Resumen
El diseño de iluminación del campo de fútbol se basa principalmente en partidos de fútbol que cumplen con los estándares internacionales y las funciones de iluminación requeridas para campos deportivos multifuncionales.Bajo la influencia de varios juegos de práctica o diferentes factores ambientales, se puede configurar de manera flexible para satisfacer las necesidades de iluminación de los eventos nocturnos.
Esta investigación se basa en el estándar internacional FIFA-Guía para la especificación de iluminación artificial para campos de fútbol, nivel de iluminación, diseño de ángulo de iluminación, estándar de iluminación, diseño sin iluminación y deslumbrante para jugadores y áreas de medios, configuración de referencia de diseño de iluminación, consideraciones de seguridad, iluminación equipos, Ocho requisitos de diseño y simulación funcional de equipos de seguridad.
Los resultados del diseño de iluminación nocturna obtenidos a través de la simulación son
1. La iluminancia horizontal y vertical y la uniformidad del rendimiento de la iluminación pueden cumplir con los requisitos más básicos de la iluminación del estadio.
2.el contraste entre el control del deslumbramiento y la iluminación está diseñado para proporcionar una gran sensación de comodidad;
3.Utilice luces con una reproducción cromática de 95 y una temperatura de color de 5600K para crear la atmósfera del entorno general del estadio.
4.Simule y ajuste la cantidad de lámparas y seleccione lámparas de alta eficiencia para reducir los costos operativos
5. Utilice fuentes de luz excelentes para mejorar la eficiencia de la vida útil de las fuentes de luz y reducir la frecuencia de mantenimiento.
Palabras clave: campo de fútbol, uniformidad, iluminancia horizontal, iluminancia vertical, sombreado, reproducción cromática
Introducción
El estudio de caso está ubicado en el área de planificación urbana de aproximadamente 3,7 hectáreas en el suroeste del campus de Zhubei de la Universidad Nacional de Taiwán, en el norte de Zhuangjing 1st Road, Guangming 6th Road East Section y al suroeste del campus de Zhubei, ciudad de Zhubei, Hsinchu Condado.El segundo campo deportivo del estadio del condado de Hsinchu incluye principalmente un campo de atletismo estándar internacional de 400 metros, con un campo de fútbol estándar, una piscina de obstáculos de 3000 metros y equipo de campo estándar.Certificación de nivel y certificación de la Asociación de Atletismo de la República de China.El enfoque de este estudio es discutir el diseño de iluminación de equipos de iluminación nocturna para campos de fútbol.
Declaración de Antecedentes
Las condiciones de diseño de iluminación de los equipos de iluminación nocturna para estadios de fútbol se basan en los estándares internacionales Guía de la FIFA para los requisitos de especificación de iluminación artificial para campos de fútbol.Los requisitos detallados son los siguientes:
Clase de iluminación
El diseño de los sistemas de iluminación artificial deberá cumplir con los siguientes requisitos: Los postes de luz, soportes o estructuras relacionadas no deberán interferir con
Las actividades de los contendientes en el campo y la línea de visión de las gradas para ver el partido;el diseño debe minimizar los tres tipos de contaminación lumínica (Luz Obtrusiva)
1. Luz directa que se derrama fuera del campo
2. Deslumbramiento a personas fuera del lugar (inundación del cielo nocturno)
3. Resplandor del cielo nocturno
Base de diseño del ángulo de haz
Tabla 1 Tabla general de ángulos de irradiación
| Ángulo de iluminación | Distancia Periférica Gimnasio | Iluminancia |
| desbordamiento horizontal | Dentro de 50m fuera del gimnasio | 25lux |
| Máxima vertical | Dentro de 50m fuera del gimnasio | 40lux |
| desbordamiento horizontal | Dentro de 200m fuera del estadio | 10 lux |
| Máxima vertical | Dentro de 200m fuera del estadio | 20 lux |
Estándar de iluminancia
Tabla 2 Tabla general de estándares de iluminancia
| TorneoLnivel | Estándares |
| Competencia Internacional Clase V (con transmisión de TV) | Sin sombras ni deslumbramiento en el lugar |
| Competencia nacional Clase lV (con transmisión de TV) | Sin sombras ni deslumbramiento en el lugar |
| Competencia nacional Clase lll (sin transmisión de TV) | Los postes de iluminación en el lugar del evento se colocan en 8 grupos sin deslumbramiento |
| Competencia Regional Clase ll (sin transmisión de TV) | Los postes de iluminación en el lugar del evento se colocan en 6 grupos sin deslumbramiento |
| Clase de descanso y práctica l (sin transmisión de TV) | Los postes de iluminación en el lugar del evento se colocan en 4 grupos sin deslumbramiento |
Proporcione un buen entorno visual para los jugadores y los medios, sin requisitos de diseño de iluminación y deslumbramiento en las siguientes dos áreas
1.La zona de saque de esquina
Basado en el centro de la portería, dentro de los 15° a la izquierda y a la derecha de la línea de portería, y no habrá contaminación lumínica.
2. Detrás del área de portería
El área de saque de esquina en ambos lados se utilizará como punto de referencia, y no habrá daño dentro de los 20° y 45° de la línea vertical en ambos lados.
Figura 1: Diagrama esquemático de un estadio libre de contaminación lumínica
Los criterios de diseño de iluminación deben cumplir con los estándares de la siguiente tabla
Para evitar la contaminación lumínica causada por la iluminación nocturna del estadio en el área circundante, todas las luminarias de inundación utilizan un ángulo medio/estrecho.Si es necesario, se instalará una placa de guía de luz especial para guiar completamente el haz hacia el interior del estadio sin exposición directa.
Vaya a las casas vecinas alrededor, para no despertar el disgusto público.El entorno de iluminación de la audiencia se considera además para evitar el deslumbramiento.
Controle el ángulo de proyección dentro del rango de 65 ° de elevación y haga que las sombras se superpongan en la dirección para hacer la revisión más uniforme para hacer este campo
1. La iluminancia vertical que se indica en la tabla se refiere a la iluminancia frente a la cámara.
Tabla 3 Tabla comparativa de diseño de iluminación
| Iluminancia vertical | Iluminancia horizontal | Fuente de luz | |||||||
| Eav | U0 | Eav | U0 | CCT | IRC | ||||
| Clase | Cámara | lux | U1 | U2 | lux | U1 | U2 | Tk | Ra |
| IinternacionalCcompetenciaClase V | Fijado | 2400 | 0.5 | 0.7 | 3500 | 0.6 | 0.8 | >4000k | >70 |
| Campo | 1800 | 0.4 | 0,65 | ||||||
| IinternacionalCcompetenciaClase IV | Fijado | 2000 | 0.5 | 0,65 | 2500 | 0.6 | 0.8 | >4000k | >70 |
| Campo | 1400 | 0.35 | 0.6 | ||||||
2. El valor de iluminancia indicado en la tabla es la iluminancia que debe mantenerse durante el evento;la eficiencia de la lámpara debe calcularse como 0,7, por lo que el número real de luminarias debe ser
Tres veces el estándar enumerado en la tabla.
3. El grado de deslumbramiento de todos los grados enumerados en la tabla: GR 50
4.Diferencia de iluminación (cada 5 metros) de todos los grados enumerados en la tabla: ≤ 20%
Tabla 4 Tabla comparativa de diseño de iluminación
| Iluminancia vertical | Iluminancia horizontal | Fuente de luz | |||||||
| Eav | U0 | Eav | U0 | CCT | IRC | ||||
| Clase | Cámara | lux | U1 | U2 | lux | U1 | U2 | Tk | Ra |
| Competición Nacional Clase III | - | - | - | - | 750 | - | 0.7 | >4000k | >70 |
| Competencia Internacional Clase IV | - | - | - | - | 500 | - | 0.6 | >4000k | >70 |
| Entrenamiento y Recreación | - | - | - | - | 250 | - | 0.5 | >4000k | >70 |
1. Diferencia de iluminación de todos los niveles enumerados en la tabla (por 10 metros): ≤30%
2. El valor de iluminancia indicado en la tabla es la iluminancia que debe mantenerse durante el evento;la eficiencia de la iluminación debe calcularse como 0,7, por lo que el número real de luminarias debe ser 1,4 veces el estándar que se indica en la tabla.
Preocupaciones de seguridad
Debido a que Taiwán se encuentra en la zona de terremotos de tifones, tanto los tifones como los terremotos han causado grandes daños a los grandes postes de iluminación.Por lo tanto, en el cálculo de la estructura de resistencia al viento del poste de luz se utiliza la fórmula de cálculo de la estadounidense AASHTO 1985, la cual es suficiente para resistir el tifón súper fuerte con una velocidad de viento promedio de 75 m/seg y una racha máxima instantánea de 91 m/seg, y su presión de resistencia al viento es superior a la de la normativa técnica de edificación.Reglamento de viento.De acuerdo con los reglamentos técnicos de construcción, Taiwán pertenece a la zona de terremotos.Además de cumplir con las normas de construcción en el diseño sísmico de postes de luz, la estructura debe ser especialmente reforzada para aumentar el factor de seguridad para resistir grandes terremotos impredecibles.
Equipos de iluminación
Polo
De acuerdo con los estándares internacionales de competencia, hay cuatro postes de iluminación diseñados en este campo, la altura del poste debe ser de 46 metros y la altura central promedio de los proyectores para cada poste es de 43 metros.Hay 366 proyectores de metal compuesto de 2000 W instalados en toda el área y 84 lámparas en cada uno de los cuatro postes, para que la iluminación del lugar pueda cumplir con los requisitos de diseño.El poste de luz está hecho de una placa de acero de alta resistencia y tiene un tratamiento anticorrosión galvanizado en caliente según la norma ASTM A123.Se requiere que el espesor de la película galvanizada sea de 70 Mircon o superior, para mantener la resistencia a la corrosión durante 30 años o más.La fuerza antisísmica del poste de luz cumple completamente con los requisitos de fuerza sísmica estipulados por el Departamento de Construcción del Ministerio del Interior.La parte de los cimientos utiliza hormigón armado con un valor de más de 4000 PSI para garantizar la seguridad del poste de luz.Se adjunta un montacargas de mantenimiento, para que el personal de mantenimiento pueda subir a la parte superior para reparar la bombilla o ajustar el ángulo.
Luminaria LED
Lleva productos resistentes al viento, impermeables, a prueba de golpes y anticorrosión.La fuente de luz es una bombilla de halogenuros metálicos de 2000W con alta reproducción cromática, con reproducción cromática > Ra 90, temperatura de color de 5000K o superior y eficiencia luminosa de 85Lum/W.Por lo general, toma de 15 a 20 minutos reiniciar la bombilla de luz de metal si se corta la energía después de encenderla.Por lo tanto, para garantizar que el juego no se interrumpa en el futuro y por razones de seguridad, está previsto utilizar algunas de las bombillas para reiniciarse inmediatamente, de modo que la iluminación pueda reanudar el suministro eléctrico., el inicio dividido se enciende.Las lámparas configuradas en toda el área incluyen lámparas de tipo difuso, tipo concentrado, tipo de curva de intensidad de luz diferente y lámparas de tipo hot start inmediato.Las lámparas tienen un área pequeña de resistencia al viento, son livianas y coinciden con la presión del viento del poste de la lámpara para calcular la capacidad de carga.Las condiciones de iluminación más adecuadas son establecidas por el sistema de control de la computadora.Las lámparas utilizan bombillas de lúmenes de alta eficiencia (100 LM/W), junto con balastos y condensadores de alta eficiencia, para ahorrar energía y reducir el peso de la farola., lo que mejora la seguridad.Cuando se corta la energía, la fuente de alimentación de emergencia del sitio saltará automáticamente sobre el generador y las lámparas de encendido en caliente instantáneo se encenderán en un período de tiempo muy corto, manteniendo así la seguridad de la evacuación del sitio.
Controlador LED
Utilice un tipo de alta potencia, el factor de potencia debe ser del 90% o superior, y adecuado para el sistema de suministro de energía AC 220/380V 60HZ.Los balastos de cada poste de luz se colocan en una caja de balasto de acero y se agrega un ventilador para disipar el calor.
Equipo de seguridad
Pararrayos
De acuerdo con las disposiciones pertinentes de los reglamentos técnicos de construcción, se coloca un conjunto de pararrayos en la parte superior de cada poste de luz para proteger el poste de acero y los accesorios de iluminación.Debido a la gran altura del poste de luz, su radio de protección es suficiente para cubrir la mayor parte del recinto, y se instalan pararrayos para proteger las áreas que no se pueden cubrir.
Puesta a tierra de postes
Además de la conexión a tierra del pararrayos, se conecta a tierra otro conjunto de postes para evitar fugas de electricidad y herir a las personas, o cuando cae un rayo en la columna, la electricidad de alto voltaje se puede introducir sin problemas en el sistema de conexión a tierra por seguridad.
Luz de advertencia aeronáutica
Un conjunto de luces de advertencia de aviación con poca luz se colocan en la parte superior de cada poste de luz.Las características y métodos de ajuste de las lámparas y faroles se diseñan de acuerdo con las normas y especificaciones técnicas de tráfico para el ajuste de las luces de obstrucción del transporte aéreo.
valla de seguridad
Para evitar que los espectadores trepen por los postes de luz, se colocaron vallas de seguridad de unos 2 metros de altura y señales de advertencia alrededor de los postes para garantizar la seguridad.
Luz de emergencia
Se agregan cuatro reflectores de cuarzo de 1000 W en cada poste de luz y se conectan al sistema de suministro de energía de iluminación independiente.Cuando el sistema de suministro de energía de alto voltaje de Taipower se apaga, el sistema puede suministrar inmediatamente la iluminación segura mínima de 5LUX o más en el campo.
Rendimiento de iluminación
Para celebrar partidos de fútbol internacionales, la iluminación debe cumplir con las necesidades de los estándares internacionales de iluminación para usuarios de diversas ocasiones y propiedades, como
1.Jugadores
2. Los técnicos, los árbitros, el personal del estadio
3. Público: incluso cuando ingresa al campo, cuando el juego está en progreso y cuando el juego termina
Los jugadores, árbitros y cuerpo técnico deben ser capaces de entender y ver claramente todo lo que sucede en el terreno de juego para que puedan rendir al máximo;y los espectadores deben poder ver claramente a los jugadores y árbitros en el terreno de juego y al resto del personal técnico Con su entorno circundante, es decir, aunque los espectadores estén lejos del centro del estadio, aún deben poder ver claramente los jugadores y su entorno al mismo tiempo.Además, el equipo de iluminación del estadio también debe ser seguro al entrar y salir del estadio.guiar a la audiencia.Por lo tanto, la iluminación en este caso no solo proporciona iluminación para las finales de campo de fútbol, sino que aún puede satisfacer las necesidades de iluminación para varios deportes de atletismo y actividades cívicas en el futuro.
4. Los estándares de iluminación relacionados con el diseño de iluminación de este estuche incluyen iluminancia horizontal, iluminancia vertical, uniformidad de los niveles de iluminación, límite de deslumbramiento, modo de proyección de luz y sombra, temperatura de color y reproducción cromática.Entre ellos, las iluminancias horizontal y vertical tienen el mayor impacto en todo el estadio.
Nivel de confort
Para crear un buen confort, la calidad de la iluminación es muy importante, y para crear una buena calidad de iluminación, es necesario tener una buena uniformidad de iluminación y control del deslumbramiento.
Uniformidad
La razón principal es evitar que la relación luz-oscuridad de la luz sea demasiado grande, lo que dificulta que los jugadores o espectadores identifiquen la pelota u otros objetos en el campo, como se muestra en la Figura 2 a continuación.
Control de deslumbramiento
El deslumbramiento es una situación en la que algunas esquinas de la cancha o lámparas emiten un brillo demasiado alto, causando molestias a los ojos de los jugadores, árbitros e incluso espectadores.Este fenómeno se debe principalmente al control deficiente del deslumbramiento de las propias lámparas y al ángulo de proyección de las lámparas.causado por el mal.Por lo tanto, es necesario lograr una buena uniformidad de iluminación y control del deslumbramiento para lograr la mejor calidad de confort en todo el estadio.Para lograr el 70% del control de estos dos factores hay que fijarse en la tecnología de reflexión y el ángulo de la propia lámpara.
A.Utilice diferentes reflectores y varios ángulos de reflexión para que coincida con la mejor configuración de iluminación
B. Forma de diferentes ángulos de reflexión
C. Distribución de luz diferente
D.Reflector de alta eficiencia
E. Selección múltiple de ángulo de distribución de luz
Atmósfera de iluminación
Una buena atmósfera se basa principalmente en la reproducción cromática y la temperatura de color de la fuente de luz de las lámparas.La fuente de luz con una buena reproducción cromática puede hacer que la atmósfera de todo el estadio sea más animada, y también puede hacer que la cámara se transfiera desde el televisor para capturar fácilmente una imagen maravillosa y realista.La temperatura de color controla el color de todo el estadio.Una fuente de luz con una temperatura de color alta hará que el lugar parezca más fresco, mientras que una fuente de luz con una temperatura de color baja hará que el estadio parezca más cálido.La reproducción cromática del diseño real es de 95 colores y la temperatura es de 5600K.
Figura 4 Diagrama esquemático de reproducción cromática y temperatura de color
Instrucciones de instalación de luminarias LED
Figura 5 Diagrama esquemático de la instalación de la lámpara
Cálculo de lux de iluminación
Diagrama de simulación 3D del campo de fútbol.
Conclusión de los resultados
Para cumplir con los estándares preliminares de diseño conceptual, este caso de investigación está diseñado sustancialmente a partir de cinco aspectos.
El contenido del diseño de iluminación y los datos relacionados se describen a continuación:
1. Rendimiento de iluminación
A partir de los resultados del cálculo del concepto de iluminancia antes mencionado, se sabe que la iluminancia horizontal y vertical y la uniformidad cumplen los requisitos más básicos de iluminación de estadios.
2. Comodidad
El contraste entre el control del deslumbramiento y la iluminación es el centro del examen de la comodidad de la iluminación del estadio.En este estudio, se utilizan diferentes reflectores y varios ángulos de reflexión para hacer coincidir las configuraciones de lámparas, diferentes ángulos de reflexión y diferentes distribuciones de luz.
Puede planificarse mediante tela, reflector de alta eficiencia y selección múltiple de ángulos de distribución de la luz.
3. Dar forma a la atmósfera
Desde la reproducción cromática de la luz hasta 95 y la temperatura de color de 5600K para controlar la atmósfera general del estadio.
4. Costos de operación
Al reducir el número de lámparas y aumentar la eficiencia de las lámparas para reducir el costo de toda la operación.
5. Utiliza el mantenimiento
Utilice una buena fuente de luz para aumentar la vida útil de la fuente de luz y reducir la frecuencia de mantenimiento.
Hora de publicación: 20-mar-2022