ライティング講座(照明講座)

照明計画資料

トンネル照明 - トンネル照明とは

(1)トンネル照明の目的

トンネル照明の目的は、主に昼間時の明るい屋外から暗いトンネル内に入る時に、安全かつ快適に走行できるようにすることです。したがって、照明設備は屋外の明るさ(野外輝度)に応じたトンネル内部の明るさを得る必要があり、トンネル付近の地形、方位、接続道路の線形、車の走行速度等を把握することが重要になります。また、トンネルは密閉された空間であり、天井、壁の輝度が走行する運転者の視覚情報の確保に大きな影響を与えるため、運転者が安全かつ快適に走行するためには路面だけでなく天井、壁をも含めた明るさのバランスを適切にし、良好な視環境をつくる必要があります。

(2)トンネル付近の視環境

昼間のトンネル付近における視覚条件は、一般部の道路と著しく異なっている点があり、特別な対策が必要になります。トンネル付近で起こる主要な視覚的問題点の概要を、一般部の道路からトンネルに接近し、トンネルを通過したのち再び一般部の道路に出るまでの時間的経過に従って示します。

2.1 ブラックホール現象とブラックフレーム現象

昼間、野外の道路を走行してきた車両が、照明の不完全なトンネルの入口に接近した時、運転者にはトンネルが図2.1のような黒い穴、または黒い枠に見え内部の詳細を識別できなくなることがあります。これがブラックホール現象、またはブラックフレーム現象と呼ばれる現象です。人間の目はその時に順応している輝度(順応輝度)より、はるかに低い(0.5%以下)輝度の対象物に対しては一様に暗黒に見え、区別することができなくなります。

(a)ブラックホール現象(長いトンネル)

(b)ブラックフレーム現象(短いトンネル)

図2.1 ブラックホール現象とブラックフレーム現象

2.2 順応の遅れ現象

昼間、車両が照明の不完全なトンネルに進入した直後、しばらくの間、運転者にはトンネル内が非常に暗く見え、その詳細を識別できなくなることがあります。これが、順応の遅れ現象と呼ばれるものです。明るい視野に順応している人間の目が、急に暗い視野を見た時、暗い視野に順応するために若干の時間的経緯を必要とするためで、自動車の進行に伴う経過時間と順応変化の関係に対応できるだけの照明がトンネル内に設置されていない時に発生します。

2.3 フリッカ現象

昼間、車両がトンネル内を走行している時、車両の室内や先行する車両の背面が、明るくなったり暗くなったりすることを繰り返し、一種のちらつきを生じて不快感を与えることがあります。これがトンネル照明におけるフリッカ現象です。フリッカ現象は、照明器具が一定の間隔に取付けられており、かつ、その取付高さが低い場合(4.5m前後)に起こります。この時、照明器具の直下付近では明るく、照明器具と器具の間で暗くなります。

ただし、それだけで必ずしも不快感を生ずるとは言えず、照明器具の取付間隔と車両の走行速度の関係によって決まる、ちらつきの周波数の他、明暗の輝度比、明暗の時間比などの組み合わせが影響しますので、これらを適切な範囲に維持すれば、ちらつきによる不快感を防ぐことができます。

2.4 透過率の低下

トンネルの交通状況に対してトンネル内の換気が不十分であると、自動車の排気ガスがトンネル内に充満し、空気中の光の透過率が低下して視認性が低下することがあります。通常、このような透過率の低下は、衛生的見地からもできるだけ避けなければなりませんが、実際のトンネルでは、たとえ衛生的に許容し得る状態であっても、障害物の視認が困難となる場合がしばしばあるので、透過率を一定以上に維持できるように、換気設備を設けるなどの対策が必要です。空気の透過率が低下した場合の視認性は、路面輝度の他、照明に使用する光源の光色によっても強く影響されます。

2.5 ホワイトホール現象

昼間、車両がトンネルの出口に接近した時、照明の不完全なトンネルだと暗いトンネル内に目が順応した運転手には、出口が眩しく白い穴に見え坑外の詳細を識別できなくなることがあります。これがホワイトホール現象です。

図2.2 ホワイトホール現象

(3)トンネル照明の構成

トンネル照明は、上記で述べた視覚的問題点を軽減するために図2.3に示す4つの照明から構成されています。

  • 基本照明
  • 入口照明
  • 出口照明
  • 接続道路の照明

図2.3 トンネル照明の構成例(一方通行の例)

(参考文献 (社)日本道路協会 :道路照明施設設置基準・同解説(2007))

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。

3.2 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、基本照明の一部を兼用することが一般的です。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)があります。

3.3 入口部照明

入口部照明は、ブラックホール(フレーム)現象及び順応の遅れ現象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。

3.4 出口部照明

出口部照明は、ホワイトホール現象を緩和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。

3.5 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。

3.6 特殊構造部の照明

トンネル内の分合流部、非常駐車帯、歩道部及び避難通路に設置する照明のことです。

3.6.1 分合流部の照明

分合流付近の状況を示し、分合流する自動車の存在を把握させるために設置する照明のことです。

3.6.2 非常駐車帯の照明

本線を走行中の車両から非常駐車帯の位置が視認でき、本線車道から非常駐車帯に待避している車両の存在が確認できるように設置する照明のことです。

3.6.3 歩道部の照明

歩道を有するトンネルの歩道部において歩行者等が安全に歩行できるように設置する照明のことです。

3.6.4 避難通路の照明

非常時の避難や安全などを確保するために設置する照明のことです。

(2020年11月20日入稿)

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