EN
Точное управление световым пучком: роль асимметричных оптических систем и оптики TIR в светодиодных стадионных светильниках без бликов
Классификация световых пучков по стандарту NEMA и асимметричные оптические системы
Асимметричная конструкция линзы позволяет направлять около 70–80 % светового потока строго вдоль центральной линии спортивной площадки. Это существенно способствует ходу самой игры и одновременно предотвращает рассеяние света за пределы площадки. Именно такую технологию фокусировки света классифицирует NEMA (Национальная ассоциация производителей электротехнического оборудования). Наиболее часто в спортивном освещении применяются классы типа III–V, поскольку такие типы световых пучков направляют свет исключительно в те зоны, которые необходимо осветить. При использовании таких систем вместо создания эффекта полного заливающего освещения достигается значительное улучшение равномерности освещения и освещённости вертикальных плоскостей. Исследования показывают коэффициент равномерности выше 0,8, а спортсмены отмечают снижение ослепления на 40 %. С указанных ранее позиций спортсмены могут чётко видеть происходящее, чтобы выполнять сложные манёвры и действия, не теряя из виду игровой процесс в непосредственной близости от себя.
Линзы TIR для узких и равномерных углов излучения
Технология TIR предполагает использование призм из поликарбоната, что обеспечивает эффект отражения света. Это позволяет достичь малых углов расхождения пучка менее 30 градусов и минимального рассеяния света, обеспечивая коэффициент распределения света свыше 15 %. Линзы TIR обеспечивают световую отдачу порядка 95 % по сравнению с алюминиевыми отражающими линзами. Соответственно, линзы TIR поддерживают уровень ослепления ниже 22 и способствуют снижению ярких слепящих «горячих точек». Освещённость в центральных зонах освещаемой площади часто подвергается испытаниям, и её вариация обычно составляет менее 10 %. Такая равномерность освещения требуется на спортивных объектах для целей телевизионной трансляции и обеспечения хорошей видимости. Технология TIR снижает выход света вверх через светильник и, как следствие, сокращает световое загрязнение в направлении вверх примерно на 2/3 по сравнению с традиционными прожекторами.
Решётки, козырьки и рассеиватели: подавление бликов на уровне светильника
Интегрированные решетки против бликов и микропризматические диффузионные пластины
Микропризматические диффузионные пластины имеют структуру, специально разработанную для улучшения рассеивания света по поверхности с целью устранения «горячих точек» и бликов от точечных источников света. Их эффективность дополнительно повышается за счёт использования противобликовых решёток — простых горизонтальных или вертикальных барьеров, закрывающих прямой обзор светодиодных источников. Такое сочетание позволяет снизить вертикальную освещённость (показатель, характеризующий степень снижения бликов, обеспечиваемого осветительным прибором) примерно на 25–40 %. Обычно в качестве материала применяют поликарбонат с высоким коэффициентом пропускания света, который позволяет ограничить деградацию светового потока (потерю пропускания) менее чем на 10 % и обеспечить значение UGR (единого рейтинга бликов) < 22. В большинстве современных светильников обе эти функции интегрированы в оптические камеры. Такое сочетание позволяет эффективно контролировать блики, одновременно сохраняя требуемое распределение света и обеспечивая показатели производительности, заданные проектировщиками освещения.
Оптимизированная геометрия козырьков: углы экранирования (15°–25°) для соответствия стандартам IESNA RP-22 и UGR ≤ 22
Козырьки с углами экранирования от 15 до 25 градусов способны экранировать источники света, расположенные под высоким углом, которые могут раздражать и отвлекать зрителей, а также предотвращать рассеяние света за пределы спортивной площадки. Геометрия козырьков разработана таким образом, чтобы соответствовать требованиям стандарта IESNA RP-22 к освещению стадионов и обеспечивать наиболее целенаправленное освещение активной зоны поля. Дополнительное микропризматическое рассеивание позволяет стабильно поддерживать показатель UGR ниже 22 — что идеально подходит для проектирования освещения при телевизионных трансляциях и крупных спортивных мероприятиях. Полевые испытания, проведённые на стадионах, показали, что применение козырьков с наклоном снижает проблемы ослепления на 60 % по сравнению со стандартными козырьками, подтверждая, что эффективное физическое экранирование остаётся одним из самых фундаментальных и действенных способов борьбы с ослеплением на спортивных объектах.
Подтверждение эффектов ослепления: от фотометрических лабораторий до реального применения светодиодных стадионных светильников
Измерение UGR на крупных спортивных объектах: передовые методы и ограничения
При прямом измерении ослепления показатель унифицированного ослепления (UGR) получил широкое признание, однако его применение на стадионах требует особой тщательности и внимания. Согласно стандарту IESNA RP-22, лицо, проводящее измерения, должно иметь рост около 1,75 м — примерно на уровне глаз спортсмена во время игры. Между измерениями, выполняемыми с различных точек наблюдения, соблюдается интервал в 15 градусов. В аренах и других крупных открытых пространствах это быстро становится чрезвычайно сложной задачей. Например, для футбольных полей, аккредитованных ФИФА, требуется выполнить измерения в 96 точках — как на поле, так и в зрительских зонах. Большинство лабораторных измерений проводятся в идеальных условиях: в пылезащищённой среде, при идеально установленных светильниках и при отсутствии движущихся объектов. Реальные условия отличаются от лабораторных. Измерения в условиях плотных зрительских скоплений, влияние ветра на положение источников света, снижение видимости из-за влажности воздуха — всё это усложняет процесс. Некачественный монтаж также усиливает эффект ослепления. В конечном счёте компьютерное моделирование не может заменить реальные измерения. Для проверки того, что показатель UGR остаётся ниже 22 с любой возможной точки обзора болельщиков, необходимы соответствующие измерительные приборы.
За пределами UGR: спектральные и временные факторы, влияющие на визуальный комфорт при использовании светодиодных прожекторов для стадионов
UGR учитывает лишь один аспект того, насколько освещение может вызывать дискомфорт у людей. Для спортивных объектов премиум-класса существует целый ряд факторов. В течение длительного времени спектр и стабильность цвета освещения могут существенно повлиять на восприятие. Свет с коррелированной цветовой температурой от 4000 К до 5000 К поддерживает бодрствование спортсменов и идеально подходит для вечерних матчей, поскольку не нарушает их циркадные ритмы. Не забудьте об индексе цветопередачи (CRI). Значение CRI выше 90 позволяет зрителям чётко различать игроков и мяч, видеть травяное поле и его цвета, а также повышает качество телевизионной трансляции. Стабильность — ключевой компонент социального комфорта. Мерцающий свет может стать проблемой, и применение, например, высокочастотного драйвера помогает снизить её проявления. Если частота широтно-импульсной модуляции (ШИМ) превышает 3000 Гц, это устраняет стробоскопический эффект при съёмке панорамных кадров. Согласно исследованию 2023 года, опубликованному в Journal of Photonics, после соблюдения требований к освещению количество жалоб болельщиков на головные боли и усталость глаз сократилось на 23 %. Болельщики сообщили о снижении зрительной утомляемости после матча на 40 %. Это снижение утомляемости на 40 % по сравнению с предыдущими системами, в которых использовались устаревшие ртутно-вольфрамовые лампы или базовые светодиодные лампы. Зрительная утомляемость во время матча при использовании новых систем освещения была на 40 % ниже, чем при использовании ртутно-вольфрамовых или базовых светодиодных систем.
Часто задаваемые вопросы
Какие преимущества имеют асимметричные линзы?
Асимметричные линзы обеспечивают более равномерное и яркое освещение игрового поля за счёт фокусировки света вдоль его центральной оси и снижения рассеяния света.
Какие преимущества имеют линзы TIR по сравнению с устаревшими технологиями линз?
Линзы TIR снижают блики и нежелательное свечение неба благодаря своей конструкции, в которой для формирования более узких и эффективных углов пучка используются поликарбонатные призмы, в отличие от устаревших технологий линз, применяющих отражающие алюминиевые призмы.
Какие преимущества имеют козырьки?
Специально разработанные козырьки соответствуют руководящим принципам IESNA RP-22 и предназначены для обеспечения правильного освещения зоны игры и зрительских мест путём снижения бликов под высокими углами и рассеяния света за пределы игрового поля.