１ 背景
哥斯达黎加位于中美洲，属于发达国家。对中国外交来说，中美洲地理具有特殊重要的意义，中哥两国在２００７年６月１日就签署了建交公报，哥斯达黎加成为迄今与我最后建交的中美洲国家。
中国援建的哥斯达黎加新国家体育场项目占地面积近１０万平方米，可容纳３５０００人，预计两年之内建成，中美洲地区现代化程度最高的综合性体育场，当之无愧地成为圣约塞市的新地标。当地政府和人民对该项目的建成非常满意，１９８７年诺贝尔和平奖获得者、哥斯达黎加总统（２００６～２０１０）桑切斯在项目建成后题字：“这座国家体育场是哥斯达黎加的心脏，这个热爱体育运动的民族的梦想和希望在这里跳动。”
该项目设计组遵循商务部领导的指示，通过此项目的建设不但要巩固中哥两国人民的的友谊，而且要在中美洲乃至整个美洲，宣传中国先进生产力，展现中国先进的工业产品，成功地尝试和实现了多项创新。其中在场地照明设计有一项突破即是，在实现ＦＩＦＡ２００７照明标准的前提下将中国的电力仪表智能监控技术应用于赛场照明的照度控制中，不但满足照度要求、控制灵活方便，而且能延长照度照明系统的整体寿命、节约大量电能，取得了较好的社会影响力和经济效果。
２ 足球场照明相关标准介绍
ＦＩＦＡ（２００７）标准是最新的、要求最高的足球场照明标准，其对球场前期决策、安全、朝向与停车、赛场、运动员和比赛官员、观众、医疗、传媒、照明和供电、通讯和辅助区域等各方面作了详细的规定，相对于２００４版的ＦＩＦＡ标准，新赛场照明的照度标准得到了更大提高。
２．１ ＣＩＥ标准
１９８３年，国际照明委员会（ＣＩＥ－ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＣＯＭＭＩＳＳＩＯＮ ＯＮ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ）颁布《足球场照明标准（Ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｆｏｒ ｆｏｏｔｂａｌｌ）》，即ＣＩＥ５７号技术文件，是足球场场地照明的指导性文件，该文件对照度的标准相对较低（见表1）。
２．２ ＦＩＦＡ２００２标准
ＦＩＦＡ在２００２年公布的足球场人工照明标准（Ｇｕｉｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｏｆ ｆｏｏｔｂａｌｌ ｐｉｔｃｈｅｓ）已经对场地照明标准做了较大的提高，其按照比赛分级的不同，提出了照明布置、照明参数、照明测量等不同要求，是当时世界上足球场人工照明方面内容最全的标准，标注一经公布，就在２００２年韩日世界杯赛场上得到了应用，具体如表2、表3所示产。
２．３ 《体育建筑设计规范》
２００３年１０月１日开始执行的新版《体育建筑设计规范》（ＪＧＪ－３１），要求足球场照明设计按《民用建筑照明设计标准》（ＧＢＪ－１３３）执行，该规范在２００４年１２月１日已废止，改为《建筑照明设计标准》（ＧＢ５００３４），其对足球场的照明个设计要求规定如表4所示。
２．４ ＦＩＦＡ２００７标准
ＦＩＦＡ在２００７年公布的（Ｆｏｏｔｂａｌｌ ｓｔａｄｉｕｍｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ２００７）对照度作了超过３０％以上的提高，但却对显色指数有了３０％以上的降低，具体如表5所示。
同时，为了避免过高的照度标准导致赛场灯光外溢，造成周围环境的灯光污染，ＦＩＦＡ２００７又做了相应规定。
场地内设计照度（维持照度）较高，加之０．７的维护系数，那么场地内的初始照度将达到约３５００ｌｘ（Ⅴ级、垂直照度）和５０００ ｌｘ（Ⅴ级、水平照度），这个照度值不但不能提高球员的比赛舒适度和观众观看比赛的舒适度，而且能耗也大大提高，甚至导致溢光污染。因此ＦＩＦＡ２００７推荐采用恒光通量光源，即该种光源的初始光通量和维持光通量基本接近，可不考虑０．７的维护系数，但是该项技术仅被少数光源生产厂商所掌握，由于存在技术垄断，造成灯具价格也较高（见表6）。
按金卤灯的最小光衰时间3０００h计算。１个安装４８０盏、２ｋＷ金卤灯的体育场，按常规设计，考虑到０．７的衰减系数，在光衰周期内所浪费的能源是可观的，其估算如下：
Ｗ＝０．５×４８０×２×（１－０．７）×３０００＝４３２０００ｋＷｈ
即使按国内１元/度的电费计算，其多消耗的电费也达到了４３．２万元。
３ 照明设计
３．１ 赛场照明等照度控制
恒光通量光源及其配套灯具是专利技术、没有充分的市场竞争，价格较高，因此在不采用恒光通量光源的前提下，如何既能达到ＦＩＦＡ２００７的设计照度，又限制其初始照度，是该项目场地照明设计的技术难点。
项目组对此问题展开了深入的讨论，提出可以借鉴空调专业恒温控制的原理，采用我国完全知识产权的电力仪表智能监控系统技术构架，实现赛场照明的恒照度控制。
电力仪表智能监控系统是我国在能源紧张，相继出台了很多有关节能减排的法律法规的大环境下，发展起来的一个新的监控平台，在发达国家和地区，基础电网建设在几十年前已完成，由于没有实际的工业需求，因而研究较少、工业化程度不高，与国内在这个领域各项新技术和新产品的欣欣向荣、方兴未艾，形成鲜明的对比。
电力仪表智能监控按结构形式可分为集中监控系统模式、区域供电集中监控系统模式和光纤自愈环网集中监控系统模式。一般用于配电网络的监控和管理，在该项目之前还未见有资料宣称将其用于赛场照明控制。该项目设计的电力智能监控系统，若将其扩充，完全可以实现赛场照明的恒照度控制。与传统照明控制方式相比，不但硬件成本低、安装方便，而且编程简单，在网上或物理主站上可以直接对各个电力仪表所监控的对象进行数据采集、远程控制等，传输速率较快，冗余程度高，有很好的实用性和可靠性。
３．２ 电力监控仪表的关键技术
哥斯达黎加新国家体育场项目采用的安科瑞智能仪表型号为ＡＣＲ３２０ＥＬＫ及ＡＲＴＵ－Ｊ１６.ＡＣＲ３２０ＥＬＫ可测量三相的电流、电压、功率、功率因数、频率信号，带四象限的电能计量功能，配有ＲＳ４８５通讯接口，可与后台智能监控软件实现开关状态采集与遥控功能。该仪表能直接从电流、电压互感器接入信号，互感器变比任意设置，可满足不同负荷线路的测量、计量需求。ＡＣＲ３２０ＥＬＫ采用嵌入式安装，大屏幕蓝色背景灯液晶屏显示，方便用户直观读取各项电力参数。ＡＲＴＵ－Ｊ１６遥控单元是远程继电器输出模块，与上位机通过ＲＳ４８５总线进行数据交换，用于执行系统的遥控操作，共有１６路继电器输出，输出容量为ＡＣ５Ａ/２５０Ｖ或ＤＣ５Ａ/３０Ｖ，反应速度≤１０ｍｓ，接点的输出方式可设定为脉冲（点动）方式或保持方式，同时可存储１６路共计１６００组继电器动作时间顺序记录（ＳＯＥ信息）。作为自动控制环节中的执行元件，可用于远程控制自动化设备或直接驱动自动化设备的电操作机构，实现远程或自动控制。ＡＲＴＵ－Ｊ１６采用柜内３５ｍｍ导轨式安装，模块上设计有通道状态指示灯和通信状态指示灯，可直观反映继电器的工作状态和通信状态。
３．３ 控制方案
通过计算，此项目共设置４８０盏、每盏２ｋW的金卤灯作为赛场照明，电力仪表智能监控系统为每盏灯分配一个地址编码，可以独立开启和关闭每盏灯具（图1），通过按照不同的配光曲线组合，按光衰周期开启不同数量的灯具，实现等照度控制，以节约电能（见图2）。按初始光通量１００％到维持光通量７０％进行计算共３０００h，每５％即每５００h Ｖ级模式照明，设置一个开灯模式进行控制，同时电力监控系统对每盏灯的开灯时间进行记录，按最优方式控制每盏灯的总开灯时间，做到这４８０盏灯具寿命同期，避免传统的赛场照明控制方式使个别组数的灯具开灯时间过长、提前老化，延长了赛场照明的整体换灯周期（见图3）。为了保证恒照度模式下的赛场照明均匀度，照明设计软件进行了大量的模拟计算，优化出最佳的灯具组合，同时设置要求在每盏灯上配置对光装置，可按需要很方便地调整每盏灯的靶心，以保证赛场的照度均匀度（见图4、图5）。
４ 完成效果
本项目已在２０１０年１２月完成初验收，达到原设计的各项功能和指标，获得了各方的一致好评，现将验收的相关各项数据列出，供大家借鉴（分别见图6，表7、表8）。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳