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网球馆灯具的设计与思考

文章来源:admin    时间:2016-08-23

网球馆灯具的设计与思考
前言
随着人民生活水平的提高,现在的体育比赛越来越转移到夜间进行,这对体育建筑的照明提出了更高的要求。体育建筑是开展各种体育运动和体育竞赛的活动中心,其照明设计大都只能在已选定的场馆造型下进行,这无疑增大了照明设计的难度。为了满足场馆的不同功能使用要求,照明设计要兼顾足够的均匀的照度、理想的色彩复现和较强的立体感,同时应尽可能地减少眩光。本人在旗忠网球馆的设计中,对灯具的设计及布置有了一些浅见,在此与同行共享。
1工程概况
新建的旗忠网球馆位于闵行区旗忠村,是一座现代化钢结构双球场网球馆,场地面积为42m×37.2m。平行、并排双球场,场地之间间隔6m,斜平顶下吊有带吸音膜的斜吊顶,场地净高在12.5m以上,为标准休闲型无看台室内网球馆,标准网球场划线区域即CBA范围尺寸23.74m×10.97m。
2照明特点及要求
网球场地比较特殊,是典型的小球、小场地,同时运动时的网球速度甚至可能超过200km/h。因此,网球场地照明需要极高的视觉感知度,这就对网球场地区域的环境建筑面和运动照明提出了特殊的需符合网球运动特点的设计要求。因此,第一,网球馆场地墙面等颜色不宜反差过大,且有恰当的材料反射率,要求能使球与其背景有良好的颜色和亮度对比;第二,人工照明要求一定的照度和均匀
3照明区域的设定
旗忠网球馆场地面积划分如图1所示将球馆内最大净尺寸42m×37.2m作为SPA,将CBA由边线放出1.8m,由底线放出3m做PPA区,则SPPA=15m×30m,设为照明计算主照区,其设计平均水平照度不低于500lx。主照区以外所有SPA范围均以平均水平照度200lx计算,则全场共需光通量:
Φ=500×15×30×2+200(42×37.2-15×30×2)=582900lm。

4光源选择
HID光源在体育场馆照明中发挥着越来越大的作用。从发光效率、色温、显色性以及寿命等诸多方面综合考虑,兼顾本馆场地被照空间的实际情况,我们选用了400W冷色调、高色温金卤灯光源。见

5灯具选择与灯具数量
本馆为钢结构建筑,沿网球场边线平行方向每6m有支撑工字钢梁,场地宽11m,边线上方可以固定吊装专用网球灯具。根据该网球场地SPA范围较大,PPA范围适当扩大以兼顾主赛场场地照明原则。将灯具净高设定为10.5m,按上述被照特定对象,设计多曲面不对称反射器截光型灯具,每灯轴向光强由近向远递减,场地两侧双灯对照,形成均匀照度叠加,保证主赛区照度的高均匀度。如图2所示:

灯具采用电器箱与灯具一体化设计,便于安装与维修。计算总灯数:
N=ES/ΦUKN=582900/32000×0.4×0.8=56
式中,E—平均照度U—利用系数
S—被照射面积K—维护系数
Φ—光源光通量额定值N=总灯数
PPA区域平均水平照度>500lx,两场地之间过道区域平均水平照度>300lx。灯位示意见图3

6反射器的计算
(1)光源光通量在反射器内的分配
根据受照面上照度分布的需要,结合光源直接出射光通量合理地分配到各反射面上,求出θ~α的关系。θmaxρφD/360°+(360°-θmax)φD/360°=iDiIaaå=0
式中,θmax—反射器包角
ρ—反射面的反射比
φD—光源直接出射的光通量
IαiD—各个划分角的中值角度上光强
灯具安装方式见图4:

在Δα按5°间隔划分时,将各划分角度中Φeff-ΦD就得该区域中还需要的光通量见表2。这里假设反射面都是一次反射曲面,因此缺少的光通量还需在360°-52°=308°的平面角中分摊,即反射器有308°的包角。
各αi方向的光线应满足Iαi=EH2/COS3γ
式中,Iαi—光源照射方向发光强度
E—被照点的水平照度
H—高度
γ—光源与被照点连线与垂直线的夹角
在Δα按5°间隔划分时,将各划分角度中Φeff-ΦD就得该区域中还需要的光通量见表2。这里假设反射
面都是一次反射曲面,因此缺少的光通量还需在360
°-52°=308°的平面角中分摊,即反射器有308°的
包角。
(2)反射器母线的得来
反射面方位角β=(θ+α)/2
式中,θ—从光源来的角度
α—反射角度
β—平面方位角
计算反射面上各段折线的方位角,见表3,θ取中值角度。


7总结
灯具制造后,在上海旗忠网球馆进行了实际使用并经技术测试,证明该灯具设计是合理的。其中CBA、PPA区域的照度平均值分别为700lx、646lx,照度均匀度分别为0.61、0.50,其效果完全达到了照明设计的要求。
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