Nachrüstung der Basketballplatzbeleuchtung

Verzeichnis:
1. Felduntersuchungsberechnung
2. DIALux-Softwaresimulation
3. Szenenbeleuchtungsdesign

Ein moderner Basketballplatz benötigt neben einem ansprechenden Design und umfassenden Sportanlagen auch eine effektive Beleuchtung. Die Lichtplanung sollte drei Schlüsselfaktoren berücksichtigen:

 
(1) Es muss den Sehbedürfnissen der Sportler während des Wettkampfs gerecht werden und gleichzeitig die negativen Auswirkungen der Beleuchtung auf das Spiel minimieren.

(2) Es sollte dem Sehkomfort der Zuschauer gerecht werden und jegliche durch die Beleuchtung verursachte Unannehmlichkeit beim Zuschauen verringern.

 
(3) Es muss den Beleuchtungsstandards für Videoübertragungen entsprechen , um die Übertragungsqualität zu verbessern. Dieses Dokument befasst sich mit den Beleuchtungsproblemen eines Basketballplatzes an einer bestimmten Universität. Mithilfe der Software DIALux werden die optimale Anzahl von Lichtquellen, deren Verteilung und Layoutmethoden ermittelt, um die Beleuchtung für Basketballplätze mit verschiedenen Funktionen zu simulieren und zu berechnen und so die beste Lösung für die Nachrüstung der Beleuchtung zu ermitteln.

1. Felduntersuchungsberechnung

Der tatsächliche Veranstaltungsort und seine CAD-Zeichnung sind in der folgenden Abbildung dargestellt. Mithilfe der Vier-Ecken-Punktmethode wird für den Beleuchtungstest das Basketballspielfeld in ein rechteckiges Raster unterteilt. Nach dem Einschalten der Flutlichter in der Nacht wird die Beleuchtungsstärke an den vier Ecken des Rasters mit einem Beleuchtungsstärkemessgerät TES1330A gemessen. Das Ergebnis ist eine maximale Beleuchtungsstärke von Emax=510 lx, eine minimale von Emin=140 lx, ein Durchschnitt von Eh=316 lx und eine Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke von U1=Emin/Emax=0,27. Die Gleichmäßigkeit beträgt U2=Emin/Eh=0,44. Ein Vergleich dieser Ergebnisse zeigt, dass die Beleuchtung vor der Nachrüstung zwar die Grundanforderungen erfüllt, für Basketballspiele jedoch unzureichend ist. Sowohl vertikal als auch horizontal gibt es Inkonsistenzen bei der Beleuchtung. Manche Bereiche sind zu hell oder zu dunkel, sodass Spieler, Zuschauer und Schiedsrichter keine optimalen Sehbedingungen bieten.

Die Abmessungen des Basketballfelds wurden mit einem Lasertheodoliten vermessen und ein CAD-Layout der Sporthalle erstellt. Das Feld ist 40 m lang, 30 m breit und 11,5 m hoch und entspricht den Konstruktionsnormen für Hallensportanlagen der Klasse II.

2. DIALux Software-Simulation

Die CAD-Zeichnung wurde in die DIALux-Software importiert. Dort wurde der tatsächliche Veranstaltungsort ausgewählt, um ein 3D-Modell des Basketballplatzes zu erstellen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Der Veranstaltungsort dient mehreren Zwecken und verfügt über eine Bühne im vorderen Bereich sowie Sitzplätze und Gänge im hinteren Bereich. Er bietet Platz für Proben, körperliches Training sowie allgemeine und professionelle Basketballspiele. Daher konzentriert sich diese Arbeit auf auf diese drei Szenarien zugeschnittene Beleuchtungsnachrüstungen. Die dekorativen Elemente der Sporthalle sind im Modell enthalten, beeinträchtigen jedoch weder die Berechnungen noch die endgültigen Beleuchtungsmessungen.

3. Szenenbeleuchtungsdesign

Sportbeleuchtung muss optimale Sichtverhältnisse für Sportler, Schiedsrichter und Zuschauer schaffen. Verschiedene Beleuchtungstechniken kommen zum Einsatz, darunter beidseitige Lichtbänder, sternförmige Beleuchtung und Mischbeleuchtung. Basketballplätze werden typischerweise mit Halogen-Metalldampflampen oder Hochleistungs-LEDs bestückt. Dieser Artikel stellt verschiedene Beleuchtungsarten vor, die den spezifischen Anforderungen verschiedener Umgebungen entsprechen.

3.1 Probenprogramm und tägliche körperliche Trainingsszene

Die sternförmige Beleuchtungstechnik, die für eine gleichmäßige Beleuchtung von oben sorgt, ist eine effektive Beleuchtungslösung für kleinere Mehrzweckstadien. Sie eignet sich besonders für Veranstaltungsorte mit begrenztem Platzangebot, hohen Anforderungen an die horizontale Gleichmäßigkeit der Beleuchtung und ohne Anforderungen an die Fernsehübertragung. 

Dieses Beleuchtungssystem ermöglicht es den Sportlern, die Richtung und Geschwindigkeit des Balls sowie die schnellen Bewegungen anderer Spieler leicht zu verfolgen. Die gleichmäßige Anordnung der Lichter sorgt für eine gute Raumausleuchtung und Gleichmäßigkeit, die für die Stadionbeleuchtung entscheidend sind. Die ursprüngliche Halle hat eine Höhe von 11,5 Metern und ist mit einer zwei Meter hohen Konsolendecke ausgestattet. 

Folglich sind im Lichtdesign alle Lampen an der Decke montiert. Für das Probenprogramm und die tägliche Trainingsszene wurde die Sternenhimmel-Beleuchtungsmethode gewählt. Nach dem Vergleich der Beleuchtungsparameter, der Durchführung von Simulationsberechnungen und der Einhaltung von Standards umfasste die endgültige Auswahl 15 LED-Downlights mit einer Leistung von jeweils 200 W, einem Lichtstrom von 21.000 lm, einer Farbtemperatur von 4.000 K, einem Farbwiedergabeindex von Ra80+, einem Abstrahlwinkel von 80° und einer Hängehöhe von 2 Metern, die sich durch ein symmetrisches Erscheinungsbild und eine symmetrische Lichtverteilungskurve auszeichnen. 

Die Beleuchtungsposition, die Auswirkungen der Nachrüstung und die Ergebnisse der Simulationsberechnung sind in der folgenden Abbildung dargestellt. Die durchschnittliche Beleuchtungsstärke (Eh) beträgt 349 lx und übertrifft damit den nationalen Standard von 300 lx. Der Gleichmäßigkeitsgrad (U2) beträgt Emin/Eh = 0,85 und liegt damit deutlich über dem nationalen Standard von 0,3. Die Beleuchtungsnachrüstung für den täglichen Trainingsbereich wurde als erfolgreich eingestuft.

3.2 Allgemeine und professionelle Wettkampfbeleuchtung

Um die Beleuchtung sowohl für allgemeine als auch für professionelle Wettkämpfe zu verbessern, werden neben der bestehenden Trainingsbeleuchtung auch die Sternenhimmel-Beleuchtungstechnik und die doppelseitige Streifenbeleuchtung eingesetzt. Bei der doppelseitigen Streifenbeleuchtung werden Lampen in Reihen entlang beider Seiten des Spielfelds positioniert, wodurch ein durchgehendes Lichtstreifensystem entsteht . Diese Methode gewährleistet eine gleichmäßige Ausleuchtung und optimale Helligkeit für Sportler und Spielfeld und eignet sich daher auch für professionelle Veranstaltungen.

3.2.1 Allgemeine Wettbewerbe

Nach umfangreichen Anpassungen, Simulationen und Normvergleichen wurden zusätzlich zehn LED-Downlights mit jeweils 150 W Leistung und einem Lichtstrom von 15.500 lm in die bestehende, gleichmäßige Deckenbeleuchtung integriert. Die übrigen Spezifikationen entsprechen denen der bisherigen Leuchten , wie in der nebenstehenden Abbildung dargestellt. Der durchgezogene Punkt markiert die ursprünglichen 200-W-LED-Positionen, der mittlere Punkt die neuen 150-W-LED-Positionen.

3.2.2 Professionelle Wettkampfbeleuchtung

Nach kontinuierlichen Anpassungen, Simulationen und Normvergleichen wurde die vorhandene Deckenbeleuchtung durch eine beidseitige Lichtleiste ergänzt. Dazu wurden 28 Projektionslampen mit einer Leistung von jeweils 80 W und einem Lichtstrom von 7.500 lm auf beiden Seiten des Basketballfelds installiert. Diese Lampen haben eine Farbtemperatur von 4.000 K, einen Farbwiedergabeindex von Ra80+ und einen Abstrahlwinkel von 80 Grad bei einer Hängehöhe von 2 Metern.

Durch die Integration verschiedener Beleuchtungsmethoden und -vorrichtungen wurde die Lichtwirkung des Basketballplatzes präzise nachgebildet und erfüllte die Design- und Prüfstandards für Sportstätten. Die Umrüstung erfüllte die Beleuchtungsanforderungen für das tägliche Training, allgemeine Wettkämpfe und professionelle Veranstaltungen und ist daher für Kunden äußerst attraktiv.