Utvikling av et nytt konsept for banebelysning

Abstract

Masteroppgaven går ut på å utvikle et nytt konsept for banebelysning, som skal gi publikum og spillere en bedre opplevelse enn med dagens løsninger. Dette kan gjøres ved å skape et belysningsanlegg som gir et jevnere lys på spilleflaten og utnytter lyskilden bedre enn dagens løsninger. Konseptet baserer seg på å styre lyset ved bruk av speil og er utviklet for å være modulbasert og skalerbart. Dette er for å sikre at det er egnet for oppgradering av eksisterende lysanlegg samtidig som det er egnet for integrering i nye stadionanlegg. Målet med arbeidet har vært å danne både et teknisk og et designgrunnlag som kan benyttes til den videre utviklingen av et dynamisk belysningskonsept for sportsarenaer. Det er flere utfordringer knyttet til utviklingen av dette dynamiske lyssystemet. Mange av problemene har vært knyttet til speil og styringsmekanisme, noe som er naturlig da dette skal sørge for essensielle egenskaper ved konseptet. Flere av disse har vært tilknyttet speilets egenskaper, da det er utviklet konsepter basert på bruk av både vanlige og fleksible speil. For å sikre at konseptet skulle bli så bra som mulig, har det vært nødvendig og benytte seg av en rekke metoder. For å sikre at valgene som ble tatt underveis var de beste for konseptets helhet ble blant annet Pugh’s metode benyttet. En annen viktig metode i dette arbeidet har vært bruken av prototyping. Dette ble benyttet på et tidlig stadium for å få innsikt i hvordan lys og speil oppfører seg i praksis. Utviklingen besto av flere trinn, og den startet med bakgrunnsundersøkelser om emnet for å danne et grunnlag for ønskede spesifikasjoner. Videre gikk veien via en funksjonsanalyse, og ut ifra denne ble det utviklet et design som senere i prosessen ble videreutviklet og redesignet. For begge design ble det utviklet en prototype, den første er basert på bruk av flere speil og den andre prototypen er basert på bruken av et fleksibelt speil. Hvor den andre utgaven ble benyttet som grunnlag for veien videre mot et fullskala design forslag. Det har blitt utført tester i form av både praktiske forsøk og ved bruk av dataprogramvare. Praktiske tester ble utført med den andre utgaven av prototypen og tilsvarende oppsett ble benyttet for datasimuleringen. Siden det var en del usikkerhet knyttet til flere parametere ved testingen og simuleringene, ble ikke resultatene sammenlignet direkte. Dermed ble lysbildets fasong og trender ved lysfordelingen benyttet som sammenligningsgrunnlag. Konseptet som har blitt utviklet har potensiale, men det gjenstår betydelige mengder utredning og utvikling før det er klart for kommersialisering. Videre arbeid må spesielt rettes mot utviklingen av lyskilde med spesifikasjoner tilpasset dette konseptet. Samsvaret mellom trender og lysbildets fasong fra testingen og simuleringen er lovende, noe som gir en god indikasjon på at det er hold i konseptets tenkte funksjon. Dessuten viser det at datasimuleringer kan benyttes som testplattform for en fullskala løsning frem mot en eventuell produksjon av en fullskala prototype er aktuellt.

This master thesis regards the development of a new concept for illumination of sportsfields, which will give both the spectators and players a better experience than current solutions. This can be done by creating a lighting system that provides a more uniform light on the field and utilizes the light source better than current solutions. The concept is based on directing light using mirrors and is developed to be modular and scalable. This to ensure that it‘s suitable for upgrading existing lighting installations as well as being suitable for integration with new stadium facilities. The aim of this thesis has been to form both a technical and design foundation that can be used for further development of a dynamic lighting concept for sports stadiums. There are several challenges associated with the development of this dynamic lighting system. Many of the problems has been related to mirrors and the steering mechanism, which is natural since these are essential properties of the concept. Several of these have been associated with mirror properties, as it have been developed concepts based on the use of both conventional and flexible mirrors. To ensure that the concept would be as good as possible, it has been necessary to use a variety of methods. In order to ensure that the choices taken along the way was the best for the overall concept was among others Pugh‘s method used. Another important method in this work has been the use of prototyping. This was put to use in an early stage of the proses in order to gain insight into how light and mirrors behaves in real life. The development consisted of several stages, and started with background research on the topic to form a foundation for the desired specifications. Further by a functional analysis, a design was developed which later in the proses was refined and redesigned. For both designs a prototype was developed, where the first one was based on multiple mirrors and the second one was based on a flexible mirror. The second edition was used as a foundation towards a full-scale design proposal. Tests have been carried out in terms of both practical experiments and by using computer software. Practical tests with the second prototype edition and computer simulations were performed using a corresponding setup. Since there was some uncertainties associated with several parameters in the testing and simulations, the results were not compared directly. Thus, the shape of the projected light and trends for the light distribution was used as a basis for the comparison. The concept that has been developed has potential, but it remains significant amounts of evaluation and development before it‘s ready for commercialization. Further work must specifically be directed towards the development of a light source with specifications adapted to this concept. The correspondence between trends and the shape of the projected light from the testing and simulation is promising, and thereby supporting the function of concept. Furthermore it shows that computer simulations can be used as a test platform for a full-scale solution towards an potential production of a full-scale prototype.