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施設報告

横浜スタジアムの照明設備 - プロ野球屋外ナイター球場照明設備初のLED化 -

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国内営業本部 営業技術部 LCS

キーワード

横浜スタジアム,LED,日本初,省エネ,高効率,ハイビジョン撮影,ハイスピードカメラ,調光

1.はじめに

プロ野球のナイトゲームは,1948年に横浜スタジアムの前身である横浜公園球場(横浜公園平和野球場)で初めて開催され,1978年にはその跡地に「横浜スタジアム」が建設された。

当初の横浜スタジアムのナイター照明は,1000Wメタルハライドランプと700W高圧ナトリウムランプの混光照明だったが,2000年~2001年にハイビジョン対応と照度アップのため,高演色形と高効率形の1500Wメタルハライドランプに全面改修が行われた。

プロ野球の屋外ナイター照明設備が全面的にHIDからLED化されたのは,今回紹介する「横浜スタジアム」が日本初である。日本のナイター照明発祥の地に立つ「横浜スタジアム」は,プロ野球屋外球場のLED照明によるナイトゲーム開催の幕開けの地ともなる(図1,図2,図3)。

図1 昼の全景

図1 昼の全景

図2 夜の全景1

図2 夜の全景1

図3 夜の全景2

図3 夜の全景2

2.照明計画

2.1 設計コンセプト

当該球場の照明設計は,次の点に留意して行った。

  1. 必要な照度を確保しつつ,全体の消費電力を削減すること。
  2. 照明鉄塔の重量負荷を軽減すること。
  3. ハイビジョン撮影に適応した演色性を実現すること。

そこで今回,これらの目的の達成に適した照明器具として,高効率の760W高演色形LED投光器(LEDioc FLOOD DUELL™)を採用することにした。この投光器の製品仕様を表1に示す。

表1 製品仕様(LEDioc FLOOD DUELL)
器具外形寸法 547mm×542mm,前面径:ø461mm
入力電圧 200V
周波数 50/60Hz共用
入力電流 3.9A
消費電力 760W
電気容量 780VA
質量 器具本体:18kg,電源装置:12kg
塗装 重耐塩塗装
配光種類 中角配光,広角配光,超広角配光
定格光束 85000ℓm
固有エネルギー消費効率 111.8ℓm/W
色温度 5000K
平均演色評価数 Ra80
光束維持率 85%
LEDモジュール寿命 40000時間
使用周囲温度 -20℃~+35℃
(一時的に50℃まで温度上昇する場所での使用可)
点灯制御 パターン・グループ・個別点灯及び調光制御可能
初期照度補正機能 標準装備
調光可能 100%~25%
設置台数 660台

2.2 照明設計

配光は,中角・広角・超広角配光の3種類を使い分け,中角配光は主に水平面照度を確保する目的で使用し,広角配光,超広角配光は,主に水平面照度と空間照度を確保する目的で使用し,プロ野球開催時の設計照度(バッテリー:2,750ℓx以上,内野:2,000ℓx以上,外野:1,650ℓx以上)を確保するように,器具選定及びエイミングを行った。

屋外照明設備及び付帯設備の設置台数を表2に示す。

表2 屋外照明設備一覧
仕様 数量(台)
グラウンド照明 LED760W投光器(中角配光)
(LEDioc FLOOD DUELL)
362
LED760W投光器(広角配光)
(LEDioc FLOOD DUELL)
200
LED760W投光器(超広角配光)
(LEDioc FLOOD DUELL)
98
同上用LED定電流電源装置 660
イベント用観客席照明 LED80W投光器(広角配光・電球色)
(LEDioc FLOOD BLITZ™)
24
主制御装置 スイッチパネル+タッチパネル
(ITACS™(アイタックス)LBシステム)
1
副制御装置 タッチパネル+押ボタン 1

3.照明設備

3.1 設備概要

既設照明設備は1500Wメタルハライドランプ708台(高演色形402台,高効率形306台)を,高効率の760W高演色形LED投光器(固有エネルギー消費効率111.8ℓm/W)660台に改修し,総消費電力を約56%削減した。器具台数を減らす一方で,プロ野球開催に必要な照度を既設同等以上に確保した。また,初期照度補正機能により,設置初期から寿命末期まで設計照度を保ちつつ,初期の電気使用量の削減を可能にした(図4,図5)。

LED電源装置は,LED器具とLED電源装置間の配線長を50mまで可能な別置形電源装置を使用することで,鉄塔下部に電源装置を設置することが可能となり,鉄塔の重量負荷を軽減した(図6)。

ハイビジョン撮影に対応した平均演色評価数Ra80のLEDを採用し,スーパースロー再生で用いられるハイスピード撮影時の明暗を繰り返す「ちらつき」を独自の電源回路設計により防止し,フリッカレス点灯を実現した。

図4 照明鉄塔全景

図4 照明鉄塔全景

図5 LED投光器

図5 LED投光器

図6 LED電源装置

図6 LED電源装置

3.2 点灯パターン

野球は,野球1(プロ野球点灯)~野球5までの5パターンでの照明点灯が可能で,アメフトは,アメフト1~アメフト3までの3パターン,その他に,外野を除く4基を点灯させたイベント1~イベント5の5パターンが点灯可能である。

全照明を点灯させる野球1(プロ野球点灯)以外の点灯パターンは,すべて間引き点灯で行うようにした。これは,低い照度レベルの点灯時に,少しでも使用電力量を削減したい意図からである。

なお,間引き点灯時においても,各点灯パターンで照度均斉度は満足するものとしている。

3.3 イベント用観客席照明

図7 LED80W投光器(イベント用観客席照明)

図7 LED80W投光器(イベント用観客席照明)

スタジアムをコンサートなどのイベントに使用する時に,観客席を照らす照明としてLED80W投光器(電球色)を設置した。今までは,非常用照明として設置していた500Wハロゲン投光器をイベントの時に使用していたが,新たにLED80W投光器(電球色)を設置することにより,イベント用と非常用で照明を使い分けられるようにした(図7)。

3.4 照明制御システム

図8 主照明制御盤

図8 主照明制御盤

本施設では,LED照明の能力を最大限に生かせる照明制御システムを採用した(図8)。既設照明制御盤では,グラフィックパネルにより照明の点灯状態を確認していたが,今回採用した照明制御システムにより19インチタッチパネルで点灯確認が出来るようになった。スイッチ操作パネルの他に,このタッチパネルからも照明の点灯・消灯・調光や分電盤の故障監視を行うことが可能である。

調光制御は100%~25%まで可能で,イベント時や電力供給が不安定な時の節電対策には,調光してパターン点灯を行うことが可能である。

新たに追加された電力積算機能により,1日,1ヶ月,1年単位で使用した電力のグラフ表示や,CSVファイル出力により管理することが可能である。また,点灯積算時間機能を使用して,初期照度補正を照明制御盤で行っている。

図9 副照明制御盤

図9 副照明制御盤

主照明制御盤の他に,利用頻度の高いパターン制御の点灯・消灯を行うため,副照明制御盤の改修も行った(図9)。既設副照明制御盤では,押ボタンスイッチで点灯・消灯を行っていたが,今回,新たに納めた副照明制御盤は,押ボタンスイッチでの点灯・消灯の他,カラー液晶タッチパネルからの点灯・消灯・調光制御が行うことが可能で,操作性が向上した。

3.5 付帯設備

図10 1塁側ブルペン(フランチャイズ)

図10 1塁側ブルペン(フランチャイズ)

1塁側ブルペン(フランチャイズ),3塁側ブルペン(ビジター),屋内練習場の3施設においても,グラウンド照明と同様にLED化を行った(図10~図12)。

1塁側・3塁側ブルペンは,高さ4.5m程度のところに設置されていた1000W・400Wメタルハライドランプと高天井照明器具の組み合わせを,LED170Wアイランプと高天井照明器具の組み合わせに改修した。低ワットのLEDランプを使用し,器具台数を増やすことで,空間照度と照度均斉度を向上させた。照明環境の向上と共に,総消費電力を1塁側ブルペンは57%,3塁側ブルペンは59%削減した。

図11 3塁側ブルペン(ビジター)

図11 3塁側ブルペン(ビジター)

図12 屋内練習場

図12 屋内練習場

屋内練習場は,高さ8.5m程度のところに設置されていた1000W・700Wメタルハライドランプと高天井照明器具の組み合わせを,LED650W高天井照明器具に改修した。超広角配光を使用することにより,器具総台数を60台から50台に削減しつつ,空間照度と照度均斉度を向上させた。照明環境の向上と共に,総消費電力を38%削減した。

屋内照明設備の設置台数を表3に示す。

表3 屋内照明設備一覧
仕様 数量(台)
1塁側ブルペン 器具:LED高天井照明器具
  セード形式:SAW415
  ガード形式:GSAM41
光源:LEDioc® LED アイランプ® SP 170W
  ランプ形式:LDRS170N-W-E39/HBA
56
3塁側ブルペン 器具:LED高天井照明器具
  セード形式:SAW415
  ガード形式:GSAM41
光源:LEDioc® LED アイランプ® SP 170W
  ランプ形式:LDRS170N-W-E39/HBA
37
屋内練習場 器具:LED高天井照明器具(超広角配光)
  (LEDioc HIGH-BAY DUELL™)
光源:LED650W タイプ
50

4.おわりに

現地調査,照明実験,試験設置,商品開発を行い,要求事項を満足する照明器具・照明環境を納めることができた。

最後に,本照明設備の納入にあたり,ご指導,ご協力頂きました関係各位に深く御礼申し上げる。

この記事は弊社発行「IWASAKI技報」第33号掲載記事に基づいて作成しました。
(2015年11月4日入稿)


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