Özet
Futbol sahasının aydınlatma tasarımında ağırlıklı olarak uluslararası standartları karşılayan futbol maçları ve çok fonksiyonlu spor sahaları için gerekli olan aydınlatma fonksiyonları esas alınmıştır.Çeşitli uygulama oyunlarının veya farklı çevresel faktörlerin etkisi altında, gece etkinliklerinin aydınlatma ihtiyaçlarını karşılamak için esnek bir şekilde ayarlanabilir.
Bu araştırma, uluslararası standart FIFA-Futbol sahaları için Yapay aydınlatma kılavuzu spesifikasyonuna, aydınlatma düzeyine, aydınlatma açısı tasarımına, aydınlatma standardına, oyuncular ve medya alanları için aydınlatmasız ve parlama tasarımına, aydınlatma tasarımı kıyaslama ayarına, güvenlik hususlarına, aydınlatmaya dayanmaktadır. ekipman, Sekiz tasarım gereksinimi ve güvenlik ekipmanının fonksiyonel simülasyonu.
Simülasyon yoluyla elde edilen gece aydınlatma tasarımı sonuçları,
1. aydınlatma performansının yatay ve dikey aydınlatması ve tekdüzeliği, stadyum aydınlatmasının en temel gereksinimlerini karşılayabilir
2. kamaşma kontrolü ve aydınlatma arasındaki kontrast, yüksek bir rahatlık hissi sağlayacak şekilde tasarlanmıştır;
3. Stadyumun genel ortamının atmosferini yaratmak için 95 renk sunumu ve 5600K renk sıcaklığına sahip ışıkları kullanın
4. Lamba sayısını simüle edin ve ayarlayın ve işletme maliyetlerini azaltmak için yüksek verimli lambalar seçin
5. Bakım sıklığını azaltmak için ışık kaynaklarının ömrünün verimliliğini artırmak için mükemmel ışık kaynakları kullanın.
Anahtar Kelimeler: futbol sahası, tekdüzelik, yatay aydınlatma, dikey aydınlatma, gölgeleme, renksel geriverim
giriiş
Vaka çalışması, Ulusal Tayvan Üniversitesi Zhubei Kampüsünün güneybatısında, Zhuangjing 1. Yolun kuzeyinde, Guangming 6. Yol Doğu Bölümünde ve Zhubei Kampüsünün güneybatısında, Zhubei Şehri, Hsinchu'da yaklaşık 3,7 hektarlık kentsel planlama alanında yer almaktadır. İlçe.Hsinchu County Stadyumu'nun ikinci spor sahası, standart bir futbol sahası, 3.000 metrelik bir engel havuzu ve standart saha ekipmanı ile uluslararası standartta 400 metrelik bir atletizm sahası içerir.Seviye sertifikası ve Çin Cumhuriyeti Atletizm Birliği sertifikası.Bu çalışmanın odak noktası, futbol sahaları için gece aydınlatma ekipmanlarının aydınlatma tasarımını tartışmaktır.
Arka Plan Bildirimi
Futbol stadyumları için gece aydınlatma ekipmanının aydınlatma tasarım koşulları, uluslararası standartlar olan FIFA Futbol sahaları için yapay aydınlatma kılavuzu spesifikasyon gerekliliklerine dayanmaktadır.Ayrıntılı gereksinimler aşağıdaki gibidir:
aydınlatma sınıfı
Yapay aydınlatma sistemlerinin tasarımı aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır: Lamba direkleri, köşebentler veya ilgili yapılar,
Müsabıkların sahadaki faaliyetleri ve maçı izlemek için tribünlerin görüş alanı;tasarım, üç tür ışık kirliliğini en aza indirmelidir (Obtrusive Light)
1. Alandan dışarı taşan doğrudan ışık
2. Mekanın dışındaki insanlara parlama (gece gökyüzünün taşması)
3. Gece gökyüzü parlıyor
Işın Açısı Tasarım Temeli
Tablo 1 Işınlama açılarının genel tablosu
| Aydınlatma Açısı | Gymnasium Çevre Mesafesi | Aydınlık |
| yatay taşma | Spor salonunun 50 m dışında | 25lüks |
| Maksimum dikey | Spor salonunun 50 m dışında | 40lüks |
| yatay taşma | Stadyumun 200m dışında | 10 lüks |
| Maksimum dikey | Stadyumun 200m dışında | 20 lüks |
Aydınlık Standardı
Tablo 2 Genel aydınlatma standartları tablosu
| TurnuvaLevel | standartlar |
| Uluslararası Yarışma V. Sınıf (TV yayınlı) | Mekanda gölge ve parlama yok |
| Yerli rekabet Sınıf lV (TV yayını ile) | Mekanda gölge ve parlama yok |
| Yerli rekabet Sınıf III (TV yayını yok) | Etkinlik mekanındaki aydınlatma direkleri kamaştırma yapmayacak şekilde 8 grup halinde yerleştirilmiştir. |
| Bölgesel Müsabaka Sınıfı II (TV yayını yok) | Etkinlik mekanındaki aydınlatma direkleri 6 grup halinde kamaştırma yapmayacak şekilde ayarlanmıştır. |
| Dinlenme ve Uygulama Sınıfı l (TV yayını yok) | Etkinlik mekanındaki aydınlatma direkleri kamaştırma yapmayacak şekilde 4 grup halinde ayarlanmıştır. |
Aşağıdaki iki alanda aydınlatma ve parlak tasarım gereksinimleri olmadan oyuncular ve medya için iyi bir görsel ortam sağlayın
1. Köşe vuruşu alanı
Kale merkezi esas alınarak, kale çizgisinin sağından ve solundan 15° içinde ve ışık kirliliği olmayacaktır.
2. Kale sahası arkası
Her iki taraftaki köşe vuruşu alanı referans noktası olarak kullanılacak ve her iki taraftaki dikey çizginin 20° ve 45° içinde herhangi bir zarar olmayacaktır.
Şekil 1: Işık kirliliğinden arındırılmış bir stadyumun şematik diyagramı
Aydınlatma tasarım kriterleri aşağıdaki tablodaki standartları karşılamalıdır.
Stadyumun gece aydınlatmasının çevreye yaydığı ışık kirliliğini önlemek için tüm projektör armatürleri orta/dar açı kullanır.Gerekirse, ışını stadyuma doğrudan maruz kalmadan tamamen yönlendirmek için özel bir ışık kılavuz plakası kurulacaktır.
Halkta tiksinti uyandırmamak için çevredeki komşu evlere gidin.Seyircinin aydınlatma ortamı ayrıca parlamayı önlemek için düşünülür.
Projeksiyon açısını 65° yükseklik aralığında kontrol edin ve bu alanı yapmak için en düzgün incelemeyi yapmak için gölgelerin yönde örtüşmesini sağlayın
1. Tabloda listelenen dikey aydınlatma, kameraya bakan aydınlatmayı ifade eder.
Tablo 3 Aydınlatma Tasarımı Kıyaslama Tablosu
| Dikey Aydınlık | Yatay Aydınlık | Işık kaynağı | |||||||
| Ev | U0 | Ev | U0 | SKK | CRI | ||||
| Sınıf | Kamera | Lüks | U1 | U2 | Lüks | U1 | U2 | Tk | Ra |
| IuluslararasıCrekabetSınıf V | Sabit | 2400 | 0,5 | 0.7 | 3500 | 0.6 | 0.8 | >4000k | >70 |
| Alan | 1800 | 0.4 | 0,65 | ||||||
| IuluslararasıCrekabetIV. Sınıf | Sabit | 2000 | 0,5 | 0,65 | 2500 | 0.6 | 0.8 | >4000k | >70 |
| Alan | 1400 | 0,35 | 0.6 | ||||||
2.Tabloda belirtilen aydınlatma değeri, etkinlik süresince korunması gereken aydınlatma değeridir;lambanın verimi 0,7 olarak hesaplanmalı yani armatürlerin gerçek sayısı
Tabloda listelenen standardın üç katı
3.Tabloda listelenen tüm sınıfların kamaşma derecesi: GR 50
4.Tabloda listelenen tüm sınıfların aydınlatma farkı (her 5 metrede bir): ≤ %20
Tablo 4 Aydınlatma Tasarımı Kıyaslama Tablosu
| Dikey Aydınlık | Yatay Aydınlık | Işık kaynağı | |||||||
| Ev | U0 | Ev | U0 | SKK | CRI | ||||
| Sınıf | Kamera | Lüks | U1 | U2 | Lüks | U1 | U2 | Tk | Ra |
| Yerli Rekabet Sınıf III | - | - | - | - | 750 | - | 0.7 | >4000k | >70 |
| Uluslararası Yarışma Sınıf IV | - | - | - | - | 500 | - | 0.6 | >4000k | >70 |
| Eğitim ve Rekreasyon | - | - | - | - | 250 | - | 0,5 | >4000k | >70 |
1.Tabloda listelenen tüm seviyelerin aydınlatma farkı (10 metrede): ≤30%
2.Tabloda belirtilen aydınlatma değeri, etkinlik süresince korunması gereken aydınlatma değeridir;aydınlatma verimi 0,7 olarak hesaplanmalı, yani gerçek armatür sayısı tabloda belirtilen standardın 1,4 katı olmalıdır.
Güvenlik endişeleri
Tayvan tayfun deprem bölgesinde yer aldığından hem tayfunlar hem de depremler büyük aydınlatma direklerine büyük zararlar getirmiştir.Bu nedenle, ışık direğinin rüzgar direnci yapısının hesaplanmasında, ortalama rüzgar hızı 75 m/sn ve maksimum ani bir fırtına ile süper kuvvetli tayfuna direnmek için yeterli olan Amerikan AASHTO 1985'in hesaplama formülü kullanılır. 91 m/sn ve rüzgar direnci basıncı, bina teknik yönetmeliklerinden daha yüksektir.Rüzgar düzenlemeleri.Bina teknik düzenlemelerine göre, Tayvan deprem bölgesine aittir.Aydınlatma direklerinin sismik tasarımında yapı yönetmeliğine uymanın yanı sıra, öngörülemeyen büyük depremlere dayanacak güvenlik faktörünü artırmak için yapının özel olarak güçlendirilmesi gerekir.
Aydınlatma Ekipmanları
Kutup
Uluslararası rekabet standartlarına göre bu alanda tasarlanmış dört adet aydınlatma direği bulunmaktadır, direk yüksekliği 46 metre olmalıdır ve her bir direk için projektörlerin ortalama merkez yüksekliği 43 metredir.Mekan aydınlatmasının tasarım gereksinimlerini karşılayabilmesi için tüm alana 366 adet 2000W kompozit metal projektör ve dört direğin her birinde 84 adet lamba bulunmaktadır.Işık direği, yüksek gerilimli çelik levhadan yapılmıştır ve ASTM A123'e göre sıcak daldırma galvanizli korozyon önleyici işlemden geçirilmiştir.Galvanizli filmin korozyon direncini 30 yıl ve daha uzun süre koruyabilmesi için kalınlığının 70 Mircon ve üzeri olması gerekmektedir.Aydınlatma direğinin depreme karşı dayanıklılığı, İçişleri Bakanlığı İnşaat Dairesi tarafından öngörülen sismik kuvvet gerekliliklerini tam olarak karşılamaktadır.Temel kısmı, ışık direğinin güvenliğini sağlamak için değeri 4000 PSI'den fazla olan betonarme kullanır.Bakım personelinin ampulü onarmak veya açıyı ayarlamak için tepeye tırmanabilmesi için bir asansör bakım kamyonu bağlanmıştır.
LED Armatür
Rüzgara dayanıklı, su geçirmez, darbeye dayanıklı ve korozyon önleyici ürünler alın.Işık kaynağı, yüksek renksel geriverime, > Ra 90 renksel geriverime, 5000K veya üzeri renk sıcaklığına ve 85Lum/W ışık verimliliğine sahip bir 2000W metal halojenür ampuldür.Genellikle aydınlatmadan sonra elektrik kesilirse metal ampulün tekrar açılması 15-20 dakika sürer.Bu nedenle, gelecekte oyunun kesintiye uğramamasını sağlamak ve güvenlik nedeniyle, aydınlatmanın güç beslemesini sürdürebilmesi için bazı ampullerin hemen yeniden başlatılması planlanmaktadır., bölünmüş başlatma yanar.Tüm alanda yapılandırılan lambalar, dağınık tip, konsantre tip, farklı ışık yoğunluğu eğri tipi ve anında sıcak başlatma tipi lambaları içerir.Lambalar küçük bir rüzgar direnci alanına sahiptir, ağırlık olarak hafiftir ve taşıma kapasitesini hesaplamak için lamba direğinin rüzgar basıncına uygundur.En uygun aydınlatma koşulları bilgisayar kontrol sistemi tarafından belirlenir.Lambalar, enerji tasarrufu yapmak ve lamba direğinin ağırlığını azaltmak için yüksek verimli balastlar ve kapasitörlerle birlikte yüksek verimli lümenli (100 LM/W) ampuller kullanır., bu da güvenliği artırır.Elektrik kesildiğinde sitenin acil durum güç kaynağı otomatik olarak jeneratörün üzerinden atlayacak ve anında sıcak start lambaları çok kısa sürede yanarak site tahliyesinin güvenliği sağlanmış olacaktır.
LED Sürücü
Yüksek güç tipi kullanın, güç faktörü %90 veya üzerinde olmalı ve AC 220/380V 60HZ güç kaynağı sistemi için uygun olmalıdır.Her bir ışık direğinin balastları çelik balast kutusu içine yerleştirilmiştir ve ısıyı dağıtmak için bir havalandırma fanı eklenmiştir.
Emniyet araçları
Paratoner
Bina teknik yönetmeliğinin ilgili hükümleri gereğince her bir ışık direğinin tepesine çelik direk ve aydınlatma armatürlerini korumak için bir takım paratoner konulmuştur.Işık direğinin yüksek olması nedeniyle koruyucu yarıçapı mekanın çoğunu kaplamaya yeterlidir ve kapatılamayan alanları korumak için paratonerler kurulur.
Direk Topraklama
Paratonerin topraklamasına ek olarak, elektrik kaçağının insanlara zarar vermesini önlemek için başka bir direk seti topraklanır veya yıldırım sütuna çarptığında, güvenlik için yüksek voltajlı elektrik sorunsuz bir şekilde topraklama sistemine verilebilir.
havacılık uyarı ışığı
Her ışık direğinin üstüne bir dizi düşük ışıklı havacılık uyarı ışığı yerleştirilmiştir.Lambaların ve fenerlerin özellikleri ve ayar yöntemleri, trafik teknik standartlarına ve hava taşımacılığı mania ışıklarının ayarlanmasına ilişkin spesifikasyonlara uygun olarak tasarlanır.
Güvenlik Çiti
Seyircilerin ışık direklerine çıkmasını önlemek için yaklaşık 2 metre yüksekliğinde güvenlik çitleri ve direklerin çevresine güvenliği sağlamak için uyarı levhaları dikildi.
Acil ışık
Her bir ışık direğine dört adet 1000 W kuvars projektör eklenir ve bağımsız aydınlatma güç kaynağı sistemine bağlanır.Taipower yüksek voltajlı güç kaynağı sistemi kapatıldığında, sistem sahada minimum 5LUX veya üzeri güvenli aydınlatmayı anında sağlayabilir.
Aydınlatma Performansı
Uluslararası futbol maçlarını düzenlemek için aydınlatma, aşağıdakiler gibi çeşitli durumlar ve özelliklerdeki kullanıcılar için uluslararası aydınlatma standartlarının ihtiyaçlarını karşılamalıdır:
1.Oyuncular
2. Teknisyenler, hakemler, stadyum personeli
3.İzleyici: sahaya girerken, oyun devam ederken ve oyun bittiğinde dahil
Oyuncular, hakemler ve teknik personel sahada olup biten her şeyi net bir şekilde anlamalı ve görebilmeli ki en iyi performanslarını gösterebilsinler;seyirciler, sahadaki oyuncuları ve hakemleri ve diğer teknik personeli çevresiyle net bir şekilde görebilmelidir, yani seyirciler stadyumun merkezinden uzakta olsalar da, yine de net bir şekilde görebilmelidirler. oyuncular ve çevreleri aynı anda.Ayrıca stadyumun aydınlatma ekipmanlarının da stadyuma giriş ve çıkışlarda güvenli olması gerekiyor.izleyiciyi yönlendirin.Bu nedenle, bu durumda aydınlatma sadece futbol sahası finalleri için aydınlatma sağlamakla kalmaz, aynı zamanda gelecekte çeşitli atletizm sporları ve sivil faaliyetler için aydınlatma ihtiyaçlarını da karşılayabilir.
4. Bu davanın aydınlatma tasarımıyla ilgili aydınlatma standartları, yatay aydınlatma, dikey aydınlatma, aydınlatma seviyelerinin tekdüzeliği, kamaşma limiti, ışık yansıtma modu ve gölge, renk sıcaklığı ve renk geriverimini içerir.Bunlar arasında yatay ve dikey aydınlatmalar, tüm stadyum üzerinde en büyük etkiye sahiptir.
Konfor Seviyesi
İyi bir konfor yaratmak için, aydınlatma kalitesi çok önemlidir ve iyi bir aydınlatma kalitesi yaratmak için, iyi bir aydınlatma homojenliğine ve kamaşma kontrolüne sahip olmak gerekir.
tekdüzelik
Bunun temel nedeni, aşağıdaki Şekil 2'de gösterildiği gibi, oyuncuların veya seyircilerin sahadaki topu veya diğer nesneleri tanımasını zorlaştıran ışığın ışık-koyu oranının çok büyük olmasını önlemektir.
Parlama Kontrolü
Kamaşma, sahanın bazı köşelerinin veya lambaların çok yüksek parlaklık yaydığı, oyuncuların, hakemlerin ve hatta seyircilerin gözlerini rahatsız eden bir durumdur.Bu fenomen, esas olarak lambaların kendilerinin zayıf parlama kontrolünden ve lambaların yansıtma açısından kaynaklanmaktadır.kötüden kaynaklanır.Bu nedenle, stadyum genelinde en iyi konfor kalitesini elde etmek için iyi bir aydınlatma homojenliği ve parlama kontrolü elde etmek gereklidir.Bu iki faktörün kontrolünün %70'ini elde etmek için, yansıma teknolojisine ve lambanın açısına bakmak gerekir.
A. En iyi aydınlatma konfigürasyonuna uyması için farklı reflektörler ve çeşitli yansıma açıları kullanın
B.Farklı yansıma açıları şekli
C.Farklı Işık Dağılımı
D. Yüksek verimli reflektör
E. Çoklu ışık dağıtım açısı seçimi
Aydınlatma atmosferi
İyi bir atmosfer, temel olarak lambaların ışık kaynağının renksel geriverimine ve renk sıcaklığına bağlıdır.İyi renk sunumuna sahip ışık kaynağı, tüm stadyumun atmosferini daha canlı hale getirebilir ve aynı zamanda harika ve gerçekçi resmi kolayca yakalamak için kameranın TV'den aktarılmasını sağlayabilir.Renk sıcaklığı, tüm stadyumun rengini kontrol eder.Yüksek renk sıcaklığına sahip bir ışık kaynağı salonu daha soğuk, düşük renk sıcaklığına sahip bir ışık kaynağı ise stadyumun daha sıcak görünmesine neden olur.Gerçek tasarımın renk sunumu 95 renk ve sıcaklık 5600K'dır.
Şekil 4 Renksel geriverimin ve renk sıcaklığının şematik diyagramı
LED Armatür kurulum talimatları
Şekil 5 Lamba kurulumunun şematik diyagramı
Aydınlatma Lux Hesabı
Futbol sahasının 3D simülasyon diyagramı
Sonuçlar sonuç
Ön kavramsal tasarım standartlarını karşılamak için, bu araştırma vakası esasen beş yönden tasarlanmıştır.
Aydınlatma tasarımı içeriği ve ilgili veriler aşağıda açıklanmıştır:
1. Aydınlatma performansı
Bahsi geçen aydınlatma kavramı hesabının hesaplama sonuçlarından, yatay ve dikey aydınlatma ve homojenliğin stadyum aydınlatmasının en temel gereksinimlerini karşıladığı bilinmektedir.
2. Konfor
Parlama kontrolü ve aydınlatma arasındaki karşıtlık, stadyum aydınlatmasının konforunu incelemenin odak noktasıdır.Bu çalışmada, lamba konfigürasyonlarını, farklı yansıma açılarını ve farklı ışık dağılımlarını eşleştirmek için farklı reflektörler ve çeşitli yansıma açıları kullanılmıştır.
Kumaş, yüksek verimli reflektör ve çok sayıda ışık dağıtım açısı seçimi ile planlanabilir.
3. Atmosfer şekillendirme
Stadyumun genel atmosferini kontrol etmek için ışığın renk sunumundan 95'e ve 5600K renk sıcaklığına kadar.
4. İşletme maliyetleri
Lamba sayısını azaltarak ve lambaların verimini arttırarak tüm operasyonun maliyetini düşürür.
5. Bakımı kullanın
Işık kaynağının ömrünü uzatmak ve bakım sıklığını azaltmak için iyi bir ışık kaynağı kullanın.
Gönderim zamanı: 20 Mart 2022