LED-StadionlichtHelligkeitsanforderungen für den Sport
BeleuchtungsinstallationenFür Sportanlagen müssen bestimmte Helligkeitsstandards eingehalten werden. Diese Standards gewährleisten eine optimale Sichtbarkeit für Teilnehmer, Funktionäre und Zuschauer. Sie definieren auch Anforderungen an die Qualität der Fernsehübertragungen. In diesem Dokument werden die wichtigsten Helligkeitsparameter und Entwurfsmethoden für die Beleuchtung von Sportplätzen beschrieben.
Beleuchtungsstärkeklassifizierungen und -standards verstehen
Die Illuminating Engineering Society (IES) bietet den primären Rahmen für Sportbeleuchtung. Die IES-Klassifizierungen basieren auf dem Spielniveau und der Zuschauerpräsenz. In Einrichtungen der Klasse I finden professionelle oder große Hochschulveranstaltungen mit über 5.000 Zuschauern statt. Klasse II gilt für Wettkampfstätten an Hochschulen oder weiterführenden Schulen mit bis zu 5.000 Zuschauern. Klasse III umfasst Freizeitligen mit begrenzten Sitzplätzen. Klasse IV umfasst Trainings- und Gemeinschaftsfelder ohne ständige Zuschauerversorgung.
Für jede Klassifizierung sind Beleuchtungsstärkeziele definiert, die in Footcandles (fc) oder Lux gemessen werden. Unter horizontaler Beleuchtungsstärke versteht man das Licht, das auf die Spielfläche fällt. Die vertikale Beleuchtungsstärke ist für die Tiefenwahrnehmung von Spielern und Fernsehkameras von entscheidender Bedeutung. Gleichmäßigkeitsverhältnisse wie U1 (Minimum zu Durchschnitt) und U2 (Minimum zu Maximum) bestimmen die Konsistenz der Lichtverteilung. Eine schlechte Gleichmäßigkeit führt zu Schatten und Sichtbarkeitsrisiken.
Beleuchtungsstärkeziele nach Sport- und Wettkampfniveau
Die erforderlichen Helligkeitsstufen variieren erheblich zwischen Sport- und Wettkampfstufen. In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Beleuchtungsstärkewerte für wichtige Sportarten gemäß den IES-Richtlinien aufgeführt.
Tabelle 1: Standardanforderungen an die Beleuchtungsstärke für ausgewählte Sportarten
|
Sport |
Wettbewerbsniveau |
IES-Klasse |
Durchschn. Horizontale Beleuchtungsstärke (fc) |
Einheitlichkeit (U2) |
Vertikale Beleuchtungsstärke (fc) für TV |
|---|---|---|---|---|---|
|
Fußball (amerikanisch) |
Professionell / TV-Übertragung |
I |
100 fc |
0.7 |
140 fc (Hauptkamera) |
|
Fußball (amerikanisch) |
College-/Highschool-Uni |
II |
50 fc |
0.6 |
Nicht erforderlich |
|
Fußball |
Professionell / TV-Übertragung |
I |
75 fc |
0.7 |
100 fc (Hauptkamera) |
|
Fußball |
Vereins-/Amateurliga |
III |
30 fc |
0.5 |
Nicht erforderlich |
|
Baseball (Infield/Outfield) |
Professionell / TV-Übertragung |
I |
100/70 fc |
0.7 |
140 fc (Hauptkamera) |
|
Baseball |
Gymnasium |
II |
50/30 fc |
0.6 |
Nicht erforderlich |
|
Tennis |
Professionelles Turnier |
I |
75 fc |
0.7 |
100 fc |
|
Tennis |
Freizeitclub |
IV |
20 fc |
0.4 |
Nicht erforderlich |
Einrichtungen, in denen mehrere Sportarten stattfinden, müssen den strengsten Anforderungen genügen. Ein Mehrzweckfeld, das für Nachtfußball und Fußball genutzt wird, erfordert eine Beleuchtung, die dem höheren Fußballstandard entspricht.
Eine Design-Fallstudie: Ein College-Fußballfeld der Klasse II
Eine photometrische Analyse validiert die Konformität vor der Installation. In diesem Fall wird ein regulärer College-Fußballplatz (360 Fuß x 225 Fuß) untersucht, der für IES-Klasse-II-Wettbewerbe konzipiert ist.
Projektparameter:
Sport:Fußball
Ebene:College (NCAA)
IES-Klasse:II
Angestrebte beibehaltene Beleuchtungsstärke:50 fc durchschnittlich horizontal
Zieleinheitlichkeit (U2):> 0,6
Feldabmessungen:360 Fuß x 225 Fuß
Vorgeschlagenes Beleuchtungssystem:
Vorrichtungstyp:Asymmetrischer LED-Fluter mit 1000 W
Anzahl der Vorrichtungen:48 Einheiten
Montage:Sechs (6) Stangen, 80 Fuß hoch
Strahlverteilung:Typ V (für Mast-montierte Begrenzungsbeleuchtung)
Kontrollsystem:Dimmbarer Treiber (0-10V) für Mehrszenenbetrieb
Zusammenfassung der photometrischen Ergebnisse:
Durchschnittliche horizontale Beleuchtungsstärke:52,4 fc
Minimale horizontale Beleuchtungsstärke:36,7 fc
Gleichmäßigkeit (U2): 0.70
Maximales-zu-Mindestverhältnis: 1.43:1
Die Ergebnisse bestätigen, dass das Design die Ziele der IES-Klasse II übertrifft. Das System bietet eine ausreichende vertikale Beleuchtungsstärke für regionale Übertragungen. Die Dimmfunktion ermöglicht eine Reduzierung auf 30 fc für Übungssitzungen und spart so Energie.
Wichtige technische Faktoren, die die Helligkeitsleistung beeinflussen
Mehrere Hardware- und Designfaktoren bestimmen, ob ein System die Helligkeitsstandards erfüllt.
Lichtausbeute und -verteilung der Vorrichtung:Die Leistung des Geräts wird in Lumen gemessen. Die Effizienz (Lumen pro Watt) bestimmt die benötigte elektrische Leistung. Die optische Verteilung (NEMA-Strahltyp) lenkt Lumen auf das Feld. Asymmetrische Optiken (Typen III, IV und V) sind Standard für Außenmastkonstruktionen, um die Feldabdeckung zu maximieren und Streulicht zu minimieren.
Mastplatzierung und Montagehöhe:Polposition und -höhe werden aus der Feldgeometrie abgeleitet. Höhere Montagehöhen (70–100 Fuß) verbessern die Gleichmäßigkeit bei großen Feldern, erfordern jedoch Leuchten mit höherer Intensität. Durch die Anordnung muss Blendung für Spieler und Zuschauer vermieden werden. Standardkonstruktionen verwenden vier oder sechs Stangen, die außerhalb der Seitenlinien des Spielfelds platziert werden.
Lichtverlustfaktoren und Wartungsplanung:Bei den berechneten Zielvorgaben für die Beleuchtungsstärke handelt es sich um „beibehaltene“ Werte, die den künftigen Lichtverlust berücksichtigen. Designer wenden Faktoren für die Abschreibung des Leuchtenschmutzes (LDD), die Abschreibung des Lampenlichtstroms (LLD) und die Umgebungstemperatur an. Ein LLD-Faktor basierend auf der L70/L90-Einstufung des Herstellers ist entscheidend. Ein System, das ohne angemessene Wartungsfaktoren konzipiert ist, wird während seiner Betriebslebensdauer die Standards nicht erfüllen.
Compliance-Verifizierung und professionelle Designdienstleistungen
Facility Manager müssen die Einhaltung relevanter Standards überprüfen. Die IES RP-6-Serie ist die wichtigste Richtlinie in Nordamerika. Weitere Standards sind UEFA-Richtlinien für Fußball und NCAA-Handbücher für Hochschulsportarten.
Für jedes Projekt der Klasse I, II oder III ist die Beauftragung eines professionellen Lichtdesigners erforderlich. Der Designer erstellt eine photometrische Studie mit akkreditierter Software (z. B. AGi32, Dialux). Diese Studie ist der endgültige Leistungsbeweis. Es bietet Beleuchtungsstärkeraster, Gleichmäßigkeitsberechnungen und Blendungsanalysen. Es dient auch als Spezifikationsdokument für Ausschreibungen.
Glossar technischer Begriffe
Footcandle (fc):Eine Einheit der Beleuchtungsstärke auf einer Oberfläche. Eine Footcandle entspricht einem Lumen pro Quadratfuß.
Lumen:Eine Maßeinheit für die Gesamtmenge des von einer Quelle emittierten sichtbaren Lichts.
Einheitlichkeit (U1 & U2):Verhältnisse, die die Gleichmäßigkeit des Lichts auf einer Oberfläche beschreiben. U1=E_min / E_avg. U2=E_min / E_max.
Vertikale Beleuchtungsstärke:Die auf einer vertikalen Ebene gemessene Beleuchtungsstärke ist entscheidend für die Kamerabedienung und die Gesichtserkennung des Spielers.
Photometrische Studie:Eine computergenerierte Beleuchtungssimulation, die Leistungsmetriken für einen vorgeschlagenen Entwurf vorhersagt.
NEMA-Strahltyp:Ein Klassifizierungssystem für das Lichtverteilungsmuster eines Flutlichts.
Referenzen und Industriestandards
Gesellschaft für Beleuchtungstechnik. *ANSI/IES RP-6-20: Beleuchtung von Sport- und Freizeitbereichen*. New York: IES, 2020.
National Collegiate Athletic Association.NCAA-Richtlinien für Sportbeleuchtung. Indianapolis: NCAA, 2019.
Fédération Internationale de Football Association.FIFA-Fußballstadien: Technische Empfehlungen und Anforderungen. Zürich: FIFA, 2021.
Internationale Kommission für Beleuchtung (CIE).CIE 150:2017 Leitfaden zur Begrenzung der Auswirkungen von störendem Licht aus Außenbeleuchtungsinstallationen. Wien: CIE, 2017.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/78000lm-led-stadium-light-outdoor-400w-flood.html
