Multifunktionsspielfeld: Masthöhe 14 m hebt U0 auf 0,75

Lichtstudie · Multifunktionsspielfeld

Drei DIALux-Berechnungen nach DIN EN 12464-2 für ein Multifunktionsspielfeld. Glare Rating, vertikale Beleuchtungsstärke und der Nachweis, dass die Masthöhe mehr über die Gleichmäßigkeit entscheidet als die Zahl der Leuchten.

Gleiche Strahler, gleiche Anzahl, nur höher am Mast – und der Mittelwert ändert sich so gut wie gar nicht. Die niedrigere Variante liefert auf dem großen Spielfeld 120 lx, die höhere 119. Ein Unterschied von einem Lux.

Alles andere ändert sich. Das Maximum fällt von 235 auf 144 lx, die Gleichmäßigkeit steigt von 0,65 auf 0,75, und die Blendung sinkt von 50 auf 42. Die Masthöhe bringt kein zusätzliches Licht. Sie verteilt es neu.

Draußen gilt eine andere Norm

In Gebäuden richten wir uns nach der DIN EN 12464-1. Arbeitsplätze im Freien und Sportanlagen haben einen eigenen Teil, die DIN EN 12464-2, und dieser funktioniert in einigen Punkten anders.

Blendung heißt hier GR, nicht UGR

In der Halle wird die Blendung mit dem UGR-Wert beschrieben. Draußen verwendet man GR, also Glare Rating. Das ist eine andere Skala mit anderen Grenzwerten – hier liegt der Grenzwert bei 50. Der Grund: Draußen gibt es weder Decke noch Wände, von denen das Licht zurückgeworfen würde; die Blendung entsteht fast ausschließlich durch den direkten Blick in den Strahler vor dunklem Himmel.

Das Programm berechnet GR für einen Beobachter in 1,700 m Höhe mit einer Blickneigung von −2° und geht dabei den ganzen Horizont in Schritten von 15 Grad ab.

Gemessen wird vertikal, nicht horizontal

Im Büro wird die horizontale Beleuchtungsstärke berechnet – das Licht, das auf den Tisch fällt. Auf dem Sportplatz ist die vertikale Beleuchtungsstärke entscheidend: das Licht, das auf eine senkrechte Fläche in der Höhe fällt, in der der Ball fliegt und der Spieler steht.

Die Berechnungsebene liegt nur 0,100 m über dem Belag. Das ist kein Fehler – die vertikale Beleuchtungsstärke bezieht sich auf eine Ebene senkrecht zum Boden, und sie liegt bewusst so tief, damit auch der Ball am Boden erfasst wird.

Niedrigere Masten: helle Inseln unter den Leuchten

Lesen Sie die Ecken ab: 194, 235, 225, 184 … – und dann den Abfall zur Mitte bis auf 79. In der Mitte des Spielfelds liegt ein zusammenhängendes grünes Feld um achtzig Lux, an den Masten liegen Inseln mit über zweihundert.

Daraus ergibt sich ein Mittelwert von 120 lx. Zwischen der dunkelsten und der hellsten Stelle liegen aber 77,7 zu 235 – fast das Dreifache. Gleichmäßigkeit 0,65, und der zweite Kennwert g2 (Verhältnis von Minimum zu Maximum) beträgt sogar nur 0,33.

Auf dem Spielfeld bedeutet das: Ein Spieler, der vom Rand zur Mitte läuft, kommt aus grellem Licht ins Halbdunkel und wieder zurück. Ein Ball, der gerade über der dunklen Mitte fliegt, ist schlechter zu sehen als unter dem Mast.

Masten mit 14 Metern: eine fast ebene Fläche

Hier liegen die Ecken bei 105, 131, 144, 142 … und die Mitte um 110. Keine Zweihunderter, keine geschlossenen Schleifen über 200. Der Abstand zwischen dem dunkelsten und dem hellsten Punkt ist auf 89,7 zu 144 lx geschrumpft.

Die Gleichmäßigkeit springt auf 0,75 und g2 auf 0,62 – rund das Doppelte gegenüber der niedrigeren Variante. Und das alles bei praktisch gleichem Mittelwert von 119 lx und der gleichen Zahl gleicher Leuchten.

Warum das funktioniert

Ein Strahler an einem niedrigen Mast trifft die Fläche in seiner Nähe steil und konzentriert: Das Licht ballt sich auf einem kleinen Bereich direkt darunter, und am gegenüberliegenden Ende kommt nur ein Bruchteil an. Je höher der Mast, desto breiter verteilt sich der Lichtkegel über das Spielfeld.

Es ist dieselbe Physik wie bei einer Straßenlaterne: Eine niedrige Laterne erzeugt unter sich einen hellen Kreis und dazwischen Dunkelheit, eine hohe Laterne beleuchtet den ganzen Abschnitt durchgehend.

Acht stärkere Strahler machen es nicht besser

Es gibt noch eine dritte Variante: statt zwölf Strahlern à 240 W nur acht à 400 W. Sie bietet sich als sparsamere Lösung an – weniger Masten, weniger Kabel.

Die acht stärkeren Strahler liefern den höchsten Mittelwert, 141 lx. Die Gleichmäßigkeit ist aber die schlechteste der drei Varianten, nur 0,54, und das Maximum schießt auf 315 lx. Die Blendung GR liegt genau am Grenzwert: 50.

Weniger Lichtquellen bedeuten größere Abstände, und größere Abstände bedeuten tiefere Einbrüche dazwischen. Mehr Watt von weniger Standorten füllen das Spielfeld nicht – sie machen nur die Inseln heller und lassen Löcher dazwischen.

Beachten Sie auch, dass sich die ungünstigste Blendungsrichtung bei acht Strahlern verschoben hat – von 45° und 225° auf 135° und 315°. Andere Anordnung, andere kritische Stelle, von der aus der Spieler nicht in die Leuchten schauen darf.

99 Messpunkte und Blendungssterne

Die Blendung wird nicht als eine einzige Zahl für das ganze Spielfeld berechnet. An jedem Punkt dieses Rasters steht ein gedachter Beobachter in 1,700 m Höhe, dreht sich in Schritten von 15 Grad einmal im Kreis, und für jede Richtung wird berechnet, wie stark ihn die Strahler blenden.

Ins Protokoll geht aus all diesen Punkten und Richtungen der schlechteste Wert ein. Bei den niedrigeren Masten sind das 50 – genau am Grenzwert von 50. Null Reserve.

Genau deshalb ist ein höherer Mast mehr als Kosmetik. Ein um einige Meter angehobener Strahler gelangt über die übliche Blickrichtung der Spieler, und sein Beitrag zur Blendung sinkt. Die niedrigere Variante hält den Grenzwert nur knapp ein; wäre der Neigungswinkel der Strahler auch nur ein wenig falsch eingestellt, läge sie darüber.

Was die Berechnung im Freien zusätzlich berücksichtigt

Licht, das am Spielfeld vorbeigeht

In der Halle wird alles Licht in den Raum zurückgeworfen. Draußen geht jedes Lumen verloren, das das Spielfeld verfehlt – entweder in den Nachthimmel oder in die Fenster der Nachbarn. Ein Strahler an einem hohen Mast zielt steiler nach unten, sodass weniger Licht entweicht; ein niedriger Mast leuchtet flacher und schickt einen Teil des Lichtstroms über die Spielfeldgrenze hinaus.

Diese Berechnung beziffert genau diesen Verlust nicht, der Unterschied bei den Maxima deutet ihn aber an. Inseln mit 225 lx an den niedrigen Masten bedeuten, dass sich dort mehr Licht konzentriert, als das Spielfeld braucht – und ein Teil davon fällt auch hinter die Linie.

Störung der Umgebung

Schulsportplätze liegen oft neben Wohnbebauung. Die Norm für die Außenbeleuchtung berücksichtigt deshalb auch, wie viel Licht in die umliegenden Fenster fällt. Ein niedrigerer Mast mit scharf gebündelten Lichtkegeln leuchtet waagerechter und reicht weiter; ein höherer Mast mit steilerem Winkel hält das Licht auf dem Spielfeld.

Dimmen und Nachtruhe

120 lx sind ein Wert für Training und Schulsport. Für die abendliche Freizeitnutzung reicht die Hälfte. Strahler mit Steuerung ermöglichen es, das Spielfeld ab einer bestimmten Uhrzeit zu dimmen – das senkt den Verbrauch und das Licht, das zu den Nachbarn dringt.

Was die einzelnen Zahlen bedeuten

DIN EN 12464-2

Norm für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen im Freien und Sportanlagen. Sie unterscheidet sich vom Teil für Innenräume unter anderem darin, wie sie Blendung und Licht außerhalb der Fläche behandelt.

GR (Glare Rating)

Maß für die Blendung im Freien. Eine andere Skala als der UGR in Innenräumen; hier liegt der Grenzwert bei 50. Draußen entsteht die Blendung durch den direkten Blick in den Strahler vor dunklem Himmel.

Vertikale Beleuchtungsstärke

Licht, das auf eine senkrechte Ebene in Höhe von Spieler und Ball fällt. Auf dem Sportplatz entscheidender als die Beleuchtungsstärke auf der waagerechten Fläche.

Gleichmäßigkeit und g2

U0 ist das Verhältnis von Minimum zu Mittelwert, g2 das Verhältnis von Minimum zu Maximum. Ein höherer Mast verbessert beide – das Licht verteilt sich flächiger.

Masthöhe

Je höher die Leuchte, desto breiter verteilt sich ihr Licht und desto gleichmäßiger deckt es die Fläche ab. Der Mittelwert ändert sich nicht, aber die hellen Inseln unter den Masten verschwinden.

Nutzungsprofil

Vorlage mit typischen Anforderungen im Berechnungsprogramm. Das gewählte Profil bestimmt, welches Niveau und welche Gleichmäßigkeit die Berechnung als Ziel ansetzt.

Was Sie daraus mitnehmen können

Ein Multifunktionsspielfeld, drei Berechnungsvarianten. Die beiden Varianten mit zwölf Strahlern liefern praktisch denselben Mittelwert um 120 lx – sie unterscheiden sich darin, wie dieses Licht verteilt ist.

Drei Dinge folgen daraus:

Ein höherer Mast ist die günstigste Verbesserung. Durch das Anheben derselben Strahler fiel das Maximum um zwei Fünftel, die Gleichmäßigkeit stieg von 0,65 auf 0,75, und die Blendung sank von 50 auf 42. Ohne eine einzige Leuchte zu tauschen.

Der Mittelwert allein sagt nichts. Zwei Varianten mit gleichem Mittelwert sind zwei völlig verschiedene Spielfelder. Fragen Sie nach dem Maximum und der Gleichmäßigkeit, nicht nur danach, wie viele Lux herauskommen.

Weniger, aber stärkere Strahler sind keine Ersparnis. Acht Stück à 400 W ergaben die schlechteste Gleichmäßigkeit und das höchste Maximum der drei Varianten.

Strahler wie die aus diesen Berechnungen finden Sie unter LED-Beleuchtung für Sportplätze und LED-Fluter 100–500 W. Die Lichtplanung für Ihren Außensportplatz einschließlich Bewertung von Blendung und Streulicht erstellen wir gern für Sie.