体育场照明的重要性
对于一座现代化的体育场，不但要求建筑外形美观大方、各种体育设备齐全完善，而且要求有良好的照明环境，即要求有合适、均匀的照度和亮度、理想的光色，有立体感及无眩光等。除保证满足观众良好的视看效果外，还必须保证裁判员、运动员和比赛项目所需的照明要求以及应保证有良好的电视转播效果。 照明是依靠光线的功能，保证灯光作用于运动员、裁判员、观众的眼睛、产生视觉，才能看见体育场地上的一切，如场地环境的明暗、物体移动、建筑、器具及服装等 表面的颜色、观看目标的形状和大小、深度、立体感及运动员运动时的状态和体育场的气氛等等。所以，良好的照明在现代体育场中占有重要地位。
一般，在一个体育场的照明设计中，应考虑以下三方面的因素：
1）满足运动比赛时运动员的视觉要求，并且使灯光对比赛的客观影响降到最低程度；
2）满足观众的视觉要求，使灯光对观看比赛时所引起的不适感觉降低到最低程度；
3）满足彩电转播的照明要求，尽可能提高转播质量；
总之，照明与运动项目的比赛要求密切相关，与观众视看效果密切相关，没有良好照明设施的体育场是不完整的体育场，必将严重影响它的使用功能。
体育场照明设计标准
为了得到良好的照明设计方案，合理利用光线的分布来满足运动员、观众、裁判员视觉以及良好的电视转播效果的要求，必需先确定照明标准，包括照度标准和照明质量标准。照明质量标准，其中包括眩光、光源色温有显色性要求，光的方向性、节能要求等。
2.1照度标准
根据国际体联第83号推荐照度要求及《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90中第2.2.9条中的规定，提出以下照度标准推荐值 ：
1）根据《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90中第2.2.9-1条中规定：足球场比赛照度标准值：当观看距离为120m时，为150～200～300lx;观看距离为160m时，为200～300～500lx;观看距离为200m时，为300～500～750lx.观看距离指观众席最后一排到场地边线的距离。
2）根据《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90中第2.2.9-2条中规定：电视转播需要的垂直照度：最大拍摄距离分为三组，①对于足球项目而言，最在拍摄距离为25m时平均垂直照度应为750lx;最大拍摄距离为75m时平均垂直照度应为1000lx;最大拍摄距离为150m时平均垂直照度为1500lx;②对于田径项目而言，最大拍摄距离为25m时平均垂直照度应为500lx;最大拍摄距离为75m平均垂直照度应为750lx;最大拍摄距离为150m时平均垂直照度为1000lx.上述每个垂直照度用于一个给定的运动等级和给定的最在拍摄距离相对于1.0m垂直面的值，各照度值的中间值用于其它拍摄距离。
3）上述照度指体育场的最终平均照度，设计时选取的初始照度必须计入维护系数，一般可采用0.7～0.8的数值。
4）水平照度的均匀度：照度均匀度一般用最小照度与最大照度之比表示，也可用最小照度与平均照度之比表示，最小照度与最大照度的比值应大于0.5.
5）垂直照度的均匀度：最小照度与最大照度的比值应大于0.4，才能满足主电视摄像的要求。
2.2照明质量标准
1）眩光体育照明的关键除提供足够的水平和垂直照度以外，还需要减少眩光，从而达到亮而无眩光的效果。眩光是影响照明质量的最重要因素之一。根据CIE NO.83出版物“彩电系统的体育场地照明”，场内最大眩光指数GRmax应小于50.眩光额定值愈小，眩光限制愈好。
眩光额定值GR 由下列公式算出：
GR=27+24Lg*Lvl/Lve 0.9
上式中，Lvl是灯具产生的光幕亮度，Lve是环境产生的光幕亮度。一般在计算照度时，应计算不同方向的眩光额定值GR ，在GR <50时，即可行。眩光的限制除了合理确定灯具的选型，安装高度和排列方式外，还可以采取提高赛场背景照度的方法。
2）光源色温及显色性要求
为达到良好的彩电转播效果，体育场的照明质量不但与照度有关，而且与照明光源的色温及显色性有紧密关系。我国《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90中第3.3.2条中规定：彩电转播用一般光源显色指数Ra不应小于65.依据CIE NO.83号出版物及国际足联的要求，光源相关色温Tc大于5000K和光源显色指数Ra大于等于80，以达到最佳的现场照明效果及彩电转播效果。
3）光的方向性
灯具的俯角不仅影响垂直照度，同时也对运动员、观众和裁判有可能产生较大眩光影响。对地体育场照明设计，应选择好灯具的瞄准方向。另外，主摄像机与另一侧过来的光线之比例应控制在一定范围内，而照明的最重点是在足球场的中央及禁区设置。
4）节能要求
照明节能重在采用合理的照明方案和高效的照明装置，降低线路损耗及良好的照明控制。体育建筑属照明用电较大的建筑项目，从节能意义上讲，仅比较初始投资费用，而不以最低运行成本为基础选择得出的照明设计不是合理的设计，应根据具体情况，将初始投资及运行成本综合加以考虑。
应选择高效率的光源和灯具，采用能耗较低的镇流器等附件，并加补偿电容，提高系统的功率因数。照明设计应有多种开灯模式及对应的控制方案。可以通过调节灯具数量，为不同需要的比赛和活动提供合适的照明，控制方案要简单、实用，并具有较强的灵活性。
5）体育场照明设计的计算
体育场照明设计的照度计算通常有三种方法：
一是单位面积容量估算法;
二是平均照度计算法，用以计算被照面上的平均照度;
三是逐点计算法，可以精确的计算出某一点的照度。
体育场地照明设计的布置
灯具的布置是否合理，直接影响到场地照明的效果和经济性。现在的体育建筑常用的布灯方式基本以如下的几种方式为主：室外体育场地，灯杆式、四塔式、多塔式、光带式、光带与灯塔混合式；室内体育场地，均布式(满天星式)、光带式(分场地上空和场外上空)、混合式。
1、四塔式布置
在场地四角设置四灯塔，塔高一般为25～50m，常用窄光束灯具。这种布置形式适用于没有跑道的足球场地、照明利用率低、维护检修困难、费用较高。如果对照明质量不过分苛求的话，能满足运动员和观众的一般要求。灯塔适当位置通过采用各种不同光束角投光灯的瞄准，在场地上可形成一个适宜的照度分布。但是今天电影和电视需要有高且均匀的垂直照度，就要求入射在场地较远部分的光的角度远远地小于规定限额。由于采用大型气体放电灯而获得的较高亮度而产生的影响，加上传统的塔高，使之不可避免地产生过度的眩光。这种四塔布灯形式存在的缺点是：不同观看方向的视觉变化幅度较大，阴影较深。从彩色电视转播看，要满足各个方向垂直照度，又要把眩光控制好，是比较困难的。如要满足Ev／Eh 44值要求和较少眩光，对四塔照明方式，有必要采取一些改进措施：
(1)把四塔位置向两侧和边线外移动，使场地对面和四角隅能获得一定的垂直照度；
(2)在电视主摄像机方向一侧的灯塔上增加投光灯数，加强光束投射；
(3)在电视主摄像机方向一侧的看台顶上补充光带照明，要注意控制眩光，不应使场地两端的观众察觉出来。
2、多塔式布置
这种布灯形式在场地两侧设置组灯塔(或灯杆)，适用于练习场地，如足球、排球、网球场地等。它的突出优点是用电量较省，垂直照度与水平照度之比较好。由于灯杆较低，这种布置形式还有投资便宜、维护方便的优点。
灯杆要均匀布置，可布置6塔或8塔，灯杆高度不应低于12m，投射角在l50～250之间，至场地边线投射角最大不超过750，最小不小于450。一般使用中光束和宽光束投光灯，如有观众看台，瞄准点布置工作要十分细致。这种布灯的缺点是：当灯杆布置在场地和观众席之间时，会遮挡观众的视线消除阴影比较困难。在没有电视转播的足球场，侧向布置照明装置多采用多塔布置方式，不采用光带布置方式。通常将灯塔布置在赛场的东西两侧，一般来说，多塔布灯的灯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。为了避免对守门员的视线干扰，以球门线中点为基准点，底线两侧至少10m之内不能布置灯塔。
多塔布灯的灯塔高度计算，计算用三角形与球场垂直，同时与底线平行，≥250，同时灯塔高度h≥15m。
3、光带式布置
把灯具成排的布置在球场的两侧，形成连续光带的照明系统。它的照明均匀度，运动员与球场之间的亮度比较好。目前世界上公认这种布灯方式，可以满足彩色电视转播对照明的多种要求。光带长度超过球门线10m以上(如：有跑道的运动场，光带长度最好不小于180m)，以保证球门区从后面看上去有足够的垂直照度。此时投射角可降至200左右，如选用低亮度的照明器，则可进一步降至150左右。有的体育场光带照明离场地边线很近(其夹角在650以上)，场地边就不能获得足够垂直照度，这样就要增加“后缩式”的补充照明。
一般光带式布置多采用几种不同光束角的投光灯组合投射，窄光束用于远投，中光束用于近投。光带式布置的缺点式：要求控制眩光的技术比较严格，物体实体感稍差。
4、混和式布置
混和式布置是把四塔或多塔布置与光带式布置有机的结合在一起的新型的布灯方法。它是目前世界大型综合性体育场解决照明技术和照明效果比较好的一种布灯形式。混和式布置吸取两种布灯的优点使实体感有所加强，四个方向的垂直照度和均匀度更趋合理，但眩光程度有所增加。此时四塔往往不是独立设置，而是与建筑物结合统一起来，因而造价较省。
四塔用的投光灯多为窄光束，解决远投；光带多为中光束，解决近投。由于是混和布置，四塔的投射角和方位布置可以灵活处理，光带布置的长度也可适当缩短，光带高度也可适当降低。
