体育馆羽毛球场的照明环境研究[3]

　　3. 4 　亮度比
　　眼睛能辨别背景上的对象,要具备两个条件之一,即背景与对象的颜色不同,或者背景与对象有一定的亮度对比。如物体较亮背景稍暗,视力越好;反之,背景比物体亮,则视力会显著下降。当照明条件很差,尤其是缺乏亮度差时,可能引起虚假的视觉现象,歪曲被感知物体,对判断重要信息产生不良影响。

　　实际分析:羽毛球颜色为白色,背景墙为白色。

　　相关结论:运动人员看不清球路。

　　原因:背景墙与羽毛球的对比色不明显。

　　解决方法:为了增大羽毛球与背景墙的色彩相差,运用灯的光影效果,来减小背景墙的亮度。通过观察体育场地和荧光灯分布图,将1 ,2 灯的一半用不透明灯罩挡住,这就将灯罩的阴影投射到了墙上,而另一部分光照射到地面,反射照射到场内,从而减小背景墙的亮度,使得羽毛球与背景对比相差大,羽毛球运动时更清晰,如图5 所示。

　　3. 5 　光源的稳定性
　　照明的稳定性直接影响人们的健康,照明不稳定会导致运动员的视力降低。照明稳定性主要反映在频闪效应上。频闪是因交流电源供电时电流的周期性变化,同时光通量也会发生周期性的变化,使得人们观察运动的物体时造成错觉。

　　实际分析:经观察,场地人工照明时有明显频闪。观察羽毛球的运动时,可看到比较模糊的影子,分辨率低。

　　相关结论:频闪对人的视力造成伤害。

　　原因:电流的周期变化,造成光源不稳定。

　　解决方法:采用相邻灯由不同相电源供电,即把两只日光灯分

　　别接入不同的两相电源中组成一组。由于两只灯管的工作电流

　　相位不同,光通量可以相互补偿,这样就可以大大降低频闪。

　　3. 6 　照度计算
　　3. 6. 1 　公式计算

　　时间选在晚上,测得馆内的照度平均为107. 037 5 lx ,而国家

　　标准( GB 5003422004) 羽毛球训练照度要达到300 lx ;比赛达到750 lx。

　　ΔE = E标准- E测量= 192. 962 5 lx。

　　由光照度公式:

　　ΔE = <·N·ηo·η/ S K[4 ] 。

　　推出:N =ΔES K/ηo<·η。

　　其中, < 为每盏灯发出的光通量,lm;ηo 为遮光格栅效率;η为灯利用系数; S 为场地面积,m2 ; N 为灯具个数, 个; K 为减光补偿系数(羽毛球场为普通照明灯,没有K 值) 。

　　3. 6. 2 　计算步骤
　　1) 由图4 得到羽毛球场的长、宽即l , w ,以此求得地面面积S = l·w = 365. 46 m2 。2) 运动的高度为:1. 75 m;球场高度: h =5. 15 m。3) 室形指数: i = S/ h ( l + w ) = 1. 91[4 ] 。4) 反射系数:ρ墙= 70[4 ] , 反射系数:ρ顶棚(铝) = 70[4 ] 。5) 灯利用系数w =0. 45[4 ] 。6) 采用嵌入式格栅荧光灯(铝栅格) 4 ×40 W 灯具效率63 % ,光通量为4 ×2 400 = 9 600 lm。

　　计算: N =ΔES K/ηo<·η[4 ] = 192. 962 5 ×365. 46/ (9 600 ×0. 45 ×0. 63) ≈25. 91≈26 个。

　　计算要达到训练的标准300 lx ,还应增加26 个4 ×40 W 的灯具。考虑到反射光的减弱,在此增加27 个灯具。

　　3. 6. 3 　灯具的检验

　　下面用单位容量法对上述结果进行验证并进行灯的分布设计:

　　当ΔE = 192. 962 5 lx 时,光照区域单位面积容量:

　　W = 11 W/ m2 [4 ] 。

　　由公式得出: W = 每盏灯具的灯泡数量×灯泡功率:

　　P = WS = 11 ×365. 46 = 4 020. 06 W[4 ] 。

　　N = P/ W = 4 020. 06/ 160≈26 个[4 ] 。

　　其中, P 为总功率[4 ] 。

　　根据实际情况分析,羽毛球场馆原有49 个灯具,但光照度远远达不到标准,这不仅对运动员接、发球造成影响,而且还会对运动员及裁判员的视力造成一定的伤害。因此对于此类体育馆的照明情况,应通过增加灯具数量进一步增加光照度。本次研究案例最后确定增加27 个灯具,改善后总数达到76 个,测得平均光照度E = 307. 2 lx。

　　3. 6. 4 　合理布局
　　采用顶侧照明方式,灯具分布在内外两行。4 个灯具为一组,内行11 组,外行8 组,如图6 所示。

　　4 　结语
　　总结了羽毛球场照明设计的五个重要因素,并以某高等院校体育馆的羽毛球场为例,分析了实际存在的照明环境问题,提出相关的改进措施和照明环境设计的要求。随着科学技术的不断发展,照明技术也在不断的提高,新的照明技术的开发和使用以及照明环境理论的提出必定会给社会带来美好的环境。

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