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摘要体育照明功率大， 用电量大， 节能潜力也大。本文分析、提出了体育照明的节能措施， 包括：选择合适的标准、光源的节能、灯具效率、灯具附件节能、控制节能、永久照明与临时照明系统相结合等措施。
关键词 体育照明 光源 灯具 灯具附件 照明控制 临时照明系统
借北京奥运会的东风， 我国体育建筑有了长足的发展， 各地、各高校， 甚至中小学校都在建设体育建筑和体育设施。体育照明是体育建筑中最重要的系统之一， 备受业界人士的重视。体育照明灯具单台功率大， 所用灯具数量多。表1 给出了部分著名足球场体育照明实际安装容量。表中法国马赛体育场照明总功率仅为约338 kW 即可实现1 500 lx 平均垂直照度； 而德国安联体育场达到同样照度水平所用照明总功率约为502 kW， 是马赛体育场的约1. 49 倍。由此可见， 同样的照明水平， 由于诸多因素， 导致体育照明灯具功率和数量有很大差异， 因此， 体育照明节能潜力较大。本文与读者共享体育照明节能的措施， 以抛砖引玉。
需要说明， 本文所说的体育照明节能措施没有考虑建筑、结构的影响， 即在建筑和结构专业条件一定的前提下， 从照明角度分析其节能措施。
1 体育照明节能措施
1． 1 照明标准与节能
依据《体育场馆照明设计及检测标准》（JGJ 153-2007）， 我国将体育照明按照体育场馆的使用功能和电视转播要求分成6 个等级， 分别为Ⅰ级———训练和娱乐、Ⅱ级———业余比赛或专业训练、Ⅲ级———专业比赛、Ⅳ级———TV （标清电视转播） 转播国家或国际比赛、Ⅴ级———TV 转播重大国际比赛、Ⅵ 级———HDTV （高清晰电视转播） 转播重大国际比赛，前3 级不进行电视转播， 后3 级有电视转播要求。
现在许多业主和设计师盲目提高设计标准， 造成不必要的浪费。不同等级其照明标准是不同的， 以足球场地为例（见表2）， 满足HDTV 转播要求时，主摄像机方向垂直照度Evma i不低于2 000 lx； 转播一般国内比赛时， 主摄像机方向垂直照度只要不低于1 000 lx 即可。照明标准降低一半， 用灯数量也减少一半， 初次投资、维护费用都相应减少。因此， 照明设计时应选择合适的照明标准， 不应盲目攀高。
1． 2 光源的节能
体育照明有其特殊性， 正式体育比赛往往要与电视转播紧密相连， 电视推动了体育运动的普及， 也使体育运动形成巨大的产业。因此， 电视转播商有非常大的话语权， 体育照明的“四高一低” 是转播商的基本要求， 即高照度、高均匀度、高色温、高显色性、低眩光。在此基础上， 笔者将其修订为“四高二低”，即增加了“低能耗”。
1． 2． 1 高显色性和高色温对能效的影响
表2 表明， 电视转播需要高色温和高显色性的光源， 这种需求在体育运动转播中具有普遍性， 目前常用的光源是金卤灯， 其光效可以达到52 ～ 130 lm / W ［2］。但是， 需要我们关注一下高显色性、高色温等几个问题。表3 为飞利浦公司的大功率双端短弧金卤灯的技术参数， 光源功率和额定电压相同， 显色指数分别为80 和92 ， 它们的光效分别是100 lm /W 和90 lm /W， 可以看出， 高显色性的光源
光效降低了10 %。该结论具有代表性， 表4 为欧司朗2 000W 单端直型金卤灯的技术参数， 高色温、高显色性的光源带来光效降低约25 %。因此， 体育照明应根据体育场馆的等级选择合适的色温和显色性的光源。
1． 2． 2 光源功率对能效的影响
光源的功率与能效也有有趣的联系。表5 所示为欧司朗的金卤灯产品， 1 000W 金卤灯比2 000W 的光效低约10 %。其它品牌产品具有相似的结论。因此，当能满足照明指标要求时， 宜采用大功率的光源。
1． 2． 3 短弧光源对能效的影响
表6 是飞利浦大功率双端金卤灯短弧光源与长弧光源的比较， 短弧光源的光效为90 lm /W， 略低于长弧光源的95 lm /W， 但由于短弧金卤灯体积小， 重量轻， 便于与灯具配合， 有利于配光， 目前使用比较普遍。短弧金卤灯所用材料也较少， 节约资源。上面从节能角度分析了目前常用的体育照明光源的现状， 至于采用何种类型的光源还有其它条件的限制， 不可片面地只追求能效， 应该在保证照明水平的前提下节能， 即“节能不减光” 原则［1］。
1． 3 灯具节能
我国现行标准《体育场馆照明设计及检测标准》对灯具效率的要求见表7， 这是灯具效率的最低要求， 必须满足。
目前普遍采用的MVF403 灯具有7 种配光， 效率最低也在78 % 以上。GE 公司的EF2000 型灯具的效率在78 . 50% ～ 84 . 46 %。目前主流的体育照明灯具效率大多在80% 上下， 远高于表7 所示的标准值。因此， 采用效率高的灯具可以减少灯具的使用
量， 节省电能， 节省投资， 减少日后的维护工作量。基于目前灯具效率已经得以提高的事实， 即将出版的2009 版《全国民用建筑工程设计技术措施电气》对灯具效率作出了更高的要求， 即“金属卤化物灯不应采用敞开式灯具， 灯具效率不应低于70 %”。
1． 4 灯具附件与节能
现在体育照明配套用的镇流器、触发器自身能耗已有显著的降低， 表8 为配套GE 公司EF2000的镇流器和触发器技术参数。MVF 403 配套用的镇流器和触发器总能耗也只有80 W。因此， 在体育照明设计时， 应选用低能耗的镇流器和触发器。
体育照明的控制系统不是专为节能而设计的，更多是为了管理、操作方便而设计， 但它具有节能控制的作用。表9 为国家体育场“鸟巢” 体育照明在不同模式下的耗电量， 由于采用了照明控制系统， 在低级别的比赛中相应开灯数量也较少， 避免了能量的浪费。例如，在进行俱乐部田径比赛时， 只需耗电240. 45 kW 即可满足要求， 占总用电的17. 5 %。鸟巢采用了KNX / EIB系统， 实现按需开灯的要求， 杜绝了能源浪费。
2 临时照明系统与永久照明系统［1］
永久照明系统是指在体育建筑、体育设施中配备的长期使用的体育照明系统。我们在设计、建设体育建筑时， 通常要采用永久照明系统。但是， 现在举办大型运动会场馆建设的投资及回报问题越来越受到人们的关注， 如何用最少的投资达到举办运动会的场馆照明要求， 避免不必要的浪费？ 临时照明系统已经成为解决此问题的较好选择。临时照明系统包含临时照明和补充照明两部分。
一个完整的临时照明系统只会在运动会期间提供给没有永久运动照明系统的临时场地使用， 运动会结束以后将其撤除。例如： 雅典奥运会的棒球、场地曲棍球、击剑、羽毛球、射击等项目。另一类是补充照明， 即当永久照明系统不符合比赛要求时， 用于增加场地照度使场地照明达到比赛要求的照明系统， 运动会结束后将补充照明系统拆除， 照明系统还原成原有的永久照明系统。例如： 雅典奥运会的沙滩排球、跳水、骑术中心、体操馆、马拉松、现代五项全能、道路自行车、足球、游泳、花样游泳、网球、田径、水球等， 这些场馆的永久照明按其国内的标清电视转播标准设计， 奥运会期间用补充照明系统使场馆达到雅典奥运会转播机构的要求。
临时照明系统与场馆永久照明系统在设计上是有差别的， 其设计原则也有所不同， 会给业主带来很多好处： 首先， 最小化财务投资和最大化营运使用， 平时不需要高标准的照明时， 采用永久照明系统即可满足要求； 第二， 有大型比赛时， 通过临时照明系统将照明水平提高到满足赛事要求； 第三， 由于运动会只有短短的十几天， 应该在场馆的永久照明设施基础上加设临时照明设备， 即采用“以永久照明为基础， 以临时照明作补充” 的方式； 第四， 安装调试周期短。由于永久照明系统采用灯具数量较少， 安装、调试工作量得以减少； 最后， 考虑到赛后维护、营运的使用要求， 大型赛事后， 拆除临时照明系统， 恢复永久照明系统， 运行成本和工作量大大减少。
3 结束语
综上所述， 体育照明节能有很大的潜力和空间，主要有以下措施：
a . 应选择合适的照明标准。不要盲目追求高标准。照明设计不可能一步到位， 每次世界级的比赛前， 都有改造照明系统的可能， 因此， 照明设计应为以后改造创造条件。
b . 一般场馆光源不一定追求高色温、高显色性。
c . 在相同条件下， 大功率金卤灯有更高的光效。当然， 还要考察其它照明指标是否符合标准要求。
d . 灯具效率不应低于70 %。有条件时， 灯具效率可达75% 以上。
e . 应采用节能型、低能耗的镇流器。
f . 宜采用智能照明控制系统， 并进行分级控制。
g . 高等级场馆照明宜采用永久照明与临时照明相结合的方式， 遵循“以永久照明为基础， 以临时照明作补充” 的原则。