾角,φ≥25°。
因此,先在球場平面上測量出d,再測量出角度φ,就可用式(1)、(2)計算出燈具的安裝高度h。
根據燈具的安裝高度,結合屋頂結構、建筑特點,可以確定馬道gantry的位置,燈具及其鎮(zhèn)流器箱、電纜、配電柜等均安裝在馬道上。
4 .計算燈具數量,合理布置燈具
根據上面所述的場地照明標準、燈具、照明方式、燈具安裝高度等,運用專業(yè)燈具公司的計算軟件計算出燈具數量,并將燈具合理地布置在馬道的相關位置。這一步是場地照明設計最重要的環(huán)節(jié),在設計時,請大家注意以下幾點。
?。?)攝像機的位置。2008年奧運會賽事要向全球轉播,有HDTV、普通TV、慢動作攝像、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,尤其注意起跑線、終點線、投擲區(qū)、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photo-finish也必須使用相關的影像資料進行裁決。田徑比賽還有特殊的攝像機,即110m長的導軌攝像機rail camera,它沿著東西兩側直線跑道外側敷設,隨著運動員跑步而移動,該段各點的垂直照度要求都很高。特寫拍攝close-upcamera shots也是常用的,而特寫拍攝也要求有很高的照明質量。
?。?)確定瞄準點。瞄準點從以下幾方面確定:一是光通利用率要高,絕大多數的光通要投射到場地內,落到觀眾席上的光通不能超過場地光通的25%。二是場地照明要均勻。但場地上空一定高度內也要有足夠的亮度,避免上空出現暗區(qū)。三是相鄰光束要有重疊,不同照明模式下都能滿足照度和照度均勻度的要求,即使有一盞燈損壞,也不致對照度及其均勻度產生太大影響。最后,要保證運動員、裁判員、觀眾視線范圍內產生的眩光最小;
(3)為了避免對守門員、角球區(qū)附近進攻隊員的視線干擾,以球門線中點為基準點,底線兩側至少10°之內不能布燈。因此,體育場東西側屋頂四條馬道與深色及其延長區(qū)域相交之處均不能安裝燈具。