Sân vận động bóng đá Giải pháp chiếu sáng: Hướng dẫn về Lựa chọn Hệ thống chiếu sáng LED cho sân vận động bóng đá

 Hệ thống chiếu sáng cho sân bóng đá đóng vai trò quan trọng trong các trận đấu ban đêm. Đối với khán giả, trải nghiệm của họ phụ thuộc rất nhiều vào cách bố trí hệ thống chiếu sáng. Đối với các cầu thủ, hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo độ phủ đủ để họ có thể phát huy hết kỹ năng của mình.

 Hệ thống chiếu sáng sân vận động bóng đá là một thiết kế có tính năng cao, kỹ thuật phức tạp và tương đối khó thực hiện. Nó không chỉ phải đáp ứng các tiêu chuẩn của các trận đấu bóng đá ở mọi cấp độ, mà còn đặc biệt chú trọng đến hiệu ứng màu sắc trong các chương trình truyền hình trực tiếp. Để đảm bảo hình ảnh truyền hình rõ nét, sống động, màu sắc chính xác, các yếu tố như độ chiếu sáng theo chiều dọc, độ đồng đều của ánh sáng, cảm giác không gian ba chiều, nhiệt độ màu của nguồn sáng và chỉ số tái tạo màu, v.v., đều có các quy định tương ứng. Tiêu chuẩn chiếu sáng sân bóng đá ở các cấp độ khác nhau có sự khác biệt. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ chia sẻ thông tin này với bạn.

 Tiêu chuẩn chiếu sáng cho Hệ thống chiếu sáng sân vận động bóng đá

 Tiêu chuẩn chiếu sáng cho sân vận động bóng đá cần đáp ứng nhu cầu của vận động viên, khán giả và truyền hình, bao gồm độ sáng, độ đồng đều, kiểm soát chói, nhiệt độ màu và các khía cạnh khác. Dưới đây là các điểm chính của các tiêu chuẩn chung từ FIFA, CIE và các quốc gia khác:

 Tiêu chuẩn chiếu sáng (Lux)

 Chiếu sáng là một chỉ số quan trọng trong thiết kế chiếu sáng và được chia thành các cấp độ khác nhau tùy thuộc vào mức độ của sự kiện và mục đích sử dụng:

 Trận đấu tập luyện/nghiệp dư: 100-300 lux

 Giải đấu nghiệp dư/trận đấu cấp thấp: 300-500 lux  

 Trận đấu chuyên nghiệp (ví dụ: giải đấu chuyên nghiệp): 500-750 lux  

 Trận đấu quốc tế (tiêu chuẩn FIFA):  

 Không có phát sóng truyền hình: ít nhất 500 lux (độ sáng theo chiều dọc)

 Phát sóng truyền hình độ nét cao (HDTV): Khu vực camera chính: ≥1400 lux (ngang), ≥1000 lux (dọc); Độ sáng trung bình ngang của toàn bộ khu vực: ≥1000 lux

 Phát sóng 4K/Ultra HD: ≥2000 lux (yêu cầu độ đồng đều cao hơn)

 Đồng nhất

 Tránh sự chênh lệch giữa sáng và tối để đảm bảo sự thoải mái cho mắt và chất lượng hình ảnh của TV:  

 Độ đồng đều ngang (U₁ = Emin/Emax): ≥0.7 (FIFA yêu cầu ≥0.8)  

 Độ đồng đều theo chiều dọc: ≥0.6 (OB yêu cầu ≥0.7)  

 Độ đồng nhất gradient (UG): ≤20% biến đổi trong các khu vực lân cận (để tránh hiện tượng nhấp nháy)

 Kiểm soát chói

 Chỉ số chói (GR): ≤50 (FIFA khuyến nghị ≤35), giảm chói trực tiếp bằng góc che chắn của đèn, chiều cao lắp đặt (thường ≥15 mét) và thiết kế phân bố ánh sáng.

 Khả năng tái tạo màu và nhiệt độ màu

 Chỉ số tái tạo màu (CRI): ≥80 (≥90 cho OB); Nhiệt độ màu (CCT): 4000K-6000K (từ trắng trung tính đến trắng mát, để đảm bảo tái tạo màu tự nhiên)

 Các yêu cầu khác

 Loại nguồn sáng: Dựa trên LED (tiết kiệm năng lượng, có thể điều khiển), cần tránh hiệu ứng nhấp nháy (tỷ lệ nhấp nháy <5%).

 Phân loại mức độ chiếu sáng: Tiêu chuẩn FIFA: chia thành VI (đào tạo) đến I (phát sóng quốc tế), mỗi mức độ tương ứng với mức độ chiếu sáng khác nhau; EN 12193 (Châu Âu): Lớp I (trận đấu quốc tế) đến Lớp III (nghiệp dư).

 Hệ thống chiếu sáng khẩn cấp: Đáp ứng yêu cầu về an toàn thoát hiểm (≥50 lux).

 Hệ thống chiếu sáng cho các khu vực của địa điểm

 Khu vực thi đấu: chiếu sáng điểm nhấn, phủ sáng đều.

 Khu vực khán đài: Thiết kế riêng biệt, độ sáng 100-200 lux để tránh gây cản trở cho sân thi đấu.

 Các khu vực ngoại vi: chẳng hạn như bảng quảng cáo, vị trí camera cần được bổ sung hệ thống chiếu sáng.

 Tiêu chuẩn quốc tế tham khảo

 FIFA “Sân vận động bóng đá”: Thông số kỹ thuật chi tiết về các thông số chiếu sáng và phương pháp thử nghiệm.

 CIE 169:2005: Hướng dẫn kỹ thuật về chiếu sáng thể thao.

 GB/T 37633-2019 (Trung Quốc): Tiêu chuẩn phân loại sự kiện toàn diện.

 Hệ thống chiếu sáng sân vận động bóng đá Hướng dẫn thiết kế

 Kích thước sân bóng đá

 Hầu hết các sân bóng đá có chiều dài 105 mét và chiều rộng 68 mét. Tuy nhiên, tùy thuộc vào mục đích sử dụng, kích thước có thể thay đổi nhẹ. Chiều dài có thể dao động từ 90 mét đến 120 mét và chiều rộng từ 45 mét đến 90 mét.

  Hệ thống chiếu sáng sân vận động bóng đá Bố trí đèn chiếu sáng

 Thông thường, đèn LED chiếu sáng được lắp đặt xung quanh kết cấu ở mép mái sân vận động. Tuy nhiên, đối với một số sân vận động bóng đá, các thiết bị chiếu sáng được lắp đặt trên cột đèn/cột trụ xung quanh sân. FIFA đã đưa ra các yêu cầu chi tiết cho việc này, bao gồm chiếu sáng mép phòng, thiết bị chiếu sáng phía sau đường biên khung thành, điểm tập trung của thiết bị chiếu sáng và vị trí cột đèn.

  Hệ thống chiếu sáng sân vận động bóng đá Các phương pháp bố trí cột đèn

 Đèn góc bốn cạnh: Phạm vi áp dụng: Áp dụng cho tất cả các loại sân vận động bóng đá, đặc biệt là các sân vận động chuyên nghiệp có nhu cầu phát sóng truyền hình. Yêu cầu bố trí: Cột đèn nên được bố trí bên ngoài bốn góc, để đảm bảo không cản trở tầm nhìn của cầu thủ; không có phát sóng truyền hình, góc bố trí tối thiểu là 5° bên ngoài đường biên trung tâm và 10° bên ngoài đường biên dưới.;

Khi có phát sóng truyền hình, góc ngoài đường viền dưới không được nhỏ hơn 15°; đèn và đèn lồng không được có góc chiếu lớn hơn 70°, góc che bóng phải lớn hơn 20°, giá đỡ lắp đặt nghiêng về phía trước 15°, để tránh hàng đèn trên che khuất hàng đèn dưới.

 Bố trí hai bên: Bố trí dải ánh sáng: Áp dụng cho các sân vận động bóng đá có khán đài, dải đèn chủ yếu được bố trí theo dạng liên tục hoặc phân đoạn. Lấy điểm giữa của đường biên khung thành làm mốc tham chiếu, đường biên dưới ở cả hai bên với góc ít nhất 15° không được bố trí trong các thiết bị chiếu sáng; đường biên dưới sau góc mở rộng 20° và với mặt phẳng ngang tạo thành góc 45° không được bố trí.; Cấu trúc đa cực: Thông thường, bố trí cột đèn đa cực ở khu vực phía đông và phía tây, chiều cao của cột đèn có thể thấp hơn so với bốn góc của bố trí.

Để tránh gây cản trở thị giác cho thủ môn và các cầu thủ tấn công, đường biên dưới ở cả hai bên với góc ít nhất 10° không được bố trí trong cột đèn (15° khi có truyền hình trực tiếp).

 Tính toán chiều cao cột đèn

 Công thức tính toán: Chiều cao cột đèn h = khoảng cách từ điểm trung tâm đến cột đèn d × hàm tangent của góc tanØ, trong đó Ø ≥ 25°.

 Gợi ý về chiều cao cột đèn cho các địa điểm khác nhau:

 Sân bóng đá 5 người

 Kích thước sân: chiều dài 25-42m, chiều rộng 15-25m.

 Chiều cao cột đèn: thông thường từ 6-8 mét là phù hợp, được lắp đặt ở vị trí cao hơn tầm nhìn của con người, ví dụ như xung quanh hàng rào của sân bóng đá, cột đèn có thể được lắp đặt cùng với hàng rào.

 Sân bóng đá 7 người

 Kích thước sân: chiều dài 65-68m, chiều rộng 45-48m.

 Chiều cao cột đèn: Chiều cao thông thường từ 12-18 mét, tùy thuộc vào diện tích khu vực và nhu cầu chiếu sáng để điều chỉnh.

 Sân bóng đá 11 người

 Kích thước sân: chiều dài 90-120m, chiều rộng 45-90m; kích thước tiêu chuẩn quốc tế cho trận đấu: chiều dài 105-110m, chiều rộng 68-75m.

 Chiều cao cột đèn: Chiều cao thông thường là 15-25m. Đối với sân vận động tiêu chuẩn có đường chạy, chiều cao có thể được tăng lên 35m hoặc 40m.

 Lựa chọn đèn

 Nguồn sáng chủ yếu sử dụng đèn LED chống chói, có đặc điểm chống chói, không gây chói và phản xạ rõ ràng. Sử dụng đèn LED phẳng tích hợp và đèn lồng, công suất của nguồn sáng được lựa chọn dựa trên chiều cao của đèn và đèn lồng, mật độ của đèn và đèn lồng cũng như nhu cầu ánh sáng, ví dụ như đèn LED và đèn lồng có công suất từ 200W đến 400W.

 Yêu cầu an toàn

 Tất cả các thiết bị chiếu sáng và công trình xây dựng không được lắp đặt trong phạm vi 5m tính từ ranh giới của sân vận động để đảm bảo an toàn cho các cầu thủ. Thiết kế các bộ phận được lắp đặt sẵn của cột đèn phải khoa học và hợp lý để đảm bảo tính ổn định và khả năng chống gió của cột đèn.

 Kiểm soát nhóm

 Tùy theo các cấp độ khác nhau của trò chơi, đèn có thể được điều khiển theo nhóm để đáp ứng các yêu cầu chiếu sáng khác nhau.

 Đồng nhất

 Một trong những yếu tố quan trọng của hệ thống chiếu sáng là độ đồng đều của ánh sáng trên tất cả các mặt phẳng tham chiếu của sân bóng đá. Độ đồng đều của ánh sáng có thể được định nghĩa là mức độ đồng đều của phân bố ánh sáng trên một mặt phẳng tham chiếu cụ thể. Các yêu cầu về độ đồng đều cho các cấp độ khác nhau của sân vận động có thể được tìm thấy trong phần Tiêu chí Yêu cầu Chiếu sáng.

 Độ đồng đều của ánh sáng là tỷ lệ giữa độ chiếu sáng tối thiểu và độ chiếu sáng trung bình trên một bề mặt nhất định. Giá trị càng cao, phân bố ánh sáng càng đồng đều và trải nghiệm thị giác càng thoải mái. Kinh nghiệm cho thấy giá trị đồng đều tính toán trong quá trình thiết kế là một hướng dẫn tốt, nhưng thường cao hơn giá trị đo được sau khi lắp đặt hệ thống chiếu sáng thực tế. Do đó, FIFA khuyến nghị giá trị đồng đều chiếu sáng tính toán trong quá trình thiết kế nên cao hơn yêu cầu tối thiểu để tính đến khả năng giảm giá trị đo được thực tế.

 Sáng chói

 Chói sáng là một tình trạng thị giác gây ra sự khó chịu về thị giác và làm giảm khả năng nhìn thấy các vật thể do phân bố không đều của độ sáng trong không gian hoặc thời gian, hoặc do sự chênh lệch độ sáng quá lớn. Chói sáng trong trường nhìn mà mắt không thể thích nghi có thể gây ra sự khó chịu, cảm giác không thoải mái và thậm chí mất thị lực. Ngoài ra, chói sáng là một nguyên nhân quan trọng gây ra mệt mỏi thị giác.

 Ánh sáng chói chang khó chịu trong các sân vận động bóng đá là do đèn quá sáng. Do đó, chúng ta nên chú ý hơn đến cách bố trí đèn.

Giá trị chói lóa liên quan đến số lượng đèn chiếu sáng, công suất đèn và vị trí lắp đặt đèn. Chói lóa là một yếu tố chủ quan và Ủy ban Quốc tế về Chiếu sáng (CIE) đã phát triển một hệ thống đánh giá thực tiễn cho các hoạt động thể thao ngoài trời dựa trên các thử nghiệm thực địa rộng rãi. Ví dụ, tiêu chuẩn FIFA Class A yêu cầu chỉ số chói phải được kiểm tra ở 96 điểm, với mỗi điểm được đánh giá cách nhau 15°, nghĩa là một điểm (360°) cần được kiểm tra ở 24 hướng. Vị trí quan sát viên nên cách mặt đất 1,75 mét. Kết quả cuối cùng (giá trị chói) là giá trị chói tối đa cho mỗi quan sát viên ở một hướng cụ thể.

 Suy giảm

 Hệ thống chiếu sáng sân bóng đá cần được điều chỉnh độ sáng phù hợp cho các mục đích khác nhau như thi đấu, tập luyện hoặc bảo trì. Dưới đây là một số ví dụ:

 Chế độ 1: Chế độ thi đấu đầy đủ. Điều này có nghĩa là hệ thống chiếu sáng sân vận động phải hoạt động theo các yêu cầu cụ thể của tiêu chuẩn chiếu sáng FIFA tương ứng.

 Chế độ 2: Chế độ đào tạo. Điều này có nghĩa là hệ thống chiếu sáng sân vận động nên được vận hành ở mức độ chiếu sáng trung bình là 500 lux.

 Chế độ 3: Chế độ bảo trì. Điều này có nghĩa là hệ thống chiếu sáng sân khấu nên được vận hành với độ chiếu sáng ngang trung bình là 250 lux.

 Đèn nháy

 Strobe là hiện tượng biến đổi độ sáng của một nguồn sáng có thể quan sát trực tiếp, có thể do sự dao động của chính nguồn sáng hoặc do các nguyên nhân bên ngoài như nguồn điện dao động nhanh (power strobe) hoặc không tương thích với bộ điều chỉnh độ sáng bên ngoài. Yếu tố chính gây ra hiện tượng strobe là sự dao động của dòng điện đầu ra từ bộ điều khiển LED.

 Nếu nguồn cấp điện LED có ít dao động và nhiễu hơn, hiện tượng nhấp nháy sẽ nhỏ hơn. Điều này là do bất kỳ dao động nào trong dạng sóng dòng điện đều có thể gây ra hiện tượng nhấp nháy, đặc biệt ở mức giảm công suất đầu ra thấp (độ sáng trung bình E). Để tham khảo, tỷ lệ nhấp nháy FF% = 0,5 × (Emax – Emin) / E trung bình × 100%.

 Hệ thống chiếu sáng sân vận động bóng đá Nhiệt độ màu tương quan (CCT)

 Nhiệt độ màu là một đặc tính của ánh sáng nhìn thấy được, được biểu thị bằng đơn vị nhiệt độ tuyệt đối Kelvin (K). Nó mô tả cảm giác ấm áp hoặc mát mẻ của ánh sáng (màu đỏ là ấm, màu xanh là mát). Bảng dưới đây cung cấp hướng dẫn về phạm vi nhiệt độ màu dự kiến trong các sân vận động FIFA.

 Hệ thống chiếu sáng sân vận động bóng đá Chỉ số tái tạo màu (CRI)

 Chỉ số tái tạo màu (Color Rendering Index - CRI) cho biết chất lượng ánh sáng và khả năng tái tạo chính xác màu sắc của vật thể. Khả năng tái tạo màu được biểu thị bằng điểm số từ 0 đến 100 Ra trong Chỉ số Tái tạo Màu (CRI). Giá trị CRI càng cao, khả năng của nguồn sáng trong việc tái tạo chính xác màu sắc của vật thể mà nó chiếu sáng càng lớn.

 Các yêu cầu của FIFA quy định rằng hệ thống chiếu sáng phải có hiệu suất màu tốt, và chỉ số tái tạo màu (CRI) phải cao hơn Ra80 đối với tiêu chuẩn FIFA Class A và B, và cao hơn Ra70 đối với tiêu chuẩn FIFA Class C và D.

 Hệ thống chiếu sáng sân vận động bóng đá Tóm tắt

 Việc tuân thủ các tiêu chuẩn và hướng dẫn phù hợp là vô cùng quan trọng khi thực hiện hệ thống chiếu sáng sân vận động chuyên nghiệp. Bài viết này tập trung vào các tiêu chuẩn chiếu sáng sân vận động bóng đá và cung cấp hướng dẫn về bố trí đèn chiếu sáng sân vận động và vị trí cột đèn. Tầm quan trọng của tính đồng nhất, chói, suy giảm, hiệu ứng nhấp nháy, nhiệt độ màu và chỉ số tái tạo màu cũng được nhấn mạnh. Hy vọng rằng thông tin này sẽ cung cấp một số gợi ý hữu ích cho hệ thống chiếu sáng sân vận động của bạn.

Tiêu chuẩn: IEC 60598

Sản phẩm liên quan