人造草足球場FIFA品質(zhì)概念的測試標準
人造草坪的應用已經(jīng)有幾十年的歷史。傳統(tǒng)意義上認為，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計的，因此在人工場地上進行高水平比賽的觀念并沒有完全被足球界接受。直到專門為足球設計的草坪出現(xiàn)，這種觀念才有所轉(zhuǎn)變，甚至最新一代的人造草坪被認為是迄今為止最適合于足球的草坪。
國際足聯(lián)(FIFA)認識到，隨著足球運動在全球普及，氣候的局限變得越來越突出，天然草坪已無法滿足處于惡劣氣候條件國家的需要。隨著新一代人造草坪球場的開發(fā)，FIFA認識到人造草坪球場可以給足球運動帶來極大的推動，這不僅體現(xiàn)在其遠優(yōu)于天然草的耐候性，還因為其可以全天候連續(xù)使用。因此，FIFA提出了人造草坪足球場的評估標準——人造草坪品質(zhì)概念(FIFA quality concept for artificial turf)，并從2001年開始推動人造草坪場地“FIFA推薦標志”的認證。
1、 FIFA品質(zhì)概念的級別和測試內(nèi)容
FIFA人造草坪品質(zhì)概念分為FIFA推薦2星和FIFA推薦1星兩類級別(如圖2)，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)的最高級別賽事，而1星則主要是用來舉辦FIFA初級比賽和其他類型的活動。
FIFA推薦標志只頒發(fā)給那些通過了一系列嚴格的實驗室及場地測試的人造草坪足球場，而不僅是單塊草皮，因此，制造商首先必須通過實驗室測試，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試。通過了這些測試后，對所有鋪裝好的足球場進行現(xiàn)場測試，其中包括場地結(jié)構(gòu)測試以及測試球員(或球)與草皮表面的相互作用性能等。
2、 FIFA品質(zhì)概念的測試方法
2.1實驗室測試
實驗室測試內(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/草皮相互作用測試。
（1）測試條件
實驗室中的測試溫度為23±2℃，實驗樣本在該溫度下存放至少3小時后進行測試，且測試應使用FIFA指定用球。
（2）產(chǎn)品鑒定
產(chǎn)品鑒定主要包括對草皮、緩沖墊和填充物等的鑒定，具體測試方法如表1所示。
表1 人造草絲產(chǎn)品鑒定及質(zhì)量控制要求
|
測試對象 |
測試性能 |
測試方法 |
實驗室測試與場地測試的差別 |
|
|
FIFA推薦2星 |
FIFA推薦1星 |
|||
|
足球場草皮 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 |
有機物含量 |
TGA |
— |
— |
|
無機物含量 |
||||
|
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、耐久性測試
耐久性測試包括抗磨損性(如圖3 A)以及連接強度測試(如圖3 B)。
抗磨損性：草皮用人工方法磨損(模擬磨損5年的情況)，并測試以下內(nèi)容：震動吸收、垂直變形、球垂直反彈以及旋轉(zhuǎn)阻力(如表2)。
表2 抗磨損性測試內(nèi)容
|
測試性能 |
測試方法 |
品質(zhì)指標 |
|
抗磨損性 |
EN 13672 |
測試磨損后樣品的震動吸收、垂直變形、球垂直反彈以及旋轉(zhuǎn)阻力 |
連接強度：測量縫合處或者粘結(jié)點被破壞時所記錄的力的最大值(如表3)。
表3 連接強度測試內(nèi)容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
品質(zhì)指標 |
|
|
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 |
EN 12228和EN 13744 |
老化前 |
25 N/100 mm |
25 N/100 mm |
4、 耐候性測試
耐候性測試模擬環(huán)境主要包括紫外線、水、熱(如圖4)，測試草絲的色牢度、抗磨損和連接強度(如表4)。
表4 耐候性測試內(nèi)容
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測試對象 |
測試性能 |
測試方法 |
品質(zhì)指標 |
|
|
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/草皮相互作用測試
球員/草皮相互作用測試(如表5)包括震動吸收、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)測試，另外FIFA推薦2星標準還包括皮膚磨損和皮膚摩擦力(如圖5 D)測試。
震動吸收：測試球員在草皮上奔跑時場地吸收沖擊的能力。
垂直變形：測試草皮在受到?jīng)_擊時的穩(wěn)定性。
旋轉(zhuǎn)阻力：根據(jù)球員轉(zhuǎn)變方向時的能力測試鞋底和草皮之間另一類相互作用。
抗滑性：測試鞋底在草皮上的抓地能力。
皮膚磨損：測試球員滑倒時草皮對球員皮膚的磨損性。
皮膚摩擦力：測試球員滑倒時草皮對球員皮膚的摩擦力
表5 球員/草皮相互作用測試內(nèi)容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
品質(zhì)指標 |
||||
|
準備 |
溫度 |
環(huán)境 |
FIFA推薦2星 |
FIFA推薦1星 |
|||
|
震動吸收 |
FIFA 04/05-1和FIFA 10/05-1 |
平足沖擊2/3次平均值 |
預測試 |
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 |
預測試 |
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 |
|
預測試 |
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 |
|
預測試 |
23℃ |
干 |
3.0g-5.5g |
3.0g-6.0g |
|
濕 |
－ |
||||||
|
線性摩擦－飾紐滑行值 |
預測試 |
23℃ |
干 |
130-210 |
120-220 |
||
|
濕 |
－ |
||||||
|
皮膚/草皮表面摩擦 |
FIFA 08/05-1 |
|
預測試 |
23℃ |
干 |
0.35-0.75 |
－ |
|
皮膚摩擦力 |
FIFA 09/05-1 |
|
預測試 |
23℃ |
干 |
±30% |
－ |
6、球/草皮相互作用測試
球/草皮相互作用測試(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(如圖6 C)測試。
垂直反彈：測試草皮對球的彈性。
傾角反彈：測量球和草皮間復雜的相互作用時(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：結(jié)合球和草皮的摩擦力，測量球在草皮上的滾動速度。
表6 球/草皮相互作用測試內(nèi)容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
品質(zhì)指標 |
|||
|
準備 |
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 |
預測試 |
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 |
預測試 |
23℃ |
干 |
45%-60% |
45%-70% |
|
濕 |
45%-80% |
45%-80% |
||||
|
滾動 |
FIFA 03/05-1 |
預測試 |
23℃ |
干 |
4m-8m |
4m-10m |
|
濕 |
－ |
|||||
2.2場地測試
場地測試內(nèi)容包括產(chǎn)品鑒定、場地結(jié)構(gòu)、球員/草坪相互作用以及球/草坪相互作用測試。
（1）產(chǎn)品鑒定
產(chǎn)品鑒定測試內(nèi)容參見實驗室測試中的相關(guān)部分(如表1)。
（2）場地結(jié)構(gòu)測試
場地結(jié)構(gòu)測試主要包括坡度、平坦度和基層滲透性測試(如表7)。
坡度：測試場地坡度。
平坦度：測試場地平坦度。
基層滲透性：測試基層滲透性能，使水自由地從草皮中排出(如圖7)。
表7 場地結(jié)構(gòu)測試內(nèi)容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
品質(zhì)指標 |
|
草坪表面規(guī)整度 |
EN 13036 |
3m直邊 |
<10 mm |
|
坡度 |
檢測員級別 |
－ |
<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/草坪相互作用測試
球員/草坪相互作用測試內(nèi)容如表8所示，方法參見實驗室測試中的相關(guān)部分(如圖5中A、B、C)。
表8 球員/草坪相互作用測試內(nèi)容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
FIFA推薦2星 |
FIFA推薦1星 |
|
震動吸收 |
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/草坪相互作用測試
球/草坪相互作用測試內(nèi)容如表9所示，方法參見實驗室測試中的相關(guān)部分(如圖6)。
表9 球/草坪相互作用測試內(nèi)容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
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 |
FIFA 03/05-1 |
最初評估 |
4m-8m |
4m-10m |
|
12個月后 |
4m-10m |
7、國際足聯(lián)與歐足聯(lián)測試標準的比較
國際足聯(lián)(FIFA)的測試標準主要參考EN和ISO標準，而歐足聯(lián)(UEFA)測試標準則是基于ISSS測試足球場的經(jīng)驗而產(chǎn)生。下面分別闡述兩個標準的不同之處，相同或類似之處則不在贅述。
球的垂直反彈：FIFA標準以反彈高度占下落高度的百分比為參考依據(jù)，而UEFA標準則是以球反彈的絕對高度為參考依據(jù)。
球的滾動距離：FIFA標準采用計時器記錄球的減速情況和滾動速度，而UEFA標準則主要記錄球的速度變化。
球的傾角反彈：FIFA標準采用25o仰角、50±1kmp的初速度發(fā)射球，而UEFA標準采用15o仰角、55±5kmp的初速度發(fā)射球。
震動吸收或力衰減：FIFA標準可選用的測試儀器為柏林運動員(金屬彈簧結(jié)構(gòu)，兩極過濾器)和運動地板測試儀(橡膠彈簧結(jié)構(gòu))，而UEFA標準只能選用柏林運動員(九極過濾器，如同國際業(yè)余田聯(lián)與ISSS)作為測試儀器。
垂直變形：FIFA標準可選用的測試儀器為斯圖加特運動員(金屬彈簧結(jié)構(gòu))和運動地板測試儀(橡膠彈簧結(jié)構(gòu))，而UEFA標準只能選用斯圖加特運動員作為測試儀器，同時要求使用平足或釘鞋進行測試。
滑行阻力：FIFA標準采用歐洲標準(CEN)的Lerox單擺在填充砂粒的草皮上進行測試，而UEFA標準認為其不適合足球場地，未要求測試。
滑行距離：FIFA標準參照EN，而UEFA則成立專門的工作組進行研究。
場地測試：FIFA未做要求，而UEFA則要求場地測試前使用120小時。
亞環(huán)境測試：FIFA未做要求，而UEFA標準要求測試-5℃時的球垂直反彈和震動吸收性能。
8、結(jié)語
自國際足聯(lián)推行人造草坪場地品質(zhì)認證以來，全世界6大區(qū)的270個成員國中，有19個公司鋪設的106塊場地獲得認證。6大區(qū)足聯(lián)獲得FIFA推薦2星和FIFA推薦1星認證的場地數(shù)量如表10所列。
表10 獲得品質(zhì)認證的場地數(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，歐洲人造草坪場地通過認證的數(shù)量最多、級別最高；亞洲僅有19塊場地通過1星級別認證，而中國尚無通過FIFA品質(zhì)認證的場地。2006年9月4日，中國足協(xié)特邀FIFA品質(zhì)認證官員Lars Bretscher和Nigel Fletcher及技術(shù)顧問Dr. Eric Harrison，向與會的人造草坪制造與鋪設企業(yè)代表、足球教練員介紹FIFA足球場品質(zhì)概念及認證程序。隨著中國人造草坪行業(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FIFA品質(zhì)認證，并期待通過推行FIFA品質(zhì)概念，遏制中國人造草坪行業(yè)良莠不齊、魚目混珠的現(xiàn)象。
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