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體育場照明工程調(diào)光與控制技術(shù)
- 評論:0 瀏覽:3062 發(fā)布時間:2007/2/27
一、前言和回顧
即將于2008年在北京舉行的奧運會,我們希望它不僅僅是一場大型的體育活動,我們更希望它也能成為一場全面展示中華文化的盛會。
為了實現(xiàn)這一目標(biāo),借鑒不久前剛剛舉辦完的悉尼奧運會,我們作為專業(yè)的照明控制和照明設(shè)計公司,希望能有機地結(jié)合最新的照明科技,{TodayHot}將這些新技術(shù)成功地應(yīng)用于未來的這場盛會。
這里,我們僅就我們的專業(yè)探討一下場館照明的問題。
首先,我們認(rèn)為,北京市的整個夜景應(yīng)該是具有獨創(chuàng)性和一體化規(guī)劃的。照明不僅僅應(yīng)該包括照亮相關(guān)場所,還應(yīng)該包括更多的變化的燈光。照明科技發(fā)展到今天,我們所能做到的不僅僅是照亮的問題,Internet、電話、通訊系統(tǒng)的全面介入,使業(yè)主控制每一個燈光的具體變化成為可能。
我們的奧運場館分布在北京及周邊地區(qū),對每一個場館,尤其是對未來奧體中心而言,能否給予觀眾一個一體化的夜景照明效果,體現(xiàn)完整的照明思路是非常重要的。就一個體育場而言,就是使場內(nèi)的燈光和場外的燈光相結(jié)合,共同構(gòu)筑整個體育場的燈光效果,同時讓這些效果可針對不同的比賽,不同的場合隨時可控。這樣,既能保證重大場合時的應(yīng)用照明和效果照明,又可以在一些一般場合中只使用必要的燈光。所有上述的效果都是預(yù)置存儲,并可隨時調(diào)用,體現(xiàn)著高科技與實用性的完美結(jié)合。{HotTag}
在最新的照明控制技術(shù)里,遠(yuǎn)程控制和實時控制相結(jié)合是非常受關(guān)注的要點。所謂遠(yuǎn)程控制,就是指通過電話網(wǎng)、通訊系統(tǒng)甚至Internet實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的燈光控制。這里面涉及到以下幾個問題:
① 要實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,必須做到遠(yuǎn)程監(jiān)視。Dynalite的監(jiān)控軟件可以監(jiān)測每一個燈的電壓、壽命、運行時間等實時狀態(tài)。并報告給遠(yuǎn)程終端,供操作人員參考選擇。
、 由于遠(yuǎn)程控制必然受到各種條件的制約。例如線路故障、控制受擾等不確定或某些非人為因素的干擾,甚至現(xiàn)場特別事故的出現(xiàn),這必然要求控制系統(tǒng)在實施遠(yuǎn)程控制受限時,需要及時有效的現(xiàn)場控制。在這種情況下,所有的照明控制系統(tǒng)都應(yīng)該能做到不需任何切換和調(diào)整,立即進入現(xiàn)場控制狀態(tài),而這些狀態(tài)是可優(yōu)先的應(yīng)急狀態(tài)。
、 實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制非常需要大量的現(xiàn)場信息,每個燈具的狀態(tài)采集都需要大量的數(shù)據(jù)。因而在Dynalite控制的悉尼奧運場館中,相當(dāng)?shù)囊徊糠质褂肐nternet獲取燈具信息,并通過Internet發(fā)送中央指令,適時地改變一些燈具的現(xiàn)場狀態(tài)。
其次,我們需要的2008年奧運絕對是只為體現(xiàn)效果而不計投入的。我們的奧運照明既需要體現(xiàn)高科技,同時又需要節(jié)約能源和保護環(huán)境。
我們知道,燈光能展示給人們一個人工的環(huán)境,這一環(huán)境的效率如何,直接影響到的是人們的視覺感官,進而極大的影響場館的現(xiàn)場效果。例如,在主場館的設(shè)計中,我們既需考慮開幕式各種表演的背景燈光,也需要考慮開幕式后實際比賽的要求。往往背景燈光不要求非常明亮,而實際比賽中不同的比賽又需要不同的亮度。甚至一個比賽場在訓(xùn)練、清掃或無比賽進行時都只需要相應(yīng)的合適的照度即可。燈光設(shè)計師完全沒有必要點亮所有的燈光,只需滿足以上所述場合的不同要求。因此,采用燈光控制技術(shù),只通過一個或數(shù)個現(xiàn)場按鍵去同時控制每一路燈光或開或閉或調(diào)節(jié)至某一亮度,完全可以體現(xiàn)人性化和綠色照明的要求。Dynalite所代表的最高級別的照明控制技術(shù)既可以實現(xiàn)所有光源(包括金鹵燈)的無級調(diào)節(jié),又可以延長所有受控光源的壽命,并節(jié)省實際使用能源,這些都將對綠色奧運有著極為深刻的應(yīng)用前景。
再次,前兩點都是從廣度上描述照明控制技術(shù)。實際上,從深度而言,由于照明控制技術(shù)既可以改變光的亮度,又可以實現(xiàn)光的色彩變化,因而在某些有特別要求的重點照明和景觀照明中,我們也應(yīng)用了這一系統(tǒng),我們姑且稱之為個性照明。對每個奧運場館而言,由于舉行不同的比賽,其夜場外在特征照明應(yīng)該是完全個性化的,采用最先進的控制技術(shù)。我們可以設(shè)想,不同的場館具有不同的外在光色,同時每個場館都有色彩變化的照明標(biāo)志,而所有的場館 標(biāo)志及光色都是外在統(tǒng)一的,體現(xiàn)著同一照明主體,這樣是非常壯觀的夜景效果。
總之,Dynalite最新照明控制技術(shù)已成功地廣泛應(yīng)用于2000年的悉尼奧運會,涵蓋了城市景觀、奧運場館一體化照明及各個場館的個性照明。這一系統(tǒng)應(yīng)用于幾乎所有需要照明的室內(nèi)和室外空間。它們具有節(jié)能、省燈、實時和高可靠性,分布式的現(xiàn)場控制等諸多特點,結(jié)合現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),這一系統(tǒng)甚至可以做到整個城市的照明控制。
二、特點及解決方式
現(xiàn)代化多功能體育場館照明的特點:
現(xiàn)代化多功能體育場館按功能區(qū)域,可以劃分為兩大區(qū)域,即主賽場及輔助區(qū)域。主賽場可分成賽場區(qū)和觀眾區(qū),輔助區(qū)域可以細(xì)分為餐廳、酒吧、咖啡廳、會議室等等。
現(xiàn)代體育場館對主賽場照明有以下基本要求:
A.對運動員和裁判員:能夠清楚察看比賽場地內(nèi)的任何活動,發(fā)揮最佳的表現(xiàn)。
B.對觀眾:在舒適的情況下觀看比賽,同時可以清楚看到四周的環(huán)境,特別是在進場、觀看期間和退場時的安全問題。
C.對電視、電影和新聞從業(yè)員:對比賽過程、運動員的近鏡(大特寫)、觀眾席、記分牌……能夠攝取優(yōu)良的效果。
D.對場館管理者:安裝簡單、自動化控制、易于操作維護、節(jié)省能源。
對于主賽場的照明不僅要求照明亮度穩(wěn)定、可靠,滿足運動員比賽時的視覺要求,還必須滿足彩色電視轉(zhuǎn)播和攝影對照明的要求。通常,主賽場照明的顯色指數(shù)Ra應(yīng)大于70,色溫應(yīng)在3000~7000K,亮度在300~1500Lux,在一般比賽和平時訓(xùn)練照度可以降低到750Lux以下。主賽場的照明一般可以采用金鹵燈為主,混合碘鎢燈、PAR燈為輔的組合方式,滿足對照度的要求。由于金鹵燈的功率大(250W~2000W),其啟動電流比正常工作電流大1倍,燈具的啟動時間長達(dá)4~10分鐘,再啟動時間更長,約10~15分鐘,這就需要對金鹵燈的啟動進行必要的控制。
在同一個比賽場地由于不同體育比賽對場地的點燈模式要求各不相同,即使同一種比賽在不同時間段,如比賽準(zhǔn)備、正式比賽開始、場間休息、觀眾席等對場地?zé)艄獾囊笠膊幌嗤。因此對比賽場地的照明控制需適應(yīng)不同的亮燈模式,用一般的控制器件難以實現(xiàn)多種的控制要求。
對于輔助區(qū)域的各種功能不同的場所,照明效果在整個環(huán)境中起到十分關(guān)鍵的作用,因此照明設(shè)計顯得尤為重要。通常會使用多種光源,氣派而且富有層次。通過調(diào)光和場景預(yù)設(shè)置功能營造多種燈光效果,變換不同的光空間,給人以舒適完美的視覺享受。
對于場館夜景照明,我們既需要體現(xiàn)照明的一體化,如前所述,也需要體現(xiàn)照明的個性化。 針對上述特征,現(xiàn)代化的體育場智能照明控制系統(tǒng)具有如下技術(shù)要點:
1.硬件方面
a..現(xiàn)場執(zhí)行器(包括開關(guān)控制模塊、調(diào)光控制模塊)
時間對應(yīng)于金鹵燈的開關(guān)控制,現(xiàn)場執(zhí)行器通常至少具備如下延時參數(shù):
①關(guān)閉重開延時
由于金鹵燈一般不允許在剛剛關(guān)閉后數(shù)分鐘內(nèi)重新開啟,因此需要現(xiàn)場執(zhí)行器能設(shè)置強制重開延時,時間相當(dāng)范圍內(nèi)可調(diào)(一般為10~20分鐘),以保護光源。
②回路開啟延時
往往體育館用電量非常大,這些照明同時送電將會造成較大的電沖擊。因此,需要逐路送電。智能照明現(xiàn)場執(zhí)行器能設(shè)置回路開啟延時,將各回路送電時間錯開(一般為1~10分鐘間隔)。
一些技術(shù)領(lǐng)先的照明控制廠商已研發(fā)應(yīng)用了極為先進的金鹵燈調(diào)光控制模塊,這些模塊控制下的金鹵燈一般在30%~100%可調(diào),并且有效避免了金鹵燈的調(diào)光色溫不會產(chǎn)生大的變化,市場中也已有應(yīng)用。對應(yīng)于鹵鎢燈、日光燈等光源,調(diào)光范圍可達(dá)1%~100%,市場中廣泛應(yīng)用。相對于開關(guān)控制,調(diào)光控制能制造出更為均勻雅致的燈光氛圍,相當(dāng)多的體育館在觀眾席中使用調(diào)光控制制造燈光氛圍。
需要強調(diào)的是,現(xiàn)場執(zhí)行器應(yīng)滿足EMC和EMI標(biāo)準(zhǔn),在工作過程中既能抗外界干擾,也能不對其他設(shè)備干擾。
b.現(xiàn)場控制器(包括感應(yīng)控制器、現(xiàn)場面板、時間控制器、液晶顯示控制器)
回應(yīng)于體育場館的特征,往往業(yè)主并不強烈要求時間控制,更多的情況下,體育場館的自動控制接受光度信號,即輔助安全性照明或泛光照明燈的啟停受光感參數(shù)指令。更多情況下,場館照明控制是由工作人員根據(jù)現(xiàn)場情況操作和調(diào)整。
2.軟件方面
體育館體量較大,燈具的安裝布置相對困難,智能照明控制系統(tǒng)軟件的實時控制和故障檢測就非常重要,這就要求結(jié)合硬件的布置。在監(jiān)視屏上,我們能通過圖文界面觀察照明狀態(tài),參數(shù)如下:
a.光源的狀態(tài)和計算壽命(一般同一回路光源相同,可作回路監(jiān)測和計算)
b.控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)(一般包括系統(tǒng)各區(qū)域?qū)崟r燈光場景、亮燈平面、系 統(tǒng)是否故障、何種故障位于何處、輸入電壓和輸出電壓、電流)。
另外,由于體育場館的照明控制系統(tǒng)硬件一般分散布置,要求軟件也能分散配置,存儲于各個現(xiàn)場控制和執(zhí)行器中。非常重要的一點:任何時刻系統(tǒng)的中央監(jiān)視設(shè)備的工作停止都不能影響任何現(xiàn)場執(zhí)行器和控制器的正常工作。
3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
市場上現(xiàn)有三種照明控制網(wǎng)絡(luò):
a. 中央集中式
b. 集散式
c. 分布式
比較三者結(jié)構(gòu),分布式控制系統(tǒng)有一個非常明顯的優(yōu)點:無論任何器中故障都具有最小的故障波及面。同時,我們在這里也要闡明一點,絕不是任何一種使用總線的照明控制系統(tǒng)都是完全分布式的。在市場中有一些總線式控制系統(tǒng),由于自身技術(shù)能力不足,軟件未能全部分散到各個現(xiàn)場部件中,在執(zhí)行任何任務(wù)時都必須依靠其它元件的協(xié)助,這樣在工作過程中,仍然需要大量器件的協(xié)同才能完成一個任務(wù)。這種總線系統(tǒng)從邏輯上更像一個中央式或集散式系統(tǒng)。例如,有些總線式照明控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制器控制能力不足,一般只能作用于一到兩個現(xiàn)場執(zhí)行器。由此,對應(yīng)于大空間的現(xiàn)場控制,實際的現(xiàn)場控制器操作非常困難,必須使用PC機界面才能做到完全控制,這樣的總線式系統(tǒng)應(yīng)該區(qū)別對待,不宜在大型體育場館中應(yīng)用。
最后,我們應(yīng)該每次強調(diào):體育場館的照明控制必須操作簡單、易于維護,功能強大,實用的現(xiàn)場控制器是非常重要的。高科技的最終目的是最簡單的操作能實現(xiàn)最復(fù)雜的效果。因此,一個好的體育場智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)該是這樣的:系統(tǒng)中的PC機一般情況下僅僅是系統(tǒng)中的監(jiān)視界面,任何時刻的照明控制效果都能僅僅通過現(xiàn)場控制器一鍵輕觸即得。