4．2 室内场地照明标准值 4．3 室外场地照明标准值 4．2．1～4．3．15 各表中所列照明标准值是参考国际照明委员会(CIE)标准，国际体育组织标准和广播电视机构对体育场馆的照明要求，在大量的实例调查结果以及总结设计和使用中的实践经验的基础上，并通过对重要技术指标进行科学论证制定的。特别是在编写本标准的过程中将CIE技术报告《体育赛事中用于彩电和摄影照明的实用设计准则》CIE 169-2005内容搜集进来，充实了标准的内容，使之更具科学性和实用性。 1 国内外体育照明标准 本标准规定的照明标准值参考了国际田联(IAAF)、国际足联(FIFA)、国际单项体育联合会(GAISF)、奥林匹克广播服务公司(OBS)、国际照明委员会(CIE)、中国田协(CAA)、中国网协(CTA)等国内外标准的相关规定(表4～表18)。 国际田径联合会(IAAF)2008年赛事照明要求(中国田径协会采用)： 表4 无电视转播照明要求 注：1 *数值为考虑了灯具维护系数后的最低平均照度值，即表中数值乘以1．25等于最低初始照度值； 2 **当仅使用跑道时，内场灯关闭，照度均匀度U2不小于0．25； 3 对于举办国家、国际比赛的场地照明每5m的照度均匀度梯度不大于20％。 表5 有电视转播照明要求 注：1 *数值为考虑了灯具维护系数后的最低平均照度值，即表中数值乘以1．25等于最低初始照度值； 2 **终点摄像垂直照度均匀度U1和U2应当不小于0．9； 3 每5m的照度均匀度梯度不应超过20％； 4 平均水平照度与平均垂直照度的比值满足：0．5≤Ehave／Evave≤2； 5 第一排观众席垂直照度与场地垂直照度比值不小于0．25； 6 场地四个朝向的垂直照度均匀度U1应不小于0．3。 国际足球联合会(FIFA)2003年足球场人工照明标准： 表6 无电视转播的赛场人工照明标准推荐值 注：*数值为考虑了灯具维护系数后的照度值，即表中数值乘以1．25等于初始照度值。 表7 有电视转播的赛场人工照明标准推荐值 注：1 照度值应考虑维护系数，推荐灯具维护系数为0．80，照度的初始数值应为表中数值的1．25倍； 2 每5m的照度均匀度梯度不应超过20％； 3 眩光指数GR不大于50。 国际曲棍球联合会(FIH)2007年赛事照明要求： 表8 2007年赛事照明要求 注：1 CTV为最大摄像机距离； 2 *同一场馆应当采用相同色温的光源； 3 **电视转播比赛显色指数推荐值。 国际曲棍球联合会(FIH)2011年赛事照明要求： 表9 2011年赛事照明要求 注：*同一场馆应当采用相同色温的光源。 国际足球联合会(FIFA)2011年足球场人工照明标准： 表10 无电视转播的赛场人工照明标准推荐值 注：1 *数值为考虑了灯具维护系数后的最低照度值，即表中数值乘以1．4等于最低初始照度值； 2 每10m的照度均匀度梯度不超过30％； 3 运动员主要运动方向避免直射眩光。 表11 有电视转播的赛场人工照明标准推荐值 注：1 照度值应考虑维护系数，推荐灯具维护系数为0．70，照度的初始数值应不小于表中数值的1．40倍； 2 每10m的照度均匀度梯度不应超过30％； 3 对所有等级眩光指数GR不大于50。 国际单项体育联合会总会(GAISF)室内外体育场馆人工照明指南： 表12 国家级赛事照明标准推荐值 表13 重大赛事照明标准推荐值 注：1 平均水平和垂直照度比率：推荐照度比率为0．75～1．5。如果有高清转播，其他相机的水平照度均按照高清转播来处理； 2 min／ave表示最小值与平均值的比值，min／max表示最小值与最大值的比值。 2008年奥运会BOB电视转播照明要求： 主要以满足电视转播为主，除了考虑到一些项目和场地的特点(如拳击、射击、击剑等)有些特殊要求以外，其各个场馆的照明要求基本相同(表14)。 表14 2008年奥运会电视转播照明要求 注：1 Ev-min为任一点的垂直照度最小值，Ev-ave为垂直照度平均值，Ev-cam-min为摄像机方向垂直照度最小值，Eh-ave为水平照度平均值，Eh-min为水平照度最小值； 2 如果所有固定摄像机的照度不低于1400lx，则移动摄像机垂直照度Ev-min应不低于1000lx； 3 比赛场地内任一点上与场地四边平行的四个正交垂直面上的Ev-min与Ev-max之比应等于或大于0．6； 4 FOP为围栏内的区域； 5 FS为围栏与主赛区(PA)之间的区域； 6 Run-off为通道，围栏与观众席之间的区域。 2014巴西世界杯足球赛照明要求： 表15 巴西世界杯足球赛照明要求1 表16 巴西世界杯足球赛照明要求2 注：括号内数值为电视转播一般显色指数推荐值。 2014年索契冬奥会照明要求： 表17 2014索契冬奥会照明要求 注：1 计算和测量要求：水平照度高度取0m，垂直照度高度取1．5m，网格间距为2m； 2 灯具布置应避免朝向摄像机的直射眩光及冰面或雪的反射光。 国际冬季两项联盟竞赛规则照明要求： 表18 冬季两项照明要求 注：当有电视转播时，照明尚应满足电视转播要求。 2 体育场馆现场实测调查 实测调查数据来源于现场检测和实际场馆照明设计，调查项目包括各类体育场馆，其中以室外体育场、综合体育馆、网球馆、游泳馆居多，有比赛场馆和训练场馆。参与统计分析的体育场馆数据共计900多个，其中比赛场馆462个和训练场馆约440个。调查的内容包括照明数量和质量指标，有水平照度、垂直照度、照度均匀度、照度比率、显色指数、色温、眩光指数等，一些主要项目的实测调查结果见表20、表21，为编制我国《体育场馆照明设计及检测标准》提供了参考数据。 其中对有电视转播的462个场馆的功能等级进行了统计(表19)。Ⅴ级场馆数量略多于Ⅳ级和Ⅵ级。 表19 场馆数量和比赛等级统计 实测调查结果表明： 1)照度水平：对数据按不同等级使用功能的要求都能达到本标准的规定，其中还有个别场馆的照度值偏高。 表20 体育馆照明实测调查结果 表21 体育场照明实测调查结果 2)照度均匀度：有不少体育场馆达不到标准规定的要求，特别是垂直照度均匀度较难达到，这往往是由于灯具配光不合理或设计上的问题造成的，如经过调试均匀度还达不到要求，那就有可能是因建筑马道预留灯位不恰当引起的。只要以上问题能处理好，满足标准规定的均匀度是没有问题的。 3)光源的显色性和色温：最近几年新建的体育场馆所采用的照明光源具有良好的显色性，只要按需要对光源提出这方面的具体要求，光源的显色性和色温都能达到标准的规定。 4)眩光指数：在实测的体育场馆中，有少数体育场馆有明显的眩光感觉。 通常是由于灯具的安装高度不够或灯具布置不合理及光的投射角度没有控制好引起的，眩光指数是照明质量中的重要指标，在设计中应给予足够重视。 对于雪上运动项目因我国开展较少，且多在白天进行，主要是参考国际相关标准和单项组织竞赛规则的有关条款制订的。鉴于雪上运动项目场地线路一般都比较长，电视转播重点是针对主要功能区。 3 关于标准重要技术指标的实验研究 1)光源显色性对电视图像色彩还原影响研究 本研究通过主观评价和客观测量，对几种不同光源下的实景物体和视频图像色彩还原能力开展测试与评价。 实验用光源：本研究所选择的实验用光源包括标准光源卤钨灯，以及标称显色指数为65、80和90的金卤灯；另选择了标称65、80和90的LED灯进行了实景物体色彩还原主观评价研究。七种光源的具体实测性能参数见表22。 为确保评价的合理性，本研究规定采用相同的照度(2000lx)、相同的色温(4000K)条件下进行。 评测人员：参加实景物体色彩还原主观评价(金卤灯)的人数共35人，其中男23人女12人。参加实景物体色彩还原主观评价(LED灯)的人数共40人，其中男27人女13人。参与视频评价共20人，男14人，女6人。 表22 光源显色指数 注：本表数据均为实测值。 测评结果：将上述实验研究结果按评价方式和光源显色指数进行归纳(表23、表24)。 表23 实景主观评价结果 表24 视频主观评价结果 结论： ①显色指数65的光源与显色指数80及以上光源照射下的场景主观评价存在较为明显而显著地差异； ②显色指数80的光源与显色指数90的光源之间的差异相对较小，且均能得到较为良好的视觉环境质量； ③在现场评价中，光源对于红色目标的还原能力，也就是光源特殊显色指数R9，是影响视觉环境评价的重要因素之一。 2)《电视照明用LED光源显色性评价标准》——欧洲广播联盟标准(Television Lighting Consistency Index，缩写TLCI-2012) 国际照明委员会(CIE)定义的显色指数CRI反映人眼对光源色的感知程度，TLCI反映摄像机对光源色的接受和色彩的还原程度，也就是说，CRI是针对人眼的，TLCI是针对摄像机的。同样用0～100的数值来表示光源在电视照明环境中色彩还原的表现能力，但两者之间还是有差别的，反映在对颜色的敏感曲线不完全相同，峰值也不相同。 对现有几种金卤灯产品进行测试，得到CRI值和TLCI-2012值的换算结果，CRI：87，80，58对应的TLCI-2012值为：90，47，22。两者具有正相关性。对于CRI来说，图像后期处理可以TLCI-2012作为参考(表25)。 表25 光源TLCI-2012数值与后期处理之间的关系 3)在8种不同LED光源下对特殊显色指数R9的评价 本研究得到丹麦能源协会的支持，收录于2013年CIE国际会议论文集。 本研究以特殊显色指数R9对于红色和白种人肤色的主观感受的影响进行了评价，测试者均未经过训练。测试光源为市场上可获得的LED光源，这些光源的相关色温和一般显色指数均接近，但是R9值存在差异。研究发现，测试者对于R9值较高的光源有更高的评价。可以发现从多数的消极反应转化为多数的积极反应的R9数值大约为20。 根据欧洲室内照明标准，应适当考虑个别特殊显色指数来更准确的识别物体颜色和肤色(EN 12464，2011)。对于肤色来说，饱和红色是非常重要的(Martinkauppi，2002)。本实验研究的目标在于评价R9对于孟氏色卡的颜色感知测试者皮肤颜色显色性的影响，实验中，测试者的皮肤经由市场上可获得的LED白光光源进行照射。 实验光源：对266种不同的LED光源进行光度和色度的测试，从其中选出了8种白光光源进行本实验。其中7种LED光源的相关色温比较接近(从2909K～3056K)，一般显色指数为80±2，R9变化范围从3～27。额外选择一种明显低色温的LED光源。LED光源色度参数列于表26。 表26 八种LED光源色度参数表 共有64名颜色视觉正常的测试者参与了本次LED光源的评价。他们的视觉均正常或者校正到正常。其中有29名男性和35名女性，均为白种人，年龄在18岁～39岁之间(平均年龄23．7岁)。 根据实验结果，可明显发现肤色显色性与R9的关系，即呈正相关的关系。实验显示皮肤红色的显色与R9没有明显的关系，但是当R9小于20时，评价为显色较差。 当色温在2909K到3056K之间，R9小于20时，肤色显色被评价为非自然；而R9大于20时没有使其应有肤色发生改变，至少人眼不足以分辨出其中的差别。 选择的LED光源其特殊显色指数R9对皮肤色表会有比较明显的影响。因为R9降低会使得光波大于600nm的部分减少。这证明了皮肤色表和R9的相关性，因为皮肤有着多种多样的红色素。皮肤色表和R9的相关性被发现：R9值越高，人的皮肤看起来越自然。红色皮肤色素色表和R9并没有明显的变化趋势，但是LED光源R9值低于20时对其显色性较差。 美国能源部(DOE)要求除了CRI大于80外，R9应当大于0(DOE，2009；DOE，2010)。然而实验发现，R9的数值应当再增加20才能获得好的评价。这个数值始于SSL行业文献，但未找到依据，本实验采用市场上可以获得的白光LED光源研究R9对红色感知以及白种人皮肤色表的影响。实验发现最明显的相关性就是R9与手背皮肤色表的关系。实验表明R9值越高，肤色就越自然。而积极评价和消极评价的临界点是在R9值20左右的位置。本实验得到了一种更为明显的相关性，即R9值越高红色的显色越突出。 4)体育场馆照明眩光评价研究 本标准眩光指数值是参照《室外运动场地和区域照明的眩光评价系统》CIE 112-1994制订的。该评价系统仅对室外场所的眩光作出了具体规定，到目前为止，室内体育馆的眩光还没有合适的评价方法。从国内外研究资料及现场实测结果来看，CIE 112中提出的室外场所眩光评价系统可以应用于室内场馆的眩光评价，但由于室外和室内场所的照明系统和环境特点不相同，使得眩光评价等级和最大眩光限制值也不相同。 体育馆的眩光评价方法和评价等级主要是通过实测调查、分析计算和主观评价制定的。为了验证测量结果与设计计算结果的一致性，我们选择了几个场地对眩光测量值与设计值进行了对比，结果表明，经眩光测试仪测量计算得到的眩光指数GR与设计值符合的较好。 根据现场测试及主观评价的结果，得出了体育馆眩光评价等级与眩光指数之间的关系曲线(图2)。 图2 室内体育馆眩光评价尺度 经过回归分析，可得到GR与GF有如下关系：即GR＝—4．626GF＋52．905，其标准差为0．9326。所有数据的相关系数r为—0．779。 主观评价结果表明，眩光评价等级GF与眩光测量计算值GR之间有较好的相关性，室外场所眩光评价系统可以应用于室内场馆的眩光评价。推荐的室内体育馆眩光评价等级和推荐的眩光指数值见表27、表28。 表27 眩光评价分级 表28 推荐的体育照明眩光指数 本标准室内体育馆眩光指数是根据以上研究结果制订的。