Sammanfattning
Fotbollsplanens ljusdesign bygger huvudsakligen på fotbollsmatcher som uppfyller internationella standarder och de ljusfunktioner som krävs för multifunktionella idrottsplaner.Under påverkan av olika träningsspel eller olika miljöfaktorer kan den ställas in flexibelt för att möta belysningsbehoven för nattevenemang.
Denna forskning är baserad på den internationella standarden FIFA-Guide to the Artificiell belysning för fotbollsplaner specifikation, ljusnivå, belysningsvinkel design, belysningsstandard, ingen belysning och bländning design för spelare och mediaområden, ljusdesign benchmark inställning, säkerhetsöverväganden, belysning utrustning, Åtta designkrav och funktionssimulering av säkerhetsutrustning.
De nattliga ljusdesignresultaten som erhålls genom simulering är
1. den horisontella och vertikala belysningsstyrkan och enhetligheten hos belysningsprestanda kan uppfylla de mest grundläggande kraven för stadionbelysning
2. Kontrasten mellan bländskydd och belysning är utformad för att ge en hög känsla av komfort;
3.Använd lampor med en färgåtergivning på 95 och en färgtemperatur på 5600K för att skapa atmosfären av den övergripande miljön på stadion
4.Simulera och justera antalet lampor och välj högeffektiva lampor för att minska driftskostnaderna
5. Använd utmärkta ljuskällor för att förbättra effektiviteten hos ljuskällornas livslängd för att minska underhållsfrekvensen.
Nyckelord: fotbollsplan, enhetlighet, horisontell belysning, vertikal belysning, skuggning, färgåtergivning
Introduktion
Fallstudien är belägen i stadsbyggnadsområdet på cirka 3,7 hektar sydväst om Zhubei Campus vid National Taiwan University, norr om Zhuangjing 1st Road, Guangming 6th Road East Section, och sydväst om Zhubei Campus, Zhubei City, Hsinchu Grevskap.Den andra idrottsplatsen i Hsinchu County Stadium innehåller huvudsakligen en internationell standard på 400 meter friidrottsplan, med en vanlig fotbollsplan, en 3 000 meter lång hinderbassäng och standardutrustning.Nivåcertifiering och certifiering från Republiken Kinas friidrottsförbund.Fokus för denna studie är att diskutera ljusdesign av nattbelysningsutrustning för fotbollsplaner.
Bakgrundsuttalande
Ljusdesignförhållandena för nattbelysningsutrustning för fotbollsarenor är baserade på internationella standarder FIFA Guide till specifikationerna för artificiell belysning för fotbollsplaner.De detaljerade kraven är följande:
Ljusklass
Konstruktionen av artificiella belysningssystem ska uppfylla följande krav: Lyktstolpar, konsoler eller relaterade strukturer får inte störa
De tävlandes aktiviteter på fältet och siktlinjen från läktarna för att se matchen;designen måste minimera de tre typerna av ljusföroreningar (Obtrusive Light)
1. Direkt ljus som rinner ut från fältet
2. Blänga på människor utanför lokalen (översvämning av natthimlen)
3. Natthimlens glöd
Strålvinkeldesigngrund
Tabell 1 Allmän tabell över bestrålningsvinklar
| Belysningsvinkel | Gymnasium Perifert avstånd | Belysningsstyrka |
| Horisontellt bräddavlopp | Inom 50m utanför gymmet | 25 lux |
| Maximalt vertikalt | Inom 50m utanför gymmet | 40 lux |
| Horisontellt bräddavlopp | Inom 200 m utanför stadion | 10 lux |
| Maximalt vertikalt | Inom 200 m utanför stadion | 20 lux |
Belysningsstyrka standard
Tabell 2 Allmän tabell över belysningsstyrkastandarder
| TurneringLevel | Standarder |
| Internationell tävling Klass V (med TV-sändning) | Inga skuggor och bländning på lokalen |
| Inhemsk tävling Klass lV (med TV-sändning) | Inga skuggor och bländning på lokalen |
| Inhemsk tävling Klass lll (ingen TV-sändning) | Ljusstolparna på evenemangsplatsen är inställda i 8 grupper utan bländning |
| Regional tävlingsklass II (ingen TV-sändning) | Ljusstolparna på evenemangsplatsen är inställda i 6 grupper utan bländning |
| Vila och övningsklass l (ingen TV-sändning) | Ljusstolparna på evenemangsplatsen är inställda i 4 grupper utan bländning |
Ge en bra visuell miljö för spelare och media, utan krav på belysning och bländning inom följande två områden
1.Hörnsparksområdet
Baserat på mitten av målet, inom 15° vänster och höger om mållinjen, och det ska inte finnas någon ljusförorening.
2.Bakom målområdet
Hörnsparksområdet på båda sidor ska användas som referenspunkt, och det ska inte ske någon skada inom 20° och 45° från den vertikala linjen på båda sidor.
Figur 1: Schematiskt diagram av en ljusföroreningsfri stadion
Ljusdesignkriterierna måste uppfylla standarderna i följande tabell
För att undvika ljusföroreningar orsakade av nattbelysningen av stadion till det omgivande området, använder alla översvämningsarmaturer medel/smal vinkel.Vid behov kommer en speciell ljusledarplatta att installeras för att helt styra strålen in i arenan utan direkt exponering.
Gå till grannhusen runt omkring, för att inte väcka allmän avsky.Belysningsmiljön för publiken övervägs vidare för att undvika bländning.
Kontrollera projektionsvinkeln inom området 65° av höjden och få skuggorna att överlappa i riktningen för att göra den mest enhetliga granskningen för att göra detta fält
1. Den vertikala belysningsstyrkan som anges i tabellen hänvisar till belysningsstyrkan som är vänd mot kameran.
Tabell 3 Benchmarktabell för ljusdesign
| Vertikal belysningsstyrka | Horisontell belysningsstyrka | Ljuskälla | |||||||
| Eav | U0 | Eav | U0 | CCT | CRI | ||||
| Klass | Kamera | Lux | U1 | U2 | Lux | U1 | U2 | Tk | Ra |
| IinternationellaCtävlingKlass V | Fast | 2400 | 0,5 | 0,7 | 3500 | 0,6 | 0,8 | >4000k | >70 |
| Fält | 1800 | 0,4 | 0,65 | ||||||
| IinternationellaCtävlingKlass IV | Fast | 2000 | 0,5 | 0,65 | 2500 | 0,6 | 0,8 | >4000k | >70 |
| Fält | 1400 | 0,35 | 0,6 | ||||||
2. Belysningsstyrkan som anges i tabellen är den belysningsstyrka som bör upprätthållas under evenemanget;lampans verkningsgrad bör beräknas till 0,7, så det faktiska antalet armaturer bör vara
Tre gånger den standard som anges i tabellen
3. Bländningsgraden för alla kvaliteter som anges i tabellen: GR 50
4. Belysningsskillnad (var 5:e meter) av alla grader som anges i tabellen: ≤ 20 %
Tabell 4 Benchmarktabell för ljusdesign
| Vertikal belysningsstyrka | Horisontell belysningsstyrka | Ljuskälla | |||||||
| Eav | U0 | Eav | U0 | CCT | CRI | ||||
| Klass | Kamera | Lux | U1 | U2 | Lux | U1 | U2 | Tk | Ra |
| Inhemsk tävling Klass III | - | - | - | - | 750 | - | 0,7 | >4000k | >70 |
| Internationell tävling Klass IV | - | - | - | - | 500 | - | 0,6 | >4000k | >70 |
| Träning och fritid | - | - | - | - | 250 | - | 0,5 | >4000k | >70 |
1. Belysningsskillnad för alla nivåer som anges i tabellen (per 10 meter): ≤30 %
2. Belysningsstyrkan som anges i tabellen är den belysningsstyrka som bör upprätthållas under evenemanget;belysningseffektiviteten ska beräknas till 0,7, så det faktiska antalet armaturer bör vara 1,4 gånger den standard som anges i tabellen.
Säkerhetsfrågor
Eftersom Taiwan ligger i tyfonjordbävningszonen har både tyfoner och jordbävningar orsakat stora skador på stora belysningsstolpar.Vid beräkningen av ljusstolpens vindmotståndsstruktur används därför beräkningsformeln från den amerikanska AASHTO 1985, som är tillräcklig för att motstå den superstarka tyfonen med en medelvindhastighet på 75 m/sek och en maximal momentan vindby. på 91 m/sek, och dess vindmotståndstryck är större än i de byggnadstekniska föreskrifterna.Vindregleringar.Enligt de byggtekniska föreskrifterna tillhör Taiwan jordbävningszonen.Förutom att uppfylla byggreglerna vid seismisk utformning av ljusstolpar måste konstruktionen specialförstärkas för att öka säkerhetsfaktorn för att stå emot oförutsägbara stora jordbävningar.
Belysningsutrustning
Pol
Enligt internationella tävlingsstandarder finns det fyra belysningsstolpar designade inom detta område, stolphöjden ska vara 46 meter och den genomsnittliga mitthöjden på strålkastarna för varje stolpe är 43 meter.Det finns 366 2000W kompositmetallstrålkastare installerade i hela området och 84 lampor i var och en av de fyra polerna, så att lokalbelysningen kan uppfylla designkraven.Ljusstolpen är gjord av höghållfast stålplåt och är varmförzinkad korrosionsskyddsbehandling enligt ASTM A123.Tjockleken på den galvaniserade filmen måste vara 70 Mircon eller högre för att bibehålla korrosionsbeständigheten i 30 år eller mer.Ljusstolpens styrka mot jordbävning uppfyller helt de seismiska kraftkraven som fastställts av inrikesministeriets konstruktionsavdelning.Grunddelen använder armerad betong med ett värde på mer än 4000 PSI för att säkerställa ljusstolpens säkerhet.En hissunderhållstruck är ansluten så att underhållspersonal kan klättra till toppen för att reparera glödlampan eller justera vinkeln.
LED armatur
Ta vindbeständiga, vattentäta, stötsäkra och korrosionsskyddande produkter.Ljuskällan är en 2000W metallhalogenlampa med hög färgåtergivning, med färgåtergivning > Ra 90, färgtemperatur på 5000K eller högre och en ljuseffektivitet på 85Lum/W.I allmänhet tar det 15-20 minuter att starta om metallglödlampan om strömmen bryts efter tändning.För att säkerställa att spelet inte kommer att avbrytas i framtiden och av säkerhetsskäl är det därför planerat att använda några av glödlamporna för att starta om direkt, så att belysningen kan återuppta strömförsörjningen., delad start tänds.Lamporna som är konfigurerade i hela området inkluderar diffusa typ, koncentrerad typ, olika ljusintensitetskurva typ och omedelbar varmstart typ lampor.Lamporna har en liten vindmotståndsyta, är lätta i vikt och matchar lyktstolpens vindtryck för att beräkna bärigheten.De mest lämpliga ljusförhållandena ställs in av datorstyrsystemet.Lamporna använder högeffektiva lumen (100 LM/W) glödlampor, tillsammans med högeffektiva förkopplingsdon och kondensatorer, för att spara energi och minska vikten på lyktstolpen., vilket förbättrar säkerheten.När strömmen stängs av kommer nödströmförsörjningen till platsen automatiskt att hoppa över generatorn, och omedelbar varmstartslampor kommer att tändas på mycket kort tid, vilket upprätthåller säkerheten vid evakueringen av platsen.
LED-drivrutin
Använd hög effekttyp, effektfaktorn ska vara 90% eller högre och lämplig för AC 220/380V 60HZ strömförsörjningssystem.Förkopplingsdonen för varje ljusstolpe placeras i en ballastlåda av stål och en ventilationsfläkt läggs till för att avleda värme.
Säkerhetsutrustning
Åskledare
I enlighet med relevanta bestämmelser i de byggtekniska föreskrifterna sätts en uppsättning åskledare upptill på varje ljusstolpe för att skydda stålstolpen och belysningsarmaturer.På grund av ljusstolpens höga höjd är dess skyddsradie tillräcklig för att täcka större delen av lokalen, och åskledare sätts upp för att skydda de områden som inte kan täckas.
Poljordning
Förutom jordningen av åskledaren, är en annan uppsättning stolpar inställd på jord för att förhindra läckage av elektricitet och skada människor, eller när blixten slår ner i kolonnen kan högspänningselektriciteten smidigt införas i jordningssystemet för säkerhets skull.
Aeronautisk varningslampa
En uppsättning varningsljus för svagt ljus för flyg är placerade överst på varje ljusstolpe.Egenskaperna och inställningsmetoderna för lampor och lyktor är utformade i enlighet med trafiktekniska standarder och specifikationer för inställning av lufttransportljus.
Säkerhetsstaket
För att hindra åskådare från att klättra på ljusstolparna har säkerhetsstängsel på cirka 2 meters höjd och varningsskyltar satts upp runt stolparna för att säkerställa säkerheten.
Nödbelysning
Fyra 1000W kvartsstrålkastare läggs till på varje ljusstolpe och ansluts till det oberoende belysningsströmförsörjningssystemet.När Taipowers högspänningsströmförsörjningssystem är avstängt, kan systemet omedelbart leverera den minsta säkra belysningen på 5LUX eller högre i fält.
Ljusprestanda
För att hålla internationella fotbollsmatcher måste belysningen uppfylla behoven av internationella ljusstandarder för användare av olika tillfällen och fastigheter, som t.ex.
1.Spelare
2. Teknikerna, domarna, stadionpersonalen
3.Publik: inklusive när man går in på planen, när spelet pågår och när spelet är över
Spelare, domare och teknisk personal måste tydligt kunna förstå och se allt som händer på planen så att de kan prestera på sitt bästa;och åskådare måste tydligt kunna se spelarna och domarna på planen och annan teknisk personal med sin omgivning, det vill säga även om åskådarna är långt borta från centrum av arenan, måste de fortfarande kunna se tydligt spelarna och deras omgivning på samma gång.Dessutom måste belysningsutrustningen på stadion också vara säker när man går in och lämnar arenan.vägleda publiken.Därför ger belysningen i det här fallet inte bara belysning för fotbollsplansfinalerna, utan kan fortfarande ge ljusbehov för olika friidrottsidrotter och samhällsaktiviteter i framtiden.
4. Ljusstandarderna relaterade till ljusdesignen i detta fall inkluderar horisontell belysningsstyrka, vertikal belysningsstyrka, enhetlighet i belysningsnivåer, bländningsgräns, ljusprojektionsläge och skugga, färgtemperatur och färgåtergivning.Bland dem har de horisontella och vertikala belysningsstyrkorna störst inverkan på hela stadion.
Comfort Leve
För att skapa god komfort är belysningskvaliteten mycket viktig och för att skapa god belysningskvalitet är det nödvändigt med god belysningslikformighet och bländskydd.
Enhetlighet
Det främsta skälet är att förhindra att ljus-mörk-förhållandet för ljuset blir för stort, vilket gör det svårt för spelare eller åskådare att identifiera bollen eller andra föremål på planen, som visas i figur 2 nedan.
Bländningskontroll
Bländning är en situation där vissa hörn av banan eller lampor avger för hög ljusstyrka, vilket orsakar obehag för ögonen på spelare, domare och till och med åskådare.Detta fenomen beror främst på den dåliga bländningskontrollen av själva lamporna och lampornas projektionsvinkel.orsakad av dåligt.Därför är det nödvändigt att uppnå god belysningslikformighet och bländningskontroll för att uppnå bästa möjliga komfort på hela arenan.För att uppnå 70 % av kontrollen av dessa två faktorer är att titta på reflektionstekniken och vinkeln på själva lampan.
A.Använd olika reflektorer och olika reflektionsvinklar för att matcha den bästa belysningskonfigurationen
B. Olika reflektionsvinklar form
C. Olika ljusfördelning
D. Högeffektiv reflektor
E. Flerval av ljusfördelningsvinkel
Ljus atmosfär
En bra atmosfär bygger främst på färgåtergivningen och färgtemperaturen hos lampornas ljuskälla.Ljuskällan med bra färgåtergivning kan göra atmosfären på hela stadion mer livlig, och den kan också göra att kameran överförs från TV:n för att enkelt fånga den underbara och realistiska bilden.Färgtemperaturen styr färgen på hela stadion.En ljuskälla med hög färgtemperatur kommer att få arenan att se svalare ut, medan en ljuskälla med låg färgtemperatur får arenan att se varmare ut.Färgåtergivningen av den faktiska designen är 95 färger och temperaturen är 5600K.
Figur 4 Schematiskt diagram över färgåtergivning och färgtemperatur
Installationsanvisning för LED-armatur
Figur 5 Schematiskt diagram över lampinstallation
Belysning Lux Beräkning
3D-simuleringsdiagram av fotbollsplan
Resultat slutsats
För att möta de preliminära konceptuella designstandarderna är detta forskningsfall väsentligt utformat utifrån fem aspekter.
Ljusdesigninnehållet och relaterade data beskrivs enligt följande:
1. Ljusprestanda
Från beräkningsresultaten av den tidigare nämnda belysningskonceptberäkningen är det känt att den horisontella och vertikala belysningsstyrkan och enhetligheten uppfyller de mest grundläggande kraven för stadionbelysning.
2. Komfort
Kontrasten mellan bländskydd och belysning är fokus för att undersöka komforten med stadionbelysning.I denna studie används olika reflektorer och olika reflektionsvinklar för att matcha lampkonfigurationer, olika reflektionsvinklar och olika ljusfördelningar.
Det kan planeras med hjälp av tyg, högeffektiv reflektor och flera olika ljusfördelningsvinklar.
3. Atmosfärsformning
Från färgåtergivningen av ljuset till 95 och färgtemperaturen på 5600K för att styra den övergripande atmosfären på stadion.
4. Driftkostnader
Genom att minska antalet lampor och öka effektiviteten av lampor för att minska kostnaden för hela driften.
5. Använd underhåll
Använd en bra ljuskälla för att öka ljuskällans livslängd och minska underhållsfrekvensen.
Posttid: 2022-mars

