Beleuchtungskonzept für einen Sandvolleyballplatz: LED-Beleuchtung für den Volleyballplatz

Inhaltsverzeichnis:
1.  Beleuchtungskonzept  für Beachvolleyballfelder  2.   Simulationsberechnung der Beachvolleyballfeldbeleuchtung 3. Ergebnisanalyse 4. Häufig gestellte Fragen

Um den Anforderungen an eine Sportbeleuchtung hinsichtlich ausreichender Ausleuchtung und klarer Spielübertragungen gerecht zu werden, benötigt ein Stadion ein hochwertiges, professionelles Beleuchtungskonzept. Ein effektives Sportbeleuchtungskonzept muss verschiedene Faktoren wie ausreichende Helligkeit, Gleichmäßigkeit, Blendungsbegrenzung, Schatteneffekte und Farbgenauigkeit berücksichtigen, die deutlich strengere Anforderungen stellen als bei der Beleuchtung normaler Gebäude. 

Daher sind präzise Berechnungen von Beleuchtungsstärke, Gleichmäßigkeit und Blendung in der Lichtplanung unerlässlich. In China werden zur Berechnung der Beleuchtungsstärke üblicherweise die Flächenleistungsmethode, die Ausnutzungskoeffizientenmethode und die punktuelle Berechnungsmethode verwendet. Die Anwendung dieser Methoden für die Stadionbeleuchtungsplanung führt zu umfangreichen Berechnungen, und die Erreichung der erforderlichen Genauigkeit kann eine Herausforderung darstellen.

Dieser Artikel verwendet die Sportbeleuchtungsplanung eines Beachvolleyballfeldes als Fallbeispiel und nutzt die professionelle Lichtplanungssoftware Calculux Area zur Durchführung von Beleuchtungssimulationsberechnungen, die als Referenz für die Sportbeleuchtungsplanung dienen.

1. Beleuchtungskonzept  für Sandvolleyballfelder 

1.1 Projektübersicht

Das Beachvolleyballfeld ist als Stadion der Klasse A klassifiziert und verfügt über eine Spielfläche (PA) von 16 m × 8 m sowie eine Gesamtspielfläche (TA) von 28 m × 20 m. Die Gesamtabmessungen betragen 64 m × 56 m und sind für 3.000 bis 4.000 Zuschauer ausgelegt. Die Sportanlagen müssen den Standards für nationale und internationale Fernsehübertragungen entsprechen.

1.2 Analyse und Diskussion von Beleuchtungskonzepten

Gemäß den Beleuchtungsnormen für Sportstätten beträgt die vertikale Beleuchtungsstärke für die Hauptkamerarichtung des Beachvolleyballfelds Evmail ≥ 1.000 lx, während die Anforderung für die Hilfskamerarichtung Evaux ≥ 750 lx beträgt. Der allgemeine Farbwiedergabeindex sollte Ra ≥ 80 betragen.

Aktuell lassen sich Beleuchtungskonzepte für Sportveranstaltungen in verschiedene Kategorien einteilen: Vier-Turm-Beleuchtung, Mehrturm-Beleuchtung, Lichtstreifen und weitere Konfigurationen. Die Mehrturm-Beleuchtung erfüllt häufig nicht die Anforderungen der Fernsehübertragung und kann die Sicht der Zuschauer beeinträchtigen, während die Lichtstreifen-Beleuchtung eine strenge Blendungsbegrenzung erfordert. Um den Beleuchtungsbedarf von Wettkämpfen zu decken, schlägt diese Arbeit ein Vier-Turm-Beleuchtungskonzept vor.

Die Leistung pro Flächeneinheit des Flutlichts wird durch Formel (1) dargestellt.

P steht für die Leistung pro Flächeneinheit, Emin bezeichnet die minimale Helligkeit der beleuchteten horizontalen Fläche, η gibt den Wirkungsgrad der Lampe an, η1 bezieht sich auf den Lichtwirkungsgrad, U steht für den Nutzungskoeffizienten, U1 bezeichnet die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung und K ist der Erhaltungskoeffizient.

Die vertikale Beleuchtungsstärke an einem bestimmten Punkt wird in Gleichung (2) ausgedrückt.

2.  Simulationsberechnung der Beleuchtung eines Sandvolleyballfelds

2.1 Simulationsverfahren für die Fläche unter der Differentialrechnung

Starten Sie die Software Calculux Area und wählen Sie zunächst das Beleuchtungsdesign anhand der Spezifikationen und Beleuchtungsanforderungen des Volleyballfelds. Geben Sie Parameter wie Lampenpositionen und Beleuchtungswinkel ein und passen Sie diese Koordinaten und Winkel anschließend anhand der Beleuchtungswerte an. Wiederholen Sie die Berechnungen und fassen Sie die Ergebnisse in einem Bericht zusammen.

2.2 Simulationsergebnisse

Die Software Calculux Area erstellt einen Bericht, der Details zum Projekt, horizontale und vertikale Beleuchtungsstärken, eine Liste der Materialien und Geräte, Beleuchtungsstärke-Isowertkurven, Lampenprojektionswinkel, Koordinaten von Blendungspunkten und eine Blendungswerttabelle für das Beleuchtungsprojekt des Sandvolleyballfelds enthält.

Es wird ein rechtwinkliges Koordinatensystem mit dem Mittelpunkt des Hauptstadions als Ursprung eingerichtet. An jeder Ecke befinden sich Lichttürme, auf denen die Lampen gleichmäßig verteilt sind. Jeder von den Türmen ausgehende Pfeil (→) zeigt den Abstrahlwinkel der jeweiligen Lampengruppe an. Das Symbol „■“ im PA-Bereich kennzeichnet Blendpunkte; aus Symmetriegründen wurden nur sechs Blendpunkte ausgewählt.

Abbildung 2 zeigt die vertikale Beleuchtungsstärke des Beachvolleyballfelds, aufgenommen von der Hauptkamera. Es wurde ein rechtwinkliges Koordinatensystem mit dem Mittelpunkt des Spielfelds als Ursprung eingerichtet. Das Spielfeld ist in 1 m × 1 m große Rasterzellen unterteilt, insgesamt 153 Rasterzellen. In der Abbildung bezeichnen x und y die Koordinaten des Mittelpunkts jeder Rasterzelle. Die dargestellten Werte entsprechen den Beleuchtungsstärken im Mittelpunkt jeder Rasterzelle, ermittelt durch Simulationen mit der Software Calculux Area.

Abb. 2 Vertikale Beleuchtung im PA-Bereich des Sandvolleyballfelds

Tabelle 2 zeigt die Koordinaten des Blendpunkts für das Volleyballfeld. Gemäß den Beleuchtungsnormen für Sportanlagen muss die Außenbeleuchtung von Sportanlagen einen Blendungsindex (GR) von ≤ 50 für Personen aufweisen. Die in der Tabelle aufgeführten Blendungswerte erfüllen diese Vorgaben.

Tabelle 2: Koordinaten des Blendungspunktes und Blendungswert

Die Software Calculux Area steigert die Professionalität der Sportbeleuchtungsplanung, indem sie einen zuvor komplizierten Prozess in einen anschaulicheren und einfacheren umwandelt, wodurch der Arbeitsaufwand deutlich verringert und die Präzision der Beleuchtungsberechnungen erhöht wird.

3. Ergebnisanalyse

Calculux Area wurde speziell für die Planung von Sportbeleuchtungsanlagen entwickelt und erstellt einen Beleuchtungsberechnungsbericht, der aus vier Abschnitten besteht: Projektbeschreibung, Zusammenfassung, Berechnungsergebnisse und Daten der Beleuchtungstechnik. Der Abschnitt mit den Berechnungsergebnissen enthält detaillierte Angaben zur horizontalen Beleuchtungsstärke und Kamerabeleuchtung, zu Iso-Konturlinien und Blendungswerten. Die Projektbeschreibung bietet einen Überblick über den Standortplan, inklusive einer 3D-Karte und der Anordnung der Beleuchtungstechnik. Die Daten zur Beleuchtungstechnik beschreiben Anzahl, Spezifikationen, Koordinaten und spezifische Zustände der einzelnen Lampenschalter unter verschiedenen Beleuchtungsszenarien.

Im Beleuchtungsberechnungsbericht von Calculux Area übersteigt die vertikale Beleuchtungsstärke im Zentrum des Wettkampfgeländes, ausgerichtet auf die Hauptkamera, 1000 lx. Die durchschnittliche Beleuchtungsstärke im gesamten Wettkampfbereich beträgt 1028 lx, mit einem Verhältnis von minimaler zu maximaler Beleuchtungsstärke von 0,49 (größer als 0,4) und einem Verhältnis von minimaler zu durchschnittlicher Beleuchtungsstärke von 0,64 (größer als 0,6). Der Blendungsgrad im Wettkampfgelände wird mit GR ≤ 50 angegeben.

Calculux Area ist eine Spezialsoftware für die Sportbeleuchtungsplanung, die präzisere Beleuchtungssimulationen während des Planungsprozesses ermöglicht. Der automatisch generierte Berechnungsbericht liefert ein umfassendes Simulationsergebnis, das sowohl für die Forschung als auch für die Praxis im Bereich der Sportbeleuchtungsplanung von großem Nutzen ist.

4. Andere Nutzer fragen auch:

Welche Beleuchtung ist für einen Beachvolleyballplatz am besten geeignet?

Die optimale Beleuchtung eines Beachvolleyballfelds sollte hohe Gleichmäßigkeit, Blendungsreduzierung und Energieeffizienz vereinen. LED-Systeme mit breitem Abstrahlwinkel und Diffusoren verteilen das Licht effektiv und minimieren gleichzeitig Blendung – entscheidend für die Verfolgung schnell fliegender Bälle. Der Einsatz von verstellbaren LED-Leuchten verbessert die Sichtbarkeit im Tagesverlauf und steigert so Leistung und Komfort der Spieler.

Welche Beleuchtungsanforderungen gelten für Volleyballspiele?

Die ideale Volleyballbeleuchtung erfordert eine gleichmäßige Ausleuchtung mit minimaler Blendung, um auch bei schnellem Spiel optimale Sicht zu gewährleisten. LED-Systeme mit Diffusoren und breitem Abstrahlwinkel verbessern die Lichtverteilung und reduzieren gleichzeitig die Belastung für die Spieler.

Verstellbare Leuchten (z. B. mit 415 Lux) passen sich den wechselnden Tageslichtverhältnissen an und gewährleisten so eine gleichbleibende Ausleuchtung. Energieeffiziente LED-Designs vereinen Leistung und Nachhaltigkeit, und geschlossene Leuchten sind für den Einsatz im Außenbereich und unter korrosiven Bedingungen geeignet.

Welche Beleuchtungsstärke (Lux) ist für ein Volleyballfeld erforderlich?

Für Volleyballfelder wird eine Beleuchtungsstärke von mindestens 300 Lux empfohlen, um optimale Sichtverhältnisse und beste Spielleistungen zu gewährleisten. Gleichmäßige LED-Systeme minimieren Blendung und passen sich den Lichtverhältnissen an. Bei Wettkämpfen höherer Spielklassen können bis zu 500 Lux erforderlich sein, um schnelle Spielzüge präzise verfolgen zu können. Eine ausgewogene Leuchtdichte reduziert die Augenbelastung und unterstützt die korrekte räumliche Orientierung während des Spiels.