人造草足球場FIFA品質概念的測試標準
人造草坪的應用已經有幾十年的歷史。傳統意義上認為，人造草坪的發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，這種觀念才有所轉變，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(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，FIFA認識到人造草坪球場可以給足球運動帶來極大的推動，這不僅體現在其遠優于天然草的耐候性，還因為其可以全天候連續使用。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品質概念的級別和測試內容
FIFA人造草坪品質概念分為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(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場測試，其中包括場地結構測試以及測試球員(或球)與草皮表面的相互作用性能等。
2、 FIFA品質概念的測試方法
2.1實驗室測試
實驗室測試內容包括產品鑒定、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）產品鑒定
產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 人造草絲產品鑒定及質量控制要求
|
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 |
單位面積質量 |
ISO 8543 |
<±10% |
<±10% |
|
單位面積草絲數 |
ISO 1763 |
<±10% |
<±10% |
|
|
草絲拔出力 |
ISO 4919 |
<-10% |
<-10% |
|
|
草絲長度 |
ISO 2549 |
<±5% |
<±5% |
|
|
草絲質量 |
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)，并測試以下內容：震動吸收、垂直變形、球垂直反彈以及旋轉阻力(如表2)。
表2 抗磨損性測試內容
|
測試性能 |
測試方法 |
品質指標 |
|
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阻力 |
連接強度：測量縫合處或者粘結點被破壞時所記錄的力的最大值(如表3)。
表3 連接強度測試內容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
品質指標 |
|
|
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 耐候性測試內容
|
測試對象 |
測試性能 |
測試方法 |
品質指標 |
|
|
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：測試草皮在受到沖擊時的穩定性。
旋轉阻力：根據球員轉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容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
品質指標 |
||||
|
準備 |
溫度 |
環境 |
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容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
品質指標 |
|||
|
準備 |
溫度 |
環境 |
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
場地測試內容包括產品鑒定、場地結構、球員/草坪相互作用以及球/草坪相互作用測試。
�。�1）產品鑒定
產品鑒定測試內容參見實驗室測試中的相關部分(如表1)。
�。�2）場地結構測試
場地結構測試主要包括坡度、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 場地結構測試內容
|
測試性能 |
測試方法 |
測試條件 |
品質指標 |
|
草坪表面規整度 |
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容如表8所示，方法參見實驗室測試中的相關部分(如圖5中A、B、C)。
表8 球員/草坪相互作用測試內容
|
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容如表9所示，方法參見實驗室測試中的相關部分(如圖6)。
表9 球/草坪相互作用測試內容
|
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、國際足聯與歐足聯測試標準的比較
國際足聯(FIFA)的測試標準主要參考EN和ISO標準，而歐足聯(UEFA)測試標準則是基于ISSS測試足球場的經驗而產生。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，而UEFA標準則是以球反彈的絕對高度為參考依據。
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的初速度發射球，而UEFA標準采用15o仰角、55±5kmp的初速度發射球。
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(金屬彈簧結構，兩極過濾器)和運動地板測試儀(橡膠彈簧結構)，而UEFA標準只能選用柏林運動員(九極過濾器，如同國際業余田聯與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(金屬彈簧結構)和運動地板測試儀(橡膠彈簧結構)，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、結語
自國際足聯推行人造草坪場地品質認證以來，全世界6大區的270個成員國中，有19個公司鋪設的106塊場地獲得認證。6大區足聯獲得FIFA推薦2星和FIFA推薦1星認證的場地數量如表10所列。
表10 獲得品質認證的場地數量與分布
|
區域 |
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品質認證的場地。2006年9月4日，中國足協特邀FIFA品質認證官員Lars Bretscher和Nigel Fletcher及技術顧問Dr. Eric Harrison，向與會的人造草坪制造與鋪設企業代表、足球教練員介紹FIFA足球場品質概念及認證程序。隨著中國人造草坪行業的發展，筆者相信將出現追求卓越品質的企業積極申請FIFA品質認證，并期待通過推行FIFA品質概念，遏制中國人造草坪行業良莠不齊、魚目混珠的現象。
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