スポーツコートにおける高出力LEDスポーツフィールド照明器具の応用

スポーツコートにおける高出力LEDスポーツフィールド照明器具の応用

ディレクトリ:
1. LED照明器具の概要
2. スポーツフィールド照明の要件
3. スポーツ照明における高出力LEDランプの導入4.スポーツ 照明
における高出力LEDランプの影響 

スポーツフィールドは他の会場とは大きく異なり、照明品質に対する厳しい要件が求められます。高出力LED照明器具は、メタルハライドランプや蛍光灯を凌駕する総合的な性能を備えており、消費電力の削減と照明品質の向上につながるため、スポーツフィールドの照明に最適です。

1. LED照明器具の概要

スポーツフィールドの照明に高出力 LED 照明器具を使用すると、照明の品質が向上し、エネルギー使用量が削減され、さまざまなスポーツイベントの照明需要を満たすことができます。

1.1 LED照明器具の構造

LEDランプの基本構造は、銀または白色接着剤で固定された発光半導体チップで構成され、ブラケットに取り付けられ、リード線または金線を介して回路基板に接続されます。半導体チップはエポキシ樹脂で封止され、内部配線を保護します。封止後、ランプハウジングが取り付けられ、LEDランプの耐衝撃性が確保されます。LEDランプは、家電製品や機械製造など、幅広い用途に使用されています。

1.2 LED照明器具の利点

LED ランプには、エネルギー消費量の低減、環境への影響の最小化、優れた視覚性能など、数多くの利点があります。

(1) エネルギー効率：関連統計によると、LEDランプの消費電力は白熱電球の1/10、省エネランプの1/4に過ぎません。また、寿命も10万時間を超え、省エネランプよりも長くなっています。省エネランプとは異なり、LEDランプはフィラメントを損傷することなく、素早く頻繁にオン・オフできるため、より安全です。

(2) 環境へのメリット：LEDランプは水銀などの有害物質を含まず、発熱量も少なく、熱放射もないため、冷光源に分類されます。固体光源であるため、耐衝撃性があり、リサイクルも容易で、環境への影響を最小限に抑え、「グリーン照明源」と呼ばれています。また、輸送や設置が容易で、あらゆる密閉空間に適しており、優れた耐震性も備えています。

(3) 汎用性：LEDランプは点光源としてだけでなく、面光源としても利用でき、照射面積の拡大、グレアの低減、そして目の疲れを軽減する優れた視覚効果を実現します。スタジアムでは様々なスポーツイベントが開催され、それぞれ照明ニーズも異なりますが、高出力LEDランプはこれらの要件に合わせてインテリジェントに調整することで、最適な照明効果を実現します。

2. スポーツフィールドの照明要件

スタジアムには特有の照明ニーズがあり、照明システムには高い基準が求められます。設計者は、我が国のスタジアム建設基準に基づき、照明の均一性、水平・垂直照明、光源の色温度、演色性など、様々な要件を満たす照明器具を慎重に選定する必要があります。中でも、水平照明は特に重要です。 スポーツフィールドの照明を計画する際には、設計者は競技場の照明要件と様々な指標に基づいて主要な設計要素に焦点を当て、スタジアムの用途に応じて照明レベルを分類する必要があります。このアプローチにより、スタジアム内の様々なスポーツの照明ニーズに適切に対応できます。

3.スポーツ照明における高出力LEDランプの導入

近年、スタジアムでは競技基準を満たすために高出力LEDランプを導入し、照明システムのアップグレードを進めています。これらのランプは消費電力を削減するだけでなく、ちらつきやグレアの抑制にも優れています。スポーツフィールドの照明システムは非常に複雑であり、高出力LEDランプを使用する際には、いくつかの要素を考慮する必要があります。

3.1 ちらつき制御

フリッカー制御は、スポーツフィールド照明設計において重要な要素です。高出力LEDランプは、一般的に総合的な性能においてガスランプよりも優れています。適切な高出力LEDランプを選択することで、フリッカーの問題を効果的に管理できます。例えば、あるブランドの高出力LEDランプとメタルハライドランプを比較したところ、高出力LEDランプのフリッカーが大幅に少ないことが明らかになりました（表1参照）。

表1

スポーツフィールド照明設計において効果的な制御を実現するには、具体的な状況を考慮し、適切な電源、ランプ、調光器を慎重に選定し、適切な調光技術を導入することが不可欠です。高出力LEDランプのフリッカーを管理する際には、以下の点に留意する必要があります。

1. 設計者は、スタジアムの建設要件に基づいて、駆動電源の安定性とリップル抑制率を評価する必要があります。DC電源システムを利用することで、電力消費を削減しながら、安定した安全な照明を確保できます。

2. 調光方式としては、PWMパルス幅調光やデジタル調光などが挙げられます。Sポートフィールド照明は調光器の影響を大きく受けやすく、駆動電源の振動やフリッカーといった問題が発生することがあります。フリッカーを効果的に低減するには、機器と調光方式の互換性を確保することが重要です。最先端の位相制御調光方式は、スタジアムの高出力LEDランプで一般的に採用されています。

3. 高出力LEDランプのフリッカーを抑制するには、ランプ、駆動電源、調光器の互換性が不可欠です。スポーツコート照明に高出力LEDランプを導入する場合 、フリッカー の問題を軽減するために、スポーツフィールドの照明要件に適合した調光器と駆動電源を選択し、高出力LEDランプとの互換性を確保することが重要です。

例えば、スポーツ競技場の照明システムの設計において 、設計者が実際の状況に基づいて適切な駆動電源とサイリスタ調光器を選択しないと、試験中にフリッカーが頻繁に発生する可能性があります。しかし、高出力LEDランプ、調光器、駆動電源の互換性を最適化することで、フリッカーの問題を解決し、競技場の照明品質を向上させることができます。

3.2 グレア管理

スタジアムで高品質な照明を維持するには、グレア（眩しさ）を抑えることが不可欠です。スタジアムに高出力LED照明を設置する際には、放熱性に優れたシリコンベースのLEDランプを選択することをお勧めします。また、これらのランプは、ドライバーの安全を確保するため、ドライバーから安全な距離に設置する必要があります。ドライバーは高出力LEDドライバーボックスの中央に配置し、光量調整制御装置による補助が必要です。内蔵型および外付け型デバイスには、フロスト加工を施したアンチグレアランプシェードを装備する必要があります。各ランプビーズには独立したレンズが備えられており、ランプビーズの明るさに応じてシェード角度を調整することで、拡散反射を利用してグレアを効果的に軽減します。

特定のスポーツ競技場の照明の設計では 、高出力 LED ランプを採用し、その会場のグレア指数をグレア限度の 30 を下回る約 29.3 まで下げました。試合前のトレーニング中にグレア指数が限度を超えたにもかかわらず、選手からのフィードバックにより、グレアは照明の品質に大きな影響を与えず、それ以上の調整は不要であることが示されました。

3.3 スマート調光制御

スタジアムは広大で多様な機能を備えており、それぞれに異なる照明要件があります。スポーツフィールド照明のエネルギー効率を高めるには 、高出力LEDランプと、インテリジェントな調光制御を組み込んだ包括的なDALIデジタル調光システムを併用する必要があります。具体的には、高出力LEDランプに適した場所にDALI調光バラストを設置し、スポーツコート照明システムにDALIゲートウェイデバイスを統合することで、リモート調光、シーン切り替え、ランプ状態監視、故障診断などの機能を実現し、最適な照明品質を確保します。

インテリジェントな調光制御により、設計者はリアルタイムの状況に基づいて高出力LEDランプの動作モードとパラメータを管理できます。DALIデジタル調光システムは、事前に定義された方法に従って照明を制御するため、フィールド照明の運用時間を短縮し、消費電力を削減できます 。例えば、局所的な照明制御を使用することで、会場全体の照明システム全体に電力を供給することなく、個々の高出力LEDランプまたは複数の高出力LEDランプを点灯させ、特定のエリアを照らすことができます。

高出力LED照明器具は、メタルハライドランプや省エネランプのように配電盤でランプごとに個別の回路を必要とするのとは異なり、同一回路に3～4台をまとめて接続できます。これにより、配電盤のサイズを調整したり、多数の出力線スイッチを設置したりする必要がなくなり、フィールド照明システムの簡素化 と機能性の向上につながります。

3.4 照明配光制御

高出力LED照明器具を用いたスポーツフィールド照明の安全かつ安定した運用を確保するには 、配光設計を綿密に行うことが不可欠です。会場の照度、スポーツ施設の種類、イベントの性質といった要素を考慮する必要があります。効果的な配光を確保するためには、関連規格に準拠した配光計画を策定する必要があります。例えば、大規模なスポーツイベント開催時には、商用電源と発電機をそれぞれ50%ずつ使用し、さらに予備の発電機を待機させることで、安定した配光を維持することができます。

4.スポーツフィールド照明における高出力LED照明器具の影響 

スポーツフィールド照明における高出力LEDランプのメリット は大きく、照明品質を向上させながらエネルギー消費量を削減できます。従来の スポーツフィールド照明システムでは、一般的にメタルハライドランプが使用されていますが、照明ニーズには十分であるものの、エネルギー消費量が多いという欠点がありました。照明技術の進歩に伴い、様々な種類のランプが登場し、省エネ性と環境への影響の少なさから、高出力LEDランプがメタルハライドランプに取って代わるケースが増えています。

高出力LEDランプは、適切な技術を導入することでハロー効果や放熱といった従来の課題を解決できるため、一部のスタジアムで人気を博しています。様々な機能要件を満たすだけでなく、システム全体を稼働させることなく局所的な照明を実現できます。会場設計者は、会場の特性を考慮し、最適な照明効果を得るためにランプを戦略的に配置する必要があります。

高出力LEDランプは従来の照明器具よりも高価ですが、優れた光効率を誇り、メンテナンスもほとんど必要ありません。 スポーツフィールド照明において、高い適応性と安定性を備え、多様な照明ニーズに応える多色発光が可能です。高出力LEDランプの使用は、視認性の向上、ストロボ効果の低減、グレア低減効果をもたらします。