Zimný štadión s vysokým ­štandardom osvetlenia

Rekonštrukcia Zimného štadióna Ondreja Nepelu zahŕňala, samozrejme, aj rekonštrukciu osvetlenia, pri ktorom hralo kľúčovú úlohu osvetlenie hlavnej plochy na ľadový hokej. Výsledkom je štadión, ktorý v tomto smere spĺňa všetky kritériá stánku určeného na súťaže na najvyššej úrovni.

Rekonštrukcia športovej arény Zimného štadióna Ondreja Nepelu spĺňa z hľadiska osvetlenia všetky základné požiadavky STN EN 12193 [1] a publikácie [2].

Rozmery hlavnej plochy na ľadový hokej sú 60 × 30 m. Sieť kontrolných bodov na výpočet a meranie sa určila tak, že presahovala túto plochu – pri dĺžke bol prvý a posledný kontrolný bod 2 m od mantinelu a pri šírke bol prvý a posledný kontrolný bod 1 m od mantinelu. Nepárny počet kontrolných bodov siete, ktorý sa bral do úvahy pri výpočte osvetlenia a fotometrickom meraní, bol 17 na dĺžku a 9 na šírku. Pomer dĺžky a šírky oka siete sa rovnal 1. Merania osvetlenosti hracej plochy sa museli vykonať na polovici hlavnej plochy podľa dĺžky, druhá polovica bola zrkadlovým obrazom.

Činitele určujúce vlastnosti osvetlenia hlavnej plochy
V norme STN EN 12193 sa určujú fotometrické hodnoty na navrhovanie a kontrolu osvetľovacej sústavy športovej haly na ľadový hokej podľa osvetlenosti referenčnej plochy, rovnomernosti, obmedzenia oslnenia a farebných vlastností svetelných zdrojov. Zámerom je zabezpečiť minimálnu vertikálnu osvetlenosť, ktorá však nesmie byť nižšia ako 30 % horizontálnej osvetlenosti. Vrcholová úroveň súťaže (ako napríklad Majstrovstvá sveta v ľadovom hokeji 2011) je zaradená do triedy osvetlenia I.

Osvetlenosť vo vertikálnych rovinách tvorí základ požiadaviek na osvetlenie hlavnej plochy pre potreby farebnej televízie (CTV). Kontrolné body sú na uvedených bodoch siete vo výške 1 m. Pri pevne polohovanej hlavnej kamere sa berie do úvahy osvetlenosť vo vertikálnych rovinách otočených smerom ku kamere. Úroveň požadovanej vertikálnej osvetlenosti závisí hlavne od rýchlosti pohybu vyskytujúceho sa počas snímania kamerou veľkosti objektu, od snímacej vzdialenosti a uhla záberu kamery. Ľadovému hokeju je v STN EN 12193 priradené pre farebnú televíziu písmeno C. V publikácii [2] sú dané tieto hodnoty horizontálnej a vertikálnej osvetlenosti: 1 500 až 3 000 lx a 1 400 lx. Odporúča sa, aby pomer priemernej hodnoty horizontálnej osvetlenosti Ehave k priemernej hodnote vertikálnej osvetlenosti Evave (vzťahovanej ku každej ploche otočenej smerom k hlavnej kamere) bol v rozsahu od 0,5 do 2 (priemerná osvetlenosť je pritom určená ako stredná aritmetická hodnota osvetleností vo všetkých kontrolných bodoch).

Na rovnomernosť horizontálnej osvetlenosti na hlavnej ploche musí platiť, že
 

Rovnomernosť na vertikálnych rovinách otočených smerom k hlavnej kamere má byť

Podľa STN EN 12193 sa vyžaduje hladina osvetlenia hľadiska najmenej 10 lx, a to skôr z dôvodu vizuálneho komfortu divákov než z bezpečnostných a núdzových dôvodov.

Aby sa sa neznížil zrakový výkon, musí sa v športovej hale na ľadový hokej obmedziť oslne­nie, ktoré sa hodnotí pomocou činiteľa oslnenia GR. Konkrétne hodnoty činiteľa oslne­nia GR nesmú byť pre kritické polohy pozorovateľa a uhly pozorovania väčšie ako 50.

Na zvýšenie komfortu a pre potreby farebnej televízie musí byť náhradná teplota chromatickosti svetelných zdrojov 4 000 až 6 500 K. Túto požiadavku spĺňa halogenidová výbojka MASTER MHN-LA 1000 W/956. Všeobecný index podania farieb Ra by mal byť podľa [2] najmenej 80, pri tejto konkrétnej výbojke je Ra = 90.
–>–>

Výber výbojok a svetlometov
Na osvetlenie hlavnej plochy na ľadový hokej sa použili halogenidové výbojky MASTER MHN-LA 1000 W/956  (long arc/dlhý oblúk) a tribúnové výbojky MASTER HPI-T Plus 400 W/645. Výhodami halogenidových výbojok MASTER MHN-LA 1000 W/956 sú enormný svetelný tok 90 000 lm, odporúčaná náhradná teplota chromatickosti pre farebnú televíziu Tcp = 5 600 K a vysoký všeobecný index podania farieb Ra = 90, od ktorého závisí svetelný komfort.

Na osvetlenie hlavnej plochy na ľadový hokej sa použili svetlomety ArenaVision, ktoré majú atraktívny a moderný dizajn. Sú prachotesné a chránené proti prúdom vody. Treba poznamenať, že svetlomety sú rozmiestnené na lávkach ľahko dostupných pre obslužný personál. Na presné nastavenie osi svetlometu slúži prenosný zameriavací ďalekohľad, ktorý sa pevne uchytí na konzolu na montáž. Správnym umiestnením svetlometov sa obmedzilo oslnenie.

Svetlomet ArenaVision s príkonom 1 000 W bol navrhnutý na napájacie napätie 230 V a podľa IEC sa klasifikuje ako svetlomet triedy I. Predradný prístroj je umiestnený na lávke v osobitnej škatuli blízko svetlometu. Pre 100 ks svetlometov je k dispozícii aj obvod, ktorý umožní okamžite znovu zapáliť halogenidovú výbojku MASTER MHN-LA 1000 W/956. Rozvodná krabica je upevnená na konzole na montáž. Maximálna teplota okolia Ta, pri ktorej možno svetlomet bezpečne používať, je v rozpätí od 20 do 35 °C.
Svetlomety typového radu Tempo MWF 330 zvyšujú pohodu, neodpútavajú pozornosť a zvyšujú schopnosť divákov vidieť dôležité informácie.

Základné údaje o fotometrickom meraní
Meranie sa uskutočnilo 18. apríla 2011 od 18.30 do 22.00 hod. a zahŕňalo ukazovatele uvedené ďalej.

Použité svetlomety
Použité svetlomety sú konštruované na priame osvetlenie. Zvolený spôsob osvetlenia na Zimnom štadióne Ondreja Nepelu zladil moderné požiadavky IIHF prezentované SZĽH s finančnou stránkou. Náklady na osvetľovacie zariadenie, jeho údržbu a prevádzku sú v únosných medziach.

Vek svietidiel a vizuálna prehliadka
Osvetľovacia sústava je nová, preto počas merania nebol medzi svetlometmi nijaký rozdiel. Počet hodín, počas ktorých svietili, sa však odlišoval. Najdlhšie boli v prevádzke svetlomety typového radu Tempo MWF 330.

Počas vizuálnej prehliadky svietili všetky svetlomety správne.

Stav elektrického rozvodu
Stav elektrického rozvodu zodpovedá projektovej dokumentácii. Rozvádzače napäťovej sústavy 400 V/230 V/50 Hz svojím vyhotovením zodpovedajú prostrediu, v ktorom sa nachádzajú, a nie sú prístupné pre divákov. Svetlomety počas merania pracovali pri menovitom napätí.

Meracie prístroje
Priemerná teplota +17 °C v rekonštruovanom objekte mala priaznivý vplyv na presnosť meracích prístrojov. Teplota na úrovni hlavnej plochy na ľadový hokej bola +3 °C. Použili sa tieto fotometrické prístroje: 

• Luxmeter s identifikovaným kódom B 360 s fotometrickou hlavicou P 15 SCO

• Jasomer s identifikovaným kódom L 100

Na potvrdenie ustálenosti svetelného toku sa uskutočnilo kontrolné odčítanie osvetlenosti s odstupom niekoľkých minút trikrát po sebe na rovnakom mieste. Hodnoty osvetlenosti nevykazovali systematické zmeny.

Rušivé elementy pri meraní
Počas merania sa nezaznamenali cudzie a rušivé svetlo z okolia ani prekážky (prítomnosť pomocného personálu pri vykonávaní merania alebo tienenie svetla inými prekážkami). Fotometrická hlavica bola pripojená k luxmetru 5-metrovým káblom.

Výsledky merania
Spracovanie nameraných fotometrických údajov hlavnej plochy na ľadový hokej v stanovenej sieti meracích bodov obsahujú tab. 1 a 2.

Pri meraní osvetlenia hlavnej plochy na ľadový hokej bol odhad rozšírenej neistoty merania U ≤ 8 %.
Meranie ukázalo veľmi dobrú rovnováhu medzi horizontálnymi a vertikálnymi hladinami osvetlenosti. Pomer priemernej hodnoty horizontálnej osvetlenosti Ehave k priemernej hodnote vertikálnej osvetlenosti Evave (vzťahovanej ku každej ploche hlavnej kamery) v rozsahu hlavnej plochy na ľadový hokej je
 
Priemerná horizontálna osvetlenosť a rovnomernosť osvetlenia na hlavnej ploche sú vyššie, ako sa požaduje v STN EN 12193 a publikácii [2] pre potreby farebnej televízie. Konkrétne priemerná hodnota je 3 288 lx (požaduje sa hodnota v rozsahu 1 500 až 3 000 lx), rovnomernosť horizontálnej osvetlenosti U1h = 0,9 (požadovaná hodnota je ≥ 0,8) a U2h = 0,85 (požaduje sa hodnota ≥ 0,6). Požadovaná hodnota priemernej vertikálnej osvetlenosti v rovinách otočených smerom k pevnej polohe hlavnej kamery je 1 400 lx, dosahovaná hodnota je 2 360 lx. Rovnomernosť vertikálnej osvetlenosti v tomto prípade je U1v = 0,85 (požaduje sa hodnota ≥ 0,7) a U2v = 0,7 (požaduje sa hodnota ≥ 0,5).

Udržiavací činiteľ sa stanovil v štádiu projektovania osvetlenia hlavnej plochy na ľadový hokej a predstavuje hodnotu 0,75. Preto aj napriek čiastočnému znečisteniu svetlometov, ku ktorému došlo počas rekonštrukčných prác zimného štadióna  a predchádzajúcej prevádzky svetlometov, je úroveň osvetlenosti na hlavnej ploche lepšia, než sa odporúča.

Hodnotenie oslnenia sa vykonalo pre smer pohľadu brankára do stredu hracej plochy v rovine kolmej na smer pohľadu (2° pod horizontálou). Pri stanovení činiteľa oslnenia GR sa vychádzalo z publikácie CIE 112. Platí

 
kde    Lvl    je    celkový závojový jas (cd/m2) spôsobený osvetľovacou sústavou a je súčtom závojových jasov všetkých svietidiel,
    Lve    –    ekvivalentný závojový jas okolia (cd/m2), pričom tento jas možno vypočítať ako

Činiteľ odrazu ρ sa určil delením jasu ľadovej plochy a jasu bieleho papiera pri otvorovom uhle 3° jasomera L 1009 ako

Potom

Celkový závojový jas spôsobený osvetľovacou sústavou v tomto kritickom prípade sa stanovil na základe použitia jasomera s predstavenou šošovkou Glare Lens LG ako

Lvl = L (pri otvorovom uhle 1° s predstavenou šošovkou Glare Lens LG) . Gc (kalibračný faktor) = 1,527 . 102 . 0,22 = 33,59 cd/m2

Odtiaľ
 

Ako sme uviedli, pre potreby farebnej televízie je prípustná hodnota GR = 50.

Dôležité na záver
Na základe vykonaného merania a vyhodnotenia osvetlenia hlavnej plochy na ľadový hokej Zimného štadióna Ondreja Nepelu bolo teda možné v záverečnom protokole zo dňa 20. apríla 2011 konštatovať, že štadión zodpovedá triede osvetlenia I, t. j. je spôsobilý pre súťaže na najvyššej úrovni. O tom vás presvedčí aj virtuálny sprievodca zimným štadiónom na stránke http://www.ms2011.info/vismo/dokumenty2.asp?id_org=600184&id=1568.

prof. Ing. Pavol Horňák, DrSc.
Foto: Rastislav Polák

Autor bol v rokoch 1966 až 2008 pracovníkom Katedry elektroenergetiky FEI STU v Bratislave. V rámci živnostenského podnikania sa naďalej orientuje na oblasť osvetlenia, projektovanie osvetlenia a na proces merania svetla a farieb. V rámci rekonštrukcie Zimného štadióna Ondreja Nepelu zrealizoval záverečné fotometrické meranie hracej plochy športovej arény.

Literatúra
1.    STN EN 12193: 2001 Svetlo a osvetlenie. Osvetlenie športovísk.
2.    Guide to the Artificial Lighting of indoor and outdoor Sports Venues.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.