国家体育场包括田径和足球赛场,其照明设计应满足这两项运动的要求。田径运动除撑杆跳高、铁饼、链球、标枪等少数项目外,大都利用3m高度以内的低空间运动;而足球要在距地面上空30m或更高的高度空间运动。因此,照明设计也要考虑赛场上空一定高度内有均匀地亮度分布。
1. 照明设计要确定照明方式
体育场照明方式主要有:四角式、侧向式、周边式、混合式等四种。各种照明方式各有所长,都有成功的实例。根据国家体育场的建筑、结构特点,场地照明方式只能选择侧向式布灯,毫无疑问,侧向式布灯可以很容易地满足足球比赛的要求。但对于田径比赛,其比赛小项目较多,又比较分散,不同的项目对照明要求各不相同,如果侧向式布灯不能满足田径要求,可以将侧向式布灯向南北两方向适当延长。
2. 选择合适的灯具
灯具的参数有很多,在体育场场地照明中,应注意两点。一是光束的形状,对于侧向布灯宜采用矩形或梯形光束,不宜采用圆形光束。另一是光束角,光束角越小,光束越窄,投射的距离就越远。国家体育场采用侧向布灯方式,东西侧各两条光带,一条布置在顶棚的中后部,一条在顶棚的中前部,灯具投射距离大于50m,因此选择灯具时,其光束角应小于45°。
3 .确定灯具的安装高度
灯具的安装高度对垂直照度、眩光程度都产生影响,而且垂直照度和眩光是相互影响。灯具的安装高度越高,越有利于控制眩光,但不利于提高垂直照度;相反,灯具的安装高度越小,有助于提高垂直照度,但眩光同时增加。因此,在垂直照度与眩光控制之间找一个平衡点,使两者都能满足要求。灯具的安装高度按下面两式计算:
H=dtgφ (1)
h≥15 (2)
式中:
H——灯具的安装高度,单位:m;
d——灯具在赛场平面的投影点到场地中心线的垂直距离,单位:m。计算高度用的三角形与赛场平面垂直,又与足球场底线平行,当然,该平面一定要通过计算确定灯具的安装高度;
φ——计算三角形中灯具安装高度所对应的夹角,φ≥25°。
因此,先在球场平面上测量出d,再测量出角度φ,就可用式(1)、(2)计算出灯具的安装高度h。
根据灯具的安装高度,结合屋顶结构、建筑特点,可以确定马道gantry的位置,灯具及其镇流器箱、电缆、配电柜等均安装在马道上。
4 .计算灯具数量,合理布置灯具
根据上面所述的场地照明标准、灯具、照明方式、灯具安装高度等,运用专业灯具公司的计算软件计算出灯具数量,并将灯具合理地布置在马道的相关位置。这一步是场地照明设计最重要的环节,在设计时,请大家注意以下几点。
(1)摄像机的位置。2008年奥运会赛事要向全球转播,有HDTV、普通TV、慢动作摄像、固定机位、移动摄像、应急电视等,摄像机多了,要求各点的垂直照度也高,尤其注意起跑线、终点线、投掷区、起跳点(线)、落地点、过杆处等处的垂直照度,摄像机在这些地方拍摄几率很高。而且录像仲裁photo-finish也必须使用相关的影像资料进行裁决。田径比赛还有特殊的摄像机,即110m长的导轨摄像机rail camera,它沿着东西两侧直线跑道外侧敷设,随着运动员跑步而移动,该段各点的垂直照度要求都很高。特写拍摄close-upcamera shots也是常用的,而特写拍摄也要求有很高的照明质量。
(2)确定瞄准点。瞄准点从以下几方面确定:一是光通利用率要高,绝大多数的光通要投射到场地内,落到观众席上的光通不能超过场地光通的25%。二是场地照明要均匀。但场地上空一定高度内也要有足够的亮度,避免上空出现暗区。三是相邻光束要有重叠,不同照明模式下都能满足照度和照度均匀度的要求,即使有一盏灯损坏,也不致对照度及其均匀度产生太大影响。最后,要保证运动员、裁判员、观众视线范围内产生的眩光最小;
(3)为了避免对守门员、角球区附近进攻队员的视线干扰,以球门线中点为基准点,底线两侧至少10°之内不能布灯。因此,体育场东西侧屋顶四条马道与深色及其延长区域相交之处均不能安装灯具。