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トンネル照明

トンネル照明設計

(1)トンネル照明関連の基準

ここではトンネル照明関連の基準について説明します。トンネル照明を設計するためには主に「道路照明施設設置基準・同解説」を用います。この他に、「道路・トンネル照明器材仕様書」、「電気設備技術基準」、「内線規程」といった規格類を使用します。

図2.4 トンネル照明関連の基準

(2)トンネル照明設計の手順

トンネル照明設計は、図2.5に示す手順で行います。

図2.5 トンネル照明の設計手順

(3)トンネル照明の基準値設定

トンネル照明の設計を行うにあたり、まず、トンネル照明を構成する各照明要素ごとの所要輝度や区間長などの基準値を設定する必要があります。

  • 基本照明
  • 入口部照明
  • 出口部照明
  • 特殊構造部の照明(歩道部、非常駐車帯部、他)
  • 停電時照明
  • 接続道路の照明

3.1 基本照明

基本照明は、トンネルを走行する運転者が前方の障害物を安全な距離から視認するために必要な明るさを確保するための照明であり、原則としてトンネル全長にわたり灯具を一定間隔に配置します。基本照明のみの区間の照明を基本部照明といいます。基本照明の基準値は、表2.1のように道路照明施設設置基準・同解説にて定められています。

表2.1 平均路面輝度

設計速度(km/h) 平均路面輝度(cd/m²)
100 9.0
80 4.5
70 3.2
60 2.3
50 1.9
40以下 1.5

(参考文献:道路照明施設設置基準・同解説(H19,10月)(社)日本道路協会)

なお基本照明には、上記の平均路面輝度の他に輝度均斉度(総合均斉度:0.4以上、車線軸均斉度(推奨値):0.6以上)、視機能低下グレア(15%以下)、誘導性といった性能指標が存在します。また、「フリッカ現象(ちらつき)」や「路面と壁面の輝度比」にも配慮を要する必要があります。

3.2 入口部照明

入口部照明は、昼間、運転者がトンネルに接近する際に生じる急激な輝度の変化と、進入直後から起きる眼の順応の遅れを緩和するための照明であるため、入口部には基本部より高いレベルの照明施設が必要となります。入口照明とは、トンネル入口部において基本照明に付加される照明であり、入口部照明とは基本照明と入口照明を加えたものをいいます。

入口部照明は図2.6に示すように構成されており、各区間の輝度と長さは表2.2のように道路照明施設設置基準・同解説にて定められています。

L1境界部の路面輝度(cd/m²)
L2移行部最終点の路面輝度(cd/m²)
L3基本照明の平均路面輝度(cd/m²)
1境界部の長さ(m)
2移行部の長さ(m)
3緩和部の長さ(m)
4入口部照明の長さ(m)

図2.6 入口照明の構成

表2.2 入口照明各区間の輝度と長さ(野外輝度※3300cd/m²の場合)

設計速度
(km/h)
路面輝度(cd/m²) 長さ(m)
L1 L2 L3 l1 l2 l3 l4
100 95 47 9 55 150 135 340
80 83 46 4.5 40 100 150 290
70 70 40 3.2 30 80 140 250
60 58 35 2.3 25 65 130 220
50 41 26 1.9 20 50 105 175
40 29 20 1.5 15 30 85 130

(参考文献:道路照明施設設置基準・同解説(H19,10月)(社)日本道路協会)

  • ※注:野外輝度とは、トンネル入口手前150(m)の地点、路上1.5(m)からトンネル坑口を見た時の、トンネル坑口を中心とした20度視野の平均輝度。

3.3 出口部照明

出口部照明は、昼間、出口付近の野外輝度が著しく高い場合に、出口の手前付近にある障害物や先行車の見え方を改善するための照明であり、基本照明と出口照明を加えたものをいいます。出口部照明は以下に示す条件が重なる時に設置するものとします。

  • 設計速度が80(km/h)以上
  • 出口付近の野外輝度が5,000(cd/m²)以上
  • 延長が400(m)以上

なお、トンネル出口部照明の基準値は昼間時の鉛直面照度で設定することになっており、その値は出口部の野外輝度の数値の12(%)とし、照明区間は80(m)とします。

3.4 特殊構造部の照明

トンネルの特殊構造部として、以下の各々について推奨値が示されています。

分合流部基本照明の1.5倍〜2倍。
非常駐車帯夜間減灯時においても基本照明と併せて路面照度50(ℓx)以上。ただし、本線照度が50(ℓx)以上の場合は、本線照度と同等の明るさを保つ必要があります。
歩道部夜間減灯時においても基本照明と併せて路面照度5(ℓx)以上。
避難通路避難連絡抗は水平面照度を20l(x)以上、避難抗および避難口には水平面照度10(ℓx)以上。

3.5 停電時照明

運転者がトンネル内を走行中に突然停電にあうと、走行上極めて危険な状態に遭遇します。このような危険を防止するために設ける照明を停電時照明といいます。停電時の電源を供給する方法として、予備発電設備、または無停電電源装置(蓄電池とインバータ)があり、次に示す明るさを満たす必要があります。

  • 予備発電装置により照明する場合の照明レベルは、基本照明の概ね1/4以上
  • 無停電電源装置により照明する場合の照明レベルは、基本照明の概ね1/8以上

3.6 接続道路の照明

夜間、入口部においてトンネル入口付近の幅員の変化を把握させるため、あるいは出口部においてトンネル内から出口に続く道路の状況を把握させるために設置する照明をいいます。最近は、入口付近に照明柱を1基設置する例が多いです。

(4)トンネル照明の方式

設計を行うに当たって、基準値を把握したら、次に照明方式を検討します。現在、設計・施工されているトンネルの照明方式は、以下のとおりです。

  • 対称照明方式
  • カウンタービーム照明方式
  • プロビーム照明方式

4.1 対称照明方式

対称照明方式とは、隅角部に照明器具を取り付け、道路横軸に対して対称配光の照明器具を使用する照明方式のことをいい、基本照明および入口照明に用いられます。

図2.7 対称照明方式

4.2 カウンタービーム照明方式

カウンタービーム照明方式とは、天井部に照明器具を取り付け、走行する車両の進行方向と逆方向に照明する照明方式です。この方式は、交通量の少ないトンネルの入口照明に適しており、運転者側への高い路面輝度と障害物正面が暗くなることから、路面と障害物に高い輝度対比を得やすい特徴があります。

図2.8 カウンタービーム照明方式

4..3 プロビーム照明方式

プロビーム照明方式とは、天井部に照明器具を取付け、走行する自動車の進行方向に照明する照明方式です。トンネル坑口付近に存在する先行車の背面を照明することにより、先行車に対する視認性を改善した照明方式で、交通量の多いトンネルの入口照明で補足的に用いられます。

図2.9 プロビーム照明方式

(5)トンネル照明の配列方式

トンネル照明の配列方式には、図2.10に示す方法があり、照明器具の配光、路面の輝度分布、視線誘導効果、保守および経済性などを考慮して選定します。

図2.10 配列方式

(6)トンネル照明の光源

光源の選定にあたっては、道路照明の光源の選定の留意事項のほか、トンネルの特殊性(排気ガスがあること、昼間時に高いレベルの照明が必要であること、再始動時間が短いこと)を考慮して行います。光源の要件は次に示すとおりです。

  • 効率が高く寿命が長いこと
  • 周囲温度の変動に対して安定していること
  • 光色と演色性が適切であること

(7)トンネル照明の器具

トンネル照明器具は、トンネルの側壁上部(隅角部)または天井部の建築限界外に取り付けます。
このため、トンネル構造に適した取付方法ができる器具を選択する必要があります。また、トンネル清掃作業の際に水の直接噴射を受ける場合は、器具の構造を防噴流形とし、それ以外の場合は防雨形とします。更に、灯具の配光は、路面、壁面、天井面に対して光束が適切に配分されるようなものを取付位置に応じて選択する必要があります。

現在は、直付形で防噴流構造のものが使用され、耐食性に優れたプレス加工器具が主流となっています。

(8)トンネル照明器具と光源の例

トンネル照明器具と光源の例を以下に示します。


コンパクトHf蛍光ランプ


FHP45用照明器具


セラミックメタルハライドランプ


広スパン形照明器具

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