游泳馆正式比赛的标准泳池长50m,标准短池长为25m,宽25m,并有9条分道线构成8条泳道,各泳道的宽度为2.5m。特级、甲级、乙级游泳馆池深2.0m,丙级游泳馆池深1.3m。跳水池水深为5.25m。 游泳池照明最大的难题是如何控制水面的光幕反射。
游泳馆照明的设计、灯具的安装应确保没有视觉干扰,保证观看比赛的最佳效果。在游泳池水面上,光的反射和透射的比例取决于光线入射角度。
游泳馆照明设计时要特别注意彩色电视现场实况转播,为保证转播图像生动清晰、色彩逼真,为此务必注意照明灯具安装的位置和投射方向,这样才能满足照明标准和照明质量的要求。
照明设计原则
为了游泳池场地得到较高的照度,对室内游泳池要做一般要求,即游泳池底表面应有较高的反射率。
室内游泳池照明系统往往受建筑和结构的限制,室内游泳池的电气照明只能作为对自然采光的补充,当自然采光不足和无自然采光时,电气照明为运动员、工作人员、裁判员和观众提供最佳的视看条件。
但是,电气照明不能减弱自然光的眩光,不能减少自然光在水面上产生的反射光。同时,照明装置必须适应环境条件,便于维护。
但是,正式比赛不允许采用自然光照明!
照明的基本要求
游泳馆内照明的设计要达到以下要求:
1、游泳池内任一点的最低水平照度不应低于250lx;
2、光线应能向水中折射;
3、避免直射光或反射光产生眩光。 图1所示,光线经过顶棚、墙面、水面反射的情形,图1(a)表示静止水面的光线反射,图1(b)为波动水面时产生的反射光。
观众在看台上视角相对较高,典型观看位置为站在游泳池边的运动员、裁判员、工作人员、服务员或救生员,如图2,他们有较低的视角,因此,其入射角一般较大,从而有较高的反射率。 (1)静止水面:观看者只能看到墙壁上或顶棚上特定发光点所形成的反射影像。
(2)波动水面:观看者能看到一个光源所形成的多个光源反射影像,图1为夸张的示意图,实际上,任何时候,水面波动都不会超过水平面的±20%,见图2。
同理可见,人眼能看到墙壁上,顶棚上或窗户上的多点影像。背向窗户的观察者是看不到水中窗户的反射影像的。
2.水面的透射光
从图2可知,游泳池水面上的入射角度越大,其水面反射率就越高,同时伴随着折射光越小。
折射光经过光在水中传输到达池底,并在池底反射之后,人就可以在游泳池(场、地)的观众厅、池边等处看到池底的反射光。
也就是说,人在池边可以看到游泳池底的亮度,这样的亮度与水面条件无关,即水面的静止或波动对池底亮度没有影响。
因此,池底和水下游泳者的可见度随水面亮度的提高而减少。
游泳池底的亮度主要由进入水中的总光通量决定,因此影响池底的亮度取决于建筑的大小、灯具的光源分布、灯具的光输出、灯具的效率、墙和顶棚的反射率等因素。
水面的平均亮度除取决于总的光通量外,还取决于观看者的位置。这一点从图1可以看出。
例如,游泳池边的服务员和救生员要确保游泳者的安全
照明设计原则
为了游泳池场地得到较高的照度,对室内游泳池要做一般要求,即游泳池底表面应有较高的反射率。
室内游泳池照明系统往往受建筑和结构的限制,室内游泳池的电气照明只能作为对自然采光的补充,当自然采光不足和无自然采光时,电气照明为运动员、工作人员、裁判员和观众提供最佳的视看条件。
但是,电气照明不能减弱自然光的眩光,不能减少自然光在水面上产生的反射光。同时,照明装置必须适应环境条件,便于维护。
但是,正式比赛不允许采用自然光照明!
1.直接照明
(1)采用高强度气体放电灯或LED灯
通常采用金卤灯或LED配反射器、格栅、或配棱镜板,照明装置近似为点光源,提供中、宽光束配光,可严格控制与垂直线成50°角以上的亮度。
照明装置效率较高,灯具光束角较小,在光束角内灯具的发光强度高,从而在水中产生很高折射光,因此,游泳池有很高的亮度。同时,灯具在水面上的反射光面积小,亮度低。
这种方案的缺点比较突出,由于照明装置向下的光强高,会对仰游运动产生眩光。如果要降低灯具的亮度,必定会增加灯具数量,以达到相同的照度,从而增加水面上反射光影的数量。
实际上顶棚的反射率应至少为0.6,从而降低灯具与其周围的亮度对比,墙面的反射率不应小于0.4,以防有郁闷的感觉。如果大面积玻璃窗的高度到顶棚,要采用窗帘和百叶窗,由于水中亮度很高,这种方案不必另设水下照明。
(2)采用带罩荧光灯或LED条形灯
条形灯要成排布置,而且要大面积布置灯具。这种方法的折射光仍然很高,反射光影响面积大,但其亮度低。其亮度比高强气体放电灯低的多,50°角以上的光强应加以控制。
如果水中亮度能满足要求,可以不增加水下照明。对于小型游泳馆,如果顶棚较低,有时就难控制50°角以上的亮度,此时可采用水下照明来改善水下观看条件。
如果墙面和顶棚的反射率为0.6,通常对游泳运动员不存在眩光问题,同样在夜间也可采用百叶窗和窗帘进行比赛。
这种方案要求灯具排列应严格平行或垂直于游泳池的长轴,仰泳运动员参照灯排的方向,而很少参照泳道的标志线进行比赛。
这种方案仅适用于全民健身、娱乐性的游泳场所。
(4)侧面照明
与体育馆一样,侧面照明是常用的照明方式,因为它的初始费用和运输费用通常是最低的,而且维修很方便。
但是其缺点也很明显:一是系统效率低,二是直接眩光和水面上的反射眩光较大。
如果照明系统不能满足推荐的角度,可以采用水下照明来抵消水面的反射光。
(3)发光顶棚
发光顶棚是将照明系统安装在顶棚上,它将少量高亮度、小面积的点光源变成顶棚的面光源,并形成很低的亮度。当然顶棚要选择在50°角内低亮度的漫射板。
格栅灯照明效果不能令人满意,人能看见水中光源的反射影像;同时安全上也存在问题,万一光源玻璃破碎而掉入水中,有可能伤人。
由这种照明系统提供的反射光亮度是非常低的,折光性还是可接受的,可以获得满意的观看条件。
但这种照明系统的缺点是造价高,效率较低,正式比赛场所很少使用。
2.间接照明
为了减轻对运动员和观众眩光的影响,可采用间接照明方式。虽然一般认为间接照明效率不高,但在某种情况下,可能要比直接照明采用格栅式或其它措施限制眩光更经济。
而且间接照明由于灯具可安装在两侧的墙上,维护管理更方便。
在这种情况下,要采用浅色墙面和顶棚,墙面反射率应达70%,顶棚反射率应达到80%。
控制反射眩光的措施如下:
(1)顶棚的反射面不能越出泳池太多;
(2)确保只在顶棚反射区有均匀的照明,这样将不会对游泳运动员和观众产生直接眩光,并避免在灯具上部的墙面上有高亮度值;
(3)从游泳池长轴方向看过去,要控制一定范围内高角度的顶棚亮度。方法如下:在顶棚下安装黑色档光板、利用横向结构梁或桥架。
间接照明系统可提供惬意的照明效果,特别适合于娱乐性的游泳池,不适合于正式比赛场所。采用大功率、高光效高强气体放电灯,并经合理设计,其运行费用比一些直接照明系统要低,维护工作也比较简便。
间接照明亮度较低,需要水下照明系统来改善观看条件。然而,有些情况下不需要增加水下照明系统也能达到可接受的观看条件。
3.多功能照明系统
多功能照明系统通常用于娱乐和比赛用的游泳池。比赛时可能有彩色电视转播,游泳池还可用于水上表演。
此系统可调成不同照明效果,可由两种及其以上照明系统组合而成。
4.水下照明
有时为增加气氛需设置水下照明。尤其花样游泳,为了能看清运动员在水下的表演动作及彩色电视转播水下运动员比赛的情况,水下照明显得更为重要,另外,装设水下照明可增加水下的亮度,减少水面的反光。
水下照明系统可增加池底亮度,降低水面上的光幕反射;其次,教练员和观众要能清楚地看见游泳运动员的动作。但是水下照明要解决的最重问题是安全问题。 游泳池设置水下照明可参考下列指标:
室内为1000~1100lm/m2(池面)。水下照明灯具上宜布置在水面下0.3~0.5m,灯具间距宜为2.5~3m(浅水池)和3.5~4m(深水池)。
灯具应为防护性,并有可靠的安全接地措施。水下照明灯具应采用安全特低压供电,供电电压应不大于12V,并选用防触电等级为III类的灯具。
水下照明通常采用LED灯或高强气体放电灯,灯具一般布置在游泳池的长向侧边,灯的照射方向平行于游泳池的短边平面。这样,光束在水中距离最短,而且对游泳运动员的影响最小。
泛光灯的峰值光强与水平线约成10°角,这样对于游泳运动员和四周的观众无反射光的危害。
室内装饰面的反射率应尽可能的高,以获取最佳效果。考虑到水的吸收特性,高强气体放电灯比使用白炽灯效果更好。
水下照明灯具有二种安装方式:干壁龛和湿壁龛安装。
湿壁龛方式是将特殊水下灯具嵌入游泳池壁墙内;而干壁龛应为防水、密封的,灯具则为普通灯具,它装在干壁龛内。干壁龛的优点是:便于安装、对游泳者比较安全;易于调整灯具;便于从维修走道或从池外维修;可采用各种新光源。
现代游泳馆很少采用水下照明,正常的场地照明即可满足水下照明要求。 五.彩色电视转播的要求
室内游泳池,如果要求彩色电视转播,其电气照明系统可以采用永久性照明。
电气照明系统可以是侧面照明系统。也可采用安装在灯桥上或马道上的泛光照明。直接向下照射的灯光不能满足垂直照度的要求。
因此,采用光束控制性较好的金属卤化物泛光灯、LED灯,增加游泳池长轴方向的向下光通量,可以控制对摄像机和观众的光幕反射。
然而,泛光灯严禁对在池端的游泳运动员、裁判员和官员产生不良的眩光。只要灯具安装高度适当,在游泳池上面的灯桥以及侧面照明系统可以得到非常满意的照明效果。
但必须注意照明装置的位置和投射方向,以免对裁判员、工作人员和观众产生眩光,以及不能影响跳水运动员和游泳运动员的情绪。