構(gòu)建運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明優(yōu)秀的光環(huán)境
經(jīng)濟(jì)發(fā)展，時(shí)代進(jìn)步，城市居民物質(zhì)文化生活水平日益提高。城市市民健身休閑運(yùn)動(dòng)功能的乒乓球館、羽毛球館、排球館、籃球館、足球館、臺(tái)球室，以及瑜伽等各種中心與俱樂(lè)部，正與時(shí)俱進(jìn)、快速發(fā)展。
各種場(chǎng)館、健身休閑中心和俱樂(lè)部，內(nèi)部設(shè)施和地膠（板）等硬件，投資水平基本相當(dāng)、相差不很大。但是，場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)與場(chǎng)地?zé)艄獾募夹g(shù)性能與照明質(zhì)量，以及球場(chǎng)燈光構(gòu)建的光環(huán)境。對(duì)于提高運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館的經(jīng)營(yíng)檔次，占有較大的貢獻(xiàn)份額。
一、乒乓球、羽毛球、排球、籃球等運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)應(yīng)該關(guān)注光環(huán)境中的動(dòng)態(tài)因素。
各類室內(nèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館、活動(dòng)中心、健身俱樂(lè)部。當(dāng)在照明設(shè)計(jì)和布光（燈）完成后，不管是羽毛球館，還是乒乓球館以及籃球館。從照明角度來(lái)看，就不再是一個(gè)建筑空間，而是一個(gè)光色物理立體空間。
在這個(gè)光色物理立體空間里，有相對(duì)靜止的、固定的光環(huán)境。還有空中飛行的各類球體，也有隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的打球人。
更為重要的是，固定的光環(huán)境與飛行的球體和運(yùn)動(dòng)打球人之間及球體與人之間，有著多重的、動(dòng)態(tài)的相互作用。以及由這種相互作用，通過(guò)人的視知覺(jué)系統(tǒng)而產(chǎn)生的生理心理效應(yīng)。
球場(chǎng)燈光產(chǎn)生的生理心理效應(yīng)，最終將形成為打球的人，對(duì)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館的心理喜好程度。
二、構(gòu)建運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明光環(huán)境應(yīng)該深刻把握的四個(gè)光物理要素。
場(chǎng)館光環(huán)境是一個(gè)系統(tǒng)，包括體育照明燈的若干品質(zhì)要素，也包括場(chǎng)地照明設(shè)計(jì)和布燈模式要素。
場(chǎng)地?zé)糁饕墓馕锢硪赜泄馍@色性能、眩光效應(yīng)、頻閃效應(yīng)。場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)和布光模式的主要技術(shù)要素，有場(chǎng)地水平照度值和空中垂直照度值及照度均勻度。
本文簡(jiǎn)要介紹一下球場(chǎng)燈光設(shè)計(jì)中應(yīng)該深刻把握的四個(gè)光物理要素。以供民間羽毛球、乒乓球、籃球、排球等場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)和布光工程參考。
光物理要素一：體育照明燈光色。當(dāng)前常用于羽毛球、乒乓球、籃球、排球、足球等，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明的球場(chǎng)燈光。常用的有400W金鹵燈、LED大功率節(jié)能燈、高頻無(wú)極燈、T5節(jié)能燈球場(chǎng)排燈、螺旋型U型大功率節(jié)能燈、6U-60W高頻節(jié)能燈六種。
這六種場(chǎng)地?zé)舻墓馍遣煌耆粯拥摹Ｓ械氖翘?yáng)光色，純白明亮、清晰、舒適，比如青島法蘭克6U-60W高頻節(jié)能燈。有的則偏離了太陽(yáng)光色，雖然也是白光，但場(chǎng)館燈光白色中帶有綠色，刺眼晃眼的效應(yīng)比較厲害。有的雖說(shuō)是白光，但已經(jīng)不是太陽(yáng)光色了，含有較多的藍(lán)光能量，光線晃眼眩光效應(yīng)嚴(yán)重。
需要說(shuō)明的是：很多看起來(lái)的白光，不一定就是太陽(yáng)光。高色溫的白光，貌似像太陽(yáng)光，但實(shí)質(zhì)已經(jīng)不是真正的太陽(yáng)光了。
那么，像羽毛球館、乒乓球館、籃球館、排球及足球館照明，場(chǎng)地?zé)艄獾念伾珣?yīng)該是什么樣的光色呢？
根據(jù)觀察總結(jié)多家高端運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明的成功經(jīng)驗(yàn)證明。場(chǎng)館照明的球場(chǎng)燈光應(yīng)該是太陽(yáng)光色，相當(dāng)于上午十點(diǎn)至下午三點(diǎn)時(shí)段的太陽(yáng)光，純白、明亮、清晰、舒適。如果借用色溫的概念來(lái)描述光色的話，場(chǎng)館燈光的色溫，應(yīng)在6000K左右，最好不高于6200K，不應(yīng)該高于6500K。
光物理要素二：球場(chǎng)燈光應(yīng)該顯色性能高。場(chǎng)地?zé)舻娘@色性能，是影響場(chǎng)館照明質(zhì)量很重要的光物理要素。場(chǎng)館燈的顯色性能越高，物體和球體表面的顏色，越是清晰、真實(shí)，越是接近于太陽(yáng)光的照明質(zhì)量和效果。
對(duì)于球場(chǎng)燈光顯色性能的考量，引用顯色指數(shù)的概念。為量化顯色指數(shù)，采用顯色指數(shù)R值，來(lái)定量地衡量顯色性能高低。太陽(yáng)光的顯色指數(shù)R值為百分之百，這是衡量體育燈顯色性能的標(biāo)準(zhǔn)。場(chǎng)地?zé)麸@色指數(shù)R值越高，表明場(chǎng)館球場(chǎng)燈的顯色性能越高。
高端運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館燈光設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)表明：在水平照度和垂直照度相當(dāng)?shù)臈l件下，選用高顯色性能的體育燈，采用矩陣式均勻布光構(gòu)建的場(chǎng)地?zé)艄狻Ｆ鋱?chǎng)館照明的明亮度、清晰度、真實(shí)度和舒適度，遠(yuǎn)高于低顯色性能場(chǎng)地?zé)舻恼彰髻|(zhì)量和照明效果。
一些發(fā)達(dá)城市的高端羽毛球館、乒乓球館、籃球館、排球館的場(chǎng)地照明設(shè)計(jì)表明：場(chǎng)館照明球場(chǎng)燈的顯色指數(shù)R值不應(yīng)該低于70，應(yīng)該在80以上，最好能達(dá)到85以上。
光物理要素三：場(chǎng)地?zé)艄鈶?yīng)該平滑穩(wěn)定不波動(dòng)沒(méi)有頻閃效應(yīng)危害。體育燈光波動(dòng)現(xiàn)象，稱之為頻閃。場(chǎng)館燈光的頻閃能量作用于人眼，能在視知覺(jué)系統(tǒng)中產(chǎn)生頻閃效應(yīng)危害。導(dǎo)致視覺(jué)定位不準(zhǔn)，或者是產(chǎn)生視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)及引發(fā)視覺(jué)疲勞。
球場(chǎng)燈光頻閃效應(yīng)危害，在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明中的表現(xiàn)有以下幾種形式。一是，當(dāng)空中球體的飛行速度和自旋角速度，與場(chǎng)地?zé)艄忸l閃頻率形成諧振時(shí)。球體的飛行軌跡就會(huì)在視覺(jué)中產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，打球的人會(huì)看到，球體的后面拖著個(gè)小尾巴在飛行，飛行軌跡不真實(shí)。二是，拖著個(gè)小尾巴串的球體軌跡，導(dǎo)致打球的人，對(duì)空中飛行的球體定位不準(zhǔn)，揮拍打球，打不到球，出現(xiàn)空打現(xiàn)象。三是，場(chǎng)館燈光引發(fā)視覺(jué)疲勞，產(chǎn)生視覺(jué)不適感。
對(duì)于交流電能量驅(qū)動(dòng)發(fā)光的場(chǎng)館照明燈，凡是驅(qū)動(dòng)頻率低于40千赫茲（周）的交流電，都會(huì)產(chǎn)生頻閃能量和頻閃效應(yīng)危害。加在發(fā)光體上的交流電頻率越低，頻閃及頻閃效應(yīng)危害程度越是嚴(yán)重。50赫茲（周）的工頻交流電驅(qū)動(dòng)發(fā)光的體育燈光，頻閃的頻率是一百赫茲（周），頻閃能量及頻閃危害效應(yīng)最嚴(yán)重。
球場(chǎng)燈光的交流電驅(qū)動(dòng)頻率，只有高于40千赫茲（周）以上，最好能高達(dá)45千赫茲（周）以上時(shí)。場(chǎng)館照明燈光才能夠平滑、不波動(dòng)，沒(méi)有頻閃能量及頻閃效應(yīng)危害。
光物理要素四：場(chǎng)館燈光應(yīng)該不晃眼不刺眼不眩目無(wú)眩光危害。場(chǎng)館照明燈的眩光危害，是球場(chǎng)燈光在人眼中產(chǎn)生的視覺(jué)不適感。表現(xiàn)為場(chǎng)地?zé)艄饣窝邸⒋萄邸⒁邸⒀Ｄ康刃问降难９馕：π?yīng)。
場(chǎng)館燈光一旦有眩光危害，打球的人就會(huì)經(jīng)常在多個(gè)位置、多個(gè)角度，只看到一個(gè)光亮晃眼的光幕，看不到空中飛行的球體。運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明體育燈光的眩光能量越大，場(chǎng)地?zé)艄庋９馕：Τ潭仍绞菄?yán)重。
球場(chǎng)燈光的眩光危害，是影響場(chǎng)館照明質(zhì)量的重要因素。已經(jīng)有較多的民間運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館燈光工程，只因?yàn)榍驁?chǎng)燈光晃眼、刺眼、眩光危害程度嚴(yán)重，不能交付使用，而不得不重新設(shè)計(jì)布光。因此可見(jiàn)，場(chǎng)地?zé)艄獾难９馕：π?yīng)，是球場(chǎng)照明設(shè)計(jì)和場(chǎng)館燈光布燈時(shí)，應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待的技術(shù)因素。
光譜理論研究成果表明：體育照明燈的眩光能量大小，是有其光譜能量分布結(jié)構(gòu)決定的。
如果，球場(chǎng)燈光的光譜能量結(jié)構(gòu)，能夠接近于太陽(yáng)光可見(jiàn)光譜的分布比例。場(chǎng)館照明燈光的眩光能量就會(huì)最小，眩光危害程度最低，或者是沒(méi)有眩光危害效應(yīng)。
但是，如果場(chǎng)地照明燈光，其光譜能量分布，偏離了太陽(yáng)光可見(jiàn)光譜結(jié)構(gòu)，就一定會(huì)產(chǎn)生眩光能量，產(chǎn)生眩光危害效應(yīng)。體育燈光光譜能量分布，偏離太陽(yáng)光可見(jiàn)光譜結(jié)構(gòu)的程度越嚴(yán)重，眩光能量就越大，眩光危害程度越嚴(yán)重。
光譜理論還揭示，光譜結(jié)構(gòu)決定球場(chǎng)燈光的光色、顯色性能和眩光能量大小。場(chǎng)地?zé)艄庠诠庾V結(jié)構(gòu)確定時(shí)，其光色、顯色性能和眩光能量三者之間，依據(jù)光譜結(jié)構(gòu)相互對(duì)應(yīng)。簡(jiǎn)要地說(shuō)，場(chǎng)館燈光一定的眩光能量，會(huì)對(duì)應(yīng)一定的光色。因此，對(duì)體育照明燈光來(lái)講，唯有色溫在6000K附近，太陽(yáng)光色的球場(chǎng)燈光，眩光能量才會(huì)最小，眩光危害程度才會(huì)最小。
三、結(jié)論。
運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明工程中，球場(chǎng)燈光四個(gè)方面的光物理要素，是構(gòu)建優(yōu)秀的場(chǎng)館光環(huán)境的關(guān)鍵因素。在實(shí)際場(chǎng)館照明燈光設(shè)計(jì)和布光工程中，四個(gè)要素應(yīng)該同時(shí)具備。缺少任何一項(xiàng)都會(huì)嚴(yán)重影響場(chǎng)館照明光環(huán)境的完整性和照明質(zhì)量。
因此，正確科學(xué)地理解和把握光物理四要素的物理含義，對(duì)于構(gòu)建優(yōu)秀的體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明光環(huán)境，具有重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。
作者簡(jiǎn)介： 韓儉榮。專注于氣體放電等離子體物理和固體發(fā)光理論及技術(shù)研究，著力于儒釋道國(guó)學(xué)文化研修。現(xiàn)服役于青島法蘭克微電子有限公司總工程師職位。自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館照明專用球場(chǎng)燈具：6U—60W無(wú)眩光危害高頻率節(jié)能燈。