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Die Forschung über das Design und die Anwendung der Nachtbeleuchtung auf dem Fußballplatz

Zusammenfassung
Die Lichtplanung des Fußballplatzes orientiert sich hauptsächlich an Fußballspielen, die internationalen Standards entsprechen, und den Lichtfunktionen, die für multifunktionale Sportplätze erforderlich sind.Unter dem Einfluss verschiedener Übungsspiele oder unterschiedlicher Umweltfaktoren kann es flexibel auf die Beleuchtungsbedürfnisse von Nachtveranstaltungen eingestellt werden.
Diese Untersuchung basiert auf dem internationalen Standard FIFA-Leitfaden für die Spezifikation der künstlichen Beleuchtung für Fußballfelder, Beleuchtungsniveau, Design des Beleuchtungswinkels, Beleuchtungsstandard, Design ohne Beleuchtung und Blendung für Spieler- und Medienbereiche, Benchmark-Setting für Lichtdesign, Sicherheitsüberlegungen, Beleuchtung Ausrüstung, acht Designanforderungen und Funktionssimulation von Sicherheitsausrüstung.
Die durch Simulation erzielten Ergebnisse der nächtlichen Beleuchtungsplanung sind
1. Die horizontale und vertikale Beleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsleistung können die grundlegendsten Anforderungen an die Stadionbeleuchtung erfüllen
2. der Kontrast zwischen Blendschutz und Beleuchtung soll ein hohes Komfortempfinden vermitteln;
3. Verwenden Sie Lichter mit einer Farbwiedergabe von 95 und einer Farbtemperatur von 5600 K, um die Atmosphäre der gesamten Umgebung des Stadions zu erzeugen
4.Simulieren und passen Sie die Anzahl der Lampen an und wählen Sie hocheffiziente Lampen aus, um die Betriebskosten zu senken
5. Verwenden Sie ausgezeichnete Lichtquellen, um die Lebensdauer der Lichtquellen zu verbessern und die Wartungshäufigkeit zu verringern.

Stichworte: Fußballplatz, Gleichmäßigkeit, horizontale Beleuchtungsstärke, vertikale Beleuchtungsstärke, Schattierung, Farbwiedergabe

Einführung

Die Fallstudie befindet sich im Stadtplanungsgebiet von etwa 3,7 Hektar im Südwesten des Zhubei Campus der National Taiwan University, im Norden der Zhuangjing 1st Road, Guangming 6th Road East Section und im Südwesten des Zhubei Campus, Zhubei City, Hsinchu Bezirk.Der zweite Sportplatz des Hsinchu County Stadium umfasst hauptsächlich ein 400-Meter-Leichtathletikfeld nach internationalem Standard mit einem Standard-Fußballfeld, einem 3.000-Meter-Hindernisbecken und Standard-Feldausrüstung.Level-Zertifizierung und die Zertifizierung des Leichtathletikverbandes der Republik China.Der Schwerpunkt dieser Studie liegt auf der Diskussion des Beleuchtungsdesigns von Nachtbeleuchtungsanlagen für Fußballfelder.

Hintergrunderklärung

Die Bedingungen für die Beleuchtungsplanung von Nachtbeleuchtungsanlagen für Fußballstadien basieren auf den internationalen Standards des FIFA-Leitfadens für die Spezifikationsanforderungen für künstliche Beleuchtung von Fußballplätzen.Die detaillierten Anforderungen lauten wie folgt:

Klasse Beleuchtung
Das Design von künstlichen Beleuchtungssystemen muss die folgenden Anforderungen erfüllen: Laternenpfähle, Halterungen oder zugehörige Strukturen dürfen nicht stören
Die Aktivitäten der Wettkämpfer auf dem Feld und die Sichtlinie der Tribünen, um das Spiel zu sehen;das Design muss die drei Arten der Lichtverschmutzung minimieren (Ottrusive Light)
1. Direktes Licht, das aus dem Feld fällt
2. Blendung von Personen außerhalb des Veranstaltungsortes (Überflutung des Nachthimmels)
3. Leuchten des Nachthimmels

Basis des Strahlwinkeldesigns

Tabelle 1 Allgemeine Tabelle der Bestrahlungswinkel

Beleuchtungswinkel

Entfernung zum Gymnasium

Beleuchtungsstärke

Horizontaler Überlauf

Innerhalb von 50 m außerhalb des Fitnessstudios

25 Lux

Maximal vertikal

Innerhalb von 50 m außerhalb des Fitnessstudios

40 Lux

Horizontaler Überlauf

Innerhalb von 200 m außerhalb des Stadions

10 Lux

Maximal vertikal

Innerhalb von 200 m außerhalb des Stadions

20 Lux

Beleuchtungsstandard

Tabelle 2 Allgemeine Tabelle der Beleuchtungsstärkestandards

TurnierLEbene

Normen

Internationaler Wettbewerb Klasse V (mit TV-Übertragung)

Keine Schatten und Blendung auf dem Veranstaltungsort

Inlandswettbewerb Klasse lV (mit TV-Übertragung)

Keine Schatten und Blendung auf dem Veranstaltungsort

Nationaler Wettbewerb Klasse lll (keine TV-Übertragung)

Die Lichtmasten am Veranstaltungsort sind blendfrei in 8 Gruppen aufgestellt

Regionalwettbewerb Klasse II (keine TV-Übertragung)

Die Lichtmasten am Veranstaltungsort sind blendfrei in 6 Gruppen aufgestellt

Ruhe- und Übungsklasse l (keine TV-Übertragung)

Die Lichtmasten am Veranstaltungsort sind blendfrei in 4 Gruppen aufgestellt

Anmerkungen: Die Höhe der Lampe entspricht im Prinzip dem maximalen Entfernungswinkel des Fußballfeldes von 25°~45°

Bieten Sie eine gute visuelle Umgebung für Spieler und Medien, ohne Beleuchtungs- und Blendungsdesignanforderungen in den folgenden zwei Bereichen

1.Der Eckstoßbereich
Basierend auf der Mitte des Tores, innerhalb von 15° links und rechts von der Torlinie, und es darf keine Lichtverschmutzung geben.

2.Hinter dem Torraum
Der Eckstoßbereich auf beiden Seiten soll als Referenzpunkt verwendet werden, und es darf keine Verletzung innerhalb von 20° und 45° der vertikalen Linie auf beiden Seiten geben.

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Abbildung 1: Schematische Darstellung eines lichtverschmutzungsfreien Stadions

Die Lichtplanungskriterien müssen die Normen in der folgenden Tabelle erfüllen

Um Lichtverschmutzung durch die nächtliche Beleuchtung des Stadions in der Umgebung zu vermeiden, verwenden alle Flutlichtleuchten einen mittleren/schmalen Winkel.Bei Bedarf wird eine spezielle Lichtleiterplatte installiert, um den Strahl ohne direkte Belichtung vollständig in das Stadion zu leiten.
Gehen Sie um die Nachbarhäuser herum, um keinen öffentlichen Ekel zu erregen.Die Beleuchtungsumgebung des Publikums wird ferner berücksichtigt, um Blendung zu vermeiden.
Steuern Sie den Projektionswinkel innerhalb des Höhenbereichs von 65° und sorgen Sie dafür, dass sich die Schatten in der Richtung überlappen, um eine möglichst gleichmäßige Überprüfung dieses Felds zu erzielen
1. Die in der Tabelle aufgeführte vertikale Beleuchtungsstärke bezieht sich auf die Beleuchtungsstärke, die der Kamera zugewandt ist.

Tabelle 3 Benchmark-Tabelle für Beleuchtungsdesign

 

Vertikale Beleuchtungsstärke

Horizontale Beleuchtungsstärke

Lichtquelle

Ev

U0

Ev

U0

CCT

CRI

Klasse

Kamera

Lux

U1

U2

Lux

U1

U2

Tk

Ra

IinternationalCWettbewerbKlasse V

Fest

2400

0,5

0,7

3500

0,6

0,8

>4000.000

>70

Feld

1800

0,4

0,65

IinternationalCWettbewerbKlasse IV

Fest

2000

0,5

0,65

2500

0,6

0,8

>4000.000

>70

Feld

1400

0,35

0,6

2. Der in der Tabelle aufgeführte Beleuchtungsstärkewert ist die Beleuchtungsstärke, die während der Veranstaltung beibehalten werden sollte;Die Effizienz der Lampe sollte mit 0,7 berechnet werden, so sollte die tatsächliche Anzahl der Leuchten sein
Das Dreifache des in der Tabelle aufgeführten Standards
3. Blendgrad aller in der Tabelle aufgeführten Grade: GR 50
4. Beleuchtungsunterschied (alle 5 Meter) aller in der Tabelle aufgeführten Klassen: ≤ 20%

Tabelle 4 Benchmark-Tabelle für Beleuchtungsdesign

Vertikale Beleuchtungsstärke

Horizontale Beleuchtungsstärke

Lichtquelle

Ev

U0

Ev

U0

CCT

CRI

Klasse

Kamera

Lux

U1

U2

Lux

U1

U2

Tk

Ra

Nationale Wettbewerbsklasse III

-

-

-

-

750

-

0,7

>4000.000

>70

Internationaler Wettbewerb Klasse IV

-

-

-

-

500

-

0,6

>4000.000

>70

Training und Erholung

-

-

-

-

250

-

0,5

>4000.000

>70

1. Beleuchtungsunterschied aller in der Tabelle aufgeführten Ebenen (pro 10 Meter): ≤30%
2. Der in der Tabelle aufgeführte Beleuchtungsstärkewert ist die Beleuchtungsstärke, die während der Veranstaltung beibehalten werden sollte;Die Beleuchtungseffizienz sollte mit 0,7 berechnet werden, sodass die tatsächliche Anzahl der Leuchten das 1,4-fache des in der Tabelle aufgeführten Standards betragen sollte.

Sicherheits-Bedenken
Da Taiwan in der Taifun-Erdbebenzone liegt, haben sowohl Taifune als auch Erdbeben großen Lichtmasten großen Schaden zugefügt.Daher wird bei der Berechnung der Windwiderstandsstruktur des Lichtmastes die Berechnungsformel der amerikanischen AASHTO 1985 verwendet, die ausreicht, um dem superstarken Taifun mit einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von 75 m/sec und einer maximalen Momentanböe zu widerstehen von 91 m/sec, und sein Windwiderstandsdruck ist größer als der der bautechnischen Regeln.Windvorschriften.Laut bautechnischen Vorschriften gehört Taiwan zur Erdbebenzone.Zusätzlich zur Einhaltung der Bauvorschriften bei der seismischen Auslegung von Lichtmasten muss die Struktur speziell verstärkt werden, um den Sicherheitsfaktor zu erhöhen, um unvorhersehbaren großen Erdbeben zu widerstehen.
Beleuchtungsanlagen
Pole
Gemäß internationalen Wettbewerbsstandards wurden in diesem Bereich vier Lichtmasten entworfen, die Masthöhe sollte 46 Meter betragen, und die durchschnittliche Mittenhöhe der Flutlichter für jeden Mast beträgt 43 Meter.Im gesamten Bereich sind 366 2000-W-Verbundmetallflutlichter und 84 Lampen in jedem der vier Masten installiert, sodass die Beleuchtung des Veranstaltungsortes den Designanforderungen entspricht.Der Lichtmast besteht aus hochfestem Stahlblech und ist gemäß ASTM A123 feuerverzinkt und korrosionsbeständig.Die Dicke des galvanisierten Films muss 70 Mikrometer oder mehr betragen, um die Korrosionsbeständigkeit für 30 Jahre oder mehr aufrechtzuerhalten.Die Erdbebenfestigkeit des Lichtmastes erfüllt vollständig die von der Bauabteilung des Innenministeriums festgelegten Anforderungen an die seismische Kraft.Der Fundamentteil verwendet Stahlbeton mit einem Wert von mehr als 4000 PSI, um die Sicherheit des Lichtmastes zu gewährleisten.Ein Hubwartungswagen ist angebracht, damit das Wartungspersonal nach oben klettern kann, um die Glühlampe zu reparieren oder den Winkel einzustellen.

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LED-Leuchte
Nehmen Sie windfeste, wasserdichte, stoßfeste und korrosionsbeständige Produkte.Die Lichtquelle ist eine 2000-W-Metallhalogenidlampe mit hoher Farbwiedergabe, mit einer Farbwiedergabe von > Ra 90, einer Farbtemperatur von 5000 K oder höher und einer Lichtausbeute von 85 Lumen/W.Im Allgemeinen dauert es 15-20 Minuten, um die Metallglühbirne neu zu starten, wenn die Stromversorgung nach dem Anzünden unterbrochen wird.Um sicherzustellen, dass das Spiel in Zukunft nicht unterbrochen wird, und aus Sicherheitsgründen ist daher geplant, einige der Glühbirnen sofort wieder zu starten, damit die Beleuchtung wieder mit Strom versorgt werden kann., der Split-Start leuchtet auf.Die im gesamten Bereich konfigurierten Lampen umfassen Lampen vom diffusen Typ, vom konzentrierten Typ, vom Typ mit unterschiedlicher Lichtintensitätskurve und vom Typ mit sofortigem Heißstart.Die Lampen haben einen kleinen Windwiderstandsbereich, sind leicht und entsprechen dem Winddruck des Laternenpfahls, um die Tragfähigkeit zu berechnen.Die am besten geeigneten Lichtverhältnisse werden von der Computersteuerung eingestellt.Die Lampen verwenden hocheffiziente Lumen (100 LM/W)-Glühbirnen zusammen mit hocheffizienten Vorschaltgeräten und Kondensatoren, um Energie zu sparen und das Gewicht des Laternenpfahls zu reduzieren., was die Sicherheit erhöht.Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, springt die Notstromversorgung des Standorts automatisch über den Generator, und die Sofort-Warmstartlampen werden in sehr kurzer Zeit gezündet, wodurch die Sicherheit der Standortevakuierung aufrechterhalten wird.

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LED-Treiber
Verwenden Sie einen Hochleistungstyp, der Leistungsfaktor sollte 90 % oder mehr betragen und für ein Stromversorgungssystem mit 220/380 V Wechselstrom und 60 Hz geeignet sein.Die Vorschaltgeräte jedes Lichtmastes befinden sich in einer Stahl-Ballastbox, und ein Ventilator wird hinzugefügt, um die Wärme abzuleiten.

Sicherheitsausrüstung

Blitzableiter
Gemäß den einschlägigen bautechnischen Vorschriften wird zum Schutz des Stahlmastes und der Beleuchtungskörper am oberen Ende jedes Lichtmastes ein Fangstangensatz angebracht.Aufgrund der hohen Höhe des Lichtmastes reicht sein Schutzradius aus, um den größten Teil des Veranstaltungsortes abzudecken, und Blitzableiter werden aufgestellt, um die Bereiche zu schützen, die nicht abgedeckt werden können.

Pole-Erdung
Zusätzlich zur Erdung des Blitzableiters wird ein weiterer Satz Pole geerdet, um zu verhindern, dass Strom austritt und Personen verletzt werden, oder wenn ein Blitz in die Säule einschlägt, kann die Hochspannungselektrizität aus Sicherheitsgründen reibungslos in das Erdungssystem eingeleitet werden.

Flugwarnlicht
An der Spitze jedes Lichtmastes befindet sich eine Reihe von Low-Light-Warnleuchten für die Luftfahrt.Die Eigenschaften und Einstellmethoden von Lampen und Laternen sind gemäß den verkehrstechnischen Normen und Spezifikationen für die Einstellung von Lufttransport-Hindernisfeuern ausgelegt.

Sicherheitszaun
Um zu verhindern, dass Zuschauer auf die Lichtmasten klettern, wurden Sicherheitszäune von etwa 2 Metern Höhe und Warnschilder um die Masten herum errichtet, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Notlicht
Vier 1000-W-Quarzscheinwerfer werden an jedem Lichtmast hinzugefügt und an das unabhängige Beleuchtungsstromversorgungssystem angeschlossen.Wenn das Hochspannungs-Stromversorgungssystem von Taipower ausgeschaltet wird, kann das System sofort die minimale sichere Beleuchtung von 5 LUX oder mehr im Feld liefern.

Lichtleistung

Um internationale Fußballspiele austragen zu können, muss die Beleuchtung die Anforderungen internationaler Beleuchtungsnormen für Benutzer verschiedener Anlässe und Eigenschaften erfüllen, wie z
1.Spieler
2. Die Techniker, die Schiedsrichter, das Stadionpersonal
3.Publikum: einschließlich beim Betreten des Spielfelds, wenn das Spiel im Gange ist und wenn das Spiel vorbei ist
Spieler, Schiedsrichter und technisches Personal müssen in der Lage sein, alles, was auf dem Spielfeld passiert, klar zu verstehen und zu sehen, damit sie ihr Bestes geben können;und die Zuschauer müssen in der Lage sein, die Spieler und Schiedsrichter auf dem Spielfeld und andere technische Mitarbeiter mit ihrer Umgebung klar zu sehen, das heißt, obwohl die Zuschauer weit von der Mitte des Stadions entfernt sind, müssen sie dennoch klar sehen können die Spieler und ihre Umgebung gleichzeitig.Darüber hinaus muss auch die Beleuchtungsanlage des Stadions beim Betreten und Verlassen des Stadions sicher sein.führen das Publikum.Daher liefert die Beleuchtung in diesem Fall nicht nur die Beleuchtung für das Fußballfeldfinale, sondern kann auch in Zukunft den Beleuchtungsbedarf für verschiedene Leichtathletiksportarten und bürgerliche Aktivitäten decken.
4. Die Beleuchtungsstandards in Bezug auf das Beleuchtungsdesign in diesem Fall umfassen horizontale Beleuchtungsstärke, vertikale Beleuchtungsstärke, Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsniveaus, Blendungsgrenze, Lichtprojektionsmodus und Schatten, Farbtemperatur und Farbwiedergabe.Dabei haben die horizontalen und vertikalen Beleuchtungsstärken den größten Einfluss auf das gesamte Stadion.
Komfortstufe
Um guten Komfort zu schaffen, ist die Qualität der Beleuchtung sehr wichtig, und um eine gute Beleuchtungsqualität zu schaffen, ist eine gute Gleichmäßigkeit der Beleuchtung und Blendungsbegrenzung erforderlich.
Gleichmäßigkeit
Der Hauptgrund besteht darin, zu verhindern, dass das Hell-Dunkel-Verhältnis des Lichts zu groß wird, was es Spielern oder Zuschauern erschwert, den Ball oder andere Objekte auf dem Spielfeld zu identifizieren, wie in Abbildung 2 unten gezeigt.

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Blendschutz
Blendung ist eine Situation, in der einige Ecken des Spielfelds oder Lampen zu viel Helligkeit ausstrahlen, was zu Unbehagen in den Augen von Spielern, Schiedsrichtern und sogar Zuschauern führt.Dieses Phänomen ist hauptsächlich auf die schlechte Entblendung der Lampen selbst und den Projektionswinkel der Lampen zurückzuführen.verursacht durch schlecht.Daher ist es notwendig, eine gute Beleuchtungsgleichmäßigkeit und Blendungsbegrenzung zu erreichen, um im gesamten Stadion die beste Komfortqualität zu erreichen.Um 70 % der Kontrolle über diese beiden Faktoren zu erreichen, müssen Sie sich die Reflexionstechnologie und den Winkel der Lampe selbst ansehen.

A. Verwenden Sie verschiedene Reflektoren und verschiedene Reflexionswinkel, um die beste Beleuchtungskonfiguration zu erreichen

A

Form der Reflexionswinkel B.Different

B

C.Unterschiedliche Lichtverteilung

C

D. Hochleistungsreflektor

D

E.Mehrfachauswahl des Lichtverteilungswinkels

e

Lichtatmosphäre
Eine gute Atmosphäre basiert hauptsächlich auf der Farbwiedergabe und der Farbtemperatur des Leuchtmittels der Lampen.Die Lichtquelle mit guter Farbwiedergabe kann die Atmosphäre des gesamten Stadions lebendiger machen und die vom Fernseher übertragene Kamera dazu bringen, das wundervolle und realistische Bild einfach aufzunehmen.Die Farbtemperatur steuert die Farbe des gesamten Stadions.Eine Lichtquelle mit hoher Farbtemperatur lässt den Veranstaltungsort kühler erscheinen, während eine Lichtquelle mit niedriger Farbtemperatur das Stadion wärmer erscheinen lässt.Die Farbwiedergabe des eigentlichen Designs beträgt 95 Farben und die Temperatur 5600K.

1

Abbildung 4 Schematische Darstellung von Farbwiedergabe und Farbtemperatur

Installationsanweisungen für LED-Leuchten

2

Abbildung 5 Schematische Darstellung der Lampeninstallation

Berechnung der Beleuchtungsstärke

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4
5
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3D-Simulationsdiagramm des Fußballplatzes

 

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Ergebnisse Schlussfolgerung
Um die vorläufigen konzeptionellen Standards zu erfüllen, wird dieser Forschungsfall inhaltlich unter fünf Aspekten entworfen.
Der Inhalt des Lichtdesigns und die zugehörigen Daten werden wie folgt beschrieben:
1. Lichtleistung
Aus den Berechnungsergebnissen der oben erwähnten Beleuchtungskonzeptberechnung ist bekannt, dass die horizontale und vertikale Beleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit die grundlegendsten Anforderungen an die Stadionbeleuchtung erfüllen.
2. Komfort
Der Kontrast zwischen Entblendung und Beleuchtung steht im Mittelpunkt der Untersuchung des Komforts der Stadionbeleuchtung.In dieser Studie werden unterschiedliche Reflektoren und unterschiedliche Reflexionswinkel verwendet, um Lampenkonfigurationen, unterschiedliche Reflexionswinkel und unterschiedliche Lichtverteilungen anzupassen.
Planbar durch Tuch, hocheffizienten Reflektor und mehrfach wählbaren Lichtverteilungswinkeln.
3. Gestaltung der Atmosphäre
Von der Farbwiedergabe des Lichts bis 95 und der Farbtemperatur von 5600 K, um die Gesamtatmosphäre des Stadions zu steuern.
4. Betriebskosten
Durch die Verringerung der Anzahl der Lampen und die Erhöhung der Effizienz der Lampen, um die Kosten des gesamten Betriebs zu senken.
5. Wartung verwenden
Verwenden Sie eine gute Lichtquelle, um die Lebensdauer der Lichtquelle zu verlängern und die Wartungshäufigkeit zu reduzieren.


Postzeit: 20. März 2022