体育场馆灯光照明系统的检测标准与流程

体育场馆灯光照明系统的检测标准与流程
1.1 我国现行标准对检测项目的要求
目前,在我国体育场馆赛事灯光照明系统的检测中,执行的主要是JGJ153-2007《体育场馆灯光照明系统设计及检测标准》和TY/T 1002《体育照明使用要求及检测方法》两个标准。由于JGJ153-2007对体育场馆灯光照明系统检测标准与方法较为详细,通常工程验收都是以JGJ153-2007为主要检测依据的。按照JGJ153-2007的规定,现场测量的检测记录和检测报告应包括下列内容。
(1)工程名称、工程地点、委托单位;
  (2)检测日期、时间、环境条件(供电电压、环境温度);
  (3)检测依据:有关标准规范、工程招标的技术要求;
  (4)检测设备:仪器名称、型号、编号、校准日期;
  (5)场地尺寸:长度、宽度、高度、面积;
  (6)光源种类、功率、规格型号、数量、生产厂;
  (7)灯具(含电器附件)类型、规格型号、数量、生产厂、安装天数、清扫周期;
  (8)灯具布置方式、安装高度;
  (9)控制系统及照明总功率;
  (10)检测项目(以下包括测量点图和对应的测量值)
1)水平照度;
  2)垂直照度:摄像机方向垂直照度、四个方向垂直照度;
  3)眩光计算参数;
  4)现场显色指数;
  5)现场色温。
(11)测量值计算
1)平均照度Eave;
  2)照度比率Ehave/Evave;
  3)照度均匀度U1=Emin/Emax;
  4)照度均匀度U2=Emin/Eave;
  5)均匀度梯度UG;
  6)眩光指数GR.
(12)检测人员签字:检验、记录、校核。
  (13)灯具平、剖面布置图和开灯模式灯具布置图。
  (14)检测结果。
在上述14项内容中,通常容易产生歧义的主要是对)检测项目;2)垂直照度:摄像机方向垂直照度、四个方向垂直照度的理解。
在标准JGJ153-2007中规定的需要检测的垂直照度项目中包括了摄像机方向垂直照度、四个方向垂直照度这两个并列的必检项目。
标准JGJ153-2007的8.2.3-2规定:测量垂直照度时,当摄像机固定时,光电接受面的法线方向必须对准摄像机镜头的光轴,测量高度可取1.5m.当摄像机不固定时,可在网格上测量与四条边线平行的垂直面上的照度,测量高度可取1m.
国内许多设计施工单位认为只要检测了摄像机方向垂直照度的指标,即可达到检测项目规定的要求。因此,许多设计人员施工人员在具体安装、调试中,都是按照摄像机方向垂直照度的指标进行的。按照这种方式设计调试的灯光系统,在实际的检测中都达不到在测量计算网格中按照中心点法测量的四个方向垂直照度的指标。
众所周知,在摄像机方向垂直照度的检测项目中还分为主摄像机垂直照度、辅摄像机垂直照度 两个检测指标。
在JGJ153-2007附录A中还规定了不同赛事场地中主、辅摄像机通常放置位置的规定。按照电视转播要求,有赛事时现场使用的主、辅摄像机可能多达十几或几十个,而在现场的实际检测中,往往由于各位置的摄像机不在现场,通常都是按照JGJ153-2007附录A规定,选择有代表性的几个预计机位位置进行检测。
由于主、辅摄像机的测量方式是按法线方向的位置点检测的,所检的参数指标不能代表一个赛事场地灯光系统的电视转播照明能力。
在我们遇到的一些室外足球场、室内游泳馆项目中,虽然赛事照明场景模式的设计效果图标示符合设计标准,或所检主摄像机垂直照度、辅摄像机垂直照度这两项指标合格,但在赛事场地许多局部区域依然不能满足电视转播的灯光照明要求,在现场电视转播时,如果运动员身边出现灯光投影交叉叠现、前后面光不均匀等状况时,则需要追加光源。
   近几年,通过对不同运动场地、场馆赛事灯光照明系统的检测,我们认为只有检测项目中移动(摄像机不固定)摄像照度,即四个方向垂直照度的检测指标合格时,基本上可以表示一个赛事场地灯光照明系统的电视转播照明能力的合格。
   而摄像机方向垂直照度的指标,仅仅代表了一个赛事场地灯光系统的主、辅摄像机方向的电视转播照明能力。也就是说,主、辅摄像机的测量的照度指标,即使按全场测点进行测量,在电视转播需要的赛事细节区域的照明能力方面还达不到转播要求。
根据现场照度检测的综合数据分析显示,按照检测流程,在检测移动(摄像机不固定)摄像照度,即四个方向垂直照度的检测指标合格的状况下,通过在全场选择有代表性几个测点的摄像机方向垂直照度指标检测,不仅是合格的,而且在测量中各测点参数也很均匀。反之,当摄像机方向垂直照度指标现场检测基本合格时,即使按全场测点进行测量,测量中各测点参数在均匀性和四个方向垂直照度;的指标中通常都会有许多达不到合格指标的测点。
因此,在JGJ153-2007规定的检测结果中,应该包含“摄像机方向垂直照度、四个方向垂直照度这两个并列的必检项目的合格指标项。

  1.2 检测项目的具体技术指标内容

  按照JGJ153-2007规定的检测项目和测量计算值共计8个大项,实际的应检测记录的参数项目应扩展为如下40多个测量、计算参数指标:
(文中****表示相关等级规定值或指标)
1.2.1 移动(摄像机不固定)水平、垂直照度
(1)Ehmin(水平照度最小值lx);
  (2)Ehmax(水平照度最大值lx);
  (3)Ehave(平均水平照度lx);
  (4)Uh水平照度均匀度;
  Uh1=Ehmin/Ehmax:≥****((水平最小照度与最大照度之比);
  Uh2=Ehmin/Ehave:≥****(水平最小照度与平均照度之比);
  (5)Evmin(垂直照度最小值lx,应按Evmai指标检测);
  Evmin=EvminA+EvminB+EvminC+EvminD(需要记录测点A、B、C、D四个方向的测量、计算值);
  (6)Evmax(垂直照度最大值lx);
  Evmax=EvmaxA+EvmaxB+EvmaxC+EvmaxD(需要记录测点A、B、C、D四个方向的测量、计算值);
  (7)Evave(平均垂直照度lx)
  Evave=EvaveA+EvaveB+EvaveC+EvaveD(需要记录测点A、B、C、D四个方向的测量、计算值);
  (8)EvABCD(每测点垂直最小照度与最大照度比);
  EvABCD:≥****(需要记录测点A、B、C、D四个方向的测量、计算值);
  Uv1=Evmin/Evmax:≥****(垂直最小照度与最大照度之比);
  Uv2=Evmin/Evave:≥****(垂直最小照度与平均照度之比);
  (10)Ehv=Ehave/Evave:=****(平均水平垂直照度比)。
1.2.2 固定(摄像机固定)摄像水平、垂直照度
(1)主摄像机水平、垂直照度(CAM#:机位编号)
  1)EhmaiCAM#ave(固定方式主摄像机方向平均水平照度lx)
  2)EvmaiCAM#min≥****lx(固定方式主摄像机方向垂直照度最小值lx);
  3)EvmaiCAM#max(固定方式主摄像机方向垂直照度最大值lx);
  4)EvmaiCAM#ave(固定方式主摄像机方向平均垂直照度lx);
  5)CAM#Ehv=****(固定方式主摄像机方向平均水平垂直照度比);
  6)UvmaiCAM#(垂直照度均匀度);
  UvmaiCAM#v1:≥****(垂直最小照度与最大照度之比)
  UvmaiCAM#v2:≥****(垂直最小照度与平均照度之比)。
(2)辅摄像机水平、垂直照度
  1)EhauxCAM#ave(固定方式辅摄像机方向平均水平照度lx);
  2)EvauxCAM#min=****lx(固定方式辅摄像机方向垂直照度最小值lx);
  3)EvauxCAM#max(固定方式辅摄像机方向垂直照度最大值lx);
  4)EvauxCAM#ave(固定方式辅摄像机方向平均垂直照度lx)
  5)CAM#Eh=****(固定方式辅摄像机方向平均水平垂直照度比);
  6)UvauxCAM#(垂直照度均匀度);
  UvauxCAM#v1=****(垂直最小照度与最大照度之比);
  UvauxCAM#v2=****(垂直最小照度与平均照度之比)。
1.2.3 水平、垂直照度的均匀度梯度(UG)
(1)UGh水平照度(lx)的均匀度梯度(需要记录测点A、B、C、D四个方向的测量、计算值)
  UGh1=**** UGh2=**** UGh3=**** UGh4=****
  UGh5=**** UGh6=**** UGh7=**** UGh8=****
  (2)UGV垂直照度(lx)的均匀度梯度(需要记录测点A、B、C、D四个方向的测量、计算值)
  UGV1=**** UGV2=**** UGV3=**** UGV4=****
  UGV5=**** UGV6=**** UGV7=**** UG8=****

  1.2.4 眩光指数(GR)

  (1)Ehorav(lx):场地平均水平照度——测量值;
  (2)Lav(cd/m2):水平场地平均亮度——计算值;
  (3)Lve(cd/m2):环境光入射眼睛上的光幕亮度——计算值;
  (4)Eeyei(lx):观察者眼睛上的照度——测量、计算值;
  (5)Lvl(cd/m2):灯具光入射眼睛上的光幕亮度——计算值;
  (6)GR=27+24×lg■——计算值
1.2.5 现场显色指数(Ra)
(1)Ra0光源额定显色指数=****——原始值;
  (2)Rai现场显色指数测量值=***–测量值。1.2.6 现场色温(TCP)
  (1)TCP0光源额定色温=****(K)–原始值;
  (2)TCPi现场色温测量值=****(K)–测量值;
  (3)TCPn偏差(%)=****–计算值。
1.2.7 观众席、主席台、运动场地、出口通道安全疏散照明水平照度
(1)观众席安全照明平均水平照度值(lx)–测量、计算值;
  (2)主席台安全照明平均水平照度值(lx)–测量、计算值;
  (3)运动场地安全照明平均水平照度值(lx)–测量、计算值;
  (4)体育场馆出口疏散照明最小水平照度值(lx)—测量、计算值;
  (5)体育场馆通道疏散照明最小水平照度值(lx)–测量、计算值。
1.2.8 观众席和主席台平均水平/垂直照度</p>
(1)主席台平均水平照度值(lx)–测量、计算值;
  (2)观众席平均水平照度值(lx)–测量、计算值;
  (3)电视转播状态观众席前排最小垂直照度值(lx)—测量、计算值。
1.3 体育场馆灯光照明系统的现场检测工作流程在体育场馆赛事灯光照明系统的现场检测中,检测工作操作流程是否合理、正确也是保持现场测量数据准确、可靠的一个关键检测步骤,通常体育场馆灯光照明系统的现场检测工作流程,可参考下面的步骤来进行。
(1)与业主及设计施工方确定检测要求,按设计图纸确定场地测点位置,根据场地相关标准确认、编制测点图、测点灯光位置示意图及原始记录表格。
(2)开启灯光使用模式后,应预热30分钟以上,然后再进行测量,检测时应避免人员遮挡和反射光线的影响。
(3)测量使用前现场供电电压,电源电压应保持稳定,灯具输入端电压与额定电压偏差不宜超过5%。
(4)按照测点图计算、划分测量场地测量、计算网格
1)划定场地网格时,可采用将30mm&times;200mm纸条浸湿或不浸湿粘贴在地(板)面,形成一个测量计算网格的4个边上的方式即可,在室外草坪或塑胶跑道上可用胶带粘贴纸条,或者采用插置小旗杆标志的方式。
应注意在冰场场地上所用标示的纸条,应采用塑面纸条直接放在形成的一个网格的4个边上,以避免纸条冻结在冰面上,影响冰面比赛要求的光洁度。
2)划定游泳、跳水池网格时,可采用将纸条浸湿粘贴在池边,形成一个测量计算网格的4个边上的方式即可。测量时,按照池边的垂直、水平标示纸条定位测量网格。
(5)按选定位置进行观众席、主席台水平、垂直照度测量。
(6)测量、记录现场检测环境的温湿度、气象、场地颜色、座席/周边主要颜色、现场测量环境时间
(7)按测点位置进行现场显色指数测量,记录现场环境的主要颜色、测量前后的供电电压。
(8)按测点位置进行现场色温测量,记录现场环境的主要颜色、测量前后的供电电压
(9)按测点位置进行水平、垂直五个方向的移动照度测量。
对于游泳跳水池:
1)水面、水下测量方式同地面;
  2)跳(板)台面测量,按照台面上、下至水面的空间,按照空间距离对上、下、高、中、低的分段点上,进行测量。
(10)按选定测点进行照度均匀度梯度测量。
(11)固定摄像机(主、辅)机位的法线方向测量
以现场测点为基准,用照度计对准在法线方向上各机位主、辅摄像机镜头的光轴,进行一个测点三个面(正面及左右两侧)的水平、垂直照度测量。
(12)根据现场对场地眩光的运动员感受或按预设规定确定测点,进行眩光测量
  1)测量每个测点的场地平均水平照度,每网格选三个点测量,记录中间值
  2)测量每个测点5个观察方向的观察者眼睛上的照度,记录每个方向上的照度值以及观察点的水平坐标值、视角值。
(13)测量使用后现场供电电压。
(14)按应急照明模式,选定位置进行观众席、主席台、运动场地安全照明测量。
2 体育场馆灯光照明系统照度、眩光的检测方法
2.1 体育场馆灯光照明水平、垂直照度的检测
2.1.1 移动摄像机照度测点选择
(1)移动(摄像机不固定)摄像照度应在规定的比赛场地上进行测量,对于照明装置布置完全对称的场地,可只测l/2或1/4的场地。在非对称检测场地中,可在全场选择有代表性位置的测点。
(2)矩形场地照度计算和测量网格点
1)d1,dw按下列方法确定:当不大于10m时,计算网格为lm;当&iota;,&omega;大于10m且不大于50m时,计算网格为2m;当&iota;,&omega;大于50m时,计算网格为5m.
  2)测量网格点间距宜为计算网格点间距的2倍。
(3)具体划定场地网格时,可采用将30mm&times;200mm纸条浸湿或不浸湿在一个测量计算网格的4个边上的方式即可,在室外草坪或塑胶跑道上可用胶带粘贴纸条,草坪上也可以用小彩旗插标
冰场场地上所用标示的纸条应注意,采用塑面纸条直接放在一个网格的4个边上,以避免纸条冻结在冰面上,影响冰面比赛要求的光洁度。
(4)检验报告中应绘制的1/4场地照度检测点布置示意图参见图2.
(5)各类不同比赛项目的场地测点选择的具体要求,可参见JGJ 153-2007《体育场馆照明设计及检测标准》第8章8.2照度测量中的相关规定执行。
2.1.2 固定摄像机照度测点选择
(1)固定(摄像机固定)摄像照度的应在规定赛事项目的比赛场地上进行测量,现场未设置固定机位时,应按照JGJ153-2007 附录A规定适当选择有代表的2~4个主、辅摄像机机位。主摄像机通常放在赛场中心主看台上较高处的重要位置;辅摄像机在看台两端较低处或地面位置。现场设有固定机位时,应选择各方位上、有代表性的主/辅摄像机固定机位位置进行测量。

(2)主、辅摄像机固定机位摄像照度测量点的选择,固定主摄像机应选择检测场地全场有代表性位置的9个或多个测点;固定辅摄像机应选择检测场地中有代表性位置的半场或重要区域的6个或多个测点。图4是固定主、辅摄像机法线方向照度检测点示意图。
2.1.3 照度测量
(1)移动(摄像机不固定)摄像水平、垂直照度的测量
移动(摄像机不固定)摄像照度测量水平照度时,照度计受光面应平放在场地网格中心上方的水平面上(或者测量垂直照度时的高度相等),按照中心点法测量,测量高度可取1m.测量时在场人员必须远离光电接受器,并应保证其上无任何阴影。
(2)固定(摄像机固定)摄像水平、垂直照度的测量
在场地设有固定使用的摄像机时,固定(摄像机固定)摄像照度的主/辅摄像机方向的垂直照度均取1.5m
测量时,以现场测点为基准,以0&deg;水平坐标对准主席台方向、与主席台座席平行,在0~360&deg;水平坐标范围内,用照度计对准法线方向上各机位主、辅摄像机的镜头位置(照度计光电接受面的法线方向必须对准摄像机镜头的光轴),在一个测量网格范围内,按相等水平间隔选取A、AB、AD三个观察面方向的测点,记录测点上的水平、垂直照度测量值,以及观察点的水平坐标值、视角值(GB/T 5700-2008 6.1.1.1)。
(3)室外体育场测量时,应注意现场天气环境的云雾遮挡状况,记录检测前、检测后无灯光照射时的现场环境照度和气象状况,用于参照&ldquo;JGJ 153-2007&rdquo;条文说明4.2.2表17中的光衰减系数,修正照度测量值。
(4)测量垂直照度时,用照度计光电接受面的法线方向必须对准摄像机镜头的光轴(未设固定摄像机时,可选择看台上固定摄像机机位的预计范围上的位置点),应利用瞄准器用&ldquo;眼睛&mdash;瞄准器准心&mdash;摄像机镜头位置&rdquo;的3点一线测量的方式,再读取、记录该测点上的视线方向的仰角值。图6是3点一线测量示意图,图7是测点上用照度计光电接受面的法线方向对准摄像机镜头的光轴的仰角示意图。
2.2 体育场馆灯光照明眩光指数的检测
眩光测量至今尚无统一的测量仪器,一般可通过测量观察者眼睛上的照度来计算光幕亮度,最后求出眩光指数GR(JGJ 153-2007条文说明8.3.2)。因此,在体育场馆灯光照明眩光指数的检测中,实际所用测量观察者眼睛上的照度的方式有多种,但不同测量方式的检测结果基本相近。为了获取最高程度眩光以及相应眩光区域内的检测参数,参照GB/T 5700-2008 5.2.2条文规定,我们采用以直视型观察望远镜,观察现场测量点观察者眼睛上眩光照度的测量方法。
2.2.1 比赛场地眩光测量点确定
(1)比赛场地眩光测量点选取的位置和视看方向应按安全事故、长时间观看及频繁地观看确定,以及按运动项目和灯具布置照度最重要的位置选取。
(2)比赛场地眩光测量点按比赛场地对称时,在场地均匀布点(一般为4~11个点)进行测量。在非对称检测场地中,可在全场选择有代表性位置的6~11个测点
(3)具体划定测点位置时,可利用照度测量照度检测点网格选择检测场地测点位置,或采用标准观察者位置。
(4)检验报告及现场检测中应绘制的1/2足球场地眩光检测点
(5)不同专业赛事比赛场地眩光测量点的选择,可按JGJ 153-2007标准中的相关要求确定。
2.2.2 比赛场地眩光的测量
(1)眩光测量应测量主要视看方向观察者眼睛上的照度,测量中应按照照度计在测量范围内的稳定显示值,取其观测点上各视看方向测量值中的最大值,作为该场地的眩光评定值记录数据;同时,应记录测量点相对于光源的位置和环境特点。
(2)根据现场对场地眩光的感受或在规定测点上,进行眩光测量。眩光测量点的测量方法一般是按1.5m高、以0&deg;水平坐标对准主席台方向)、与主席台座席平行,在0~360&deg;水平坐标范围内,按一定数量角度间隔转动、选取一定数量的观察方向测点位置(一般选取5个测量点位),采用视线方向低于眼睛高度、看到背景是被照场地的视角范围进行内测量,测量使用的眩光照度直视型观察望远镜观察,水平坐标值、视角值标定仪器的使用方式参见图9(b)。具体操作方法可参见固定(摄像机固定)摄像水平、垂直照度的测量内容。测量时相关数据的测量、记录要求如下
1)测量每个测点的场地平均水平照度,应在每网中格选三个点测量,记录中间值;
2)测量每个测点上5个观察方向的观察者眼睛上的照度,记录每个方向上的照度值以及观察点的水平坐标值、视角值(GB/50034-2004 附录B眩光值(GR))。
(3)记录与选值
测点记录应为所有选择的测点,按相关检测标准规定记录的测量值。记录测点上的水平、眩光照度测量值,以及该测点方向的水平坐标值、视角值。

 

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