Hallenstrahler tragen wesentlich zur Beleuchtungsumgebung von Indoor-Sportanlagen bei, wo die Anzahl der Zuschauer gering ist oder wo die Kompaktheit der Gebäudestruktur ein Problem für den Einsatz von Flutlichtanlagen darstellt.
Typischerweise werden diese Leuchten in Turnhallen und Sportarenen installiert. Gymnasien werden oft als Teil von Bildungseinrichtungen implementiert, um Schulprogramme und Sportaktivitäten zu veranstalten.
Turnhallen sind große Innenräume, die für Unterhaltungsspiele, Trainingsprogramme oder Wettkampfspiele konzipiert sind, die kein großes Publikum anziehen.
Diese Räume werden für eine Vielzahl von Sportarten wie Basketball, Badminton, Tennis, Volleyball, Eis-/Rollenfeldhockey und Futsal genutzt. Turnhallen und Sportarenen werden oft mit Skeletten gebaut, die innere Teilräume bilden, die als “Erker” bekannt sind.
Beleuchtungsgeräte werden an der Oberfläche der Deckenkonstruktion montiert oder an Aufhängevorrichtungen aufgehängt. Da die lichte Höhe dieser Einrichtungen typischerweise 6.1 Meter (20 Fuß) erreicht oder überschreitet, werden die darin installierten Beleuchtungskörper oft als „High Bay Lights“ bezeichnet.
Allerdings gibt es keine feste Regel für die Deckenhöhe bei der Installation einer Hallenbeleuchtung. Die minimale Installationshöhe wird durch die Art der Bewegung im Raum bestimmt.
Beispielsweise sollten Leuchten mindestens 6.7 Meter (22 Fuß) über einer Basketballspielfläche der IES-Klasse IV installiert werden.
Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Größe einer Anlage und dem Beleuchtungsniveau.
Sportarten, die in Turnhallen und Stadien gespielt werden, erfordern normalerweise die Quantität und Qualität der Beleuchtung, um die IES-Beleuchtungsstandards für Spiele der Klasse III oder IV zu erfüllen. Die Beleuchtungsmenge wird meistens so betrachtet, dass sie die durchschnittliche horizontale Beleuchtung aufrechterhält, die ein Maß für die Dichte des Lichtstroms ist, der auf eine horizontale Oberfläche oder Spielfläche von 1 Meter oder mehr einfällt.
Bei Flugsportarten sollte eine vertikale Beleuchtung über die gesamte Höhe des Spielfeldes evaluiert werden, um eine gute Sicht auf häufig in der Luft befindliche Spielziele zu gewährleisten.
Qualitätsfaktoren der Beleuchtung sind Gleichmäßigkeit, Direkt- und Reflexblendung, Farbwiedergabe und Lichtflimmern. Die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung ist ein universell wichtiger Faktor in allen Sportarten und auf allen Ebenen von Einrichtungen.
Ungleichmäßige Beleuchtung führt dazu, dass sich das Auge zwischen verschiedenen Helligkeitsstufen umstellt.
Die ständige Anpassung des Auges über das Sichtfeld kann zu Sehbeschwerden und Augenbelastung sowie zu einer verzerrten visuellen Wahrnehmung der Geschwindigkeit und Position des Wettkampfziels führen. Plötzliche Änderungen der Beleuchtungsstärke im Rennbereich können dazu führen, dass sich schnell bewegende Ziele schneller oder langsamer werden, wenn sie von einer Beleuchtungsstärke zur anderen wechseln.
Ob die quantitativen und qualitativen Anforderungen an Hallenbeleuchtungen in Stadien erfüllt werden können, hängt fast ausschließlich von der Leistungsfähigkeit der Leuchte ab.
Während Hallenstrahler fest installierte Beleuchtungssysteme sind, bei denen die Lichtstromverteilung vollständig durch das optische Gesamtsystem gesteuert wird, bieten Fluter für große Sportstätten mehr Flexibilität in der optischen Gestaltung, da sie in alle Richtungen ausgerichtet werden können.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, müssen Hallenbeleuchtungen eine große Anzahl von Lumen erzeugen, um die Beleuchtungsanforderungen zu erfüllen, und gleichzeitig eine enge Strahlsteuerung und eine gleichmäßige Lichtverteilung bieten.
Früher verwendeten Hallenbeleuchtungen in Sportarenen Hochdruckentladungslampen (HID-Lampen) (d. h. Metallhalogenide), die Licht durch eine elektrische Entladung in einer Lichtbogenröhre erzeugen. Die Verwendung von Halogen-Metalldampflampen ist aus mehreren Gründen umstritten, obwohl sie die Herausforderungen der Sportbeleuchtung angeht und sparsamer als Glühlampen ist.
Beim Einbau in Leuchten wird die bescheidene Effizienz von Halogen-Metalldampflampen sofort durch optische Verluste von 30% oder mehr aufgrund ihres omnidirektionalen Strahlungsmusters und der größeren Größe der Lichtquelle ausgeglichen.
HID-Hallenstrahler platzieren eine große Lichtmenge in der Mitte der Strahlverteilung, was zu einer ungleichmäßigen Lichtverteilung führt. Daher muss die Leuchtendichte erhöht werden, um sich eng mit dem Strahl benachbarter Leuchten zu überlappen, um die gewünschte Gleichmäßigkeit zu erreichen.
HID-Hallenstrahler sind ineffizient und ineffektiv bei der Bereitstellung von Licht für ihre beabsichtigten Ziele, was zu hohen Kapital- und Betriebskosten führt. Die Wartung von HID-Leuchten ist komplex, manchmal für die Lampen und manchmal für die Vorschaltgeräte.
Metallhalogenidlampen arbeiten bei hohen Temperaturen und Drücken. Um einen katastrophalen Ausfall am Ende der angegebenen Lampenlebensdauer zu vermeiden, die für Lampen mit hoher Wattleistung relativ kurz ist, ist ein kollektives Nachladen erforderlich, anstatt die Lampen einzeln auszutauschen.
Die anfallenden Kosten würden die Anfangsinvestition übersteigen. Darüber hinaus verhindern lange Aufwärm- und Wiederanlaufzeiten, eine eingeschränkte Dimmfähigkeit und ein schnelles Alterungsverhalten unter der Belastung durch häufiges Schalten, dass HID-Hallenstrahler das Energieeinsparpotenzial der Lichtsteuerung erreichen.
LED-Hallenstrahler werden jetzt in Stadien eingesetzt.
Halbleiterbasierte Beleuchtungstechnologien bieten weitreichende Möglichkeiten, die Effizienz, Effektivität, Qualität und Zuverlässigkeit der Beleuchtung zu verbessern. Die LED-Technologieplattform ermöglicht Energieeinsparungen über eine stark verbesserte Lichtquelleneffizienz hinaus und umfasst Lighting Application Efficiency (LAE), die Energieeinsparungen durch eine verbesserte optische Übertragungseffizienz, die Verwendung von Beleuchtungssteuerungen und optimierte spektrale Leistungsverteilungsfunktionen (SPD) erzielt.
Durch die Nutzung der einzigartigen Eigenschaften von LEDs können Hallenleuchten so gestaltet werden, dass sie über herkömmliche Formfaktoren und optische Steuerungsmethoden hinausgehen, um eine äußerst gleichmäßige, präzise gesteuerte Lichtverteilung und eine effiziente Lichtstromabgabe der Lichtquelle zu erreichen.
Das vernetzte LED-Hallenbeleuchtungssystem kann Daten verwenden, die von Anwesenheits- oder Tageslichtsensoren, lokalen Steuerungen, persönlichen Geräten wie Smartphones, Gebäudemanagementsystemen (BMS), IoT-Plattformen oder einer beliebigen Kombination davon gesammelt wurden, um ausgeklügelte Beleuchtungssteuerungsstrategien zu implementieren, um das Maximum zu erreichen Intensitätsergebnisse.
Andere Beleuchtungsattribute wie Farberscheinung, Farbwiedergabe und Flimmerfreiheit können bei Bedarf priorisiert werden, um die beste Beleuchtung für die Anwendung bereitzustellen. Bei Sportbeleuchtungsanwendungen ist der störungsfreie Betrieb von schwer zugänglichen Beleuchtungsanlagen von entscheidender Bedeutung.
Die Fähigkeit von LED-Systemen, die erforderlichen Funktionen unter praktisch kontrollierten Betriebsbedingungen über lange Zeiträume auszuführen, bringt die Beleuchtung an die Spitze der Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit.
Beleuchtungssysteme erzeugen, steuern und verteilen Licht in der Regel über eine hochtechnisierte Architektur, die zum zuverlässigen, effizienten und kontrollierten Betrieb von LEDs beiträgt.
LEDs sind p-n-Übergangs-Halbleiterbauelemente, die Licht durch die intrakristalline Strahlungsrekombination von Ladungsträgern (Elektronen und Löchern) emittieren. Diese Eigenschaft verleiht LEDs eine hohe Quanteneffizienz, eine hervorragende Dimm- und Schaltleistung und eine optische Steuerbarkeit auf Quellenebene.
Die Leistung und Lebensdauer von LEDs hängen jedoch eng mit den elektrischen (Strom, Spannung, Leistung) und thermischen (Sperrschichttemperatur) Eigenschaften der Verbindungshalbleiterstruktur zusammen, die aktive Bereiche für das Einsetzen des injizierten Elektrolumineszenzeffekts schaffen.
Damit LEDs in realen Anwendungen ihren beabsichtigten Wert erreichen, muss die Leuchte eine kompatible Betriebsumgebung schaffen und aufrechterhalten, die eine ordnungsgemäße Antriebsstromregelung, Wärmemanagement, Mechanik und optische Steuerung für die LED bietet.
Das Erscheinungsbild von LED-Hallenstrahlern kann stark variieren, aber die wesentlichen Elemente eines Hochleistungs-LED-Systems ändern sich nie.
Die formalen Elemente traditioneller Hallenbeleuchtungssysteme sind lampenbasierte Designs, die die einzigartigen Merkmale nicht nutzen und die mit der LED-Technologie verbundenen Designherausforderungen angehen.
Fortschrittliche LED-Systeme verfügen typischerweise über eine fortschrittliche physische Integration von LEDs mit Kühlkörpern und optischen Systemen, was die Leistung des Wärmepfads verbessert und die Effizienz und Effektivität der optischen Übertragung maximiert. Die integrierte Bauweise von LED-Hallenleuchtensystemen gibt es letztlich in zwei Bauformen: vollintegriert und modular. Eine voll integrierte LED-Hallenbeleuchtung strahlt Licht von einer einzigen optischen Baugruppe aus, die aus einem Kühlkörper, einer Reihe von LEDs auf einer Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) und einer Sekundäroptik besteht.
Versionen mit höherer Leistung können mehrere LED-Arrays enthalten. Integrierte LED-Leuchten mit kreisförmigen Formen werden oft als bezeichnet UFO LED hallenstrahler.
Das modulare System ist eine Baugruppe aus modularen LED-Engines. Jede modulare LED-Engine ist mit den gleichen optischen Komponenten wie eine vollintegrierte LED-Leuchte aufgebaut, hat aber einen Formfaktor, der die modulare Integration erleichtert. Das modulare Design bietet die Skalierbarkeit eines Lumenpakets und die Flexibilität, die optische Verteilung an die Anwendungsanforderungen anzupassen.
Die meisten Sportbeleuchtungsanwendungen erfordern Hallenleuchten, die für eine direkte Lichtverteilung ausgelegt sind. Direkte Beleuchtungssysteme reichen in der Verteilung von breit bis konzentriert.
Engere Lichtverteilungen können für Installationen mit höheren Höhen oder für Anwendungen verwendet werden, die eine hervorragende Entblendung erfordern. Die Lumenverteilung von LED-Hallenstrahlern wird typischerweise durch eine Sekundäroptik gesteuert, die so montiert ist, dass sie Licht direkt aus der Lichtquelle extrahiert und eine präzise Lichtverteilung erzeugt.