Plán, na kterém jsou vidět šipky

Většina půdorysů z výpočtů osvětlení ukazuje jen kolečka — polohy svítidel. Tenhle plán má u každého kolečka šipku. Šipka vede od reflektoru k jeho osvětlovacímu bodu: k místu na podlaze, na které je namířený.

Horní řada sedí v ose y = 20,30 m a míří na čáru 11,72 m. Vodorovně to je 8,58 metru, svisle osm. Paprsek proto svírá s podlahou 43,0°.

Spodní řada je v ose 1,30 m a míří na 7,33 m, tedy o 6,03 metru dál. Její paprsek je strmější — 53,0°.

Ty dvě mířicí čáry přitom leží symetricky kolem podélné osy hřiště. Symetrické tedy není zavěšení, ale nasměrování. Hala je totiž širší než hřiště a volný pruh je skoro celý na jedné straně: dole zbývají ke zdi dva metry, nahoře přes sedm. Kdyby obě řady mířily stejně strmě, dopadlo by z té horní hodně světla mimo palubovku. Projektant proto horní řadu položil o deset stupňů níž.

Proč reflektor nemíří kolmo dolů

Zdálo by se logické zavěsit svítidla nad hřiště a nechat je svítit svisle. Sportovní haly to dělají jen výjimečně a mají pro to tři důvody.

Míč lítá nahoře

Basketbalový koš visí ve třech metrech, přihrávka obloučkem vystoupá do pěti. Svítidlo zavěšené uprostřed stropu je přesně tam, kudy míč prochází. Reflektor u stěny je z dráhy míče venku.

Hráč se dívá vzhůru

Při doskoku i střelbě má hráč hlavu zakloněnou. Kdyby měl nad sebou svítidlo, dívá se přímo do něj. Zdroj u boční stěny se dostane do zorného pole podstatně méně často.

Svisle padající světlo nemodeluje

Výpočet uvádí u hlavní plochy nejen vodorovnou osvětlenost, ale i svislou ve výšce 1,50 m — tedy zhruba ve výšce hrudníku. Ke čtyřem stranám hřiště vychází 736, 511, 711 a 512 lx. Svislé světlo osvětlí obličej, dres i míč z boku. Kdyby reflektory mířily kolmo dolů, byla by tahle čísla zlomková.

Poměr vodorovné a svislé osvětlenosti report rovnou počítá: 1,46 ke dvěma delším stranám a 2,10 ke dvěma kratším. Vpřed a vzad tedy dopadá dvakrát míň světla než shora. To je normální; kdyby ten poměr přesáhl tři, začaly by být postavy proti světlému pozadí ploché.

Čtvrtina světla přijde odrazem

Report rozepisuje osvětlenost každé plochy na dvě části: přímou (světlo z reflektoru bez zastávky) a nepřímou (světlo, které se cestou aspoň jednou odrazilo).

Podlaha a hřiště

V rovině měření vychází 673 lx přímo a 223 lx odrazem, dohromady 896 lx. Na podlaze samotné je to 646 + 225 = 870 lx.

Strop je celý z odrazu

A teď to pěkné. Strop dostane od reflektorů přímo 37 lx — nic. Reflektory míří pryč od něj. Odrazem od podlahy a stěn ale dostane 259 lx a nakonec svítí 297 lx. Sedm osmin stropního osvětlení je z druhé ruky.

Ten strop má odrazivost 70 %. Vrací tedy sedm desetin toho, co na něj dopadne, zpátky na hřiště. Kdyby ho někdo přetřel na tmavší odstín s odrazivostí třeba třiceti procent, hala neztratí strop — ztratí reflektory. Ne obrazně: aby se dorovnalo, muselo by se jich několik dokoupit.

Podlaha má odrazivost 30 %, což na palubovku sedí. Stěny mají v průměru 53 %.

Za oběma koši je stejné pozadí. Podél čar není.

Výpočet počítá každou stěnu zvlášť a rozdíly jsou velké:

Dvě stěny mají 554 a 556 lx. Rozdíl čtyř desetin procenta není náhoda — jsou to kratší stěny za koši. Podívejte se ještě jednou na souřadnice reflektorů: obě řady jsou zrcadlově symetrické kolem příčné osy haly. Levá polovina svítí na pravou stěnu přesně tak jako pravá na levou. Hráč má proto pod oběma koši stejně světlé pozadí, ať střílí na kteroukoli stranu.

Zbylé dvě stěny jsou ty podélné, u kterých reflektory visí. A tady je rozdíl propastný: 491 proti 294 lx. U jedné z nich stojí řada 1,30 m od zdi a natírá ji přímým světlem (236 lx). U druhé je řada přes čtyři metry daleko a navíc od zdi odkloněná, takže přímo dostane jen 93 lx.

Odražené světlo ten rozdíl přesto z velké části zahladí: 255 proti 201 lx. Kdyby v hale odražená složka nebyla, byla by jedna podélná stěna proti druhé dvaapůlkrát tmavší. Takhle je „jen“ o dvě třetiny.

Jas, ne osvětlenost

Poslední sloupec je jiná veličina. Osvětlenost říká, kolik světla na plochu dopadá. Jas říká, jak jasně ta plocha vypadá oku. U matného povrchu je převod prostý: vydělíte osvětlenost Ludolfovým číslem a vynásobíte odrazivostí. Strop: 297 × 0,70 ÷ π = 66 cd/m². Sedí do jednotek.

Tmavší podélná stěna má 47 cd/m², světlejší 94 cd/m² — dvojnásobek, a to i díky tomu, že má jinou povrchovou úpravu (60 % proti 50 %).

Strop má 66 cd/m², podlaha 83 cd/m². Pro basketbal to není detail: míč letící obloukem na koš je vidět proti stropu. Kdyby byl strop temný, sledoval by hráč tmavý míč na tmavém pozadí a odhad výšky letu by se zhoršil. Světlý strop není v hale dekorace. Je to plátno.

Izolinie: kde v hale opravdu svítí

Následující obrázek je mapa osvětlenosti celé haly, ne jen hřiště. Čáry spojují místa se stejnou hodnotou v luxech a jsou popsané čísly. Červené obdélníčky jsou reflektory.

Všimněte si, že maximum není pod reflektory. Světlo dopadá tam, kam mířily šipky z prvního plánu — několik metrů před řadu. Přímo pod svítidly hodnoty naopak klesají, protože úzký paprsek tam nesvítí a zbývá jen okrajové rozptýlené světlo.

Obrázek je ale nesouměrný a stojí za to vědět proč. Za spodní řadou zbývá ke zdi jen kousek podlahy a izolinie tam klesnou na 720 lx. Za horní řadou je pruh přes čtyři metry široký a hodnoty v něm padají na 480 a nakonec 240 lx. Je to ta část haly, kde se nehraje.

A právě tenhle pruh stlačí rovnoměrnost celé místnosti na 0,211 — proti 0,90 na hřišti samotném. Nejde o vadu návrhu. Jde o to, že se hodnotí jiná plocha. Kdo v nabídce uvidí rovnoměrnost pod nulou celou dvojkou, měl by se nejdřív zeptat, kudy ta plocha vede.

Devadesát jedna čísel na palubovce

Hlavní hrací plocha 28 × 15 m se kontroluje v rastru 13 × 7 bodů, tedy v 91 místech. Následující výkres je vypisuje všechna.

Čtěte to po řadách. Horní řada: 1040, 1037, 995, 973, 978, 991, 1007… Druhá řada odspodu: 1225, 1239, 1239, 1210, 1161, 1153, 1171… A úplně krajní řada dole zase jen 1106, 1132, 1118, 1080.

Obě podtržená čísla jsou extrémy: minimum 973 lx nahoře, maximum 1240 lx dole. Maximum ale neleží u čáry, nýbrž o dva metry dovnitř — přesně tam, kam míří strmější spodní řada (53,0°). Ta mělčí horní (43,0°) rozprostře stejný světelný tok na delší dráze, takže její polovina hřiště je klidnější a o dvě stě luxů tmavší.

Podíl minima ku průměru vychází 0,90, minima ku maximu 0,78. Devět desetin je na sportoviště výborná hodnota; znamená, že nejtmavší bod hřiště je jen o desetinu horší než průměr.

Když se plocha rozšíří na celkovou 32 × 19 m — hřiště i s výběhy za čárami — průměr klesne na 1008 lx, minimum na 711 lx a rovnoměrnost na 0,71. Výběhy za postranní čárou jsou vždy tmavší; hráč tam míč nedostihuje, jen doběhne.

Sedm kilowattů a jeden watt na sto luxů

Hala spotřebuje 7 099,2 W a vyrobí 936 717 lumenů. Na metr čtvereční základní plochy (789,75 m²) to je 8,99 W/m².

Samotný watt na metr ale o hospodárnosti nic neříká — hala s 300 lx bude mít vždy nižší číslo než hala s 900 lx. Proto výpočet uvádí i 1,00 W/m² na každých 100 lx. Tenhle údaj už porovnávat lze a jednička je u prostoru vysokého osm metrů velmi dobrá.

Jeden reflektor dává 26020 lm při 197,2 W, tedy zhruba 132 lm/W. Účinnost není rekordní; u namířených reflektorů se ale nesleduje jen ona. Rozhoduje, kolik z vyrobených lumenů skončí na hřišti a ne za ním.

Udržovací činitel 0,80

Výpočet počítá s tím, že se ze svítidel časem stane jen 0,80 původního výkonu. Zbylá pětina se ztratí stárnutím LED a prachem na čočkách. Uvedená čísla tedy nejsou stav po kolaudaci, ale nejhorší stav před další údržbou. Nový reflektor svítí o čtvrtinu víc.

V hale osm metrů vysoké je čištění reflektorů práce pro plošinu. Pokud investor plán údržby nemá, měl by si udržovací činitel nechat spočítat níž — jinak si po pěti letech koupil hřiště, které svítí o dvě stě luxů míň, než mu výpočet slíbil.

Co v tomhle výpočtu není

Poctivá studie se pozná i podle toho, co přizná. Tenhle report neobsahuje dvě věci, na které se vyplatí ptát.

Oslnění

Nikde není číslo pro oslnění — u sportovišť se značí GR. Přitom právě u namířených reflektorů je oslnění hlavní riziko. Hráč, který sleduje míč nad sebou nebo míří na koš, má hlavu zakloněnou a protější řadu reflektorů dostane do zorného pole. Řeší se to clonami a volbou úhlu, ale ověřit se to musí výpočtem, ne odhadem.

Požadovaná hodnota

Report nikde neuvádí, kolik luxů se vlastně požaduje. Vypočtených 1075 lx na hřišti je hodně — školní tělocvična pro tréninkový basketbal takovou hladinu obvykle nepotřebuje a dostat se na ni znamená platit za elektřinu každý den. Než se návrh podepíše, patří do zadání konkrétní úroveň hry: trénink, soutěž, nebo televizní přenos. Každá z nich má v normě jiné číslo.

Tady je dobré si uvědomit, že osvětlení sportoviště se dá stmívat. Reflektory s řízením 0–10 V udrží plný výkon pro zápas a pro odpolední trénink stáhnou příkon na polovinu. Sedm kilowattů je při dvou trénincích denně znát na faktuře.

Co znamenají jednotlivá čísla

Co si z toho odnést

Basketbalová hala 32,50 × 24,30 m se světlou výškou 8,000 m dostala 36 reflektorů podél obou delších stěn. Ani jeden nemíří kolmo dolů. Hřiště má 1075 lx při rovnoměrnosti 0,90 a svislou osvětlenost 511 až 736 lx.

Tři věci, které si z výpočtu odnesu já:

Reflektory patří ke stěnám, ne nad hřiště. Míč a pohled hráče mají strop pro sebe.

Odrazivost povrchů je součást soustavy. 223 z 896 luxů přichází odrazem. Tmavší strop by tuhle halu poškodil víc než výpadek několika svítidel.

Rovnoměrnost bez uvedení plochy je prázdné číslo. Stejná hala má 0,90 na hřišti, 0,71 i s výběhy a 0,211 přes celou místnost včetně koutů u zdi.

Reflektory z tohohle návrhu najdete pod LED reflektor. Návrh osvětlení tělocvičny nebo sportovní haly vám připravíme zdarma.