四川省成都市某羽毛球体育运动馆

400W金卤灯球场灯光节能改造工程简析

成都市某羽毛球场馆，对原球场灯光400W金属卤化物灯（400W金卤灯）实施照明节能工程改造。体现了体育运动场馆照明，一要明亮、清晰、舒适，二要节能省电的科学理念。

有哲人箴言：他人的成功案例与经验，是福惠后来之人的明灯。羽毛球体育运动场馆照明，球场灯光成功的照明节能工程，亦是如此。

该羽毛球场馆照明改造案例，涵盖了体育运动场馆照明，球场灯具布光方案、球场灯光应该具有的光色品质，两部分内容。供业界人士参考。

一、羽毛球馆面积、高度、羽毛球场地片数、排列模式

1、羽毛球场馆面积、高度。四川省成都市某羽毛球体育运动馆，场馆宽约30米、长约45米，面积在1400平方米左右。羽毛球馆高度10米左右。

2、场馆内羽毛球场地片数、排列模式。成都某羽毛球体育运动馆内，共设计有12片羽毛球场地，按照3列 * 4排的阵列布置。

二、羽毛球场馆照明原球场灯具及存在弊端。

成都市某羽毛球运动馆照明的球场灯光，原设计使用的是400W金属卤化物灯（400W金卤灯）。因400W金卤灯的技术性能和品质原因，羽毛球场地的照明质量与效果存在以下弊端。

1、程度较为严重的的眩光危害：由于400W金卤灯光谱能量分布结构，存在眩光能量。由于羽毛球是多方向、多角度的在飞行。由于打球的运动员，是多角度、多相向运动的。

所以，打球的运动员经常在某个位置、某个方向、某个角度，感觉到球场灯光的光线刺眼、晃眼，场地灯光眩目。只看到空中一块耀眼的光幕，看不到空中飞行的羽毛球体。

并且，打球的运动员在角度、方向、位置转换后，眼睛尽管避开了球场灯光的眩光能量。但是，仍存在短暂时间内的“视觉黑”和视觉恢复时间较长的现象。严重影响打球的时效性和准确性。

球场灯光，眩光能量产生的眩光危害，运动员反映较为强烈，意见很大。对羽毛球体育运动馆经营，带来较大负面影响。

2、存在程度严重的频闪效应危害：因为400W金卤灯，是50周工频交流电直接驱动发光，球场灯光频闪波动大。因为，400W金卤灯，其频闪能量是球场灯光中**严重的。因为，羽毛球体在空中飞行，是球体既做自旋运动又做抛物线运动的复合运动。因为，羽毛球体的自旋角速度和抛物线运动速度，是随机变化的。

所以，一旦羽毛球体的自旋角速度和抛物线运动速度，与400W金卤灯的频闪频率形成谐振时，就会产生严重的频闪效应危害。

表现主要有两种：**是，羽毛球馆空中飞行的羽毛球体，视觉影像不是一个羽毛球体在飞。而是在前面羽毛球的后面，有几个羽毛球体形成一个小尾巴串，一起在空中飞行。羽毛球体空中飞行轨迹不真实，空中定位不准。挥拍打球，出现空打现象。

第二是，严重的频闪能量作用于人眼，导致感光调节肌频繁的调节，形成视觉神经疲劳。

球场灯光的频闪效应危害，导致的视觉疲劳危害，是一直存在的。空中定位不准的危害，不是一直出现，但是会经常发生。

球场灯光400W金卤灯的频闪效应危害，在羽毛球场馆经营中，产生的负面效应尽管具有隐形的特点。但是，对于经营效益的影响，是不能不认真对待的。

3、光色铮亮、偏青带蓝光、颜色不真实、有效视觉亮度低：400W金卤灯，光谱分布偏离太阳光的可见光谱结构。球场灯光可见光比例低，显色能力低，有效视觉光效低。场地灯光铮亮铮亮的生冷、刺眼。光色偏青多蓝光，颜色不真实。

400W金卤灯场地灯光，不具有太阳光色纯白、明亮、清晰、舒适的技术品质。尽管羽毛球馆，场地水平照度和垂直照度已经做得很高。但是，球场灯光的明亮度、清晰度、真实度、舒适度都比较低。羽毛球馆视觉照明质量与照明效果很低。

在一个城市中，羽毛球场馆所使用的地胶（地板）、网杆等设施器材，档次质量相差不大，基本一样。**能够使羽毛球场馆之间拉开差距的因素，就是球场灯光的照明效果。场地灯光照明质量高，照明效果就好。来打球的运动员，视觉感舒适，打球心情就会舒畅。羽毛球场地每小时的门票价格就会高一点，来打球的人也会越来越多，羽毛球运动馆经营效益好。

羽毛球运动馆照明，使用400W金属卤化物灯做场地灯光，投资不少，电耗很高。但是。球场灯光照明效果跟预期目标相差甚大。较大程度地影响了羽毛球场馆的经营效益。

4、400W金卤灯功率大、电耗高、空调冷负荷加大、经营成本高：

**、400W金卤灯的实际消耗功率，应该包括电感镇流器功耗和金属卤化物灯泡功耗两部分。400W金卤灯现场实际耗电总功率，会在450W左右，有的高达500W左右。

第二、400W金卤灯消耗的电功率，分成两部分。一部分是启辉点燃过程中直接转化为热能。另一部分通过金卤灯泡转化为光能。光能量在羽毛球场馆内完成照明使命后，通过空间介质转化为热能。所以，400W金卤灯消耗的电能量，**终全部转化为热能量。

第三、羽毛球馆在夏季是必须开空调的。空调要维持馆内一定的温度，是靠消耗电能量实现的。

第四、温度是能量的体现。羽毛球馆内的温度，是场馆内两部分能量的综合体现。**部分是馆内自然环境热能量表现的自然环境温度，跟季节与天气条件有关联。第二部分是馆内球场灯光转化的热能量，体现出来的温度，跟球场灯光的耗电功率有关联。

第五、正因如此，羽毛球场灯光400W金卤灯，每消耗一度电能量，羽毛球馆的空调冷负荷，就必须相应增加一份电能量。

第六、球场灯光400W金卤灯的耗电费用，加之空调耗电费用，占据羽毛球馆经营管理费用的大部分。高额的耗电费用，大大增加了场馆经营成本。

5、400W金卤灯高温自熄、不能立即重启，严重影响场馆照明：高温自熄是400W金属卤化物灯的物理属性。高温自熄后，不能立即重启，是不争的客观事实。400W金卤灯一旦出现高温自熄，必须等到发光体的温度降下来以后，才能够重新启动点燃。

虽说400W金卤灯高温自熄的现象，不是每一天都一定出现，也不是整个羽毛球馆的灯光，同时全部发生高温自熄。但是，经常出现先后有几盏400W金卤灯，发生高温自熄的现象。

一旦发生高温自熄，因为温度较高、散热较慢，重新启辉点燃的时间还是比较长的。有的时候会严重影响运动打球。

400W金卤灯高温自熄现象无法改变，也很难控制。对羽毛球运动馆经营运行，产生了较大程度的负面影响。

三、采用6U-50W大功率节能灯直接替代400W金卤灯改造球场灯光

成都市该羽毛球体育馆，经认真调研论证，在2005年5月份，选用体育运动场馆照明**，无眩光和频闪效应危害球场灯光。青岛法兰克6U--50W高频率大功率节能灯，共计69套。保持球场灯具高度不变，直接替代原来400W金卤灯，实施羽毛球馆照明节能改造。

（一）、球场灯光改造，功率替代比例、节电率。

因该羽毛球馆球场灯光控制布线的原因，不便于现场测量计算球场灯光的实际耗电功率。因尔，在比对实际功率替代比例和实际节电率时。对400W金卤灯和体育运动场馆照明**无眩光和频闪效应危害场地灯光，青岛法兰克6U--50W高频率大功率节能灯。其功率均按照额定功率值计算。

1、400 W金属卤化物灯总功耗： 400 W金属卤化物灯的总功耗包括光源本身和电感镇流器的功耗。电感镇流器的功耗，相当于光源本身功耗的20％左右。

400W金属卤化物灯总功耗=400 W＋（400 W×20％）＝480 W左右。节电计算取值480 W。

2 、6U—50W高频率大功率节能灯总功耗：6U—50W高频率大功率节能灯，设计定型额定功率在220V电压状态下，为50W。考虑到现场电压升高的因素，实际功耗还会提高5—10％。6U—50W高频率大功率节能灯，实际总功耗会在55 W左右，节电计算取值55 W。

3、球场灯光节能改造后，现场实际功率替代比例：6U—50 W高频率大功率节能灯，直接替代400 W金卤灯。实际功率替代比例为：55W ：480W ＝1 W：8.7 W。

4、球场灯光节能改造后，现场实际节电率：大功率节能灯直接替代400W金卤灯后，现场实际节电率＝(480W－55W)÷480W×100％＝87％。

（二）、羽毛球馆球场灯光改造，布光模式、每盏灯覆盖的平方米数。

成都市该羽毛球运动馆，关于球场灯具如何布局的问题。综合平衡球场灯光高度、场地面积、用灯数量、场地照度值及均匀度等技术参量。经科学论证，方案如下：保持球场灯具，垂直吊挂高度与原来400W金卤灯一样，采用矩阵式布灯模式，均匀布光。

矩阵式均匀布灯（光）模式，具有场地灯光水平照度均匀度高和垂直照度均匀度合理的技术特点。场馆照明无阴影，照明质量高。羽毛球场地布置与调整，灵活随意，不受球场灯光的限制。

该羽毛球场馆，宽约30米、长约45米，面积在1400平方米左右。场地灯光改造，共使用69套球场灯光。平均每盏球场灯，覆盖的平方米数为：1400平方米/69盏灯=20平方米左右。

（三）、每一片羽毛球场地的球场灯数量和每小时耗电费。

1、每片场地用灯5.75套：羽毛球场馆照明，矩阵式均匀布光（灯）模式，用灯数量少，投资节省。成都市该羽毛球馆照明节能改造后，平均到每一片羽毛球场地的球场灯光数量为=69套球场灯/12片场地=5.75套球场灯。

2、每片场地每小时耗电不足一元钱：羽毛球场馆照明，矩阵式均匀布光模式，用灯数量少，耗电量省。成都市该羽毛球馆灯光节能改造后，场馆球场灯光照明耗电功率节省87％，灯光耗电量大幅度地降低。平均到每一片羽毛球场地，每小时的照明电费不到1元钱。

（四）、节省下来的都是纯效益。

因为，场地灯光耗电功率节省了87％，空调冷负荷也随之大幅度减低，空调耗电功率大大降低。因为，羽毛球场馆经营电费，占据经营管理成本的很大一部分。因为，场地灯光照明节能改造，降低了球场灯光耗电量和空调耗电量，节省了电费。因为，众人周知，节省下来的都是纯效益，因此，羽毛球馆经营效益提高。

四、6U-50W大功率节能灯直接替代400W金卤灯有关数据

 6U-50W大功率节能灯直接替代400W金卤灯数据列表

五、羽毛球场馆球场灯光节能改造后照明质量

成都该羽毛球馆，对场地灯光实施照明节能改造后。专门邀请有关专业羽毛球训练队试打，实际验证改造后的照明质量和照明效果。

1、太阳光色，纯白明亮：经几个专业训练队试打反映，改造后的球场灯光，为太阳光色，光色纯白、明亮、舒适。

2、四个光色参量优秀：场馆水平面明亮度和垂直面明亮度、光色真实度、视觉清晰度和舒适度，四个方面的光色参量。都较原来的400W金卤灯的照明效果，有较大幅度的提高。

3、无眩光危害不晃眼：球场灯光不晃眼、不刺眼、不耀眼、不眩目，没有眩光危害。

4、无频闪效应危害空中定位准确：场地灯光稳定平滑不波动，羽毛球体在空中飞行，轨迹不拖尾、不重影，球体轨迹清晰真实。对空中飞行的羽毛球，看的真实、看的准确，空中即时定位准确。挥拍打球，打得着、打得准，不出现打空现象。

5、视觉舒适不疲劳：改造后的球场灯光，没有频闪及频闪效应危害。连续打球运动时间，即是接近半天，人眼视觉也不疲劳。

六、羽毛球场馆球场灯光运行状况

（1）、球场灯光运行状况：自2005年5月份，直接替代400W金卤灯安装完毕开始运行，至2013年9月中旬，历时8年多。69套球场灯光，年故障率低，在百分之一内。年光衰幅度很小。启辉点燃稳定可靠。

（2）、球场灯光使用寿命周期：该羽毛球体育馆，在历时8年多的时期内。先后陆续、分批将69套球场灯光更换了一遍。球场灯光启辉点燃寿命周期，有的基本上在4--5年左右，有的基本上在5--6年左右。

实际状况是，成都市该羽毛球馆，替代400W金卤灯节能改造时，初装一遍球场灯光，是69套球场灯具。在历时八年多的照明周期中，在启辉点燃四至七年的时间里，分批更换了一遍，使用69套球场灯光。

（3）、继续稳定可靠地启辉点燃：至2013年9月中旬，电话跟踪询问，成都市该羽毛球体育运动场馆经理反馈信息为：更换后的69套，青岛法兰克无眩光危害和无频闪效应危害，体育运动场馆**6U--60W高频率大功率节能灯，全部能够可靠地启辉点燃，运行稳定，继续使用。技术支持电话：1526 525 8265。1357 326 2961。1360 630 6833。

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，着力于国学文化与儒释道研修。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**球场灯具：无眩光危害和无频闪效应危害，6U—60W高频率大功率节能灯。