于小川 詹姍 慕寶貴
在全球體育快速發(fā)展的迅猛時期,我國的體育產(chǎn)業(yè)也要更進一個臺階,首當其沖是要把我國的體育場館照明設計達到一個高質(zhì)量,高規(guī)格,高水平的層次。近年來,我國體育場館的數(shù)量一直在不斷增加,但對體育場館建設的照明要求也同樣加大,特別是我國在針對2022年的冬季奧運會場館的建設方面。對于體育場館的照明要求,不僅僅是在對于有線電視實時轉(zhuǎn)播對照明的要求,也更大的在于創(chuàng)造一個高質(zhì)量,高水平,高規(guī)格的體育場館,讓運動健兒能夠真實的,有效的發(fā)揮出自己的高水平成績。
一個合理的燈光照明設計對于運動員的正常發(fā)揮,甚至超常發(fā)揮起著不可替代的作用。所以,體育的設計由最初單純的照度水平,到現(xiàn)在的照度,亮度,顯色指數(shù),色溫和眩光等多項指標。這些燈光的照度設計,燈光照射的對人的眼睛眩光程度,燈具的高度安裝位置,數(shù)量,以及質(zhì)量這都嚴重影響著室內(nèi)整體燈光的照度值。這些照明的要求不僅考慮了運動員,裁判員比賽時的光線強度,同時也考慮到場下觀眾的要求。
對于乒乓球館來說,如果室內(nèi)的燈光發(fā)出的光線太弱,它不僅僅會造成室內(nèi)整體照度的偏低,而且會直接影響到乒乓球球運動者的視覺效果,弱的光線會造成物體被照射下的陰影,使乒乓球運動者對球臺上的乒乓球產(chǎn)生視覺影像模糊,從而導致對手發(fā)過來的球因看不清楚而失球。但如果室內(nèi)的燈光發(fā)出的光線照度太高,強烈刺激視神經(jīng),那么光線也會使運動者的視覺產(chǎn)生強烈的眩光,容易對人眼造成短時間的印象模糊。
具體所說就是運動球類場館中的照明燈具發(fā)射出來的光能量的光譜能量分布結(jié)構(gòu)[2],偏離太陽光的光譜能量分布結(jié)構(gòu)。對于其中偏離光譜能量的方向是短波光譜能量是增量,那么在大概一致的條件下,該短波光譜的能量越大,球場燈具產(chǎn)生的眩光危害程度也就越大。如果體育場館中照明燈具光能量中含有其它光譜,如紫外光譜,那么紫外光譜能量會產(chǎn)生一種比較嚴重的眩光現(xiàn)象,對人眼睛危害極大。
運動球類場館所安裝的燈具一般發(fā)出來的光并不是直接就直線式輻射出來到地面,而是其中過程有一個物理轉(zhuǎn)變,雖然光的能量是在空間介質(zhì)中傳播方向是沿直線傳播,但是根據(jù)物理學的知識,光能量從光源中輻射出來后,它經(jīng)過燈罩的反射特性,特別是燈罩的材質(zhì)不同,其密度介質(zhì)也不同,則會產(chǎn)生反射。從而到在這個過程中,光能量以斜線的角度方式進入人的視野,形成眩光危害。下圖1列舉燈具遮光的角度
在運動球類場館中,燈具本身就是每時每刻都在發(fā)生著頻閃,根據(jù)頻閃的頻率來說,頻率快則人眼一般感受不到,慢的話,人眼就很自然的感覺到燈光在發(fā)生頻閃,對于一般人眼所看不出來的頻閃,有時候用手機攝像的功能也能發(fā)現(xiàn)其中的頻閃,這種頻閃在現(xiàn)代照明設計學會中雖然一直把頻閃當成很正常的現(xiàn)象,但是當燈具發(fā)生頻閃頻率慢的時候,人眼能夠感受出來的那種狀況下,則會對人眼睛產(chǎn)生嚴重的晃眼,刺眼眩光現(xiàn)象。
圖1 直接型燈具的遮光角
以上這種現(xiàn)象,從體育場館的燈光照度,亮度,照度均勻度去分析,可以看出這種現(xiàn)象消除的途徑必要做好整個體育場館的照明設計,考慮到每一個影響因素去做分析,設計,從而建設一個高水平,高質(zhì)量的體育場館。
對于體育場館的燈光照度,是非常重要的,不合適的明暗度,會導致運動者的眼疲勞。對于調(diào)整好比較科學的燈具位置,并不一定要把燈具按等距離進行分布,如果這樣,那么一個大的場館所發(fā)出整體光照度可能會大,特別是體育場館中間的部分,等距離燈具分布,使體育場館中央的光線產(chǎn)生重疊交叉,照度偏大,而四周的燈具數(shù)量則少,特別是角落的等光照度明顯降低。所以這種情況應采用加大體育場館四周的燈照度,或者增加燈具數(shù)量。并充分結(jié)合最低照度和平均照度之比,一般以0.5-0.8最為適宜。
合理根據(jù)不同球類運動場館,安裝不同的燈具類型,并根據(jù)不同燈具的特點,來去適應各種球類運動場館的需求。一般在對與燈具的選擇上,首先要考慮到其發(fā)光效率高,顯色指數(shù)高,光色好,照度均勻,壽命長,無眩光等性能。之前的燈具類型一般都是白熾燈,鹵鎢燈,金屬鹵化物燈,鈉光燈等,但最主要的還是考慮燈具的效率是最為重要的。列舉如下圖二[4]
熒光燈燈具的效率
高強度氣體放電燈燈具的效率
體育場館類型燈光距離地面的高度(米)籃球中央10 兩側(cè)8羽毛球中央8 兩側(cè)3-5乒乓球中央3-4 兩側(cè)3體操中央6-8排球中央14 兩側(cè)6-8
綜上分析,在體育場館的照明設計中,要結(jié)合內(nèi)部因素與外部因素做出分析,從燈光自身的角度去發(fā)現(xiàn),克服光源的頻閃現(xiàn)象,以及對人視覺所產(chǎn)生的眩光。從燈具的類型選擇,所安裝的位置高度,產(chǎn)生的平均照度,均勻度,顯色值,水平照度,垂直照度等方面,去考慮整體體育場館所要達到的照明標準,以及各種球類體育運動場館所要求的照度值等因素,科學分析,設計,讓運動者在一個舒適的體育場館運動,尋求突破,才是真正的目標。