Tin tức

Nghiên Cứu Thiết Kế Và Ứng Dụng Chiếu Sáng Ban Đêm Trong Sân Bóng Đá

Bản tóm tắt
Thiết kế chiếu sáng sân bóng chủ yếu dựa trên các trận bóng đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế và chức năng chiếu sáng cần thiết cho sân thể thao đa chức năng.Dưới ảnh hưởng của các trò chơi thực hành khác nhau hoặc các yếu tố môi trường khác nhau, nó có thể được thiết lập linh hoạt để đáp ứng nhu cầu ánh sáng của các sự kiện ban đêm.
Nghiên cứu này dựa trên tiêu chuẩn quốc tế FIFA-Hướng dẫn chiếu sáng nhân tạo cho sân bóng đá Thông số kỹ thuật, mức độ chiếu sáng, thiết kế góc chiếu sáng, tiêu chuẩn chiếu sáng, thiết kế không chiếu sáng và chói cho cầu thủ và khu vực truyền thông, thiết lập tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng, cân nhắc về an toàn, chiếu sáng thiết bị, Tám yêu cầu thiết kế và mô phỏng chức năng của thiết bị an toàn.
Kết quả thiết kế chiếu sáng ban đêm thu được thông qua mô phỏng là
1. độ sáng ngang và dọc và tính đồng nhất của hiệu suất chiếu sáng có thể đáp ứng các yêu cầu cơ bản nhất của chiếu sáng sân vận động
2. độ tương phản giữa kiểm soát độ chói và ánh sáng được thiết kế để mang lại cảm giác thoải mái cao;
3. Sử dụng đèn có độ hoàn màu 95 và nhiệt độ màu 5600K để tạo bầu không khí cho môi trường tổng thể của sân vận động
4. Mô phỏng và điều chỉnh số lượng đèn và chọn đèn hiệu suất cao để giảm chi phí vận hành
5. Sử dụng các nguồn sáng tuyệt vời để cải thiện hiệu quả tuổi thọ của nguồn sáng để giảm tần suất bảo trì.

Từ khóa: sân bóng, độ đồng đều, độ rọi ngang, độ rọi đứng, bóng đổ, độ hoàn màu

Giới thiệu

Nghiên cứu trường hợp nằm trong khu quy hoạch đô thị rộng khoảng 3,7 ha ở phía tây nam của Khuôn viên Zhubei của Đại học Quốc gia Đài Loan, ở phía bắc Đường 1 Zhuangjing, Khu vực phía Đông Đường 6 Guangming và phía tây nam của Khuôn viên Zhubei, Thành phố Zhubei, Hsinchu quận.Sân thể thao thứ hai của Sân vận động Hsinchu County chủ yếu bao gồm sân điền kinh dài 400 mét tiêu chuẩn quốc tế, với sân bóng đá tiêu chuẩn, bể bơi vượt chướng ngại vật dài 3.000 mét và thiết bị sân tiêu chuẩn.Chứng nhận cấp độ và chứng nhận của Hiệp hội điền kinh Trung Hoa Dân Quốc.Trọng tâm của nghiên cứu này là thảo luận về thiết kế ánh sáng của thiết bị chiếu sáng ban đêm cho sân bóng đá.

Tuyên bố cơ bản

Các điều kiện thiết kế chiếu sáng của thiết bị chiếu sáng ban đêm cho sân vận động bóng đá dựa trên tiêu chuẩn quốc tế Hướng dẫn của FIFA về yêu cầu thông số kỹ thuật chiếu sáng nhân tạo cho sân bóng đá.Các yêu cầu chi tiết như sau:

lớp ánh sáng
Việc thiết kế hệ thống chiếu sáng nhân tạo phải đáp ứng các yêu cầu sau: Trụ đèn, giá đỡ hoặc các kết cấu liên quan không được cản trở
Hoạt động của các thí sinh trên sân và hướng nhìn của khán đài theo dõi trận đấu;thiết kế phải giảm thiểu ba loại ô nhiễm ánh sáng (Obtrusive Light)
1. Ánh sáng trực tiếp tràn ra ngoài trường
2. Lườm những người bên ngoài địa điểm (tràn ngập bầu trời đêm)
3. Bầu trời đêm phát sáng

Cơ sở thiết kế góc chùm

Bảng 1 Bảng tổng hợp các góc chiếu xạ

Góc chiếu sáng

Khoảng cách ngoại vi phòng tập thể dục

độ rọi

tràn ngang

Trong vòng 50m ngoài nhà thi đấu

25lux

chiều dọc tối đa

Trong vòng 50m ngoài nhà thi đấu

40lux

tràn ngang

Trong vòng 200m bên ngoài sân vận động

10 lux

chiều dọc tối đa

Trong vòng 200m bên ngoài sân vận động

20 lux

Tiêu chuẩn độ sáng

Bảng 2 Bảng tổng hợp tiêu chuẩn độ rọi

giải đấuLcấp cao

Tiêu chuẩn

Cuộc thi quốc tế hạng V (có phát sóng truyền hình)

Không có bóng và ánh sáng chói trên địa điểm

Cạnh tranh trong nước Hạng LV (có phát sóng trên TV)

Không có bóng và ánh sáng chói trên địa điểm

Cạnh tranh trong nước Lớp lll (không phát sóng trên TV)

Cột đèn chiếu sáng tại nơi tổ chức sự kiện được đặt thành 8 nhóm không gây chói mắt

Lớp thi đấu khu vực ll (không phát sóng trên TV)

Các cột đèn chiếu sáng tại nơi tổ chức sự kiện được đặt thành 6 nhóm không gây chói mắt

Lớp học nghỉ ngơi và luyện tập l (không phát sóng TV)

Các cột đèn chiếu sáng tại nơi tổ chức sự kiện được đặt thành 4 nhóm không gây chói mắt

Ghi chú: Chiều cao của đèn phù hợp với góc chiếu tối đa của sân bóng theo nguyên tắc 25°~ 45°

Cung cấp môi trường trực quan tốt cho người chơi và phương tiện, không yêu cầu thiết kế ánh sáng và ánh sáng chói ở hai khu vực sau

1.Khu vực đá phạt góc
Dựa vào tâm của khung thành, trong phạm vi 15° trái và phải của đường khung thành và không bị ô nhiễm ánh sáng.

2.Phía sau khu vực khung thành
Khu vực đá phạt góc ở cả hai bên sẽ được sử dụng làm điểm tham chiếu và sẽ không có thiệt hại nào trong phạm vi 20° và 45° của đường biên dọc ở cả hai bên.

grgsdr

Hình 1: Sơ đồ của một sân vận động không ô nhiễm ánh sáng

Các chỉ tiêu thiết kế chiếu sáng phải đạt tiêu chuẩn trong bảng sau

Để tránh ô nhiễm ánh sáng do ánh sáng ban đêm của sân vận động đến khu vực xung quanh, tất cả các thiết bị chiếu sáng lũ đều sử dụng góc trung bình/hẹp.Nếu cần thiết, một tấm dẫn sáng đặc biệt sẽ được lắp đặt để dẫn hoàn toàn chùm sáng vào sân vận động mà không bị chiếu trực tiếp.
Đi đến những ngôi nhà lân cận xung quanh, để không khơi dậy sự ghê tởm của công chúng.Môi trường ánh sáng của khán giả cũng được cân nhắc kỹ hơn để tránh chói mắt.
Kiểm soát góc chiếu trong phạm vi 65° của độ cao và làm cho các bóng chồng lên nhau theo hướng để thực hiện đánh giá thống nhất nhất để tạo trường này
1. Độ rọi dọc được liệt kê trong bảng đề cập đến độ rọi đối diện với máy ảnh.

Bảng 3 Bảng tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng

 

Chiếu sáng dọc

Chiếu sáng ngang

Nguồn sáng

eav

U0

eav

U0

CCT

CRI

Lớp học

Máy ảnh

Lux

U1

U2

Lux

U1

U2

Tk

Ra

Iquốc tếCsự cạnh tranhlớp V

đã sửa

2400

0,5

0,7

3500

0,6

0,8

>4000k

>70

Cánh đồng

1800

0,4

0,65

Iquốc tếCsự cạnh tranhHạng IV

đã sửa

2000

0,5

0,65

2500

0,6

0,8

>4000k

>70

Cánh đồng

1400

0,35

0,6

2. Giá trị độ rọi được liệt kê trong bảng là độ rọi cần được duy trì trong suốt sự kiện;hiệu suất của đèn phải được tính là 0,7, vì vậy số lượng đồ đạc thực tế phải là
Ba lần so với tiêu chuẩn được liệt kê trong bảng
3. Cấp độ chói của tất cả các loại được liệt kê trong bảng: GR 50
4. Chênh lệch độ sáng (cứ sau 5 mét) của tất cả các loại được liệt kê trong bảng: ≤ 20%

Bảng 4 Bảng tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng

Chiếu sáng dọc

Chiếu sáng ngang

Nguồn sáng

eav

U0

eav

U0

CCT

CRI

Lớp học

Máy ảnh

Lux

U1

U2

Lux

U1

U2

Tk

Ra

Cạnh tranh trong nước hạng III

-

-

-

-

750

-

0,7

>4000k

>70

Cuộc thi quốc tế hạng IV

-

-

-

-

500

-

0,6

>4000k

>70

Đào tạo và Giải trí

-

-

-

-

250

-

0,5

>4000k

>70

1. Chênh lệch độ sáng của tất cả các mức được liệt kê trong bảng (trên 10 mét): ≤30%
2. Giá trị độ rọi được liệt kê trong bảng là độ rọi cần được duy trì trong suốt sự kiện;hiệu suất chiếu sáng phải được tính là 0,7, vì vậy số lượng thiết bị chiếu sáng thực tế phải gấp 1,4 lần so với tiêu chuẩn được liệt kê trong bảng.

Mối quan tâm về an toàn
Do Đài Loan nằm trong vùng bão động đất nên cả bão và động đất đều gây thiệt hại lớn cho các cột điện chiếu sáng lớn.Do đó, trong tính toán kết cấu cản gió của cột đèn sử dụng công thức tính toán của AASHTO 1985 của Mỹ, đủ sức chống chịu cơn bão siêu mạnh với tốc độ gió trung bình 75 m/giây và gió giật cực đại. 91 m/giây và áp lực cản gió lớn hơn quy chuẩn kỹ thuật công trình.Quy định về gió.Theo quy chuẩn kỹ thuật xây dựng, Đài Loan thuộc vùng động đất.Ngoài việc tuân thủ các quy định xây dựng trong thiết kế kháng chấn của cột đèn, cấu trúc phải được gia cố đặc biệt để tăng hệ số an toàn nhằm chống lại những trận động đất lớn khó lường.
thiết bị chiếu sáng
Cây sào
Theo tiêu chuẩn thi đấu quốc tế, có bốn cột chiếu sáng được thiết kế trong lĩnh vực này, chiều cao cột phải là 46 mét và chiều cao tâm trung bình của đèn pha cho mỗi cột là 43 mét.Có 366 đèn pha kim loại tổng hợp 2000W được lắp đặt trong toàn bộ khu vực và 84 đèn ở mỗi trong số bốn cực, để hệ thống chiếu sáng của địa điểm có thể đáp ứng các yêu cầu thiết kế.Cột đèn được làm bằng thép tấm cường độ cao, được xử lý mạ kẽm nhúng nóng chống ăn mòn theo tiêu chuẩn ASTM A123.Độ dày của màng mạ kẽm phải từ 70 Mircon trở lên để duy trì khả năng chống ăn mòn trong 30 năm trở lên.Cường độ chống động đất của cột đèn đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về lực lượng địa chấn do Cục Xây dựng của Bộ Nội vụ quy định.Phần móng sử dụng bê tông cốt thép có giá trị hơn 4000 PSI để đảm bảo an toàn cho cột đèn.Một xe nâng bảo trì được gắn vào, để nhân viên bảo trì có thể leo lên trên cùng để sửa chữa bóng đèn hoặc điều chỉnh góc.

2

đèn LED
Sử dụng các sản phẩm chống gió, chống thấm nước, chống sốc và chống ăn mòn.Nguồn sáng là bóng đèn halogen kim loại 2000W có độ hoàn màu cao, với độ hoàn màu > Ra 90, nhiệt độ màu từ 5000K trở lên và hiệu suất phát sáng 85Lum/W.Nói chung, phải mất 15-20 phút để khởi động lại bóng đèn kim loại nếu bị cắt điện sau khi thắp sáng.Do đó, để đảm bảo rằng trò chơi sẽ không bị gián đoạn trong tương lai và vì lý do an toàn, người ta đã lên kế hoạch sử dụng một số bóng đèn khởi động lại ngay lập tức để hệ thống chiếu sáng có thể tiếp tục cung cấp điện., đèn bắt đầu phân tách sáng lên.Các loại đèn được cấu hình trong toàn bộ khu vực bao gồm loại khuếch tán, loại tập trung, loại đường cong cường độ ánh sáng khác nhau và loại đèn khởi động nóng ngay lập tức.Đèn có diện tích cản gió nhỏ, trọng lượng nhẹ, phù hợp với áp lực gió của trụ đèn để tính khả năng chịu lực.Các điều kiện ánh sáng phù hợp nhất được thiết lập bởi hệ thống điều khiển máy tính.Đèn sử dụng bóng đèn có hiệu suất quang thông cao (100 LM/W), cùng với chấn lưu và tụ điện hiệu suất cao, để tiết kiệm năng lượng và giảm trọng lượng của cột đèn., giúp cải thiện tính bảo mật.Khi mất điện, nguồn điện khẩn cấp của địa điểm sẽ tự động nhảy qua máy phát điện và đèn khởi động nóng tức thì sẽ được đốt cháy trong một khoảng thời gian rất ngắn, do đó duy trì sự an toàn của việc sơ tán địa điểm.

3

trình điều khiển đèn LED
Sử dụng loại công suất cao, hệ số công suất phải từ 90% trở lên và phù hợp với hệ thống cấp điện AC 220/380V 60HZ.Chấn lưu của mỗi cột đèn được đặt trong hộp chấn lưu bằng thép, lắp thêm quạt thông gió để tản nhiệt.

Dụng cụ an toan

Dây thụ lôi
Theo các quy định có liên quan của quy chuẩn kỹ thuật tòa nhà, trên đỉnh mỗi cột đèn được đặt một bộ thu lôi để bảo vệ cột thép và các thiết bị chiếu sáng.Do cột đèn có chiều cao lớn nên bán kính bảo vệ của nó đủ để che phủ hầu hết địa điểm, đồng thời các cột thu lôi được thiết lập để bảo vệ những khu vực không thể che phủ.

nối đất cực
Ngoài việc nối đất cho cột thu lôi, một bộ cột khác được nối đất để tránh rò rỉ điện và gây thương tích cho con người, hoặc khi sét đánh vào cột, điện cao áp có thể được đưa vào hệ thống nối đất một cách trơn tru để đảm bảo an toàn.

Đèn cảnh báo hàng không
Trên đỉnh mỗi cột đèn có bố trí một bộ đèn cảnh báo hàng không có ánh sáng yếu.Đặc tính và phương pháp lắp đặt đèn và đèn chiếu sáng được thiết kế phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật giao thông và quy định về lắp đặt đèn cản trở giao thông hàng không.

hàng rào an ninh
Để ngăn khán giả trèo lên cột đèn, hàng rào an toàn cao khoảng 2m và biển cảnh báo đã được dựng xung quanh cột đèn để đảm bảo an toàn.

Đèn khẩn cấp
Bốn đèn pha thạch anh 1000W được bổ sung trên mỗi cột đèn và được kết nối với hệ thống cấp điện chiếu sáng độc lập.Khi tắt nguồn hệ thống cung cấp điện cao áp Taipower, hệ thống có thể ngay lập tức cung cấp ánh sáng an toàn tối thiểu 5LUX trở lên tại hiện trường.

Hiệu suất chiếu sáng

Để tổ chức các trận đấu bóng đá quốc tế, ánh sáng phải đáp ứng nhu cầu tiêu chuẩn chiếu sáng quốc tế cho người sử dụng trong các dịp và tài sản khác nhau, chẳng hạn như
1.Người chơi
2. Kỹ thuật viên, trọng tài, nhân viên sân vận động
3.Khán giả: bao gồm khi vào sân, khi trận đấu đang diễn ra và khi trận đấu kết thúc
Cầu thủ, trọng tài, nhân viên kỹ thuật phải hiểu rõ, nhìn rõ mọi việc diễn ra trên sân để có thể thi đấu tốt nhất;và khán giả phải có thể nhìn rõ các cầu thủ và trọng tài trên sân và các nhân viên kỹ thuật khác Với môi trường xung quanh, nghĩa là, mặc dù khán giả ở xa trung tâm của sân vận động, họ vẫn phải có thể nhìn rõ người chơi và môi trường xung quanh họ cùng một lúc.Ngoài ra, các thiết bị chiếu sáng của sân vận động cũng cần đảm bảo an toàn khi ra vào sân vận động.hướng dẫn khán giả.Do đó, ánh sáng trong trường hợp này không chỉ cung cấp ánh sáng cho các trận chung kết sân bóng đá mà còn có thể cung cấp nhu cầu chiếu sáng cho các hoạt động thể thao và dân sự khác nhau trong tương lai.
4.Các tiêu chuẩn chiếu sáng liên quan đến thiết kế chiếu sáng của case này bao gồm độ rọi ngang, độ rọi dọc, độ đồng đều của các mức độ chiếu sáng, giới hạn độ chói, chế độ chiếu sáng và đổ bóng, nhiệt độ màu và độ hoàn màu.Trong số đó, độ rọi ngang và dọc có ảnh hưởng lớn nhất đến toàn bộ sân vận động.
Mức độ thoải mái
Để tạo sự thoải mái tốt thì chất lượng chiếu sáng rất quan trọng, muốn tạo ra chất lượng chiếu sáng tốt thì cần có độ đồng đều ánh sáng và kiểm soát độ chói tốt.
tính đồng nhất
Lý do chính là để ngăn tỷ lệ sáng tối của ánh sáng quá lớn, khiến người chơi hoặc khán giả khó xác định bóng hoặc các vật thể khác trên sân, như trong Hình 2 bên dưới.

3141

Kiểm soát ánh sáng chói
Chói mắt là tình trạng một số góc sân hoặc đèn phát ra độ sáng quá cao, gây khó chịu cho mắt cầu thủ, trọng tài và thậm chí cả khán giả.Hiện tượng này chủ yếu là do khả năng kiểm soát độ chói của bản thân đèn và góc chiếu của đèn kém.xấu gây ra.Do đó, cần phải đạt được độ đồng đều ánh sáng tốt và kiểm soát độ chói để đạt được chất lượng thoải mái tốt nhất trong toàn bộ sân vận động.Để đạt được 70% khả năng kiểm soát của hai yếu tố này là nhìn vào công nghệ phản xạ và góc của chính đèn.

A. Sử dụng các gương phản xạ khác nhau và các góc phản xạ khác nhau để phù hợp với cấu hình ánh sáng tốt nhất

Một

B. Hình dạng góc phản xạ khác nhau

b

C. Phân bố ánh sáng khác nhau

c

D. Phản xạ hiệu quả cao

đ

E. Nhiều lựa chọn Góc phân bố ánh sáng

e

không khí chiếu sáng
Một bầu không khí tốt chủ yếu dựa trên độ hoàn màu và nhiệt độ màu của nguồn sáng của đèn.Nguồn sáng với khả năng hiển thị màu sắc tốt có thể làm cho bầu không khí của toàn bộ sân vận động trở nên sống động hơn, đồng thời cũng có thể khiến máy ảnh được chuyển từ TV để dễ dàng ghi lại hình ảnh tuyệt vời và chân thực.Nhiệt độ màu kiểm soát màu sắc của toàn bộ sân vận động.Nguồn sáng có nhiệt độ màu cao sẽ làm cho địa điểm có vẻ mát hơn, trong khi nguồn sáng có nhiệt độ màu thấp sẽ làm cho sân vận động có vẻ ấm hơn.Kết xuất màu của thiết kế thực tế là 95 màu và nhiệt độ là 5600K.

1

Hình 4 Sơ đồ hiển thị màu và nhiệt độ màu

Hướng dẫn lắp đặt đèn LED

2

Hình 5 Sơ đồ lắp đặt đèn

Tính toán độ sáng Lux

3
4
5
6

Sơ đồ mô phỏng 3D sân bóng

 

ahahtsh

Kết quả kết luận
Để đáp ứng các tiêu chuẩn thiết kế khái niệm sơ bộ, trường hợp nghiên cứu này được thiết kế thực chất từ ​​năm khía cạnh.
Nội dung thiết kế chiếu sáng và các dữ liệu liên quan được mô tả như sau:
1. Hiệu suất chiếu sáng
Từ kết quả tính toán khái niệm độ rọi nói trên, được biết độ rọi theo phương ngang và phương đứng và độ đồng đều đáp ứng các yêu cầu cơ bản nhất của chiếu sáng sân vận động.
2. Thoải mái
Sự tương phản giữa kiểm soát độ chói và ánh sáng là trọng tâm của việc kiểm tra sự thoải mái của ánh sáng sân vận động.Trong nghiên cứu này, các gương phản xạ khác nhau và các góc phản xạ khác nhau được sử dụng để phù hợp với các cấu hình đèn, các góc phản xạ khác nhau và sự phân bố ánh sáng khác nhau.
Nó có thể được lên kế hoạch bằng vải, tấm phản xạ hiệu quả cao và nhiều lựa chọn góc phân bố ánh sáng.
3. Định hình bầu không khí
Từ khả năng hiển thị màu của ánh sáng đến 95 và nhiệt độ màu 5600K để kiểm soát bầu không khí chung của sân vận động.
4. Chi phí hoạt động
Bằng cách giảm số lượng đèn và tăng hiệu suất của đèn để giảm chi phí cho toàn bộ hoạt động.
5. Sử dụng bảo trì
Sử dụng nguồn sáng tốt để tăng tuổi thọ của nguồn sáng và giảm tần suất bảo trì.


Thời gian đăng: 20-03-2022