تصميم وإحتياجات إضاءة الأنفاق
إضاءة الأنفاق ضرورية لحل مشكلة التكيف المفاجئ مع البيئة داخل النفق. من الضروري توازن التكيف بين الإضاءة الداخلية والخارجية للشخص الداخل أو الخارج من النفق. يتم تصميم هذا بناءً على طول معين للنفق.
لماذا تحتاج إضاءة الأنفاق؟
في الليل، يمكن أن تكون الإضاءة في النفق مماثلة لتلك الموجودة في جزء من الطريق المفتوح.
مرة أخرى، يجب تحقيق جوانب الأداء البصري والراحة البصرية لإضاءة النفق.
الفرق بين إضاءة الأنفاق وإضاءة الطرق
إذا قارنا متطلبات إضاءة النفق ليلاً مع إضاءة الطريق، سنرى أن متطلبات إضاءة النفق يجب أن تتحقق في أطوال حاسمة للأنفاق أثناء النهار بشكل خاص. ولكن في حالة إضاءة الطريق، فإن العوامل المطلوبة للمخطط الإضاءي تنطوي فقط في الليل.
المشكلة الرئيسية للتكيف هي أثناء النهار بالنسبة للحالة الداخلية للنفق. عندما يكون العين متكيفة مع سطوع النهار، لن تستطيع العمل بشكل صحيح مع سطوع أقل نسبياً للأضواء داخل مدخل النفق فجأة. ولكن في حالة إضاءة الطريق، لا يوجد مثل هذه المشكلة المفاجئة في التكيف بين السطوعات لأنها تستغرق وقتاً طويلاً للانتقال من الضوء إلى الظلام.
معايير التكيف في تصميم إضاءة الأنفاق
عند الدخول، يجب أن تكون الإضاءة في الجزء الأول من النفق مرتبطة بحالة التكيف للعين.
ستكون السطوع كافية لعين متكيفة مع الظلام في الليل داخل النفق.
يجب أن تكون الأضواء مرتبة بحيث يتم الانتقال التدريجي من أعلى مستوى سطوع إلى أدنى مستوى سطوع لمنح العين الوقت الكافي للتكيف.
ما هو قانون الطول 40 متر لإضاءة الأنفاق؟
عادة ما يكون الطول الحاسم للنفق حوالي 40 متر. يتم تحديد هذا الطول كما يلي.
وفقًا للرسم، يمكن القول في قاعدة 40 متر:
يسمح بدخول كمية كافية من ضوء النهار إلى النفق على مسافة حوالي 15 متر.
المسافة بين الجسم عند مدخل النفق والسطح المضاء داخل النفق ليست أطول من 15 متر.
يجب أن يتم إنارة سطح الطريق أمام النفق بواسطة ضوء النهار بحيث يكون الجسم مرئياً على هذا الطريق.
يجب أن يكون ارتفاع مدخل النفق 200 سم، بحيث يكون الجسم عند مدخل النفق واضحاً عند رؤيته من نقطة تبعد 100 متر أمام النفق وارتفاع 1.5 متر فوق سطح الطريق.
يتم الأخذ بـ 25 متر من أصل 40 متر في تصميم الإضاءة لتحقيق تكيف تدريجي في سطوع العين البشرية. 25 متر هي الحد الأدنى للطول داخل النفق. قد يكون أكثر من 25 متر.
تطبق هذه القاعدة البالغة 40 متر لإضاءة الأنفاق فقط على الأنفاق المستقيمة التي لا تحمل حركة مرور كثيفة.
يجب توفير إضاءة خاصة للأنفاق إذا كان هناك:
منحنى في النفق أو في الطريق المؤدي إلى النفق،
تختفي الرؤية بسبب وجود السيارات المتداخلة.
تصنيف طول الطريق الداخلي للنفق
يتم تقسيم طول الطريق الداخلي للنفق إلى أربع مناطق. وهي:
منطقة العتبة
منطقة الانتقال
منطقة الداخلية
منطقة الخروج
منطقة العتبة
منطقة العتبة هي الجزء الأول من النفق. يجب أن تكون الجدران وسطح الطريق في منطقة العتبة مرئية ضد أي عائق.
لنلاحظ ما يحدث في هذه المنطقة.
عندما يقترب سائق من مدخل النفق، تكون عيناه متكيفة بالفعل مع سطوع النهار العالي.
ومرة أخرى، يكون مستوى السطوع داخل النفق أقل بكثير من الخارج. لذلك لن يكون أي جسم أو تفاصيل داخله مرئية.
لذلك تتطلب منطقة العتبة في النفق الطويل إضاءة خاصة أثناء النهار. ويحتاج هذا لكي يحافظ على الثقة البصرية للسائق الذي يقترب من مدخل النفق على مستوى مقبول.
ما هو مستوى السطوع في منطقة العتبة؟
تم إجراء دراسة حول إضاءة الأنفاق. تم اكتشاف أن جسم بمقاس 20 سم × 20 سم كافٍ ليكون مرئياً من مسافة 100 متر عندما يكون في منطقة العتبة. يؤثر السطوع الخارجي للتكيف على السطوع المطلوب في منطقة العتبة لرؤية أي جسم داخل النفق.
الرسم أدناه مأخوذ من الدراسة الفنية لـ CIE.
يعطي السطوع في منطقة العتبة تبايناً في السطوع. وهو يتراوح بين قيم 7 لكس/كاد/م².
يوضح الرسم أعلاه أن مستوى السطوع الخارجي للتكيف أكبر من حوالي 100 كاد/م².
يجب أن يكون مستوى السطوع (Lth) في منطقة العتبة مساوياً أو أكبر من 0.1 مرة من مستوى التكيف (La).
ماذا يحدث للمراقب المتحرك مع سطوع غير منتظم في منطقة العتبة؟
بالطبع، ليس السطوع المحيط بمدخل النفق موحداً.
عندما يقترب المراقب من النفق، سيُلتقط النفق الداكن نسبياً ومحيطه المضاء في مجال الرؤية الكامل للسائق. عندما يدخل النفق بعد التكيف مع سطوع النهار الخارجي، لن تستطيع عيناه التكيف مع سطوع داخل النفق. لكن تكيف عيني السائق مستمر في التغير. ولكن بعد فترة قصيرة من اقترابه، سيتم التكيف مع توزيع السطوع داخل النفق ولكن مع تأخر زمني.
ما هو طول منطقة العتبة؟
يجب أن يكون طول منطقة العتبة مساوياً لمسافة التوقف من بداية مدخل النفق بما فيه الكفاية لجسم مع سطوع خلفية مناسب.
مسافة التوقف هي المسافة الأكثر أماناً من نقطة اتخاذ القرار بالتوقف داخل النفق.
في هذا الطول، يجب أن يكون العائق واضحاً للسائق الذي يقترب من مدخل النفق.
منطقة الانتقال
بعد منطقة العتبة، يتم حساب منطقة الانتقال. يتم تحقيق السطوع المناسب للتكيف في منطقة الانتقال بسهولة للمشاهدين.
قبل منطقة الانتقال، في مكان ما بين نقطة اتخاذ القرار بالتوقف ومدخل النفق، يبدأ السطوع داخل مجال رؤية السائق في الانخفاض بسرعة. هذا يسبب تغييراً في حالة التكيف للعين. لذلك في منطقة الانتقال، يكون التكيف للعين البشرية سهل جداً.
يمكن تحمل انحدار السطوع في منطقة الانتقال.
لا توجد معلومات دقيقة حتى الآن حول كيفية الحفاظ على قيمة السطوع في الواقع للسائقين الذين يكونون أقرب كثيراً لمدخل النفق من نقطة اتخاذ القرار بالتوقف.
يوضح الرسم أعلاه المسار المسموح به للسطوع في النفق لسرعة قيادة 80 كم/ساعة بالنسبة للسطوع المكافئ للتكيف في نقطة اتخاذ القرار بالتوقف.
حيث،
Lst هو السطوع المكافئ للتكيف في نقطة اتخاذ القرار بالتوقف،
Lth هو سطوع منطقة العتبة،
Ltr هو سطوع منطقة الانتقال،
dr هي المسافة الآمنة للتوقف للسائق (100 متر عند 80 كم/ساعة)،
dt هي المسافة من نقطة الانتقال إلى مدخل النفق (10 متر)،
db هي المسافة بين الجسم المربع ذو المقاس 20 سم والطرف النهائي لمنطقة العتبة اللازمة لتشكيل خلفية للجسم بافتراض ارتفاع العين القياسي 1.5 متر ومدى الرؤية مساوياً للمسافة الآمنة للتوقف.
في الواقع، يمكن تقريب منحنى انخفاض السطوع السلس خطوة بخطوة في منطقة الانتقال.
