篮球馆照明设计探讨

摘要：体育运动受到空间范围、运动方向和速度等多方面的影响，其场地照明要求比其他照明要求更高，高照度、高均匀度、低眩光、适宜的光源色度等都是运动场地的照明要求。通常，体育运动场地的面积大，多是高大空间，要满足上述要求，需采用针对性的照明器件及特殊的照明处理方法。文章以华东地区某篮球馆的照明设计为例，分别采用金属卤化物灯、LED灯具进行照明布置，并使用DIALuxevo7.0软件建模仿真，从光源的选择、灯具的布置方式和灯具的控制模式等进行设计方案的比较。

关键词：篮球馆照明设计；DIALuxevo7.0仿真；LED灯具；金属卤化物灯

体育照明在保障观众观看效果的同时，需要为运动员、裁判员等专业人员提供可靠的照明环境[1]。在篮球馆设计之初，可以运用照明软件DIALuxevo7.0（以下简称DIALux）的仿真功能，设计最佳照明方案。文章从光源的选择、灯具的布置方式和灯具的控制模式三个方面对室内篮球场馆的照明设计进行了建模仿真与对比分析。

1项目概况

某室内篮球馆的长、宽、高分别为42m、32m、12.5m，定性为Ⅱ级室内篮球场馆。体育建筑相关手册规定，不同等级篮球场地的照明标准不同，具体标准如表1所示[2]。根据表1，此篮球馆的照度标准值为500lx。

2DIALux软件概述

在照明计算软件中，最具代表性的是AGI32和DIALux。AGI32作为商业软件，暂无中文版本，且为付费软件，但其计算速度及计算结果都更快、更准确；DIALux由德国DIALGmbH公司开发，开放性强，可导入其他照明厂家的ies格式的光源文件，主要通过灯具的配光曲线等进行照度计算分析，可以得出最合理的照明方案，仿真数据计算结果准确。

3室内篮球场照明设计与模拟

3.1高效光源的选择

体育场馆中常用的灯具为金属卤化物灯和LED灯具。金属卤化物灯具备显色性能好、发光效率高等优点，是在高压汞灯基础上添加各种金属卤化物制成的第三代光源，广泛应用于体育场馆等场所的室内照明；LED灯具由电致发光的半导体材料芯片制成，抗震性能好。金属卤化物灯是目前体育场馆照明中性价比较高的光源，但近年来异军突起的LED灯具在体积、方向性、节能性、寿命、频闪、调光、控制等方面占有优势，发展较快[3]。此次模拟采用满天星的灯具布置方式分别对金属卤化物灯、LED灯具进行模拟仿真计算。金属卤化物灯采用25盏ALTIOTH型号的400W灯具，单个灯具的光通量为46242lm，总功率为10000W。体育馆的平均照度为524lx，照度最大值为643lx，最小值为324lx，最小值与平均值之比为0.62。LED灯具采用30盏Highhaby-P4型的220W灯具，单个灯具的光通量为32000lm，总功率为6600W，体育馆的平均照度为513lx，照度最大值为654lx，最小值为334lx，照度最小值与平均值之比为0.65。仿真结果如表2、图1、图2所示。根据表2仿真结果，两种灯具的平均照度、照度均匀度均满足表1要求。金属卤化物灯和LED灯具的照明功率密度分别为8.33W/m2和5.5W/m2，而前者总功率比后者多3400W。由此估算，若一年该体育馆运营2500h，每年LED灯具节约的用电量为9860kW·h，运营成本也会相应减少。目前，市场上的LED灯具的保质期在3年以上，而金属卤化物灯由于需按时更换光源及整流器，保质期是1年左右，其后期维护成本远大于LED灯具。结合表2中的每年用电量，建议在该篮球馆中使用LED光源，以达到节能的目的。

3.2灯具的布置方式

设计灯具的布置方式时，除了需要结合建筑自身的顶面条件，还需考虑照明质量、初期投入和后期运维费用等因素。通常，室内篮球馆常用的布灯方式有满天星布置和两侧布置两种，可以应用DIALux软件对不同布灯方式进行建模仿真和比较。灯具布置在场地上方的方式称为满天星布灯方式，其光束垂直于场地平面，适用于空间较低的体育馆，宜选用对称性配光的灯具，适用于全民健身、经营性球馆和一般训练的体育馆；两侧布置的方式适用于垂直照度要求较高的大中型体育馆，宜选用非对称性配光灯具，需要将灯具以非垂直方式布置在马道上，所有灯具的瞄准方向与垂线的夹角应不大于65°[4]。满天星灯具的布置模型如图3所示，两侧灯具的布置模型如图4所示。仿真灯具选用了某品牌ALTIOTH型号的金属卤化物灯，单个灯具的功率为400W，按照Ⅱ级篮球场馆照度500lx进行仿真，满天星布置方式需要25盏，两侧布置方式需要24盏。仿真结果如表3、图5、图6所示。根据仿真结果，在平均照度相近的前提下，满天星布置方式比两侧布置方式多布置1盏灯，总功率多400W。由此估算，若1年该体育馆运营2500h，两侧布置每年节约的用电量为1000kW·h，运营成本相应地减少。因此，针对该篮球馆更推荐两侧布置方式，以达到节能经济的目的。

3.3灯具的控制模式

该篮球馆是作为举办全民健身活动、经营性球赛和进行一般训练的场地，其灯具设置了业余比赛模式（对应的照度值为500lx）、娱乐模式（对应的照度值为300lx）和清扫模式（对应的照度值为150lx）三种[5]。这三种照明灯具的控制模式均采用顶部满天星的布置方式，应用DIALux软件进行建模仿真。仿真采用的灯具为某品牌ALTIOTH型号的金属卤化物灯，功率为400W，光通量为46242lm，业余比赛、娱乐、清扫模式对应的灯具数量为25、14、6。仿真结果如表4所示。三种不同模式下，总功率和功率密度值差别较大，在篮球馆运行维护中，建议根据场地不同的使用需求，开启不同的灯具模式，以达到有效节能的目的。

4结束语

目前，多数篮球馆的光源都是在金属卤化物灯与LED灯具中进行选择。虽然目前金属卤化物灯在篮球场馆照明中的应用更广泛，但是LED灯具具备的各项优势性能，如节能、寿命长等，会使其成为未来的主流灯具。在室内篮球馆照明设计中，满天星布置方式的照度均匀度好，适用于低空间的体育馆照明；两侧布置方式的垂直照度高，维修方便，整体照明效果好，多用在对垂直照度要求较高的体育馆。在进行体育馆照明设计时，要充分了解场馆的用途，在业余比赛、娱乐、清扫三种模式中进行合理切换，以强化节能效果，减少运维费用。

参考文献：

[1]管越.体育场馆照明中大功率LED灯的应用[J].光源与照明,2021(1):9-10.

[2]李沈飞,王书晓,王大维,等.杭州亚运会体育场馆灯光照明要求与设计[J].浙江建筑,2021,38(3):14-18.

[3]杨奇勇,李云峰,田鸿涛,等.大功率LED照明产品关键技术指标研究[J].建筑科学,2019,35(6):47-53.

[4]陈笑.综合性体育场馆照明系统优化设计[D].西安:西安建筑科技大学,2021.

[5]黄显雯,白荣,薛仁雨,等.基于DIALux的室内篮球馆照明设计与模拟[J].智能建筑电气技术,2018,12(4):39-42.

作者：赵莹 朱继承 崔浩 单位：浙江大学建筑设计研究院有限公司