罗涛|解码智慧冬奥｜罗涛：创新节能照亮“冰立方”( 二 )
首次提出适用于冰壶场地的大功率LED灯具性能评价指标
随着 LED 照明技术快速发展，LED 目前已广泛应用于一般照明，全面取代传统照明已是大势所趋，国际冰壶联盟也推荐采用 LED 。但是大功率 LED 能否用于高级别体育赛事的场地照明，从成熟度上还有许多问题有待研究和解决，特别是在光电性能、散热、颜色一致性、谐波和频闪等方面还存在哪些问题，在这种高大空间和高级别赛事应用中如何实现良好的光环境效果，都需要进行研究 。
据罗涛介绍，体育照明需要关注场地内的运动员和裁判员、现场观众和电视转播三方面的需求 。其中，冰壶比赛对于场地照明的基本要求包括以下几方面：一是冰面照明水平高，尽量均匀，没有反射眩光，保证运动员和裁判能准确判断和正常比赛；二是有足够的垂直照度，以保证运动员和裁判的现场视线交流，满足现场观众观看比赛的要求；三是避免眩光，保证正常比赛和竞技水平的发挥；四是在上述基础上，垂直照度和均匀度、眩光以及显色性还要满足电视转播的要求 。
研究表明，高色温和高照度条件下，能够提高运动员的兴奋度，从而保证其竞技状态和技术水平发挥；同时，照明水平高并保持足够均匀，也是比赛的公平性的基本要求 。该课题基于冰壶场地的照明需求和国家游泳中心的建筑特点，通过对大功率LED照明产品的控光特性、光电色性能、散热、光衰、谐波和频闪等性能开展实验研究，并首次提出适用于冰壶场地的大功率LED灯具性能评价指标，并为相关标准的制修订奠定基础 。
“良好的光环境，不仅能保证赛事的顺利进行，保证运动员发挥出应有水平，同时也能保证电视转播的效果，使全世界亿万观众能够欣赏到精彩的比赛 。”罗涛说 。
场地照明实现节能、可持续设计的目标
除了高级别冰壶比赛对场地光效果的高要求外，场地照明方案还要考虑到水立方的赛后应用 。对此，研究团队提出合理的照明设计在保证冰壶比赛用灯具在不用调整灯位的条件下，可用于游泳比赛模式；提供智能照明控制方案，可实现模式的快速切换，并可与演出灯光和景观照明进行联动，实现了赛后冰水双模式、彩电转播和赛后各类活动的要求 。
据介绍，在场地照明方案设计中，研究团队通过对冬夏项目场地转换的运行模式和控制策略进行研究，首次完成了同时满足水上和冰上两类运动项目的需求，使水立方能够在服务2008年北京奥运会后，又服务2022年北京冬奥会 。
当前，在双碳背景下，节能运行是核心内容 。研究团队通过多次优化方案，实现了赛时和赛后的综合利用，即通过一键切换，可以实现不同模式之间的转换，实现节能高效运行 。同时，利用动态变参数光热性能模拟和太阳全光谱优化选择技术，通过光热优化及采光照明协同设计研究，提出地下冰场整体性能最优化的被动式节能设计方法 。
“首先，是要保证大功率LED投光灯的产品性能，特别是光学性能，具体来说，主要是合理的配光（也就是光分布要合理）、良好的显色性、稳定的光输出；其次，良好的照明设计是核心内容，要根据大功率LED的特点，结合场地需求和马道设置，优化灯具选型、合理布置灯具，用最少的灯实现最佳的照明效果；最后，要充分利用智能照明控制的优势，保证高效经济运行 。通过课题研究，本项目的节能率超过60% 。”罗涛说 。
值得关注的是，罗涛所在的研究团队作为国内最早开展体育照明系统研究的专业团队，不仅完成了《体育场馆照明设计及检测标准》和《LED体育照明应用技术要求》等国家和行业标准的制修订工作，还自行开发了体育照明眩光检测设备等具有国内领先水平的测试设备，并用于横滨国际综合竞技场的照明工程的眩光检测和改进，以及完成了2008年北京奥运会京内所有场馆和京外部分场馆的照明检测和广州亚运会和深圳大运会所有场馆的照明检测 。配合体育总局训练局对篮球、游泳跳水、体操、田径、举重等场馆完成了LED照明改造工作 。
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