里约奥运or里约大冒险?看体育照明那些事

2016-08-05

 

  即将开幕的31届夏季奥林匹克运动会在里约热内卢举行,从上周就是各种遭吐槽不断,不免就想起2008年的北京奥运。在开幕式上除了人海的各项表演外,最引人注目的就是其中大量使用的LED科技技术,鸟巢会场中央的巨大的LED屏幕、表演者身上让人目不暇接的LED装饰灯还有空中升起的用4万多个高级二极管组成的36米×12.5米巨型奥运五环、会场看台上转播与共现场观众使用的LED屏幕等都为2008北京奥运会增添了绚烂异彩,让全世界都惊叹和瞩目。

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  奥运会的体育项目大部分都是在体育场馆里举行的,这里面涉及到场馆内的照明,如果场地照明不好,对运动员的水平的发挥是有很大的影响。今天小编就和大家一起了解LED体育照明。

  体育照明系指为比赛场地提供的人工照明,体育照明也叫场地照明。目前尚无官方定义,属于约定俗称的属术语。

  一、体育照明灯的要求:

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  1、体育照明对光环境的要求:

  国内体育照明运动场地的照度标准间照明设计规范,一般包括水平照度和垂直照度标准,运动场地各方向的垂直照度能提高空间感,让运动员准确判断目标,对电视转播、图片摄像质量的好坏也有直接影响。同时体育照明对眩光有严格的限制,要求降低灯具的表面亮度和有一定的保护角,防止光线散射,造成光污染。

  让我们看看热门的体育运动场地的要求指标:

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  国际场地照明标准

  2、体育照明使用的光源和灯具

  体育照明使用的光源是根据场馆的性能、照明方式、空间尺度、照明技术要求和经济性来选择,体育灯具也要考虑防热、散热、防潮防尘、电气安全灯因素。在周边照明一般采用的光源有卤钨灯、金属卤化物灯、高压钠灯、LED灯和无极磁能灯。我国照明设计标准中明确规定在高大空间场所应选用高光强气体放电灯,而卤钨灯尽量少用或不单独使用。目前金属卤化物灯是体育场照明普遍使用的光源,具有光效高、寿命长、显色性较好、体积小灯诸多优点。下面列举以philips为例子的光源以及应用得较多的金卤灯光比较:

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  光源的选择(以飞利浦为例)

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  大功率金卤灯光比较(工作电压400v)

  二、LED灯能否大范围应用于体育照明

  体育场馆场地照明多采用传统光源高强度气体放电灯——金卤灯,照明灯功率高达1000W/2000W。灯具安装高度可达到50—60m。随着LED照明应用的快速发展,LED在体育场馆照明中的应用也引起越来越多人的关注。到目前为止,国内外已有一批新建和改建的体育场馆采用了LED照明,特别是训练场馆,如我国的国家体育总局训练场馆、奥体中心训练场馆、工人体育场足球场、汕头大学体育场馆以及美国的密歇根州立大学等多所大学的体育场馆都已采用了LED照明,比赛场馆也在开始采用LED照明,如美国的NRG体育场、PNC体育馆、英国的切尔西足球场、法国的Ekinox体育馆等均采用了LED照明。

  体育照明逐渐进入LED时代,CIE除规定计算一般显色指数用的8种色样外,还补充规定了6种计算特殊显色指数用的颜色样品,包括彩度较高的红、黄、绿、蓝、欧美青年妇女的肤色和叶绿色。我国光源显色评价方法另外又增加了中国青年妇女肤色的标准色样。特殊显色指数是光源对国际照明委员会(CIE)选定的第9~15种标准颜色样品的显色指数。

  Ri=100–4.6ΔE(式中:Ri为特殊显色指数;ΔE:此颜色样品在参照光源下和在待测光源下的色差。)

  所有光源中显色性最好的是白炽灯,钠灯、金卤灯的较差,第四代光源中LED的能到60--65,无极灯的能到75—85,因此LED体育照明绕不开R9,即对饱和红色的特殊显色指数,目前尚待研究中。因为研究发现一般显色指数Ra对LED的显色性评价存在与视觉评价不一致的问题。一般显色指数Ra较低的LED白光在视觉上的显色性可能并一定较差,反之,Ra较高的LED白光在视觉上显色性可能并一定较好。只有Ra和R9同时具有较高值时才能保证LED白光的高显色性。初步成果:有电视转播时,R9>0;高清电视转播,R9>20。

  LED的频闪效应以及眩光值得关注。频闪效应的第一个考核办法是频闪比,在某一频率下,输出光通最大值与最小值之差比输出光通最大值与最小值之和,用百分比表示。

  第二个考核办法是:光输出平均值以上部分A1与整个光输出(A1+A2)的比值。FI=A1/(A1+A2),其值在0~1.0.

  周边照明设计的眩光评价采用的是CIE典型的室外眩光评价方法,计算出CIE推荐的五个标准观察者位置。

  目前,专利数据找到解决LED眩光专利的如福建鸿博光电科技有限公司授权的专利CN204829383U这种应用于体育照明的防眩LED灯,通过在LED光源上加装透光率高的导光柱,并将导光柱的顶面设计为内凹的圆锥面,在导光柱的柱面上开设多个呈网状分布的出光孔,使LED光源发出的光线全部由导光柱的柱面上的出光孔射出,避免直射光并加大出光面积,降低光源与反光罩内表面或周边环境的亮度差,从而达到显著的防眩光效果的同时尽可能低的减少光损失,提高光能利用率。

  三、结语

  LED用于体育场馆照明必须在产品性能和应用技术上达到相应的要求,如果能够解决目前如眩光、频闪、显色性、R9饱和特殊显色、大功率散热等等的问题,那将会迎来照明产业的另一个高峰。也期望在越来越多的体育场所、比赛场上看到更多中国LED企业产品身影,为奥运添光增彩。


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