王自靜 秦羽

0 引言

國家級體育場館照明工程，在視覺效果上，照明須要與建筑形成整體的美感；在照明標準上，賽事照明須要符合滿足賽事要求的高參數(shù)標準；在經濟上，需要在保障賽事要求的前提下，盡可能降低場館的后期運營成本。

為此，本項目在施工中通過合理的策劃，使場館的照明做到安全適用、技術先進、經濟合理、綠色節(jié)能。

1 工程概況

國家殘疾人冰上運動比賽館建設項目是2022 冬奧會的重要配套項目，位于北京市順義區(qū)后沙峪鎮(zhèn)天北路321 號中國殘疾人體育運動管理中心園區(qū)內，是國家殘疾人冰上項目訓練場館。國家殘疾人冰上運動比賽館建設項目場館建筑面積為15 903.2m，共3 層，無地下層，建筑高度21.75m；綜合樓建筑面積15 569.8m，地上7 層，地下2 層，建筑高度28.45m。項目分為場館和綜合樓，場館包含冰球館、冰壺館，主要功能為比賽、訓練，還有運動員更衣區(qū)、體能訓練區(qū)等配套設施；綜合樓主要為運動員公寓、餐廳和接待大廳及醫(yī)療康復用房。工程致力于建造國際一流的無障礙設施樣板工程，為殘疾人提供方便實用的體育運動場所。

2 公共區(qū)域照明

2.1 概述

公共區(qū)域照明包括筒燈、環(huán)形燈、導光管，通過智能控制系統(tǒng)調節(jié)，營造不同的藝術氛圍，并起到節(jié)約能源的效果。

具體控制方式如下：

（1）公共走道照明采用分回路開關控制。

（2）公共走道照明平時主要通過時間控制器對照明自動管理控制，比賽期間全開（500lx），非比賽期間改為減光照明（250lx），節(jié)假日無人時可以只亮導光管為視頻監(jiān)控保留足夠的照度（100lx）。

（3）公共走道屬于敞開式公共空間，為避免非工作人員對該區(qū)域的照明進行控制影響燈光效果又不影響工作人員現(xiàn)場操作控制需要，在現(xiàn)場適當位置安裝帶遠程鎖定功能的手動控制面板，平時主要由中央控制室進行集中管理控制。

通過以上智能照明控制策略，僅消耗正常照度能耗的30%，節(jié)能效果顯著。

2.2 導光管選擇原因及參數(shù)選擇

考慮到建筑外形、結構、使用場所及采光效果，設計采用導光管采光系統(tǒng)：

（1）北京氣候分區(qū)為Ⅲ區(qū)，全年平均照度35klx ≤ Eq ＜40klx。

（2）照度計算：導光管采光以室外天然光平均照度值40klx 進行照度計算，其導光管采光系統(tǒng)照射區(qū)域平均照度為100lx；當室外臨界照度大于40klx 時，其室內照度就越大。

2.3 技術原理

采用這種系統(tǒng)的建筑物白天可以利用太陽光進行室內照明。其基本原理是，通過采光罩高效采集室外自然光線并導入系統(tǒng)內重新分配，再經過特殊制作的導光管傳輸后由底部的漫射裝置把自然光均勻高效地照射到任何需要光線的地方，從黎明到黃昏，甚至陰天，導光管日光照明系統(tǒng)導入室內的光線仍然很充足。該裝置主要由三部分組成：采光裝置、導光裝置、漫射裝置。

2.4 施工方法

導光管漫射器（照明部位）位于場館一層，冰球館與冰壺館中間的室內走廊處。由于連廊通道供人行走，為滿足無障礙通行要求，選用平板集光器。

施工流程：

（1）定位。按照圖紙中導光管所示位置確定現(xiàn)場實際孔位，用盒尺和紅外線測距儀畫線標注。

（2）預留HDPE 雙壁波紋管。

（3）綁扎混凝土護壁內鋼筋。

（4）保護壁混凝土灌澆：混凝土壁厚為150mm，波紋管厚50mm，合計厚為200mm；混凝土保護壁墩座表面低于地面完成面100mm。墩座表面做局部防水，采用雙組份填縫膠填縫。

（5）安裝平板基座、平面采光罩、導光管、LED 燈帶、漫射片。

（6）室外平板集光器做密封防水層、雙組份填縫膠嵌縫處理、水泥砂漿保護層。

（7）室內導光管與慢射片之間加固定圈，外面做裝飾圈。

3 場地照明

3.1 照明標準

含國家殘疾人冰上運動比賽訓練館內冰球館、冰壺館的場地照明。冰球場地照明按照最高達到TV 轉播國家、國際比賽的標準設計，冰壺場地照明按照專業(yè)訓練、業(yè)余比賽的標準設計，具體指標如表1 所示。

表1 冰球館、冰壺館的場地照明設計標準

冰球館觀眾席水平照度不小于50lx，主席臺水平照度不小于200lx，前12 排觀眾席及主席臺面向場地方向垂直照度不小于100lx。冰球館及冰壺館場地及觀眾席應急照明不小于20lx。

3.2 照明設備

訓練館場地照明選用高效節(jié)能的LED 照明燈具。冰球館場地照明共采用136 套600W LED 燈，冰壺館場地照明共計采用36 套350W LED 燈。燈具選用全密封防水防塵燈具，以防止塵土積聚在光源上和光學反光器上造成光源破碎，燈具及其附件有防墜落措施。另外，燈具的外殼應選用夾絲玻璃或夾膠玻璃等防碎玻璃，以防止極端情況下，玻璃外殼掉在冰面上，維護人員容易發(fā)現(xiàn)并及時處理。由于場館內潮濕和凝結水且場館上空燈具不便維護，燈具外殼的防護等級不應低于IP65。同時，為避免冰面上眩光對運動員及觀眾產生影響，應合理布置燈具，燈具分別布置在比賽場地及外場地的上方，對稱于場地長軸布置，且燈具應加防眩光裝置。

3.3 燈具布置方式

冰球館燈具布置在馬道上，采用兩側布置與四角布置相結合的混合布置方式。馬道沿場地一周環(huán)形布置，馬道長度：長軸64.5m，短軸37m(冰球場地尺寸為61m×30m)；馬道寬1100mm，并設置防護欄桿及檢修照明。

冰壺館燈具布置在馬道上，采用頂部布置和兩側布置相結合的混合布置方式。沿場地長軸布置三條馬道，馬道長度：長軸61.5m，短軸32.5m（在場地西側連通）(冰球場地尺寸為46m×30.5m，共6 賽道)；馬道寬1100mm，并設置防護欄桿及檢修照明。

3.4 照明控制

以綜合節(jié)能效果為主導方向選用高效率，成熟、低維護、低能耗的照明方式，照明系統(tǒng)采用遠程智能調光控制系統(tǒng)，根據場館不同的功能需求設定Ⅰ訓練和娛樂活動、Ⅱ專業(yè)訓練、業(yè)余比賽、Ⅲ專業(yè)比賽、Ⅳ TV 轉播國內比賽四種場景模式，以適應不同使用功能的照度標準要求。

（1）對全部比賽場地燈具進行編組控制，并顯示其工作狀態(tài)；

（2）對全部比賽場地照明燈具進行每3 燈為一組控制；

（3）配電及控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)出聲光報警信號；

（4）可直接手動控制。

3.5 照明檢測

照度計算和測量網格。

3.5.1 照度測量

冰球場和冰壺場照度測量網格點如圖1、圖2 所示。

圖1 冰球場照度測量網格點

圖2 冰壺場照度測量網格點

3.5.2 眩光測量

眩光測量點選取的位置和視看方向按安全事故、長時間觀看及頻繁地觀看確定。眩光測量點如圖3 所示。

圖3 場地統(tǒng)一眩光值、顯色指數(shù)、色溫測量

統(tǒng)一眩光值UGR 計算式如下：

式中：L—背景亮度，cd/m；

L—觀察者方向每個燈具發(fā)光部分的亮度，cd/m；

ω—每個燈具發(fā)光部分對觀察者眼睛所形成的立體角，sr；

P—每個單獨燈具的位置指數(shù)。

經對6 個點位進行計算，UGR<30。

3.5.3 顯色指數(shù)（R）和色溫（T）測量

照明光源的現(xiàn)場顯色指數(shù)測量，以距地面1m 處的測點面為標準。

采用直讀測量方法：采用現(xiàn)場數(shù)據處理計算機和色度受光器一體化測量系統(tǒng)，水平放置在計算測量網格的中心點進行測量，測量數(shù)據由計算機直接顯示、處理測點的數(shù)據。

3.5.4 照明功率密度測量

冰球館照明功率密度計算如下：

式中：LPD—照明功率密度（W/m）；

P —對應照明等級的照明總功率（W）；

A —場地面積（m）

冰壺館冰球館照明功率密度計算如下：

式中：LPD—照明功率密度（W/m）；

P —對應照明等級的照明總功率（W）；

A —場地面積（m）

經計算，冰球館、冰壺館照明功率密度小于《體育場館照明設計及檢測標準》（JGJ153-2016 7.3.1）限制要求。

4 室外泛光照明

4.1 概況

室外照明由智能照明控制系統(tǒng)控制，分為三種控制模式：（1）重大節(jié)日模式：建筑頂部檐口LED 線型燈、建筑立面裝飾槽LED 線型燈、建筑下檐口LED 線型燈、欄桿下照燈、路燈全部打開。（2）平日模式：建筑頂部檐口LED 線型燈、建筑下檐口LED 線型燈、欄桿下照燈、路燈打開。（3）深夜模式：僅打開路燈。

4.2 重難點分析

4.2.1 配電系統(tǒng)

本工程泛光照明系統(tǒng)由分界位置（機電總包預留的電源點）起始接出電源，采用電纜引至相應各層各照明配電箱，再由各區(qū)域配電箱接出電源，采用電纜引至相應本層各照明燈具或LED 開關電源，其中LED 燈具電源電纜自預留接線盒引出后先連接LED 開關電源，經開關電源后出線連接LED 燈具，燈具連接燈頭線采用此廠家原帶電纜，LED 開關電源至首個燈具之間供電長度不超過10m。

照明供配電系統(tǒng)設計采用三相四線制方式，每個大照明供配電單元再次進行分區(qū)并分別設置照明配電箱，供給各自區(qū)域內布置的燈具或開關電源。

4.2.2 照明燈具的供電

本工程全部燈具可分為常規(guī)類光源燈具和LED 光源燈具兩大部分。

其中常規(guī)類光源照明燈具工作電壓均為直流24V 電壓，經照明配電箱引出燈具回路后，以合理路徑敷設至回路首個開關電源，然后用2×4 電纜引至燈具位置，再以燈具接線方式確定回路線纜連接方式（若燈具本體有進、出接線口則以“手拉手”接線方式連接一定數(shù)量的燈具）。LED 光源燈具工作電壓均為直流24V電壓，燈具的供電需經專用變壓器（開關電源）將交流220V 電壓變?yōu)橹绷?4V 電壓供給燈具，為利于燈具穩(wěn)定運行和合理分配照明負荷，施工方深化設計采用每電氣回路連接一定數(shù)量的開關電源，再由開關電源供給就近范圍內的LED 燈具電源的方式。

4.2.3 開洞

本工程泛光照明系統(tǒng)因燈具多數(shù)安裝于立面上，所以燈具供電管線需要穿部分土建結構及鋁幕墻，立面穿幕墻孔由室內延伸至燈具點位，穿幕墻龍骨經保溫之間傳出連接至燈具

4.2.4 封堵

由于燈具連接產生的縫、孔，施工方在施工過程中與幕墻單位密切溝通交叉施工，在其封膠之前，將經由的管、線全部固定連接完畢，一次完成打膠工作，避免二次打膠造成黏結不緊密現(xiàn)象。

4.2.5 防水

針對本工程防水可分為安裝孔防水、管線孔洞防水、接頭防水及燈具防水。

（1）安裝孔洞，因前期與幕墻及相關單位溝通密切，已在結構上作出延伸，無需破壞防水即可安裝。

（2）管線孔洞，在幕墻單位施工之前，完成全部或其點位固定，滿足幕墻方一次打膠、封堵。

（3）燈與燈連接，在燈具定制中采用防水公母接頭，生產過程中全程監(jiān)控，確保接頭連接和防水品質。

（4）燈與主、干線連接，施工過程中串并聯(lián)燈具的起始點必會與主、干線發(fā)生連接，在施工過程中嚴格把控將此類接頭盡量地放置于室內部分；如若必須，照明線路在從干線分出燈具連接線或者分出照明支線的時候（T 接），采用直通、三通、四通等防水接線盒來實現(xiàn)，如采用三通接線盒，則盒子的三個接管口與鋼管或線纜管密封防水連接，同時接線盒蓋與接線盒之間加裝防水橡膠墊，再用不銹鋼螺絲擰緊固定，實現(xiàn)防水密閉。

（5）燈具防水，本工程選用的室外燈具均為防水型燈具，也嚴格執(zhí)行合同進行采購，并在過程中監(jiān)督，出廠時驗收合格后方對現(xiàn)場進行安裝。

5 結語

國家殘疾人冰上運動比賽訓練場館是為滿足北京2022 年冬季殘奧會冰上項目的備戰(zhàn)需求而建設。為提供高質量比賽訓練體驗、適應現(xiàn)代化體育競訓需求、促進冬季運動普及，項目照明工程采用切實可行技術，通過細節(jié)和專業(yè)化處理，營造了安全、舒適、節(jié)能的環(huán)境，建造了一座綠色、科技、人文的冰上場館。