中小规模文化体育设施多功能电气设计探讨

杨春丽(北京维拓时代建筑设计股份有限公司，北京 100025)

中小规模文化体育设施多功能电气设计探讨

杨春丽
(北京维拓时代建筑设计股份有限公司，北京 100025)

以沧州体育馆为例，介绍了在中小城市文化体育设施多功能要求下的体育照明、舞台照明、照明配电、节能设计、场地布局等电气设计内容，并介绍其针对性和适用性，以供设计人员参考。

多功能体育馆 体育照明 舞台照明 杂技马戏

0 引言

中小城市的体育馆设施建设具有较为突出的特点(一馆多用)，其功能涵盖体育赛事、文艺演出、会议展览、日常训练、休闲健身等。如何将体育场馆的体育赛事功能与平时面向市场的多功能使用相结合，成为一个在设计中小规模体育场馆时必须要面对的课题。本文就场馆赛事体育照明、杂技舞台照明在体育场馆建设中的有机结合做以下分析和说明。

1 项目概况

本体育馆地处著名的武术之乡和杂技之乡——沧州，总建筑面积22 770m2，总座席数5 242席(其中固定2 200席，活动3 026席)。

作为当地第一座现代化综合体育设施，体育局、文化局等建设使用单位要求该建筑既可以进行体育比赛，又可以举办马戏杂技演出，其照明设计以满足体育竞赛功能为主，既可满足国际级篮球、排球、羽毛球、乒乓球等各项比赛的照明要求，又能兼顾文艺演出和国际级的杂技马戏表演。将体育照明、舞台照明有机地组织在一个体育场馆中，具备在不同场合下都能运用自如的灵活性和统一性，同时执行高标准，能够满足该建筑在今后若干年的使用需求。

2 体育照明

2.1设计标准及灯具布置

作为综合性体育场馆，建筑设计选用了40m×70m的大型比赛场地，可满足篮球、排球、武术、手球、乒乓球、羽毛球、搭台体操等比赛的场地要求。

首先根据使用功能，照明设计分为篮球(排球)、乒乓球、羽毛球3种主要比赛模式；根据体育场馆使用功能又分为专业训练、专业比赛、电视转播国家/国际比赛、电视转播重大国际比赛4个照明等级，总计16种照明模式。采用C-BUS智能照明控制系统方案，具有自动和手动2种操作方式。

为了有效满足电视转播垂直照度的需求，根据体育馆建筑结构特点，照明灯具采用了两侧光带式布灯方式。在设计阶段，按照体育照明的布灯要求，结合建筑空间的动感流线设计，设置了长轴66m、短轴42m的椭圆型马道，马道高度为15～18m。

选择中光束和宽光束两种配光分布在长向椭圆马道上。灯具采用交叉方式分布瞄准点，远端场地使用中配光灯具，有效提高利用效率，并且减小对观众席的眩光；对中近距离场地使用宽配光灯具。

2.2眩光控制

设计采用的GE EF2000plus灯具可内置防眩光隔栅，另外，马道位置及高度合理解决了灯具投射角度问题，灯具瞄准角度也全部控制在60°以内，满足场地照明不得对运动员、工作人员、观众、摄像机产生不允许的眩光要求。

2.3照明配电

比赛场地照明为一级负荷，设置两路电源分别供电，且互为100%备用。平时两路电源分别独立交叉供电，各供50%场地照明负荷，且均匀分布全场。当一路电源出现故障，保证全场照度均匀减少一半。遇重大国际比赛时，建设方与供电部门签有临时柴油发电机及保安电源供电协议。

照明采用三相供电，将投射到同一面积的灯光均匀分布在三相各相上。在各灯具的相位分布中，各个相位取得平衡的同时，相邻的灯具均接在不同的相位上，而且在同一区域内有不同相位的灯具覆盖，以避免产生明显的频闪效应。

2.4照明灯具

比赛场地照明采用GE 1000W EF2000 plus金卤投光灯灯具136套，400W金卤投光灯18套，照明系统总功率144kW，另有24套1kW卤化物灯具作为应急照明。所有灯具采用AC 220V交流电压供电，便于维修、管理，节约投资费用。

灯具使用支架在马道安装，牢固、便捷，且便于日后的调试、维修和清洁工作。

2.5照明计算

采用 GE EUROPIC computer lighting program计算机软件进行照明拟和计算，计算结果满足设计要求，投入使用前进行照明检测，检测结果符合设计要求。

2.6照明控制

体育照明共计16种模式，采用C-BUS智能照明控制系统方案，单灯单控，并具有自动和手动两种操作方式。比赛场地、照明灯具呈对称布局，控制系统做了优化处理，减少了一半的控制模块，做到相同控制要求的同时节约了造价成本。

3 舞台照明

3.1舞台场地

杂技表演的场地为直径13m的圆形舞台，观看角度为270°。在进行杂技演出时，场地中央可搭建圆形杂技表演舞台，训练馆位置可作为后台，同时，靠近训练馆一侧的看台设置为可伸缩和沉降座席，很好地解决了舞台与看台的关系。如图1～2所示，为体育场地和杂技场地观看效果图。

图1 体育场地效果图

图2 杂技场地效果图

3.2舞台灯光布置

杂技舞台灯光设计以满足大中型综艺演出的要求为原则，设置面光、顶光、逆光、侧光、效果灯光、背景光、追光灯等；灯具选用聚光灯、回光灯、光束灯、电脑灯、换色器等专业舞台设备。舞台灯光灯位布置为全方位立体分布，面光、顶光、追光等灯位构成全方位的布光阵列，可灵活多变地按需组合。

1)面光

在观众厅上方检修马道上建设面光桥，面光轴线与表演区形成45°夹角。投射方式有垂直投射、交叉投射、重点投射，使表演区均匀度、中心区域纵深亮度、突出重点人物造型等舞台照明效果方面获得保证。

2)顶光

根据舞台表演区的分隔情况，在舞台上方均匀设置了十二道顶光，可自由调节照明区域大小，便于不同表演的需求。

3)追光

可以根据追光的需要摆放在观众台后部的相应位置。

3.3舞台照明灯具

舞台照明设计使用1 200W电脑灯92套(包括流动灯光)，2 000W聚光灯56套，750W成像灯32套，1 000W光束灯152套，追光灯6套。

主要系统技术指标：216个调光回路，60个直通回路；光回路单路额定功率6kW、直通回路单路额定功率3kW。

照度指标：主要表演区平均白光照度>2 000lx，会议照明时主席台及讲台位置照度≥1 500lx；灯具光源色温均≥3 200K，显色指数Ra≥88；采用DMX控制系统及以太网控制网络系统。

3.4舞台照明配电

舞台灯光负荷属于一级负荷，调光控制系统电源属于一级负荷中特别重要负荷。灯光配电系统采用TN-S系统，设置漏电保护，灯光调光柜室由两路电源供电。设计需考虑谐波电流及三相负载严重不平衡等特性，配电柜进线处设置谐波滤波器柜。

调光可控硅及灯控系统对雷击电磁脉冲敏感，其过电压、过电流保护能力较低，在每台调光灯光配电柜上需要设置电涌保护器。

4 节能设计

作为综合性、多功能体育馆，沧州体育馆的功能复合化和集约化本身就是一种极大的节约。综合电气照明、空调通风等专业节能要求，尽可能采用自然采光和自然通风设计，屋顶设置电动天窗，可以满足比赛大厅的自然采光和通风需求；针对配套裙房部分进深较大，设置了采光天井，在裙房的走廊部位设计了采光顶，在照明环保节能方面取得了很好的效果。

照明节能设计采用了1 000W高效光双端金卤光源，光通量90 000lm，光效90lm/W；同时满足了电视转播的高显色性和高色温要求，采用的EF2000-plus金卤投光灯灯具效率高达80%，远远高于规范，要求(65%)。照明总功率为144kW，通过照明控制系统进行多达16种照明模式的分级控制，在进行低级别比赛或日常娱乐使用时相应减少开灯数量，避免了电能的浪费，也起到了实际的节能作用。

除比赛大厅以外的其他办公区、运营区、媒体区、休息大厅、配套服务设施等区域的照明设计，以及景观照明、夜景照明等全部采用了中央智能照明控制系统。

5 结束语

沧州体育馆建成投入使用后，举办了多届吴桥国际杂技艺术节，成为场馆运营有别于其他体育馆的最大特色：观众席设置了可升降座席，在进行马戏、杂技等文艺演出时，观众座席可以自动升降；在屋顶设置杂技专用吊点；结合体育赛事、杂技演出设置功能性及检修综合马道。通过上述环节的精细设计，对场馆运营多样化做到了很好的结合和利用。另外作为体育场馆，举办了全国青少年艺术体操锦标赛、全国乒乓球挑战赛等多项体育赛事。沧州体育馆作为面向群众、面向社会、可持续发展的新型文化体育建筑，社会效益效果良好。

[1] 岳兵. 中小城市竞技型体育设施可持续利用设计研究[J]. 城市建筑,2012(11):21-24.

DiscussiononMultifunctionalElectricalDesignofMediumandSmallScaleCulturalandSportsFacilities

Yang Chunli

Taking CangZhou Gymnasium as an example, under the requirements of the medium-sized city cultural and sports facilities, the sports lighting, stage lighting , lighting distribution, energy saving design are introduced, and the pertinence and applicability of the electrical design are analyzed, for reference to the designers.

multifunctional gymnasium, sports lighting , stage lighting, circus