文库---浅说六种体育灯显色性能与照明质量.doc

Hanjianrong Qingdao Frank Microelectronics 第 7 页2020/1/24浅说六种体育灯显色性能与照明质量-供室内羽毛球乒乓球场馆照明设计与选择场地灯参考一、羽毛球场馆和乒乓球场馆照明球场灯光概述。场馆照明设计，不管是采用矩阵式均匀布光模式，还是选用独立布灯模式。球场灯光的照明质量，都应该实现一定的质量标准。作为民间的乒乓球场馆照明、羽毛球场馆照明，及篮球、排球和网球场馆照明工程。场地照明效果，一要达到一定的照度和照度均匀度。二要具有较高水平的光色品质。球场照明的照度，分有水平照度和垂直照度。为保正运动场馆以及空中飞行的球体，具有较好的视觉亮度。第一个要求是水平照度和垂直照度，都应该达到一定的勒克斯（Lx）值。第二要求是水平照度和垂直照度两者之间，应该有较好的配合度。场地照度值是场馆照明设计中，关于球场照明功率密度的体现，实现起来比较容易。场馆照明设计水平照度和垂直照度两者的配合度，是对体育照明灯技术性能的深度把握和球场照明设计水平的综合体现。要实现较高的配合度，有一定的难度。在考虑照度值的前提下，运动场地照明设计还应该认真考虑，水平照度和垂直照度的均匀度。均匀度越高，照明效果越好。就可以实现，通常讲的无影灯的照明质量。羽毛球运动场馆照明，场地照度及均匀度，主要决定于球场照明设计的科学性，取决于布光模式的合理性。然而，羽毛球场馆和乒乓球场馆等照明工程的光色品质，主要包含眩光危害程度、频闪效应危害程度、是否是太阳光色和球场灯光的显色性能高低四个方面。场馆照明能否达到高水平的光色品质，关键取决于体育灯的技术性能。二、羽毛球场馆和乒乓球场馆照明体育灯光应该具有的品质。球场灯的光色品质内容，则是着重考虑了体育场馆照明，以人为本的视觉感知因素。这是因为，场馆照明是为人的眼睛服务的，满足视觉需求是照明的目的。视觉感受明亮、清晰、真实、舒适的光与色，才是真正品质优秀的光色。依据高端运动场馆照明设计要求，球场灯光的光色品质，应该达到以下四个方面的要求。1、场馆照明灯无眩光危害：场地灯光不刺眼、不晃眼、不耀眼、不眩目，没有眩光危害效应。对空中飞行的乒乓球、羽毛球、篮球、排球和网球等球体，看得见、看得清、看的真实、打的准确。2、球场灯光无频闪效应危害：球场灯光不波动、不闪烁，平滑稳定。羽毛球、乒乓球等球体，在空中飞行轨迹真实，不拖小尾巴，球体不重影，不出现球体串现象。对空中飞行的球体，看得准、看得真，定位准确，打得准。3、场地灯光为太阳光色：场馆照明，太阳光色。相当于晴朗天气，上午十点至下午三点时段的太阳光。纯白明亮，如同白昼。可见光能量高，视觉光效高。物像视觉亮度高、清晰度高、舒适度高。4、体育灯显色性能高：球场照明灯光，颜色纯正、纯白、真实，不偏青色，不偏红色。体育灯光显色指数R值高达85以上，显色能力强。能够真实地显示出，场馆空间及物体的原本颜色。球场照明质量，色彩真实、视觉舒适。三、高显色性能的光色，是决定球场照明质量和效果高低的重要因素。球场照明上述四项光色品质要求中，场馆灯光的显色性能，是一项非常重要的指标。但是，很多年来，却没有得到民间场馆照明设计者和体育灯生产厂家应有的重视程度。因此，才出现了很多照度值固然很高。但是，颜色却不真实，视觉清晰度和舒适度都很低的场馆照明工程。光谱和视觉理论研究成果已经揭示，并经过多家高端羽毛球馆、乒乓球馆，篮球、排球和网球场馆照明工程验证。显色性能高的光谱能量，最接近于太阳光可见光的分布结构。可见光能量比例高，有效视觉光效高。能够真实、细致地显示出，物体表面的真实颜色和细微特征差别。能够大幅度地提高物像视觉清晰度、真实度和舒适度。运动场馆照明工程实践表明：球场灯光的显色性能和太阳光色品质，是决定球场照明质量和效果的主导因素。在场地照度相当的前提下，选用太阳光色高显色性能的体育照明灯，构建的场馆照明空间。其明亮度、清晰度、真实度、舒适度，都非常高。照明效果，如同白昼，纯白明亮。远远高出偏离太阳光色的，低显色指数场地灯的照明效果。关于体育灯显色性能，在场馆照明质量中的促进作用。技术机理涉及光谱理论和人眼视觉机制理论，深奥繁杂。限于文章篇幅，进一步分析见另文。四、羽毛球场馆灯和乒乓球场馆灯显色性能的表现特征和直观鉴别方法。高显色性能的球场灯光，能够提高体育运动场馆照明质量。已经是经过若干个高端运动场馆，照明工程实践验证的客观事实。无须疑惑，只应借鉴应用，即可有益于提高场馆照明工程质量。但是，在实际场馆照明设计中。要想科学地应用体育照明灯的显色性能，提高羽毛球、乒乓球等场馆的照明质量。当需，应对六种常用球场灯的显色性能有正确的理解。并且，还要能够准确地把握其表现特征，准确地鉴别选择。那么，常用的400W金卤灯、T5节能灯球场排灯、高频无极灯、U型螺旋型大功率节能灯、LED大功率节能灯、6U-60W高频节能灯，六种体育照明灯。其显色性能谁高谁低？各有什么样的表现特征？通过什么方法进行鉴别？都是球场灯光设计及运动场馆照明工程中，应该了解的常识。下文就400W金卤灯、T5节能灯球场排灯、高频无极灯、U型螺旋型大功率节能灯、LED大功率节能灯、6U-60W高频节能灯六种球场照明灯。其发光机理、光谱能量分布结构、显色性能及表现特征，给与概括性地分析。（一）、本文分析依据的基本理论和标准。1、场地灯光的光谱能量分布结构，决定光色和显色性能。这是本文简要分析，六种体育照明灯显色性能依据的基本理论。凡是光谱分布，接近于太阳光可见光谱能量结构的体育照明灯。球场灯光就会可见光能量高，视觉光效高。光色纯白、纯正、明亮，显色性能高。2、上午十点至下午三点这一时段的太阳光，纯白、纯正、明亮，显色性能高。是鉴别比较六种球场灯，显色性能高低依据的特征标准。如果场馆照明使用的场地灯光，光色是不偏红色、不偏蓝色，相当于上午十点至下午三点时段的，纯白、纯正、明亮的太阳光色。球场灯光的显色性能就会高。体育照明灯光纯白、纯正的程度，越是接近于上午十点至下午三点，这一时段太阳光的颜色，球场灯光的显色能力就会越高。（二）、显色性能与光色，依据光谱分布结构相互对应。是六种场地灯，显色性能与光色，依据光谱能量分布结构，呈现出来的特有的对应函数关系。体育照明灯某一特定的光能量，就一定具有特定的光谱能量分布结构。依据光谱决定显色性能和光色的原理，这一特定的光能量，就会有相应的显色性能和与之对应的光色。光谱能量结构变化，显示性能和与之对应的光色，就一定随之变化。球场灯光显色性能和光色，依据光谱结构相互对应的特征。为我们根据场地灯光的颜色，鉴别六种场馆照明灯光的显色性能，提供了一个简便可操作的方法。（三）、六种场馆照明灯显色性能和光色表现特征。1、400W金卤灯的显色性能和光色表现特征。400W金属卤化物灯发出的光，是金属原子特性谱线光。通常标称色温在4000K4500K左右。因为，金卤灯金属原子特征谱线光，能量分布是偏离太阳光可见光谱比例结构的。显色能力很低，通常情况下显色指数R值在50左右。400W金卤灯，依据金属原子特征光谱结构所对应的光色。蓝光能量比例高，可见光能量比例低。光色已经在很大程度上，偏离了太阳光的颜色，光谱能量偏向了蓝光方向的多。400W金卤灯光色表现特征，是带有蓝光的铮亮刺眼的蓝绿白光，不是纯白、纯正、明亮的太阳光色。如果将400W金卤灯，用于民用球场照明。场馆照明光能量可以做的很高，使用照度计测量场地照度值也会很高。但是，场馆照明中，场地灯光是偏向蓝色的蓝绿白光。光色不纯正，不是纯白的太阳光色，场馆灯光显色能力很低，不能真实地显示物体表面的原本颜色。运动场馆空间及各类球体的表面颜色，不真实，产生色偏。不仅视觉明亮度低，视觉清晰度、真实度也低。球场照明质量低，不利于场馆经营。2、LED大功率节能灯的显色性能和光色表现特征。用于体育运动场馆照明的LED大功率节能灯，因追求高亮度，灯体色温大多数比较高。很多色温高达在7000K左右，加之发光立体角度比较小，灯体表面亮度非常高。用做球场灯光的LED大功率节能灯，是半导体载流子复合发出的蓝光，经荧光粉转换合成的白色光。光色能量结构，严重偏离太阳光可见光谱分布比例。可见光比例很低，高能量的蓝光含量比例较高，光色是铮亮刺眼的青白光。并且伴随有严重的眩光危害。显色性能很低。即便有的LED大功率节能灯，标称显色性能较高。但是，经人眼实际比对鉴别，实际显色性能仍是很低的。实际显色指数R远小于50.是否选择LED大功率节能灯，用于球场照明。正确的结论是：应该慎之又慎地比对鉴别。3、T5球场排灯、U型螺旋型大功率节能灯和高频无极灯。这三种体育灯都是光致发光电光源，发光机理相同。所以，将其合并一起分析。这三种场地灯，其显色性能和光色，都是由自身光谱能量分布结构决定。并且，依据光谱能量分布比例，直观的表现特征：为色温高低。这三种球场灯光显色性能和光色的直观表现特征，给我们提供了一个直观鉴别选择的简便方法。因此，我们就可以通过，这三种场馆照明灯的色温（灯光颜色），很简便地鉴别球场灯的显色性能高低。（1）、这三种球场灯显色性能和光色最佳特征表现。光谱分布理论研究成果证明：对于三基色荧光粉发光的场地灯光来讲，当灯体色温在6000K附近时，光谱能量分布，最接近太阳光上午十点至下午三点时段的，可见光光谱的比例结构。可见光比例高，光色为太阳光色，纯白、明亮。光色不偏红色、不偏向蓝色，光色纯正。显色性能高，显色指数R值可达8285以上。视觉温煦，明亮感、色彩感和真实感好。视觉清晰度、真实度、舒适度都高。（2）、场地灯色温偏高时，颜色就偏离了太阳光色，显色性能一定低。如果：球场灯光的色温，提高达到6500K以上。光谱能量已经偏离了，太阳光的可见光谱分布结构，颜色也偏离太阳光色，表现为冷白光色。这样的场地灯光，可见光比例已经降低了。显色性能也降低了，显色指数R值达到80都是很困难的。如果：体育灯色温进一步提高，高达6700-6800K。光谱能量偏离太阳光可见光谱分布结构的程度就很大了。场地灯光颜色偏离太阳光色也是很大了，是青白青白的冷白光色。这种体育灯光，可见光比例已经降低的很大了。显色性能也是大幅度的降低，显色指数R值多数在70以下。用于场馆照明，光色不纯白、不纯正，场地照明明亮度也非常低。场馆照明效果是，看一眼场地灯光表面青白铮亮，刺眼刺得眼睛庝痛。看一眼灯下面，朦朦胧胧的不明亮。场馆空间及空中飞行的球体，表面颜色产生色偏，颜色暗淡、不真实。如果：体育灯为了追求灯体超高亮度，色温高达7000K时。这种超高色温球场灯光，光谱分布严重偏离太阳光可见光谱能量结构。灯光颜色严重偏离太阳光色，是强烈刺眼的青白光色。显色性能很低，显色指数R值通常会在60以下。这种球场灯光，光色青白、刺眼。体育场馆照明设计时，正确的选择是：最好不要用于场馆照明。4、6U-60W高频节能灯。是青岛法兰克研发生产的运动场馆照明专用体育灯。属于气体放电光致发光球场灯光，其高频节能荧光灯管，涂覆稀土三基色荧光粉。并且，深度优化了三基色荧光粉的，混合配比与光谱能量分布结构之间的对应函数关系。6U-60W高频节能灯发出的光通量，光谱能量分布最接近于太阳光可见光谱的结构比例。并且，光谱能量分布特性，最靠近于明视觉状态下，人眼的视见函数曲线。6U-60W高频节能灯色温，在6000K左右，为纯白、纯正的太阳光色。相当于晴朗天气，上午十点至下午三点时段的太阳光。可见光能量高，有效视觉光效高。球场灯光颜色纯白，光色不偏向红色，也不偏向蓝色。光色纯正，显色性能高，显色指数R值高达85以上。经在多家高端羽毛球场馆、乒乓球场馆等，运动场馆照明工程应用十年的实践反馈信息表明。6U-60W高频节能灯构建的体育场馆照明空间，视觉温煦，物像清晰，场馆照明空间和球体表面颜色真实。视觉明亮度、清晰度、真实度、舒适度高。五、六种体育照明灯显色性能和光色及照明质量列表。六种体育照明灯显色性能和光色及照明质量列表光谱分布及显色性能体育灯光色温与颜色场馆照明质量400W金卤灯金属原子特征光谱分布，偏离太阳光可见光谱的能量结构。显色性能低，显色指数R值通常在50左右。标称色温4500K左右。蓝光能量比例高，光色是铮亮刺眼的蓝绿色白光。场馆灯光是蓝绿色白光。不是纯白的太阳光。场馆照明产生色偏，颜色不真实。视觉明亮度、清晰度、真实度和舒适度都低。并伴随有显著地晃眼、刺眼的眩光危害和频闪效应危害。LED大功率节能灯光谱能量分布严重偏离太阳光可见光比例结构。显色性能很低。尽管有的标称显色指数较高，但经过人眼视觉实际比对鉴别，实际显色性能很低。显色指数R值远小于50。色温7000K左右，是铮亮刺眼的青白光。照明质量很低。并且伴随有强烈的眩光能量，刺眼、晃眼的眩目效应严重。如果用于场馆照明，应该慎之又慎地鉴别选择。T5球场排灯、U型螺旋型大功率节能灯、高频无极灯这三种体育灯，色温在6000K时，是白色光。光谱分布接近于太阳光可见光能量结构，显色性能好，显色指数R值可达8285左右。当色温超过6000K时，色温越高，光谱分布偏离太阳光可见光能量结构的程度越严重。色温达到6500K时，是冷白光，显色性能就降低了，显色指数R值多数在80以下。达到6800K时，是青白色的冷白光。显色性能很低了，显色指数R值很多在70以下。当高达7000K时，是强烈刺眼的青白光色，显色性能非常低了，显色