Notizia

La ricerca sulla progettazione e l'applicazione dell'illuminazione notturna nei campi da calcio

Riepilogo
Il progetto illuminotecnico del campo di calcio si basa principalmente su partite di calcio che soddisfano gli standard internazionali e le funzioni di illuminazione richieste per campi sportivi multifunzionali.Sotto l'influenza di vari giochi di pratica o diversi fattori ambientali, può essere impostato in modo flessibile per soddisfare le esigenze di illuminazione degli eventi notturni.
Questa ricerca si basa sullo standard internazionale FIFA-Guide to the Artificial lighting for Football pitches specifica, livello di illuminazione, progettazione dell'angolo di illuminazione, standard di illuminazione, progettazione senza illuminazione e abbagliamento per giocatori e aree multimediali, impostazione del benchmark di progettazione illuminotecnica, considerazioni sulla sicurezza, illuminazione apparecchiature, otto requisiti di progettazione e simulazione funzionale delle apparecchiature di sicurezza.
I risultati della progettazione illuminotecnica notturna ottenuti attraverso la simulazione sono:
1. l'illuminazione orizzontale e verticale e l'uniformità delle prestazioni di illuminazione possono soddisfare i requisiti più elementari dell'illuminazione dello stadio
2.il contrasto tra controllo dell'abbagliamento e illuminazione è studiato per fornire un elevato senso di comfort;
3. Utilizzare luci con una resa cromatica di 95 e una temperatura di colore di 5600 K per creare l'atmosfera dell'ambiente generale dello stadio
4.Simula e regola il numero di lampade e seleziona lampade ad alta efficienza per ridurre i costi operativi
5. Utilizzare sorgenti luminose eccellenti per migliorare l'efficienza della vita delle sorgenti luminose per ridurre la frequenza della manutenzione.

Parole chiave: campo da calcio, uniformità, illuminamento orizzontale, illuminamento verticale, ombreggiatura, resa cromatica

introduzione

Il caso di studio si trova nell'area urbanistica di circa 3,7 ettari a sud-ovest del Zhubei Campus della National Taiwan University, a nord di Zhuangjing 1st Road, Guangming 6th Road East Section, e a sud-ovest di Zhubei Campus, Zhubei City, Hsinchu Contea.Il secondo campo sportivo dello stadio della contea di Hsinchu comprende principalmente un campo di atletica leggera standard internazionale di 400 metri, con un campo da calcio standard, una piscina a ostacoli di 3.000 metri e attrezzature da campo standard.Certificazione di livello e certificazione della Republic of China Athletics Association.L'obiettivo di questo studio è discutere la progettazione illuminotecnica delle apparecchiature di illuminazione notturna per i campi da calcio.

Dichiarazione di fondo

Le condizioni di progettazione illuminotecnica delle apparecchiature di illuminazione notturna per gli stadi di calcio si basano sugli standard internazionali Guida FIFA all'illuminazione artificiale per i requisiti delle specifiche dei campi da calcio.I requisiti dettagliati sono i seguenti:

Classe di illuminazione
La progettazione dei sistemi di illuminazione artificiale deve soddisfare i seguenti requisiti: Lampioni, staffe o strutture correlate non devono interferire con
Le attività dei concorrenti in campo e la linea di vista degli spalti per assistere alla partita;la progettazione deve minimizzare i tre tipi di inquinamento luminoso (Obtrusive Light)
1. Luce diretta che fuoriesce dal campo
2. Abbagliamento delle persone all'esterno della sede (allagamento del cielo notturno)
3. Bagliore del cielo notturno

Base di progettazione dell'angolo del fascio

Tabella 1 Tabella generale degli angoli di irradiazione

Angolo di illuminazione

Distanza periferica della palestra

Illuminamento

Troppopieno orizzontale

Entro 50 metri fuori dalla palestra

25lux

Verticale massimo

Entro 50 metri fuori dalla palestra

40lux

Troppopieno orizzontale

Entro 200 metri fuori dallo stadio

10 lx

Verticale massimo

Entro 200 metri fuori dallo stadio

20 lx

Standard di illuminamento

Tabella 2 Tabella generale degli standard di illuminamento

TorneoLlivello

Standard

Concorso Internazionale Classe V (con trasmissione televisiva)

Nessuna ombra e bagliore sul luogo

Concorso nazionale Classe lV (con trasmissione televisiva)

Nessuna ombra e bagliore sul luogo

Concorso nazionale Classe lll (nessuna trasmissione televisiva)

I pali dell'illuminazione nella sede dell'evento sono disposti in 8 gruppi senza abbagliamento

Concorso Regionale Classe II (nessuna trasmissione televisiva)

I pali dell'illuminazione nella sede dell'evento sono disposti in 6 gruppi senza abbagliamento

Riposo e pratica Classe l (nessuna trasmissione televisiva)

I pali dell'illuminazione nella sede dell'evento sono disposti in 4 gruppi senza abbagliamento

Osservazioni: l'altezza della lampada corrisponde all'angolo di distanza massimo del campo di calcio in linea di principio di 25°~ 45°

Fornire un buon ambiente visivo per giocatori e media, senza requisiti di progettazione di illuminazione e abbagliamento nelle seguenti due aree

1.L'area del calcio d'angolo
Basato sul centro della porta, entro 15° a sinistra ea destra della linea di porta, e non ci sarà inquinamento luminoso.

2.Dietro l'area di porta
L'area del calcio d'angolo su entrambi i lati sarà utilizzata come punto di riferimento e non ci saranno danni entro 20° e 45° dalla linea verticale su entrambi i lati.

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Figura 1: Diagramma schematico di uno stadio privo di inquinamento luminoso

I criteri di progettazione illuminotecnica devono soddisfare gli standard nella tabella seguente

Per evitare l'inquinamento luminoso causato dall'illuminazione notturna dello stadio verso l'area circostante, tutti i proiettori utilizzano un'angolazione medio/stretta.Se necessario, verrà installata una speciale piastra di guida della luce per guidare completamente il raggio all'interno dello stadio senza esposizione diretta.
Andate nelle case vicine, per non suscitare disgusto pubblico.L'ambiente di illuminazione del pubblico è ulteriormente considerato per evitare l'abbagliamento.
Controlla l'angolo di proiezione nell'intervallo di 65° di elevazione e fai in modo che le ombre si sovrappongano nella direzione per rendere la revisione più uniforme per rendere questo campo
1.L'illuminazione verticale elencata nella tabella si riferisce all'illuminazione rivolta verso la telecamera.

Tabella 3 Tabella di riferimento per la progettazione illuminotecnica

 

Illuminamento verticale

Illuminamento orizzontale

Fonte di luce

Avv

U0

Avv

U0

CCT

CRI

Classe

Telecamera

Lux

U1

U2

Lux

U1

U2

Tk

Ra

IinternazionaleCconcorrenzaClasse V

Fisso

2400

0,5

0.7

3500

0.6

0.8

>4000k

>70

Campo

1800

0.4

0,65

IinternazionaleCconcorrenzaClasse IV

Fisso

2000

0,5

0,65

2500

0.6

0.8

>4000k

>70

Campo

1400

0,35

0.6

2.Il valore di illuminamento riportato in tabella è l'illuminamento che deve essere mantenuto durante l'evento;l'efficienza della lampada dovrebbe essere calcolata come 0,7, quindi il numero effettivo di apparecchi dovrebbe essere
Tre volte lo standard elencato nella tabella
3.Il grado di abbagliamento di tutti i gradi elencati nella tabella: GR 50
4. Differenza di illuminazione (ogni 5 metri) di tutti i gradi elencati nella tabella: ≤ 20%

Tabella 4 Tabella di riferimento per la progettazione illuminotecnica

Illuminamento verticale

Illuminamento orizzontale

Fonte di luce

Avv

U0

Avv

U0

CCT

CRI

Classe

Telecamera

Lux

U1

U2

Lux

U1

U2

Tk

Ra

Concorrenza nazionale Classe III

-

-

-

-

750

-

0.7

>4000k

>70

Concorso Internazionale Classe IV

-

-

-

-

500

-

0.6

>4000k

>70

Formazione e ricreazione

-

-

-

-

250

-

0,5

>4000k

>70

1. Differenza di illuminazione di tutti i livelli elencati nella tabella (per 10 metri): ≤30%
2.Il valore di illuminamento riportato in tabella è l'illuminamento che deve essere mantenuto durante l'evento;l'efficienza luminosa dovrebbe essere calcolata come 0,7, quindi il numero effettivo di apparecchi dovrebbe essere 1,4 volte lo standard elencato nella tabella.

Problemi di sicurezza
Poiché Taiwan si trova nella zona del terremoto del tifone, sia i tifoni che i terremoti hanno causato gravi danni ai grandi pali dell'illuminazione.Pertanto, nel calcolo della struttura di resistenza al vento del palo della luce, viene utilizzata la formula di calcolo dell'americano AASHTO 1985, sufficiente per resistere al tifone super forte con una velocità media del vento di 75 m/sec e una raffica massima istantanea di 91 m/sec, e la sua pressione di resistenza al vento è superiore a quella delle norme tecniche di costruzione.Regolamento del vento.Secondo le norme tecniche di costruzione, Taiwan appartiene alla zona sismica.Oltre a rispettare le normative edilizie nella progettazione antisismica dei pali della luce, la struttura deve essere rinforzata in modo speciale per aumentare il fattore di sicurezza per resistere a grandi terremoti imprevedibili.
Apparecchi di illuminazione
Polo
Secondo gli standard della concorrenza internazionale, ci sono quattro pali di illuminazione progettati in questo campo, l'altezza del palo dovrebbe essere di 46 metri e l'altezza centrale media dei proiettori per ciascun palo è di 43 metri.Ci sono 366 proiettori in metallo composito da 2000W installati in tutta l'area e 84 lampade in ciascuno dei quattro pali, in modo che l'illuminazione della sede possa soddisfare i requisiti di progettazione.Il palo della luce è realizzato in lamiera d'acciaio ad alta resistenza ed è trattato anticorrosione zincato a caldo secondo ASTM A123.Lo spessore del film zincato deve essere 70 Mircon o superiore, al fine di mantenere la resistenza alla corrosione per 30 anni o più.La resistenza antisismica del palo risponde pienamente ai requisiti di forza sismica previsti dal Dipartimento Edilizia del Ministero dell'Interno.La parte di fondazione utilizza cemento armato con un valore superiore a 4000 PSI per garantire la sicurezza del palo della luce.È collegato un carrello per la manutenzione dell'ascensore, in modo che il personale addetto alla manutenzione possa salire in cima per riparare la lampadina o regolare l'angolazione.

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Apparecchio LED
Prendi prodotti resistenti al vento, impermeabili, antiurto e anticorrosivi.La sorgente luminosa è una lampadina ad alogenuri metallici da 2000W ad alta resa cromatica, con resa cromatica > Ra 90, temperatura di colore di 5000K o superiore, ed efficienza luminosa di 85Lum/W.Generalmente, sono necessari 15-20 minuti per riavviare la lampadina in metallo se l'alimentazione viene interrotta dopo l'accensione.Pertanto, al fine di garantire che il gioco non venga interrotto in futuro e per motivi di sicurezza, è previsto l'utilizzo di alcune lampadine per riavviare immediatamente, in modo che l'illuminazione possa riprendere l'alimentazione., lo split start si accende.Le lampade configurate in tutta l'area comprendono lampade di tipo diffuso, di tipo concentrato, di tipo a curva di intensità luminosa diversa e di tipo hot start immediato.Le lampade hanno una piccola area di resistenza al vento, sono leggere e corrispondono alla pressione del vento del lampione per calcolare la capacità portante.Le condizioni di illuminazione più adatte sono impostate dal sistema di controllo del computer.Le lampade utilizzano lampadine ad alta efficienza lumen (100 LM/W), unitamente a reattori e condensatori ad alta efficienza, in modo da risparmiare energia e ridurre il peso del lampione., che migliora la sicurezza.Quando l'alimentazione viene interrotta, l'alimentazione di emergenza del sito salterà automaticamente sopra il generatore e le lampade di avvio a caldo istantanee verranno accese in un periodo di tempo molto breve, mantenendo così la sicurezza dell'evacuazione del sito.

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Driver LED
Utilizzare il tipo ad alta potenza, il fattore di potenza deve essere pari o superiore al 90% e adatto per il sistema di alimentazione CA 220/380 V 60 Hz.I reattori di ciascun palo della luce sono collocati in una scatola di zavorra in acciaio e viene aggiunta una ventola di ventilazione per dissipare il calore.

Equipaggiamento di sicurezza

Parafulmine
In accordo con quanto previsto dalle norme tecniche di costruzione, alla sommità di ogni palo della luce è posta una serie di parafulmini a protezione del palo in acciaio e dei corpi illuminanti.A causa dell'elevata altezza del palo della luce, il suo raggio di protezione è sufficiente a coprire la maggior parte del locale e vengono installati dei parafulmini per proteggere le aree che non possono essere coperte.

Messa a terra del palo
Oltre alla messa a terra del parafulmine, un'altra serie di pali è messa a terra per evitare perdite di elettricità e ferire le persone, oppure quando un fulmine colpisce la colonna, l'elettricità ad alta tensione può essere introdotta senza problemi nel sistema di messa a terra per sicurezza.

Spia aeronautica
Una serie di luci di avvertimento per l'aviazione in condizioni di scarsa illuminazione è posizionata nella parte superiore di ciascun palo della luce.Le caratteristiche e le modalità di regolazione delle lampade e dei fanali sono progettate in conformità con gli standard tecnici del traffico e le specifiche per l'installazione delle luci di ostacolo al trasporto aereo.

Recinzione di sicurezza
Per impedire agli spettatori di arrampicarsi sui pali della luce, attorno ai pali sono stati eretti recinti di sicurezza di circa 2 metri di altezza e cartelli di avvertimento per garantire la sicurezza.

Luce di emergenza
Quattro proiettori al quarzo da 1000W vengono aggiunti su ciascun palo della luce e collegati al sistema di alimentazione dell'illuminazione indipendente.Quando il sistema di alimentazione ad alta tensione Taipower è spento, il sistema può fornire immediatamente l'illuminazione minima sicura di 5LUX o superiore sul campo.

Prestazioni di illuminazione

Per organizzare partite di calcio internazionali, l'illuminazione deve soddisfare le esigenze degli standard di illuminazione internazionali per gli utenti di varie occasioni e proprietà, come ad esempio
1. Giocatori
2.I tecnici, gli arbitri, il personale dello stadio
3. Pubblico: anche quando si entra in campo, quando il gioco è in corso e quando il gioco è finito
Giocatori, arbitri e staff tecnico devono essere in grado di comprendere e vedere chiaramente tutto ciò che accade in campo in modo da poter dare il massimo;e gli spettatori devono essere in grado di vedere chiaramente i giocatori e gli arbitri in campo e altro personale tecnico Con l'ambiente circostante, vale a dire, anche se gli spettatori sono lontani dal centro dello stadio, devono comunque essere in grado di vedere chiaramente i giocatori e l'ambiente circostante allo stesso tempo.Inoltre, anche le apparecchiature di illuminazione dello stadio devono essere sicure quando si entra e si esce dallo stadio.guidare il pubblico.Pertanto, l'illuminazione in questo caso non solo fornisce l'illuminazione per le finali del campo di calcio, ma può ancora soddisfare le esigenze di illuminazione per vari sport di atletica leggera e attività civiche in futuro.
4. Gli standard di illuminazione relativi alla progettazione illuminotecnica di questo caso includono l'illuminamento orizzontale, l'illuminamento verticale, l'uniformità dei livelli di illuminazione, il limite di abbagliamento, la modalità di proiezione della luce e l'ombra, la temperatura del colore e la resa cromatica.Tra questi, gli illuminamenti orizzontali e verticali hanno il maggiore impatto sull'intero stadio.
Livello Comfort
Per creare un buon comfort, la qualità dell'illuminazione è molto importante, e per creare una buona qualità dell'illuminazione, è necessario avere una buona uniformità dell'illuminazione e controllo dell'abbagliamento.
Uniformità
Il motivo principale è impedire che il rapporto luce-buio della luce sia troppo grande, il che rende difficile per i giocatori o gli spettatori identificare la palla o altri oggetti sul campo, come mostrato nella Figura 2 di seguito.

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Controllo dell'abbagliamento
L'abbagliamento è una situazione in cui alcuni angoli del campo o lampade emettono una luminosità troppo elevata, causando disagio agli occhi di giocatori, arbitri e persino spettatori.Questo fenomeno è dovuto principalmente allo scarso controllo dell'abbagliamento delle lampade stesse e all'angolo di proiezione delle lampade.causato dal male.Pertanto, è necessario ottenere una buona uniformità di illuminazione e controllo dell'abbagliamento per ottenere la migliore qualità di comfort in tutto lo stadio.Per ottenere il 70% del controllo di questi due fattori è necessario osservare la tecnologia di riflessione e l'angolazione della lampada stessa.

A.Utilizzare diversi riflettori e vari angoli di riflessione per abbinare la migliore configurazione di illuminazione

UN

B.Diversa forma degli angoli di riflessione

B

C.Diversa distribuzione della luce

C

D. Riflettore ad alta efficienza

D

E. Selezione multipla dell'angolo di distribuzione della luce

e

Atmosfera luminosa
Una buona atmosfera si basa principalmente sulla resa cromatica e sulla temperatura del colore della sorgente luminosa delle lampade.La sorgente luminosa con una buona resa cromatica può rendere più vivace l'atmosfera dell'intero stadio e può anche far trasferire la fotocamera dalla TV per catturare facilmente l'immagine meravigliosa e realistica.La temperatura del colore controlla il colore dell'intero stadio.Una sorgente luminosa con una temperatura di colore elevata farà apparire la sede più fredda, mentre una sorgente luminosa con una temperatura di colore bassa farà apparire lo stadio più caldo.La resa cromatica del design attuale è di 95 colori e la temperatura è di 5600K.

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Figura 4 Diagramma schematico della resa cromatica e della temperatura del colore

Istruzioni per l'installazione dell'apparecchio a LED

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Figura 5 Diagramma schematico dell'installazione della lampada

Calcolo dei lux di illuminazione

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Diagramma di simulazione 3D del campo di calcio

 

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Conclusione dei risultati
Al fine di soddisfare gli standard di progettazione concettuale preliminare, questo caso di ricerca è sostanzialmente progettato da cinque aspetti.
I contenuti del progetto illuminotecnico e i relativi dati sono descritti come segue:
1. Prestazioni di illuminazione
Dai risultati del calcolo del suddetto calcolo del concetto di illuminamento, è noto che l'illuminamento orizzontale e verticale e l'uniformità soddisfano i requisiti fondamentali dell'illuminazione dello stadio.
2. Conforto
Il contrasto tra il controllo dell'abbagliamento e l'illuminazione è al centro dell'esame del comfort dell'illuminazione dello stadio.In questo studio, vengono utilizzati diversi riflettori e vari angoli di riflessione per abbinare configurazioni di lampade, diversi angoli di riflessione e diverse distribuzioni della luce.
Può essere progettato mediante telo, riflettore ad alta efficienza e selezione multipla degli angoli di distribuzione della luce.
3. Modellamento dell'atmosfera
Dalla resa cromatica della luce a 95 e dalla temperatura colore di 5600K per controllare l'atmosfera generale dello stadio.
4. Costi operativi
Riducendo il numero di lampade e aumentando l'efficienza delle lampade per ridurre il costo dell'intera operazione.
5. Utilizzare la manutenzione
Utilizzare una buona sorgente luminosa per aumentare la durata della sorgente luminosa e ridurre la frequenza della manutenzione.


Tempo di pubblicazione: 20 marzo 2022