Guía de diseño de iluminación de estadios: estándares IES, altura de postes y planificación fotométrica para cada campo

Todos los proyectos de iluminación deportiva comienzan de la misma manera: ¿cuánta luz se necesita en ese campo de juego? El estándar de oro depende del juego, la competencia y si las cámaras están grabando. Esta guía le guía a través de las decisiones de ingeniería que conforman un sistema de iluminación de campo deportivo exitoso: objetivos básicos de iluminancia IES, ubicación de postes y simulación fotométrica «para que los administradores de instalaciones, ingenieros y equipos de adquisiciones puedan especificar un sistema que funcione desde el momento en que se enciende hasta, literalmente, el final de tiempo. ¿Quieres ver algunos accesorios que hayan sido diseñados según esas especificaciones?

Salir Línea de iluminación deportiva de GQ Lamp.

Estándares de iluminancia IES por deporte y clase de juego

El Sociedad de Ingeniería Iluminadora RP-6-20 el estándar establece una iluminancia horizontal mínima mantenida para instalaciones deportivas al aire libre en cuatro clases de juego. Diferentes deportes requieren diferentes niveles de iluminancia. Los valores son la intensidad de la luz en el campo, después de la depreciación de la salida del lumen de la lámpara y la suciedad de la lente del dispositivo, y se aplican a las cuatro clases como tales: clase I se refiere a concursos profesionales o televisados, donde la iluminación de la cámara es esencial y debe ser perfecta. La Clase IV cubre la recreación vecinal, donde la visibilidad y los fondos están restringidos.

Considere la extensión: la iluminación requerida del campo de fútbol de Clase I varía de cinco a ocho veces la de un campo recreativo de Clase IV.

Uniformidad de objetivos por clase: la Clase I necesita Emin/Eavg 0,70, 0,60 para Emin/Emax. La clase II apunta a 0,60 para Emin/Eavg. Las clases III y IV deben esforzarse por alcanzar al menos 0,50; pero 0,60 es deseable para evitar las manchas oscuras que constituyen un peligro para los jugadores en canchas de tenis, canchas de baloncesto y otros deportes de rápido movimiento.

Para la iluminación de campos de béisbol y softbol, la parte más difícil será la separación del campo en dos zonas de iluminación, el cuadro interior y los jardines. El cuadro interior, al ser el área de movimiento de pelota más rápido y tiempo de reacción más corto, requiere más velas de pie mantenidas que los jardines. El diamante de softbol más pequeño también nos obliga a mantener las posiciones de los postes en un ángulo de puntería más estrecho, para que la luz no se derrame detrás del respaldo hacia las gradas.

Las mediciones de campo en más de 40 proyectos de instalaciones deportivas muestran que los cálculos reales en el sitio generalmente se ejecutan entre 8 y 12% por debajo del rendimiento deseado uno o dos años después de la instalación inicial debido a la depreciación de la suciedad y la caída de voltaje, una eventualidad modelada en IES RP-6 (por el Factor de pérdida de luz) a 0,72-.085 (o 72-85%). La instalación de salidas de luz iniciales 10-15% más altas permite que el sistema de luz cumpla con los mínimos de IES tres a cinco años después de la puesta en servicio, incluso sin volver a encender la lámpara. Es más importante en los niveles de Clase I y II, donde las cámaras de transmisión detectan un desnivel que el ojo humano no nota.

Elegir lo apropiado luminaria deportiva para estadio comienza configurando el paquete de lúmenes del dispositivo, así como la distribución del haz según la clase de juego que albergará su instalación.

Lección principal a aprender: Concéntrese siempre en el valor de iluminancia mantenido -gon, no en la salida inicial. Utilice un LLF de 0,72-0,85 según el entorno y verifique las lecturas del medidor en el sitio durante la puesta en servicio.

Patrones de altura, ubicación y diseño de campos de postes

La altura del poste no es una suposición, es una función directa de la geometría del campo. Demasiado bajo, los accesorios crean un deslumbramiento directo para los jugadores y las esquinas poco iluminadas; demasiado alto, los postes de iluminación purgan los lúmenes directamente a la atmósfera y arruinan el presupuesto. La relación de ingeniería entre la altura del poste y el ancho del campo proporciona la columna vertebral para cada decisión de diseño de la siguiente manera.

3 configuraciones básicas cumplen con la mayoría de las aplicaciones de campos deportivos al aire libre:

Configuración de 4 polos: la más común para juegos recreativos y de secundaria o instalaciones de práctica. Cuatro postes de esquina están desplazados de 5 a 10 m (20 a 40 pies) hacia adentro desde la línea lateral para eliminar los puntos calientes de deslumbramiento alrededor de los bordes del campo de juego. La altura típica para este diseño es de 15 a 22 m (50 a 70 pies). La geometría rectangular de la mayoría de los campos deportivos hace que este diseño sea ideal para fútbol americano, fútbol americano, rugby, polo o superficies de usos múltiples. Los diseños de cuatro polos resaltan las esquinas y iluminan el centro del campo. Los ahorros generales en el consumo de luz se pueden lograr limitando los accesorios a áreas de juego críticas.

Diseño de 6 postes: se instalan dos postes adicionales en la línea lateral para campos más grandes o especificaciones de clase de juego más altas. Estos postes adicionales mejoran la uniformidad del nivel de iluminancia (lux/ft2) en el centro del campo. Las configuraciones de 4 polos suelen ser insuficientes para alcanzar la relación de uniformidad de Clase II durante un estudio. El rango de altura típico de los postes para estos campos más grandes es de 20 a 25 m (65 a 80 pies).

Diseño de 8 polos: ocho partidos en total (cuatro esquinas + cuatro a los lados), altura de postes de 25 a 30 m (80 a 100 pies). Las emisoras de televisión y los estadios de televisión exigen una relación de uniformidad de 0,70 que proporciona la iluminación de 8 polos y permiten estrategias de atenuación de pola para prácticas de baja potencia. Las regulaciones de clase de juego de Clase I también requieren 8 polos.

Los diamantes de béisbol más grandes se ajustan a los rectángulos del diamante de béisbol tradicional, con cuatro postes colocados de 2 a 4 m (8 a 12 pies) más allá de la primera y tercera línea de base, dos postes para los jardines y ñon para un campo deportivo de Clase I o II. ñan dos postes adicionales alrededor del perímetro de los jardines en el borde del campo. Los postes colocados detrás del bateador para rastrear elevados requieren una altura de 15 a 30 m (50 a 100 pies).

La colocación de postes más simétrica produce aproximadamente 40% mayor uniformidad que las configuraciones asimétricas, según comparaciones fotométricas reportadas en toda la comunidad de iluminación deportiva. Cualquier desviación de la simetría de la imagen especular (un segundo dispositivo colocado a 2 m detrás de su imagen especular, por ejemplo) podría resultar en un punto caliente al costado del campo. Muchos usos de Focos LED con soportes de orientación ajustables se minimiza el desequilibrio en el campo después de la instalación. Los puntos calientes se pueden reducir a 5 minutos después de la operación en campo.

Conclusión clave: comenzando con un ancho de campo de H 0,5, elija su disposición de postes de 4/6/8 según la clase de juego e incorpore simetría de imagen especular en el diseño de su poste.

Planificación fotométrica « De la simulación a la verificación de campo

La planificación fotométrica traduce una especificación de iluminación en papel en el aspecto real del campo durante el juego. Sin simulación, la colocación de los postes y la elección de los accesorios se rigen por reglas generales con 15-25% que no logran los objetivos de uniformidad. El software fotométrico actual elimina esa incertidumbre utilizando los archivos IES reales de cada dispositivo colocados en un modelo con geometría de campo adicional, posición de los polos y ángulo de puntería, antes de verter una sola base.

Cinco pasos definen el proceso:

1. Estudio de campo y geometría: seleccione las dimensiones del campo, las posiciones de la base de los postes y las estructuras circundantes al campo (escaleras, palco de prensa, marcador, etc.) ab initio, y registre cualquier infraestructura cercana para usarla en los cálculos de la trayectoria del sol si se utilizará iluminación durante el día. actividades.
2. Modelado Virtus 32 o DIALux: ejecute el diseño del campo AGi32 o DIALux y coloque los accesorios en la altura de su poste publicado en su punto de mira objetivo. Se puede demostrar que Virtus 32 proporciona lecturas de iluminancia dentro de 2% y luminancia dentro de 3% de los valores publicados, según archivos IES probados en laboratorio.
3. Análisis de uniformidad: ejecute la cuadrícula de cálculo a intervalos de 1,5 m a través del diamante de béisbol, el campo o la pista de hielo. Registre los valores de salida de Excel para cada punto, incluidos Emin, Eavg y Emax, y calcule la relación de uniformidad, equivalente a «Emin dividido por Eavg. Cuando el objetivo es 0,6-0,8, si el resultado es inferior al objetivo, vuelva a apuntar los partidos y vuelva a correr hasta alcanzar el objetivo.
4. Evaluación de deslumbramiento: utilice los valores E-max de una cuadrícula de 1,5 metros de las posiciones de los observadores dentro del rango recomendado (50 para tenis recreativo, 40 para béisbol profesional). Utilice los objetivos de luminancia de CIE RP-6 para ver si se excede alguno. Si es así, agregue protectores antideslumbrantes o vuelva a apuntar a los partidos.
5. Encargue el proyecto en el campo: con un luxómetro calibrado (Clase A), compare los valores de iluminancia horizontal en cada punto de la cuadrícula con el informe fotométrico. El objetivo para 10% o menos confirma que los diseños de los accesorios son válidos; más alto indica un error de orientación o una discrepancia entre el dispositivo y la lámpara.

Una trampa con la que nos topamos a menudo es el atajo patentado: tot, saltándose el Paso 4. Eso le costó mucho con una instalación en la que un servidor de tenis mira directamente a un dispositivo sin procesar de 40 luces inferiores durante cada juego; actualizar la instalación para incluir escudos lacci de 250 vatios con oferta de la ciudad y un paquete de entrada adicional para volver a apuntar cuesta aún más.

Su punto: la simulación fotométrica es obligatoria para una instalación correctamente iluminada. Si desea hacerlo bien, ejecute una simulación de patrón completo, ejecute uniformidad a 1,5 m y confirme después del hecho con mediciones en el campo otorgadas por ICCD.

Control de deslumbramiento, derrames de luz y cumplimiento del cielo oscuro

Dos parámetros que causan la mayor oposición a los proyectos de iluminación deportiva por parte de vecinos, juntas de planificación y agencias de ecoterrorismo son el deslumbramiento y la luz de derrames. La salida de luz incontrolada por encima de la horizontal contribuye a la contaminación lumínica; la luz perdida más allá del límite de la propiedad provoca quejas de invasión. Ambos están bajo control con la elección y puntería de los accesorios, pero sólo si se abordan en la fase de diseño y no después de la construcción.

Según el sistema de clasificación BUG (luz de fondo, luz de fondo, deslumbramiento) proporciona un medio uniforme para interpretar la distribución de luz de un dispositivo en tres zonas. Cada zona tiene una clasificación de 0 (sin luz en esa dirección) a 5 (salida máxima en esa dirección). Para un campo deportivo, el objetivo ideal es:

• Retroiluminación (B): máxima B2 o menos- evita que la luz se escape detrás del dispositivo hacia casas vecinas y propiedades comerciales
• Luz ascendente (U): máximo de U0- evita la emisión de luz por encima del plano horizontal. Esencial en cualquier zona de cielo oscuro.
• Deslumbramiento (G): G2-G3- evita que la luz de ángulos altos cegue a los jugadores y espectadores. Las ordenanzas comunitarias sobre el cielo oscuro tienen la regla del toque de queda de que la iluminación deportiva debe apagarse dentro de los 60 minutos posteriores al juego final. Consulta el código local.

DarkSky Internacional«anteriormente, la Asociación Internacional de Cielo Oscuro publica criterios explícitos para instalaciones deportivas al aire libre. Las expectativas iniciales son una producción ascendente cero, una intensidad luminosa máxima de 1000 cd en ángulos de 80 y superiores desde el cenit, y una fecha de salida del toque de queda no más de 1 hora después del final del juego. Muchas ciudades han incorporado estos estándares en las ordenanzas, lo que obliga a que su instalación de iluminación cumpla con las normas antes de poder continuar.

Una lista de verificación de cumplimiento de cinco puntos cubre lo esencial:

• ✔
  Lograr un luces deportivas LED de corte completo con B2-U0-G2 o superior
• ✔
  Indique al fabricante que proporcione los datos fotométricos en formato aIES y asegúrese de que el dispositivo produzca luz cero en las zonas 90-180
• ✔
  Apunte a todos los accesorios por debajo de 70 para mantener la viga central en la superficie de juego
• ✔
  Coloque sus instalaciones en un reloj astro o instale temporizadores digitales para todos los partidos para asegurarse de que nunca puedan funcionar más allá de los 60 minutos posteriores a la finalización del juego
• ✔
  Obtenga una verificación de medición de intrusión de luz límite para asegurarse de que los niveles de iluminancia en la línea de la propiedad no excedan 0,5 fc (5 lux)

La mayoría de las luminarias deportivas LED de alto rendimiento pueden equiparse con una o ambas rejillas internas integradas o protectores antideslumbrantes exteriores. Agregue 3-5% al costo promedio del accesorio y disminuirá la luz de fondo en 600-70%. Vale la pena evitar retrasos en los permisos para informes de obstrucción vecinal y evitar retrasos de un año en mi último proyecto después de que ICC aprobara el plano del sitio.

En pocas palabras: especifique los accesorios que emiten U0, examine todas las clasificaciones de ERRORES y mida la iluminancia de las líneas de propiedad en la inspección final.

LED vs Haluro de Metal para Campos Deportivos « Rendimiento y Costo Total

Tres medidas cuantificables que respaldan el cambio de haluro metálico a iluminación deportiva LED incluyen: uso de energía, intervalo de servicio y calidad de la luz. La iluminación con haluros metálicos ha sido el estándar para las instalaciones deportivas al aire libre durante muchos años, pero la diferencia de rendimiento con los LED contemporáneos se ha vuelto tan significativa que la construcción de nuevos sistemas de haluros metálicos es muy difícil de racionalizar desde cualquier punto de vista económico. El Departamento de Energía de Estados Unidos señala que: “La tecnología LED supera ahora los 130 lúmenes por vatio, aproximadamente dos veces la eficacia de un sistema de haluros metálicos que produce la misma salida de lúmenes.

Esto se traduce en una diferencia anual de ahorro de costos de energía en un campo de 8 polos ñan alrededor de $4,700-$6,500/año = $4,700-$6,500 en ahorros por año. La inversión adicional en partidos de estadio LED de alto rendimiento se amortiza solo en 2 a 4 años, después de lo cual los ahorros de costos se pueden presupuestar fácilmente en el presupuesto de operación de la instalación durante los más de 15 años restantes de vida útil del dispositivo.

El costo de mantenimiento dice una historia aún más clara. Las lámparas de halogenuros metálicos disminuyen a 65% de lúmenes iniciales a las 6000 horas y se vuelven a encender como grupo con un camión con cangilones y un electricista una vez al año. Cada evento de cambio de lámpara cuesta entre $2.000 y $4.000, para una aplicación típica de 8 polos.

Una vez encendidos, los chips LED mantienen más de 70% de lúmenes iniciales (conocidos como marca L70) durante 80 a 100 000 horas, lo que hace que ese primer evento de mantenimiento supere los 20 años de uso normal en campos deportivos de 1000 a 1500 horas/año.

El tiempo de inicio es una consideración al equilibrar la flexibilidad de programación con los costos de capital. Las lámparas de halogenuros metálicos tardan aproximadamente entre 15 y 20 minutos en alcanzar la potencia total y no pueden volver a funcionar durante 10 a 15 minutos después de una interrupción de energía. Los accesorios LED alcanzan una salida de 100% desde el momento de encenderlos en un segundo, un beneficio significativo para lugares con eventos consecutivos o retrasos causados por el clima.

Para lugares que contemplan mejoras a iluminación deportiva, el argumento a favor del resultado final es convincente; El caso de rendimiento es igualmente bueno: un control más estricto del haz, un CRI mejorado y un reinicio instantáneo contribuyen a una mejor visibilidad y seguridad tanto para los jugadores como para los equipos de televisión y los espectadores.

En pocas palabras: la iluminación deportiva LED eficaz recupera el costo de energía en 2 a 4 años, tiene una vida útil de 5 a 15 veces más larga que la MH y supera la calidad de la luz MH en todas las clases de juego.

Elegir los accesorios de iluminación deportiva adecuados

Elegir los sistemas LED adecuados es donde se unen las decisiones finales de diseño. El objetivo FS, la altura del poste, la relación de uniformidad y las limitaciones del sitio existente limitan las opciones a un conjunto específico de características de los accesorios. Para algunos accesorios, si no es adecuado, todo el diseño fotométrico fue en vano, cuando para otros accesorios, el paquete de lúmenes es la cantidad correcta para el tamaño del campo, el ángulo del haz es la cantidad correcta desde la altura del poste y la calidad de construcción es adecuada para el entorno exterior en el que se encontrará durante los próximos 20 años.

Hay ocho especificaciones que distinguen un elemento realizado por pase de uno que falla temprano:

• ✔
  Salida de lúmenes: Haga coincidir los lúmenes entregados por el dispositivo (no los lúmenes LED sin procesar) con el plan fotométrico. Un campo de fútbol de Clase II normalmente necesita entre 50.000 y 90.000 lm por partido, dependiendo del número de polos.
• ✔
  Angularea buzei: 15°-25° para puntos estrechos (de largo alcance desde postes altos), 40°-60° para inundaciones amplias (de corto alcance, recreativas). Los módulos ópticos intercambiables brindan flexibilidad para campos multideportivos.
• ✔
  Calificación IP: IP65 mínimo para deportes al aire libre. IP66 preferido para ambientes costeros o de alta humedad. Cualquier valor inferior a IP65 permite la entrada de humedad que corroe el cableado interno.
• ✔
  Calificación IK: Ik08 mínimo para resistencia al vandalismo y al impacto de la pelota. IK10 para lugares con béisbol o cricket donde las bolas de falta pueden golpear partidos a más de 100 mph.
• ✔
  Index de renderizado de color: CRI ≥ 80 para competición y retransmisión. CRI ≥ 65 aceptable para recreación. Un CRI más alto significa que los jugadores rastrean la pelota con mayor precisión contra la superficie del campo.
• ✔
  Eficiencia del conductor: ≥90% para mantener alta la eficacia del sistema y baja la generación de calor. Especifique controladores con protección contra sobretensiones independiente y un tiempo medio de ≥50 000 horas entre fallas.
• ✔
  Protecție de supravegetare: Mínimo 10 kV / 10 kA. Los campos deportivos son lugares expuestos con postes metálicos altos. Las sobretensiones inducidas por rayos son la principal causa de fallo prematuro del conductor.
• ✔
  Garantía: 5-10 años que cubren tanto el módulo LED como el controlador. Una garantía de 5 años es estándar; 7-10 años indica la confianza del fabricante en el diseño térmico y eléctrico.

Más allá de estos 8 puntos, exija informes de prueba de los dispositivos LM-79 y LM-80. Estos informes verifican la salida del dispositivo en lúmenes, velas de pie, eficacia, CCT, CRI en una esfera integradora (LM-79) y también el mantenimiento de la luz del chip LED que se utilizará para proyectar la duración de L70 (LM-80). Sin estos informes, para elegir la mejor iluminación deportiva, nunca aceptes reclamaciones sin documentación. Lo mejor luminarias del estadio siempre se enviará con estos informes incluidos y disponibles a pedido.

La temperatura de color para la iluminación deportiva es de 5000 a 5700 K. Este CCT blanco luz natural proporciona el mejor contraste en campos de césped natural verde y campos de tierra marrón. Cualquier valor inferior a 4500 K proporcionará un tinte cálido en el campo de juego y seguimiento de objetos de impacto. Cualquier valor superior a 6000 K impartirá un tinte azulado y fatigará el ojo durante los juegos nocturnos prolongados.

Compare los accesorios por lúmenes del sistema entregados y no por lúmenes de chip LED, ya que las eficiencias ópticas y las reducciones térmicas de los accesorios LED afectan los lúmenes entregados al campo de juego. Factorice las pérdidas del controlador y muéstrelas junto con los factores de corrección posteriores a la instalación en el informe de prueba para obtener lúmenes precisos a nivel del sistema.

Regla general: especifique siempre los accesorios mediante lúmenes entregados (no lúmenes con chip sin procesar), exija informes LM-79/LM-80 y nunca especifique IP65 o 10,000V en el borde exterior del poste de la combinación recomendada de altura de montaje e inclinación!

Preguntas frecuentes