1 　体育馆内羽毛球场照明概述
　　羽毛球馆的照明中通常采用三种形式,即自然照明,人工照明和二者同时并用的混合照明。现代羽毛球场中多数为混合照明,其中羽毛球场的人工照明为一般照明。在羽毛球馆的设计中,要使运动员准确地判断球路、高度和落点,首先是最大限度地利用自然光,自然光的效果是最佳的,当然要防止眩光,不能让过强的光直射或反射到眼中。其次是增加照度的稳定性和分布的均匀、协调性等。这不仅对运动员取得优异成绩,而且对裁判的准确判分以及观众的欣赏都是非常重要的。(王中王羽毛球馆软件)

　　2 　羽毛球场照明质量的影响因素
　　运动场地照明质量的好坏主要从以下5 个方面考虑:1) 照度水平:光照度是否达到标准。2) 照明均匀度:运动场地的照度是否均匀。3) 眩光:眩光是否明显。4) 亮度比:物体与背景的颜色、亮度差大小。5) 照明的稳定性:是否有频闪。

　　3 　羽毛球场照明设计实例分析
　　经过实地观察,体育馆羽毛球场内外两侧为玻璃墙,其余两侧为墙体。晴天时羽毛球场内光照平均为410. 75 lx ,达到了国家训练标准300 lx。测得数值如图1 所示。

 
　　相关结论:1) 用照度计测量后得到图1 数据,光照度达标。2) 由图1 得光照度均匀。3) 无眩光。4) 能清晰地分辨羽毛球和周围环境;颜色、亮度差合适。5) 没有频闪,照明稳定。由此看出,在白天体育馆羽毛球场的照明环境相对合适。因此下面只针对夜晚时的羽毛球场进行光照环境分析。。(王中王羽毛球馆软件)

　　3. 1 　照度水平
　　一般来讲垂直照度应大于1/ 2 的水平照度,当垂直照度等于水平照度时,运动的环境最理想。

　　测量数据如图2 所示,羽毛球场地平均照度值为107. 037 5 lx(场馆周边没有明显的光源影响场馆内的光照) 。

　　相关结论:用照度计测量后得到图2 数据,光照度不符合国家训练标准( GB 5003422004) 300 lx。。(王中王羽毛球馆软件)

　　主要原因有以下两点:1) 顶部直接照明方式。顶棚的照明电器为嵌入式并且等距排列。这种照明方式均匀度好,但垂直照度难以达到要求。根据调查[3 ] ,我国体育馆大都采用这种照明方式,由于灯具都是单一的窄配光灯具,所以垂直照度普遍不够,只有水平照度的1/ 4～1/ 3 。2) 灯具的分布。灯具稀疏,分布不合理。边行灯至场边的距离保持在L / 3～ L / 2 之间( L 为灯具的间距) 。如果场内,特别是墙面反光系数太低,还可将灯至场边的距离减小到L / 3 以下。

　　实际分析:场边灯至场边的距离为L/ 2 符合理论要求,在实际中还应加密周边灯具,采用均匀布灯与成组布灯相结合的方式。解决方法:主要通过添加灯具来增加光照度。

　3. 2 　照明的均匀性
　　照度的均匀性是用来衡量场馆内的可视条件。均匀性是指场馆应能被均匀的照射,不应出现过亮或过暗的区域,以便为运动员、观众、裁判提供良好的可视条件。举一个简单的例子,对于电视转播来说,摄像机拍摄比赛区域的全景时,照度不能有很大的变化,否则会引起摄像机曝光。实际分析:由测量数据得知光照度在昼夜都很均匀。

　　3. 3 　眩光
　　眩光是评价照明质量的另一个重要因素,眩光的产生与灯具的安装方式、安装高度、灯具的数量和安装密度、灯具的配光等方面都有关系。

 
　　当视野内出现过高的亮度对比时,人们就会感到刺眼,从而影响人的视度。如晴天的午间看太阳,会感到不能睁眼,这就是由于亮度过高所形成的眩光,如图3 所示。

　　实际分析:羽毛球场地眩光为直射眩光,由于顶棚较低,当运动人员运动时光源很刺眼,时间久了眼睛不舒服,严重影响运动员观察球的运动情况。

　　结论:光源的位置导致眩光。

　　原因:灯具位置不合理,如图4 所示。

 
　　解决方法:1) 顶侧照明:在体育馆中,运动员的视线主要在场地长轴上方快速移动,所以照明灯具尽可能不设置在球网的上方,宜用顶侧照明方式。2) 适当提高周围环境亮度,减小亮度对比。观察对象、场地、周围环境最佳比值为5∶2∶1 。

　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。

　　参考文献:
　　[1 ] 　Anna Kasabian. 室内的色彩[M] . 济南:山东科技大学技术出版社,2003.
　　[2 ] 　刘盛璜. 人体工程学与室内设计[M] . 北京:中国建筑工业出版社,2004.
　　[3 ] 　郭　伏,钱省三. 人体工程学[M] . 北京:机械工业出版社,2007
　　[4 ] 　李光耀. 室内照明设计与工程[M]. 北京:化学工业出版社,2007.
　　[5 ] 　彭妙颜. 现代灯光设备与系统工程[M] . 北京:人民邮电出版社,2006.
　　[6 ] 　GB 5003422004 ,建筑照明设计标准[ S] .
　　[7 ] 　邓金坷. 浅谈体育馆照明设计[J ] . 灯与照明,2006 ,30 (2) :23225.
　　[8 ] 　黄　春. 体育照明设计标准的研究[J ] . 电气应用,2005 ,24(11) :9211.
　　[9 ] 　潘　登. 浅谈应急照明设计[J ] . 山西建筑,2008 ,34 (7) :2092 210.