Beleuchtung von Basketballplätzen in der Halle: Spezifikationen, Berechnung, Pegel, Blendung

Beleuchtung für Basketballplätze in der Halle : Spezifikationen, Berechnung, Pegel, Blendung

Verzeichnis:
1. Lichtdesign-Spezifikationen
2. Wichtige Überlegungen zum Lichtdesign von Basketballhallen
3. Analyse von Modellierungs- und Simulationsergebnissen mit DIALux

Die Turnhalle eines bestimmten Colleges in diesem Projekt hat eine Fläche von 3986,32 m². Die Gesamtfläche des Gebäudes beträgt 6352,95 m² bei einer Höhe von 28,55 m. Im Erdgeschoss befinden sich ein Basketballplatz, ein Büro, Umkleideräume, ein Geräteraum und Toiletten, während im Obergeschoss ein Büro, ein Trainingsraum und Sitzplätze für 2313 Zuschauer untergebracht sind. Die Struktur ist als Stahlbetonrahmen mit einer Gitterschale konzipiert. Dieses Projekt ist als halbkugelförmiges Gebäude konzipiert. Der Basketballplatz misst 28,0 m x 15,0 m und der höchste Punkt des Platzes erreicht 23,0 m.

1. Lichtdesign-Spezifikationen

Dieses Projekt hält sich an bestimmte Normen und legt die Beleuchtungsstärke als IV mit den folgenden Anforderungen fest:  U1 ( Eh ) muss ≥ 0,5 sein;  U2 ( Eh ) muss ≥ 0,7 sein; Evmai muss ≥ 1.000 lx sein;  U1 ( Evmai ) muss ≥ 0,4 sein;  U2 ( Evmai ) muss ≥ 0,6 sein; Evaux ist auf 750 lx festgelegt, wobei  U1 ( Evaux ) 0,3 und  U2 ( Evaux ) 0,5 beträgt; die Beleuchtungsleistungsdichte (LPD) sollte 180 W/m² nicht überschreiten ; und die Blendbewertung (GR) sollte ≤ 30 sein. (Hinweis:  E h bezieht sich auf die horizontale Durchschnittsbeleuchtung, Evmai ist die vertikale Durchschnittsbeleuchtung in Richtung der Hauptkamera, Evaux ist die vertikale Durchschnittsbeleuchtung in Richtung der Zusatzkamera,  U 1 gibt das minimale/maximale Beleuchtungsverhältnis an und  U 2 gibt das minimale/durchschnittliche Beleuchtungsverhältnis an.)  

2. Wichtige Überlegungen zur Beleuchtungsgestaltung von Basketballplätzen in der Halle

Die Qualität der Beleuchtung eines Indoor-Basketballplatzes wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter Lichtquelle, Lichtverteilungskurve, Lampenanordnung und Wegeführung. Die Effektivität des Designs ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Beleuchtung den geforderten Standards und funktionalen Anforderungen entspricht. In diesem Abschnitt werden die einzelnen Faktoren – Lichtquelle, Lichtverteilungskurve, Lampenanordnung und Wegeführung – einzeln untersucht und geeignete Pläne für jeden Aspekt vorgeschlagen:

a. Auswahl der Lichtquelle: Für Basketballplätze mit hohen Decken sollten aufgrund ihrer Langlebigkeit und hohen Lichtleistung effiziente Halogen-Metalldampflampen oder LED-Lampen verwendet werden. Für Turnhallen mit niedrigeren Decken eignen sich dagegen Leuchtstofflampen und LED-Lampen besser. Da die Deckenhöhe in diesem Projekt relativ hoch ist, empfehlen sich LED- Flutlichter aufgrund ihrer Energieeffizienz und Lebensdauer.

b. Auswahl der Lichtverteilungskurve: Engstrahlende Lampen eignen sich ideal für die Beleuchtung über weite Distanzen, zu enge Strahlen können jedoch die Gleichmäßigkeit beeinträchtigen. Umgekehrt eignen sich breite Strahlen besser für die Beleuchtung im Nahbereich, zu breite Strahlen können jedoch die durchschnittliche Beleuchtungsstärke verringern. Die optimale Lampenauslastung wird am Wendepunkt der Beleuchtungsdaten erreicht (dem engsten Strahlmodell im anfänglich stabilen linearen Änderungsbereich). Die Lichtverteilung der Lampe beeinflusst die Anzahl der benötigten Lampen, was wiederum den Gesamtenergieverbrauch beeinflusst. Die Auswahl von Lampen mit einer vielfältigen Lichtverteilung kann sowohl die Beleuchtungseffektivität als auch die Energieeffizienz verbessern. Für dieses Projekt beträgt die Flutlichtdistanz etwa 25 Meter, und es wird eine geeignete Lichtverteilungskurve gewählt, um sowohl eine effektive Beleuchtung als auch Energieeinsparungen zu gewährleisten.

c. Lampenanordnung: Die Deckenbeleuchtung ist kostengünstig, aber es kann schwierig sein, eine ausreichende vertikale Beleuchtung zu gewährleisten, da dies zu Reflexionen auf der Spielfläche führen kann. Diese Methode wird typischerweise in kleinen bis mittelgroßen Sporthallen mit geringerem Beleuchtungsbedarf eingesetzt. Im Gegensatz dazu eignet sich Seitenbeleuchtung besser für Sporthallen, die eine hohe vertikale Beleuchtung und minimale Blendung erfordern und für Fernsehübertragungen vorgesehen sind. Die gemischte Beleuchtung ist zwar teurer, bietet aber eine hervorragende Beleuchtung und wird im Allgemeinen in größeren Sporthallen eingesetzt. Für den Basketballplatz in der Halle dieses Projekts, der Anforderungen für Fernsehübertragungen erfüllt , wurde die Pferdewegbeleuchtungsmethode geplant, wobei sowohl die Beleuchtungsqualität als auch die Projektkosten berücksichtigt wurden.

d. Pferdebahnaufbau: Wenn die Winkel zwischen den Stadionseiten und dem Boden 25° (30° für das Stadion) bzw. 65° betragen, entspricht der Schnittpunkt dieser abgewinkelten Seiten genau dem Standort der Pferdebahn. Eine einzelne Pferdebahnreihe kann alle Anforderungen erfüllen; die Verwendung einer Stahlkonstruktion ist die kostengünstigste und einfachste Lösung. Obwohl dies die Anzahl der Lampen nicht reduzieren kann, sind die Gesamtkosten für Pferdebahnkonstruktion und Beleuchtungssystem am niedrigsten. Liegt der Schnittpunkt tiefer als die Pferdebahn-Aufstellungsposition, erhöht sich die Anzahl der Lampen aufgrund der größeren Projektionsdistanz. Liegt der Schnittpunkt hingegen höher, können zwei Pferdebahnen erforderlich sein, um die Anforderungen zu erfüllen, was das Gewicht und die Materialkosten erhöhen kann. Bei gleichem Abstand (d) zwischen der horizontalen Projektion der Pferdebahn und der nahen Kante des Veranstaltungsortes erhöht eine Erhöhung der Pferdebahnhöhe (h) den LPD-Wert. Umgekehrt sinkt der LPD-Wert, wenn die Höhe konstant bleibt und der Abstand zunimmt. Um eine ausreichende durchschnittliche vertikale Beleuchtung des Zuschauerraums und des dem Veranstaltungsort zugewandten Podiums zu gewährleisten, sollte der Pferdeweg zwischen Zuschauerraum und Wettkampfbereich positioniert werden. Unter Berücksichtigung von Energieeffizienz, Lichtqualität und architektonischer Ästhetik ist der Pferdeweg in einer Höhe von 16,5 Metern geplant, entsprechend dem Gebäudequerschnitt in dieser Höhe.

3. Analyse der Modellierungs- und Simulationsergebnisse mit DIALux

In diesem Abschnitt wird die Lichtberechnungssoftware DIALux4.13 zur Modellierung und Simulation der Sporthalle verwendet. Die Ergebnisse dieser Simulationen werden ausgewertet, um die Praktikabilität und Effektivität der in Abschnitt 3 beschriebenen Methode zur Sporthallenbeleuchtung zu bewerten. Zur Verbesserung der Energieeffizienz wird die Stadionbeleuchtung in sechs verschiedene Szenarien unterteilt: TV-Übertragung nationaler Wettbewerbe, TV-Notsituationen, Wettkampf-Notbeleuchtung, Profi-Wettkampf, Amateur-Wettkampf, Profi-Training sowie Fitness und Unterhaltung. Dieser Artikel konzentriert sich ausschließlich auf die Simulation und Analyse des Szenarios der nationalen TV-Übertragung. 

Dieses Projekt umfasst insgesamt 44 LED-Flutlichter für die nationale Fernsehübertragungs-Wettbewerbsszene. Jedes LED-Flutlicht hat eine Leistung von 420 W und einen Lichtstrom von 46.315 Lumen. Die Lichtverteilungskurve ist in Abbildung 3 dargestellt.

Die Anordnung der Flutlichter erfolgt nach den in dieser Abbildung dargestellten Vorgaben. Die Beleuchtungssituation wird mit der Software DIALux simuliert. Die Ergebnisse sind in den Abbildungen 5 bis 8 dargestellt.

Die Simulationsergebnisse zeigen:  E h = 1,695 Lux, U 1 ( E h ) = 0,71. U 2 ( E h ) = 0,8; Evmai = 1,141 Lux, U 1 (Evmai) = 0,67. U 2 (Evmai) = 0,77; Evaux = 921 Lux, U 1 (Evaux) = 0,64. U 2 (Evaux) = 0,78; LPD = 44 W/m²; und der maximale GR-Wert beträgt 26. Diese Simulationsergebnisse entsprechen den relevanten Kriterien, die in Abschnitt 2 „Anforderungen an die Lichtplanung“ dargelegt sind.

Abb. 3 Lichtverteilungskurve der Projektorlampe

Abb. 5 Simulationsergebnisse der Beleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit der im Fernsehen übertragenen nationalen Wettkampfszene

Dieser Artikel stellt ein Lichtdesign für den Basketballplatz einer College-Sporthalle vor. Die Halle ist mit LED-Leuchten mit zentraler Lichtverteilung ausgestattet, die auf beiden Seiten des Spielfelds positioniert sind. Das Projekt veranschaulicht detailliert den Beleuchtungsdesignprozess für die Sporthalle. Anhand der nationalen Spielübertragungen werden Simulationsberechnungen mit der Software DIAlux durchgeführt und Datenberichte erstellt, um zu bestätigen, dass die Beleuchtungsqualität den vorgegebenen Standards entspricht. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die gemäß Abschnitt 3 „Kernpunkte der Sporthallenbeleuchtungsplanung“ geplante Sporthallenbeleuchtung nicht nur eine ausreichende und gleichmäßige Ausleuchtung bietet, sondern auch die Lichtleistungsdichte effektiv reduziert.

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