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Conception d'éclairage pour le basket-ball en salle : niveaux d'éclairage TV du terrain de basket
Conception d'éclairage pour le basket-ball en salle : niveaux d'éclairage TV du terrain de basket
Répertoire :
1. Analyse et modélisation
2. Conception et simulation de l'éclairage des terrains de basket-ball intérieurs
L'éclairage joue un rôle crucial dans le bon fonctionnement des enceintes sportives et des retransmissions télévisées. Il est essentiel que l'éclairage sportif crée un environnement de haute qualité pour les athlètes et les arbitres, tout en offrant une expérience visuelle agréable aux spectateurs et en répondant aux besoins d'éclairage des retransmissions télévisées. Lors de la conception des schémas d'éclairage, les fonctionnalités du logiciel d'éclairage DIALux permettent une compréhension claire et intuitive de l'agencement proposé. Cela permet d'optimiser le placement et le nombre de lampes, d'élaborer la solution d'éclairage la plus adaptée et de générer des rapports tels que des cartes de contours d'éclairement, des cartes d'éclairement ponctuel et des indices d'éblouissement. Cet article se concentre sur la conception et la modélisation de l'éclairage pour les terrains de basket-ball intérieurs, en prenant en compte quatre aspects clés : le choix de la source lumineuse, le choix de la courbe de distribution des lampes, la disposition des lampes et les méthodes de contrôle des lampes.
1. Analyse et modélisation
Lors de la conception de l'éclairage des enceintes sportives, il est important de prendre en compte le niveau de l'enceinte et les exigences spécifiques des différents sports. Cet article se concentre sur la conception et la simulation de l'éclairage des terrains de basket-ball intérieurs, en prenant comme référence les normes d'éclairage des terrains de basket-ball chinois, comme détaillé dans le tableau 1.
Tableau 1 : niveaux d'éclairage du terrain de basket (niveau d'éclairage du téléviseur)
Conformément aux normes de conception des terrains de basket-ball, un stade de sport intérieur de classe II mesurant 40 m de longueur, 30 m de largeur et 13 m de hauteur a été modélisé dans DIALux, avec un niveau d'éclairage standard de 500 lx pour la conception.
2. Conception et simulation de l'éclairage d'un terrain de basket-ball intérieur
2.1 Sélection de la source lumineuse
Les lampes aux halogénures métalliques et les LED sont fréquemment utilisées pour l'éclairage sportif. Compte tenu de la hauteur du stade, des lampes de forte puissance sont nécessaires pour répondre aux exigences d'éclairage . Les lampes aux halogénures métalliques sont puissantes et leurs spécifications techniques sont bien établies , ce qui explique leur large utilisation. En revanche, les lampes LED offrent des avantages par rapport aux lampes aux halogénures métalliques en termes d'efficacité énergétique, de durée de vie, de scintillement et de gradation. Cependant, les lampes LED de forte puissance présentent encore un potentiel d'amélioration important en termes de dissipation thermique, de taille et de poids.
Pour trouver la solution optimale, une méthode de disposition des lampes à ciel étoilé a été utilisée pour simuler et calculer les performances des lampes aux halogénures métalliques et des lampes LED. La lampe aux halogénures métalliques sélectionnée est la MPK45 d'une marque spécifique, tandis que la lampe LED est la BY471P de la même marque. Pour respecter la norme d'éclairage de 500 lx, les calculs et simulations avec la disposition des lampes à ciel étoilé ont révélé que 48 lampes aux halogénures métalliques sont nécessaires, totalisant 20,592 W, et 36 lampes LED, totalisant 7,200 W. Les résultats de la simulation sont illustrés à la figure 1 et au tableau 2.
tableau 2 Résultats de la simulation de la source lumineuse
fig1 Contours d'éclairement des terrains de basket-ball intérieurs avec différentes sources lumineuses
Le tableau 2 montre que pour obtenir un éclairage moyen et une uniformité équivalents, il faut 12 lampes aux halogénures métalliques de plus que les lampes LED, ce qui donne une différence de puissance totale de 13,392 W. La densité de puissance des lampes aux halogénures métalliques est de 17,16 W/m², contre 6 W/m² pour les lampes LED. Cela indique que les lampes aux halogénures métalliques consomment beaucoup plus d'énergie que les lampes LED. Compte tenu de leurs avantages en termes d'économie d'énergie et de leurs performances supérieures, les lampes LED constituent clairement la meilleure option.
2.2 Sélection des courbes d'éclairage des lampes
Les lampes présentent trois types de courbes d'éclairage : étroite, moyenne et large, qui influencent la variation de l'éclairage. Cette étude utilise trois luminaires à halogénures métalliques différents de la marque HPK888 pour les simulations de conception . Les courbes d'éclairage sont illustrées à la figure 2.
En utilisant DIALux pour les calculs et les simulations, il a été déterminé que pour respecter la norme d'éclairage de 500 lx en étoile, 42 luminaires larges sont nécessaires. Les luminaires étroits et moyens ont également été disposés de la même manière à des fins de comparaison. Les résultats de la simulation sont présentés à la figure 3 et au tableau 3.
tableau 3 Résultats de la simulation de la courbe de distribution lumineuse des lampes
fig2 Courbe de distribution lumineuse
fig3 Lignes de contour d'éclairement pour différentes courbes de distribution d'éclairage des lampes des terrains de basket-ball intérieurs
Le tableau 3 indique qu'avec une configuration d'éclairage identique, une courbe de distribution lumineuse plus étroite produit un éclairage plus intense, mais au détriment de l'uniformité de l'éclairage. Les sites sportifs requièrent un éclairage confortable, et il est essentiel que l'uniformité de l'éclairage ne perturbe pas les activités et les compétitions sportives. De plus, l'éclairage doit respecter les normes. Par conséquent, le choix des lampes doit être basé sur les besoins spécifiques du site, en privilégiant des lampes présentant des courbes de distribution lumineuse adaptées. Par exemple, les lampes à distribution lumineuse étroite sont idéales pour les sites hauts et spacieux, tandis que les lampes à distribution lumineuse moyenne sont plus adaptées aux espaces plus bas comme les salles d'entraînement et les terrains de compétition amateur.
2.3 Méthodes d'agencement de l'éclairage
Les configurations d'éclairage typiques pour les gymnases comprennent la disposition en hauteur, la disposition sur deux côtés et la disposition mixte. Les luminaires symétriques sont particulièrement adaptés aux configurations en hauteur, idéales pour les gymnases bas de plafond et sans diffusion télévisée, souvent utilisés dans les installations d'entraînement et de loisirs amateurs. Les luminaires asymétriques sont utilisés pour les configurations latérales, positionnées le long du chemin de halage, avec un angle d'orientation des lampes (l'angle entre la direction d'orientation de la lampe et la verticale) compris entre 25° et 65°. Cette configuration convient aux gymnases de grande et moyenne taille nécessitant un fort éclairage vertical et équipés pour la diffusion télévisée. La disposition mixte combine des configurations en hauteur et latérales, offrant une variété d'options d'éclairage pour répondre à divers besoins d'éclairage, ce qui la rend idéale pour les grands gymnases polyvalents.
Dans cette étude, les dispositions latérales et supérieures ont été simulées à l'aide de lampes aux halogénures métalliques, plus précisément du modèle MPK450 d'une puissance de 500 W par lampe. Sur la base d'un niveau d'éclairement standard de 500 lx, les calculs et simulations ont déterminé que 46 lampes sont nécessaires pour la disposition latérale et 48 pour la disposition supérieure. Les résultats de la simulation sont présentés à la figure 4 et au tableau 4.
fig4 Méthode d'agencement de l'éclairage d'un terrain de basket-ball intérieur Lignes de contour d'éclairement à différents moments
Selon le tableau 4, les normes d'éclairage pour la configuration à deux côtés et la configuration supérieure sont comparables ; cependant, la configuration supérieure comprend 2 lampes supplémentaires et a une augmentation de puissance totale de 1 000 W, ce qui entraîne des dépenses d'investissement et d'exploitation plus élevées.
tableau 4 Résultats de la simulation de la disposition des lampes
De plus, lors de la conception de l'éclairage du terrain de basket, il est important de prendre en compte l'éblouissement. Dans la simulation d'éclairage, le lieu étant rectangulaire et les projecteurs étant positionnés en hauteur, les points d'échantillonnage pour les valeurs d'éblouissement doivent être répartis uniformément et symétriquement.
Dans la configuration à deux côtés, les valeurs d'éblouissement varient d'un minimum de 13 à un maximum de 18, tandis que dans la configuration supérieure, elles varient de 11 à 17. Bien que la valeur d'éblouissement pour la configuration à deux côtés soit légèrement supérieure à celle de la configuration supérieure, elle reste conforme aux exigences standard décrites dans le tableau 1.
2.4 Contrôle de la lampe
Les gymnases sont utilisés non seulement pour les compétitions amateurs, mais aussi pour des événements de divertissement et des séances d'entraînement régulières. Cet article propose trois modes de contrôle de l'éclairage : le mode compétition amateur, le mode divertissement et le mode nettoyage, avec des niveaux d'éclairement respectifs de 500 lux, 300 lux et 150 lux. D'après les calculs et les simulations DIALux, le nombre de lampes requis pour la configuration d'éclairage zénithal est de 36, 24 et 12 pour chaque mode. La lampe choisie est le modèle BY471P, d'une puissance nominale de 200 W et d'un flux lumineux de 25 000 lm.
tableau 5 Résultats de la simulation du mode de contrôle de l'éclairage
Le tableau 5 fournit un résumé des résultats de simulation pour les trois modes.
La consommation d'énergie de l'éclairage varie considérablement selon les modes. En adaptant le nombre de lampes aux périodes d'utilisation du lieu, il est possible d'économiser efficacement l'énergie. De plus, afin d'harmoniser les programmes d'exploitation et de maintenance de toutes les lampes, la stratégie de contrôle des lampes devrait intégrer un système de rotation afin de simplifier la maintenance et les réparations pour le personnel.
Actuellement, bien que les lampes LED ne soient pas aussi répandues que les lampes halogènes, leurs nombreux avantages, tels que leur efficacité énergétique, leur longévité et leur intensité variable, laissent présager qu'elles deviendront le choix dominant à l'avenir. Le choix des courbes de distribution lumineuse (étroite, moyenne ou large) doit être basé sur les conditions spécifiques du site. Une courbe de distribution lumineuse plus étroite permet un éclairage plus intense. Les principales méthodes d'agencement de l'éclairage pour les stades couverts comprennent la disposition par le haut, la disposition sur deux côtés et la disposition mixte. La disposition par le haut offre une meilleure uniformité d'éclairage, mais un éclairage vertical plus faible ; la disposition sur deux côtés offre un éclairage vertical élevé et est plus facile à entretenir ; tandis que la disposition mixte permet de répondre à divers besoins d'éclairage. L'utilisation de plusieurs modes de contrôle de l'éclairage dans les enceintes sportives présente un avantage évident en termes d'économies d'énergie.
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