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Indoor-Basketball-Beleuchtungsdesign: TV-Beleuchtungsstärken für Basketballplätze
Indoor-Basketball-Beleuchtungsdesign: TV-Beleuchtungsstärken für Basketballplätze
Verzeichnis:
1. Analyse und Modellierung
2. Beleuchtungsdesign und Simulation für Basketballhallen
Die Beleuchtung spielt eine entscheidende Rolle für den reibungslosen Ablauf von Sportstätten und Fernsehübertragungen. Sportbeleuchtung muss eine hochwertige Umgebung für Sportler und Schiedsrichter schaffen, den Zuschauern ein angenehmes Seherlebnis bieten und die Beleuchtungsanforderungen von Fernsehübertragungen erfüllen. Bei der Entwicklung von Beleuchtungskonzepten können die Funktionen der DIALux-Beleuchtungssoftware effektiv genutzt werden, um ein klares und intuitives Verständnis der geplanten Beleuchtungsanordnung zu erlangen. Dies ermöglicht die Optimierung der Lampenplatzierung, die Anpassung der Lampenanzahl und die Entwicklung der besten Lichtdesignlösung. Darüber hinaus werden Berichte wie Beleuchtungskonturkarten, Punktbeleuchtungskarten und Blendungsindizes erstellt. Dieser Artikel konzentriert sich auf das Lichtdesign und die Modellsimulation für Basketballhallen und berücksichtigt dabei vier Schlüsselaspekte: Auswahl der Lichtquelle, Auswahl der Lampenverteilungskurve, Lampenanordnung und Lampensteuerungsmethoden.
1. Analyse und Modellierung
Bei der Beleuchtungsplanung für Sportstätten ist es wichtig, das Niveau der Anlage und die spezifischen Anforderungen der verschiedenen Sportarten zu berücksichtigen. Dieser Artikel befasst sich mit der Beleuchtungsplanung und -simulation für Basketballhallen. Als Maßstab für die Simulation dienen die Beleuchtungsstandards für Basketballplätze in China (siehe Tabelle 1).
Tabelle 1: Beleuchtungsstärke des Basketballplatzes (TV-Beleuchtungsstärke)
In Übereinstimmung mit den Designstandards für Basketballplätze wurde in DIALux ein Indoor-Sportstadion der Klasse II mit einer Länge von 40 m, einer Breite von 30 m und einer Höhe von 13 m modelliert, wobei für das Design eine Standardbeleuchtungsstärke von 500 lx verwendet wurde.
2. Beleuchtungsdesign und -simulation für Basketballhallen
2.1 Auswahl der Lichtquelle
Für die Sportbeleuchtung werden häufig Halogen-Metalldampflampen und LED-Lampen eingesetzt. Aufgrund der Höhe des Stadions sind Hochleistungslampen erforderlich, um die Beleuchtungsanforderungen zu erfüllen . Halogen-Metalldampflampen sind leistungsstark und verfügen über bewährte technische Spezifikationen , weshalb sie weit verbreitet sind. LED-Lampen bieten gegenüber Halogen-Metalldampflampen Vorteile hinsichtlich Energieeffizienz, Lebensdauer, Flackern und Dimmbarkeit. Allerdings besteht bei Hochleistungs-LED-Lampen hinsichtlich Wärmeableitung, Größe und Gewicht noch erhebliches Verbesserungspotenzial.
Um die optimale Lösung zu finden, wurde die Leistung von Metallhalogenid- und LED-Lampen mithilfe einer Sternenhimmel-Anordnung simuliert und berechnet. Als Metallhalogenidlampe wurde die MPK45 einer bestimmten Marke ausgewählt, als LED-Lampe die BY471P derselben Marke. Berechnungen und Simulationen unter Verwendung der Vollhimmel-Anordnung ergaben, dass 48 Metallhalogenidlampen mit einer Gesamtleistung von 20.592 W und 36 LED-Lampen mit einer Gesamtleistung von 7.200 W benötigt werden, um den Beleuchtungsstandard von 500 lx zu erfüllen. Die Simulationsergebnisse sind in Abbildung 1 und Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2 Ergebnisse der Lichtquellensimulation
Abb. 1 Beleuchtungsstärkenkonturen von Basketballhallen mit unterschiedlichen Lichtquellen
Tabelle 2 zeigt, dass für eine gleichwertige durchschnittliche Beleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit zwölf zusätzliche Metallhalogenlampen im Vergleich zu LED-Lampen erforderlich sind, was zu einer Leistungsdifferenz von insgesamt 13,392 W führt. Die Leistungsdichte von Metallhalogenlampen beträgt 17,16 W/m², die von LED-Lampen 6 W/m². Dies deutet darauf hin, dass Metallhalogenlampen deutlich mehr Energie verbrauchen als LED-Lampen. Angesichts der Energieeinsparungen und der höheren Leistung von LED-Lampen sind sie eindeutig die bessere Wahl.
2.2 Auswahl der Lampenbeleuchtungskurven
Lampen weisen drei Arten von Beleuchtungskurven auf: schmal, mittel und breit, die die Variation der Beleuchtung beeinflussen. In dieser Studie wurden drei verschiedene Metallhalogenidlampen der Marke HPK888 für Designsimulationen verwendet . Die Beleuchtungskurven sind in Abbildung 2 dargestellt.
Mithilfe von DIALux für Berechnungen und Simulationen wurde ermittelt, dass zur Einhaltung des Beleuchtungsstandard von 500 lx in einer Vollsternanordnung 42 breite Leuchten erforderlich sind. Die schmalen und mittleren Leuchten wurden zum Vergleich ebenfalls in gleicher Weise angeordnet. Die Simulationsergebnisse sind in Abbildung 3 und Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3 Simulationsergebnisse der Lichtverteilungskurve von Lampen
Abb. 2 Lichtverteilungskurve
Abb. 3: Beleuchtungsstärke-Konturlinien für verschiedene Lichtverteilungskurven von Lampen für Basketballplätze in Innenräumen
Tabelle 3 zeigt, dass bei gleichem Beleuchtungsaufbau eine engere Lichtverteilungskurve zu einer höheren Lampenausleuchtung führt, dies geht jedoch auf Kosten einer geringeren Ausleuchtungsgleichmäßigkeit. Sportstätten benötigen eine angenehme Beleuchtung, und es ist wichtig, dass die Ausleuchtungsgleichmäßigkeit sportliche Aktivitäten und Wettkämpfe nicht beeinträchtigt. Darüber hinaus muss die Ausleuchtung Standardwerten entsprechen. Daher sollte die Auswahl der Lampen auf den spezifischen Anforderungen der Anlage basieren und Lampen mit geeigneten Lichtverteilungskurven gewählt werden. Beispielsweise eignen sich Lampen mit enger Lichtverteilung ideal für hohe und geräumige Veranstaltungsorte, um die Beleuchtungsanforderungen zu erfüllen, während Lampen mit mittlerer Lichtverteilung besser für niedrigere Räume wie Trainingshallen und Amateur-Wettkampfbereiche geeignet sind.
2.3 Methoden der Beleuchtungsanordnung
Typische Beleuchtungsanordnungen für Sporthallen sind die Deckenbeleuchtung, die beidseitige Beleuchtung und die gemischte Beleuchtung. Symmetrische Leuchten eignen sich am besten für Deckenbeleuchtungen, die ideal für Sporthallen mit niedrigen Decken und ohne Bedarf an Fernsehübertragungen sind, wie sie häufig in Trainings- und Freizeitanlagen für Amateure zu finden sind. Asymmetrische Leuchten werden für seitliche Beleuchtungen entlang des Reitwegs verwendet, wobei der Ausrichtungswinkel der Lampen (der Winkel zwischen der Ausrichtungsrichtung der Lampe und der Vertikalen) zwischen 25° und 65° liegt. Diese Anordnung eignet sich für große und mittelgroße Sporthallen, die eine hohe vertikale Beleuchtung benötigen und für Fernsehübertragungen ausgestattet sind. Die gemischte Beleuchtungsanordnung kombiniert Decken- und Seitenbeleuchtungen und ermöglicht so eine Vielzahl von Beleuchtungsoptionen für unterschiedliche Beleuchtungsanforderungen. Sie eignet sich daher für große Mehrzwecksporthallen.
In dieser Studie wurden sowohl die seitliche als auch die obere Anordnung mit Metallhalogenidlampen simuliert, insbesondere mit dem Modell MPK450 mit einer Leistung von 500 W pro Lampe. Basierend auf einer Standardbeleuchtungsstärke von 500 lx ergaben Berechnungen und Simulationen, dass 46 Lampen für die zweiseitige Anordnung und 48 Lampen für die obere Anordnung erforderlich sind. Die Simulationsergebnisse sind in Abbildung 4 und Tabelle 4 dargestellt.
Abb. 4 Beleuchtungsanordnung für Basketballplätze in der Halle . Beleuchtungsstärke-Konturlinien zu verschiedenen Zeiten
Gemäß Tabelle 4 sind die Beleuchtungsstandards für die zweiseitige Anordnung und die obere Anordnung vergleichbar; die obere Anordnung umfasst jedoch zwei zusätzliche Lampen und weist eine Gesamtleistungssteigerung von 1.000 W auf, was zu höheren Investitions- und Betriebskosten führt.
Tabelle 4 Simulationsergebnisse der Lampenanordnung
Darüber hinaus ist es bei der Beleuchtung des Basketballplatzes wichtig, die Blendung zu berücksichtigen. Da der Veranstaltungsort rechteckig ist und die Leuchten über dem Spielfeld positioniert sind, sollten die Abtastpunkte für die Blendwerte in der Beleuchtungssimulation gleichmäßig und symmetrisch verteilt sein.
Bei der zweiseitigen Konfiguration liegen die Blendwerte zwischen mindestens 13 und höchstens 18, bei der oberen Konfiguration zwischen 11 und 17. Obwohl der Blendwert bei der zweiseitigen Anordnung geringfügig höher ist als bei der oberen Anordnung, entspricht er weiterhin den in Tabelle 1 aufgeführten Standardanforderungen.
2.4 Lampensteuerung
Turnhallen werden nicht nur für Amateurwettkämpfe, sondern auch für Unterhaltungsveranstaltungen und regelmäßige Trainingseinheiten genutzt. In diesem Dokument werden drei Modi zur Steuerung der Beleuchtung vorgeschlagen: Amateurwettkampfmodus, Unterhaltungsmodus und Reinigungsmodus mit Beleuchtungsstärken von 500 lx, 300 lx und 150 lx. Basierend auf Berechnungen und DIALux-Simulationen beträgt die erforderliche Anzahl an Lampen für die Deckenbeleuchtung 36, 24 und 12 für jeden Modus. Die gewählte Lampe ist das Modell BY471P mit einer Nennleistung von 200 W und einer Lichtleistung von 25.000 lm.
Tabelle 5: Simulationsergebnisse für den Beleuchtungssteuerungsmodus
Tabelle 5 bietet eine Zusammenfassung der Simulationsergebnisse für die drei Modi.
Der Stromverbrauch der Beleuchtung variiert je nach Betriebsart erheblich. Durch die Anpassung der Lampenanzahl an die Nutzungsdauer des Veranstaltungsortes lässt sich effektiv Energie sparen. Um die Betriebs- und Wartungspläne für alle Lampen zu standardisieren, sollte die Lampensteuerung außerdem ein Rotationssystem beinhalten, um Wartung und Reparaturen für das Personal zu vereinfachen.
Obwohl LED-Lampen derzeit noch nicht so weit verbreitet sind wie Halogenlampen, deuten ihre zahlreichen Vorteile – wie Energieeffizienz, Langlebigkeit und Dimmbarkeit – darauf hin, dass sie in Zukunft die dominierende Wahl sein werden. Die Auswahl der Lampenverteilungskurven – eng, mittel oder breit – sollte auf den spezifischen Bedingungen des Veranstaltungsortes basieren. Eine engere Lichtverteilungskurve führt zu einer höheren Beleuchtungsstärke. Zu den gängigen Beleuchtungsanordnungen für Hallenstadien gehören die obere Anordnung, die zweiseitige Anordnung und die gemischte Anordnung. Die obere Anordnung bietet eine gleichmäßigere Beleuchtung, aber eine geringere vertikale Beleuchtungsstärke; die zweiseitige Anordnung bietet eine hohe vertikale Beleuchtungsstärke und ist einfacher zu warten; die gemischte Anordnung kann hingegen verschiedenen Beleuchtungsanforderungen gerecht werden. Die Verwendung mehrerer Beleuchtungssteuerungsmodi in Sportstätten bietet klare Energiesparvorteile.
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