体育场馆照明六种球场灯光眩光能量及危害概略比较
2016-09-14 13:28阅读：
六种球场专用灯眩光能量及危害比较
一、球场灯光的眩光能量是运动场馆照明的最大危害！
在室内羽毛球场馆、乒乓球场馆，篮球、排球和网球等，体育运动场馆照明节能工程中。球场照明设计，不管是矩阵式均匀布光设计方案，还是独立式布灯模式。球场专用灯光的光色品质，是决定运动场馆照明质量的决定性物理因素。其中，场地灯光的眩光能量及眩光效应，是场馆照明的最大危害。
危害表现一：体育照明灯光，刺眼、晃眼、耀眼和眩目。打球的人只看到一个刺眼、晃眼的光幕，对空中飞行的乒乓球和羽毛球等球体，则是看不见、看不清。眼睛没有办法扑捉空中飞行的球体，聚焦成像以及跟踪球体飞行轨迹，空中定位挥拍打球。
危害表现二：当球场照明灯光眩光能量大，眩光危害程度严重时。场馆照明刺眼的光
线，还会产生视觉痛痛感。眩光能量越大，视觉刺痛感越大。
危害表现三：在使用LED和金卤灯照明的体育运动场馆。高色温和高能量的眩光，对人眼睛不仅刺痛感强。即便是眼睛视野离开了灯光表面，仍会产生短暂时间的视觉黑现象。并且，视觉恢复到正常视觉感的时间，也与高色温和高能量的眩光强度有关系。色温越高和眩光能量越强，视觉恢复时间越长。
当前，用于球场照明的体育运动场馆专用场地灯有多种。但归纳起来，经常使用的有400W金卤灯、T5节能灯排灯、高频无极灯、LED大功率节能灯、U型螺旋型大功率节能灯、6U-60W高频率节能灯六种。
这六种球场灯光，发光机理与性能品质有较大的差距。眩光能量大小和眩光危害程度也是差异很大。
其中：400W金属卤化物灯和LED大功率节能灯的眩光能量最大，眩光危害程度最严重。
其中：T5节能灯球场排灯、U型螺旋型大功率节能灯和高频无极灯，发光原理相同。其决定眩光能量大小的物理因素，具有共同的特征，即：光谱能量分布结购。眩光能量和眩光危害程度都决定于，光谱分布偏离太阳光可见光谱能量结构的程度。现阶段，这三种球场灯光，生产厂家不同、品牌不同，眩光能量和眩光危害程度不同。
其中：青岛法兰克6U-60W高频率节能灯，同属气体放电光致发光球场灯。历经近十年，场馆照明验证，光谱能量分布接近于太阳光可见光谱结构。太阳光色，可见光比例高。眩光能量小，无眩光危害。
为便于在运动场馆照明设计时，科学地鉴别选择场地灯光。下面对这六种体育照明灯的眩光能量与危害程度进行简要的对比。
二、眩光能量和眩光危害程度最大的两种球场照明体育灯。
400W金属卤化物灯和LED大功率节能灯，是运动场馆照明中，眩光能量最大，眩光危害程度最严重的两种场地灯光。一个原因是球场灯光有眩光能量。眩光能量越大，眩光危害程度越严重。第二个原因是球场灯光辐射特性与灯罩反光特性的匹配度低。匹配度越低，眩光危害程度越大。
（一）、400W金属卤化物灯眩光能量大、危害大。400W金卤灯，自上个世纪七八十年代至本世纪初，是各类体育运动场馆照明设计的主流体育照明灯。在羽毛球场馆照明、乒乓球场馆照明灯工程中，也是很多生产厂家和球场照明工程公司，主力推广的场馆照明灯具。一度时间，在体育运动球场照明设计中，400W金卤灯是市场地位辉煌的场地灯光。
但是，400W金卤灯的眩光能量大，球场灯光照明质量低，场馆照明眩光危害程度大。对体育场馆经营效益，有很大的负面影响。
1、金卤灯内添加有金属卤化物元素。发光机理是金属原子在电场激发下，弧光放电发出金属原子的特征谱线。金卤灯的标称色温并不高，一般在4500K左右。但是，光谱分布却偏离太阳光可见光谱的能量结构。光色偏青，含有较多的蓝光。可见光比例低。眩光能量大，眩光危害程度大。
2、400W金卤灯用做球场灯，场地照明光色品质低。眩光能量大，是场馆照明六种体育灯中较为严重的。光线刺眼、耀眼、晃眼睛、眩目，产生眩光危害。其眩光危害程度，是场馆照明经常使用的六种球场专用灯中较为严重的。
3、场馆照明，经常会在球场的多个角度、多个位置，打球的人只看到一个晃眼的光幕，看不到空中飞行的羽毛球、乒乓球、篮球等球体。场地灯光刺眼、晃眼、耀眼、眩目，没有办法扑捉球体，跟踪定位，挥拍打球。
4、因为400W金卤灯眩光能量大，打球的运动员，既是在眼睛离开刺眼的光幕后，还会有短暂的视觉黑现象存在。并且视觉恢复时间较长。
5、已经有过多起运动场馆照明工程商，在球场照明设计中，选择使用了400W金卤灯。但因为球场灯光眩光危害程度严重，用户不认可，不能交工的案例。
6、亦已经有较多的羽毛球、乒乓球运动场馆，过去已经安装使用了400W金卤灯。因为打球的人，对场地灯光眩光危害意见较大，影响场馆经营效益。先后选择了新型的6U-60W无眩光危害高频率节能灯，直接替代更换了原来的400W金卤灯。既解决了球场灯光眩光危害的问题，提高了场馆照明质量，又降低了球场照明耗电功率和照明电费。增强了运动场馆市场竞争力，提高了场馆经济效益。
（二）、LED大功率节能灯眩光能量严重、危害严重。LED大功率节能灯，是电场激发，场致发光的球场灯具。在近几年市场大环境的推波下，就像电影明星一样一夜爆红，市场热度急剧升高。
但是，因LED大功率节能灯，发光效率与色温有密切的关联。LED厂家为追求高亮度，导致灯光色温过高、光强过高、蓝光等短波光能量比例过大。眩光能量严重。
LED大功率节能灯用于场馆照明，场地灯光刺眼、耀眼、晃眼，眩目危害严重。打球的人不慎看一眼LED大功率节能灯的发光面，会感到光线刺的眼睛有痛痛感。既是在眼睛离开了LED大功率节能灯刺眼的光线后，眼睛仍会有较长时间的视觉黑。视觉恢复到正常状态，需要比较长的时间。严重影响运动打球。
LED大功率节能灯，眩光能量危害角度宽、范围大。场馆照明有眩光危害的位置多、角度多、区域多。眩光危害程度，在六种球场专用灯中最为严重。
用于球场照明，对场馆经营经济效益的负面影响很严重。从体育运动场馆照明质量角度来讲，LED大功率节能灯是不能用于球场照明的。
三、眩光能量各异和眩光危害程度不同的三种场馆照明场地灯。
T5节能灯球场排灯、U型螺旋型大功率节能灯、高频无极灯。这三种体育灯发光原理相同，都是气体放电光致发光球场专用灯。发光机理都是三基色荧光粉，吸收汞放电激发光谱，转换发出红、绿、蓝三基色光，合成白色光。
这三种场地灯，眩光能量大小不都是一样的，眩光危害程度也不同。其眩光能量大小和危害程度，都由其自身的光谱能量分布结构决定。眩光能量大光色偏青，蓝光多小各异，危害程度大小不同。
1、光谱结构决定眩光能量。这三种球场灯的光谱分布，如果能够接近于太阳光可见光谱的结构，光色品质就优秀。可见光能量就高，眩光能量就会小，眩光危害就会小，或者是无眩光危害。
如果光谱结构偏离太阳光可见光谱的分布结构，并且是偏向于短波蓝光方向。灯光就一定会光色偏青、蓝光多，色温高。可见光能量比例必然会减少，眩光能量必然就会提高，场地灯光就会产生眩光危害。
2、节能荧光灯管荧光粉品质和配比决定光谱结构。固体发光理论研究成果证明：荧光粉技术品质及配比，决定光谱分布结构。主要体现在，单色荧光粉性能品质的优劣和三基色混合荧光粉的配比结构是否合理。
如果单色荧光粉，是稀土三基色荧光粉。如果三基色混合粉配比结构科学合理。节能荧光灯管的光谱分布结构就会合理，光色就会接近于太阳光可见光谱的能量分布结构。球场灯光眩光能量小，眩光危害程度小或没有眩光危害。
如果单色荧光粉不是三基色粉；或者是三基色荧光粉，但是品质低；或者是三基色混合荧光粉配比不合理。节能荧光灯管的光谱能量，就一定会偏离太阳光可见光谱的分布结构。一旦偏离的方向是指向短波能量，就一定会有眩光能量和眩光危害。光谱结构偏离越是严重，眩光能量就会越是严重，眩光危害程度就会越是严重。
3、电子镇流器输出特性影响光谱结构。影响节能荧光灯管光色品质的因素，还有电子镇流器的输出特性。本质是电子镇流器，对荧光灯管等离子体的激发特性和能量输运特性。集中体现在，电子镇流器输出特性与荧光灯管阴极特性之间是否匹配。
如果两者特性能够匹配，球场专用灯光谱，有利于趋近太阳光可见光的分布结构。匹配度越好，接近度越高。
如果不能匹配，光谱结构就会发生偏离，就会产生眩光能量。匹配度越低，偏离越大，眩光能量越大。
说明：高频无极灯没有电极，其匹配度是磁耦合度。
4、因为三种球场灯眩光能量各异及危害大小不同，应该慎重鉴别。当前，市场上正在销售的和正在使用的这三种球场灯。因其节能荧光灯管的荧光粉品质和配比差距较大。场地灯光的眩光能量大小与眩光危害程度，都有较大的差距。在场馆照明设计时应该认真地鉴别选择。
5、怎样鉴别三种球场灯眩光能量的大小。光谱理论研究成果表明：球场专用灯的光谱结构，决定眩光能量大小，也决定场地灯的光色。因此，球场灯的眩光能量大小，就会通过场地灯光的光色表现出来。同时，体育灯光的光色又使用色温来描述。因此，球场灯光的眩光能量大小，又通过灯光色温来表现。
以此原理，我们就可以通过球场专用灯的色温高低和场地灯光颜色，来鉴别球场灯眩光能量的大小。
第一、眩光能量小，没有眩光危害的球场灯光的颜色及视觉感。眩光能量小，是因为光谱结构接近于太阳光可见光能量分布。眩光能量小的球场灯光，可见光比例高，光色纯白。灯体表面有一种玻璃即将融化的视觉感，灯体表面亮而柔和，光视觉有温暖感。像太阳光一样明亮、不刺眼。即是眼睛直视灯体表面，也没有光线刺痛感。眼睛离开灯体表面，视觉感立刻正常，没有眼睛视觉黑现象。
这种球场专用灯，光色相当于上午十点至下午三点这一段时间的太阳光。其灯光表面色温在6000K附近。用于体育场馆照明，没有眩光危害。视觉明亮、清晰、舒适。对空中飞行的各类球体，看得见、看得清、看得准。球打得准。能够提升体育运动场馆规格档次，提高场馆经济效益。
第二、再说眩光能量大，有眩光危害的球场灯光的颜色及视觉感。眩光能量大的球场灯光，直观的表现为，色温高，蓝光多，光色偏青。
当：灯体色温在6500K时：可见光比例就会降低，眩光能量就会偏大，灯表面的光色就是冷白光。灯光虽白亮，但视觉有冷硬感，没有视觉暖意感。眼睛直视灯体表面时，光线没有明显的刺痛感，但是明显的感觉不舒适。在眼睛离开灯体表面，视觉虽没有明显的视觉黑现象，但是有瞬间的“视觉花”现象，之后视觉感就可正常。
这种球场灯光，眩光能量不是很大，有眩光危害，危害不严重。但是，眩光危害程度是不能忽略的。用于场馆照明，打球的人对其眩光危害程度，有可能会忍受，但是会产生视觉不舒适情绪。会在一定程度上，影响体育运动场馆经营效益。
当：灯体色温在6800K时：有的公司为了追求球场灯光的表面亮度，将色温进一步提高，超过6500K以上，达到6700K--6800K。高色温场地灯光，可见光能量明显降低，眩光能量比例明显提高，灯光眩光能量大。灯体光色不是白亮，而是光色偏青。眼睛直视灯表面，光线刺眼，视觉刺痛感明显。眼睛离开灯体表面，有明显的视觉黑现象，视觉恢复正常感的时间也比较长。
这种球场灯，眩光能量大，眩光危害大。如果用于场馆照明，打球的人对其眩光危害程度，通常是不能够接受和忍受的。会严重影响体育运动场馆经营。
当：灯体色温在7000K时：更有甚者，为了追求体育照明灯光表面高亮度。将球场灯光色温进一步提高，达到7000K。这种超高色温的场地灯，光色是显著地青白光，眩光能量很大，人眼不敢直视灯体表面。如不慎眼睛直视灯体表面，光线刺眼厉害，眼睛视觉感痛痛。在眼睛离开灯体后，视觉黑感现象厉害，视觉恢复正常状态时间长。
这种球场灯，眩光能量严重，眩光危害严重。不能用于场馆照明。
四、历经检验的场馆照明专用无眩光危害6U-60W高频率节能灯。是青岛法兰克微电子有限公司设计生产，专业用于乒乓球、羽毛球、排球和篮球与网球运动场馆照明的体育场馆专用灯。
青岛法兰克高频率节能灯设计工程师韩俭荣，专注等离子体物理和光谱能量分布结构基本理论研究及应用技术研发。重点理解把握了以下四个方面的技术机理。
1、较好地把握了球场专用灯，其节能荧光灯管内等离子体频率、阴极阻抗和电子镇流器驱动能量特性，三者之间对立统一的辩证关系。在球场灯冷态与热态两种状态和启辉与点燃两个动态过程中，实现了优化匹配并且达到自适应功能。
2、深度理解红、绿、蓝单色稀土荧光粉，吸收光谱与激发光谱的匹配函数关系。
3、深度理解红、绿、蓝单色稀土荧光粉，发光光谱能量分布特性，及与激发光谱之间的响应函数。
4、深度理解红、绿、蓝三基色稀土荧光粉混合配比，与发光光谱能量分布特性的响应关系。
5、在深度理解把握上述四个方面技术机理的基础上，青岛法兰克6U-60W无眩光危害，高频率场馆照明球场专用节能灯。发光光谱能量接近于太阳光可见光谱分布结构。并且发光光谱能量分布结构特性，趋近于明视觉状态下人眼视觉函数曲线。可见光能量高，眩光能量小，没有眩光效应危害。
6、灯光表面光色纯白，相当于上午十点至下午三点这一时间段的太阳光色。灯光色温6000K左右，U型灯管表面白亮，有一种玻璃融化视觉感。光色纯白明亮，颜色纯正柔和，视觉温煦、暖意感好。有效视觉亮度高、清晰度高，视觉舒适度好。
7、即是眼睛直视灯体表面，光线不刺眼、不耀眼，眼睛没有光线刺痛感，没有视觉不适感。在眼睛离开灯体表面后，没有短暂的视觉黑现象，也没有短暂的视觉花现象。视觉感正常、自然、舒适。
8、历经近十年，在多个发达城市，多家高端体育运动场馆照明节能工程中广泛应用证明。在场地任何方位、任何角度，在人眼正常仰视视野内，场馆照明球场灯光不刺眼、不耀眼、不晃眼、不眩目，没有眩光危害。对空中飞行的各类球体，看得见、看得清、看得准，打得准。长时间运动打球，视觉舒适、不疲劳，心情愉悦。
五、场馆照明六种球场灯光眩光能量及眩光危害程度对比列表。
六种球场灯光眩光能量状况及眩光危害程度对比列表
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眩光能量状况
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眩光危害程度
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对场馆经营
影响程度
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400W金卤灯
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眩光能量大
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眩光危害程度大
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对场馆经营
负面影响很大
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LED大功率
节能灯
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眩光能量严重
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眩光危害
程度严重
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对场馆经营
负面影响严重
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T5球场排灯、U型螺旋型节能灯、高频无极灯
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其眩光能量和眩光危害程度因灯而异。色温高的眩光能量大，色温越高，效果能量越大，眩光危害程度越大。色温达6500K的，对场馆经营负面影响较大。色温高达6800K的，对场馆经营负面影响很大。7000K的，对场馆经营负面影响很严重。
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6U-60W高频率节能灯
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太阳光色
眩光能量很小
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场馆照明
没有眩光危害
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场馆照明：不晃眼不刺眼。视觉明亮度、清晰度、舒适度好。提高场馆经营效益。
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六、球场专用灯光眩光能量及眩光危害程度比较结论。
多家高端室内羽毛球、乒乓球等，体育场馆照明设计经验表明：
球场照明灯光，唯有太阳光色，相当于上午十点至下午三点左右的太阳光，色温在6000K附近。才能光色纯白、明亮清晰，颜色纯正。光谱能量分布，才会接近于太阳光可见光的结构。可见光能量比例高，无眩光能量小，才能没有眩光危害。
运动场地照明，灯光才会不晃眼、不耀眼、不刺眼、不眩目。对空中飞行的羽毛球、乒乓球、篮球、排球和网球等球体，看得见、看得清、看得准。视觉物像清晰，球打得准、打得稳。
球馆照明才能有明亮度高、清晰度高、舒适度高的照明质量和效果。才能视觉舒适、不疲劳，身心愉悦。
作者简介：
韩俭荣。专注于气体放电等离子体物理和固体发光理论及技术研究，着力于儒释道国学文化研修。现服役于青岛法兰克微电子有限公司总工程师职位。自主研发、设计、生产，体育运动场馆照明专用球场灯具：6U—60W无眩光危害高频率节能灯。
技术支持电话：1526 525 8265。1357 326
2961。1360 630 6833。
