Đèn sân vận động LEDYêu cầu về độ sáng cho thể thao
Lắp đặt hệ thống chiếu sángđối với các cơ sở thể thao phải đáp ứng các tiêu chuẩn về độ sáng cụ thể. Các tiêu chuẩn này đảm bảo tầm nhìn tối ưu cho người tham gia, quan chức và khán giả. Họ cũng xác định các yêu cầu về chất lượng phát sóng truyền hình. Tài liệu này phác thảo các thông số độ sáng cốt lõi và phương pháp thiết kế cho hệ thống chiếu sáng sân thể thao.
Hiểu về phân loại và tiêu chuẩn độ sáng
Hiệp hội Kỹ thuật Chiếu sáng (IES) cung cấp khuôn khổ chính cho chiếu sáng thể thao. Phân loại của IES dựa trên mức độ chơi và sự hiện diện của khán giả. Các cơ sở hạng I tổ chức các sự kiện chuyên nghiệp hoặc lớn của trường đại học với hơn 5.000 khán giả. Loại II áp dụng cho các địa điểm thi đấu ở trường đại học hoặc trung học có sức chứa lên tới 5.000 khán giả. Loại III bao gồm các giải đấu giải trí với số lượng chỗ ngồi hạn chế. Loại IV bao gồm các lĩnh vực đào tạo và cộng đồng không có khán giả cố định.
Mỗi phân loại đều có mục tiêu độ sáng xác định được đo bằng footcandle (fc) hoặc lux. Độ sáng ngang đề cập đến ánh sáng rơi trên bề mặt chơi. Độ chiếu sáng theo chiều dọc rất quan trọng đối với nhận thức về chiều sâu của người chơi và máy quay truyền hình. Tỷ lệ đồng nhất, chẳng hạn như U1 (tối thiểu đến trung bình) và U2 (tối thiểu đến tối đa), quyết định tính nhất quán của sự lan truyền ánh sáng. Tính đồng nhất kém tạo ra bóng tối và các mối nguy hiểm về tầm nhìn.
Mục tiêu độ sáng theo cấp độ thể thao và thi đấu
Mức độ sáng yêu cầu khác nhau đáng kể giữa các cấp độ thể thao và thi đấu. Bảng sau trình bày các giá trị độ sáng chính cho các môn thể thao chính theo hướng dẫn của IES.
Bảng 1: Yêu cầu về độ sáng tiêu chuẩn cho một số môn thể thao
|
Thể thao |
Cấp độ cạnh tranh |
Lớp IES |
Trung bình Độ sáng ngang (fc) |
Tính đồng nhất (U2) |
Độ sáng dọc (fc) cho TV |
|---|---|---|---|---|---|
|
Bóng đá (Mỹ) |
Truyền hình chuyên nghiệp / Truyền hình |
I |
100 fc |
0.7 |
140 fc (máy ảnh chính) |
|
Bóng đá (Mỹ) |
Đại học / Trung học cơ sở |
II |
50 fc |
0.6 |
Không bắt buộc |
|
Bóng đá |
Truyền hình chuyên nghiệp / Truyền hình |
I |
75 fc |
0.7 |
100 fc (máy ảnh chính) |
|
Bóng đá |
Câu lạc bộ / Giải đấu nghiệp dư |
III |
30 fc |
0.5 |
Không bắt buộc |
|
Bóng chày (Trong sân/Ngoài sân) |
Truyền hình chuyên nghiệp / Truyền hình |
I |
100/70 fc |
0.7 |
140 fc (máy ảnh chính) |
|
Bóng chày |
Trường trung học |
II |
50/30 fc |
0.6 |
Không bắt buộc |
|
quần vợt |
Giải đấu chuyên nghiệp |
I |
75 fc |
0.7 |
100 fc |
|
quần vợt |
Câu lạc bộ giải trí |
IV |
20 fc |
0.4 |
Không bắt buộc |
Các cơ sở tổ chức nhiều môn thể thao phải thiết kế theo yêu cầu nghiêm ngặt nhất. Sân đa năng được sử dụng cho bóng đá vào ban đêm và bóng đá đòi hỏi phải có hệ thống chiếu sáng đáp ứng tiêu chuẩn bóng đá cao hơn.
Một nghiên cứu điển hình về thiết kế: Sân bóng đá cấp II của trường đại học
Phân tích trắc quang xác nhận sự tuân thủ trước khi cài đặt. Trường hợp này xem xét một sân bóng đá dành cho trường đại học theo quy định (360 ft x 225 ft) được thiết kế cho cuộc thi IES Loại II.
Thông số dự án:
Thể thao:Bóng đá
Mức độ:Đại học (NCAA)
Lớp IES:II
Độ sáng duy trì mục tiêu:50 fc trung bình theo chiều ngang
Tính đồng nhất mục tiêu (U2):> 0,6
Kích thước trường:360 ft x 225 ft
Hệ thống chiếu sáng đề xuất:
Loại lịch thi đấu:Đèn pha bất đối xứng LED 1000W
Số lượng vật cố định:48 chiếc
Gắn kết:Sáu (6) cột, cao 80 feet
Phân phối chùm tia:Loại V (dành cho đèn chiếu sáng chu vi gắn trên cột)
Hệ thống điều khiển:Trình điều khiển có thể điều chỉnh độ sáng (0-10V) để vận hành nhiều cảnh
Tóm tắt kết quả trắc quang:
Độ sáng ngang trung bình:52,4 fc
Độ sáng ngang tối thiểu:36,7 fc
Tính đồng nhất (U2): 0.70
Tỷ lệ tối đa-đến{1}}tối thiểu: 1.43:1
Kết quả xác nhận thiết kế vượt quá mục tiêu IES Loại II. Hệ thống cung cấp đủ độ sáng theo chiều dọc để phát sóng trong khu vực. Khả năng điều chỉnh độ sáng cho phép giảm tới 30 fc cho các buổi luyện tập, tiết kiệm năng lượng.
Các yếu tố kỹ thuật chính ảnh hưởng đến thành tích độ sáng
Một số yếu tố phần cứng và thiết kế xác định liệu hệ thống có đáp ứng các tiêu chuẩn về độ sáng hay không.
Hiệu quả và phân phối ánh sáng cố định:Sản lượng cố định được đo bằng lumens. Hiệu suất (lumens trên watt) xác định năng lượng điện cần thiết. Phân phối quang học (loại chùm tia Nema) hướng lumen vào trường. Quang học bất đối xứng (loại III, IV và V) là tiêu chuẩn cho thiết kế cột chu vi để tối đa hóa phạm vi bao phủ trường và giảm thiểu ánh sáng tràn.
Vị trí cực và chiều cao lắp đặt:Vị trí và chiều cao cực được lấy từ hình học của trường. Chiều cao lắp đặt cao hơn (70-100 ft) cải thiện tính đồng nhất cho các trường lớn nhưng yêu cầu các thiết bị có cường độ cao hơn. Việc bố trí phải tránh gây chói mắt cho người chơi và người xem. Các thiết kế tiêu chuẩn sử dụng bốn hoặc sáu cột được đặt bên ngoài lề sân.
Các yếu tố tổn thất ánh sáng và lập kế hoạch bảo trì:Các mục tiêu độ sáng được tính toán là các giá trị được "duy trì", tính đến sự sụt giảm ánh sáng trong tương lai. Các nhà thiết kế áp dụng các hệ số khấu hao bụi bẩn của đèn (LDD), khấu hao quang thông của đèn (LLD) và nhiệt độ môi trường. Yếu tố LLD dựa trên xếp hạng L70/L90 của nhà sản xuất là rất quan trọng. Một hệ thống được thiết kế không có các yếu tố bảo trì phù hợp sẽ không đáp ứng được các tiêu chuẩn trong thời gian hoạt động của nó.
Dịch vụ xác minh tuân thủ và thiết kế chuyên nghiệp
Người quản lý cơ sở phải xác minh việc tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan. Dòng IES RP-6 là hướng dẫn chính ở Bắc Mỹ. Các tiêu chuẩn khác bao gồm hướng dẫn của UEFA về bóng đá và hướng dẫn sử dụng của NCAA cho các môn thể thao ở trường đại học.
Việc thuê một nhà thiết kế ánh sáng chuyên nghiệp là cần thiết cho bất kỳ dự án Cấp I, II hoặc III nào. Nhà thiết kế sẽ thực hiện nghiên cứu trắc quang bằng phần mềm được công nhận (ví dụ: AGi32, Dialux). Nghiên cứu này là bằng chứng hiệu quả dứt khoát. Nó cung cấp lưới độ sáng, tính toán độ đồng đều và phân tích độ chói. Nó cũng phục vụ như là tài liệu đặc tả cho đấu thầu cạnh tranh.
Bảng chú giải thuật ngữ kỹ thuật
Chân nến (fc):Đơn vị độ rọi trên một bề mặt. Một footcandle là một lumen trên mỗi foot vuông.
Lumen:Đơn vị đo tổng lượng ánh sáng nhìn thấy được phát ra từ một nguồn.
Tính đồng nhất (U1 & U2):Các tỷ số mô tả sự đồng đều của ánh sáng trên một bề mặt. U1=E_min / E_avg. U2=E_min / E_max.
Độ sáng dọc:Độ sáng được đo trên mặt phẳng thẳng đứng, rất quan trọng đối với hoạt động của camera và nhận dạng khuôn mặt của người chơi.
Nghiên cứu trắc quang:Mô phỏng ánh sáng do máy tính{{0} tạo ra nhằm dự đoán các chỉ số hiệu suất cho thiết kế được đề xuất.
Loại chùm tia NEMA:Hệ thống phân loại mô hình phân bố ánh sáng của đèn pha.
Tài liệu tham khảo và tiêu chuẩn ngành
Hiệp hội kỹ thuật chiếu sáng. *ANSI/IES RP-6-20: Chiếu sáng khu vực thể thao và giải trí*. New York: IES, 2020.
Hiệp hội thể thao trường đại học quốc gia.Hướng dẫn chiếu sáng thể thao của NCAA. Indianapolis: NCAA, 2019.
Liên đoàn bóng đá quốc tế.Sân vận động bóng đá FIFA: Khuyến nghị và yêu cầu kỹ thuật. Zürich: FIFA, 2021.
Ủy ban Quốc tế về Chiếu sáng (CIE).Hướng dẫn CIE 150:2017 về hạn chế ảnh hưởng của ánh sáng gây khó chịu từ việc lắp đặt hệ thống chiếu sáng ngoài trời. Viên: CIE, 2017.
