照明計画資料

トンネル照明

計算例(基本照明)

(1)設計条件

表2.4、表2.5に示す設計条件にて最大器具間隔を算出します。計算に使用するトンネル断面図を図2.14に示します。

表2.4 設計条件

車道幅員	6.5(m)
路面全幅員	9.0(m)
天井反射率(コンクリート仕上げ)	25(％)
壁面反射率(コンクリート仕上げ)	25(％)
路面反射率(コンクリート仕上げ)	25(％)
設計速度	60(km/h)
保守率	0.5
配列方式	向き合わせ
平均照度換算係数	13(ℓx/cd/m²)
器具取付高さ	5.0(m)
器具振向け角度	50.4°
光源光束	8270(ℓm)

(2)性能指標の決定

性能指標は、表2.5とします。

表2.5 性能指標

平均路面輝度	2.3(cd/m²)
総合均斉度	0.4以上
車線軸均斉度	0.6以上
視機能低下グレア	15(％)以下

• ※注：断面および照明器具の位置、振向け角度は、左右対称とする。

図2.14 断面条件

(3)使用器具の直射照明率曲線

設計に使用する光源の直射照明率は、図2.15とします。

図2.15 直射照明率曲線の例

(4)車道照明率の算出

車道照明率の算出例を以下に示します。

4.1 照明率を求めるための係数(A₄₁〜A₄₄)の算出

表2.3より反射係数(A₄₁〜A₄₄)を求めます。
Wo/Ho=1.8、天井反射率0.25、壁面反射率0.25、路面反射率0.25より
A₄₁=0.165 A₄₂=0.119 A₄₃=0.119 A₄₄=1.036 となります。

4.2 直射照明率(U₁₀〜U₄₀ 、U_40’)の算出

図2.14、図2.15より直射照明率(U₁₀〜U₄₀、U_40’)を求めます。

天井面	U10= (90.0°)-(39.6°) =0.274-0.232=0.042
壁面(器具側)	U20= (-90.0°)-(-69.2°)= 0.326-0.322=0.004
壁面(器具と反対側)	U30= (39.6°)-(5.2°) = 0.232-0.049=0.183
全路面	U40= (-69.2°)+(5.2°) = 0.322+0.049=0.371
車道幅員	U40’= (0.0°)-(-55.6°) = 0.000+0.314=0.314

4.3 車道照明率の算出

式-2、式-3より車道照明率を求めます。

全路面幅員の照明率
U₄=0.165*0.042+0.119*0.004+0.119*0.183+1.036*0.371≒0.413

車道幅員の照明率
U_{4 ’}=0.314+(6.5/9)*(0.413-0.371)≒0.344

以上より車道照明率は、0.344となります。

(5)基本照明の器具間隔の算出

式-1より平均路面輝度を満たす器具間隔を算出します。式-1に各値を代入すると以下のようになります。

以上より器具間隔は、14.6(m)とします。

(6)壁面輝度比の計算

壁面輝度比の算出例を以下に示します。

6.1 照明率を求めるための係数(A₂₁〜A₃₄)の算出

表2.3より伝達係数(A₂₁〜A₃₄)を求めます。
A₂₁=0.066 A₂₂=1.017 A₂₃=0.078 A₂₄=0.066
A₃₁=0.066 A₃₂=0.078 A₃₃=1.017 A₃₄=0.066

6.2 直射照明率(U₁₀〜U₄₀ 、U_20’ 、U_30’ )の算出

図2.14、図2.15より直射照明率(U₁₀〜U₄₀、U_20’、U_30’)を求めます。

天井面	U10 = 0.274-0.232=0.042
壁面(器具側)	U20 = 0.326-0.322=0.004
壁面(器具と反対側)	U30 = 0.232-0.049=0.183
全路面	U40 = 0.322+0.049=0.371
壁面(器具側計算範囲)	U20’=0.323-0.322=0.001
壁面(器具と反対側計算範囲)	U30’= 0.095-0.049=0.046

6.3 全壁面の照明率の算出

式-4、式-5より壁面の照明率を求めます。

全壁面の照明率
U₂ =0.066*0.042+1.017*0.004+0.078*0.183+0.066*0.371=0.070
U₃ =0.066*0.042+0.078*0.004+1.017*0.183+0.066*0.371=0.238

6.4 計算範囲の壁面照明率の算出

式-6、式-7より壁面の照明率を求めます。

計算範囲の壁面の照明率
U_2’= 0.001+(1/5)*(0.070-0.004)=0.018
U_3’= 0.046+(1/5)*(0.238-0.183)=0.059

6.5 壁面照明率の算出

式-8より壁面の照明率を求めます。

壁面の照明率
U= (0.018+0.059)/2=0.038

6.6 壁面輝度比の算出

式-9より壁面輝度比を求めます。

壁面輝度比
Lw/Lr= 13*0.25/π*6.5/1*(0.018+0.059)/(2*0.344)=0.75

以上より上記の条件での壁面輝度比は、0.75となります。

(7)輝度均斉度の計算

器具間隔が14.6(m)の場合の総合均斉度および車線軸均斉度を計算します。輝度均斉度は逐点法によって輝度計算を行い、Lmin/Laveによって総合均斉度を、Lmin/Lmaxによって車線軸均斉度を算出します。表2.6に逐点法による輝度計算の結果を示します。

表2.6 逐点法による輝度計算の結果(走行車線)

単位(cd/m²)

	0	1.26	2.92	4.38	5.84	7.3	8.76	10.22	11.68	13.14
6.175	2.32	2.18	1.81	1.44	1.17	1.05	1.1	1.31	1.64	2.03
5.525	3.1	2.93	2.34	1.78	1.4	1.25	1.33	1.64	2.16	2.74
4.875	3.9	3.62	2.85	2.08	1.61	1.43	1.53	1.91	2.63	3.41
4.225	4.37	4.12	3.21	2.35	1.8	1.54	1.71	2.16	2.96	3.92
3.575	4.97	4.62	3.56	2.55	1.91	1.64	1.79	2.36	3.28	4.4
2.925	4.98	4.63	3.56	2.56	1.91	1.64	1.8	2.36	3.3	4.4
2.275	4.38	4.14	3.22	2.36	1.81	1.54	1.72	2.16	2.97	3.91
1.625	3.91	3.63	2.86	2.09	1.62	1.43	1.53	1.91	2.64	3.41
0.975	3.11	2.94	2.35	1.79	1.4	1.25	1.31	1.63	2.15	2.75
0.325	2.33	2.19	1.81	1.44	1.17	1.04	1.1	1.3	1.64	2.04

以上よりS=14.6(m)では輝度均斉度の基準値を満たさないため、器具間隔を短くし輝度均斉度を向上させる必要があります。器具間隔が10.9(m)の場合の総合均斉度および車線軸均斉度の結果を表2.7に示します。

表2.7 逐点法による輝度計算の結果(走行車線)

単位(cd/m²)

		Xm
		0	1.09	2.18	3.27	4.36	5.45	6.54	7.63	8.72	9.81
Ym	6.175	2.59	2.54	2.31	2.05	1.86	1.76	1.8	1.95	2.2	2.45
	5.525	3.42	3.36	3.01	2.61	2.32	2.17	2.25	2.49	2.86	3.22
	4.875	4.26	4.09	3.67	3.12	2.71	2.56	2.61	2.98	3.46	3.94
	4.225	4.77	4.65	4.17	3.49	3.04	2.86	2.93	3.29	3.95	4.49
	3.575	5.4	5.23	4.6	3.86	3.29	3.06	3.17	3.63	4.36	5.05
	2.925	5.4	5.24	4.6	3.86	3.3	3.07	3.18	3.64	4.36	5.05
	2.275	4.79	4.67	4.17	3.5	3.05	2.88	2.94	3.3	3.96	4.5
	1.625	4.27	4.11	3.68	3.13	2.72	2.57	2.62	2.98	3.46	3.96
	0.975	3.42	3.37	3.02	2.61	2.32	2.16	2.25	2.49	2.85	3.23
	0.325	2.59	2.54	2.31	2.05	1.85	1.76	1.8	1.95	2.19	2.45

以上よりS=10.9(m)だと輝度均斉度の基準値を満たすことができます。

(8)TI値の計算

器具間隔がS=10.9(m)の時のTI値を計算します。TI値は、逐点法により等価光幕輝度を算出し式-12に代入し求めることができます。

式-12に各計算結果を代入すると以下のようになります。

本設計条件において器具間隔が10.9mの場合、全ての性能指標値を満たすことができます。以上より器具間隔が10.9mの時が器具間隔最大といえます。

また器具間隔が10.9mの時の平均路面輝度は、以下のようになります。