EN
Точне керування світловим пучком: роль асиметричної оптики та оптики TIR у світлодіодному стадіонному освітленні без блиску
Класифікація світлових пучків за стандартом NEMA та асиметрична оптика
Асиметрична конструкція лінзи сприяє направленню приблизно 70–80 % світлового потоку прямо вниз по центральній осі ігрового поля. Це значно полегшує перебіг гри, одночасно запобігаючи розсіюванню світла за межі поля. Саме таку технологію фокусування світла класифікує NEMA (Національна асоціація виробників електротехнічного обладнання). Найчастіше у спортивному освітленні використовують класи типу III–V, оскільки такі типи світлових пучків спрямовують світло лише в ті зони, які передбачено освітлювати. Коли проектувальники освітлення використовують саме такі системи замість створення загального заливного освітлення, досягається значне покращення рівномірності освітлення та освітленості вертикальних площин. Дослідження показують коефіцієнт рівномірності понад 0,8, а спортсмени відчувають зменшення осліплення на 40 %. З раніше зазначених позицій спортсмени чітко бачать навколишнє середовище, що дозволяє їм виконувати складні маневри й дії, не втрачаючи з поля зору події, що відбуваються поблизу них.
Лінзи TIR для вузьких і рівномірних кутів пучка
Технологія TIR передбачає використання призм із полікарбонату, що забезпечує ефект відбиття світла. Це сприяє досягненню низького розкиду кутів пучка — менше 30 градусів — та мінімального розкиду світла, що забезпечує рівномірність розподілу світла понад 15 %. Лінзи TIR забезпечують приблизно 95 % ефективності люменів порівняно з алюмінієвими відбивними лінзами. Відповідно, лінзи TIR утримують рівень осліплення нижче 22 і сприяють зменшенню яскравих, осліплюючих «гарячих точок». Рівномірність освітлення в центральних зонах освітлюваних ділянок часто перевіряється, а варіація, як правило, становить менше 10 %. Така рівномірність є обов’язковою для спортивних об’єктів з метою телевізійного мовлення та забезпечення чіткої видимості. Технологія TIR зменшує вихід світла вгору через світильник і, відповідно, знижує світлове забруднення в напрямку вгору приблизно на 2/3 порівняно з традиційними прожекторами.
Решітки, козирки та розсіювачі: пригнічення осліплення на рівні світильника
Інтегровані решітки з антибликовим покриттям та мікропризматичні дифузійні пластини
Мікропризматичні дифузійні пластина мають структуру, розроблену спеціально для покращення розсіювання світла по поверхні з метою усунення «гарячих точок» та блиску від точкових джерел світла. Їх ефективність ще більше підвищується за рахунок використання антиблискових решіток — простих горизонтальних або вертикальних перешкод, які блокують прямий огляд LED-джерел світла. Таке поєднання дозволяє знизити вертикальну освітленість (показник потенційного зменшення блиску, забезпечуваного освітлювальним приладом) приблизно на 25–40 %. Зазвичай використовують матеріали з високою світлопропускністю, наприклад полікарбонат, що дозволяє обмежити деградацію світлового виходу (втрати пропускання) менш ніж на 10 % та забезпечити значення UGR (уніфікований показник блиску) < 22. У більшості сучасних світильників обидві ці функції інтегровані в оптичні камери. Таке поєднання дозволяє ефективно контролювати блиск, одночасно зберігаючи задану характеристику розподілу світла та відповідаючи вимогам до експлуатаційних характеристик, які встановлюють проєктанти освітлення.
Оптимізована геометрія козирків: кути екранування (15°–25°) для відповідності стандартам IESNA RP-22 та UGR ≤ 22
Козирки з кутами екранування від 15 до 25 градусів забезпечують екранування джерел світла, розташованих під великим кутом, що можуть турбувати й відволікати глядачів, а також запобігають розсіюванню світла за межі ігрового поля. Геометрія козирка розроблена з метою виконання вимог IESNA RP-22 щодо освітлення стадіонів і забезпечення найбільш адекватного освітлення активної зони поля. Додаткове мікропризматичне розсіювання забезпечує постійне значення UGR нижче 22 — що є ідеальним показником для проектування освітлення під час телевізійних трансляцій та масштабних спортивних заходів. Польові випробування, проведені на стадіонах, продемонстрували, що застосування козирків з нахилом зменшує проблеми осліплення на 60 % порівняно зі стандартними козирками, що підтверджує: ефективне фізичне екранування залишається одним із найбазовіших і найефективніших способів контролю осліплення на спортивних об’єктах.
Перевірка ефектів осліплення: від фотометричних лабораторій до фактичного впровадження LED-світильників для стадіонів
Вимірювання UGR для великих спортивних об’єктів: кращі практики та обмеження
При прямих вимірюваннях осліплення показник єдиного рівня осліплення (UGR) є загальноприйнятим, однак його застосування на стадіонах вимагає особливої уваги та обережності. Згідно з IESNA RP-22, передбачено, що особа, яка проводить вимірювання, має мати зріст близько 1,75 м — приблизно на рівні очей спортсмена під час гри. Між окремими вимірюваннями, отриманими з різних точок спостереження, передбачено інтервали по 15 градусів. У спортивних аренах, що являють собою великі відкриті простори, це швидко стає надзвичайно складним завданням. Наприклад, для футбольних полів, акредитованих ФІФА, потрібно виконати 96 вимірювань по всьому полю та трибунам. Більшість лабораторних вимірювань проводяться в ідеальних умовах: у середовищі без пилу, за умови ідеального монтажу світильників, за відсутності будь-якого руху. Реальні умови відрізняються. Вимірювання в тісних натовпах, вплив вітру на положення джерел світла, зниження видимості через вологість повітря — все це впливає на результати. Неправильна установка обладнання призводить до посилення ефекту осліплення. У кінцевому підсумку комп’ютерне моделювання не є рішенням, що замінює реальні експериментальні дані. Для перевірки того, чи значення UGR не перевищує 22 з усіх можливих кутів огляду глядачів, необхідне спеціалізоване обладнання.
Поза UGR: спектральні та часові чинники, що впливають на візуальний комфорт у світлодіодних прожекторах для стадіонів
Індекс UGR враховує лише один аспект того, наскільки неприємним може бути освітлення для людей. Для спортивних об’єктів першого класу існує цілий ряд таких аспектів. Протягом тривалого часу спектр та стабільність кольорів освітлення можуть істотно впливати на сприйняття. Світло з корельованою колірною температурою від 4000 К до 5000 К підтримує бойовий стан спортсменів і є ідеальним для ігор у пізньому вечорі, щоб уникнути порушення їхніх циркадних ритмів. Не забувайте про індекс передачі кольорів (CRI). Значення CRI понад 90 допоможе глядачам краще розрізняти гравців і м’яч, бачити трав’яне поле та його кольори, а також покращить якість телевізійної трансляції. Стабільність є ключовим компонентом соціального комфорту. Мерехтіння світла може створювати проблеми, і використання, наприклад, драйвера високої частоти допоможе зменшити цю проблему. Якщо швидкість модуляції ширини імпульсу перевищує 3000 Гц, це усуне ефект стробоскопа під час знімання з рухомою камерою. У дослідженні 2023 року, опублікованому в журналі «Journal of Photonics», повідомлялося про зниження кількості скарг вболівальників щодо головного болю та втоми очей на 23 % після впровадження вказаних вимог до освітлення. Вболівальники повідомили про зниження візуальної втоми після матчу на 40 %. Це означає зниження втоми на 40 % порівняно з попередніми системами, що використовували старі лампи металогалогенідні або базові LED-лампи. Під час матчу візуальна втома знизилася на 40 % у порівнянні з використанням металогалогенідних або базових LED-систем освітлення.
Часті запитання
Які переваги мають асиметричні лінзи?
Асиметричні лінзи створюють більш однорідне та добре освітлене ігрове поле, фокусуючи світло уздовж центру поля й зменшуючи розсіювання світла.
Які переваги мають лінзи TIR порівняно зі старішими технологіями лінз?
Лінзи TIR зменшують осліплення та небажане небесне сяйво завдяки своїй конструкції, що використовує полікарбонатні призми для формування більш вузьких і ефективних кутів світлового пучка, на відміну від старіших технологій лінз, які використовували алюмінієві дзеркальні призми.
Які переваги мають козирки?
Спеціально розроблені козирки відповідають керівництву IESNA RP-22 і призначені для забезпечення належного освітлення ігрового процесу та зони перегляду глядачами шляхом зменшення осліплення під великим кутом і розсіювання світла за межі ігрового поля.