3.1 四塔式布置
直到今天,過去絕大多數
體育場的照明設施是四塔式的布置,如果我們對它存在的若干缺點(例如,不同觀看方向要求有很大幅度視覺適應變化以及有效生硬的陰影)不去苛求,那么還是能滿足基本要求的。在場地四角設置四燈塔,塔高一般為25~50m,常用窄光束燈具。這種布置形式適用于沒有跑道的足球場地、照明利用率低、維護檢修困難、費用較高。如果對照明質量不過分苛求的話,能滿足運動員和觀眾的一般要求。燈塔適當位置通過采用各種不同光束角投光燈的瞄準,在場地上可形成一個適宜的照度分布。但是今天電影和電視需要有高且均勻的垂直照度,就要求入射在場地較遠部分的光的角度遠遠地小于規定限額。由于采用大型氣體放電燈而獲得的較高亮度而產生的影響,加上傳統的塔高,使之不可避免地產生過度的眩光。這種四塔布燈形式存在的缺點是:不同觀看方向的視覺變化幅度較大,陰影較深。從彩色電視轉播看,要滿足各個方向垂直照度,又要把眩光控制好,是比較困難的。如要滿足Ev/Eh 44值要求和較少眩光,對四塔照明方式,有必要采取一些改進措施:
(1)把四塔位置向兩側和邊線外移動,使場地對面和四角隅能獲得一定的垂直照度;
(2)在電視主攝像機方向一側的燈塔上增加投光燈數,加強光束投射;
(3)在電視主攝像機方向一側的看臺頂上補充光帶照明,要注意控制眩光,不應使場地兩端的觀眾察覺出來。
3.2 多塔式布置
這種布燈形式在場地兩側設置組燈塔(或燈桿),適用于練習場地,如足球、排球、
網球場地等。它的突出優點是用電量較省,垂直照度與水平照度之比較好。由于燈桿較低,這種布置形式還有投資便宜、維護方便的優點。
燈桿要均勻布置,可布置6塔或8塔,燈桿高度不應低于12m,投射角在l50~250之間,至場地邊線投射角最大不超過750,最小不小于450。一般使用中光束和寬光束投光燈,如有觀眾看臺,瞄準點布置工作要十分細致。這種布燈的缺點是:當燈桿布置在場地和觀眾席之間時,會遮擋觀眾的視線消除陰影比較困難。在沒有電視轉播的足球場,側向布置照明裝置多采用多塔布置方式,不采用光帶布置方式。通常將燈塔布置在賽場的東西兩側,一般來說,多塔布燈的燈塔高度可以比四角布置的低。多塔布置有四塔、六塔、八塔等布置方式。為了避免對守門員的視線干擾,以球門線中點為基準點,底線兩側至少10m之內不能布置燈塔。
多塔布燈的燈塔高度計算,計算用三角形與球場垂直,同時與底線平行,≥250,同時燈塔高度h≥15m。
3.3 光帶式布置
把燈具成排的布置在球場的兩側,形成連續光帶的照明系統。它的照明均勻度,運動員與球場之間的亮度比較好。目前世界上公認這種布燈方式,可以滿足彩色電視轉播對照明的多種要求。光帶長度超過球門線10m以上(如:有跑道的運動場,光帶長度最好不小于180m),以保證球門區從后面看上去有足夠的垂直照度。此時投射角可降至200左右,如選用低亮度的照明器,則可進一步降至150左右。有的體育場光帶照明離場地邊線很近(其夾角在650以上),場地邊就不能獲得足夠垂直照度,這樣就要增加“后縮式”的補充照明。
一般光帶式布置多采用幾種不同光束角的投光燈組合投射,窄光束用于遠投,中光束用于近投。光帶式布置的缺點式:要求控制眩光的技術比較嚴格,物體實體感稍差。
3.4 混和式布置
混和式布置是把四塔或多塔布置與光帶式布置有機的結合在一起的新型的布燈方法。它是目前世界大型綜合性體育場解決照明技術和照明效果比較好的一種布燈形式。混和式布置吸取兩種布燈的優點使實體感有所加強,四個方向的垂直照度和均勻度更趨合理,但眩光程度有所增加。此時四塔往往不是獨立設置,而是與建筑物結合統一起來,因而造價較省。
四塔用的投光燈多為窄光束,解決遠投;光帶多為中光束,解決近投。由于是混和布置,四塔的投射角和方位布置可以靈活處理,光帶布置的長度也可適當縮短,光帶高度也可適當降低。
3.5 土建處理及安裝
體育場的土建處理與整個照明方案密切相關。當觀眾席上無挑棚或缺挑棚時,要采用取光帶布置方式,就必須考慮另外設置獨立的燈橋。是否采用四塔布燈,還必須征求城市規劃部門的意見,而四塔式、多塔式布燈形式又與建筑整體的藝術效果密切相關。無論采用四塔、多塔、光帶還是混和式布置,燈具的安裝以及維護、檢修,都要在選擇方案階段考慮周到。
目前世界上不少體育場采用燈塔,多為三根鋼管或多根鋼管組合燈塔,還有變截面鋼筋混凝土、傾斜鋼筋混凝土燈塔等多種形式。
下面分別論述燈塔和光帶在土建安裝處理上注意的幾個問題。
3.5.1燈塔的土建處理
(1)燈塔上的燈架面積與投光形式、數量有關,但燈架的外形和比例的處理,應該有自由選擇的余地。燈架面積要留有裕度,以備今后發展擴充。
(2)燈塔高度雖然必須要服從功能要求,但結構是否合理,施工條件、當地氣候條件也要認真考慮。
(3)維護、檢修條件極為重要,要考慮采用電梯進行維護或者使整個燈架能下降到地面進行維護。
(4)在沿海和有鹽霧腐蝕的地區,應優先選用防鹽霧鋼筋混凝土燈塔,避免采用暴露的鋼結構燈架。
(5)燈塔與建筑物的關系有三種情況:
a 燈塔獨立于建筑物之外時,結構基礎好處理,但投射距離比較遠;
b 燈塔依附在建筑物上時,結構基礎需單獨處理。但燈塔塔身與建筑物連在一起;
c 燈塔依附在建筑物整體結合時,能很好的處理美觀問題,應優先考慮采用這種方案的可能性。
3.5.2光帶的土建處理
(1)光帶一般是布置成一層或兩層投光燈具,如果布置有困難,則應采取后縮式光帶作為補充。
(2)兩側光帶在距場地中心的尺寸,或者高度上,不一定非強求一致,但投射到場地中心的角度最好應近似相等。
(3)光帶一般是設在燈橋上,其維護馬道(也稱維護走廊)的尺寸不應小于1.5m ×2m (寬度X高度),周圍最好均能通行,并能防雨、防曬、地面絕緣。
(4)光帶與建筑物關系有兩種情況:
a 利用挑棚設光帶,其挑棚高度應大致能滿足功能要求;目前光帶盡量在挑棚下設置,而不是在挑棚的頂部。
b 獨立設置光帶。在無挑棚的情況下,如果最高一排觀眾在高度和距離上合理,則可在觀眾席后排上布置光帶,光帶設置在獨立的燈橋上。燈橋布置可靈活些,但相對造價要高,這種燈架要與土建整體一并考慮。有的體育場往往是一側,則有挑棚,一側無挑棚,如采用光帶方案是無挑棚一側獨立設置光帶燈橋。