Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13419:2021 về Yêu cầu kỹ thuật đối với chiếu sáng đường hầm dành cho giao thông đường bộ
YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG HẦM DÀNH CHO GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ
Technical requirements for lighting of tunnels for road traffic
Lời nói đầu
TCVN 13419:2021 do Hội Môi trường xây dựng Việt Nam biên soạn, Bộ xây dựng đề nghị Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG HẦM DÀNH CHO GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ
Technical requirements for lighting of tunnels for road traffic
Tiêu chuẩn này đưa ra các yêu cầu kỹ thuật đối với chiếu sáng đường hầm dành cho giao thông đường bộ. Yêu cầu kỹ thuật áp dụng cho tất cả các loại đường hầm bao gồm cả hầm trong và ngoài đô thị.
Yêu cầu kỹ thuật quy định các yêu cầu đối với hệ thống chiếu sáng nhằm bảo đảm giao thông thông suốt, an toàn. Yêu cầu kỹ thuật không đưa ra các yêu cầu xét đầy đủ các khía cạnh bảo đảm tiện nghi thị giác ánh sáng của người tham gia giao thông.
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các sửa đổi bổ sung nếu có.
BS 5489-2:2003, và BS 5489-2:2016. British Standard. Code of practice for the design of road lighting. Part 2: Lighting of tunnels (Tiêu chuẩn Anh quốc. Tiêu chuẩn thực hành để thiết kế chiếu sáng đường. Phần 2: Chiếu sáng đường hầm)
CIE 115:2010-Lighting of roads for motor and pedestrian traific (CIE115:2010- Chiếu sáng đường cho giao thông cơ giới và người đi bộ)
3 Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu
Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:
3.1.1 Chỉ số hoàn màu (colour rendering index), CRI
Chỉ số đánh giá mức độ cảm thụ chính xác màu sắc của một vật, so với khi vật đó được chiếu sáng bởi nguồn sáng chuẩn (CRI = 100).
3.1.2 Chiều dài vùng tiếp cận hầm (access zone length)
Khoảng cách giữa điểm bắt đầu của vùng tiếp cận hầm và cửa vào hầm
3.1.3 Chiếu sáng chùm ngược (counter-beam lighting)
Hệ thống chiếu sáng bao gồm các đèn chiếu sáng phân bố cường độ sáng không đối xứng trong một mặt phẳng đứng song song với trục đường hầm và chùm tia chính hướng vào chiều giao thông tới trên đường hầm (xem hình D.2, Phụ lục D).
3.1.4 Chiếu sáng dự phòng (emergency lighting)
Hệ thống chiếu sáng cho phép người lái xe sử dụng để sơ tán khỏi đường hầm trong trường hợp có sự cố về nguồn điện
CHÚ THÍCH: Chiếu sáng dự phòng thường là một phần của hệ thống chiếu sáng bình thường
3.1.5 Chiếu sáng đối xứng (symmetric lighting)
Hệ thống chiếu sáng bao gồm các đèn chiếu sáng phân bố cường độ sáng đối xứng trong một mặt phẳng đứng song song với trục đường hầm (xem Hình D.1, Phụ lục D)
3.1.6 Cửa vào hầm (entrance portal)
Đầu phần được che của một đường hầm. Khi có màn cấp ánh sáng ngày là đầu của màn cấp ánh sáng ngày
3.1.7 Cửa ra hầm (exit portal)
Cuối của phần được che kín của một đường hầm hoặc cuối của màn cấp ánh sáng ban ngày nếu chúng được sử dụng ở cửa ra hầm.
3.1.8 Cường độ sáng (luminous intensity), Iα, cd
Tỷ số giữa quang thông của nguồn sáng truyền đi trong góc khối chứa hướng đã cho (hướng α) và phần tử góc khối đó.
3.1.9 Độ chói vùng chuyển tiếp (transition zone luminance), LCT
Độ chói trung bình của dải ngang mặt đường tại một vị trí nhất định trong vùng chuyển tiếp của đường hầm
3.1.10 Độ chói vùng cửa ra hầm (exit zone luminance), LCR
Độ chói trung bình của dải ngang mặt đường tại một vị trí nhất định của vùng cửa ra hầm
3.1.11 Độ chói vùng cửa vào hầm (threshold zone luminance), LCV
Độ chói trung bình của dải ngang mặt đường tại một vị trí nhất định trong vùng cửa vào hầm
3.1.12 Độ chói vùng tiếp cận hầm (access zone luminance), L20
Độ chói trung bình của trường nhìn hình nón trong góc 20° có đỉnh ở vị trí mắt của người lái xe tại điểm đầu vùng tiếp cận hầm khi nhìn vào trung tâm của cửa vào hầm (xem Hình B.1, Phụ lục B).
3.1.13 Độ chói vùng trong hầm (interior zone luminance), LTR
Độ chói trung bình của dải ngang mặt đường tại một vị trí nhất định của vùng trong hầm
3.1.14 Độ đồng đều độ chói chung (overall luminance uniformity), Uo
Tỷ số giữa độ chói cực tiểu và độ chói trung bình trên toàn bộ mặt đường
3.1.15 Độ đồng đều độ chói dọc (longitudinal luminance uniformity), Ud
Tỷ số giữa độ chói cực tiểu và cực đại theo chiều dọc của bề mặt làn đường
3.1.16 Độ rọi (illuminance), E, lx
Tỷ số giữa quang thông của đèn tới phần bề mặt được chiếu sáng và diện tích bề mặt đó.
3.1.17 Độ rọi đứng hay Độ rọi bán trụ (vertical Illuminance or hemicylindrical illuminance), Ebt, lx
Độ rọi trung bình trên bề mặt một hình bán trụ đứng.
3.1.18 Độ rọi mặt đường (illuminance of the road surface), En, lx
Độ rọi trên mặt đường.
3.1.19 Độ rọi trên tường (illuminance of the tunnel walls), Etg, lx
Độ rọi trên mặt tường đường hầm
3.1.20 Độ tăng ngưỡng (threshold Increment), TI
Thước đo độ lóa mờ biểu diễn tỷ lệ phần trăm cần tăng thêm độ tương phản cần thiết giữa vật và nền để nhìn thấy rõ vật như trước khi có nguồn gây lóa.
3.1.21 Đường hầm (tunnel)
Đường (cho xe có động cơ, người đi bộ, xe đạp đi lại) bên trên có mái phủ kín.
3.1.22 Giao thông cơ giới (motorized traffic)
Giao thông dành riêng cho xe có động cơ (ô tô, xe máy)
3.1.23 Giao thông hỗn hợp (mixed traffic)
Giao thông có cả xe cơ giới và người đi bộ, đi xe đạp
3.1.24 Hiệu suất sáng (luminous efficacy), lm/W
Tỷ số giữa quang thông phát ra của nguồn sáng và công suất nguồn tiêu thụ
3.1.25 Hiệu ứng hố đen (black hole effect)
Hiện tượng không nhìn thấy xảy ra khi mắt người chưa kịp thích ứng do độ chói của ánh sáng môi trường giảm đột ngột
3.1.26 Khoảng cách dừng (stopping distance)
Khoảng cách cần thiết để một chiếc xe di chuyển ở tốc độ thiết kế đến lúc dừng lại hoàn toàn. Khoảng cách dừng là chiều dài vùng tiếp cận hầm.
3.1.27 Lóa khó chịu (discomfort glare)
Lóa gây khó chịu mà không nhất thiết làm giảm sự nhìn rõ vật thể, do trong trường nhìn xuất hiện những tương phản độ chói cao. Lóa khó chịu được đánh giá theo Chỉ số lóa (G).
3.1.28 Lóa mờ (disability glare)
Lóa làm giảm sự nhìn rõ vật thể mà không nhất thiết gây khó chịu do làm tăng ngưỡng tương phản độ chói giữa vật cần nhìn và nền, xảy ra khi có thêm nguồn sáng phụ chiếu vào mắt người quan sát.
3.1.29 Lưu lượng giao thông (traffic flow)
Số lượng phương tiện giao thông đi qua một vị trí cụ thể trong một giờ được chọn theo một chiều của đường.
3.1.30 Màn cấp ánh sáng ban ngày (daylight screen)
Cấu tạo được lắp đặt trước các cửa vào hầm, nhằm cung cấp một phần ánh sáng ban ngày từ môi trường xung quanh cho vùng đường sau cửa vào hầm (xem Hình C.1, Phụ lục C).
3.1.31 Sự nhấp nháy (flicker)
Ấn tượng không ổn định của cảm nhận thị giác gây ra bởi một kích thích ánh sáng có độ chói hoặc phân bố phổ ánh sáng thăng giáng theo thời gian.
3.1.32 Sự thích ứng thị giác (visual adaptation)
Hiện tượng cảm nhận ánh sáng của mắt người khi di chuyển trong các không gian có độ chói khác nhau. Sự thích ứng sáng xẩy ra khi di chuyển từ nơi có độ chói thấp sang nơi có độ chói cao. Sự thích ứng tối khi di chuyển từ nơi độ chói cao sang nơi độ chói thấp.
3.1.33 Tốc độ giới hạn (speed limit)
Tốc độ tối đa của dòng xe được phép lưu thông trên đoạn đường chỉ định
3.1.34 Tốc độ thiết kế (design speed)
Tốc độ được chọn theo mục đích cụ thể khi thiết kế một con đường
3.1.35 Tỷ lệ nhìn xuyên hầm (look-through percentage)
Tỷ lệ phần trăm giữa diện tích của phần nhìn thấy cửa ra của một đường hầm và diện tích nhìn thấy cửa vào của một đường hầm, khi nhìn từ khoảng cách dừng (xem Phụ lục A).
3.1.36 Tỷ số độ chói vùng cửa vào hầm (threshold zone luminance ratio)
Tỷ số giữa độ chói tại một điểm nhất định trong vụng cửa vào hầm và độ chói của vùng tiếp cận của một đường hầm
3.1.37 Vùng chuyển tiếp (transition zone)
Phần đường tiếp theo sau vùng cửa vào hầm
3.1.38 Vùng cửa ra hầm (exit zone)
Phần cuối đường hầm, từ cuối vùng trong hầm đến cửa ra hầm
3.1.39 Vùng cửa vào hầm (threshold zone)
Phần đường đầu tiên của đường hầm tính từ cửa vào hầm
3.1.40 Vùng thoát khỏi hầm (parting zone)
Phần đường đầu tiên trực tiếp sau cửa ra của một đường hầm
CHÚ THÍCH: Vùng thoát khỏi hầm không phải là một phần của đường hầm, nhưng nó liên quan chặt chẽ với ánh sáng đường hầm.
3.1.41 Vùng tiếp cận hầm (access zone)
Một phần của con đường ở bên ngoài, phía trước cửa vào đường hầm mà người lái xe đang đến, từ đó có thể nhìn thấy cửa vào đường hầm.
3.1.42 Vùng trong hầm (interior zone)
Một phần của đường hầm tiếp theo ngay sau vùng chuyển tiếp
CHÚ THÍCH: Vùng trong hầm trải dài từ cuối vùng chuyển tiếp đến vùng cửa ra hầm hoặc đến điểm bắt đầu của vùng chuyển tiếp khác nếu là đường hầm hai chiều.
Trong tiêu chuẩn này áp dụng các ký hiệu sau đây:
E - độ rọi, lx
Etg - độ rọi trên tường, lx
Ebt - độ rọi bán trụ, lx
H - độ cao của cửa vào hầm, m
Hđ - độ cao lắp đèn, m
I - cường độ sáng, cd
k - tỷ số độ chói của vùng cửa vào hầm và độ chói vùng tiếp cận hầm
L - độ chói, cd/m2
L20 - độ chói vùng tiếp cận hầm, cd/m2
LCV - độ chói vùng cửa vào hầm, cd/m2
LCT - độ chói vùng chuyển tiếp, cd/m2
LTR - độ chói vùng trong hầm, cd/m2
LTG - độ chói duy trì trên tường, cd/m2
MF - hệ số bảo trì đèn
P - độ cao điểm tính toán trên tường so với mặt đường, m
SD - khoảng cách dừng, m
TI - độ tăng ngưỡng, theo phần trăm (%)
t - thời gian, giây (s)
Uo - độ đồng đều chung của độ chói mặt đường
Ud - độ đồng đều dọc của độ chói mặt đường
Φ - quang thông ban đầu của một đèn hoặc nhiều đèn chiếu sáng, k/m
4.1 Tổng quan về điều kiện ánh sáng và giao thông của đường hầm cho xe cơ giới và hỗn hợp
Yêu cầu chiếu sáng cho giao thông trong các đường hầm khác đáng kể so với yêu cầu chiếu sáng trên đường mở ở bên ngoài đường hầm. Thiết kế lắp đặt hệ thống chiếu sáng đường hầm phải xét đến các yêu cầu khác nhau này.
Mục tiêu của thiết kế hệ thống chiếu sáng trong hầm đường bộ là cho phép giao thông qua hầm với cùng tốc độ, có mức độ an toàn và thoải mái như trên đường tiếp cận với hầm.
Yêu cầu chiếu sáng đường hầm quy định riêng cho điều kiện ban ngày và điều kiện ban đêm.
4.1.1 Điều kiện ban ngày
Sự khác nhau chủ yếu giữa chiếu sáng đường hầm và chiếu sáng đường thông thường là yêu cầu chiếu sáng trong điều kiện ban ngày, do môi trường ánh sáng thay đổi rất lớn giữa bên ngoài và bên trong hầm. Đặc biệt khi lái xe qua cửa vào hầm, cần tránh “hiệu ứng hố đen” có thể làm cho người lái xe không thể nhìn thấy các vật cản trong đường hầm (xem Phụ lục G). Khi đi sâu hơn vào đường hầm, ánh sáng sẽ giảm dần phù hợp với sự thích ứng ánh sáng của mắt người lái xe, cho phép người lái xe có thể dừng lại trong khoảng cách an toàn.
Ngược lại, khi thoát từ đường hầm vào ánh sáng ban ngày, mắt thích nghi nhanh hơn với độ chói mức cao (xem Phụ lục G). Đồng thời khi rời khỏi đường hầm phải duy trì được tầm nhìn về phía sau, bảo đảm điều kiện lái xe an toàn khi thoát khỏi hầm. Ánh sáng của một đường hầm phải đủ để:
- tránh “hiệu ứng hố đen” của người lái xe do không thể nhìn thấy trong vùng cửa vào hầm;
- đảm bảo sự thích ứng ánh sáng của mắt người lái xe trên suốt chiều dài đường hầm để không xẩy ra va chạm với xe khác (hoặc với xe đạp hoặc người đi bộ);
- cho phép người lái xe phản ứng và dừng lại trong khoảng cách dừng SD (xem 5.1) nếu có nguy cơ không mong muốn xuất hiện.
Yêu cầu chiếu sáng đường hầm gồm các tiêu chí không cố định, mà thay đổi phụ thuộc hình dạng, kích thước, đặc điểm giao thông của đường hầm và môi trường ánh sáng bên ngoài, cần được xác định theo phương pháp quy định trong tiêu chuẩn.
4.1.2 Điều kiện ban đêm
Ban đêm “hiệu ứng hố đen” của mắt người không xẩy ra (xem Phụ lục G). Mức độ chiếu sáng yêu cầu trong hầm thấp hơn ban ngày là cần thiết, và tất cả các vùng trong hầm được chiếu sáng như nhau.
4.2 Tổng quan về điều kiện ánh sáng đường hầm cho người đi bộ và xe đạp
Người đi bộ và xe đạp có đặc điểm chung là tốc độ di chuyển chậm, dừng lại dễ dàng.
Chiếu sáng đường hầm phải cho phép người đi bộ và xe đạp phân biệt chướng ngại vật trên mặt đường để bảo đảm giao thông an toàn, đồng thời phải bảo đảm an ninh đô thị. Điều này, đòi hỏi ánh sáng phải đáp ứng đủ trên cả mặt ngang và mặt đứng.
5 Yêu cầu chiếu sáng đường hầm cho giao thông cơ giới và hỗn hợp
5.1 Chiếu sáng các đường hầm có chiều dài khác nhau
Thiết kế chiếu sáng cho các đường hầm dài và ngắn là khác nhau phụ thuộc khả năng người lái xe có thể nhìn xuyên qua đường hầm đến cửa ra từ một điểm ở khoảng cách bằng khoảng cách dừng phía trước cửa vào hầm (xem mục 5.4.1). Khả năng người lái xe nhìn xuyên qua đường hầm phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài và các thông số thiết kế khác của đường hầm (chiều rộng, chiều cao, chiều ngang và / hoặc độ cong, v.v.).
- Các đường hầm ngắn hơn 25 m không cần chiếu sáng ban ngày.
- Các đường hầm dài hơn 200 m phải luôn có ánh sáng nhân tạo ban ngày, và chiếu sáng phải bảo đảm sự thích ứng ánh sáng của mắt người lái xe.
- Các đường hầm có chiều dài từ 25 m đến 200 m, phải sử dụng phương pháp được mô tả trong Phụ lục A để xác định xem có cần chiếu sáng ban ngày hay không. Nếu cần chiếu sáng suốt thời gian ban ngày, phải thiết kế chiếu sáng phù hợp với các điều khoản được nêu trong Mục 5.
Trường hợp các đường hầm có chiều dài từ 25 m đến 200 m không cần chiếu sáng suốt thời gian ban ngày thì cần thiết kế chiếu sáng ban ngày hạn chế cho các đường hầm có lưu lượng giao thông được phân loại là “cao” (xem mục 5.2), với mức độ chói trong đường hầm thấp trong các khoảng thời gian trước hoàng hôn và sau bình minh, đặc biệt là vào những ngày bầu trời u ám. Thiết kế cung cấp ánh sáng ban ngày hạn chế trong trường hợp này do các cấp có thẩm quyền quyết định.
CHÚ THÍCH: Chiếu sáng ban đêm như mô tả trong Mục 5.8 có thể được sử dụng cho mục đích này. Hệ thống chiếu sáng có thể được điều khiển bởi một tế bào quang điện để bật đèn tạo ra độ rọi trên mặt đường ở trung tâm của đường hầm hạ thấp xuống giá trị ngang độ rọi được sử dụng bên ngoài và tắt đèn khi độ rọi tại trung tâm của đường hầm tăng lên.
5.2 Phân cấp chiếu sáng đường hầm
Phân cấp chiếu sáng đường hầm phải dựa trên các đặc điểm sử dụng đường hầm đã biết (đối với đường hầm hiện có) hoặc dự kiến sử dụng (đối với đường hầm mới).
Các yếu tố đặc điểm sử dụng đường hầm phải quan tâm là:
- lưu lượng giao thông (theo số lượng xe trong giờ cao điểm, xe/giờ);
- đặc điểm giao thông (dành riêng cho xe cơ giới hay hỗn hợp);
Lưu lượng giao thông được phân loại là cao, trung bình hoặc thấp theo Bảng 1.
Bảng 1- Phân loại lưu lượng giao thông
|
Loại lưu lượng giao thông |
Số lượng xe / giờ (a) |
|
|
Đường một làn |
Đường hai làn |
|
|
Cao |
>1500 |
>400 |
|
Trung bình |
500 đến 1500 |
100 đến 400 |
|
Thấp |
<500 |
<100 |
|
CHÚ THÍCH: Nếu không biết giá trị thực tế lưu lượng giờ cao điểm có thể lấy như sau. Lưu lượng trung bình hàng ngày (số xe mỗi ngày) là khái niệm được sử dụng trong quy hoạch giao thông và luôn được quy định trước. Lưu lượng giao thông giờ cao điểm ở khu vực nông thôn lấy bằng 10% và ở khu vực thành thị bằng 12% số xe mỗi ngày. Trên các đường không phân làn, số lượng phương tiện mỗi giờ trên mỗi làn có thể được tính bằng cách chia giá trị giờ cao điểm cho tổng số làn. Nếu phân chia hướng giao thông thực tế không được biết trên các tuyến đường hai chiều, có thể giả định rằng trường hợp xấu nhất, chiều lớn chiếm hai phần ba lưu lượng giao thông. Lưu lượng xe sau đó được chia cho số làn đường của con đường này. |
||
|
a) Số lượng xe theo giờ trên mỗi làn trong giờ cao điểm. |
||
Bốn cấp chiếu sáng đường hầm được phân loại theo đặc điểm giao thông (chỉ có xe cơ giới hay hỗn hợp) và lưu lượng giao thông trên Hình 1.
Hình 1- Phân loại cấp chiếu sáng đường hầm
5.3 Các vùng có yêu cầu chiếu sáng khác nhau của đường hầm
Để bảo đảm điều kiện nhìn rõ phù hợp với sự thích ứng ánh sáng của mắt người lái xe, đường hầm được chia thành sáu vùng cố yêu cầu chiếu sáng khác nhau, gồm bốn vùng trong hầm và hai vùng ngoài hầm:
|
(1) Vùng tiếp cận hầm (ngoài hầm); |
(2) Vùng cửa vào hầm; |
|
(3) Vùng chuyển tiếp; |
(4) Vùng trong hầm; |
|
(5) Vùng cửa ra hầm; |
(6) Vùng thoát hầm (ngoài hầm). |
Hình 2 là mặt cắt dọc một đường hầm và phân chia các vùng, kèm theo đường phân bố độ chói yêu cầu của các vùng tương ứng (xem mục 5.4 và 5.5).
Hình 2- Trên: Mặt cắt dọc một đường hầm và phân chia các vùng
Dưới: Đường cong phân bố độ chói các vùng tương ứng
5.4 Vùng tiếp cận hầm và độ chói yêu cầu
Vùng tiếp cận hầm nằm phía trước hầm, nơi người lái xe cần nhìn rõ cửa hầm trước khi vào hầm để xử lý tay lái an toàn. Vùng tiếp cận hầm, tuy không nằm trong hầm, nhưng môi trường ánh sáng của nó lại có vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến yêu cầu chiếu sáng tất cả các vùng khác trong hầm, đặc biệt vùng cửa vào hầm.
5.4.1 Khoảng cách dừng
Khoảng cách dừng, ký hiệu SD, lấy theo Bảng 2, phụ thuộc vào tốc độ thiết kế của dòng xe trong đường hầm.
Bàng 2- Khoảng cách dừng theo các tốc độ thiết kế khác nhau
|
Tốc độ thiết kế, km/h |
Khoảng cách dừng (SD), m |
|
120 |
215 |
|
100 |
160 |
|
85 |
120 |
|
70 |
90 |
|
60 |
70 |
|
50 |
50 |
|
CHÚ THÍCH: (1) Tốc độ thiết kế là tốc độ khi đường hầm sử dụng bình thường. Trong trường hợp bất thường, chẳng hạn như ùn tắc giao thông, tốc độ thiết kế không áp dụng. (2) Trường hợp tốc độ thiết kế dưới 50 km/h, lấy SD = 50 m. |
|
5.4.2 Độ chói yêu cầu vùng tiếp cận hầm, L20
Độ chói vùng tiếp cận hầm, ký hiệu L20, có ảnh hưởng quyết định độ chói các vùng khác trong hầm.
Có hai phương pháp xác định độ chói vùng tiếp cận hầm.
Phương pháp đo trực tiếp tại địa điểm, yêu cầu sử dụng trong mọi trường hợp, được mô tả trong Phụ lục B.
Phương pháp ước tính L20 (xem Phụ lục E) chỉ sử dụng để cung cấp giá trị tạm thời trong các thiết kế sơ bộ, nhưng không được sử dụng trong thiết kế chính thức.
CHÚ THÍCH: Phương pháp trình bày trong Phụ lục B là thích hợp nhất, do trong thực tế cửa vào đường hầm có thể theo nhiều hướng khác nhau.
5.5 Xác định mức chiếu sáng yêu cầu ban ngày của các vùng trong đường hầm
5.5.1 Độ chói vùng cửa vào hầm, LCV
Ánh sáng vùng cửa vào hầm có ảnh hưởng quyết định đến “sự thích ứng tối” của mắt người, tránh “hiệu ứng hố đen” (xem Phụ lục G), phải có tỷ lệ hợp lý so với ánh sáng vùng tiếp cận hầm.
Chiều dài của vùng cửa vào hầm bằng khoảng cách dừng SD, m. Độ chói mặt đường của vùng cửa vào hầm, ký hiệu LCV, được tính từ độ chói của vùng tiếp cận hầm ban ngày (L20) theo công thức (1).
|
LCV = k × L20 |
(1) |
Giá trị thích hợp của k được chọn từ Bảng 3 theo cấp chiếu sáng đường hầm và tốc độ giới hạn của dòng xe trong hầm.
Bảng 3- Giá trị k theo cấp chiếu sáng đường hầm và tốc độ giới hạn của dòng xe
|
Cấp chiếu sáng đường hầm |
Giá trị k |
||
|
Tốc độ giới hạn 50 - 70 km/h |
Tốc độ giới hạn 80 - 100 km/h |
Tốc độ giới hạn 110 - 120 km/h |
|
|
4 |
0,05 |
0,06 |
0,10 |
|
3 |
0,04 |
0,05 |
0,07 |
|
2 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
|
1 |
- |
- |
- |
|
CHÚ THÍCH: Trường hợp tốc độ giới hạn dưới 50 km/h lấy giá trị k như tốc độ 50 - 70 km/h |
|||
Độ chói của vùng cửa vào hầm LCV phải được cung cấp vào ban ngày kể từ cửa vào hầm trên suốt chiều dài 0,5 SD như trên Hình 3.
Từ một nửa khoảng cách SD trở đi, Độ chói sẽ giảm dần tuyến tính xuống tới giá trị ở cuối vùng cửa hầm, bằng 0,4 LCV. Sự giảm dần độ chói trong nửa cuối của vùng cửa vào hầm cũng có thể theo từng bậc. Tuy nhiên, mức độ chói không được giảm thấp hơn các giá trị tương ứng với độ giảm dần tuyến tính (Hình 3).
5.5.2 Độ chói vùng chuyển tiếp, LCT
Từ vùng chuyển tiếp ánh sáng sẽ giảm dần tới vùng trong hầm theo quy luật phù hợp với sự “thích ứng tối” của mắt người. Độ chói bề mặt đường trung bình, ký hiệu LCT, tại bất kỳ vị trí nào trong vùng chuyển tiếp, không được nhỏ hơn độ chói thể hiện trên Hình 3.
CHÚ THÍCH: Vùng chuyển tiếp bắt đầu ngay sau vùng cửa vào hầm (t = 0 s).
Hình 3- Đường cong giảm độ chói vùng chuyển tiếp
Chú dẫn:
1- Đoạn 50% chiều dài vùng cửa vào hầm, bằng 0,5 SD
2- Toàn bộ chiều dài vùng cửa vào hầm, bằng SD,
3- Chiều dài vùng chuyển tiếp
5.5.3 Độ chói (LTR) và độ đồng đều độ chói (Uo và Ud) vùng trong hầm
Giá trị trung bình của độ chói mặt đường vùng trong hầm (LTR) không được nhỏ hơn giá trị cho trong Bảng 4 tương ứng với cấp chiếu sáng đường hầm và tốc độ giới hạn của dòng xe.
Bảng 4 - Độ chói mặt đường vùng trong hầm (LTR)
|
Cấp chiếu sáng đường hầm |
Độ chói trung bình, cd / m2 theo tốc độ giới hạn, km/h |
||
|
|
50 - 70 |
80 - 100 |
110 - 120 |
|
4 |
3 |
6 |
10 |
|
3 |
2 |
4 |
6 |
|
2 |
1,5 |
2 |
4 |
|
1 |
- |
0,5 |
1,5 |
|
CHÚ THÍCH: Trường hợp tốc độ giới hạn dưới 50 km/h lấy giá trị LTR như tốc độ 50 - 70 km/h |
|||
Độ đồng đều độ chói vùng trong hầm (Uo và Ud) không được nhỏ hơn các giá trị cho trong Bảng 7 tương ứng với các cấp chiếu sáng đường hầm.
Độ đồng đều độ chói chung (Uo) phải được tính cho toàn bộ chiều rộng đường có các làn đường theo một chiều xe chạy và làn đường khẩn cấp nếu chúng có mặt trong đường hầm. Độ đồng đều độ chói dọc (Ud) phải được tính riêng cho từng làn, bao gồm cả làn đường khẩn cấp.
Bảng 7- Độ đồng đều độ chói mặt đường vùng trong hầm
|
Cấp chiếu sáng hầm |
Độ đồng đều chung, Uo |
Độ đồng đều dọc, Ud |
|
4 |
≥0.4 |
≥0.7 |
|
3 |
≥0.4 |
≥0.6 |
|
2 |
≥04 |
≥0.6 |
|
1 |
- |
- |
5.5.4 Độ chói vùng cửa ra hầm, LCR
Ở lối ra hầm, sự thích ứng ánh sáng của mắt với độ chói cao hơn (sự thích ứng sáng) rất nhanh nên không cần bổ sung thêm ánh sáng để hỗ trợ (xem Phụ lục G). Mục đích của ánh sáng trong vùng cửa ra hầm là:
a) chiếu sáng trực tiếp các phương tiện nhỏ hơn ở phía sau phương tiện lớn, nhằm tránh gây ra sự nhìn không rõ do hiệu ứng chói lóa (glare) của ánh sáng lối ra;
b) cho phép các lái xe rời khỏi đường hầm có đủ tầm nhìn về phía sau qua gương của xe.
Trường hợp đường hầm có vùng trong hầm dài (>200m), giá trị độ chói mặt đường vùng cửa ra hầm, ký hiệu LCR, nên được cung cấp tăng dần tuyến tính bắt đầu từ khoảng cách đến cửa ra hầm bằng SD (có độ chói vùng trong hầm, LTR) đến giá trị gấp 5 lần LTR ở khoảng cách 20m tính từ cửa ra hầm.
CHÚ THÍCH 1: Trong đường hầm hai chiều, ánh sáng vùng chuyển tiếp cho chiều giao thông đối diện cần cung cấp độ chói theo tiêu chuẩn.
CHÚ THÍCH 2: Khi đường hầm một chiều được sử dụng theo hai hưởng (ví dụ: trong quá trình bảo trì) có thể cung cấp chiếu sáng bổ sung, nhưng điều này thường liên quan đến giao thông di chuyển với tốc độ chậm hơn qua khu vực quản lý giao thông.
5.6 Chiếu sáng tường đường hầm
Đối với các đường hầm cấp chiếu sáng 4, độ chói trung bình của phần tường hầm đến độ cao 2 m không nhỏ hơn độ chói mặt đường trung bình tại vị trí tương ứng.
Đối với các đường hầm cấp chiếu sáng 2 và 3, độ chói trung bình của phần tường hầm lên đến độ cao 2 m không nhỏ hơn 60% độ chói mặt đường trung bình tại vị trí tương ứng.
Đối với các đường hầm cấp chiếu sáng 1, không quy định độ chói cho tường hầm. Tuy nhiên, yêu cầu độ rọi trung bình của phần tường hầm lên tới độ cao 2 m không được nhỏ hơn 25% độ rọi trung bình của mặt đường.
5.7 Xác định mức chiếu sáng trong đường hầm ban đêm
Nếu đường hầm nằm trên một phần của con đường được chiếu sáng, thì độ chói mặt đường ban đêm bên trong đường hầm phải ít nhất bằng độ chói của đường tiếp cận, nhưng không lớn quá ba lần giá trị này.
Nếu đường hầm nằm trên một đoạn đường không được chiếu sáng:
- các đường hầm ngắn hơn 25 m thường không cần được chiếu sáng;
- các đường hầm có chiều dài từ 25 m đến 200 m, việc cung cấp ánh sáng ban đêm do cấp có thẩm quyền quyết định, xét đến các vấn đề bao gồm cấp chiếu sáng đường hầm, việc sử dụng đường ban đêm và môi trường khu vực.
CHÚ THÍCH 1: Đối với các đường hầm có chiều dài từ 25 m đến 200 m, nếu được chiếu sáng ban ngày (xem 5.1 và Phụ lục A), việc được cung cấp chiếu sáng ban đêm là cần thiết.
- các đường hầm dài hơn 200 m cần được chiếu sáng ban đêm, với mức độ chói trung bình không nhỏ hơn 1,0 cd / m2.
Khi ánh sáng ban đêm được cung cấp cho một đường hầm trên một con đường không dài, việc cung cấp ánh sáng trên một đoạn ngắn của vùng tiếp cận hầm và vùng thoát hầm là do cấp có thẩm quyền quyết định. Chiều dài của phần đường được cung cấp ánh sáng này không được nhỏ hơn khoảng cách dừng SD phụ thuộc tốc độ thiết kế đường hầm (Bảng 2), trừ khi có những lý do cụ thể, (ví dụ lý do môi trường) để giảm chiều dài.
Độ đồng đều độ chói của ánh sáng ban đêm của đường hầm nằm trên đường không được chiếu sáng không được nhỏ hơn giá trị được đưa ra trong Bảng 5 cho cấp chiếu sáng đường hầm tương ứng.
Hiện tượng nhấp nháy gây cảm giác khó chịu đối với mắt người lái xe và trong một số trường hợp có thể gây ra động kinh co giật. Lái xe trong đường hầm dưới hệ đèn chiếu sáng bố trí khoảng cách không đúng hoặc đi qua khu vực cửa vào có các cấu tạo màn cấp ánh sáng ngày có thể làm phát sinh hiện tượng này.
Mức độ cảm giác khó chịu phụ thuộc:
a) tổng thời gian lái xe chịu hiện tượng nhấp nháy;
b) độ tương phản giữa độ chói nguồn nhấp nháy và mặt đường;
c) tần số nhấp nháy;
d) tỷ lệ thay đổi độ chói.
Hiện tượng nhấp nháy phải được giảm tối thiểu. Điều này có thể thực hiện bằng cách:
1) thời gian nhấp nháy không lớn hơn 20 s; và / hoặc
2) chiều dài diện tích phần nhấp nháy liền kề trong một dãy đèn nhỏ hơn độ dài nhấp nháy của một đèn; và / hoặc
3) tần số nhấp nháy nằm ngoài dải 2,5 Hz đến 15 Hz.
CHÚ THÍCH: Tần số nhấp nháy có thể được tính bằng cách chia tốc độ dòng xe, tính bằng mét trên giây (m / s) cho khoảng cách giữa các đèn [khoảng cách trung tâm, tính bằng mét (m)]. Ví dụ: đối với tốc độ xe là 60 km / h (= 16,6 m /s) và khoảng cách đèn là 4 m, tần số nhấp nháy là 16,6 / 4 = 4,2 Hz.
Trong trường nhìn của mắt người có thể xuất hiện hai loại chói lóa.
- Lóa khó chịu gây khó chịu cho mắt người lái xe. Cường độ sáng lớn của đèn chiếu sáng đường khi chiếu vào mắt người lái xe (trong phạm vi góc ≥ 65° so với trục đứng của đèn) có thể gây lóa khó chịu.
Lóa khó chịu được đánh giá theo Chỉ số lóa G, tính toán theo Chỉ số lắp đặt hệ thống đèn và Chỉ số riêng của đèn do nhà sản xuất cung cấp. Chỉ số lóa phải đáp ứng khi thiết kế hệ thống chiếu sáng đường giao thông. Yêu cầu chỉ số G ≥ 5 (lóa chấp nhận được).
- Lóa mờ làm giảm khả năng nhìn của người lái xe nên cần phải giảm thiểu. Lóa mờ được đánh giá bằng Độ tăng ngưỡng (TI). Để giảm hiện tượng lóa mờ, cần hạ thấp Độ tăng ngưỡng theo các giá trị sau đây:
a) TI dưới 15% đối với vùng cửa vào hầm và vùng trong hầm vào ban ngày;
b) dưới 15% cho tất cả các vùng đường hầm vào ban đêm.
Độ tăng ngưỡng không cần tính toán khi vùng cửa vào hầm và vùng chuyển tiếp ngắn hơn 50m, hoặc khi độ chói mặt đường trung bình lớn hơn 5 cd / m2.
Độ chói của vùng tiếp cận hầm thay đổi theo điều kiện ánh sáng ban ngày. Trong ngày, độ chói theo các mức trong vùng cửa vào hầm và vùng chuyển tiếp cần phải được kiểm soát tự động theo các mức độ chói của vùng tiếp cận hầm.
Việc điều khiển chuyển đổi ánh sáng nên có thời gian trễ vài phút để tránh chuyển đổi không cần thiết do sự thay đổi nhất thời mức độ chói do các đám mây. Các đường hầm dài (>200m), lưu lượng lớn, cấp chiếu sáng cao cần áp dụng quy định này.
5.11 Hệ thống chiếu sáng dự phòng
Trong trường hợp mất nguồn điện lưới cung cấp cho hệ thống chiếu sáng, cần khẩn cấp cung cấp năng lượng để các bộ đèn hoạt động liên tục, đủ để cho phép người lái xe thoát khỏi đường hầm an toàn. Thông thường, một tỷ lệ đèn chịu trách nhiệm cung cấp ánh sáng ban đêm được cung cấp năng lượng từ nguồn cấp điện liên tục có thể dùng cho chiếu sáng dự phòng. Độ rọi trung bình khi chiếu sáng dự phòng không được nhỏ hơn 10 lx và độ rọi tại bất kỳ vị trí nào trong đường hầm không được nhỏ hơn 2 lx.
CHÚ THÍCH: Ánh sáng thoát hiểm trong trường hợp hỏa hoạn nằm ngoài phạm vi của mục này.
Khi sử dụng đèn hơi natri (cả cao áp và hạ áp) có màu cam để chiếu sáng đường hầm, có thể gây nhầm lẫn với tín hiệu giao thông có màu tương tự. Để tránh sự nhầm lẫn này, vị trí của đèn chiếu sáng và tín hiệu giao thông cần được lựa chọn cẩn thận tại các vị trí người lái xe tiếp cận.
6 Yêu cầu chiếu sáng đường hầm cho người đi bộ, xe đạp
Để đảm bảo cho người đi bộ và xe đạp có thể di chuyển trên mặt đường và các lối đi an toàn, ánh sáng được đánh giá theo độ rọi ngang, En (lx) và yêu cầu giá trị này phải đủ lớn.
Độ rọi ngang được quy định trên bề mặt đường theo các giá trị trung bình (En,tb, lx) và tối thiểu (En,min, lx) cho toàn bộ bề mặt đường hầm.
Ánh sáng đủ trên mặt đứng là cần thiết để nhận dạng khuôn mặt người đối diện, giúp bảo đảm an ninh đô thị. Yêu cầu chiếu sáng trên mặt đứng quy định theo độ rọi bán trụ trung bình ở độ cao đầu người (1,5 m), ký hiệu Ebt. Tính toán độ rọi bán trụ theo Phụ lục F.
6.3 Yêu cầu độ rọi đường hầm dành cho người đi bộ và xe đạp
Yêu cầu độ rọi của đường hầm dành cho người đi bộ và xe đạp ban ngày và ban đêm quy định theo độ rọi ngang (En) và độ rọi bán trụ (Ebt), cho trong Bảng 6.
Bảng 6- Yêu cầu độ rọi đường hầm dành cho người đi bộ và xe đạp
|
Ban ngày |
Ban đêm |
||||
|
En,tb, lx |
En,min, lx |
Ebt, lx |
En,tb, lx |
En,min, lx |
Ebt, lx |
|
100 |
50 |
25 |
40 |
20 |
10 |
Để tránh lóa khó chịu do cường độ sáng cực đại của hệ đèn chiếu sáng gây ra, phải lựa chọn đèn sử dụng theo Bảng 7 tương ứng với quang thông chuẩn 1000 lm của đèn.
Bảng 7. Cường độ sáng cực đại đối với đèn chiếu sáng
|
Cường độ sáng cực đại, cd / klm |
||
|
Hướng góc 70° |
Hướng góc 80° |
Hướng góc 90° |
|
350 |
100 |
10 |
CHÚ THÍCH: Cường độ sáng được quy định cho mọi hướng tạo thành góc giữa cường độ sáng cực đại và phương thẳng đứng của đèn lắp đặt.
Đèn chiếu sáng đường hầm không sử dụng các nguồn sáng đơn sắc.
Để phân biệt được màu sắc ở mức chất lượng trung bình, yêu cầu sử dụng đèn chiếu sáng có Chỉ số hoàn màu tối thiểu bằng 60 (CRI ≥ 60).
6.6 Hệ thống chiếu sáng dự phòng
Các đường hầm có chiều dài trên 125m phải có hệ thống chiếu sáng dự phòng khi hệ thống chiếu sáng chính không hoạt động. Hệ thống chiếu sáng dự phòng phải bảo đảm độ rọi ngang trung bình tối thiểu 15 lx trong thời gian một giờ sau khi xảy ra sự cố mất điện lưới.
7 Yêu cầu về tính toán các thông số của hệ thống chiếu sáng
Khi thiết kế chiếu sáng đường hầm, cần tính toán độ chói, độ đồng đều độ chói (đối với đường cho xe cơ giới) và độ rọi, độ rọi bán trụ (đối với đường cho người đi bộ và xe đạp) tương ứng với các loại đèn được chọn theo các phương pháp đã được thừa nhận. Khoảng cách giữa các điểm của lưới tính toán không được nhỏ hơn 1,0 m.
Đèn được sử dụng trong tính toán phải lấy các giá trị ban đầu với số giờ sử dụng 100 h.
Khi tính toán giá trị độ chói và độ rọi, cần sử dụng hệ số bảo trì (MF) là 0,7.
Chiếu sáng ban ngày cho đường hầm từ 25 m đến 200 m
A.1 Xác định tỷ lệ phần trăm khả năng nhìn xuyên qua hầm
Tỷ lệ phần trăm nhìn xuyên qua hầm LTP có thể xác định theo phương trình (A1).
|
|
(C.1) |
Trong đó A, B, C, D, E, F, G và H lấy từ Hình A.1.
SEFGH, SABCD là diện tích hình chữ nhật EFGH và ABCD.
Có thể tính toán gần đúng LTP theo các góc như phương trình A.2
|
|
(C.2) |
Trong đó αi, αu, βi,và βu lấy từ Hình A.2.
Hình A.1- Tỷ lệ phần trăm khả năng nhìn xuyên qua cửa hầm
Hình A.2- Các góc nhìn: 1- mặt đứng, 2- mặt bằng
CHÚ THÍCH 1 Trung tâm của bản vẽ phối cảnh trong Hình A.1 là:
- một điểm trên đường nằm ngang cao 1,2 m so với mặt đường;
- ở giữa làn đường lái xe (nếu nhiều làn đường được sử dụng để xác định cho mỗi làn đường);
- tại khoảng cách dừng SD từ cửa vào hầm, được lấy từ Bảng 2.
CHÚ THÍCH 2: trần hầm không được tính đến, vì thông thường nó không phải là vật cản để chống lại những người đi đường hoặc chướng ngại vật khác.
CHÚ THÍCH 3: Sự thâm nhập ánh sáng ngày rút ngắn chiều dài hình ảnh nhìn rõ của đường hầm. Do đó, cửa vào và cửa ra nhìn rõ đã được sử dụng khi xác định LTP. Cửa vào nhìn rõ thường được tính khoảng 5 m bên trong đường hầm và cửa ra nhìn rõ khoảng 10 m bên trong đường hầm. Trong thực tế rất khó để ước tính hoặc đo khoảng cách này; con số 5 m và 10 m là áp dụng tốt trong thực hành.
CHÚ THÍCH 4: Phối cảnh có thể dựa trên bản vẽ đường hầm hoặc trên ảnh chụp đường hầm hiện có.
CHÚ THÍCH 5: Trong một số trường hợp, không thể tạo được bản vẽ phối cảnh của đường hầm, đặc biệt là khi đường hầm có cả đường cong dọc và ngang. Trong các trường hợp đó, khung tối có đủ độ chính xác khi dựa trên các bản vẽ mặt bằng và mặt cắt dọc đường hầm.
A.2 Yêu cầu chiếu sáng ban ngày
A.2.1 Tổng quát
Chiếu sáng nhân tạo ban ngày được yêu cầu cung cấp theo giá trị LTP, như sau:
- khi LTP < 20%, luôn luôn phải cung cấp ánh sáng nhân tạo ban ngày;
- khi LTP > 80%, không cần thiết chiếu sáng nhân tạo ban ngày;
- khi 20% < LTP <80%, cần xác định yêu cầu chiếu sáng nhân tạo ban ngày theo mục A.2.2.
A.2.2 Yêu cầu chiếu sáng ban ngày theo giá trị LTP từ 20% đến 80%
Khi giá trị LTP nằm trong khoảng từ 20% đến 80%, cần chọn một đối tượng tiêu chuẩn đại diện cho xe hơi, người đi bộ hoặc người đi xe đạp có thể nhìn rõ ở cửa ra của đường hầm. Yêu cầu chiếu sáng ban ngày được xác định theo tỷ lệ phần trăm của vật thể tiêu chuẩn có thể nhìn thấy so với cửa ra hầm.
Đối với đường hầm chỉ dành cho xe cơ giới, vật thể tiêu chuẩn đại diện cho xe hơi là một hình chữ nhật có chiều rộng 1,6 m và chiều cao 1,4 m.
Đối với các đường hầm dành cho giao thông hỗn hợp, vật thể tiêu chuẩn đại diện cho người đi bộ hoặc người đi xe đạp. Đó là một hình chữ nhật có chiều rộng 0,5 m và chiều cao 1,8 m. Vị trí người quan sát là tại khoảng cách dừng SD tính từ cửa vào hầm.
Vị trí ngang của đối tượng và người quan sát phải phù hợp với Bảng A.1 cho loại đường thích hợp.
CHÚ THÍCH: Tầm nhìn thấy đối tượng trong các đường hầm hai chiều cần được xem xét cho mỗi chiều di chuyển.
Bảng A.1 - Vị trí ngang của vật thể và người quan sát
|
Loại đường |
Vị trí của vật quan sát |
Vị trí của người quan sát |
|
Nhiều làn đường có làn khẩn cấp |
Bên trái làn khẩn cấp |
Trung tâm làn 1 |
|
Nhiều làn đường không có làn khẩn cấp |
Bên trái làn 1 |
Trung tâm làn 1 |
Chiếu sáng nhân tạo ban ngày cần được cung cấp khi:
a) chỉ có thể nhìn thấy nhỏ hơn 30% đối tượng tiêu chuẩn đại diện cho một chiếc xe hơi ở cửa ra hầm (xem Hình A.3); hoặc
b) chỉ có thể nhìn thấy nhỏ hơn 50% đối tượng tiêu chuẩn đại diện cho người đi bộ / người đi xe đạp ở cửa ra hầm (xem Hình A.4).
Hình A.3 - Khả năng nhìn thấy xe hơi
Hình A.4 - khả năng nhìn thấy người đi bộ / xe đạp
Xác định độ chói vùng tiếp cận hầm bằng cách đo trực tiếp
B.1 Chọn thời điểm đo độ chói vùng tiếp cận hầm
Xác định chính xác nhất độ chói của vùng tiếp cận L20 bằng cách đo trực tiếp tại thời điểm giá trị của nó là lớn nhất trong năm. Thời gian này ở lãnh thổ Việt Nam có thể là vào khoảng từ tháng ba đến tháng chín. Tuy nhiên do lãnh thổ Việt Nam kéo dài 15 vĩ độ, nên tại các địa phương phía bắc các tháng mùa đông (có thể kéo dài đến tháng ba) bầu trời u ám do thời tiết mưa ẩm, và cả năm Mặt trời ít xuất hiện ở nửa bầu trời phía bắc. Trái lại, các địa phương phía nam, Mặt trời nằm ở cả hai nửa bắc / nam của bầu trời. Từ tháng chín đến tháng ba Mặt trời chiếu vào cửa hầm hướng nam, trong khi từ tháng tư, đến tháng tám Mặt trời lại chiếu vào cửa hầm phía bắc, nên giá trị L20 có thể khác nhau.
B.2 Thiết bị đo
B.2.1 Máy đo độ chói, tốt nhất là có trường nhìn tròn 20° (xem Chú thích), được gắn trên giá ba chân.
CHÚ THÍCH: Nếu không có máy đo độ chói có trường nhìn 20°, thì có thể sử dụng máy đo có trường nhìn nhỏ hơn (ví dụ: 3° hoặc 1°), với điều kiện là phải thực hiện một số phép đo tại chỗ độ chói trên trường 20° và lấy trung bình để cung cấp giá trị L20.
B.3 Thủ tục đo đối với các đường hầm hiện có
B.3.1 Máy đo độ chói và chân máy được đặt ở giữa đường xe chạy tiếp cận đường hầm ở độ cao 1,5 m so với mặt đường và nhắm vào trường 20°, tập trung vào cửa vào đường hầm (Hình B.1). Máy đo và giá ba chân phải được đặt ở khoảng cách bằng khoảng cách dừng tính từ cửa hầm.
B.3.2 Các phép đo nên được thực hiện trong vài ngày khi có mặt trời chiếu sáng. Khi đo nên chọn thời điểm có các đám mây trắng trên bầu trời, vì chúng có thể tạo ra giá trị L20 cao hơn. Trong mọi trường hợp khi mặt trời rơi vào trường nhìn 20° cần phải loại trừ khỏi phép đo, bởi vì những tình huống này sẽ dẫn đến kết quả độ chói rất cao.
CHÚ THÍCH: Trong thực tế có thể đối phó với tình huống này bằng cách sử dụng tấm che của máy.
B.3.3 Cần thực hiện một loạt các phép đo ở cả hai đầu của đường hầm ở thời điểm khi giá trị L20 đạt được tối đa và ghi chép theo thời gian.
CHÚ THÍCH: Trong các đường hầm có cửa vào hướng đông - tây, có thể giá trị tối đa tại cửa phía đông sẽ xảy ra vào buổi sáng và cửa phía tây vào buổi chiều. Tuy nhiên, không phải lúc nào những cực đại này cũng xảy ra rõ ràng, nên cần cẩn thận kiểm tra thời tiết, ví dụ, ánh sáng tán xạ từ mây mù trên sườn đồi có thể tạo ra giá trị L20 cao đáng kể vào một thời điểm khác trong ngày.
B.4 Thủ tục đo đối với các đường hầm còn trên bản vẽ
B.4.1 Khi đường hầm chưa được xây dựng, các phép đo L20 nên được thực hiện từ các vị trí tương ứng với vị trí con đường mới sẽ xây dựng. Máy đo độ chói phải nhắm vào điểm sẽ đặt cửa vào đường hầm.
CHÚ THÍCH: Có thể không thể định vị chính xác vị trí máy đo do địa hình và / hoặc cây cối, v.v., nhưng có thể chọn một thay thế hợp lý. Nếu ngay cả điều này cũng là khó khăn, thì tốt hơn là không thực hiện các phép đo trực tiếp L20, mà sử dụng phương pháp ước tính được mô tả trong Phụ lục E.
B.4.2 Các phép đo phải được thực hiện như trình bày chi tiết trong B.3.2.
CHÚ THÍCH: Các phép đo được thực hiện trên vị trí của một đường hầm chưa xây dựng có thể cần phải được điều chỉnh theo sự có mặt cuối cùng của mặt đường ở vị trí địa hình hiện có. Điều này có thể được thực hiện bằng cách đo độ chói trung bình của khu vực đường sẽ xây dựng và so sánh nó với độ chói của đường có hướng tương tự trong vùng lân cận hoặc với độ chói thích hợp theo danh sách trong Hình E.1 (xem Phụ lục E). Nếu có sự khác biệt đáng kể, thì có thể thực hiện chỉnh sửa bằng cách thay thế độ chói đường theo giá trị trung bình mới, có trọng số theo khu vực nó chiếm trong trường nhìn 20°.
Hình B.1- Vị trí đo độ chói vùng tiếp cận hầm
Thiết kế, sử dụng đường hầm và các chức năng hoạt động có ảnh hưởng đến chiếu sáng đường hầm
C.1 Tiện nghi lái xe
Lái xe trong một đường hầm, rất khác với lái xe trên đường mở, vì cảm nhận không gian bị giới hạn và bị mất đi mọi dấu hiệu quen thuộc. Các bức tường có thể tạo ra “hiệu ứng sợ sệt”, có xu hướng làm cho các lái xe tránh xa hơn. Các chức năng nhìn điều khiển xe trong đường hầm có thể thấp hơn đáng kể so với trên đường mở, đặc biệt là về thị lực, cảm nhận về độ tương phản và khoảng cách, tầm nhìn ra ngoài và sự phân biệt màu sắc. Nhận thức về thời gian có thể thay đổi: thời lượng nhận thức dường như dài gấp đôi khoảng thời gian thực tế. Một số lái xe có thể bị ảnh hưởng bởi các cảm giác như sợ bị giam cầm.
Do đó, ngoài việc cung cấp các mức độ chói thích hợp để tạo được sự thích ứng thị giác phù hợp và nhận thức được các vật thể trên đường, một thiết kế hệ thống chiếu sáng thích hợp có thể giúp khắc phục những ảnh hưởng tâm lý do môi trường đối với người lái xe.
C.2 Thiết kế đường hầm
Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ chói của các bề mặt nhìn thấy trong vùng tiếp cận hầm có ảnh hưởng rất lớn đến thiết kế chiếu sáng, và do đó đến yêu cầu bảo trí và tiêu thụ năng lượng của hệ thống chiếu sáng. Có thể tăng sự thích ứng ánh sáng của mắt người lái xe trong môi trường ánh sáng bằng cách giảm độ chói của các bề mặt nhìn thấy trong vùng này. Tư vấn giữa người thiết kế đường hầm và người thiết kế chiếu sáng có thể giúp đưa ra giải pháp tối ưu. Các nội dung đặc biệt cần xem xét bao gồm những điều sau đây.
a) Tiếp cận đường hầm:
- cửa vào hầm và mặt đường bên ngoài được xây dựng bằng vật liệu tối sẽ làm giảm độ chói vùng tiếp cận hầm, và do đó làm giảm yêu cầu chiếu sáng trong vùng tiếp cận hầm và vùng chuyển tiếp. Mặt tiền đường hầm tối và các bức tường tối với bề mặt nhám, các bề mặt có hệ số phản xạ nhỏ hơn 0,2, là có lợi;
- thiết kế mặt tiền đường hầm và xử lý vùng trực tiếp xung quanh có thể hạn chế ảnh hưởng của Mặt trời khi nằm ở vị trí thấp, áp dụng rất hiệu quả cho các cửa vào hầm hướng Đông - Tây, đồng thời kết hợp giải pháp giảm phần bầu trời trong trường nhìn càng nhiều càng tốt. Ví dụ: trồng cây xanh gần cửa vào đường hầm.
- thiết kế màn cấp ánh sáng ban ngày trên cửa vào hầm có thể giảm được hiện tượng lóa trực tiếp do mặt trời, như ví dụ trên Hình C.1.
Hình C.1- Ví dụ màn cấp ánh sáng ban ngày trước cửa vào hầm
b) Bên trong đường hầm:
- mọi nét đặc trưng của đường hầm, như nút giao hay đường trơn trượt, cần được xem xét cụ thể trong tổng sơ đồ chiếu sáng đường hầm;
- mặt đường sáng màu và tường màu sáng sẽ tăng hiệu quả của giải pháp chiếu sáng;
- các hướng dẫn trực quan phải được cung cấp bằng chiếu sáng kết hợp với vạch kẻ đường và biển báo.
c) Tại lối ra hầm:
- mọi nút giao hoặc đường trơn trượt trong và ngoài cửa thoát của đường hầm cần được xem xét đặc biệt trong sơ đồ chiếu sáng đường hầm.
C.3 Bảo trì đường hầm
Hệ số bảo trì (MF) được sử dụng trong các tính toán thiết kế tại Mục 6, xét đến việc khấu hao về hiệu suất trắc quang của đèn và sự thay đổi trạng thái đèn từ khi còn mới tới mức còn cho phép sử dụng.
Hệ số bảo trì khuyến nghị giá trị 0,7 cho Mục 6. Giá trị này có thể thay đổi liên quan đến hiệu suất cụ thể của đèn và việc làm sạch đèn.
Các bức tường đóng một phần quan trọng trong hiệu quả chiếu sáng, và duy trì hiệu suất thiết kế. Việc làm sạch là đặc biệt quan trọng, bao gồm việc rửa tường và lau đèn thường xuyên. Chu kỳ thực tế làm sạch đèn và bảo trì đèn có liên quan đến các yếu tố được sử dụng trong tính toán các mức độ chiếu sáng.
Phải giám sát chế độ làm sạch để đảm bảo rằng hệ số bảo trì không giảm xuống dưới mức sử dụng trong tính toán thiết kế, hoặc đèn bị hỏng không làm giảm độ đồng đều độ chói đến mức thấp hơn quy định.
D.1 Tổng quát
Có hai hệ thống chiếu sáng nhân tạo được sử dụng phổ biến: hệ thống chiếu sáng đối xứng, tạo ra một độ tương phản pha trộn cả xấu và tốt, và hệ thống chiếu sáng chùm ngược (so với chiều đi của dòng xe), tạo ra độ tương phản xấu.
CHÚ THÍCH: Một hệ thống thứ ba, chiếu sáng chùm xuôi (chiều xuôi theo dòng xe), hiếm khi được sử dụng và không được mô tả trong phụ lục này.
Các thuật ngữ “đối xứng”, “chùm sáng” chỉ sự phân bố cường độ sáng của đèn được sử dụng cho hai hệ thống.
D.2 Hệ thống chiếu sáng đối xứng
Hệ thống chiếu sáng đối xứng sử dụng đèn chiếu sáng phân bố cường độ sáng đối xứng trên mặt phẳng thẳng đứng của trục đường hầm (xem Hình D.1).
Hệ thống chiếu sáng đối xứng có thể cung cấp độ tương phản tốt giữa các vật thể trên đường và mặt đường, hỗ trợ tầm nhìn của các phương tiện khác di chuyển cùng chiều. Nó có lợi khi các đường hầm là hai chiều, trong sử dụng bình thường hoặc trong các hoạt động bảo trì.
Hình D.1. Hệ thống chiếu sáng đối xứng
D.3 Hệ thống chiếu sáng chùm ngược
Hệ thống chiếu sáng chùm ngược sử dụng đèn chiếu sáng phân bố cường độ sáng chủ yếu theo hướng đến của dòng giao thông đi tới và do đó rất không đối xứng (xem Hình D.2).
Hệ thống chiếu sáng chùm ngược thường tạo ra độ tương phản lớn hơn giữa các vật thể trên đường và mặt đường sáng hơn. Với một bề mặt đường cụ thể được sử dụng, giá trị độ chói thường cao hơn đáng kể hơn so với chiếu sáng đối xứng.
Hình D.2. Hệ thống chiếu sáng chùm ngược
Hệ thống chiếu sáng chùm ngược có thể có những nhược điểm sau:
- không thích hợp cho lối vào đường hầm khi ánh sáng ngày thâm nhập cao;
- kém hiệu quả hơn đối với các đường hầm có lưu lượng giao thông rất cao hoặc các đường hầm có tỷ lệ phần trăm xe chở hàng nặng cao;
- không thích hợp cho các đường hầm hai chiều;
- khó đạt được độ chói cần thiết trên các bức tường hầm;
- làm giảm khả năng nhìn về phía sau khi lái xe nhìn qua gương.
Ước tính độ chói vùng tiếp cận hầm
Độ chói vùng tiếp cận hầm L20 có thể được lấy từ Hình E.1 để sử dụng cho tính toán ban đầu, dành riêng cho mục đích thiết kế tạm thời. Hình E1 cho các ví dụ về góc nhìn phối cảnh theo các lối vào đường hầm khác nhau. Trong mỗi trường hợp cho độ chói gần đúng vùng tiếp cận L20 có xét đến địa hình khu vực, chiều dài khoảng cách dừng và hướng lối vào đường hầm.
Hình E.1- Các ví dụ xác định Độ chói vùng tiếp cận hầm, L20 theo SD cho cửa vào hầm hướng Bắc và Nam
Hình F.1 mô tả độ rọi bán trụ.
Độ rọi bán trụ (Ebt) tính toán theo công thức sau:
Ebt = I (1 + cosα) sinβ / π d2
Trong đó:
Ebt - Độ rọi bán trụ, lx;
I - cường độ sáng của đèn, cd;
d - khoảng cách giữa nguồn sáng và điểm tính toán, m;
α - góc giữa mặt phẳng đứng đi qua tâm vuông góc với mặt phẳng bán trụ và mặt phẳng đứng đi qua nguồn sáng và điểm tính toán, độ;
β - góc giữa hướng tia chiếu của đèn và phương thẳng đứng, độ.
Hình F.1. Khái niệm Độ rọi bán trụ
Đặc điểm hoạt động sinh lý của mắt người khi lái xe và đi lại trong đường hầm
Trên võng mạc của mắt người có hai loại tế bào thần kinh thị giác hoạt động phụ thuộc vào mức độ ánh sáng (độ chói) khác nhau của môi trường: Tế bào nón (Cones Cell), nằm ở vùng trung tâm của võng mạc, phản ứng với ánh sáng mạnh, cho cảm giác màu sắc và tế bào que (Rods Cell) nằm ở phần ngoại vi của võng mạc, phản ứng đối với ánh sáng yếu và không cho cảm giác màu sắc. Khi con người di chuyển vào các môi trường ánh sáng có độ chói khác nhau, mắt sẽ tự điều chỉnh để sử dụng các loại tế bào thần kinh khác nhau tương ứng với mức độ chói của ánh sáng môi trường. Hoạt động đó gọi là sự “thích ứng (adaptation)” của mắt. Khi di chuyển từ môi trường tối sang môi trường sáng xảy ra sự “thích ứng sáng”, nghĩa là chuyển từ sử dụng tế bào que sang tế bào nón. Ngược lại, di chuyển từ môi trường sáng sang môi trường tối xẩy ra sự “thích ứng tối”, nghĩa là chuyển từ sử dụng tế bào nón sang tế bào que. Hiện tượng thích ứng sáng xảy ra rất nhanh, trong khi thích ứng tối xảy ra chậm hơn nhiều, có thể kéo dài từ vài chục giây đến vài chục phút, tùy theo sự thay đổi của ánh sáng môi trường.
Ban ngày, khi lái xe đi từ bên ngoài có môi trường ánh sáng cao vào hầm có môi trường ánh sáng tối hơn, trong mắt người sẽ xẩy ra sự “thích ứng tối”. Nếu ánh sáng trong hầm quá thấp, sự thích ứng tối có thể dẫn tới “hiệu ứng hố đen” (black hole effect), làm cho người lái xe không nhìn thấy đường và các vật cản trên đường, dễ dàng xẩy ra tai nạn. Vì vậy tổ chức chiếu sáng ban ngày hợp lý ở phần đường sau cửa vào hầm (vùng cửa vào hầm) là rất quan trọng để tránh hiệu ứng này. Độ chói yêu cầu trên mặt đường tại vùng này (độ chói vùng cửa vào hầm) có quan hệ với độ chói người lái xe cảm nhận khi tiếp cận hầm (độ chói vùng tiếp cận hầm).
Khi đi vào sâu trong hầm, mắt người lái xe sẽ thích ứng dần với ánh sáng tối hơn. Quá trình thích ứng xẩy ra liên tục, nên độ chói mặt đường cho phép giảm dần tới vùng trong hầm theo quy luật phù hợp với sự “thích ứng tối” của mắt người.
Ở lối ra hầm, sự thích ứng của mắt với độ chói cao hơn (sự thích ứng sáng) rất nhanh nên không cần bổ sung thêm ánh sáng để hỗ trợ.
Ban đêm, không xẩy ra “hiệu ứng hố đen”, do độ chói bên ngoài hầm có giá trị thấp. Vì vậy yêu cầu chiếu sáng trong hầm thấp hơn ban ngày, và tất cả các vùng trong hầm được chiếu sáng như nhau.
Đối với người đi bộ và xe đạp, do tốc độ di chuyển rất chậm nên sự “thích ứng tối” không thể dẫn tới “hiệu ứng hố đen”, vì vậy chiếu sáng đường hầm chỉ yêu cầu cho phép người đi bộ phân biệt chướng ngại vật để di chuyển an toàn và bảo đảm an ninh nếu gặp kẻ xấu.
THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 QCVN 07-7: 2016/BXD - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia các công trình hạ tầng kỹ thuật - Công trình chiếu sáng”.
2 TCVN 12236:2018 (CIE S017:2011) - Từ vựng chiếu sáng quốc tế.
3 TCVN 1-1:2008 và TCVN 1-2:2008-Xây dựng tiêu chuẩn. Phần 1 và Phần 2.
4 Phạm Đức Nguyên. Chiếu sáng trong kiến trúc. NXB Khoa học và kỹ thuật. 2006, 2011.
5 British Standard BS 5489-2:2003. Code of practice for the design of road lighting.
Part 1: Lighting of roads and public amenity areas.
6 British Standard. BS 5489-1:2003. Code practice for the design of road lighting Part 2: Lighting of tunnels.
7 EN Tunnel Lighting NA 058-00-11 AA N 0266.
8 BS 5489-2:2016. Code of practice for the design of road lighting - Part 2: Lighting of tunnels.
6 CIE 88:2004. Guide for the lighting of road tunnels and underpasses.
7 CIE 115:2010 - Lighting of roads for motor and pedestrian traific.
8 Lighting Requirements and other Energy and Safety Aspects in Urban Areas Francesco Leccese, Giuseppe Tuoni, University of Pisa - September 2005.
9 BS 5489-9:1996. Road lighting - Part 9: Code of practice for lighting for urban centres and public amenity areas.
10 Guide to the lighting of roads tunnels in Armenia.
11 Thorn. Tunnel lighting. Tunnel lighting criteria.
12 Philips - Tunnel and underpass lighting.
13 Road Tunnel Lighting Guide. John Rands CEng MILP. 20 April 2016.
MỤC LỤC
Lời nói đầu
1 Phạm vi áp dụng
2 Tài liệu viện dẫn
3 Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu
4 Nguyên tắc chung
5 Yêu cầu kỹ thuật chiếu sáng đường hầm cho giao thông cơ giới và hỗn hợp
6 Yêu cầu kỹ thuật chiếu sáng đường hầm cho người đi bộ, xe đạp
7 Yêu cầu tính toán và đo các thông số của hệ thống chiếu sáng
Phụ lục A (quy định) Chiếu sáng ban ngày cho đường hầm từ 25 m đến 200 m
Phụ lục B (quy định) Xác định độ chói vùng tiếp cận hầm bằng cách đo trực tiếp
Phụ lục C (tham khảo) Thiết kế, sử dụng đường hầm và các chức năng hoạt động có ảnh hưởng đến chiếu sáng đường hầm
Phụ lục D (tham khảo) Các hệ thống chiếu sáng
Phụ lục E (tham khảo) Ước tính độ chói vùng tiếp cận hầm
Phụ lục F (quy định) Tính toán độ rọi bán trụ
Phụ lục G (tham khảo) Đặc điểm hoạt động sinh lý của mắt người khi lái xe và đi lại trong đường hầm
Thư mục tài liệu tham khảo
Ý kiến bạn đọc
