體育照明的功能性要求很高，特別是有電視轉(zhuǎn)播的體育場(chǎng)館對(duì)照明的功能性要求就更高，體育場(chǎng)館中的高照度、高均勻度、高光源顯色性等除了要求有好的照明產(chǎn)品、合理的馬道設(shè)置和高水平的照明設(shè)計(jì)以外，隨之而來的還有高的耗電量。

大量的實(shí)測(cè)調(diào)查表明，由于馬道位置即燈具安裝高度設(shè)計(jì)不合理，不但直接影響各項(xiàng)照明技術(shù)指標(biāo)，而且還會(huì)造成電能的大量浪費(fèi)。本文將對(duì)大量體育場(chǎng)館的實(shí)測(cè)調(diào)查，對(duì)照明設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)以及影響照明功率密度的主要因素進(jìn)行分析，以便為照明設(shè)計(jì)師在進(jìn)行體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)時(shí)提供參考依據(jù)。

1、場(chǎng)館的數(shù)量和功能等級(jí)

實(shí)測(cè)調(diào)查的比賽場(chǎng)館中以室外體育場(chǎng)和綜合體育館居多，功能等級(jí)V級(jí)的場(chǎng)館個(gè)數(shù)略高于Ⅳ級(jí)和Ⅵ級(jí)，見表1。

1.2、燈具安裝高度與功能等級(jí)

根據(jù)燈具安裝高度統(tǒng)計(jì)結(jié)果可得出以下結(jié)論：

(1)體育場(chǎng)燈具安裝高度在40m≤h<50m之間的個(gè)數(shù)占各種高度總數(shù)的45.7%，也就是說現(xiàn)有體育場(chǎng)的燈具安裝高度幾乎有一半都在40m～50m之間；體育館、網(wǎng)球館、游泳館燈具安裝高度在15m≤h<25m之間的個(gè)數(shù)占各種高度總數(shù)的60%以上，也就是說體育館的燈具安裝高度一般都在15m～25m之間。

(2)總體來說，燈具高度偏低時(shí)，低級(jí)別(Ⅳ)比賽場(chǎng)館出現(xiàn)的幾率偏大；燈具高度偏高時(shí)，**別(Ⅵ)比賽場(chǎng)館出現(xiàn)的幾率偏大，因?yàn)?*別是指重大、高清電視轉(zhuǎn)播，體育場(chǎng)館容納的觀眾席座位多，體量大，馬道的位置(燈具安裝高度)也會(huì)相應(yīng)提高。燈具安裝高度范圍以及與運(yùn)動(dòng)等級(jí)的關(guān)系見表2～表3：

注：燈具高度為馬道高度，取其馬道*高高度。

2、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)誤差分析與數(shù)據(jù)取舍

在實(shí)測(cè)調(diào)查的900多個(gè)場(chǎng)館數(shù)據(jù)中由于各種原因，如馬道位置設(shè)置不合理、燈具配光選擇不當(dāng)以及建筑結(jié)構(gòu)遮擋嚴(yán)重等，造成有的數(shù)據(jù)離散性較大，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，按誤差理論對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍。

3、統(tǒng)計(jì)學(xué)允許的合理誤差范圍

誤差概率分布：當(dāng)統(tǒng)計(jì)值的誤差介于±0.6745(標(biāo)準(zhǔn)誤差)范圍時(shí)，概率為50%；誤差介于±2范圍時(shí)，概率為95%；誤差介于±3范圍時(shí)，概率為99.7%；誤差出現(xiàn)在±3范圍以外的幾率只有0.3%。

在有限的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，一般選擇概率誤差3至5作為合理誤差范圍或統(tǒng)計(jì)上允許的*大概率誤差。

3.1、可疑統(tǒng)計(jì)值的取舍方法

通常在一組統(tǒng)計(jì)值中會(huì)發(fā)現(xiàn)某一統(tǒng)計(jì)值與其余統(tǒng)計(jì)值相差很大，如果保留這一數(shù)值，則對(duì)平均值及或然誤差都將產(chǎn)生很大影響，體育木地板工廠如果沒有充分的理由，則只有根據(jù)誤差理論決定數(shù)值的取舍才是正確的。決定數(shù)據(jù)取舍的步驟如下：

(1)求出算術(shù)平均值以及單個(gè)數(shù)值的概率誤差，計(jì)算時(shí)可疑數(shù)據(jù)均應(yīng)包括在內(nèi)；

(2)算出可疑的較大偏差與概率誤差之比；

(3)根據(jù)表4中所列統(tǒng)計(jì)量個(gè)數(shù)(n)與對(duì)應(yīng)的偏差d同概率誤差y之比()，決定數(shù)據(jù)的取舍；

(4)如果統(tǒng)計(jì)值的大于表中的，則可舍掉這一統(tǒng)計(jì)值。

上述數(shù)值舍棄法則是根據(jù)Chauvenet數(shù)值舍棄標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化而來的。

根據(jù)以上原則對(duì)實(shí)測(cè)調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，舍棄了個(gè)別離散性大的可疑數(shù)值。

4、實(shí)測(cè)調(diào)查結(jié)果分析

實(shí)測(cè)調(diào)查結(jié)果表明：對(duì)于大多數(shù)體育場(chǎng)館來說，由于采用了高性能的光源、燈具產(chǎn)品，具有**、、節(jié)能、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，加上高水平的照明設(shè)計(jì)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)基本上都能達(dá)到

4.1、照明指標(biāo)與照明節(jié)能

(1)照度和照度均勻度是照明設(shè)計(jì)中的重要指標(biāo)，也是照明檢測(cè)中的主要內(nèi)容，特別是電視轉(zhuǎn)播對(duì)攝像機(jī)方向的垂直照度及其照度均勻度有很高的要求，當(dāng)場(chǎng)地建筑條件(馬道過短或過于靠近場(chǎng)地)或其他條件(運(yùn)動(dòng)員正前方不能布燈)受到限制時(shí)，這一指標(biāo)很難達(dá)到，實(shí)踐證明燈桿和馬道的位置對(duì)實(shí)施照明方案特別重要，因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予重視；

(2)照度比率：指平均水平照度與平均垂直照度之比，無電視轉(zhuǎn)播時(shí)，水平照度值有具體規(guī)定，有電視轉(zhuǎn)播要求時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中只對(duì)水平照度值規(guī)定一個(gè)范圍，即平均水平照度為平均垂直照度的0.75～1.5倍，垂直照度的取值主要由攝像杌類型和電視轉(zhuǎn)播的要求決定，水平照度與垂直照度之比值主要是為了保證整個(gè)的照明效果和照明立體感。

控制這項(xiàng)指標(biāo)有時(shí)比較困難，特別是當(dāng)受到場(chǎng)地和馬道條件的限制時(shí)，往往需要提高水平照度的方法來提高垂直照度值，致使這一比值過大，這樣不僅影響照明質(zhì)量，而且還會(huì)大大增加照明功率，造成能源浪費(fèi)。合理的照明設(shè)計(jì)，將這一指標(biāo)有效地控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，對(duì)提高照明質(zhì)量和節(jié)約電能有很重要的意義。本調(diào)查結(jié)果所得照度比率如表5所示。

**照明委員會(huì)(CIE)、**體育聯(lián)合會(huì)(GAISF)規(guī)定平均水平照度和平均垂直照度的比值在0.5～2.0之間，**廣播電視服務(wù)機(jī)構(gòu)(OBS)規(guī)定主賽區(qū)(PA)的比值為0.75～1.5，總賽區(qū)(TA)的比值為0.5～2.0，根據(jù)編制組對(duì)我國(guó)體育場(chǎng)館的實(shí)測(cè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，體育體育館木地板場(chǎng)水平照度與垂直照度之比定在0.75～1.8；體育館的定在1.0～2.0之間比較合理，這樣更有利于節(jié)能。

4.2、照明功率密度值

我國(guó)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《城市夜景明設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)辦公建筑、商業(yè)建筑、交通建筑、工業(yè)建筑以及道路等均規(guī)定了照明功率密度值。在《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》中尚未對(duì)體育場(chǎng)館的照明功率密度作出規(guī)定。由于體育建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、競(jìng)賽項(xiàng)目的多樣化以及體育比賽對(duì)照明的高要求，確定其照明功率密度具有一定的難度。

相關(guān)調(diào)查表明，不同類型場(chǎng)地，包括體育場(chǎng)、體育館、游泳館、網(wǎng)球館，達(dá)到相同照度時(shí)所需要的照明功率有的可相差5倍以上，同樣由于建筑結(jié)構(gòu)的不同，相同場(chǎng)地，達(dá)到同一照度時(shí)，照明功率密度也可相差幾倍，可見制定體育場(chǎng)館的照明功率密度值對(duì)照明節(jié)能具有重要意義

照上述誤差理論，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和照明設(shè)計(jì)所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，取得了無電視轉(zhuǎn)播訓(xùn)練場(chǎng)館和有電視轉(zhuǎn)播比賽場(chǎng)館的照明功率密度(LPD)值，為制定體育場(chǎng)館照明功率密度值提供；主要對(duì)常用的金囟燈的4類場(chǎng)館(體育場(chǎng)、體育館、網(wǎng)球館、游泳館)統(tǒng)計(jì)分析了照明功率密度值。以體育場(chǎng)和體育館為例，分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6～表7。

注：

(1)照明方式除體育場(chǎng)有少量為組合式(光帶+燈桿)外，基本上都是馬道光帶式照明。

(2)照明功率密度值均按各等級(jí)的主攝像機(jī)照度進(jìn)行折算，并考慮維護(hù)系數(shù)0.8。

為了更進(jìn)一步說明體育場(chǎng)館中照明功率密度的變化規(guī)律，將上述實(shí)測(cè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果以體育場(chǎng)為例，將田徑和足球項(xiàng)目繪制成圖，以便于分析和理解。燈具安裝高度與功率密度的關(guān)系及比賽等級(jí)與功率密度的關(guān)系如圖1～圖4所示。

由調(diào)查結(jié)果可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1)相同功能等級(jí)下，照明功率密度值隨燈具安裝高度的增加而增加，規(guī)律性強(qiáng)；

(2)照明功率密度與功能等級(jí)有關(guān)，等級(jí)越高照明功率密度越大，且為非線性關(guān)系。

(3)室外體育場(chǎng)(足球兼田徑)足球場(chǎng)地的照明功率密度比田徑場(chǎng)地的照明功率密度高，與場(chǎng)地面積大小有關(guān)；

(4)對(duì)于綜合性體育場(chǎng)館應(yīng)設(shè)計(jì)不同的開燈模式。