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LED户外运动场照明设计与标准
最佳户外运动场灯
目录：
1. 户外运动场照明设计标准
2. 高校户外运动场照明设计案例
3. 安装、操作和维护
4. 最佳运动场户外球场灯
现代户外运动场馆不仅要拥有美观的建筑设计和完善的体育设施，还需要提供合适的照明环境。这包括持续充足的照明、最佳的光色、层次感以及无眩光。确保照明能够提升观众的观赛体验，同时满足裁判、运动员的需求和赛事要求，并促进有效的电视转播至关重要。
有效的照明在当代体育场馆中起着至关重要的作用。在设计 室外运动场照明时，应考虑三个主要因素：
照明必须满足运动员在比赛期间的视觉需求，尽量减少对他们表现的负面影响。
它应该满足观众的视觉舒适度，减少观众在观看赛事时因灯光而产生的不适。
灯光必须满足电视转播的要求（色彩方面），以提高转播质量。
照明对于体育赛事的竞技要求和观众的观赛体验至关重要。缺乏足够照明设施的户外运动场地将被视为不完整的，并会严重影响其功能。
1.户外运动场地照明设计标准
标准的室外田径场分为外场、中场和内场。跑道作为中场，通常由9至10条跑道组成，每条跑道的宽度在1.22至1.25米之间。跑道以内的区域为内场，包括用于田径比赛或足球比赛的中央球场。
室外田径场照明标准主要关注照度和照明质量。照明质量标准涵盖眩光、光源色温、显色指数、光方向性和能效要求等因素。这些照明质量标准详见表1。
表1：户外运动场照明质量标准
2.某高校室外运动场照明设计案例
照明控制需求参考 某高校室外运动场，涵盖业余训练、业余比赛及大型活动。该室外运动场长183米，宽100米，总面积18300平方米。为了实现均匀的配光，主灯杆设计高度30米，每组40盏400瓦的LED灯；辅助灯杆高度15米，每组8盏200瓦的LED灯。
灯光的投射角度为70度，总输出功率为35,200瓦，眩光等级约为30。当灯光角度设置为相对于球场纵轴70度时，这种侧光配置可以改善眩光管理并增强垂直照明。虽然更高的角度有助于减少眩光，但也会导致垂直照明分量的下降。
位于边线附近的泛光灯的仰角定义为β角。为了在水平和垂直照明之间保持适当的平衡，β角不应超过25°。如果看台天花板边缘的泛光灯不符合此β要求，可以将其安装在天花板下方或采用其他方法。两组泛光灯沿球场侧面放置。当β角接近25°时，达到70°角的灯塔高度与四角安装的灯塔高度相当。
在实际操作中，两侧各安装两座塔也能有效利用。泛光灯以近乎连续的方式排列，灯带延伸至球场底线之外，以确保两端均有充足的照明，并为靠近边线的运动员提供垂直照明。增加该角度有助于减少运动员向底线移动时的眩光，同时增强垂直照明。允许的最大角度增加量受看台天花板高度以及球场上任何遮挡灯具光线的阴影的影响。
（1）照度标准
本项目的照明标准符合三级运动场的要求。
（2）照明均匀性
鉴于运动场面积大、距离远以及足球运动范围广，实现地面照明的均匀分布至关重要。国家标准规定，最小水平照度与最大水平照度之比应不低于0.5，最小垂直照度与最大垂直照度之比应至少为0.4。此外，垂直照度与水平照度之比不得低于0.25，观众席区域的垂直照度应至少为场地照度的0.25。
（3）眩光限制
有效的体育照明不仅要提供充足的水平和垂直照度，还要最大限度地减少眩光，营造明亮舒适的环境。眩光会显著影响照明质量。解决眩光问题需要考虑灯具的安装高度、投射方向、运动员的运动路径以及观众的观看角度等因素。因此，运动场中心灯具最低可见部分的仰角应大于30°。国内外均已制定眩光控制标准；通常，大型比赛场馆的眩光指数（CF）不应超过50，而练习场馆的眩光指数（GF）不应超过60。
（4）色温和显色性
光源的色温和显色性是体育场馆照明设计的关键因素，因为它们决定了灯光是否适用于各种应用。国际照明委员会规定，色温应在 3,000 至 6,000 K 之间。通常，比赛从下午持续到黄昏，此时天空的色温在 4,000 至 6,000 K 之间。因此，色温必须高于 4,000 K。
显色指数 (CRI) 越高，色彩精准度越高，从而提升电视转播的色彩还原度。因此，对显色指数 (CRI) 有具体的要求：对于需要电视转播的国际比赛和赛事，CRI 应在 80 至 90 之间；对于国内和国际比赛及训练场馆，CRI 应在 60 至 80 之间；对于训练场馆，CRI 应在 40 至 60 之间。根据标准， 室外运动场照明的 CRI 至少应达到 80。
（5）光源灯
体育设施的人工照明通常采用卤钨灯、金卤灯、LED灯、高压汞灯和钠灯。其中，LED灯因其体积小、光束控制精确、效率高、显色性好、寿命长、运行成本低而受到青睐。
因此，LED灯是户外运动场的首选。照明的节能性也是现代设计中的一个重要考虑因素，因此需要选择高效、显色性好、寿命长的光源。在评估和比较了各种适合户外运动场的照明方案后，我们最终选择了LED灯。
（6）灯杆布置
30米灯杆分别位于球场中心与边线交点处，呈15°角；球场纵向中心与纵向边线交点处，呈5°角。15米灯杆分别位于看台两侧，与看台平行，起到补充照明的作用。
（7）灯杆高度
灯杆的高度对室外运动场的照度和眩光水平有显著影响。为了最大限度地减少眩光，灯杆高度根据朝向场地中心的投射角度设置在22°至25°之间。事实证明，这种配置非常有效，因为它减少了运动员和观众可见的光源数量，从而降低了眩光。
（8）计算结果
确定照度水平、眩光指数、灯杆位置和高度后，采用逐点法确定灯具数量以及水平和垂直照度要求。图5展示了该计算方法的示意图。
场馆共选用96组灯组，其中30米灯杆40组，15米灯杆8组，测得平均水平照度为1.255 lx，垂直照度为1.298 lx，眩光值为30。
（9）安装指南
为了最大限度地减少眩光，高杆灯的定位必须确保灯杆与底线外呈 10° 至 12° 角，与边线外呈 5° 至 8° 角，投射角超过 25°。
灯杆的安装位置不得遮挡观众视线。通常，室外运动场的灯杆高度超过25米。如果将灯安装在天棚走道上，则走道高度至少应为30米。
（10）照度测量
选择一个具有代表性的区域或测量整个场地。对于照明设置对称的场地，只需测量一半或四分之一的区域即可。照度测量点的放置应遵循场地规格。测量点位置示意图请参见图 8，运动场测量点网格图请参见图 9。
（11）眩光计算
眩光会显著影响照明质量。根据 CIE NO. 83“彩色电视系统体育场馆照明”，场馆内最大眩光指数 (GR max) 应低于 50。眩光等级越低，眩光控制效果越好。计算照度时，应评估各个方向的眩光等级 (GR)，GR < 50 为可接受值。
为了限制眩光，必须仔细选择、安装和布置灯具，以及增强室外运动场的背景照明。
3. 安装、操作和维护
可调节泛光灯安装完成后，请标记投射位置，以便日后维护。建议在其他体育赛事（例如投掷或田径项目）期间不要改变原有泛光灯的瞄准点，因为重新设置瞄准点可能既费时又费钱。建议建立两个独立的照明系统，每个系统根据其具体需求进行控制。
4. 最佳运动场户外球场灯
