摘要
图1 体育公园全貌
山东荣成体育中心灯光节能优化设计方案
作为荣成市的重点工程，本次设计中的体育场、体育馆两个主体，是荣成体育公园的主要组成部分。下面重点介绍绿色照明在体育场中的应用。
工程介绍：
荣成市文体中心包括体育场和体育馆。本体育中心针对照明的提出的要求是：在满足国家体育比赛照明标准的基础上，节能环保，控制光衰减以及光污染等都被各级领导广泛关注
并有严格的要求。
一、照明方案及灯具选择
绿色环保节能是国家近年来极力推崇的绿色照明理念，针对本工程主要体现在以下方面。
(一) 优化方案介绍
1. 本工程采用的技术规范和标准：
a) 《足球场人工照明指南FIFA2007》
b) 《建筑照明设计标准》国标GB 50034-2004
c) 《径赛和田赛设施手册》(《Track and Field Facilities Manual》)
2. 照度及均匀度是衡量一个场地照明品质的主要指标，在本设计中也作为最重要的部分来考虑。
垂直照度(足球主摄像机方向)：1400Lx
垂直照度(田径主摄象机方向)：1000Lx
平均水平照度与平均垂直照度比(Ehave:Evave)：不小于0.5，且不大于2.0
水平照度均匀度：U1=Emin/Emax>0.6、U2=Emin/Eave>0.7
垂直照度均匀度：U1=Emin/Emax>0.4、U2=Emin/Eave>0.6
3. 体育场在原设计方案中采用308套1800W灯具，总功率超过591.36KW。在选用了在LSG1500W新产品后，达到同样照度要求的前提下，实际使用280套1500W灯具，总功率为436.80KW。使用中每个小时会节约15
4.56度电。另外由于灯具数量少，随之电缆及桥架规格降低电线数量减少，节约了大笔电气部分开支。
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4. 设计中提供多种照度模式，通过分组控制，在不同的要求中使用不同的灯具数量，能最大限度的节省能源减低能耗。表1 模式统计表：
表1 模式统计表
(二) 使用节能高效灯具主要体现在以下几个方面：
图2 Z型光源
1. 本设计光源选用LSG1500W Smart Lamp MZ( 详见图2)，因为金卤灯在体育场馆的应用中投射角度通常在特定的范围内，所以为提高光效，本设计中选用Z字型光源，Z字型光源电弧管会与水平有一个30°的夹角从而保证了电弧管在工作状态时的水平放置，因为金卤灯电弧管在水平位置点燃时发光效率最高并且会延长它的使用寿命。Z字型光源的使用会节能25%;新型灯具LSG1500W拥有最新专利恒流明技术详见图3 恒流明示意图可以保证光源在5000小时或者十年的使用范围内没有光衰减(详见图4恒流明实测值)，而普通的金卤灯的特性是在使用过程中会有较大的光衰减，照明设计会采用一个0.7的维护系数得到维持照度，这样就会有一个较高的初始值形成了光能的浪费。
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图3 恒流明示意图
图4 恒流明实测值
图4 LSG1500W在实际测量中表现，红线为设计值，蓝线为实际测量值：实际测试值(蓝
线)在设计值(红线)的基础上有一个-3% 到+8%的波动范围，根据IEC规定±10%的波动范内可认定其为恒定不变的。故MUSCO取红线为光源输出流明，并定义它在5000小时范围内是恒定流明输出。
2. 360°的阳极氧化高纯铝反射插片，耐腐蚀及寿命长，并且实现了灯具2000种配光曲线，更加适合体育照明中高均匀度的需要，同时也在减少灯具数量的同时保证高均匀度的要求;
(三) 眩光和外溢光控制：
图5 灯具实物多角度拍摄
灯具既有外置眩光控制系统,又结合并通过多种不同的压铸反光罩改善内置防眩光控制器使防眩光达到更好的效果。外置遮光罩，拦截了大部分射向天空的污染性外溢光，可以原本外溢的光线更多的投向场地内。增加场地内的照度，提高单灯的效用。
图6 灯具光路图
本设计中外溢光在数值上远远低于相关要求，近体育场周边50米的范围内为体育场建筑范围，沿着建筑边缘测得外溢光水平数值均小于10 Lux，垂直照度也远远低于规范值。在建筑200米左右基本没有光污染，对周边环境光污染影响基本可以忽略。
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二、电气设计及电气系统
本场地照明控制系统采用智能可编程照明控制系统，此系统可以根据实际比赛模式需求灵活调整控制模式，可以实现分布控制，集中管理。整套系统采用程序控制，编程语言简单，用户能够方便的修改程序来更改控制方式。可以实现分路启动控制，避免了启动电流大带来的冲击。可以实现场景模式控制，操作简单，控制安全可靠。此控制系统还配有电子触摸屏，通过对各种控制模式的屏幕显现更方便、直观的实现了对整个场地的灯光控制。
电气系统方面主要有以下几个显著的特色：
1. 功率因数cosφ大于0.9，灯具节能、高效、低功耗;
2. 灯具总体电流小，节能环保。另外灯具启动电流小于工作电流可以有效的防止启动电流冲击;
3. 电器箱与灯具分离，方便安装，同时，镇流器与灯体分开，利于照明系统的散热，方便灯具或电气系统的维修，还可以有效地减轻结构的承重，节约材质，协调周围环境。本
项目中为结合罩棚的结构设计，减轻马道承重。所有电气箱(镇流器箱)全部放置马道末端，这样就给整个钢结构减少了数吨重的负载，在保证效果的同时极大限度的节省了业主的开支;
4. 镇流器箱出厂前接线完毕，配有简易插接头现场一插即用。也给安装带来了很多方便。
总结
图7 夜间实拍照片
荣成体育中心是一个地方标志性建筑，在荣成是一个集实用性和观赏性为一身的市重点项目，其中主场地的灯光设计也是要求极高的的照明任务，我们不断的优化节能设计方案，采用合理的设计逻辑跟照明方式，从多方面考虑了节能环保，在实现“绿色”照明的同时满足了本中的高质量体育照明的需要。
经由中国照明学会专家评审委员会审议通过，“山东省荣成市文体中心体育场、体育馆场地照明”荣获2008中照照明工程设计奖。中照照明奖是由中国照明学会2005年设立，由国家科技奖励办正式批准的中国照明领域唯一的科技奖项。该奖项分为三大类：中照照明工
程设计奖、中照照明科技创新奖和中照照明教育与学术贡献奖。
作为一个地方标志性建筑，山东荣成文体体育中心是一个集实用性和观赏性为一身的市重点项目，其主场地的灯光设计有着极高的照明。玛斯柯不断的优化节能设计方案，采用合理的设计逻辑跟照明方式，从多方面考虑了节能环保，在实现“绿色”照明的同时满足了本中的高质量体育照明的需要。采用的智能可编程照明控制系统可以根据实际比赛模式需求灵活调整控制模式，从而实现分布控制，集中管理。多场景模式控制操作简单，控制安全可靠。此控制系统还配有电子触摸屏，通过对各种控制模式的屏幕显现更方便、直观的实现了对整个场地的灯光控制。
为此体育场照明系统提供了340套1500W高效金属卤化物灯具。马道布灯是一般大型综合性体育场解决照明技术效果比较好的一种型式，马道上的投射角和方位布置可以适当灵活处理，光带的长度可以适当缩短，光带的高度也可适当降低。这套灯光系统的水平照度和垂直照度使运动员能跟踪和看清球的运动方向和速度以及其它球员的快速动作，布灯均匀排列，良好的空间照度和其均匀度成为体育场灯光设计的关键。