闡述燈光高爾夫球場照明的照度要求, 光源選擇、燈具選用、燈桿布置及供配電設計要點。讓球場亮起來, 讓球手們在夜間可以和在白天一樣充分發(fā)揮, 這是燈光高爾夫球場的設計目的。

　　在夜間打高爾夫球, 必須有足夠照度的照明, 這給高爾夫球場照明提出相當高的要求。燈光高爾夫球場照明要求不同于其他運動場照明, 所要考慮的問題與其他運動場有所不同。高爾夫球場面積很大, 大過其他運動場許多倍, 并且又分成許多球道, 對于標準桿為七十二桿的高爾夫球場來講, 球道為十八條, 球洞為十八個; 另外, 球道的方向基本是單向的, 相鄰的球道多為單方向, 而且球道地形變化多種多樣, 高低起伏, 使得燈桿的定位、光源類型及燈具的投光方向等明顯與其他運動場有所不同, 顯得設計更復雜、更具有挑戰(zhàn)性。本文主要從照明設計及照明供電兩方面加以闡述。

　　1.照明設計

　　高爾夫球運動是一種充分利用空間的室外體育運動, 人在草地上步行, 球在10220m的空間飛行, 所以在考慮球場燈光照明時, 不僅要考慮到球手步行的光照度以及球體落在草坪上時的光照度, 更主要的是, 要讓球場有關場地上部空間的光盡可能均勻, 不會使球體暗淡。也就是說采用泛光照明方式, 用一個或多個較大面積的光源, 或者從多個方向來的小光源, 使得照明光線柔和, 滿足球手視覺要求, 做到在燈光下與在陽光下一樣能揮桿盡興。

　　在高爾夫球場中, 一個球洞主要是由三部份組成: 發(fā)球臺(TEE)、球道(FAIRWAY) 及果嶺 (GREEN)。其中, 球道部分又包含有沙坑(BUNKER)、水池 (POOL)、橋(BRIDAGE)、陡坡 (SLOPE)、丘陵(HILLS)、長草區(qū)(LONGGRASS) 及球車道(CARPATH) 等不同的部分。由于各球場設計風格的不同, 這些部分在球場中的布置方式也不盡相同。而且, 沙坑、水障礙及長草區(qū)等在《高爾夫規(guī)則》中被定義為球場障礙, 它們會讓球手感覺到一種挑戰(zhàn), 因而夜間照明也必須適當考慮它們, 以有利于發(fā)揮它們本身應有的作用。適當?shù)臒艄獠贾眠€可以增加夜間打高爾夫球的樂趣性和挑戰(zhàn)性。

　　對于每個球洞, 發(fā)球臺是首要地區(qū), 設計此處的照明要盡量讓使用左手或右手的球手都可以很好地看到球體及發(fā)球桿的端部, 不妨礙發(fā)球。水平照度一般要求達到100～150lx, 并且燈具以寬配光投光燈為主, 盡可能地從兩個方向進行照明, 避免出現(xiàn)球體、球桿或球手的影子落在球體或擊球的方向上, 影響球手的視覺。

　　安裝時, 常將燈桿安裝在發(fā)球臺的后邊緣至少115m的地方。對于面積較大的發(fā)球臺則需多方向配燈(圖1) , 發(fā)球臺的照明燈具安裝高度, 應大于或等于發(fā)球臺總長度的一半, 但最少不低于9m。經安裝實踐表明, 增加安裝高度會很有效地改善發(fā)球臺的照明效果, 如用14m 的高桿照明, 效果就比用9m的低中桿照明好得多。

　　圖1 發(fā)球臺及燈桿

　　每個球洞的球道部分, 由于它們的位置充分利用現(xiàn)有的地形, 與自然地貌融為一體, 并且寬度是根據(jù)球洞設計的擊球難度而有所變化, 范圍在32～55m之間, 平均寬度在41m 左右, 典型球道的周邊隨地形成曲線, 在落球區(qū)最寬。所以對球道的燈光照明設計, 可以考慮以窄配光投光燈從兩側作追蹤照明, 保證有足夠的垂直照度, 相關的垂直面是指垂直于球道的中心線的一個立面, 它的寬度是該點球道的總寬度, 高度是從球道中心線高度到其上方15m左右, 這個垂直面位于球道兩燈桿的中點。實踐表明, 這些垂直面若選擇在落球區(qū), 對擊球效果較佳。

　　參照日本照度標準(Z9110, 1997年版) 和英國科藝照明公司(THORNLIGHTING) 的技術要求, 球道部份的水平照度要求達到80～100 lx, 垂直照度則要求達到100～150lx, 并且在任何一個垂直面上, 垂直照度與最小照度之比應不大于7: 1(圖2)。當球以100km?h 或更高的速度運行時, 球道的垂直照度要足以使球手能夠看到小球飛行的全程, 直至看到它的落球點, 也就是說, 球道設置的照明光照度要保證球手從發(fā)球臺擊出的小球可以被追蹤到, 為此, 要求第一個垂直面距離發(fā)球臺的燈桿應不小于30m , 而燈桿的間距則須結合所選用燈具的配光特性, 以及燈桿所處的地形進行綜合考慮。燈具安裝高度的最小值為距離燈桿底座11m , 并且盡可能多安裝在落球區(qū)或球道拐彎處, 從而減少燈具及燈桿的數(shù)量, 節(jié)省投資; 如果燈桿位于特殊地形的地方, 則安裝高度要相應考慮增減。所以, 為了減少地形的影響, 燈桿一般沿球車道或在較高地帶安裝。

　　圖2 球道照明

　　在球道中的另一部分, 即現(xiàn)場障礙區(qū), 如沙坑水池、小橋等, 也應考慮一定的照明光照度, 可在30～75lx之間, 以保證球手在將球擊到這些區(qū)域時, 也可以順利將球再次擊出。同時, 適當設計這些局部燈光照明, 也可以給夜間的球場增添幾分魅力。

　　球手擊球經過球道, 將小球擊上果嶺, 推球入洞就完成了本洞的擊打。果嶺, 作為球洞的終點, 地勢一般高于球道, 對它的水平照度要求很高, 一般要求在200～250lx, 且最大水平照度與最小水平照度之比不大于3:1, 由于球手可以在果嶺上由各個方向向球洞推球, 所以, 設計果嶺區(qū)照明至少得有2個方向以上的照射, 盡量減少陰影(圖3)。燈桿安裝在果嶺區(qū)前面的40度陰影區(qū)內, 且燈具間距小于或等于燈桿高度的三倍, 光照效果較好。

　　圖3 果嶺與球道照明

　　在設置照明燈桿時要注意: 燈光照射不能影響球手擊球, 不要對本球道或其他球道的球手產生有害的眩光, 這一點是非常重要的。眩光的形式有直接眩光、反射眩光、極高的亮度對比形成的眩光以及因視覺不舒適而產生的眩光等。對于燈光高爾夫球場來講, 燈光的投光方向設置基本上是順著擊球方向, 在無相鄰球道時, 眩光的影響較少, 而對互相毗鄰的球道而言, 由于兩球道的擊球方向相反, 燈光投光方向相反, 毗鄰球道的燈光就會對在本球道上擊球的球手產生強烈的眩光, 這種眩光以直接眩光的形式出現(xiàn), 在夜空暗背景下是十分強烈的, 會給球手造成十分不適的感覺。因此, 在設置相鄰球道的燈光時, 必須減少眩光的影響。

　　這樣, 在同樣的眩光源亮度和背景亮度下, 采用同樣的光源, 即眩光源的表現(xiàn)立體角W相同時, 眩光常數(shù)G與位置函數(shù)P(Η)成反比, 而P(Η)又隨著Η角度的增加而增加, 表現(xiàn)為眩光作用下降。這就是說, 當球手與眩光源距離D一定時, 適當增加眩光源的高度, 即增加了Η角度值, 相應地減少了眩光的危害。實踐表明, 當光源安裝高度在11m以上時, 可以有效地控制球場的眩光。

　　圖4 眩光有關數(shù)據(jù)示意圖

　　以上主要闡述球場燈桿的布置以及如何減少有害的眩光。而對照明光源及燈具的選擇, 則應考慮以下幾點。

　　(1) 優(yōu)先選用高效率的光源。

　　這樣在達到同樣的照度時, 可以減少所需光源的個數(shù), 從而減少了電氣線路材料費及安裝費等, 即減少了初投資。

　　(2) 選用高顯色性和高色溫的光源。

　　據(jù)現(xiàn)場實踐, 顯色指數(shù)Ra> 90, 色溫達5500K 以上的金屬鹵化物燈, 會很好地再現(xiàn)球場的風貌, 如草坪、球體等物的原色。

　　(3) 選用具有良好控制特性的光源。

　　(4) 選用與光源配套的燈具。

　　即結構與種類配套, 規(guī)格與光源功率配套。

　　(5) 選用與環(huán)境配套的燈具。

　　由于燈光球場的燈具是安裝在室外露天場地的, 選用燈具時, 必須充分考慮燈具對進入異物和水的防護程度及防止觸電程度。一般選用保護等級IP55和電擊保護等級ê級。另外, 還須結合當?shù)卮髿猸h(huán)境考慮燈具的防腐性能。

　　(6) 選用能合理利用配光曲線的燈具。

　　從而提高光效, 減少電能損耗, 同時要求燈具應有很好的光線分布, 減少眩光的危害。

　　(7) 選用經濟性較高的燈具和運行費用低的光源。

　　主要從燈具利用系數(shù)、燈具和光源的壽命, 以及燈具的維護系數(shù)等方面考慮。

　　(8) 燈桿的選擇。

　　現(xiàn)常見的有固定式、放倒式、氣動升降式和液壓升降式等幾種。如何選用, 須結合球場環(huán)境和投資經營者的經濟實力來考慮, 以不影響球場的環(huán)境, 保證球場的自然美為前提。

　　2.照明供電

　　優(yōu)良的球場照明設計必須有良好的照明供電系統(tǒng)來保證。球場的照明供電系統(tǒng)主要從以下幾個方面來考慮。

　　(1) 球場燈光照明的電源可以從城市電網(wǎng)引入, 也可以由自備發(fā)電組供電, 視球場的具體情況而定; 建議盡量使用城市電網(wǎng)絡供電, 會大大減少日后的運行費用。如果無法使用城市電網(wǎng)或供電線路設備投資巨大時, 可以采用自備發(fā)電機組供電, 而發(fā)電機組應盡可能靠近負荷中心。一般來說, 球場燈光是以球道燈光為單位的, 每條球道的照明負荷中心可以初定在球道的中間地段, 球場的照明總負荷則在幾條球道圍繞之中為最佳。

　　(2) 供電方式應該首選三相四線制供電, 從而減少電能損耗, 并且可以減少氣體放電燈(如金屬鹵化物燈等) 的光通量的脈動, 進一步提高了球場的照明質量。

　　(3) 結合高爾夫球場的環(huán)境和供電的優(yōu)越性, 配電線路首選三相四芯電纜, 且優(yōu)先考慮使用鋼絲鎧裝式電纜。這是因為高爾夫球場很大部分是人工推土造型出來的, 電纜多采用直埋地下的敷設方式, 電纜可能在后期施工中會發(fā)生位移, 所以采用鋼絲鎧裝式電纜, 增加了供電的安全可靠性; 還有的電纜施工方案采用電纜溝、隧道敷設或穿預埋管敷設, 這種方式雖然初次投資額會大一些, 但在日后維修保養(yǎng)方面就比較方便。不論電纜敷設采取何種形式, 在施工過程中一定要很好地與球場其他施工單位(如球場噴灌專業(yè)、球場造型及球場綠化等) 配合, 以保證供電系統(tǒng)安裝工作的順利完成, 進一步保證了供電系統(tǒng)的安全可靠。

　　(4) 由于高爾夫球場面積很大, 電源點到負荷之間的線路都較長, 因而在選用電纜時, 應優(yōu)先考慮線路電壓損失和電纜長期允許載流量這兩個重要運行參數(shù)。對線路過長、電壓損失較大的, 可以考慮使用升壓變壓器進行升壓。在選用時, 還要充分考慮環(huán)境溫度的變化、電纜的并列系數(shù)以及土壤的熱阻率等的影響, 根據(jù)敷設的實際環(huán)境進行校正, 若選出的電纜非標準截面時, 應按上限選擇。

　　(5) 燈光球場的照明線路考慮短路保護的方式, 一般應使用熔斷器保護或自動空氣斷路器。

　　(6) 為防止觸電事故, 保證人身安全, 照明器、開關、插座、升壓變壓器、配電盤的金屬外殼、支架、鋼管電纜的金屬外皮及金屬塔等必須良好接地。一般來說, 每金屬桿塔的接地電阻不宜超過308。

　　(7) 照明線路的控制, 可以采用定時控制、分球道控制。通過集中遙控線路控制電源開關的分合來達到分球道控制的目的, 以滿足維護和管理的要求。

　　(8) 如果燈桿選型是伸縮型, 即需要電源進行升降的, 則在電壓方面更應該充分考慮。必須保證在升降桿用電動機的端子處的電壓不低于額定電壓的90%。