高校网球馆智能照明控制研讨范文

《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，设置各种模式，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模式。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