人造草足球场FIFA品质概念的测试标准
人造草坪的应用已经有几十年的历史。传统意义上认为，人造草坪的发展源于天然草自身的局限性。然而，早期的人造草坪并不是为足球而设计的，因此在人工场地上进行高水平比赛的观念并没有完全被足球界接受。直到专门为足球设计的草坪出现，这种观念才有所转变，甚至最新一代的人造草坪被认为是迄今为止最适合于足球的草坪。
国际足联(FIFA)认识到，随着足球运动在全球普及，气候的局限变得越来越突出，天然草坪已无法满足处于恶劣气候条件国家的需要。随着新一代人造草坪球场的开发，FIFA认识到人造草坪球场可以给足球运动带来极大的推动，这不仅体现在其远优于天然草的耐候性，还因为其可以全天候连续使用。因此，FIFA提出了人造草坪足球场的评估标准——人造草坪品质概念(FIFA quality concept for artificial turf)，并从2001年开始推动人造草坪场地“FIFA推荐标志”的认证。
1、 FIFA品质概念的级别和测试内容
FIFA人造草坪品质概念分为FIFA推荐2星和FIFA推荐1星两类级别(如图2)，其中2星可以举办FIFA的任何决赛阶段的比赛和欧足联(UEFA)的最高级别赛事，而1星则主要是用来举办FIFA初级比赛和其他类型的活动。
FIFA推荐标志只颁发给那些通过了一系列严格的实验室及场地测试的人造草坪足球场，而不仅是单块草皮，因此，制造商首先必须通过实验室测试，包括产品鉴定、耐久性、耐侯性、球员(或球)与草皮表面的相互作用性能等测试。通过了这些测试后，对所有铺装好的足球场进行现场测试，其中包括场地结构测试以及测试球员(或球)与草皮表面的相互作用性能等。
2、 FIFA品质概念的测试方法
2.1实验室测试
实验室测试内容包括产品鉴定、耐久性、耐候性、球员/草皮相互作用以及球/草皮相互作用测试。
（1）测试条件
实验室中的测试温度为23±2℃，实验样本在该温度下存放至少3小时后进行测试，且测试应使用FIFA指定用球。
（2）产品鉴定
产品鉴定主要包括对草皮、缓冲垫和填充物等的鉴定，具体测试方法如表1所示。
表1 人造草丝产品鉴定及质量控制要求
|
测试对象 |
测试性能 |
测试方法 |
实验室测试与场地测试的差别 |
|
|
FIFA推荐2星 |
FIFA推荐1星 |
|||
|
足球场草皮 和草丝 |
单位面积质量 |
ISO 8543 |
<±10% |
<±10% |
|
单位面积草丝数 |
ISO 1763 |
<±10% |
<±10% |
|
|
草丝拔出力 |
ISO 4919 |
<-10% |
<-10% |
|
|
草丝长度 |
ISO 2549 |
<±5% |
<±5% |
|
|
草丝质量 |
ISO 8543 |
<±10% |
<±10% |
|
|
草丝物性 |
DSC |
— |
— |
|
|
填充物 |
层厚 |
EN 1969 |
<±15% |
<±15% |
|
填充物物性 |
颗粒大小 |
EN 933-Part 1 |
<±20% |
<±20% |
|
颗粒形状 |
prEN 14955 |
<±20% |
<±20% |
|
|
体积密度 |
EN 13041 |
<±15% |
<±15% |
|
|
橡胶颗粒 |
有机物含量 |
TGA |
— |
— |
|
无机物含量 |
||||
|
残留物表面改变 |
FIFA 12/05-01 |
— |
— |
|
|
砂粒缓冲层 |
单位面积质量 |
EN 430 |
<±100gm2 |
<±100gm2 |
|
抗压模量 |
EN 604 |
<±10% |
<±10% |
|
|
拉伸强度 |
EN 12230 |
<±10% |
<±10% |
|
|
厚度 |
EN 1969 |
<±15% |
<±15% |
|
|
地基层 |
颗粒大小 |
EN 933-Part 1 |
<±20% |
<±20% |
|
颗粒形状 |
prEN 14955 |
<±20% |
<±20% |
|
3、耐久性测试
耐久性测试包括抗磨损性(如图3 A)以及连接强度测试(如图3 B)。
抗磨损性：草皮用人工方法磨损(模拟磨损5年的情况)，并测试以下内容：震动吸收、垂直变形、球垂直反弹以及旋转阻力(如表2)。
表2 抗磨损性测试内容
|
测试性能 |
测试方法 |
品质指标 |
|
抗磨损性 |
EN 13672 |
测试磨损后样品的震动吸收、垂直变形、球垂直反弹以及旋转阻力 |
连接强度：测量缝合处或者粘结点被破坏时所记录的力的最大值(如表3)。
表3 连接强度测试内容
|
测试性能 |
测试方法 |
测试条件 |
品质指标 |
|
|
FIFA推荐2星 |
FIFA推荐1星 |
|||
|
缝合处 |
EN 12228和EN 13744 |
老化前 |
1000 N/100 mm |
1000 N/100 mm |
|
热水浸渍 |
||||
|
粘结点 |
EN 12228和EN 13744 |
老化前 |
25 N/100 mm |
25 N/100 mm |
4、 耐候性测试
耐候性测试模拟环境主要包括紫外线、水、热(如图4)，测试草丝的色牢度、抗磨损和连接强度(如表4)。
表4 耐候性测试内容
|
测试对象 |
测试性能 |
测试方法 |
品质指标 |
|
|
FIFA推荐2星 |
FIFA推荐1星 |
|||
|
人造草坪 |
色牢度 |
EN ISO 20105-A02 |
>灰度3 |
>灰度3 |
|
模拟环境下的磨损情况 |
肉眼观察或拍照 |
— |
— |
|
|
人造草丝 |
拉伸强度 |
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、球员/草皮相互作用测试
球员/草皮相互作用测试(如表5)包括震动吸收、垂直变形(如图5 A)、旋转阻力(如图5 B)和抗滑性(如图5 C)测试，另外FIFA推荐2星标准还包括皮肤磨损和皮肤摩擦力(如图5 D)测试。
震动吸收：测试球员在草皮上奔跑时场地吸收冲击的能力。
垂直变形：测试草皮在受到冲击时的稳定性。
旋转阻力：根据球员转变方向时的能力测试鞋底和草皮之间另一类相互作用。
抗滑性：测试鞋底在草皮上的抓地能力。
皮肤磨损：测试球员滑倒时草皮对球员皮肤的磨损性。
皮肤摩擦力：测试球员滑倒时草皮对球员皮肤的摩擦力
表5 球员/草皮相互作用测试内容
|
测试性能 |
测试方法 |
测试条件 |
品质指标 |
||||
|
准备 |
温度 |
环境 |
FIFA推荐2星 |
FIFA推荐1星 |
|||
|
震动吸收 |
FIFA 04/05-1和FIFA 10/05-1 |
平足冲击2/3次平均值 |
预测试 |
23℃ |
干 |
60%-70% |
55%-70% |
|
湿 |
－ |
||||||
|
抗磨损 |
23℃ |
干 |
55%-70% |
||||
|
－ |
40℃ |
干 |
－ |
||||
|
平足冲击1次 |
－ |
-5℃ |
冷冻 |
60%-70% |
－ |
||
|
垂直变形 |
FIFA 05/05-1和FIFA 10/05-1 |
平足冲击2/3次平均值 |
预测试 |
23℃ |
干 |
4mm-8mm |
4mm-9mm |
|
湿 |
－ |
||||||
|
抗磨损 |
23℃ |
干 |
4mm-9mm |
||||
|
旋转阻力 |
FIFA 06/05-1和FIFA 10/05-1 |
|
预测试 |
23℃ |
干 |
30Nm-45Nm |
25Nm-50Nm |
|
湿 |
－ |
||||||
|
抗磨损 |
23℃ |
干 |
25Nm-50Nm |
||||
|
线性摩擦－饰纽减速值 |
FIFA 07/05-1 |
|
预测试 |
23℃ |
干 |
3.0g-5.5g |
3.0g-6.0g |
|
湿 |
－ |
||||||
|
线性摩擦－饰纽滑行值 |
预测试 |
23℃ |
干 |
130-210 |
120-220 |
||
|
湿 |
－ |
||||||
|
皮肤/草皮表面摩擦 |
FIFA 08/05-1 |
|
预测试 |
23℃ |
干 |
0.35-0.75 |
－ |
|
皮肤摩擦力 |
FIFA 09/05-1 |
|
预测试 |
23℃ |
干 |
±30% |
－ |
6、球/草皮相互作用测试
球/草皮相互作用测试(如表6)包括球的垂直反弹(如图6 A)、倾角反弹(如图6 B)和滚动(如图6 C)测试。
垂直反弹：测试草皮对球的弹性。
倾角反弹：测量球和草皮间复杂的相互作用时(包括球和草皮的摩擦力)的冲击力、水平速度和球垂直回弹性。
滚动：结合球和草皮的摩擦力，测量球在草皮上的滚动速度。
表6 球/草皮相互作用测试内容
|
测试性能 |
测试方法 |
测试条件 |
品质指标 |
|||
|
准备 |
温度 |
环境 |
FIFA推荐2星 |
FIFA推荐1星 |
||
|
垂直反弹 |
FIFA 01/05-1和FIFA 09/05-1 |
预测试 |
23℃ |
干 |
0.60m-0.85m |
0.60m-1.0m |
|
湿 |
－ |
|||||
|
抗磨损 |
23℃ |
干 |
0.60m-1.0m |
|||
|
倾角反弹 |
FIFA 02/05-1 |
预测试 |
23℃ |
干 |
45%-60% |
45%-70% |
|
湿 |
45%-80% |
45%-80% |
||||
|
滚动 |
FIFA 03/05-1 |
预测试 |
23℃ |
干 |
4m-8m |
4m-10m |
|
湿 |
－ |
|||||
2.2场地测试
场地测试内容包括产品鉴定、场地结构、球员/草坪相互作用以及球/草坪相互作用测试。
（1）产品鉴定
产品鉴定测试内容参见实验室测试中的相关部分(如表1)。
（2）场地结构测试
场地结构测试主要包括坡度、平坦度和基层渗透性测试(如表7)。
坡度：测试场地坡度。
平坦度：测试场地平坦度。
基层渗透性：测试基层渗透性能，使水自由地从草皮中排出(如图7)。
表7 场地结构测试内容
|
测试性能 |
测试方法 |
测试条件 |
品质指标 |
|
草坪表面规整度 |
EN 13036 |
3m直边 |
<10 mm |
|
坡度 |
检测员级别 |
－ |
<1%（推荐<0.5%） |
|
基层渗透性 |
EN 12616 |
－ |
>180 mm/h |
|
基层表面规整度 |
EN 13036 |
3m直边 |
<10 mm |
|
300mm直边 |
<2 mm |
（3）球员/草坪相互作用测试
球员/草坪相互作用测试内容如表8所示，方法参见实验室测试中的相关部分(如图5中A、B、C)。
表8 球员/草坪相互作用测试内容
|
测试性能 |
测试方法 |
测试条件 |
FIFA推荐2星 |
FIFA推荐1星 |
|
震动吸收 |
FIFA 04/05-1 |
平足冲击2/3次平均值 |
60%-70% |
55%-70% |
|
垂直变形 |
FIFA 05/05-1 |
平足冲击2/3次平均值 |
4mm-8mm |
4mm-9mm |
|
旋转阻力 |
FIFA 06/05-1 |
|
30Nm-45Nm |
25Nm-50Nm |
|
线性摩擦－饰纽减速值 |
FIFA 07/05-1 |
|
3.0g-5.5g |
3.0g-6.0g |
|
线性摩擦－饰纽滑行值 |
FIFA 08/05-1 |
|
130-210 |
120-220 |
（4）球/草坪相互作用测试
球/草坪相互作用测试内容如表9所示，方法参见实验室测试中的相关部分(如图6)。
表9 球/草坪相互作用测试内容
|
测试性能 |
测试方法 |
测试条件 |
FIFA推荐2星 |
FIFA推荐1星 |
|
垂直反弹 |
FIFA 01/05-1 |
－ |
60cm-85cm |
60cm-100cm |
|
倾角反弹 |
FIFA 02/05-1 |
干 |
45%-60% |
45%-70% |
|
湿 |
45%-80% |
45%-80% |
||
|
滚动 |
FIFA 03/05-1 |
最初评估 |
4m-8m |
4m-10m |
|
12个月后 |
4m-10m |
7、国际足联与欧足联测试标准的比较
国际足联(FIFA)的测试标准主要参考EN和ISO标准，而欧足联(UEFA)测试标准则是基于ISSS测试足球场的经验而产生。下面分别阐述两个标准的不同之处，相同或类似之处则不在赘述。
球的垂直反弹：FIFA标准以反弹高度占下落高度的百分比为参考依据，而UEFA标准则是以球反弹的绝对高度为参考依据。
球的滚动距离：FIFA标准采用计时器记录球的减速情况和滚动速度，而UEFA标准则主要记录球的速度变化。
球的倾角反弹：FIFA标准采用25o仰角、50±1kmp的初速度发射球，而UEFA标准采用15o仰角、55±5kmp的初速度发射球。
震动吸收或力衰减：FIFA标准可选用的测试仪器为柏林运动员(金属弹簧结构，两极过滤器)和运动地板测试仪(橡胶弹簧结构)，而UEFA标准只能选用柏林运动员(九极过滤器，如同国际业余田联与ISSS)作为测试仪器。
垂直变形：FIFA标准可选用的测试仪器为斯图加特运动员(金属弹簧结构)和运动地板测试仪(橡胶弹簧结构)，而UEFA标准只能选用斯图加特运动员作为测试仪器，同时要求使用平足或钉鞋进行测试。
滑行阻力：FIFA标准采用欧洲标准(CEN)的Lerox单摆在填充砂粒的草皮上进行测试，而UEFA标准认为其不适合足球场地，未要求测试。
滑行距离：FIFA标准参照EN，而UEFA则成立专门的工作组进行研究。
场地测试：FIFA未做要求，而UEFA则要求场地测试前使用120小时。
亚环境测试：FIFA未做要求，而UEFA标准要求测试-5℃时的球垂直反弹和震动吸收性能。
8、结语
自国际足联推行人造草坪场地品质认证以来，全世界6大区的270个成员国中，有19个公司铺设的106块场地获得认证。6大区足联获得FIFA推荐2星和FIFA推荐1星认证的场地数量如表10所列。
表10 获得品质认证的场地数量与分布
|
区域 |
FIFA推荐2星 |
FIFA推荐1星 |
|
欧洲（UEFA） |
19 |
52 |
|
亚洲（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 |
从表10可以看出，欧洲人造草坪场地通过认证的数量最多、级别最高；亚洲仅有19块场地通过1星级别认证，而中国尚无通过FIFA品质认证的场地。2006年9月4日，中国足协特邀FIFA品质认证官员Lars Bretscher和Nigel Fletcher及技术顾问Dr. Eric Harrison，向与会的人造草坪制造与铺设企业代表、足球教练员介绍FIFA足球场品质概念及认证程序。随着中国人造草坪行业的发展，笔者相信将出现追求卓越品质的企业积极申请FIFA品质认证，并期待通过推行FIFA品质概念，遏制中国人造草坪行业良莠不齐、鱼目混珠的现象。
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