林若慈，朱 悅

(1.中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京 100013; 2.飛利浦(中國(guó))投資有限公司，北京 100600)

引言

體育場(chǎng)館的照明系統(tǒng)是場(chǎng)館最重要的設(shè)施之一，也是體育場(chǎng)館中技術(shù)要求最高的部分，照明的好壞會(huì)直接影響競(jìng)賽公平、轉(zhuǎn)播效果、球員安全、觀眾氣氛等一系列最重要的競(jìng)賽核心內(nèi)容。而其中，馬道的設(shè)置對(duì)體育照明無(wú)疑是至關(guān)重要的，它不僅會(huì)嚴(yán)重影響照明的質(zhì)量和數(shù)量，同時(shí)還會(huì)帶來(lái)更多的能源消耗。對(duì)于體育場(chǎng)館來(lái)說(shuō)，馬道位置的設(shè)置與建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、照明等多個(gè)專業(yè)相關(guān)，不同的專業(yè)會(huì)有不同的側(cè)重點(diǎn)，而且往往還會(huì)有交叉，這也是造成馬道位置會(huì)被多方所隨意修改的原因，甚至于致使馬道無(wú)法利用。

然而，在長(zhǎng)期的場(chǎng)館建設(shè)中，很多參與者對(duì)照明的重要性并沒(méi)有放在最關(guān)注的位置，因此在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了很多與要求相違背的做法，馬道的設(shè)置完全沒(méi)有考慮到標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)照明最基本的要求，如馬道的位置離邊線太近，甚至就在邊線內(nèi)，這就導(dǎo)致了無(wú)論提高多少水平照度邊線處的垂直照度也很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值；或者馬道的高度過(guò)低，滿足不了場(chǎng)地照明對(duì)眩光角度的限制要求，造成嚴(yán)重眩光；還有的馬道太短，造成比賽場(chǎng)地兩端頭底線位置幾乎沒(méi)有垂直照度，或者照度很低等。此外，就照明節(jié)能而言，根據(jù)相關(guān)資料及對(duì)實(shí)際場(chǎng)館的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，對(duì)于同類場(chǎng)館相同級(jí)別的場(chǎng)地照明功率密度LPD值甚至可相差幾倍，這其中很重要的原因之一就是馬道位置設(shè)置不合理。通過(guò)對(duì)體育場(chǎng)館馬道位置的研究，提出馬道的正確設(shè)置方法，進(jìn)一步規(guī)范馬道的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，力求建筑師在進(jìn)行體育場(chǎng)館建筑設(shè)計(jì)時(shí)能充分兼顧照明專業(yè)對(duì)馬道的要求。

1 體育照明的基本要求

對(duì)于體育照明來(lái)說(shuō)，競(jìng)賽、轉(zhuǎn)播和安全是最重要的組成部分。隨著體育運(yùn)動(dòng)和競(jìng)賽項(xiàng)目的日趨發(fā)展和普及，參與者和觀看比賽的人越來(lái)越多，對(duì)照明的要求也就越來(lái)越高。照明設(shè)施必須保證運(yùn)動(dòng)員和裁判員能夠看清比賽場(chǎng)地上的一切活動(dòng)和場(chǎng)景，這樣他們才能發(fā)揮出最佳水平，觀眾也需要在宜人的環(huán)境和舒適的條件下觀看比賽。與此同時(shí)照明設(shè)計(jì)還應(yīng)為觀看比賽的廣大電視觀眾提供高質(zhì)量的電視轉(zhuǎn)播畫(huà)面。此外對(duì)于人員密集的體育場(chǎng)館，確保大批人群安全出入體育場(chǎng)館及在緊急情況下迅速疏散，照明也極為重要。

關(guān)于對(duì)體育場(chǎng)館的照明數(shù)量和質(zhì)量指標(biāo)要求在《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ153已有詳細(xì)規(guī)定，在照明設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)播比賽場(chǎng)地照明還應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下方面的要求：

1.1 照明與競(jìng)賽相關(guān)的要求

(1)燈具的安裝位置一般不允許在場(chǎng)地正上方，某些運(yùn)動(dòng)如羽毛球、乒乓球等要求會(huì)更加嚴(yán)格；

(2)大部分場(chǎng)地存在不允許安裝燈具的區(qū)域，主要針對(duì)比賽時(shí)照明會(huì)對(duì)主視線產(chǎn)生不利影響，如排球、羽毛球、網(wǎng)球等；

(3)燈具安裝位置和投射角度避免對(duì)運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生眩光；

(4)防止燈具的直射光或反射光(水池面)對(duì)運(yùn)動(dòng)員和觀眾席產(chǎn)生影響。

1.2 照明與轉(zhuǎn)播相關(guān)的要求

(1)攝像機(jī)方向的垂直照度及其均勻度要滿足攝像和轉(zhuǎn)播的要求；

(2)色溫會(huì)影響攝像機(jī)白平衡的調(diào)節(jié)，對(duì)轉(zhuǎn)播級(jí)別的體育場(chǎng)館，要求Tcp>4000 K(一般轉(zhuǎn)播)或5500K(高清轉(zhuǎn)播)；

(3)顯色指數(shù)會(huì)影響轉(zhuǎn)播、攝像的色彩還原程度，對(duì)于轉(zhuǎn)播級(jí)別的體育場(chǎng)館，Ra>80(一般轉(zhuǎn)播)或Ra>90(高清轉(zhuǎn)播)；

(4)燈具安裝位置和投射角度有時(shí)還會(huì)對(duì)攝像機(jī)產(chǎn)生眩光。

1.3 安全要求

這需要滿足國(guó)家和項(xiàng)目地區(qū)所要求的應(yīng)急照明規(guī)定。

2 馬道設(shè)置需要考慮的問(wèn)題

2.1 馬道設(shè)計(jì)中可能產(chǎn)生的誤區(qū)

(1)建筑設(shè)計(jì)師對(duì)馬道美觀的要求之一：馬道設(shè)置在鋼架或網(wǎng)架內(nèi)部。照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在燈具與場(chǎng)地之間不能有障礙物存在。而很多人認(rèn)為燈具裝在鋼架里面，光可以通過(guò)鋼架縫隙傳遞即可，這是非常錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。如果燈具數(shù)量較多，擋掉的這部分光是不能忽略的。當(dāng)燈具的部分光線被結(jié)構(gòu)所阻擋，受影響的不僅僅是被照面獲得的光減少了，這種不規(guī)則的被照亮的鋼架不但不美觀，反而會(huì)起到反作用。為了避免這種現(xiàn)象，很多項(xiàng)目的馬道安裝在鋼架內(nèi)部，而燈具吊到鋼架下部安裝，雖然可以杜絕上面的現(xiàn)象，但所有的安裝、調(diào)試、維修都要人員到馬道下面完成，一是失去了馬道作為載體的便利性，二是可能會(huì)造成一定的安全隱患，因此可以說(shuō)馬道設(shè)置在鋼架內(nèi)部是極不合理的。

(2)建筑設(shè)計(jì)師對(duì)馬道美觀的要求之二：馬道位置與建筑結(jié)構(gòu)，如頂棚的造型相關(guān)聯(lián)。首先需要說(shuō)明，在燈具開(kāi)啟或者比賽進(jìn)行時(shí)，燈具的相對(duì)中心光強(qiáng)可以達(dá)到2×104～3×104cd/klm，絕對(duì)光強(qiáng)可以達(dá)到2×106～5×106cd ，亮度很高，如果直視燈具，由于人眼對(duì)光線的自適應(yīng)性，如此高的燈具表面亮度其背景會(huì)被看成一片漆黑，根本無(wú)法看清背景的樣式、顏色等，就實(shí)際情況而言，觀眾的注意力也都全部集中在場(chǎng)地而非頂部，因此可以說(shuō)，頂部的馬道造型或裝飾，都是無(wú)法在正常使用時(shí)受到關(guān)注的。而如果過(guò)度強(qiáng)調(diào)馬道和頂棚之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)果很可能會(huì)影響場(chǎng)地照明的合理性。在體育場(chǎng)館照明中，可以在不影響功能需求的前提下，兼顧建筑的美觀。

2.2 空間設(shè)施對(duì)照明系統(tǒng)的阻擋

在有些場(chǎng)館項(xiàng)目中，由于前期多個(gè)專業(yè)的溝通協(xié)調(diào)不通暢，使得通風(fēng)管道、管線、音響設(shè)備等會(huì)出現(xiàn)在低于馬道標(biāo)高的位置，對(duì)燈光造成遮擋，這是完全不符合要求的。有的場(chǎng)館空間有媒體視頻設(shè)備，往往會(huì)對(duì)燈具投射的光線造成阻擋，在照明設(shè)計(jì)時(shí)要盡量避開(kāi)這些設(shè)施。

2.3 馬道幾何尺寸、剛性要求及荷載問(wèn)題

在馬道上不但需要安裝燈具、音響設(shè)備，還要承載電纜、橋架或線槽、安裝附件等大量設(shè)備，同時(shí)還要承載人的通行、維修操作等，因此過(guò)小的尺寸會(huì)無(wú)法滿足承載要求。此外，由于大功率燈具的鎮(zhèn)流器箱體往往都是分離式的，需要安裝在馬道上，因此建議馬道寬度不宜低于1m，凈空高度不宜低于1.5m。

對(duì)馬道剛性的要求是燈具的投射位置不會(huì)因馬道的扭曲和變形造成偏差，相對(duì)于體育館照明，高質(zhì)量燈具投射角的精度需要控制在2°以內(nèi)，而體育場(chǎng)要求的精度會(huì)更高。同時(shí)對(duì)馬道的剛性要求也會(huì)隨著增加。

由此可見(jiàn)，馬道需要較大的荷載能力才能滿足功能和安全需求，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，HDTV級(jí)別的體育建筑馬道的荷載需要達(dá)到350～400kg/m才能滿足要求，而過(guò)低的荷載預(yù)留可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。

3 馬道位置的設(shè)置方法

在體育場(chǎng)館馬道的設(shè)計(jì)中，需要考慮以上所有因素，而其中最重要的是馬道位置對(duì)照明效果的影響，以下將主要對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行分析研究。

3.1 水平照度、垂直照度與馬道的關(guān)系

在轉(zhuǎn)播級(jí)別的體育照明中，往往主攝像機(jī)和輔助攝像機(jī)分別設(shè)置在不同的方向，具體的位置與運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)有關(guān)。這里以主、輔攝像機(jī)分別設(shè)置在比賽場(chǎng)地的邊線后和底線后為例進(jìn)行論述。

燈具應(yīng)盡量提供兩個(gè)方向攝像機(jī)的垂直照度，燈具的投射方向基本都是傾斜的，燈具在X和Y方向分別提供輔攝像機(jī)和主攝像機(jī)方向的垂直照度。

在轉(zhuǎn)播級(jí)別的照明中，主、輔攝像機(jī)的垂直照度有差別，如VI級(jí)為2000/1400(lx)，V級(jí)為1400/1000(lx)，IV級(jí)為1000/750(lx)，比例在1∶0.7～1∶0.75之間，因此sinA∶sinB=1∶0.75，也就是說(shuō)A角要大于B角，如圖1所示。兩個(gè)方向的垂直照度都是有均勻度要求的，這就意味著所有的計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該盡量按照相似的投射原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖1 燈具投射方向示意圖Fig.1 Schematic diagram of aiming direction for luminaire

綜合考慮上面的角度關(guān)系，為了保障輔攝像機(jī)的垂直照度，場(chǎng)地底線側(cè)的馬道相當(dāng)重要，底線后馬道的最佳位置是滿足投射到計(jì)算點(diǎn)的燈具俯視投射角度要滿足上面所說(shuō)的角度關(guān)系。

3.2 燈具投射角度與馬道位置的關(guān)系

燈具投射角度直接影響水平照度Eh、垂直照度Ev、照度均勻度和眩光指數(shù)GR等各項(xiàng)照明指標(biāo)，在馬道設(shè)計(jì)時(shí)必須給予高度重視。

(1)投射到場(chǎng)地近邊線處的位置要求

在體育照明中，平均水平照度和平均垂直照度都有照度比率和均勻度的要求，相比之下，垂直照度的均勻度更加復(fù)雜。燈具投射到最遠(yuǎn)邊線和最近邊線的兩個(gè)角度φ和θ是決定各主要照明指標(biāo)的重要因素，θ角度則是決定近邊線位置垂直照度、照度均勻度和照度比率的關(guān)鍵。

(2)投射到場(chǎng)地遠(yuǎn)邊線處的位置要求

在體育照明中，有一個(gè)重要的指標(biāo)，就是眩光指數(shù)最大值不能超過(guò)體育照明標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)值：體育場(chǎng)GR<50，體育館GR<30，最簡(jiǎn)單的方法可以通過(guò)φ角來(lái)預(yù)判GR是否能達(dá)到眩光限制值的要求，限制φ角主要是為了滿足眩光指數(shù)的要求。

因此，馬道的位置既要滿足θ角的要求，又要滿足φ角的要求，這也將是設(shè)置馬道時(shí)所需要考慮的最重要的條件。

4 確定馬道的位置參數(shù)

馬道的位置參數(shù)包括馬道距比賽場(chǎng)地近邊線的水平距離d、馬道距地面的高度h和馬道距場(chǎng)地中心點(diǎn)的水平距離s等。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算分析研究結(jié)果可得到以下燈具安裝位置要求。

(1)國(guó)際足聯(lián)(FIFA)標(biāo)準(zhǔn)(2002、2007、2011)適用于Ⅳ、Ⅴ級(jí)的燈具設(shè)施安裝準(zhǔn)則。

① 馬道上燈具投射到場(chǎng)地與遠(yuǎn)邊線之間的夾角最小為25°，最大不超過(guò)40°。(包括雙馬道)。

四角燈塔照明燈桿上燈具投射到場(chǎng)地與場(chǎng)地中心點(diǎn)之間的夾角最小為25°。

② 雙排馬道后排燈具投射方向與場(chǎng)地近邊線的夾角宜為65°～50°。

③ 球門區(qū)后面的燈具投射到場(chǎng)地與場(chǎng)地中心點(diǎn)之間的夾角最小為25°，與球門中點(diǎn)之間的夾角為75°。

(2)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算分析研究結(jié)果：綜合考慮水平照度、垂直照度、照度均勻度、照度比率、眩光限制等要求。

① 室外體育場(chǎng)

馬道上燈具投射到場(chǎng)地與遠(yuǎn)邊線之間的夾角不小于25°，燈具投射到場(chǎng)地與場(chǎng)地近邊線之夾角不大于65°。

足球場(chǎng)地馬道中間位置水平投影距場(chǎng)地中心點(diǎn)的距離一般為60m～80m。

② 室內(nèi)體育館

馬道上燈具投射到場(chǎng)地與遠(yuǎn)邊線之間的夾角不小于30°，燈具投射方向與場(chǎng)地近邊線之夾角不大于65°或60°。

單排馬道位置和燈具投射角度符合圖2要求，如采用雙排馬道，則前排馬道位置符合φ≥25°，后排馬道符合θ≤65°的要求，見(jiàn)圖3。

圖2 單馬道燈具投射角Fig.2 Luminaire aiming angle for single catwalk (each side)

圖3 雙馬道燈具投射角度Fig.3 Luminaire aiming angle for double catwalk (each side)

圖中：φ為燈具投射方向與場(chǎng)地遠(yuǎn)邊線之夾角(單位：°)；θ為燈具投射方向與場(chǎng)地近邊線之夾角(單位：°)；w為場(chǎng)地寬度(單位：m)；d為燈具(馬道)水平投影距近邊線距離(單位：m)；h為燈具(馬道)距地面的高度(單位：m)；d′為雙馬道后排燈具(馬道)水平投影距近邊線距離(單位：m)；s為單馬道燈具(馬道)水平投影距場(chǎng)地中心點(diǎn)距離(單位：m)；s1,s2為雙馬道兩排燈具(馬道)水平投影距場(chǎng)地中心點(diǎn)距離(單位：m)。

依據(jù)上述提供的馬道設(shè)計(jì)準(zhǔn)則對(duì)典型場(chǎng)館的馬道位置(圖1)的設(shè)計(jì)參數(shù)按式(1)和式(2)進(jìn)行計(jì)算：

(1)

h=d×tgθ

(2)

對(duì)于雙馬道(圖3)，設(shè)定前排馬道正好處在近邊線上方且前后兩排馬道高度相同，這樣就很容易計(jì)算出馬道的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)。

計(jì)算結(jié)果如表1—表9 所示，表中的馬道計(jì)算參數(shù)基本上都能達(dá)到照明設(shè)計(jì)的要求。

表1 室外體育場(chǎng)單馬道燈具安裝高度與各計(jì)算參數(shù)對(duì)應(yīng)表Table 1 Single catwalk (each side) for athletics-Luminaire mouting height and calculation parameters in corresponding table

關(guān)于計(jì)算結(jié)果的幾點(diǎn)說(shuō)明：

(1)表1、表2中θ角度取值70°時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致近邊線附近的垂直照度不足且水平/垂直照度比率失調(diào)，一般不建議采用。

(2)對(duì)于小型的比賽場(chǎng)地一般可不采用雙馬道，如專用藍(lán)排球館等。

表2 室外體育場(chǎng)雙馬道燈具安裝高度與各計(jì)算參數(shù)對(duì)應(yīng)表Table 2 Double catwalk (each side) for athletics-Luminaire mouting height and calculation parameters in corresponding table

表3 專用足球場(chǎng)單馬道燈具安裝高度與各計(jì)算參數(shù)對(duì)應(yīng)表Table 3 Single catwalk (each side) for soccer-Luminaire mouting height and calculation parameters in corresponding table

表4 專用足球場(chǎng)雙馬道燈具安裝高度與各計(jì)算參數(shù)對(duì)應(yīng)表Table 4 Double catwalk (each side) for soccer-Luminaire mouting height and calculation parameters in corresponding table

表5 綜合體育館單馬道燈具安裝高度與各計(jì)算參數(shù)對(duì)應(yīng)表Table 5 Single catwalk (each side) for gymnasium-Luminairemouting height and calculation parameters in corresponding table

表6 體育館雙馬道燈具安裝高度與各計(jì)算參數(shù)對(duì)應(yīng)表Table 6 Double catwalk (each side) for gymnasium-Luminaire mouting height and calculation parameters in corresponding table

表7 專用籃排球館單馬道燈具安裝高度與各計(jì)算參數(shù)對(duì)應(yīng)表Table 7 Single catwalk (each side) for basketball-Luminairemouting height and calculation parameters in corresponding table

表8 網(wǎng)球館單馬道燈具安裝高度與各計(jì)算參數(shù)對(duì)應(yīng)表Table 8 Double catwalk (each side) for tennis-Luminaire mouting height and calculation parameters in corresponding table

(3)考慮到游泳跳水館的特殊性，比賽級(jí)的游泳跳水館原則上應(yīng)采用雙馬道布置方式。

(4)表9中游泳館的計(jì)算參數(shù)只是按一般原則進(jìn)行的推算，并不完全適用于實(shí)際的照明設(shè)計(jì)，尤其是轉(zhuǎn)播級(jí)的場(chǎng)館除了要考慮對(duì)運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生的眩光外，還要考慮水面反射眩光對(duì)觀眾席的影響，且跳水的高度計(jì)算也比較復(fù)雜，需要專題論述。

表9 游泳館雙排馬道燈具安裝高度與各計(jì)算參數(shù)對(duì)應(yīng)表Table 9 Single catwalk (each side) for swimming pool-Luminaire mouting height and calculation parameters in corresponding table

上述計(jì)算中馬道高度是指其中心點(diǎn)的位置高度，馬道端點(diǎn)的位置高度可以根據(jù)以下原則確定：室外體育場(chǎng)馬道端點(diǎn)上燈具投射方向與場(chǎng)地中心點(diǎn)的夾角不小于25°，室內(nèi)體育館馬道端點(diǎn)上燈具投射方向與場(chǎng)地中心點(diǎn)的夾角不小于30°。

5 馬道的形狀和數(shù)量

對(duì)于體育照明來(lái)說(shuō)，建筑師和結(jié)構(gòu)工程師需要更多地了解燈具安裝位置的要求 ，綜合之前所敘述的內(nèi)容，即燈具位置需要符合以下要求。

(1)燈具最近的投射角度(影響Eh、Ev數(shù)值、Eh/Ev比例關(guān)系、均勻度)。

(2)燈具最遠(yuǎn)的投射角度(影響Eh、Ev數(shù)值、Eh/Ev比例關(guān)系、均勻度、GR眩光指數(shù)最大值)。

(3)燈具不允許安裝的位置(如場(chǎng)地正上方，球門區(qū)底線兩側(cè)15°范圍，比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員的主視線方向等)。

(4)其他可能影響照明質(zhì)量和設(shè)備安裝的因素。

5.1 馬道的形狀

在很多情況下，馬道設(shè)計(jì)往往需要考慮建筑美觀和造型，這樣就會(huì)需要更多的燈具數(shù)量和更大的能耗等，通常需要在兩者之間達(dá)到權(quán)衡。最理想的馬道形式最好能與比賽場(chǎng)地的形狀相對(duì)應(yīng)，如圓形場(chǎng)地采用圓形馬道、橢圓形場(chǎng)地采用橢圓馬道、方形場(chǎng)地采用方形馬道等等。

5.2 馬道的最佳位置和數(shù)量

在馬道設(shè)置中，究竟采用什么樣的馬道和幾條馬道合適，最根本的原則來(lái)源于上述照明要求，下面就這一問(wèn)題加以論述。

(a)馬道方案1 (b)馬道方案2圖4 馬道方案1，2Fig.4 Catwalk section plan 1，2

圖4(a)馬道方案1，是理想的馬道方案，當(dāng)燈具投射到場(chǎng)地遠(yuǎn)、近兩個(gè)邊線與地面的夾角分別為25°(體育館是30°)和65°時(shí)，兩虛線的交點(diǎn)正好落在可以設(shè)置馬道的位置上，單排馬道即可完成所有的要求，鋼結(jié)構(gòu)的投入會(huì)最節(jié)省，效果會(huì)最簡(jiǎn)潔，雖然燈具數(shù)量不一定是最少，但馬道結(jié)構(gòu)和照明系統(tǒng)的總造價(jià)一定是最低的。如果交點(diǎn)比設(shè)置馬道的位置低，馬道需要再提高，則由于更遠(yuǎn)的投射距離，會(huì)導(dǎo)致燈具數(shù)量增加；如果交點(diǎn)比設(shè)置馬道的位置高，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，應(yīng)該設(shè)置2條馬道才能滿足要求，這樣馬道的重量和材料投入可能會(huì)增多。

圖4(b)馬道方案2，是典型的雙馬道方案，當(dāng)場(chǎng)地高度達(dá)不到最佳上線的條件時(shí)，使用一條馬道位置無(wú)法同時(shí)滿足投射到遠(yuǎn)、近兩個(gè)邊線的兩個(gè)角度的要求時(shí)，采用兩排馬道可分別滿足遠(yuǎn)、近邊線的25°入地角、場(chǎng)地中線25°入地角、后排馬道同時(shí)需要滿足近端邊線入地角小于65°的要求，并可獲得極佳的照明效果。從理論上講，雙馬道比單馬道燈具數(shù)量要少，而且越是接近下面的點(diǎn)劃線，燈具數(shù)量越少，但雙馬道的材料投入和施工量往往會(huì)比單馬道增加1倍，這就需要計(jì)算多投入的馬道費(fèi)用是否能被整體高度降低所減少的費(fèi)用使總成本得到補(bǔ)償。

(a)馬道方案3 (b)馬道方案4圖5 馬道方案3，4Fig.5 Catwalk section plan 3，4

圖5(a)馬道方案3，是不可取的馬道方案，當(dāng)場(chǎng)地高度達(dá)不到最佳下線的條件時(shí)，使用兩排馬道，依然無(wú)法達(dá)到遠(yuǎn)近邊線的25°入地角和65°(此角度已經(jīng)是極限)入地角時(shí)，計(jì)算結(jié)果會(huì)無(wú)法滿足GR的要求，燈具絕不能布置到場(chǎng)地的正上方，造成這個(gè)結(jié)果最大的可能是由于建筑高度不夠，進(jìn)而會(huì)因照明不滿足要求使場(chǎng)館降級(jí)使用，這也是馬道中最差的方案.

圖5(b)馬道方案4，是馬道方案1的延伸，當(dāng)燈具位于比投射到場(chǎng)地遠(yuǎn)、近兩個(gè)邊線與地面的夾角分別是40°和65°的位置更高時(shí)，單排馬道即可完成所有的要求，雖然鋼結(jié)構(gòu)的投入會(huì)最節(jié)省，但由于投射距離增加，燈具數(shù)量會(huì)隨之增加，能耗和建設(shè)成本都會(huì)提升，因此，不如方案1優(yōu)秀。

圖6 馬道方案5Fig.6 Catwalk section plan 5

圖6所示的馬道方案，是方案3最低極限位置，前排馬道不能進(jìn)入場(chǎng)地內(nèi)的正上方，同時(shí)需要滿足燈具投射到對(duì)面邊線與地面夾角大于25°的要求。后排馬道位置與近邊的地面夾角小于65°。當(dāng)?shù)陀谶@個(gè)位置時(shí)，場(chǎng)地照明的參數(shù)有可能不能全部符合要求。

最后，還必須強(qiáng)調(diào)以下馬道位置是不符合要求的。

(1)轉(zhuǎn)播級(jí)別場(chǎng)館的單排馬道緊貼場(chǎng)地邊線正上方，這種馬道安裝的燈具無(wú)法滿足近邊線附近計(jì)算點(diǎn)的垂直照度的要求。

(2)過(guò)低的馬道，就電視轉(zhuǎn)播而言，尤其是對(duì)于HDTV高清轉(zhuǎn)播場(chǎng)地，對(duì)照明的要求很高，燈具數(shù)量大、單燈功率高，在12m以下的空間使用會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成極不舒適的感覺(jué)，同時(shí)也會(huì)影響競(jìng)賽，因此高級(jí)別的體育場(chǎng)館考慮到照明系統(tǒng)應(yīng)限制馬道的最低高度。

6 結(jié)語(yǔ)

關(guān)于馬道位置的設(shè)置問(wèn)題，對(duì)體育照明尤為重要，長(zhǎng)期以來(lái)一直缺少統(tǒng)一的解決方法，以至于給照明設(shè)計(jì)帶來(lái)很大困難。馬道位置不僅影響照明的功能性指標(biāo)，同時(shí)也對(duì)照明節(jié)能產(chǎn)生重要影響。本研究將為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)置馬道提供科學(xué)的理論依據(jù)，同時(shí)也將為改善體育場(chǎng)館的照明質(zhì)量和實(shí)施照明節(jié)能提供技術(shù)保障。

[1] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.JGJ153—2007體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[2] FOOTBOLL STADIUMS(FIFA).lighting and power supply. FIFA， 2007：164.