城市新区某综合体育场馆电气照明设计

摘要：该文针对综合体育场馆内不同场所的照明设施和照明配电系统进行了论述，目的是保证为馆内不同场所提供一个稳定舒适、绿色环保的照明环境。

关键词：照明设计  综合体育场馆  照明系统  照明配电

　　某城市新区文体活动中心包括综合体育馆、图书馆、博物馆、档案馆和公共艺术馆等设施，形成一座服务区域的综合性文化体育社区。其中综合体育馆作为其中的重要建筑之一，该馆用于体育项目的业余比赛和训练，无专业比赛功能，无电视转播要求。馆内设篮球馆、游泳池、羽毛球及排球馆等运动场地。由于现代社会人们对生活质量要求越来越高，针对不同的运动环境设置适合的稳定的照明设施和控制方式能够让使用人员更好地进行各项体育活动。

1  功能划分及照度要求

　　该综合体育馆的使用功能较多，建筑构造也较为复杂。在综合体育场馆的电气照明设计过程中，根据各个照明区域功能，以及照明要求的不同，将体育场馆的电气照明系统分为3个部分，分别是比赛及训练场馆照明系统、公共区域正常照明系统，以及应急照明系统。通过对上述3个系统分别开展设计，最终完成对整个体育场馆的电气照明设计。

　　根据GB 50034—2013《建筑照明设计标准》第5.3.12条、第5.5条，以及GBJ 133－90《民用建筑照明设计标准》第2.2.9条，体育馆内主要场所的照明标准及主要公共区域照明标准见表1～表2。

表1  主要体育场所照明标准

表2  主要公共区域照明标准

2  光源及灯具选择

　　从总体上看，体育馆内有两种功能区域，分别是公共区域和体育功能区域。下面分别对上述区域内的光源和灯具选择进行探讨。

　　（1）公共区域内的正常照明及应急照明均为常规的设计方式。为达到节能效果，该区域的照明光源采用LED光源；灯具采用吸顶灯、筒灯和侧壁灯相结合。

　　在室内体育馆业余比赛及训练过程中，各类球体在空中是多方向、变角度运动及飞行的，运动员也是以不同速度随时变换位置。这就对照明品质和效果有一定的要求，主要体现在以下方面：

　　（a）照明灯具应无频闪效应危害；

　　（b）照明灯具应无眩光危害；

　　（c）照明光源应显色性能高；

　　（d）照明均匀度要求高；

　　（e）满足上述要求的同时，节能效果好。

　　（2）体育功能区域的光源和灯具，需根据不同场馆的建筑特征，采用不同的方式。

　　（a）篮球馆

　　篮球馆为高大空间，为满足大空间内的照度要求，以及考虑灯具安装和维护等因素，可采用大功率LED光源等。灯具能够进行升降控制（可升降灯具见图1），光通量可控。

　　（b）羽毛球/排球馆

　　羽毛球和排球馆采用LED光源，选用合理的布灯，减少或避免频闪效应和眩光危害。

　　（c）游泳馆

　　采用LED光源，灯具采用高防护等级，灯具能够升降控制。水下灯具采用SELV灯具。见图1。

图1  可升降灯具示意图

3  照明布灯分析

3.1  比赛及训练场馆照明系统

　　比赛及训练场馆照明系统由3个子部分组成：篮球馆照明、排球/羽毛球馆照明和游泳馆照明。

　　3.1.1  篮球馆

　　篮球馆建筑规格为：平面尺寸40m×28m（净尺寸，不含观众区），均高15m。采用400W大功率LED高顶灯均布的布灯方式，共4行5列。

　　根据照度计算公式：

　　E_av=（NΦUK）/A   （1）

　　式中：

　　E_av—被照面上的水平平均照度，lx；

　　N—投光灯盏数；

　　Φ—投光灯中光源的光通量，lm；

　　U—利用系数，取0.55～0.65；

　　A—被照面的面积，㎡；

　　K—灯具维护系数，取0.7～0.8。

　　计算得到E_av=537.815lx，其偏差根据GB 50034－2013《建筑照明设计标准》4.1.7条校核，设计照度值与照度标准值相比较，可有-10%～10%的偏差，此布灯方案满足规范要求。

　　篮球馆属于高大空间，若采用传统的灯具，安装及维护不方便，存在高空作业风险。设计采用可以升降控制的灯具。升降的控制要求是按组进行升降，每排的5个灯具为一组，共4组。采用升降控制后，一方面极大地方便了安装及维护，另一方面可通过高度控制来调节平均照度。布置方式见图2。

图2  篮球馆灯具布置示意图

　　设计采用的LED光源带功率控制模块，即每个灯具配备功率控制单元，通过控制投入功率的大小，使光源按50%，75%及100%等不同档位的光通量输出，达到光通量调节的功能，从而让篮球馆具备兼顾业余比赛及训练的功能照度，满足了设计功能，也满足了节能的效果。

　　3.1.2  排球/羽毛球馆

　　排球/羽毛球馆规格为：平面尺寸48m×28m，层高11m，共3个场地单元。采用400W大功率LED灯四周布置灯具的布灯方式，长方向每侧9盏灯，宽方向每侧3盏灯，共24盏灯。

　　计算得到E_av=（24×40000×0.59×0.7）/（48×28）=295lx，其偏差根据GB 50034－2013《建筑照明设计标准》4.1.7条校核，此布灯方案满足规范要求。

　　设计采用与篮球馆一致的灯具升降控制。升降的控制要求是按组进行升降，每排的3个灯具为1组，共8组。排球/羽毛球馆灯具不进行灯具光通量调节，但在安装和使用过程中应合理地调整灯具的投射角度。

　　3.1.3  游泳馆

　　游泳馆规格为：平面尺寸52m×24m，层高7m，采用400W大功率LED灯两侧布置的布灯方式，每侧10盏。

　　计算得到E_av=（20×40000×0.6×0.7）/（52×24）=307.692lx，其偏差根据GB 50034-2013《建筑照明设计标准》4.1.7条校核，此布灯方案满足规范要求。

　　设计采用与篮球馆一致的灯具升降控制。升降的控制要求是按组进行升降，每排的5个灯具为一组，共4组。游泳馆灯具不进行灯具光通量调节，但根据游泳馆属于高温、潮湿及一定的化学腐蚀等特殊环境特征，灯具外壳防护等级应不低于IP65。池边及水下的灯具采用SELV电压供电，防触电等级为Ⅲ类。布置示意图见图3。

图3  游泳馆灯具布置示意图

3.2  公共区域正常照明

　　公共区域主要是设备间、门厅、走道及楼梯间、比赛/训练服务用房等，采用智能照明系统，按照楼层、防火分区以及功能区域设置不同的公共照明子系统，以及按区域进行控制。见表3。

表3  主要公共区域正常照明划分及照明箱编号

3.3  应急照明

　　对各通道走廊、人员密集场所等设置应急疏散照明。采用智能应急照明系统，按照防火分区不同的进行区域设置控制。见表4。

表4  主要公共区域应急照明划分及照明箱编号

4  照明配电及线路敷设

　　在分析了比赛/训练区域的布灯方式，和公共区域照明箱设置的基础上，结合建筑实际情况情况，决定采用放射式供电；公共照明及应急照明系统采用智能设备集中管控的方式，形成完整的照明配电系统。

　　比赛/训练区的篮球馆、排球/羽毛球馆和游泳馆分别设一台专用照明箱（ALX1～ALX3），完成照明灯具配电、升降控制和功率控制（功率控制仅篮球馆照明有）。整个照明配电系统的主接线网络见图4。

图4  照明配电系统主接线网络

　　公共区域的各照明回路利用照明i－Bus总线进行控制，各照明箱通过RS485/CAN总线组网，以及通过监控计算机编程配置，形成智能照明管理控制系统，便于统一管理及实现节能。公共区域智能照明系统图见图5。

图5  公共区域智能照明系统

　　应急照明系统由应急照明箱、应急照明集中电源及应急疏散灯具组成，应急照明系统接入消防联动控制系统。其中疏散指示灯具带通信地址，每个回路可最多接入63个地址设备，按设计规范每回路按25盏疏散指示灯具配置。智能应急疏散照明系统见图6。

图6  智能应急疏散照明系统

　　通过对照明配电系统进行分区域的配置，简化了系统接线。在照明线路敷设时，根据照明负荷的重要性，以及区域环境特征选择相应的敷设方式。主要敷设方式以电缆桥架结合穿PVC管为主，应急照明系统采用穿金属管敷设，各个回路的敷设要求应满足相应的设计标准。选择并优化线路走向，减少照明线路损耗。

5  结语

　　该文针对综合体育场馆的不同场合及其不同要求，对体育场馆的电气照明系统进行设计，将该照明系统分为比赛/训练照明部分、公共区域正常照明部分和应急照明等3个部分，并分别讨论了各部分的照明照度要求、灯具及光源选择、布灯方案以及照明配电等内容。在设计时深入分析了照明节能的方式，包括大功率光源的功率调节模式、智能照明管理控制，以及合理的线路敷设方式。此外设计引入大空间灯具的分组升降控制，方便了灯具的安装和维护。项目施工完成后通过回访，该项目照明系统能稳定运行，方便维护，各主要活动场所照度便于调节基本达到设计初衷。该次电气照明系统的设计，为今后类似项目的设计提供了较好的参考。

参考文献：

[1]中国航空工业规划设计研究院组.工业与民用配电设计手册（第四版）[M].北京：中国电力出版社，2016.

[2]北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2016.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部，国家质量技术监督检验检疫总局.GB 50034-2013建筑照明设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[4]中华人民共和国建设部.GBJ 133-90民用建筑照明设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，1990.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部，国家质量技术监督检验检疫总局.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[6]中华人民共和国建设部.国家体育总局.JGJ 13-2003体育建筑设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.

来源：《有色金属设计》

《照明技术与设计》2021年3月