Lichttechnische Anforderungen von Beleuchtungsanlagen für Stadien

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1 Richtlinien für den Sportstättenbau Lichttechnische Anforderungen von Beleuchtungsanlagen für Stadien Stand: 12/2007 Vorwort Bundesliga Das Österreichische Institut für Schul- und Sportstättenbau hat sich eingehend mit den lichttechnischen Anforderungen und Messungen von Flutlichtanlagen für Fernseh-Übertragungen auseinandergesetzt. Copyright ÖISS Kopieren und Nachdruck verboten Für die Österreichische Fußball Bundesliga ist dies eine ganz besondere Maßnahme. Zum einen geht es dabei um eine einheitliche und objektive Darstellung der Flutlichtverhältnisse in den Stadien der Bundesliga- Klubs, zum anderen wurden hier Festlegungen getroffen, die qualitativ hoch stehende TV-Übertragungen mit bestmöglicher Bildqualität ermöglichen. Es handelt sich dabei nicht nur um einen Dienst am fußballinteressierten Fernsehkonsumenten, sondern auch um eine Maßnahme, die die für den bezahlten Fußball unverzichtbaren Sponsoren im wahrsten Sinn des Wortes ins richtige Licht rückt. Dafür sei dem ÖISS, seinen Experten und Expertinnen, seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, im Namen des österreichischen Spitzenfußballs und seitens der Bundesliga ganz herzlich gedankt. Vorwort ÖISS Das ÖISS hat in einer Arbeitsgruppe gemeinsam mit Fachexperten der Lichttechnik, Vertretern der Bundesliga und des Fernsehens - basierend auf bestehenden Unterlagen - sportspezifische Kriterien für Beleuchtungsanlagen von Fußballspielfeldern entwickelt. Das Ziel der Arbeitsgruppe war die Entwicklung praxisnaher Empfehlungen für die lichttechnische Ausstattung von Spielfeldern, die für Landesliga, Regionalliga und Bundesliga in Verwendung stehen. In dieser Richtlinie wird auf die lichttechnische Berechnung und Messung von Beleuchtungsanlagen insbesondere für TV-Übertragungen detailliert eingegangen. Neben den lichttechnischen Anforderungen setzt sich diese Richtlinie auch mit betriebsorientierten Parametern, Lichtimmissionen, insbesondere hinsichtlich Beeinträchtigung der Sicherheit auf öffentlichen Verkehrsflächen, sowie umweltrelevanten Auswirkungen auseinander. Damit wird eine große Lücke im Bereich der technischen Ausstattung von Fußballspielfeldern geschlossen. ÖISS Prinz-Eugen-Straße Wien Tel.: 01/ Fax: 01/ office@oeiss.org

2 Inhaltsverzeichnis 1. Begriffsbestimmungen 2 2. Lichttechnische Berechnung und Messung Sportflächen Gesamtfläche Hauptfläche Referenzfläche Berechnungsraster Berechnungspunkte Ermittlung der Berechnungspunkte Berechnungsebenen Messraster Messrasteraufteilung 3 3. Lichttechnische Anforderungen TMBL- und RZEL-Stadien Gebrauchswert, Neuwert und Wartungsfaktor 5 4. Schaltstufen 5 5. Sicherheits- und Notbeleuchtung 5 6. Lichtimmissionen Beeinträchtigung der Sicherheit auf öffentlichen Verkehrsflächen Raumaufhellung und Blendwirkung Einwirkung auf nachtaktive Insekten Himmelsaufhellung 6 7. Quellennachweis 7 Anhang A (informativ) A.1 Lichttechnische Anforderungen der UEFA A.2 Lichttechnische Anforderungen für TV-Aufnahmen in Superzeitlupe A.3 Lichttechnische Anforderungen für TV-Aufnahmen in HDTV A.4 Ausbau bestehender Beleuchtungsanlagen auf TMBL bzw. RZEL - Anforderungen A.5 Beleuchtungsanlagen laut Europanorm EN BEGRIFFSBESTIMMUNGEN 1.1 Eh horizontale (Einheit: Lux) 1.2 Ehav mittlere, horizontale 1.3 Ehmin minimale, horizontale 1.4 Ehmax maximale, horizontale 2.1 Ev vertikale (Einheit: Lux) 2.2 Evav mittlere, vertikale 2.3 Evmin minimale, vertikale 2.4 Evmax maximale, vertikale 3.0 G (U) Gleichmäßigkeit der (n) auf der zu beleuchtenden Fläche 3.1 E(h/v)min : E(h/v)av Verhältnis der minimalen zur mittleren (G1) 3.2 E(h/v)min : E(h/v)max Verhältnis der minimalen zur maximalen (G2) 3.3 Evav : Ehav Verhältnis der mittleren, vertikalen zur horizontalen 5.1 Farbtemperatur Kennzeichnung der Strahlung einer Lichtquelle dienende Größe (Einheit: Kelvin) 5.2 Farbwiedergabeindex, Ra genormter Wert der Farbwiedergabequalität ÖISS Prinz-Eugen-Straße Wien Tel.: 01/ Fax: 01/ office@oeiss.org 2

3 2. RASTER für lichttechnische BERECHNUNG und MESSUNG 2.1 SPORTFLÄCHEN Gesamtfläche: Hauptfläche mit Sicherheitsbereich Hauptfläche: relevante Spielfläche Referenzfläche: für Beleuchtungsanforderungen 2.2 BERECHNUNGSRASTER Berechnungspunkte Die Hauptfläche ist gleich der Referenzfläche / Berechnungsfläche Es müssen alle Seitenlinien und der Mittelpunkt in den Berechnungsraster miteinbezogen werden Ermittlung der Berechnungspunkte Spielfeldlänge geteilt durch 20 = 21 Punkte Spielfeldbreite geteilt durch 12 = 13 Punkte Die Kreuzungspunkte der Teilungslinien sind die Berechnungspunkte Berechnungsebenen Die vertikale in allen vier Richtungen ist parallel in Richtung der Rasterlinien parallel zum Boden und in 1,00 m Höhe zu berechnen. Die horizontale ist in 1,00 m Höhe zu berechnen. Abb. 1, Raster der lichttechnischen Berechnung Der Messraster muss nicht alle Berechnungspunkte umfassen. Bei der Erstmessung ist es sinnvoll, in Spielfeldlängsrichtung 11 Punkte und in Spielfeldbreite 7 Punkte zu messen. Der Ausgangspunkt ist die Spielfeldmitte. Von diesem ausgehend wird jeder zweite Berechnungspunkt gemessen (siehe Abb.2 ) Weitere Kontrollmessungen für den Wartungswert (Leuchtmitteltausch) können individuell auf die Beleuchtungsgeometrie der Anlage bezogen gemessen werden, jedoch sollen jene Messpunkte mit den geringsten Werten unbedingt miteinbezogen werden. Es ist sinnvoll, immer beide Spielhälften zu messen, da eventuelle mechanische Verstellungen der Scheinwerfer festgestellt werden können. (siehe Abb. 3) Messpunkte Messrichtungen vertikal Messebene Messrichtung horizontal 1,00m Messrichtungen vertikal ÖISS Prinz-Eugen-Straße Wien Tel.: 01/ Fax: 01/ office@oeiss.org 3

4 KONTROLLMESSUNG der lichttechnischen Berechnung (Neuwert) Abb. 2. Raster der lichttechnischen Kontrollmessung KONTROLLMESSUNG des Wartungswertes (Leuchtmittelwechsel / Leuchtenreinigung) Abb.3, Kontrollmessung des Wartungswertes 3. LICHTTECHNISCHE ANFORDERUNGEN Die angegebenen werte verstehen sich als Wartungswerte. Der Wartungswert ist jener Wert, der nicht unterschritten werden darf. 3.1 TMBL- und RZEL-Stadien TMBL RZEL Vertikale, mittlere Evav 800,00 600,00 Gleichmäßigkeit Evmin : Evav 0,70 0,70 Gleichmäßigkeit Evmin : Evmax 0,50 0,50 Minimale, vertikale Evmin 560,00 420,00 Verhältnis Evmitt : Ehmitt 1 : 2 1 : 2 Farbtemperatur Kelvin K K Farbwiedergabeindex R a Sicherheitsabstandsflächen Evav 50 % der Referenzfläche Tabelle 1, TV-Übertragung: Lichttechnische Anforderungen ÖISS Prinz-Eugen-Straße Wien Tel.: 01/ Fax: 01/ office@oeiss.org 4

5 3.2 NEUWERT, GEBRAUCHSWERT und WARTUNGSFAKTOR Der Neuwert, der Wert bei Inbetriebnahme der Anlage, wird im laufendem Betrieb gemindert. Die Differenz zwischen Neuwert und Gebrauchswert (laut Tabelle 1) ist der wesentliche Faktor der Wirtschaftlichkeit. Wesentliche Faktoren sind: - der Lichtstromrückgang des Leuchtmittels - der Prozentsatz der Leuchtmittelausfälle - die äußere Verschmutzung des Scheinwerferglases = umweltabhängig - die innere Verschmutzung des Reflektorraumes des Scheinwerfers = abhängig von der Schutzart und Konstruktion - Nutzungsdauer = jährliche Brennstunden Mit diesen Faktoren ist die Festlegung des Wartungsfaktors und damit des Neuwertes mit den wirtschaftlichen Möglichkeiten abzustimmen, um eine Optimierung der Betriebskosten, inklusive der Arbeitskosten für den Leuchtmitteltausch und eventuelle Reinigung, zu erhalten. Der sich daraus errechnende Neuwert ist in die lichttechnische Planung aufzunehmen. Beispiel: RZEL-Stadion Gebrauchswert = 600 Lux, laut Tabelle 1 Projektbezogener optimierter Wartungsfaktor = 0,xx Neuwert = (Gebrauchswert / Wartungsfaktor = 600 Lux / 0,xx) = xxx Lux 4. SCHALTSTUFEN der Beleuchtungsanlagen Die Schaltstufen beziehen sich ausschließlich auf den Trainingsbetrieb und die Sicherheitsbeleuchtung TMBL / RZEL Gleichmäßigkeit Blendungsbegrenzung Ehav (Wartungswert in GR (Glare rating) Lux) Training 300,00 Ehmin : Ehav: 0,60 0,50 Sicherheitsbeleuchtung 75,00 Ehmax : Ehmin: 0,25 Tabelle 1, Schaltstufen: Lichttechnische Anforderungen 5. SICHERHEITS- und NOTBELEUCHTUNG Für die Sicherheits- und Notbeleuchtung sind, in Abhängigkeit von der Größe und dem Zuschauerfassungsvermögen der Stadien folgende Normen und Richtlinien, jeweils in der gültigen Version anzuwenden: ÖVE/ÖNORM E /2 - Anforderungen nach Tabelle 1: Mindestbeleuchtungsstärken für Rettungswege 1,0 lx Antipanikbeleuchtung 0,5 lx (im Behördenverfahren für Stadien wird 1,0 lx gefordert) Nennbetriebsdauer der Sicherheitsstromquelle: 3 Stunden ÖNORM EN 1838 Fluchtwege - Orientierungsbeleuchtung: Fluchtweg bis 2 m Breite auf Mittelachse 1,0 lx und 50 % der Breite 0,5 lx Verhältnis zwischen Emax und Emin nicht größer als 40:1, entlang der Mittellinie des Fluchtweges Nennbetriebsdauer: 1 Stunde ÖISS Prinz-Eugen-Straße Wien Tel.: 01/ Fax: 01/ office@oeiss.org 5

6 EN Beleuchtung der Zuschauerbereiche: Für Sehkomfort der Zuschauer, wie auch als Sicherheits- oder Notbeleuchtung: mindestens 10,0 lx Sicherheitsbeleuchtung für Teilnehmer: Ausgewählte Scheinwerfer der Flutlichtanlage (bei Planung der Anlage fix zu berücksichtigen), welche während des Spielbetriebes über eine entsprechend ausgelegte Notstromversorgung betrieben werden: Horizontale Platzbeleuchtungsstärke mind. 75 lx Gesamtgleichmäßigkeit (Ehmin/Ehmax - Spielfeld) 25 % (1:4) 6. LICHTIMMISSIONEN Störende Lichtimmissionen sind in der Planung anhand der gültigen Normen, Richtlinien und Empfehlungen zu berücksichtigen. Diese sind jeweils für das einzelne Beleuchtungsprojekt anhand der behördlichen und örtlichen Gegebenheiten anzuwenden. Sie unterteilen sich in: 6.1. Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit durch künstliche Lichtquellen für verkehrsfremde Zwecke. RVS Blend- und Lärmschutz, Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit Unter dem Begriff "Überschwelligkeit" ist besonders die Maskierung von verkehrstechnisch relevanten Lichtund Verkehrszeichen durch dahinter befindliche Lichtquellen zu beachten Raumaufhellung und Blendwirkung LiTG-Publikation Nr. 12.2: Messung und Beurteilung von Lichtimmissionen künstlicher Lichtquellen Die Raumaufhellung von Innenräumen durch künstliche Lichtquellen ist durch vertikale werte, gemessen in den Fensterebenen, Terrassen und Balkonen, definiert. Die psychologische Blendung, die unter dem Gesichtspunkt der Störempfindlichkeit bewertet wird, ist durch eine Blendformel zu berechnen. Beide Verfahren werden den betroffenen Immissionsorten zugeordnet (Krankenhaus / Wohngebiet / Industrie- und Gewerbegebiet etc.) Einwirkung auf nachtaktive Insekten LiTG-Publikation Nr. 15: Zur Einwirkung von Außenbeleuchtungsanlagen auf nachtaktive Insekten Die Vermeidung störender Lichtimmissionen auf die Natur wird durch die relative spektrale Helligkeitsempfind-lichkeit der Insektenart und die spektrale Strahlungsverteilung des Leuchtmittels bestimmt. Weiters ist die Lichtabstrahlung der installierten Scheinwerfer zu beachten. Diese sollten das Licht ausschließlich in den unteren Halbraum abgeben Himmelsaufhellung CIE 150, Guide of the limitation of the effects of obstrusive light from outdoor lighting installations, 2003 Himmelsaufhellung durch direktes oder indirektes (reflektiertes) Licht künstlicher Lichtquellen. Berechnungsverfahren und Grenzwerte. ÖISS Prinz-Eugen-Straße Wien Tel.: 01/ Fax: 01/ office@oeiss.org 6

7 7. QUELLENNACHWEIS EN Licht und Beleuchtung - Sportstättenbeleuchtung, August 1999 UEFA Stadium Infrastructure Regulations Richtlinien und Empfehlungen betreffend Flutlicht für alle UEFA-Wettbewerbe ÖISS Beleuchtungsguide für Fußball-Freianlagen, ORF Lichttechnische Richtlinien an Beleuchtungsanlagen, September 2003 RVS LiTG LiTG CIE 150 Blend- und Lärmschutz, Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit, Publikation Nr. 12.2: Messung und Beurteilung von Lichtimmissionen künstlicher Lichtquellen Publikation Nr. 15: Zur Einwirkung von Außenbeleuchtungsanlagen auf nachtaktive Insekten Guide of the limitation of the effects of obstrusive light from outdoor lighting installations, 2002 ANHANG (informativ) A.1 Lichttechnische Anforderungen der UEFA, spezielle Anforderungen für TV-Übertragungen Betriebsart Messrichtung EVav (Lux) Europameisterschaft E V -Festkamera 1400 Championsleague E V -Festkamera 1400 (Qualifikation) E V -Festkamera 1000 E V -Mobilkamera 700 Pokal E V -Festkamera 1400 (Sechzehntelfinale) E V -Festkamera 800 Intertoto Cup E V -Festkamera 800 U21-Europameisterschaft E V -Festkamera 1400 (Qualifikation) E V -Festkamera 800 U19-Europameisterschaft E V -Festkamera 800 U17-Europameisterschaft E V -Festkamera 800 Frauen-Europameisterschaft E V -Festkamera 1000 E V -Mobilkamera 700 (Qualifikation) E V -Festkamera 800 U19-Frauen Europameisterschaft E V -Festkamera 800 Superpokal E V -Festkamera 1400 Futsalwettbewerbe E V -Festkamera 1000 E V -Mobilkamera 700 Tabelle A1, TV-Übertragung: Lichttechnische Anforderungen ÖISS Prinz-Eugen-Straße Wien Tel.: 01/ Fax: 01/ office@oeiss.org 7

8 A.2 Lichttechnische Anforderungen für Superzeitlupe Die Superzeitlupenqualität ist für hochwertige Aufnahmen, die extrem schnelle Bewegungsabläufe beinhalten und/oder hohe Tiefenschärfe erfordern, sowie für Aufnahmen, bei denen größere Aufnahmeentfernungen als 70 m auftreten, erwünscht. Die Definition der Zeitlupe, englisch "slow motion": Filmaufnahmen mit gegenüber der Wiedergabefrequenz erhöhter Aufnahmefrequenz, sodass in der Wiedergabe der aufgenommene Vorgang verlangsamt sichtbar wird. Allgemein zur Darstellung sehr rasch ablaufender Vorgänge. Geräte für extreme Zeitlupenaufnahmen (Superzeitlupe), meist als Zeitdehner bezeichnet, werden in der Hochgeschwindigkeitsfotografie verwendet. Man benötigt dazu Scheinwerfer mit flickerfreien Vorschaltgeräten. Vertikale, mittlere Evav (Lux) 1200 Gleichmäßigkeit Evmin : Evav 0,70 Gleichmäßigkeit Evmin : Evmax 0,50 Minimale, vertikale Evmin (Lux) 840 Maximale, vertikale Evmax (Lux) 1680 Farbtemperatur Kelvin K Farbwiedergabeindex R a 70 werte Wartungswert Tabelle A2, TV-Übertragung Superzeitlupe: Lichttechnische Anforderungen A.3 Lichttechnische Anforderungen für HD TV HD TV (Abkürzung für englisch High Definition Television - hochauflösendes Fernsehen), ein Fernsehsystem, das mit höherer Zeilenzahl je Bild (1125 in Japan, 1250 in Europa), höherer Bildwechselfrequenz und breitbandigeren Videosignalen arbeitet als herkömmliche Fernsehnormen. Bei einem größeren Bildschirmformat (Breite:Höhe-Verhältnis 16:9 statt 4:3) liefert HD TV damit brillantere, flimmerfreie Bilder und eine deutlich verbesserte Tonqualität. Das digitale HD TV hat den Vorteil einer Datenkompression, die eine schmalbandige Ausstrahlung der Programme auch durch terrestrische Sender ermöglicht. HDTV Evav-Festkamera (Lux) 2000 Evav-Mobilkamera (Lux) 1500 Gleichmäßigkeit Evmin : Evav 0,70 Evmin : Evmax 0,60 Ehmin : Ehav 0,80 Ehmin : Ehmax 0,70 Farbtemperatur Kelvin 5000 Farbwiedergabe R a 90 werte Wartungswert Tabelle A3, TV-Übertragung HD TV: Lichttechnische Anforderungen ÖISS Prinz-Eugen-Straße Wien Tel.: 01/ Fax: 01/ office@oeiss.org 8

9 A.4 AUSBAU bestehender BELEUCHTUNGSANLAGEN auf RZEL- oder TMBL-Beleuchtungsanforderungen Prinzipiell ist ein Ausbau der Beleuchtungsanlage nur dann möglich, wenn die bestehende Anlage gewisse Voraussetzungen erfüllt. "Standard-Beleuchtungsanlagen" für Wettkampfbeleuchtung mit einer HORIZONTALEN mittleren (EHav) von Lux können die Vorgaben in den meisten Fällen nicht erfüllen. Einige wesentliche Voraussetzungen Beleuchtungsgeometrie 4-Mastanlagen mit Lichtpunkthöhen ab 25 m, in Abhängigkeit von der Spielfeldgröße, den möglichem Maststandpunkten und den für die Blendungsbegrenzung geforderten Einstrahlwinkeln der Scheinwerfer. Statische Kriterien Maste oder Tribüne müssen für die maximale Scheinwerferanzahl ausgelegt sein Wartungs- und Sicherheitseinrichtungen müssen vorhanden sein. Elektrische Energie und Zuleitung Anschlussspannung: 400 V / 3-phasig Anschlussleistung (Energiebereitstellung etc. seitens des EVU!) Kabelquerschnitte der Zuleitung müssen auf die maximale Anschlussleistung ausgelegt sein. Möglichkeit zusätzliche Zuleitungen zu installieren. Raum für Leuchtmittel-Betriebsgeräte und elektrische Sicherungs- und Schaltgeräte im Mastverteiler oder/und im Zentralverteiler vorhanden. Sicherheits- und Notbeleuchtung sowie Lichtimmissionen Sind bei der Planung zu beachten. A.5 BELEUCHTUNGSANLAGEN laut Europanorm EN (August 1999) Sporttechnische Anforderungen (nicht für TV-Übertragungen) Klasse Gleichmäßigkeit Blendungsbegrenzung Farbwiedergabeindex Ehav (Wartungswert in Lux) Ehmin : Ehav GR (Glare rating) Ra I 500 0, II 200 0, III 75 0, I II III Klasseneinteilung National Regional Training / Schulsport Tabelle A4, Fußball - Außenanlagen: Lichttechnische Anforderungen ÖISS Prinz-Eugen-Straße Wien Tel.: 01/ Fax: 01/ office@oeiss.org 9