Glare Rating GR ในสนามกีฬากลางแจ้ง: การคำนวณและออกแบบให้ GR ≤ 50

Glare Rating GR ในสนามกีฬากลางแจ้ง: หลักการคำนวณและการออกแบบให้ GR ≤ 50

Glare Rating (GR) เป็นค่าดัชนีที่กำหนดโดย CIE (Commission Internationale de l’Eclairage) เพื่อวัดความรู้สึกรบกวนที่เกิดจากแสงสว่างจ้าในสนามกีฬากลางแจ้ง แตกต่างจาก UGR (Unified Glare Rating) ที่ใช้สำหรับสภาพแวดล้อมในร่ม GR ออกแบบมาเฉพาะสำหรับสนามกลางแจ้งที่มีเสาไฟสูงและโคมไฟ Floodlight กำลังสูง

สูตรคำนวณ GR

GR คำนวณจากสูตร: GR = 27 + 24 log(Lvl / Lve^0.9)

โดยที่:

• Lvl = Luminance เฉลี่ยของแหล่งกำเนิดแสงทั้งหมดที่ผู้สังเกตมองเห็น (Luminance of the Veil)
• Lve = Luminance เฉลี่ยของพื้นหลัง (Background Luminance) ในพื้นที่รอบผู้สังเกต

ค่า GR มีช่วง 10-90 โดย:

• GR ≤ 10: ไม่มี Glare เลย (สว่างมาก)
• GR 10-20: Glare ที่มองไม่เห็น (Imperceptible)
• GR 20-30: Glare เล็กน้อย (Just perceptible)
• GR 30-40: Glare ที่ยอมรับได้ (Acceptable)
• GR 40-50: Glare รบกวนพอสมควร (Disturbing)
• GR > 50: Glare รบกวนอย่างรุนแรง (Intolerable)

มาตรฐาน EN 12193 สำหรับ GR สูงสุด

ปัจจัยที่ส่งผลต่อค่า GR

ค่า GR ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ซึ่งนักออกแบบสามารถควบคุมได้:

1. ความสูงของเสาไฟ (Mast Height)

ยิ่งเสาสูง โคมไฟก็อยู่ห่างจากระนาบสายตาของผู้สังเกตมากขึ้น ค่า Luminous Intensity ที่เข้าตาลดลง ส่งผลให้ GR ลดลง เสาสูง 30 เมตรให้ GR ต่ำกว่าเสาสูง 15 เมตรที่ใช้โคมไฟกำลังเท่ากันอย่างมีนัยสำคัญ

โดยทั่วไป: เสาสูงขึ้น 2 เท่า → GR ลดลง 3-5 หน่วย

2. Beam Angle และ Aiming Angle

โคมไฟที่มี Narrow Beam ส่งพลังงานไปยังพื้นที่เป้าหมายได้ดีกว่า แต่ถ้า Aiming Angle สูงเกินไป (โคมหันขึ้นหาฟ้ามาก) แสง Spill เข้าตาผู้ชมและผู้เล่นมาก GR สูงขึ้น มุม Aiming ที่เหมาะสมคือไม่เกิน 65-70 องศาจากแนวตั้ง (Nadir)

3. Shielding และ Cut-off Angle

การใช้ Visor (แผ่นบัง) เพิ่มเติมที่โคมไฟสามารถลด Luminous Intensity ในมุมสูงได้ 50-70% แต่จะลด Efficacy และ Illuminance บนพื้นสนามด้วยเล็กน้อย ต้องสมดุลระหว่าง GR Control กับ Lighting Level

4. Luminaire Spacing

การกระจายโคมไฟออกหลาย ๆ จุดด้วยกำลังต่ำกว่า ให้ GR ต่ำกว่าการรวมโคมไฟกำลังสูงไว้ที่เสาน้อย ๆ ต้น เพราะ Luminous Intensity จากแต่ละโคมน้อยลง แม้จำนวนโคมไฟมากขึ้น

ตัวอย่างการคำนวณ GR สำหรับสนามฟุตบอล

สำหรับสนามฟุตบอลขนาดมาตรฐาน (105×68 ม.) ใช้เสา 4 ต้นสูง 30 เมตร:

• โคมไฟ 8 ดวงต่อเสา = 32 ดวงรวม
• กำลัง 1,000W LED ต่อดวง (Luminous Flux ≈ 150,000 lm ต่อดวง)
• ผู้สังเกตยืนกลางสนาม มองไปทางเสาไฟ
• ค่า GR คำนวณจาก Software DIALux: GR = 47
• ผ่านมาตรฐาน GR ≤ 50 แต่ถ้าต้องการลดเพิ่มเติม อาจเพิ่มความสูงเสาเป็น 35 เมตร

GR สำหรับผู้เล่นและผู้ชม: สองมุมมองที่ต่างกัน

ค่า GR ที่คำนวณสำหรับผู้เล่น (Player Position) และผู้ชม (Spectator Position) มักต่างกัน เพราะ:

• ผู้เล่นมองในทิศทางต่าง ๆ ขณะเล่น GR คำนวณจากทุกทิศทางหลัก (4 ทิศ)
• ผู้ชมนั่งในทิศทางที่แน่นอน (หันหน้าไปสนาม) GR คำนวณจากมุมมองผู้ชม
• โดยทั่วไป GR สำหรับผู้ชมต่ำกว่า GR สำหรับผู้เล่น เพราะผู้ชมอยู่ห่างจากเสาไฟมากกว่า

Software สำหรับคำนวณ GR

ซอฟต์แวร์ที่รองรับการคำนวณ GR ตามมาตรฐาน CIE 112:

• DIALux EVO — ฟรี รองรับ GR Calculation สำหรับ Outdoor Sports
• Relux Desktop — ฟรี มี GR Analysis ครบถ้วน
• AGi32 — มาตรฐานสำหรับ Lighting Consultant ระดับมืออาชีพ
• Specter — ใช้ในโครงการสนามกีฬาระดับนานาชาติ

สรุป

GR เป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ขาดไม่ได้ในออกแบบแสงสำหรับสนามกีฬากลางแจ้ง การควบคุม GR ≤ 50 ตามมาตรฐาน EN 12193 ต้องอาศัยการเลือกความสูงเสาที่เหมาะสม การควบคุม Aiming Angle และ Beam Pattern ของโคมไฟ พร้อมกับการยืนยันผลด้วยซอฟต์แวร์ Simulation ก่อนการติดตั้งจริง