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人造草坪的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與FIFA品質(zhì)概念

來(lái)源：華東理工大學(xué)　　　　　　　作者：林珩，傅樂峰，鄭柏存　　　　　　　 時(shí)間：2011-04-07

    人造草坪的應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的歷史。傳統(tǒng)意義上認(rèn)為，人造草坪的發(fā)展源于天然草自身的局限性。然而，早期的人造草坪并不是為足球而設(shè)計(jì)的，因此在人工場(chǎng)地上進(jìn)行高水平比賽的觀念并沒有完全被足球界接受。直到專門為足球設(shè)計(jì)的草坪出現(xiàn)，這種觀念才有所轉(zhuǎn)變，甚至最新一代的人造草坪被認(rèn)為是迄今為止最適合于足球的草坪。 


    國(guó)際足聯(lián)（FIFA）認(rèn)識(shí)到，隨著足球運(yùn)動(dòng)在全球普及，氣候的局限變得越來(lái)越突出，天然草坪已無(wú)法滿足處于惡劣氣候條件國(guó)家的需要。隨著新一代人造草坪球場(chǎng)的開發(fā)，F(xiàn)IFA認(rèn)識(shí)到人造草坪球場(chǎng)可以給足球運(yùn)動(dòng)帶來(lái)極大的推動(dòng)，這不僅體現(xiàn)在其遠(yuǎn)優(yōu)于天然草的耐候性，還因?yàn)槠淇梢匀旌蜻B續(xù)使用。因此，F(xiàn)IFA提出了人造草坪足球場(chǎng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)——人造草坪品質(zhì)概念(FIFA quality concept for artificial turf)，并從2001年開始推動(dòng)人造草坪場(chǎng)地“FIFA推薦標(biāo)志”的認(rèn)證。


1、 FIFA品質(zhì)概念的級(jí)別和測(cè)試內(nèi)容


    FIFA人造草坪品質(zhì)概念分為FIFA推薦2星和FIFA推薦1星兩類級(jí)別，其中2星可以舉辦FIFA的任何決賽階段的比賽和歐足聯(lián)（UEFA）的最高級(jí)別賽事，而1星則主要是用來(lái)舉辦FIFA初級(jí)比賽和其他類型的活動(dòng)。


    FIFA推薦標(biāo)志只頒發(fā)給那些通過了一系列嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室及場(chǎng)地測(cè)試的人造草坪足球場(chǎng)，而不僅是單塊草皮，因此，制造商首先必須通過實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，包括產(chǎn)品鑒定、耐久性、耐侯性、球員（或球）與草皮表面的相互作用性能等測(cè)試。通過了這些測(cè)試后，對(duì)所有鋪裝好的足球場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，其中包括場(chǎng)地結(jié)構(gòu)測(cè)試以及測(cè)試球員（或球）與草皮表面的相互作用性能等。


2、 FIFA品質(zhì)概念的測(cè)試方法


2.1實(shí)驗(yàn)室測(cè)試


    實(shí)驗(yàn)室測(cè)試內(nèi)容包括產(chǎn)品鑒定、耐久性、耐候性、球員/草皮相互作用以及球/草皮相互作用測(cè)試。


1. 測(cè)試條件


    實(shí)驗(yàn)室中的測(cè)試溫度為23±2℃，實(shí)驗(yàn)樣本在該溫度下存放至少3小時(shí)后進(jìn)行測(cè)試，且測(cè)試應(yīng)使用FIFA指定用球。


2. 產(chǎn)品鑒定


    產(chǎn)品鑒定主要包括對(duì)草皮、緩沖墊和填充物等的鑒定，具體測(cè)試方法如表1所示。

 

 

表10 獲得品質(zhì)認(rèn)證的場(chǎng)地?cái)?shù)量與分布
區(qū)域
FIFA推薦2星
FIFA推薦1星
歐洲（UEFA）
19
52
亞洲（AFC）
0
19
大洋洲（OFC）
0
0
非洲（CAF）
1
2
北美洲（CONCACAF）
0
8
南美洲（CONMEBOL）
4
1

    從表10可以看出，歐洲人造草坪場(chǎng)地通過認(rèn)證的數(shù)量最多、級(jí)別最高；亞洲僅有19塊場(chǎng)地通過1星級(jí)別認(rèn)證，而中國(guó)尚無(wú)通過FIFA品質(zhì)認(rèn)證的場(chǎng)地。2006年9月4日，中國(guó)足協(xié)特邀FIFA品質(zhì)認(rèn)證官員Lars Bretscher和Nigel Fletcher及技術(shù)顧問Dr. Eric Harrison，向與會(huì)的人造草坪制造與鋪設(shè)企業(yè)代表、足球教練員介紹FIFA足球場(chǎng)品質(zhì)概念及認(rèn)證程序。隨著中國(guó)人造草坪行業(yè)的發(fā)展，筆者相信將出現(xiàn)追求卓越品質(zhì)的企業(yè)積極申請(qǐng)F(tuán)IFA品質(zhì)認(rèn)證，并期待通過推行FIFA品質(zhì)概念，遏制中國(guó)人造草坪行業(yè)良莠不齊、魚目混珠的現(xiàn)象。

 

表1 人造草絲產(chǎn)品鑒定及質(zhì)量控制要求
測(cè)試對(duì)象
測(cè)試性能
測(cè)試方法
實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與場(chǎng)地測(cè)試的差別
FIFA推薦2星
FIFA推薦1星
足球場(chǎng)草皮
和草絲
單位面積質(zhì)量
ISO 8543
<±10%
<±10%
單位面積草絲數(shù)
ISO 1763
<±10%
<±10%
草絲拔出力
ISO 4919
<-10%
<-10%
草絲長(zhǎng)度
ISO 2549
<±5%
<±5%
草絲質(zhì)量
ISO 8543
<±10%
<±10%
草絲物性
DSC
—
—
填充物
層厚
EN 1969
<±15%
<±15%
填充物物性
顆粒大小
EN 933-Part 1
<±20%
<±20%
顆粒形狀
prEN 14955
<±20%
<±20%
體積密度
EN 13041
<±15%
<±15%
橡膠顆粒
有機(jī)物含量
TGA
—
—
無(wú)機(jī)物含量
殘留物表面改變
FIFA 12/05-01
—
—
砂粒緩沖層
單位面積質(zhì)量
EN 430
<±100gm2
<±100gm2
抗壓模量
EN 604
<±10%
<±10%
拉伸強(qiáng)度
EN 12230
<±10%
<±10%
厚度
EN 1969
<±15%
<±15%
地基層
顆粒大小
EN 933-Part 1
<±20%
<±20%
顆粒形狀
prEN 14955
<±20%
<±20%

 

3. 耐久性測(cè)試


    耐久性測(cè)試包括抗磨損性以及連接強(qiáng)度測(cè)試。

      
    抗磨損性：草皮用人工方法磨損（模擬磨損5年的情況），并測(cè)試以下內(nèi)容：震動(dòng)吸收、垂直變形、球垂直反彈以及旋轉(zhuǎn)阻力（如表2）。

表2 抗磨損性測(cè)試內(nèi)容
測(cè)試性能
測(cè)試方法
品質(zhì)指標(biāo)
抗磨損性
EN 13672
測(cè)試磨損后樣品的震動(dòng)吸收、垂直變形、球垂直反彈以及旋轉(zhuǎn)阻力

 

    連接強(qiáng)度：測(cè)量縫合處或者粘結(jié)點(diǎn)被破壞時(shí)所記錄的力的最大值（如表3）。

表3 連接強(qiáng)度測(cè)試內(nèi)容
測(cè)試性能
測(cè)試方法
測(cè)試條件
品質(zhì)指標(biāo)
FIFA推薦2星
FIFA推薦1星
縫合處
EN 12228和EN 13744
老化前
1000 N/100 mm
1000 N/100 mm
熱水浸漬
粘結(jié)點(diǎn)
EN 12228和EN 13744
老化前
25 N/100 mm
25 N/100 mm

 

4. 耐候性測(cè)試


     耐候性測(cè)試模擬環(huán)境主要包括紫外線、水、熱，測(cè)試草絲的色牢度、抗磨損和連接強(qiáng)度（如表4）。

表4 耐候性測(cè)試內(nèi)容
測(cè)試對(duì)象
測(cè)試性能
測(cè)試方法
品質(zhì)指標(biāo)
FIFA推薦2星
FIFA推薦1星
人造草坪
色牢度
EN ISO 20105-A02
>灰度3
>灰度3
模擬環(huán)境下的磨損情況
肉眼觀察或拍照
—
—
人造草絲
拉伸強(qiáng)度
EN 13864
老化前后相差<50％
老化前后相差<50％
聚合物填料
色牢度
EN ISO 20105-A02
>灰度3
>灰度3

 

5. 球員/草皮相互作用測(cè)試


    球員/草皮相互作用測(cè)試（如表5）包括震動(dòng)吸收、垂直變形（如圖5 A）、旋轉(zhuǎn)阻力（如圖5 B）和抗滑性（如圖5 C）測(cè)試，另外FIFA推薦2星標(biāo)準(zhǔn)還包括皮膚磨損和皮膚摩擦力（如圖5 D）測(cè)試。


震動(dòng)吸收：測(cè)試球員在草皮上奔跑時(shí)場(chǎng)地吸收沖擊的能力。


垂直變形：測(cè)試草皮在受到?jīng)_擊時(shí)的穩(wěn)定性。
 

旋轉(zhuǎn)阻力：根據(jù)球員轉(zhuǎn)變方向時(shí)的能力測(cè)試鞋底和草皮之間另一類相互作用。


抗滑性：測(cè)試鞋底在草皮上的抓地能力。

皮膚磨損：測(cè)試球員滑倒時(shí)草皮對(duì)球員皮膚的磨損性。


皮膚摩擦力：測(cè)試球員滑倒時(shí)草皮對(duì)球員皮膚的摩擦力

表5 球員/草皮相互作用測(cè)試內(nèi)容
測(cè)試性能
測(cè)試方法
測(cè)試條件
品質(zhì)指標(biāo)
準(zhǔn)備
溫度
環(huán)境
FIFA推薦2星
FIFA推薦1星
震動(dòng)吸收
FIFA 04/05-1和FIFA 10/05-1
平足沖擊2/3次平均值
預(yù)測(cè)試
23℃
干
60%-70%
55%-70%
濕
－
抗磨損
23℃
干
55%-70%
－
40℃
干
－
平足沖擊1次
－
-5℃
冷凍
60%-70%
－
垂直變形
FIFA 05/05-1和FIFA 10/05-1
平足沖擊2/3次平均值
預(yù)測(cè)試
23℃
干
4mm-8mm
4mm-9mm
濕
－
抗磨損
23℃
干
4mm-9mm
旋轉(zhuǎn)阻力
FIFA 06/05-1和FIFA 10/05-1
 
預(yù)測(cè)試
23℃
干
30Nm-45Nm
25Nm-50Nm
濕
－
抗磨損
23℃
干
25Nm-50Nm
線性摩擦－飾紐減速值
FIFA 07/05-1
 
預(yù)測(cè)試
23℃
干
3.0g-5.5g
3.0g-6.0g
濕
－
線性摩擦－飾紐滑行值
預(yù)測(cè)試
23℃
干
130-210
120-220
濕
－
皮膚/草皮表面摩擦
FIFA 08/05-1
 
預(yù)測(cè)試
23℃
干
0.35-0.75
－
皮膚摩擦力
FIFA 09/05-1
 
預(yù)測(cè)試
23℃
干
±30%
－

 

6. 球/草皮相互作用測(cè)試


    球/草皮相互作用測(cè)試（如表6）包括球的垂直反彈（如圖6 A）、傾角反彈（如圖6 B）和滾動(dòng)（如圖6 C）測(cè)試。


垂直反彈：測(cè)試草皮對(duì)球的彈性。


傾角反彈：測(cè)量球和草皮間復(fù)雜的相互作用時(shí)（包括球和草皮的摩擦力）的沖擊力、水平速度和球垂直回彈性。


滾動(dòng)：結(jié)合球和草皮的摩擦力，測(cè)量球在草皮上的滾動(dòng)速度。

表6 球/草皮相互作用測(cè)試內(nèi)容

測(cè)試性能
測(cè)試方法
測(cè)試條件
品質(zhì)指標(biāo)
準(zhǔn)備
溫度
環(huán)境
FIFA推薦2星
FIFA推薦1星
垂直反彈
FIFA 01/05-1和FIFA 09/05-1
預(yù)測(cè)試
23℃
干
0.60m-0.85m
0.60m-1.0m
濕
－
抗磨損
23℃
干
0.60m-1.0m
傾角反彈
FIFA 02/05-1
預(yù)測(cè)試
23℃
干
45%-60%
45%-70%
濕
45%-80%
45%-80%
滾動(dòng)
FIFA 03/05-1
預(yù)測(cè)試
23℃
干
4m-8m
4m-10m
濕
－

 

2.2場(chǎng)地測(cè)試


    場(chǎng)地測(cè)試內(nèi)容包括產(chǎn)品鑒定、場(chǎng)地結(jié)構(gòu)、球員/草坪相互作用以及球/草坪相互作用測(cè)試。


1. 產(chǎn)品鑒定


    產(chǎn)品鑒定測(cè)試內(nèi)容參見實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中的相關(guān)部分（如表1）。


2. 場(chǎng)地結(jié)構(gòu)測(cè)試


    場(chǎng)地結(jié)構(gòu)測(cè)試主要包括坡度、平坦度和基層滲透性測(cè)試（如表7）。
 

    坡度：測(cè)試場(chǎng)地坡度。
 

    平坦度：測(cè)試場(chǎng)地平坦度。
 

    基層滲透性：測(cè)試基層滲透性能，使水自由地從草皮中排出（如圖7）。

表7 場(chǎng)地結(jié)構(gòu)測(cè)試內(nèi)容
測(cè)試性能
測(cè)試方法
測(cè)試條件
品質(zhì)指標(biāo)
草坪表面規(guī)整度
EN 13036
3m直邊
<10 mm
坡度
檢測(cè)員級(jí)別
－
<1%（推薦<0.5%）
基層滲透性
EN 12616
－
>180 mm/h
基層表面規(guī)整度
EN 13036
3m直邊
<10 mm
300mm直邊
<2 mm

 

3. 球員/草坪相互作用測(cè)試


    球員/草坪相互作用測(cè)試內(nèi)容如表8所示，方法參見實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中的相關(guān)部分（如圖5中A、B、C）。

表8 球員/草坪相互作用測(cè)試內(nèi)容
測(cè)試性能
測(cè)試方法
測(cè)試條件
FIFA推薦2星
FIFA推薦1星
震動(dòng)吸收
FIFA 04/05-1
平足沖擊2/3次平均值
60%-70%
55%-70%
垂直變形
FIFA 05/05-1
平足沖擊2/3次平均值
4mm-8mm
4mm-9mm
旋轉(zhuǎn)阻力
FIFA 06/05-1
 
30Nm-45Nm
25Nm-50Nm
線性摩擦－飾紐減速值
FIFA 07/05-1
 
3.0g-5.5g
3.0g-6.0g
線性摩擦－飾紐滑行值
FIFA 08/05-1
 
130-210
120-220

 

4. 球/草坪相互作用測(cè)試


    球/草坪相互作用測(cè)試內(nèi)容如表9所示，方法參見實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中的相關(guān)部分（如圖6）。

表9 球/草坪相互作用測(cè)試內(nèi)容
測(cè)試性能
測(cè)試方法
測(cè)試條件
FIFA推薦2星
FIFA推薦1星
垂直反彈
FIFA 01/05-1
－
60cm-85cm
60cm-100cm
傾角反彈
FIFA 02/05-1
干
45%-60%
45%-70%
濕
45%-80%
45%-80%
滾動(dòng)
FIFA 03/05-1
最初評(píng)估
4m-8m
4m-10m
12個(gè)月后
4m-10m
 
 3、國(guó)際足聯(lián)與歐足聯(lián)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的比較

    國(guó)際足聯(lián)（FIFA）的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要參考EN和ISO標(biāo)準(zhǔn)，而歐足聯(lián)（UEFA）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)則是基于ISSS測(cè)試足球場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)而產(chǎn)生。下面分別闡述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的不同之處，相同或類似之處則不在贅述。

球的垂直反彈：FIFA標(biāo)準(zhǔn)以反彈高度占下落高度的百分比為參考依據(jù)，而UEFA標(biāo)準(zhǔn)則是以球反彈的絕對(duì)高度為參考依據(jù)。

球的滾動(dòng)距離：FIFA標(biāo)準(zhǔn)采用計(jì)時(shí)器記錄球的減速情況和滾動(dòng)速度，而UEFA標(biāo)準(zhǔn)則主要記錄球的速度變化。
 
球的傾角反彈：FIFA標(biāo)準(zhǔn)采用25º仰角、50±1kmp的初速度發(fā)射球，而UEFA標(biāo)準(zhǔn)采用15º仰角、55±5kmp的初速度發(fā)射球。

震動(dòng)吸收或力衰減：FIFA標(biāo)準(zhǔn)可選用的測(cè)試儀器為柏林運(yùn)動(dòng)員（金屬?gòu)椈山Y(jié)構(gòu)，兩極過濾器）和運(yùn)動(dòng)地板測(cè)試儀（橡膠彈簧結(jié)構(gòu)），而UEFA標(biāo)準(zhǔn)只能選用柏林運(yùn)動(dòng)員（九極過濾器，如同國(guó)際業(yè)余田聯(lián)與ISSS）作為測(cè)試儀器。

垂直變形：FIFA標(biāo)準(zhǔn)可選用的測(cè)試儀器為斯圖加特運(yùn)動(dòng)員（金屬?gòu)椈山Y(jié)構(gòu)）和運(yùn)動(dòng)地板測(cè)試儀（橡膠彈簧結(jié)構(gòu)），而UEFA標(biāo)準(zhǔn)只能選用斯圖加特運(yùn)動(dòng)員作為測(cè)試儀器，同時(shí)要求使用平足或釘鞋進(jìn)行測(cè)試。

滑行阻力：FIFA標(biāo)準(zhǔn)采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)（CEN）的Lerox單擺在填充砂粒的草皮上進(jìn)行測(cè)試，而UEFA標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為其不適合足球場(chǎng)地，未要求測(cè)試。

滑行距離：FIFA標(biāo)準(zhǔn)參照EN，而UEFA則成立專門的工作組進(jìn)行研究。

場(chǎng)地測(cè)試：FIFA未做要求，而UEFA則要求場(chǎng)地測(cè)試前使用120小時(shí)。

亞環(huán)境測(cè)試：FIFA未做要求，而UEFA標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試-5℃時(shí)的球垂直反彈和震動(dòng)吸收性能。
 
4 、結(jié)語(yǔ)
   
    自國(guó)際足聯(lián)推行人造草坪場(chǎng)地品質(zhì)認(rèn)證以來(lái)，全世界6大區(qū)的270個(gè)成員國(guó)中，有19個(gè)公司鋪設(shè)的106塊場(chǎng)地獲得認(rèn)證。6大區(qū)足聯(lián)獲得FIFA推薦2星和FIFA推薦1星認(rèn)證的場(chǎng)地?cái)?shù)量如表10所列。
 
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