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篮球运动场照明设计：最佳室内篮球场灯
篮球运动场照明设计：最佳室内篮球场灯
目录：
1. 简介
2. DIALux 软件概述
3. 室内篮球场照明设计与模拟
4. 最佳室内篮球场灯
使用 DIALux evo 7.0 仿真分析进行篮球场照明设计，旨在打造最佳照明环境，既能满足观众的观看体验，又能满足运动员、裁判员和其他专业人员的需求。在篮球场设计之初，可以利用 DIALux 的仿真功能来确定最有效的照明解决方案。
本文探讨了室内篮球场照明设计的建模、仿真和比较分析，研究了三个关键因素：光源选择、灯具布置和灯具控制方法。
1. 简介
该室内篮球场尺寸为长42米、宽32米、高12.5米，为二级室内篮球场。根据相关体育建筑手册，不同等级的篮球场有不同的照明标准，本场具体照明标准为500勒克斯，如表1所示。
2. DIALux 软件概述
在照明计算软件中，AGI32 和 DIALux 最为引人注目。AGI32 是一款商业付费软件，目前没有中文版本，以计算速度快、精度高而闻名。而由德国 DIAL GmbH 开发的 DIALux 是开源软件，可以导入各厂商的 IES 格式光源文件。它主要根据灯具的配光曲线进行照度计算和分析，从而制定最有效的照明方案，并提供精准的模拟数据结果。
3.室内篮球场照明设计与仿真
3.1 高效光源的选择
体育场馆的典型照明选择包括金属卤化物灯和LED灯。金属卤化物灯以其出色的显色性和高发光效率而闻名，是将各种金属卤化物融入高压汞灯的第三代光源。它们通常用于体育场馆的室内照明。LED灯由电致发光半导体材料制成，具有良好的抗冲击性。
虽然金属卤化物灯是目前体育场照明最具成本效益的选择，但近年来，LED 灯因其在尺寸、方向性、能源效率、寿命、闪烁、调光能力和控制方面的优势而受到欢迎，从而导致其应用迅速发展。
本模拟采用星空灯具布置技术，分别分析和计算金属卤化物灯和LED灯的性能。金属卤化物灯配置采用25盏ALTIOTH 400 W型灯具，每盏灯的光通量为46.242流明，总功耗为10.000 W。该体育馆的平均照度为524勒克斯，最大照度为643勒克斯，最小照度为324勒克斯，最小照度与平均照度之比为0.62。
相比之下，LED 配置由 30 个 Highhaby-P4 型 220 W 灯组成，每个灯产生 32,000 流明的光通量，总功率为 6,600 W。体育馆内的平均照度为 513 勒克斯，最大值为 654 勒克斯，最小值为 334 勒克斯，最小照度与平均照度比为 0.65。
表1 室内篮球场照明标准
模拟结果如表2所示。
表2 不同光源的模拟结果
表2所示的模拟结果表明，两种灯具的平均照度和均匀度均满足表1所述的标准。金卤灯的照明功率密度为8.33 W/m²，LED灯的照明功率密度为5.5 W/m²。因此，金卤灯的总功耗比LED灯高出3400 W。如果体育馆每年运营2500小时，预计使用LED灯每年可节省9860 kWh的用电量，从而降低运营成本。
目前，市面上LED灯的使用寿命超过3年，而金卤灯由于需要及时更换光源和整流器，使用寿命约为1年。这导致金卤灯的维护成本明显高于LED灯。考虑到表2中的年用电量数据，建议在该篮球场使用LED照明，以提高能源效率。
3.2 灯具布置
在规划灯具布置时，不仅要考虑建筑物的天花板条件，还要考虑照明质量、初始投资以及持续的运营和维护成本等因素。室内篮球场通常有两种常见的照明配置：星空式布置和两侧式布置。DIALux 软件可用于对各种照明设置进行建模、模拟和评估。
星空式布置是指将灯具放置在球场上方，光束垂直于比赛场地。这种布置非常适合天花板高度较低的健身房，并应使用对称配光灯具。它适用于全民健身中心、商业体育馆和一般训练设施。相反，两侧布置更适合需要更高垂直照度的大型和中型健身房。这种配置应使用非对称配光灯具，灯具的安装角度与垂直线的夹角不超过 65°。
模拟灯光采用特定品牌的ALTIOTH型号金属卤化物灯，每个灯的输出功率为400W。对于照度为500lx的二级篮球场，星空配置需要25盏灯，而双面配置需要24盏灯。
表3 灯光布置模拟结果表
模拟结果表明，在平均照明水平相当的情况下，星空布局比双面布局需要多安装一盏灯，总功率增加400瓦。预计如果体育馆每年运营2500小时，双面布局每年可节省1000千瓦时电力，从而相应降低运营成本。因此，建议篮球场采用双面布局，以提高能源效率和成本效益。
3.3 灯具控制模式
篮球场作为全民健身活动、商业篮球比赛及综合训练的场所，其照明配置为三种模式：业余比赛模式（照度500 lx）、娱乐模式（300 lx）和清洁模式（150 lx）。三种照明配置均采用顶部满星布置方式，并利用DIALux软件进行建模仿真。仿真中使用的灯具为ALTIOTH品牌金卤灯，功率为400 W，光通量为46.242 lm。业余比赛、娱乐和清洁模式的灯具数量分别为25盏、14盏和6盏。仿真结果如表4所示。
表4 照明控制模式仿真结果表
三种不同模式下的总功率和功率密度值差异较大，对于篮球场的运营维护，建议根据场地的具体使用需求，开启不同的照明模式，以有效节约能源。
目前，篮球场照明主要采用金卤灯和LED灯作为光源。金卤灯在篮球场照明中的应用更为广泛，但LED灯凭借其节能、长寿命等诸多优势，有望在未来成为主流。在室内篮球场照明设计中，满天星式布置方式光照均匀性好，适合层高较低的场馆；而双面布置方式垂直照度高、维护方便，可提供整体高效的照明方案，非常适合对垂直照度要求较高的场馆。在设计场馆照明时，必须充分理解场馆的用途，并在业余比赛、娱乐和清洁三种模式之间进行合理切换，以提高能源效率，降低运营和维护成本。
4.最佳室内篮球场灯
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