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高校网球馆智能照明控制研讨

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《光源与照明杂志》2016年第3期

摘要:

针对网球馆功能的特殊要求,提出了网球馆LED灯具的照明方法,研究智能照明在网球馆中的应用,满足了网球比赛对灯光的需要,起到节能、高效、环保的作用。

关键词:

网球馆照明;LED灯具;智能控制

0引言

随着我国国力的提高,全民健身运动蓬勃开展,越来越多的人们开始热爱网球这项运动,但标准网球场馆对灯光要求很高,仅靠简单的开关控制已不能满足智能化的照明要求,尤其是计算机网络技术和自动化技术的发展,使得照明控制有了很大的提高。照明进入了智能化控制的时代。提高了照明系统的控制能力,可以节约能源,减少照明系统的维护成本。利用照明智能化控制,可以根据环境变化、网球场馆的特殊要求,自动采集照明系统中的各种信息,并进行相应的分析、推理、判断、存储、显示、传输、反馈,以达到预期设定的控制效果。

1网球馆照明设计概况

1.1网球场的标准

根据国际网联和国家体委颁布的《网球竞赛规则》中的规定:网球场长36.58m,宽18.29m,在每条端线后应留有6.40m的余地,在边线外留有3.66m的空地。在球场安装网柱,两柱间距离是12.80m。网柱顶端距地面1.07m,球网中心上沿距地面0.914m。室内网球场馆房顶由钢结构搭建而成,高度为12m,灯具的安装高度10m左右,如图1所示。

1.2控制系统设计方案

如图2所示,全场共使用200WLED投光灯具20套,对称分布于球场两侧,同侧两灯具中心的间距为3000mm,灯具安装距离球场边线2m。分两路控制,平时训练使用延时、间隔开灯,比赛时灯全开。智能照明系统采用分区式集中管理控制,将系统按功能、位置划分为多个区域,每个区域根据自身的功能定位,配置不同功能模块,通过主控模块对总线上的调光接口进行操作控制。结合照度感应器,根据室内实际照度,照明系统单灯自动调光控制,保持馆内恒定的照度值E=252lx,比赛区平均照度Eav=664lx,即满足光环境需要,又最大限度节约能源。同时配合场景定时功能,设置各种送体验机无需申请,对照明系统采用一键式自动控制。利用传感器起到人来灯亮,人走灯灭的节能效果。安装可编程调光触摸场景面板,根据各个区域各种功能特点和不同的时间段,预设多种照明场景,也可进行手动编程,能方便地选择或修改照明场景。国内外顶级网球运动员在场馆比赛时,仅需在触摸屏上按一个键,场馆就可透出不同颜色的灯光。通过LED的渐变功能,向观众们传达不同的信息,包括球员信息、比赛结果等,给观众带来额外的乐趣。

2网球馆智能照明设计

2.1网球馆对照明的基本要求

深圳大学网球馆的照明设计,既满足观众有良好的观看效果,又保证裁判员、运动员比赛及电视转播所需的照明,有合适均匀的照度和亮度、理想的光色和显色性,眩光指数符合标准规定要求等。网球馆照明工程技术指标:水平照度(Eh)≥1400lx;水平照度均匀度(Uh)>0.6;垂直照度(Ev)≥750lx;观众席的垂直照度均匀度≥0.85。灯具的安装位置一般不允许在场地正上方,主要针对比赛时照明会对主视线产生不利影响,灯具安装位置和投射角度避免对运动员产生眩光,防止灯具的直射光和反射光对运动员和观众席产生影响。良好的节能效果能带来可观的经济效益,通过软启动技术延长灯具寿命,改善工作环境,实现多种照明效果,提高工作效率,减少维护成本。

2.2网球馆LED灯具的设计

深圳大学网球馆的照明设计完全按高清电视转播的要求设计,根据室内网球比赛不同时间段的情况进行了照度计算,在任何比赛时间段都保证对固定摄像机的最小垂直照度要求,同时又增加了重点区域对场地四边的垂直照度的考虑,充分保证电视转播效果。设计中不仅考虑球场上的照明,同时满足场边区域的照明。对每个固定摄像机的最小垂直照度≥2000lx,移动摄像机及场地四边最小垂直照度≥1400lx,照度指标包括照度值和均匀度均高于标准值要求。为控制眩光,在球场区域正上方,无任何照明灯具。设计中很好地控制了灯具投射角(≤65°),尽量减小眩光,平衡场地水平照度与垂直照度之比[1]。充分考虑网球运动项目的特殊场地情况及特殊照明要求,严格控制灯具经场地表面反射造成的对观众席的反射眩光。如图3所示,白光LED主要是由蓝光芯片激发黄色荧光粉的白光技术生成[2]。按照“绿色、环保、节能”的要求,网球馆选用200W的LED投光灯具,色温Tc=5500K,显色指数Ra≥90,光效100lm/W,控光精确,灯具位置固定,色温、显色指数、光通量、工作电流、电压等光电参数稳定。200W的LED单灯光通量为20000lm,维护系数0.7;利用系数0.6;光利用率达80%以上。且完全满足网球场地的照明标准值要求,见表1。

2.3智能控制调光器

如图4所示,LED调光范围在1%~100%。计算机控制技术在照明领域的成功应用,开关灯方式具有很大的灵活性。可根据不同的使用性能事先预设置,也可以根据临场情况即时调整设置。使用先进的电力电子技术,对大多数光源进行自动调光,更好地利用自然光照的变化来调节场馆照明,使馆内人工照明保持恒定照度。智能调光器用于定时启动、关闭、自动调用场景,预设置和全部亮灯控制送体验机无需申请。目前,荧光灯常用调光方法有多种,但大多数都不能适应节能灯,原因:一是荧光灯属于气体放电灯,它光电特性不同于热辐射发光白炽灯,调光有难度,由于节能灯其独特的结构,体积小,调光难度就更大;二是节能灯外形结构如同白炽灯,只有两根进线,而不像荧光灯那样输出四根接灯管线[4]。网球馆智能照明调光系统,利用ZigBee2.4GHz无线中的调频、网状网络自愈、多级跳转、数据加密及以太网等技术而研发的新一代集中式无线调光控制系统。具有布线简单、操作方便等特点。利用手机或者电脑进行室内灯光调节、控制、定位以及开关并且可以连接IR,实现IR的遥控。同时这个设备具有RS232接口,方便连接PC,设置DALI的地址。见表2,LED智能调光参数表[5]。

3结束语

深圳大学网球场馆顺利承担了大运会等国内外各种大型比赛活动,按照国际标准智能化照明要求设计,完全满足大运会组委会的要求。在大运会比赛结束后,该网球场除满足学生教学、上课、训练、比赛外,还向社会开放,积极用于全民健身运动,为广大群众提供良好的活动场所,获得很好的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1]杜彬彬,胡智勇.侧照型体育馆专用灯具在室内网球馆的应用[J].电气&智能建筑,2014(6):61.

[2]郝洛西,杨秀,林怡.LED光源的光谱能量分布(SPD)对步行空间颜色识别的影响研究[J].照明工程学报,2014,25(4):78-84.

[3]JGJ153-2007,体育场馆照明设计及检测标准[S].[4]汪宋纯,江豫新.浅谈节能灯调光[J].光源与照明,2014(3):43-44.

[5]王东华,杨建军.高校体育场馆智能照明与马道安装的探讨[J]中国照明电器,2015(5):22-24,27.

作者:王东华 何燕辉 杨建军 单位:广东深圳大学

光源与照明杂志责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次
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