國家體育場場地照明設計概論(下)

　　6.3附件

　　泛光燈主要附件是鎮流器，由于光源內有電極和氣體，金屬鹵化物燈的啟動電源較高，使用220V或380V的電壓不能滿足要求，必須使用二次高電壓。鎮流器分為電容超前峰值型和施加高壓脈沖型，為了泛光燈穩定輸出，鎮流器宜為穩壓型，其優點是市電電壓波動對光輸出影響較小。

　　6.4常用體育場用泛光燈簡介

　　6.4.1 MUNDIAL

　　?1?特點

　　◆可配用多各不同光源，滿足不同通量、顯色性或色溫等。

　　◆配備最佳光學系統提供所需非對稱型光強分布。

　　◆有柱面反射器和圓形旋轉對稱反射器兩類，圓形旋轉對稱反射器有RB/R10兩種窄配光。

　　◆低眩光、散光及向上光線，減少低對周遭環境滋擾。

　　◆維護簡單，開啟后蓋便可進行維護，不會影響已設定投射角。

　　◆后蓋開啟后，電源將自動切斷。

　　◆IP65防護等級。

　　?2?光源

　　◆2kw金屬鹵化燈

　　◆M－N－TD 2000?Philips?

　　◆M－D－TD 2000?Philips?

　　◆MBIL/H 2000?GE?

　　◆HQI－TS 2000?Osram?

　　◆HIS－TD 2000?Syivania?

　　?3?材料/工藝

　　◆燈體：壓鑄鋁

　　◆前玻璃：4mm耐高溫度玻璃

　　◆支架：鍍鋅鋼

　　?4?標準

　　設計和制造符合EN 60598及防護等級IP65，抗撞擊力為6焦耳，Ⅱ類電氣性能。

　　?5?燈具描述

　　標準型，熱啟動型泛光燈，適配1/1.5/2kw金鹵光源，壓鑄鋁燈體，柱面/圓形反射器，有對稱/不對稱配光，內置/外置擋光反射板，光源有三個安裝位置，產生三種配電，窄/中/寬光束，后開蓋維護時，自動斷電，IP65，Ⅱ類電氣性能。

    6?安裝/維護

　　支架可使用M20螺絲，通過直徑22mm安裝孔和兩個螺絲通過直徑15mm安裝孔固定。燈具投射角可近支架上刻度調節。配電纜固定件，適用于直徑7.5－13mm電纜，鎮流器及電容與燈具分開安裝?2kw型?。

　　?7?光學系統

　　拋物柱面/旋轉對稱拋物面反射罩，配防眩光隔板及不同光源裝位置。圓形旋轉對稱反射器，防眩隔板。

　　6.4.2 MVF403?ArenaVision?高功率投光燈具

　　?1?材質

　　高強度壓鑄鋁燈體，1.6mm－3mm厚鋼化玻璃，硅像膠密封圈，不銹鋼防護網，高純鋁反射器，熱鍍鋅支架。

　　?2?特性

　　◆全新設計橢圓形反射器，配光效果更好，效率更高。

　　◆外形更加緊湊美觀，風阻系數大大減小，重量更輕。

　　◆7種不同角度配光的反射器，滿足各種應用要求。

　　◆可配1000W、1800W、2000W雙端金鹵燈。

　　◆光源顯色性Ra=92，色溫5600K.

　　◆背后開啟更換燈泡，附安全開關，維護更加安全方便。

　　◆有調光刻度，并有瞄準器，防眩光罩，彩色濾色片等多種配件可供選擇。

　　◆有上照型，下照型和熱啟動型供選擇。

　　?3?適用場所

　　適合大型體育場、高爾夫球場、大型建筑物等處的投光照明。

　　6.4.3 MVF406?ArenaVision?高功率投光燈具

　　?1?材質

　　高壓壓鑄鋁外殼，高強度鋼化玻璃，高純鋁反射器。

　　?2?特性

　　◆結構緊湊、體積小、重量輕。

　　◆背后開啟更換光源，維護安全方便。

　　◆七種不同配光反射器，滿足多種照明要求。

　　◆配高效金鹵光源，顯色性可達92，色溫5600K.

　　?3?適用場所

　　體育場、運動場、高層建筑立面泛光等需要高強度、高質量照明的區域。

　　6.4.4 ULTRA★SPORTTM大功率投光燈。

　　?1?特性

　　◆適合潮濕區域，標準配置為IP55

　　◆兩級反射光學系統，一級為金屬鍍層玻璃反射器，二級為20英寸?508mm?ALGLAS@鍍層鋁反射器。

　　◆可選內置式更換燈泡帶開門自動斷電裝置。

　　◆電氣箱與燈泡和燈座有熱隔離。

　　◆Hydro★GardTM高效過濾系統。

　　◆可選熱啟動，分體式電氣系統。

　　?2?組件

　　◆背后開啟式換燈門?包括一級反射器?。

　　◆高壓鑄鋁電氣箱及二級反射器托架?2A?。

　　◆二級反射器保護罩。

　　◆二級反射器。

　　◆鋼化平板玻璃。

　　◆內置式眩光控制系統?可選?。

　　◆瞄準指示器。

　　◆支架。

　　?3?特性組件

　　◆換燈門固定螺絲?A?。

　　◆開門自動斷電裝置?B、D?。

　　◆可選1000W/1500W/2000W燈泡?C?。

　　◆如果前置玻璃破裂，電源會馬上切斷以防止紫外線泄漏。

　　◆橢圓形配光燈具效率最佳。

　　◆可選熱啟動系統。

　　◆可選SYSTEM2TM，兩級調光系統。

　　YOA58081系列

　　?1?減少向體育場周邊的漏光

　　用輔助反射板遮擋容易形成干擾光線的上射光線，從而減少向體育場周邊漏光。

　　?2?敏銳的配光實現高效率照射

　　反射板采用電腦設計，效率高、反應敏銳的配電光控制適用于遠距離投光照明。

　　?3?亮化學膜處理

　　亮化光學膜處理是一種特殊的表面處理，將屈光率不同的Ti02和Si02的透明膜交替層疊，利用膜間界面產生的光干涉效應，提高某波長范圍內的光反射率。

　　?4?內置連鎖開關，提高安全性

　　考慮到施工和使用的安全，內置連鎖開關，與電磁接觸器聯動，更換光源時自動關閉電源。另外還裝有保護金屬閘，萬一前玻璃破碎，也不致落下大塊玻璃。

　　?5?采用400V型鎮流器，提高經濟效益

　　采用電源電壓為400V的鎮流器，可使電源設備?配電箱?、配管和配線設備更加合理化，進一步提高經濟效益。

　　?6?也可向上照射

　　前玻璃采用熱膨脹系數非常小的晶化玻璃。具有非常高的耐熱溫度，向上90度角也可使用。也可用于大型橋墩和建筑物的照明。

　　?7?附有保持器具內清潔的濾塵網

　　裝有濾除空氣中塵埃的過濾網，燈具內部不會出現灰塵，直到更換光源時為止不需要進行內部清掃。

　　YOA58081P不含光源和鎮流器

　　超狹角型

　　規格：本體：高壓鑄鋁?深灰金屬色?

　　前玻璃：晶化玻璃?透明?

　　前部反射鏡：鋁?內面、鏡面亮化光學膜處理?

　　?外面、深灰金屬色?

　　后部反射鏡：鋁?內面、鏡面電解研磨后陽極氧化處理?

　　附輔助內反射鏡：濾塵網

　　內裝連鎖開關

　　附前玻璃保護金屬網

　　照射角度：下向角60度，上向角90度，旋轉角180度。

　　重量：17.5kg.

　　適用光源：OSRAM制造。

　　HQI－T2000/D/S

　　適和光源：松下制造。

　　MQD2000B.E－D/PK

　　注：使用專用鎮流器。

　　YOA58082P不含光源和鎮流器

　　狹角型

　　規格：本體：高壓鑄鋁?深灰金屬色?

　　前玻璃：晶化玻璃?透明?

　　前部反射鏡：鋁?內面、鏡面亮化光學膜處理?

　　?外面、深灰金屬色?

　　后部反射鏡：鋁?內面、鏡面電解研磨后陽極氧化處理?

　　附有輔助反射鏡、濾塵網。

　　內裝連鎖開關

　　附前玻璃保護金屬網

　　照解角度：下向角60度、上向角90度、旋轉角180角。

　　適用光源：OSRAM制造。

　　HQI－TS2000/D/S

　　適用光源：松下制造

　　MQD2000B.E－D/PK

　　注：使用專用鎮流器。

　　YOA58083P不含光源和鎮流器

　　中角N型

　　規格：本體：高壓鑄鋁?深灰金屬色?

　　前面玻璃：晶化玻璃?透明?

　　前部反射鏡：鋁?內面、坑紋亮化光學膜處理?

　　?外面、深灰金屬色?

　　附輔助反射鏡：濾塵網、內裝連鎖開關

　　附前玻璃保護金屬網

　　照射角度：下向角60度、上向角90度、旋轉角180度。

　　重量：17.5kg.

　　適用光源：OSRAM制造。

　　HQI－TS2000/D/S

　　適用光源：松下制造

　　MQD2000B.E－D/PK

　　注：使用專用鎮流器。

　　YOA58084P不含光源和鎮流器中角M型

　　規格：本體：高壓鑄鋁?深灰金屬色?

　　前面玻璃：晶化玻璃?透明?

　　前部反射鏡：鋁?內面、坑紋亮化光學膜處理?

　　?外面、深灰金屬色?

　　后部反射鏡：鋁?內面、坑紋化學研磨后陽極搓化處理?

　　附輔助反射鏡：濾塵網

　　內裝連鎖開關、附前玻璃保護金屬網

　　照射角度：下向角60度、上向角90度、旋轉角180度。

　　重量：17.5kg.

　　適用光源：OSRAM制造。

　　HQI－TS2000/D/S

　　適用光源：松下制造

　　MQD2000B.E－D/PK

　　注：使用專用鎮流器。

　　可經濟配線的400V型

　　大光通量、高效率的體育場投光燈的鎮流器，電源電壓為400V，與200V電壓相比較，可合電源設備?配電箱?、配管和配線設備更加合理。另外，附有接線盒的不銹鋼外過本體，具有良好的施工性、耐久性和耐腐蝕性。

　　采用短弧金屬化物燈2000W淘汰用鎮流器額定規格

　　大光通量、高效率的大型體育場照明

　　發光效率100lm/W，光源全光通量200000lm，高效率的2000W型的短弧SKYBEAM光源，能鮮明地映射出大型體育場上的競技場面。

　　短弧金屬化物燈2000W光源?SKYBEAM?

　　7.照明供配電

　　7.1電源及切換

　　場地照明應滿足奧委會的要求，FIFA要求場地照明不低于正常照明的2/3，奧委會的要求暫時不知。電源之間的切換應充分考慮這個因素。

　　7.1.1電源

　　電源有：市電1、市電2、……、備用發電機、UPS、EPS等。

　　7.1.2光源

　　符合國家體育場場地照明的光源只有金屬鹵化物燈，它屬高強氣體放電燈，其熄滅后要有冷卻時間，再啟動時間為3～8分鐘，場地照明出現3～8分鐘的停電時間是決不允許的。

　　7.1.3熱觸發裝置

　　金屬鹵化物燈配熱發裝置可實現瞬間點燃，但光源的壽命將有所減少，折壽最高達50％左右。同時熱觸發裝置價格昂貴，PHILIPS約9000元/個，THORN約5000元/個。

　　因此，電源之間的切換應保證場地照明最低照明要求。

　　UPS、EPS與其電源之間的轉換沒有列在表中，因為UPS、EPS為備用電源，作為主電源技術很可靠，但經濟上投入巨大。

　　從表中可以得出，①電源之間的轉換主要以市電和自備發電機為主，UPS、EPS為輔助備用電源；②如果賽場不中斷照明，可采用UPS、EPS，在電源轉換過程中，由UPS、EPS供電；③EPS只能采用切換時間小于0.02s的產品；④？HID＋熱觸發裝置也可保證場地照明不中斷。

　　現將UPS、EPS、熱觸發裝置比較如下：

　　7.2場地照明供電分析

　　從上面分析比較可知：無論幾路市電，都要使用自備發電機、這就是所謂“將命運把握在自己手中”。同時要解決好電源之間的轉換，不要將使燈熄滅。因此，場地照明供電系統有下列幾種情形。

　　假設場地照明燈具約為400盞，2KW/盞，計入鎮流器容量，總功率約為960KW.方案中10KV市電為2～4路，具體路數待與供電局協商后再定。

　　方案1：市電、自備發電機之間轉換由EPS供電，轉換后恢復市電或發電機供電。平時EPS處于浮沖狀態。本方案自備發電機、EPS帶全負荷，其容量約為1000KW.奧運會期間、重要活動或比賽，由發電機作為主電源，市電為備用電源。因此，電源轉換時間約1秒鐘?雙電源切換時間＋開關固有合閘時間?。

　　因此EPS應急時間為2分鐘，為保險起見，應急時間按10分鐘選擇。燈具為一般起動型的金屬鹵化物燈。

　　方案2：假設奧委會要求緊急情況下有一半燈具工作?國際足聯要求緊急時2/3燈具正常工作?。市電、自備發電機之間轉換期一半由EPS供電，情況同方案1；另一半由帶熱觸發裝置的燈具確保轉化后瞬間亮燈。平時EPS處于浮沖狀態。本方案自備發電機帶全負荷，其容量約為1000KW.EPS帶50％負荷，容量約500KW.奧運會期間、重要活動或比賽，由發電機作為主電源，市電為備用電源。

　　因此，電源轉換時間約1秒鐘?雙電源切換時間＋開關固有合閘時間?。EPS應急時間為2分鐘即可，同方案1相似，為保險起見，應急時間也按10分鐘選擇。燈具一半為一般運動型的金屬鹵化物燈，一半為帶熱觸發裝置的金屬鹵化物燈。

　　方案3：本方案為自備發電機帶全負荷，其容量約為1000KW.不設EPS，泛光燈采用帶熱觸發裝置的金屬鹵化物燈。奧運會期間、重要活動或比賽，由發電機作為主電源，市電為備用電源。電源轉換時間由雙電源切換時間和開關固有合閘時間組成，約1秒鐘。因此，電轉換時有約1秒鐘的熄滅周期。

　　需要說明一下，高壓電源之間的切換時間大于0.5s，低壓市電之間的切換時間約0.5s，自備發電機切換至市電的時間約0.5s.

　　奧運會期間，重要活動或比賽，由發電機作為主電源，市電為備用電源；平時比賽或活動則市電為源，發電機作為備用電源。

　　前兩個方案對EPS有較高的要求，其轉換時間是選擇EPS的關鍵。因此一旦斷電，金屬鹵化物燈電弧管內氣壓很高，需要很高的電壓才可以讓燈立即再次點燃。切換時間為多少才可以讓金屬鹵化物燈不會熄滅?理論上講0.02s的切換時間可以保證金屬鹵化物燈不熄滅，因為對于50Hz交流電，一個周波為1/50，即0.02s，切換時相當于交流電過零。目前滿足要求的EPS只有青島創統系列產品，其切換時間可達4ms，而價錢只有UPS的30％。但是能否真正的滿足要求?我們擬用實際使用的燈具做測試和試驗。

　　三個方案各有千秋，下表為綜合比較。

　　因此，從經濟計算兩方面看，方案1最佳，應優選，其次選擇方案2.

　　7.3幾點說明

　　7.3.1為可不使用UPS而使用EPS

　　首先，EPS過載能力優于UPS.我們知道，HID啟動時啟動電流是正常工作電流的數倍，而幾百盞燈、近于KW的負荷突然加到EPS或UPS上，需要EPS或UPS有較強的過載能力。一般UPS過載能辦只有110％，而EPS可以在120％負荷下長期工作。

　　其次，UPS對環境要求較高。一般UPS對環境溫度、濕度要求較高，例如應用于美軍、北約等部門的UPS按軍品要求設計，可靠性高于民品設備，其對溫度要求為－5～40℃。北京奧林匹克主體育場開啟屋頂后體育場為室外環境，北京冬季氣溫經常在－10℃以下，能滿足要求嗎??EPS則不同，它可工作在－10～50℃環境中。因此，UPS只能放置在空調房間，而EPS可以安裝在條件惡劣的電氣豎井里。

　　第三，UPS壽命比EPS短。因為UPS始終處于在線狀態，其各種元器件一直帶電，長時間的帶電工作影響了UPS的壽命。EPS平時只給電池充電，正常供電通過旁路開關供給負荷，EPS壽命大大提高。

　　第四，UPS比EPS耗能。從第三點可知，UPS只要開機就要經過“交流－直流－交流”的轉換，消耗電能自然比UPS多。

　　最后，EPS比UPS更經濟。EPS只相對于UPS售價的30％，如果考慮到電池容量、出線開關等因素，EPS售價應在UPS售價的20％左右。

　　7.3.2自備發電機采用燃油還是燃氣?

　　本部分作為遺留問題，還需進行經濟技術比較。有一點可以肯定，天然氣發電機比柴油發電機更環保、衛生，符合北京“綠色奧運”。2000年悉尼奧運會主體育場Stadium Australia采用了兩臺天然氣發電機。

　　7.3.3柴油發電機是固定設置還是臨時租用?

　　這一問題待與業主商定后再下結論。但固定設置柴油發電機有以下問題：

　　◆占用建筑房間，柴油發電機房對防火、層高、安裝孔洞等均有較高的要求；

　　◆需要油罐、油箱，存在安全隱患；

　　◆有污染，與“綠色奧運”相悖，同時還有噪音、振動等問題；

　　◆需要熟練工人日常維護保養。時間長了，維護、保養工作量較大，管理不好設備很難有良好的狀態；

　　◆經濟投入較大，包括工程投入，日常維護，人員工資等。

　　臨時租用可解決這些問題，專業公司有專人對設備維護、保養，設備始終處于良好狀態，而且工人操作熟練，減少人為事故。

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