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Diseño de iluminación para canchas de baloncesto en interiores: niveles de iluminación de TV para canchas de baloncesto
Diseño de iluminación para canchas de baloncesto en interiores: niveles de iluminación de TV para canchas de baloncesto
Directorio:
1. Análisis y modelado
2. Diseño y simulación de iluminación de canchas de baloncesto en interiores
La iluminación desempeña un papel crucial en el funcionamiento eficaz de los recintos deportivos y las retransmisiones televisivas. Es esencial que la iluminación deportiva cree un entorno de alta calidad para los atletas y árbitros, a la vez que proporciona una experiencia visual agradable para los espectadores y satisface las necesidades de iluminación de las retransmisiones televisivas. Al diseñar esquemas de iluminación, las capacidades del software de iluminación DIALux se pueden utilizar eficazmente para obtener una comprensión clara e intuitiva de la disposición de iluminación propuesta. Esto permite optimizar la ubicación de las lámparas, ajustar su cantidad y desarrollar la mejor solución de diseño de iluminación, además de generar informes como mapas de contorno de iluminancia, mapas de iluminancia puntual e índices de deslumbramiento. Este artículo se centrará en el diseño de iluminación y la simulación de modelado para canchas de baloncesto cubiertas, considerando cuatro aspectos clave: selección de la fuente de luz, selección de la curva de distribución de las lámparas, disposición de las lámparas y métodos de control de las lámparas.
1. Análisis y modelado
Al diseñar la iluminación de recintos deportivos, es importante considerar el nivel del recinto y los requisitos específicos de cada deporte. Este artículo se centra en el diseño y la simulación de la iluminación de canchas de baloncesto cubiertas, utilizando como referencia las normas de iluminación para canchas de baloncesto en China, como se detalla en la Tabla 1.
Tabla 1: Niveles de iluminación de la cancha de baloncesto (nivel de iluminación del televisor)
De acuerdo con los estándares de diseño de canchas de baloncesto, se ha modelado en DIALux un estadio deportivo cubierto de Clase II de 40 m de largo, 30 m de ancho y 13 m de alto, con un nivel de iluminación estándar de 500 lx para el diseño.
2. Diseño y simulación de iluminación de cancha de baloncesto interior
2.1 Selección de la fuente de luz
Las lámparas de halogenuros metálicos y LED se utilizan con frecuencia para la iluminación deportiva. Dada la altura del estadio, se requieren lámparas de alta potencia para satisfacer las necesidades de iluminación . Las lámparas de halogenuros metálicos son potentes y cuentan con especificaciones técnicas consolidadas , lo que las hace ampliamente utilizadas. Por otro lado, las lámparas LED ofrecen ventajas sobre las lámparas de halogenuros metálicos en cuanto a eficiencia energética, vida útil, parpadeo y capacidad de atenuación. Sin embargo, las lámparas LED de alta potencia aún tienen un importante potencial de mejora en cuanto a disipación de calor, tamaño y peso.
Para encontrar la solución óptima, se empleó un método de disposición de lámparas de cielo estrellado para simular y calcular el rendimiento de lámparas de halogenuros metálicos y LED. La lámpara de halogenuros metálicos seleccionada fue la MPK45 de una marca específica, mientras que la lámpara LED fue la BY471P de la misma marca. Para cumplir con el estándar de iluminación de 500 lx, los cálculos y simulaciones con la disposición de lámparas de cielo estrellado revelaron que se necesitan 48 lámparas de halogenuros metálicos, con un total de 20,592 W, y 36 lámparas LED, con un total de 7,200 W. Los resultados de la simulación se ilustran en la Figura 1 y la Tabla 2.
Tabla 2 Resultados de la simulación de la fuente de luz
Fig. 1. Contornos de iluminancia de canchas de baloncesto cubiertas con diferentes fuentes de luz.
La Tabla 2 muestra que, para lograr una iluminación y uniformidad promedio equivalentes, se utilizan 12 lámparas de halogenuros metálicos más que las lámparas LED, lo que resulta en una diferencia de potencia total de 13,392 W. La densidad de potencia de las lámparas de halogenuros metálicos es de 17,16 W/m², mientras que la de las lámparas LED es de 6 W/m². Esto indica que las lámparas de halogenuros metálicos consumen mucha más energía que las lámparas LED. Dados los beneficios de ahorro energético y el rendimiento superior de las lámparas LED, son claramente la mejor opción.
2.2 Selección de curvas de iluminación de la lámpara
Las lámparas presentan tres tipos de curvas de iluminación: estrecha, media y ancha, que influyen en la variación de la iluminación. Este estudio utiliza tres luminarias de halogenuros metálicos diferentes de la marca HPK888 para simulaciones de diseño . Las curvas de iluminación se ilustran en la Figura 2.
Utilizando DIALux para los cálculos y simulaciones, se determinó que para cumplir con el estándar de iluminación de 500 lx en una disposición de estrella completa, se necesitan 42 luminarias de gran ancho . Las luminarias de ancho estrecho y medio también se dispusieron de la misma manera para fines comparativos. Los resultados de la simulación se presentan en la Figura 3 y la Tabla 3.
Tabla 3 Resultados de la simulación de la curva de distribución de luz de las lámparas
fig2 Curva de distribución de luz
Fig. 3. Líneas de contorno de iluminancia para diferentes curvas de distribución de iluminación de lámparas de canchas de baloncesto de interior.
La Tabla 3 indica que, con la misma configuración de iluminación, una curva de distribución de luz más estrecha resulta en una mayor iluminación de la lámpara, pero esto conlleva una menor uniformidad de la iluminación. Los recintos deportivos requieren una iluminación confortable, y es esencial que la uniformidad de la iluminación no interfiera con las actividades y competiciones deportivas. Además, la iluminación debe cumplir con los valores estándar. Por lo tanto, la selección de lámparas debe basarse en las necesidades específicas del recinto, optando por lámparas con curvas de distribución de luz adecuadas. Por ejemplo, las lámparas con distribución de luz estrecha son ideales para recintos altos y espaciosos para satisfacer las necesidades de iluminación, mientras que las lámparas con distribución de luz media son más apropiadas para espacios bajos, como salas de entrenamiento y áreas de competición amateur.
2.3 Métodos de disposición de la iluminación
Las configuraciones de iluminación típicas para gimnasios incluyen la configuración superior, la configuración a dos lados y la configuración mixta. Las luminarias simétricas son ideales para las configuraciones superiores, ideales para gimnasios con techos bajos y sin necesidad de retransmisiones televisivas, comunes en instalaciones de entrenamiento y recreativas para aficionados. Las luminarias asimétricas se utilizan para configuraciones laterales, ubicadas a lo largo del pasillo, con un ángulo de orientación de las lámparas (el ángulo entre la dirección de la lámpara y la línea vertical) entre 25° y 65°. Esta configuración es adecuada para gimnasios grandes y medianos que requieren una alta iluminación vertical y están equipados para retransmisiones televisivas. La configuración mixta combina configuraciones superiores y laterales, lo que permite diversas opciones de iluminación para satisfacer diversas necesidades, lo que la hace ideal para gimnasios multiusos de gran tamaño.
En este estudio, se simularon las distribuciones laterales y superiores utilizando lámparas de halogenuros metálicos, específicamente el modelo MPK450 con una potencia de 500 W por lámpara. Con base en un nivel de iluminación estándar de 500 lx, los cálculos y simulaciones determinaron que se requieren 46 lámparas para la disposición lateral y 48 para la disposición superior. Los resultados de la simulación se presentan en la Figura 4 y la Tabla 4.
Fig. 4 Método de disposición de la iluminación de una cancha de baloncesto interior Líneas de contorno de iluminancia en diferentes momentos
Según la Tabla 4, los estándares de iluminación para la configuración de dos lados y la configuración superior son comparables; sin embargo, la configuración superior incluye 2 lámparas adicionales y tiene un aumento de potencia total de 1.000 W, lo que resulta en mayores gastos de inversión y operación.
Tabla 4 Resultados de la simulación de la disposición de las lámparas
Además, al diseñar la iluminación de la cancha de baloncesto, es importante tener en cuenta el deslumbramiento. En la simulación de iluminación, dado que el recinto es rectangular y las luces están ubicadas en la parte superior, los puntos de muestreo para los valores de deslumbramiento deben estar distribuidos uniformemente y ser simétricos.
En la configuración de dos lados, los valores de deslumbramiento varían de un mínimo de 13 a un máximo de 18, mientras que en la configuración superior, varían de 11 a 17. Aunque el valor de deslumbramiento para la configuración de dos lados es marginalmente más alto que el de la configuración superior, sigue cumpliendo con los requisitos estándar descritos en la Tabla 1.
2.4 Control de la lámpara
Los gimnasios se utilizan no solo para competiciones amateur, sino también para eventos de entretenimiento y entrenamientos regulares. Este documento propone tres modos de control de la iluminación: modo competición amateur, modo entretenimiento y modo limpieza, con niveles de iluminación de 500 lx, 300 lx y 150 lx, respectivamente. Según cálculos y simulaciones DIALux, el número de lámparas necesarias para la configuración de iluminación superior es de 36, 24 y 12 para cada modo. La lámpara elegida es el modelo BY471P, con una potencia de 200 W y una salida luminosa de 25 000 lm.
Tabla 5 Resultados de la simulación del modo de control de iluminación
La Tabla 5 proporciona un resumen de los resultados de la simulación para los tres modos.
El consumo de energía de la iluminación varía significativamente según los distintos modos. Ajustar el número de lámparas según los periodos de uso del recinto permite ahorrar energía eficazmente. Además, para estandarizar los programas de operación y mantenimiento de todas las lámparas, la estrategia de control de lámparas debe incorporar un sistema de rotación para simplificar el mantenimiento y las reparaciones al personal.
Actualmente, si bien las lámparas LED no son tan comunes como las halógenas, sus numerosas ventajas (como la eficiencia energética, la durabilidad y la posibilidad de regular la intensidad de la luz) indican que se convertirán en la opción dominante en el futuro. La selección de las curvas de distribución de la lámpara (estrecha, media o ancha) debe basarse en las condiciones específicas del recinto. Una curva de distribución de luz más estrecha produce una mayor iluminación. Los principales métodos de disposición de la iluminación para estadios interiores incluyen la disposición superior, la disposición a dos lados y la disposición mixta. La disposición superior ofrece una mejor uniformidad de iluminación, pero una menor iluminación vertical; la disposición a dos lados proporciona una alta iluminación vertical y es más fácil de mantener; mientras que la disposición mixta puede adaptarse a diversas necesidades de iluminación. El uso de múltiples modos de control de iluminación en recintos deportivos demuestra un claro beneficio en el ahorro energético.
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