总结体育运动场馆照明六种球场专用灯眩光能量及危害简析
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场馆照明六种球场专用灯眩光能量及危害简析
一、影响运动场馆照明质量的最大因素是:球场灯光的眩光能量及危害!
(一)、民用室内羽毛球、乒乓球、篮球、排球、网球等,体育运动场馆照明设计指标,主要有两个方面的内容。第一、场地水平照度值和垂直照度值以及均匀度。第二、球场专用灯光的光色质量品质。
场馆照明设计质量,具体内容主要表现在以下五个方面。
1、没有眩光危害:场地灯光不刺眼、不晃眼、不耀眼。对空中飞行的球体,没有眩目危害效应,看得见、看得清、看的真实。
2、没有频闪效应危害:球场灯光不波动,平滑稳定。羽毛球等球体在空中飞行轨迹真实,空中定位准确。球看得准,打得准。
3、太阳光色:场馆照明光色纯白明亮,相当于上午十点至下午三点左右的太阳光。可见光能量高,视觉亮度高,视觉物像明亮、清晰。
4、显示性能高:场馆照明球场灯光,光色纯正,不偏青色,不偏红色。场馆空间及物体颜色纯正真实。视觉物像色彩真实、舒适。
5、照度高且均匀度高:场地水平照度和垂直照度,达到场馆照明设计的勒克斯数值,并且照度均匀。场馆照明无阴影,没有斑马线效应,地面和空间明亮。
(二)、体育运动场馆照明设计质量的五个指标中。场地照度及均匀度为纯物理量,是有布光设计方案与布灯模式决定。只要采用矩阵式均匀布灯设计方案,灯间距合理,就可以实现较高的照度及均匀度。
(三)、场馆照明四个光色品质内容,则着重体现了场馆照明设计,以人为本的视觉感知因素。球场照明,视觉感受舒适的光与色,才是真正品质优秀的照明质量。
(四)、品质优秀的光色,是决定球场照明质量和效果高低的主导因素。这其中最为重要,也是对场馆照明质量影响最大的指标是:球场专用灯光的眩光能量及眩光危害程度。
二、场馆照明六种球场专用灯光的眩光危害简析。
场地灯光眩光危害,是场馆照明的负面视觉效应。表现为体育灯光晃眼、刺眼、耀眼。打球的人只看到一个眩目的光幕,看不到空中飞行的球体。
球场灯光产生眩光危害,一个原因是球场灯光有眩光能量。眩光能量越大,眩光危害程度越严重。第二个原因是球场灯光辐射特性与灯罩反光特性的匹配度低。匹配度越低,眩光危害程度越大。
下文简要地对400W金卤灯、T5节能灯场馆排灯、高频无极灯、LED大功率节能灯、U型螺旋型大功率节能灯、6U-60W高频率节能灯。六种球场灯具的
眩光能量大小和眩光危害程度,进行简要的分析介绍。供设计体育运动场馆照明方案时,选择球场灯光与灯具参考。
(一)、400W金属卤化物灯眩光能量大、危害大。金卤灯是在高压汞灯的基础上,添加金属卤化物制成的气体放电灯。主要分有美标系列和欧标系列,美标系列的金卤灯内填充的是钪和钠金属卤化物。欧标系列金卤灯主要填充钠和铊、铟等稀土元素。
1、金卤灯内金属原子在电场激发下,弧光放电发出金属原子的特征谱线。金卤灯的标称色温不高,一般在4500K左右。但是,光谱分布却偏离太阳光可见光谱的能量结构。光色偏青,含有较多的蓝光。可见光比例低。眩光能量大,眩光危害程度大。
2、用于场馆照明其光色品质较差,400W金卤灯用做球场灯,眩光能量大,是场馆照明六种体育灯中较为严重的。光线刺眼、耀眼、晃眼睛、眩目,产生眩光危害。其眩光危害程度,是场馆照明经常使用的六种球场专用灯中较为严重的。
3、打球的运动员,经常在多个角度、多个位置,只看到一个晃眼的光幕,看不到空中飞行的羽毛球、乒乓球等球体,而没有办法打球。
4、因为400W金卤灯眩光能量较大,打球运动员的视野,既是在离开刺眼的光幕后,还会有短暂的视觉黑现象存在。并且视觉恢复时间较长。
(二)、LED大功率节能灯眩光能量严重、危害严重。LED大功率节能灯因追求高亮度,导致色温过高,光强过高,蓝光等短波能量大。眩光能量严重。
LED大功率节能灯用于场馆照明,场地灯光刺眼、耀眼、晃眼,眩目危害严重。打球的人不慎看一眼LED大功率节能灯的发光面,会感到光线刺的眼睛有痛痛感。既是在眼睛离开了LED大功率节能灯刺眼的光线后,眼睛仍会有较长时间的视觉黑。视觉恢复到正常状态,需要比较长的时间。严重影响运动打球。
LED大功率节能灯,眩光能量危害角度大、范围大。场馆照明有眩光危害的位置多、视角大、区域宽。眩光危害程度,在六种球场专用灯中最为严重。
(三)、T5节能灯球场排灯、U型螺旋型大功率节能灯、高频无极灯,眩光能量大小不一,危害大小不同。
这三种体育灯发光原理相同,都是气体放电光致发光球场专用灯。发光机理都是三基色荧光粉,吸收汞放电激发光谱,转换发出红、绿、蓝三基色光,合成白色光。
这三种场地灯,眩光能量大小不都是一样的,眩光危害程度也不同。其眩光能量大小和危害程度,都由其自身的光谱能量分布结构决定。
1、光谱结构决定眩光能量。这三种球场灯的光谱分布,如果能够接近于
太阳光可见光谱的结构,光色品质就优秀。可见光能量高,眩光能量小,眩光危害小,或者是无眩光危害。
如果光谱结构偏离太阳光可见光谱的分布结构,并且是偏向于短波蓝光方向。直观的表现为高色温,光色偏青,蓝光多。可见光能量比例必然会减少,眩光能量就会提高,场地灯光就会产生眩光危害。
2、节能荧光灯管和电子镇流器决定光谱结构。这三种场地灯的光谱能量分布结构,由节能荧光灯管技术品质和电子镇流器驱动性能共同决定。
3、对于节能荧光灯管来说,荧光粉品质和配比决定光谱结构。理论研究成果已经证明:荧光粉技术品质及配比,决定光谱分布结构。主要体现在,单色荧光粉的性能品质和三基色混合荧光粉的配比结构。
如果是稀土三基色荧光粉,并且配比结构科学合理。节能荧光灯管的光谱分布结构就会合理,就会接近于太阳光可见光谱的能量分布结构。球场灯光眩光能量小,眩光危害程度小或没有眩光危害。
如果荧光粉不是三基色粉;或者是三基色荧光粉,但是品质低;或者是三基色荧光粉配比不合理。节能荧光灯管的光谱能量,就一定会偏离太阳光可见光谱的分布结构。如果偏离的方向是指向短波能量,就一定会有眩光能量和眩光危害。光谱结构偏离越是严重,眩光能量就会越是严重,眩光危害程度就会越是严重。
4、对于电子镇流器来说,输出特性影响光谱结构。影响节能荧光灯管光色品质的因素,是电子镇流器的输出特性。本质是电子镇流器,对荧光灯管等离子体的激发特性和能量输运特性。集中体现在,电子镇流器输出特性与荧光灯管阴极特性之间是否匹配。
如果两者特性能够匹配,球场专用灯光谱,有利于趋近太阳光可见光的分布结构。匹配度越好,接近度越高。
如果不能匹配,光谱结构就会发生偏离,就会产生眩光能量。匹配度越低,偏离越大,眩光能量越大。
市场正在销售和正在使用的这三种球场灯,其电子镇流器输出特性与荧光灯管阴极特性之间,并不都是相互匹配的。能够匹配的占少数,匹配度高的更少。
说明:高频无极灯没有电极,其匹配度是磁耦合度。
5、三种球场灯眩光能量大小及危害不同,应该慎重鉴别选择。当前,市场上正在销售的和正在使用的这三种球场灯。因其节能荧光灯管的荧光粉品质和配比差距较大。场地灯光的眩光能量大小与眩光危害程度,都有较大的差距。在场馆照明设计时应该认真地鉴别选择。
6、三种球场灯眩光能量大小的鉴别方法。光谱理论研究成果表明:球场