Prvý štadión s LED osvetlením

Piešťanský zimný štadión ŠHK37 má od polovice augusta nové úsporné LED osvetlenie hracej plochy. Takéto osvetlenie hracej plochy je prvým v Európe a výnimočným aj v celosvetovom meradle. Okrem dôležitého prínosu úspory ocenia návštevníci aj vizuálne atraktívne doplnkové efektové osvetlenie.

Ako sa hľadalo optimálne riešenie
Prevádzkovanie zastaraného výbojkového osvetlenia bolo finančne veľmi náročné. Okrem vysokých prevádzkových nákladov si vyžadovalo dôkladnú údržbu, ktorá bola z ekonomického, ale aj technického hľadiska nevýhodná. Osvetlenie tvorilo 82 výbojkových svietidiel, pričom príkon každého z nich bol minimálne 1 075 Wattov. Hlavnými nevýhodami svietidiel boli zastarané, opotrebované optické časti, štandardné elektromagnetické predradníky s nábehom minimálne 15 minút (v prípade výpadku elektrickej energie muselo dôjsť najskôr k ochladeniu výbojky a až potom k jej opätovnému zapáleniu) a celkové morálne opotrebovanie.

Vedenie klubu na čele s prezidentom Jaroslavom Lušnákom hľadalo optimálne riešenie tejto nevyhovujúcej situácie. Výsledkom konzultácií s odborníkmi a odvahy investora je veľmi sofistikované a prevádzkovo nenáročné LED osvetlenie. Realizácii tohto odvážneho kroku predchádzal svetelno-technický návrh osvetlenia, ktorý v teoretickej rovine dokázal skĺbiť všetky požiadavky investora a prevádzkovateľa štadióna, ako aj odporúčania noriem STN EN 12193 o osvetlení športovísk. Úspešnému riešeniu osvetlenia pomohla aj pohotová a flexibilná reakcia slovenského výrobcu LED svietidiel, ktorý dokázal v krátkom čase využiť svoje dlhoročné skúsenosti, pričom navrhol, premeral a vyrobil svietidlo vyhovujúce požadovaným náročným požiadavkám. Výsledkom sú LED svietidlo LL SPORT 42 a prislúchajúca riadiaca a napájacia jednotka LL SPORT DRIVER.

Aké boli svetelno-technické požiadavky Okrem známych požiadaviek na úsporu bolo nevyhnutné splniť svetelno-technické požiadavky s hlavným dôrazom na: osvetlenie hracej plochy, zabezpečujúce nerušený priebeh športového podujatia a vytvorenie prijateľných hracích podmienok pre hráčov s možnosťou jednoduchého nastavenia podľa zadefinovaných tried osvetlenia; osvetlenie športového podujatia umožňujúce TV prenos bez rušivého oslnenia hráčov i divákov, bez ostrých a rušivých tieňov; zabezpečenie pohodlného, neoslňujúceho sledovania športového podujatia a oznamovacej tabule; možnosť rýchlej zmeny intenzity osvetlenia podľa naprogramovaného stupňa v prestávkach a pri údržbe s cieľom dosiahnuť maximálnu úsporu elektrickej energie.

Základné parametre použitého LED svietidla

Svietidlo sa vyznačuje všetkými známymi výhodami LED osvetlenia, ako sú vysoká energetická úspornosť, vysoký svetelný merný výkon, presne definovaný uhol svetelného vyžarovania, nízke náklady na údržbu, dlhá životnosť (asi 50 000 hodín pri 70-percentnej degradácii) či nezaťažovanie životného prostredia. Skladá sa zo šiestich blokov, pričom každý z nich je osadený siedmimi najmodernejšími výkonovými LED zdrojmi (účinnosť až 150 lm/W). Svietidlá je nevyhnutné pripojiť cez riadiacu a napájaciu jednotku LL SPORT DRIVER s DMX technológiou. Na každý driver sa pripájajú dva kusy svietidiel. Technológia DMX512 umožňuje ľubovoľné svetelné a grafické efekty, zjednodušuje inštaláciu, vyhľadávanie a adresovanie svetiel v sieti a zároveň minimalizuje náklady spojené s inštaláciou.

Elektronika svietidla je navrhnutá tak, aby sa svietidlo dalo spínať na tri výkonové stupne. Najnižší stupeň zapína 2 bloky (14 ks LED, priemerné osvetlenie hracej plochy je pri tomto stupni 450 lx), druhý stupeň zapína 4 bloky (28 ks LED, priemerné osvetlenie hracej plochy je pri tomto stupni 880 lx) a najvyšší stupeň zapínania všetkých 6 blokov (42 ks LED, priemerné osvetlenie hracej plochy je 1 350 lx). Výhodou blokového zapnutia je, že spínaním sa nastavujú požadované hladiny osvetlenia, pričom každý zo stupňov sa dá plynulo stmievať od 0 do 100 %, čím sa nastaví požadovaná hladina podľa potreby prevádzky. Uchytávacia mechanická časť svietidla je konštrukčne riešená tak, aby bolo možné svietidlo jednoducho natočiť a následne zafixovať v požadovanej polohe. Na výpočet sa použili exaktne namerané EULUM dáta svietidla v svetelno-technickom laboratóriu výrobcu, ktoré sa potom overili priamo na štadióne.

Návrh osvetlenia

Pri návrhu tried osvetlenia sa vychádzalo z odporúčaní normy STN EN 12193, ktorou sa stanovujú triedy osvetlenia podľa tab. 1. Počítalo sa s referenčnou plochou pre ľadový hokej v rozmeroch 60 m × 30 m.

Na základe týchto požiadaviek sa realizoval výpočet na tri základné stupne osvetlenia:

• Trieda II a III určené na tréning, krasokorčuľovanie, verejné korčuľovanie, údržbu a podobne – navrhovaná a kontrolne nameraná horizontálna osvetlenosť približne 450 lx,
• Trieda I určená na ligové, miestne a národné zápasy – navrhovaná a kontrolne nameraná horizontálna osvetlenosť približne 880 lx,
• TV prenos – navrhovaná a kontrolne nameraná horizontálna osvetlenosť viac ako 1 350 lx.

Jednotlivé stupne sa spínajú tak, že z každej inštalovanej pozície svieti časť LED reflektora,  takže rovnomernosť a ostatné kvalitatívne parametre sa nemenia, pričom index farebného podania Ra je vyšší ako 75 a teplota chromatickosti je 5 600 K. Každý z LED reflektorov smeruje priečne, čím sa dosahuje aj vynikajúca vertikálna rovnomernosť, a výsledná kvalita osvetlenia tak dosahuje pri všetkých stupňoch a intenzitách takmer ideálne hodnoty.

Základné stupne spomínaných tried sa dajú jednoducho nastaviť pomocou riadiaceho pultu, pričom každý zo stupňov možno plynulo stmievať až do hodnoty 0 lx. Jednotlivé stupne sa dosahujú postupným zapínaním blokov svietidla.

Na dosiahnutie osvetlenia najvyššieho stupňa treba 184 kusov svietidiel, celkový príkon svetelnej sústavy je 35 kW. V porovnaní s pôvodným výbojkovým osvetlením, ktorého príkon bol približne 88 kW, sa dosiahla priama úspora 60 % celkového príkonu. LED osvetlenie, ktoré je plne stmievateľné od 0 do 100 %, umožňuje šetrenie elektrickej energie pri prevádzke v reálnom čase. Napríklad počas prestávky a údržby je vhodné toto osvetlenie stlmiť na nižšiu úroveň, čím sa skutočná úspora približuje k hodnote 70 %. Okrem toho sa výrazné prínosy dosahujú životnosťou LED zdrojov, ktorá je na úrovni 50 000 hodín (pri poklese na 70 %).ň

Návratnosť a očakávania
Predpokladaná návratnosť celej investície na ušetrenej elektrickej energii je tri až štyri roky. Do pozornosti treba dať aj to, že LED zdrojom sa v porovnaní s výbojkami alebo žiarivkami či ďalšími alternatívami predlžuje stmievaním životnosť, čo zvyčajne funguje naopak a zvyšuje to náklady na údržbu a výmenu svietidiel.
Nezanedbateľné sú aj environmentálne vply­vy: LED zdroje sú 100-percentne recyklovateľné, neobsahujú žiadne nebezpečné látky a nemalou mierou sa zasluhujú o zníženie emisií pri výrobe elektrickej energie. Pri pôvodnom osvetlení to bolo asi 79 ton CO₂ vyprodukovaných emisií v dôsledku spotrebovanej elektrickej energie na osvetlenie zimného štadióna ročne, pri LED je to iba asi 20 ton CO₂.
   
Desať rokov pokoja
Vychádzajúc z údajov o prevádzke svietenia asi 350 dní v roku pri plnom výkone svietenia 14 hodín denne zistíme, že do svietidla netreba asi 10 rokov zasahovať a meniť svetelné zdroje! Ale keďže pri tréningoch, žiackych či dorasteneckých zápasoch a rekreačných aktivitách je prevádzka na nižší ako plný výkon a zároveň je svietenie regulované, je predpoklad životnosti LED zdrojov 20 až 25 rokov.

Prvý výkonový stupeň zapína 2 bloky (14 ks LED), priemerné osvetlenie hracej plochy je pri tomto stupni 450 lx, na obrázku je osvetlenie 400 lx

Druhý výkonový stupeň zapína 4 bloky (28 ks LED), priemerné osvetlenie hracej plochy je pri tomto stupni 880 lx, na obrázku je osvetlenie 800 lx

Najvyšší stupeň zapína všetkých 6 blokov (42 ks LED), priemerné osvetlenie hracej plochy je 1 350 lx, na obrázku je osvetlenie 1 000 lx

Všetko pre diváka
Čo si všimne divák, keď príde na ŠHK37, ako prvé? Jednoducho šou, ktorú sa podarilo vytvoriť pomocou svetla. Štadión sa rozžiaril bielym LED svetlom a prostredníctvom svetelných efektov získal na dynamike, čo k adrenalínovému športu, ako je hokej, patrí. Navyše, pohybujúce sa farebné svetlá a stroboskopické efekty dokážu diváka vtiahnuť do hry a navodiť mu euforickú náladu.

Aj malý počet efektových svietidiel (2 ks Clay Paky Alpha Beam 300 a 4 ks Clay Paky Alpha Spot 300) dokáže pri správnom naprogramovaní na svetelnom pulte veľké veci (1 profesionálny svetelný ovládací pult AVOLITE Tiger). Tieto efektové svietidlá umožňujú dynamické rozpohybovanie po celej ploche aj hľadisku, zmenu obrázkov a farieb a v kombinácii s LED osvetlením aj zaujímavé strobovanie. Ide o moderné, výkonné, multifunkčné svietidlá, ktoré umožňujú zmenu farby vyžarovaného svetla, svetelného efektu (obrazca podľa typu goba, môže to byť napr. logo  klubu alebo sponzora) a zaostrenie na požadovanú šírku lúča. Jednotlivé úkony sa dajú jednoducho naprogramovať vo svetelnom pulte a následne kedykoľvek vyvolať (ako uložená scéna), alebo ich možno v reálnom čase meniť a nastavovať. Tieto efekty sa dajú využiť aj počas hokejového zápasu, pri udeľovaní cien alebo pri exhibičných vystúpeniach krasokorčuliarov. Možnosti sú nekonečné, záleží len na fantázii a zručnosti obsluhujúceho personálu a predstavivosti režiséra.

Ing. Zuzana Szarazová
Foto: pro JGS

Autorka pôsobí v spoločnosti pro JGS, s. r. o., ktorá sa podieľala na dodávke LED osvetlenia pre piešťanský štadión.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.