新版JGJ 153《体育场馆照明设计及检测标准》发布实施

新版JGJ 153《体育场馆照明设计及检测标准》发布实施

赵建平

(中国建筑科学研究院，北京 100013)

摘 要：JGJ 153《体育场馆照明设计及检测标准》修订后在技术内容上有了重大变化：新标准除了对原标准部分内容进行了调整、修改和补充外，增加了冬季运动项目的照明标准值、LED应用技术参数和要求、马道位置设置方法与设计参数、照明节能章节及照明功率密度限值等内容。

关键词：体育照明；标准；马道设置

引言

《体育场馆照明设计及检测标准》(JGJ 153—2007)[1]至今已实施了10年，修订后的《体育场馆照明设计及检测标准》(JGJ 153—2016)[2]已于2016年12 月25日正式发布，并将于2017年6月1日开始正式实施。随着体育事业的飞速发展，我国正在从一个体育大国向体育强国迈进。按照国家提出的“发展全民健身、竞技体育和体育产业”的精神，体育产业将成为推动经济持续增长的重要力量。未来几年，我国体育场馆的数量还将持续增多，体育场馆建设仍处于高速发展阶段，特别是2022年北京-张家口冬季奥运会将为我国冰雪运动项目注入新的活力，新的冰雪场馆场地建设也将迎来新的热潮，对于未来将要兴建的体育场馆场地，规划上要更加科学，设计上要更加合理，功能上要更加严格。

原标准JGJ 153—2007是在2008年北京奥运会(第29届夏季奥林匹克运动会)前制订的，其中针对冬季运动项目的内容极不完善，特别是缺少雪上运动项目，亟待补充需要设置照明的多项雪上运动项目；此外，随着LED照明技术的快速发展，LED在体育场馆照明中的应用也引起越来越多人的关注[3-7]。到目前为止，国内外已有一批新建和改建的体育场馆采用了LED照明，预期到2022年冬奥会时LED照明在体育场馆的应用将会成为主流，标准中需要对其技术指标进行规定；另一修订的重要内容是马道位置的设置及照明功率密度的制定，这是影响各项照明指标和照明节能的重要因素，也是决定照明设计师能否完成优秀照明设计的关键所在。

本标准JGJ 153是在调查研究、模拟计算、实验验证，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准以及广泛征求意见的基础上完成修订的。修订后的标准JGJ 153—2016共分为9章3个附录，主要内容包括：总则、术语和符号、基本规定、照明标准、照明光源与灯具、灯具布置及设置要求、照明节能、照明配电与控制及照明检测等。

以下介绍新版《体育场馆照明设计及检测标准》修订的主要技术内容。

1 对原标准部分内容进行了调整、修改和补充

1.1 按场馆类型调整照明标准值表和部分照明标准值

原标准的照明标准值表是按运动项目制定的，如篮球、排球、乒乓球、羽毛球等，这样不但表格繁多而且有的表格内容重复，且不符合场馆设计分类，给使用带来了不便。因此，编制组参考国外相关标准和结合实际应用需求，将照明标准值表调整为按场馆场地类型列表，如体育馆、游泳馆、网球馆、滑冰馆、自行车馆等各列一个照明标准值表，同一表中包含多个运动项目的照明标准值，如体育馆中包含篮球、排球等17个项目的照明标准值，标准结构比较清晰。表中内容的变化主要是将原标准值表中TV应急照明的规定取消并改为在基本规定中进行规定，室外场馆Ⅴ级的显色指数Ra由90改为80，色温由5 500 K改为4 000 K；此外，标准中还补充了沙滩排球、高尔夫球、橄榄球等项目的照明标准值。考虑到光源频闪对视频图像的影响，标准中还增加了对频闪指标的规定。

1.2 补充修改灯具布置方式、马道及灯杆设置要求

1)对布灯方式进行了修改完善：将可布灯区域全部用阴影表示，并在图中增加了体育场馆双马道的布灯方法；增加了高尔夫球场、橄榄球场、高台滑雪的灯具布置图。

2)修改了马道及灯杆设置要求：①马道设置：对马道的安全等级和使用年限提出了要求；规定马道设置的数量、高度、形状和位置应满足照明设计指标的相关要求；马道净宽不宜小于1 m，净空高度不宜小于1.8 m,并应设置防护栏杆；V级及以上体育场馆马道的照明荷载不宜低于250 kg/m，V级以下可适当降低。②灯杆设置：规定照明高杆的结构安全等级不应低于主体建筑的安全等级，且不应低于安全等级二级。

1.3 补充完善照明配电与控制要求

1)照明配电：①Ⅳ级及以上比赛场地照明，应由双重电源同时供电，且每个电源应各承担50%的场地照明灯具；在举行重大赛事时，宜采用50%的场地照明由发电机供电、另外50%的场地照明由市电电源供电的方式。②应急照明灯具的端电压不宜低于其额定电压的90%。③规定了配电系统可采取以下降低频闪效应的措施：照明采用三相供电的场所，宜将照射在同一照明区域的不同灯具分接在不同相序的供电回路上；超高速摄像机拍摄区域采用LED灯时，可采取纹波比不大于12%的直流系统供电等措施。

2)照明控制：①明确规定Ⅳ级及以上比赛场地照明应设置集中控制系统，Ⅲ级比赛场地照明宜设置集中控制系统。②采用LED灯的照明系统宜具备调光控制功能。③场地照明控制系统应根据比赛场地规模和需求确定控制系统的网络结构并采用开放的通信协议，可通过比赛设备集成管理系统采集并控制其运行状态，但应具备切除越级控制功能。

1.4 调整照明测点布置方法，增加照明功率密度检测

体育场馆照明工程检测较为复杂，根据对全国数百个体育场馆的照明检测，积累了大量的现场检测经验。其中统一测点布置方法非常重要，在标准修订过程中对田径场地、游泳和跳水场地、自行车场地、棒球和垒球场地的测点布置进行了调整，主要是在测点图中取消了计算点，这样可大大方便使用。为了适应照明工程检测的需要新标准中还增加了足球(橄榄球)场地和速度滑冰场地的测点布置图。

新版标准对体育场馆的照明功率密度进行了规定，在照明工程检测时也应对照明功率密度进行测量。照明功率测量宜在供电回路的开关处进行,照明功率密度(LPD)的计算可按标准中给出的方法进行。

2 增加了冬季运动项目的照明标准值

为填补冬季运动项目照明标准的空白及满足冬奥会的照明需求，本着与国际标准接轨的原则，参考2014年索契冬奥会的照明要求，对需要设置照明的雪上运动项目的照明标准值进行了规定。

1)自由式滑雪、单板滑雪场场地照明标准值应符合表1的规定。

表1 自由式滑雪、单板滑雪场场地照明标准值
Table 1 Lighting criteria of freestyle skiing and snowboard

等级Eh/lxEhU1U2Evmai/lxEvmaiU1U2Evaux/lxEvauxU1U2RaLEDR9Tcp/KGRⅠ200—04——————55Ⅱ3000506——————65—4000Ⅲ5000507——————Ⅳ—0607100004067500305800400050Ⅴ—070814000507100003055500Ⅵ—0708200006071400040690205500

2)高山滑雪场场地照明标准值应符合表2的规定。

表2 高山滑雪场场地照明标准值
Table 2 Lighting criteria of alpine skiing

等级Eh/lxEhU1U2Evmai/lxEvmaiU1U2Evaux/lxEvauxU1U2RaLEDR9Tcp/KGRⅢ5000507—————————Ⅳ—0607100004067500305800400050Ⅴ—070814000507100003055500Ⅵ—0708200006071400040690205500

3)跳台滑雪场场地照明标准值应符合表3的规定。

表3 跳台滑雪场场地照明标准值
Table 3 Lighting criteria of ski jumping

等级Eh/lxEhU1U2Evmai/lxEvmaiU1U2Evaux/lxEvauxU1U2RaLEDR9Tcp/KGRⅢ5000507——————65—4000Ⅳ—0607100004067500305800400050Ⅴ—070814000507100004055500Ⅵ—0708200006071400040690205500

4)越野滑雪场地照明标准值应符合表4的规定。

表4 越野滑雪场地照明标准值
Table 4 Lighting criteria of cross-country skiing

等级Eh/lxEhU1U2Evmai/lxEvmaiU1U2Evaux/lxEvauxU1U2RaLEDR9Tcp/KGRⅢ500/3000507—————————Ⅳ—0607100004067500305800400050Ⅴ—070814000507100003055500Ⅵ—0708200006071400040690205500

5)冬季两项射击场地照明标准值应符合表5的规定。

表5 冬季两项射击场地照明标准值
Table 5 Lighting criteria of biathlon

等级射击区、弹道区Eh/lxEhU1U2靶面Ev/lxEvU1U2RaLEDR9Tcp/KⅢ300—051000060765—4000Ⅳ5000406150007088004000Ⅴ5000406150007085500Ⅵ100005072000070890205500

6)雪车、雪橇场场地照明标准值应符合表6的规定。

表6 雪车、雪橇场地照明标准值
Table 6 Lighting criteria of Bobsleigh, Tobogganing, Skeleton and Luge

等级Eh/lxEhU1U2Evmai/lxEvmaiU1U2Evaux/lxEvauxU1U2RaLEDR9Tcp/KGRⅢ5000507——————65—4000Ⅳ—0607100004067500405800400050Ⅴ—070814000507100004055500Ⅵ—0708200006071400050690205500

有关冰雪项目更详细的规定需参照JGJ 153《体育场馆照明设计及检测标准》。

3 增加了LED应用技术参数和要求

LED照明以其耗电量小、色品质可调、控制灵活、能瞬时点燃等独有特点，更适合用于体育照明。由于体育场馆要兼顾比赛和电视转播，所以对照明的要求很高，光源显色指数是评价照明质量的重要指标，也是影响电视转播质量的重要因素，特别是将LED照明产品用于体育场馆时，显色指数尤其重要。CIE(国际照明委员会)推荐定量评价光源显色性的方法，显色指数Ra在0～100之间，Ra=100时显色性最好，数值越小，显色性越差。

在《体育场馆照明设计及检测标准》修订过程中，开展了“光源显色性对电视图像色彩还原影响研究”[3], 主观评价是在几种不同显色指数LED照明条件、实景物体(鲜花、水果、色板)下进行色彩还原评价。现场评价结果显示几种LED光源色彩还原差异性比较明显，且该差异在统计学上具有显著意义。评价结果见图1和表7。

图1 实景物体色彩还原主观评价结果对比图(LED灯)
Fig.1 Subjective evaluation results of real objects (LED)

表7 实景主观评价结果
Table 7 Subjective evaluation results of real objects

分 类Ra≥65R9≥80R9≥90鲜花水果色卡鲜花水果色卡鲜花水果色卡LED252826394139494845平均值263397473

根据LED光源显色性对电视图像色彩还原的影响实验研究，可以得到如下结论：

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显著差异；

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。

对于LED光源的显色性，美国能源部(DOE)要求除了CRI大于80外，R9应当大于0。然而相关实验发现，R9的数值应当增加到20才能获得好的评价。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值为20左右的位置。该实验得到了一种较为明显的相关性，即R9值越高红色的显色越突出。标准除对LED照明的显色指数Ra进行规定外，也对R9作了规定。

此外，LED灯的色度性能指标还有以下规定：

1)选用同类光源的色容差不应大于5 SDCM；

2)在寿命期内LED灯的色品坐标与初始值的偏差在国家标准《均匀色空间和色差公式》(GB/T 7921—2008)[8]规定的CIE 1976均匀色度标尺图中，不应超过0.007；

3)LED灯具在不同方向上的色品坐标与其加权平均值偏差在国家标准《均匀色空间和色差公式》(GB/T 7921—2008)规定的CIE 1976均匀色度标尺图中，不应超过0.004。

4 增加了马道位置设置方法与设计参数

体育场馆的照明系统是场馆最重要的设施之一，也是体育场馆中技术要求最高的部分，照明的好坏会直接影响竞赛成绩、转播效果、球员安全、观众气氛等一系列最重要的竞赛核心内容。而其中马道(灯具安装位置)的设置对体育照明无疑是至关重要的，它不仅会严重影响照明的质量和数量，同时还会带来更多的能源消耗。

然而，在长期的场馆建设中，很多参与者对照明的重要性并没有引起足够的重视，因此在设计中出现了很多与要求相违背的做法，马道的设置完全没有考虑到标准中对照明最基本的要求，致使各项照明指标达不到标准的要求，这其中很重要的原因之一就是马道位置设置不合理。通过对体育场馆马道位置的研究，提出马道的正确设置方法，进一步规范马道的设计准则，力求建筑师在进行体育场馆建筑设计时能充分兼顾照明专业对马道的要求。

在体育场馆马道的设计中，需要考虑诸多因素，而其中最重要的是马道位置对照明效果的影响。

根据相关规定、设计经验和计算分析研究结果，综合考虑水平照度、垂直照度、照度均匀度、照度比率、眩光限制等要求，可得出以下设计准则：

1)体育场。马道上灯具投射到场地与远边线之间的夹角不小于25°，灯具投射到场地与场地近边线之夹角不大于65°。

足球场地马道中心位置水平投影距场地中心点的距离一般为60～80 m。

2)体育馆。马道上灯具投射到场地与远边线之间的夹角不小于30°，灯具投射方向与场地近边线之夹角不大于65°或60°。

当采用双排马道，则前排马道位置满足φ≥25°，后排马道满足θ≤65°的要求。

马道的位置参数包括马道距比赛场地近边线的水平距离d、马道距地面的高度h和马道距场地中心点的水平距离s等。

按以上要求计算可得到各类体育场馆的马道设计参数，表8和表9为体育场的计算结果。

表8 单马道灯具安装高度与计算参数表
Table 8 Installation height and calculation parameters of single-catwalk lamp

项目φ/(°)θ/(°)w/md/mh/ms/m田径(足球)2530706560557093191525656258554723342593807451644916247680712

表9 双马道灯具安装高度与计算参数表
Table 9 Installation height and calculation parameters of double-catwalk lamp

项目φ/(°)θ/(°)w/md/mh/ms1/ms2/m田径(足球)25307065605550706593158433465623202433465667250433465715303433465768363433465829195537465660250537465715

注：在马道位置参数表中马道高度h是指中心点的位置高度，马道端点的位置高度也是根据眩光要求和照度确定的。

同理，可推导出体育馆、网球馆、游泳馆、专用足球场、专用蓝排球场等的马道位置参数。

5 增加了照明节能章节及照明功率密度限值

照明功率密度(LPD)是评价照明节能重要指标,其单位为W/m2，本标准也采用此评价指标。本标准的照明功率密度(LPD)是根据现场实测调查和计算机模拟计算，经对比分析研究，制定的体育场馆(包括综合体育场、专用足球场、综合体育馆、网球馆、游泳馆等)金卤灯照明功率密度值。照明功率密度值是按不同运动项目对应的照明等级下灯具安装总功率与比赛场地面积的比值确定的。

通过大量的实测调查和严格科学的模拟计算确定体育场馆的照明功率密度依据充分；偏差控制在5%～15%的范围内制定出的照明功率密度值可保证照明功率密度标准的准确性。

比赛场馆有电视转播的要求，对照明的要求高，不但对水平照度有要求，对垂直照度也有要求，同时还要满足各项照明指标的要求，因此所需要的照明功率密度值相应也高。

表10 体育场照明功率密度限值
Table 10 LPD limits of stadium

项目等级安装高度h/m照明功率密度限值/(W/m2)田径足球田径足球IVVVI30≤h<><><><><><><><><><><><>

表11 体育馆照明功率密度限值
Table 11 LPD limits of gymnasium

项目等级安装高度h/m照明功率密度限值/(W/m2)体操篮排球体操篮排球IVVVI12≤h<><><><><><><><><><><><><><><>

根据《半导体照明产品在训练场馆应用研究》课题对体育训练场馆的实测结果，在满足相同照度指标的前提下，LED灯比传统金卤灯所需的总功率更低，平均节能率约为40%～50%。说明LED灯的照明功率密度值低于传统的金卤灯，在传统照明LPD限值的基础上，可以乘以相应的修正系数，对于比赛场馆的LED照明功率密度值还有待进一步研究。

本标准制定的照明功率密度值科学依据充分，将为体育场馆积极采用新的LED照明光源、改善体育场馆的照明质量和实施照明节能提供技术保障。

6 结束语

本标准技术内容全面，除规定照明标准值以外，还包括照明设计、灯具布置方式、马道和灯杆的设置要求以及照明检测等内容，系统性强，使用方便。标准适用范围广，涵盖了当前国内、国际所有通用项目的技术指标，适用于室内、室外各类体育场馆，使用功能上包含了各个等级，从大众健身到重大国家国际比赛，均可使用本标准。本标准制定的LED照明应用技术参数和要求，有利于推进LED照明产品在体育场馆照明中的应用。标准同时还考虑到了与照明电气、马道结构等相关规范的协调。标准制定的体育场馆照明功率密度限值，有利于照明节能，也填补了国内外体育场馆照明功率密度限值的空白。

本标准适用于照明设计、照明检测、照明管理、赛事组织及电视转播机构等各类人员。

参考文献：

[1] 体育场馆照明设计及检测标准：JGJ 153—2007 [S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2007.

[2] 体育场馆照明设计及检测标准：JGJ 153—2016 [S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2017.

[3] 赵建平,王京池,朱悦.光源显色性对电视图像色彩还原的影响[J]. 照明工程学报,2015,26(4):11-17.

[4] 林若慈,朱悦.基于体育场馆照明的马道设置方法的研究[J]. 照明工程学报,2014,25(5):32-39.

[5] 朱悦，林若慈.体育场馆照明灯具位置和配光对照明指标的影响[J]. 照明工程学报,2015,26(3):64-71.

[6] 赵凯,林若慈. 体育场馆照明节能模拟计算分析[J]. 照明工程学报,2015,26(1):37-44.

[7] 林若慈，王飞翔，高雅春.体育场馆照明现状分析及展望 [J]. 照明工程学报,2016,27(2):1-6.

[8] 均匀色空间和色差公式:GB/T 7921—2008[S].北京：中国标准出版社，2009.

Release and Implementation of the New Version of JGJ 153 Standardfor Lighting Design and Test of Sports Venues

ZHAO Jianping

(China Academy of Building Research, Beijing 100013,China)

Abstract：Significant technical changes have been made in the revision of JGJ 153Standard for Lighting Design and Test of Sports Venues. The main technical changes in this revision are: adjustments, modification and supplement of the existing content; new lighting criteria of winter sports; the requirements and technical parameters of the LED application; setting methods and design parameters of catwalk position; the chapter of lighting energy saving and the requirement of the lighting power density (LPD), etc.

Key words：sports lighting; standard; setting of catwalk position

中图分类号：TM923

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1004-440X.2017.02.001