Osvětlování tunelů

Ing. Karel Benedikt, Ing. Tomáš Maixner,
Siteco Lighting, spol. s r. o.

Z dovolené od Středozemního moře lze dojet domů buď tunely, nebo silnicemi překonávajícími horské hřebeny. Romantik zvolí cestu přes vrcholky Alp, realista tytéž podjede. Oba hazardují. První riskuje, že nezvládne serpentinu, druhý že uhoří v tunelu. Objektivně vzato – ten druhý riskuje podstatně méně. Alespoň pokud zvolí trať nově rekonstruovanými tunely v Rakousku. Na cestu mu bude svítit Siteco. To není nepodstatná informace. A jestliže jeho pouť povede tunelem Trojane ve Slovinsku (obr. 1), může být bez obav zcela. Tento tunel je totiž odborníky označován za nejbezpečnější tunel v Evropě. A mimo jakoukoliv pochybnost také z toho důvodu, že v něm „to Siteco rozsvítilo naplno„.

Obr. 1. Nejbezpečnější tunel Evropy – Trojane ve Slovinsku – osvětlený svítidly Siteco

Zdá se vám takové tvrzení troufalé? Není. Odborníci firmy Siteco totiž mají mnohaleté zkušenosti s návrhy i realizacemi osvětlení tunelů. V uplynulých patnácti letech se podíleli na osvětlení více než dvou set padesáti kilometrů tunelů, podjezdů a galerií. Bylo při tom použito více než sto dvacet tisíc svítidel.

Je samozřejmostí, že při návrhu jsou respektovány nejnovější poznatky z oboru světelné techniky. Poměrně složitý, a zejména pracný, výpočet je téměř nemyslitelné zpracovat bez použití počítače. Nesčíslněkrát byl v praxi ověřován původní výpočetní program SiTunnel Siteco Software. Nesčíslněkrát byl ověřován – vždy s úspěchem. Není znám případ, kdy by se navržené kvalitativní i kvantitativní parametry neshodovaly s údaji zjištěnými objektivním měřením realizovaných projektů (obr. 2).

Poznámka:Nejenže jsou splněny všechny požadavky na kvantitu a kvalitu osvětlení, ale osvětlení je navrhováno jako energeticky velmi úsporné. Nízké náročnosti dosahuje použitím kvalitní optiky umožňující optimální směrování světelného toku a dosažení nadprůměrných roztečí svítidel ve vnitřní části tunelu. K úsporám elektrické energie přispívají také kvalitní předřadné přístroje, které dovolují snížit světelný tok na poloviční hodnotu. Každé druhé svítidlo se tak nevypíná ve chvíli, kdy je třeba splnit rozdílné požadavky na osvětlení při denním a nočním provozu. Pozitivním důsledkem takové regulace je rovnoměrnost osvětlení a skutečnost, že světelné zdroje jsou shodně provozovány ve všech svítidlech. Proces stmívání prodlužuje jejich život. Tím se prodlužují intervaly údržby, což v praxi znamená, že se snižují provozní náklady. Velmi podrobně se problematikou osvětlování tunelů zabývá publikace zpracovaná Mezinárodní organizací pro osvětlování CIE jako doporučení CIE 88.2 [1]. Tato doporučení jsou v návrzích společnosti Siteco respektována. Doporučení [1] je pro specifika České republiky zpracováno jako Technické podmínky TP 98 [2].

Obr. 2. Adaptační pásmo vjezdu do tunelu (žlutá – požadovaný průběh, zelená – navržený průběh)

Zmíněná možnost provozování svítidel s polovičním světelným tokem umožňuje také stupňovitou regulaci, od plného výkonu do nuly, v krocích rovných jedné šestině. Přitom pouze třetina svítidel musí být vybavena předřadníky pro snížení světelného výkonu na polovinu. Rozmístí-li se svítidla vhodně, zachovají se i kvalitativní parametry osvětlení. Stupňovité regulace lze dosáhnout vtipným zapojením, jež je naznačeno na obr. 3.

Tunelová svítidla Siteco mají významné nejen optické, ale i mechanické vlastnosti. Nejlepším dokladem těchto kvalit je záruka pozoruhodně delší než zákonné dva roky: nadstandardní záruka na prorezavění v extrémně náročném prostředí i na celkovou funkčnost svítidla.

Není snad třeba zdůrazňovat, že svítidla pro tunely mají stupeň elektrického krytí IP66, které opět vede k prodloužení intervalu zásahů údržby. Tím se dále zvyšuje bezpečnost provozu v tunelech. Zmenšením počtu čištění svítidel se zmenší počet mimořádných provozních situací. Vše neobvyklé je totiž ohrožením bezpečnosti.

Pocit klidu a jistoty podporuje také použití bezpečnostních samonosných skel větších tlouštěk (6 až 8 mm). Oproti sklům o tloušťce 5 mm snesou osmimilimetrová skla 2,55krát větší zatížení. Absence rámu a zabroušené hrany snižují riziko vzniku prasklin.

Obr. 3. Regulace osvětlení s šestinovým krokem; pouze třetina svítidel má dražší předřadníky pro snížení světelného výkonu na polovinu

Jednou z největších předností svítidel Siteco je materiál, z nějž jsou vyrobeny. Jsou totiž konstruována výhradně z ušlechtilých ocelí. Svítidlo především musí odolávat vlivům prostředí, které v tunelech není příliš příznivé. Výfukové plyny, materiály uvolněné z brzdového obložení, benzinové a naftové výpary, louhy, chloridy, solné roztoky, to vše v tunelu vytváří prostředí ohrožující svítidla.

Proti všem zmíněným negativním účinkům je odolná právě ušlechtilá ocel. Na povrchu oceli se tvoří velmi tenká vrstva chránící zbytek materiálu před dalšími chemickými vlivy. Při jejím poškození, např. zvířeným drobným štěrkem, se tato vrstva obnoví působením kyslíku. Lze hovořit o „samoléčbě“ ušlechtilého materiálu. Hliníková svítidla korozi podléhají mnohem více (obr. 4, obr. 5).

V úvodu bylo zmíněno riziko požárů v tunelech. Tragické události v alpských tunelech vedly ke změnám technických doporučení; dnes je v mnoha evropských státech zavedena povinnost výhradního použití ušlechtilé oceli na konstrukci svítidel (např. Rakousko, Norsko). Někdejší evropský standard – hliníková svítidla – je nedostatečný. Například norma RVS 9.27 platná v Rakousku předepisuje, že funkčnost svítidel musí být zachována i při okolní teplotě 250 °C po dobu nejméně jedné hodiny. Tento požadavek svítidla Siteco splňují; je jim udělen odpovídající certifikát.

Tepelná vodivost hliníku je přibližně čtyřikrát větší než u oceli. Rychlé vedení tepla způsobuje brzkou destrukci hliníkového svítidla. Již při teplotě 80 °C je narušena funkce zapalovačů, teplota 130 °C způsobuje výpadky kondenzátorů, při teplotě o deset stupňů vyšší selhávají jističe a o chvíli později – při teplotách 150 až 180 °C – přestávají svoji funkci plnit i kabelové rozvody. Drama pokračuje se zvyšující se teplotou. Hliník se při teplotách okolo 400 °C silně deformuje. Jeho bod tání je přibližně 600 °C. Nehoří jen dřevo či papír. Hoří i hliník, a to při teplotách blízkých 1 300 °C. Hořící hliník odkapává a nelze ho uhasit vodou. Při požáru v tunelu Mont Blanc (v březnu 1999 tam zahynulo 42 osob) se teplota v ohnisku požáru blížila 1 200 °C, tedy teplotě vznícení hliníku.

Obr. 4. Ukázka koroze hliníkového svítidla
Obr. 5. Ukázka koroze hliníkového svítidla

Hliníková svítidla podléhají působení ohně daleko rychleji než svítidla z ušlechtilé oceli. Daleko rychleji se přehřejí, podstatně rychleji selžou jejich funkce a dojde k výpadku světla.

Ušlechtilá ocel dokáže udržet svůj tvar, v závislosti na typu legování, až do teploty 1 500 °C (připomínáme – hliník tuto vlastnost ztrácí při 400 °C), oproti hliníku si udrží delší dobu i pevnost v tahu.

Až opět pojedete k jižním mořím, volte bezpečnou cestu v údolích a hory projíždějte tunely. Zpomalte a podívejte se, zda vám na cestu svítí Siteco. Pokud ano, jste v naprostém bezpečí. Cestu přes vrcholky hor ponechte romantikům a bláznivým dobrodruhům.

Literatura:
[1] Publikace CIE 88.2/2004 Guide for the Lighting of Road Tunnels and Underpasses.
[2] PŘIBYL, P.: Technické podmínky TP98 – Technologické vybavení tunelů pozemních komunikací. MD-ČR OPK III, upravené vydání.