新北環快穿越秀朗橋地下道

車行地下道照明改善 案例分享

馮兆麟/新北市政府養護工程處處長

黃春田/新北市政府養護工程處副處長

黃柏升/新北市政府養護工程處科長

李兆豐/新北市政府養護工程處工程員

陳宣樺/和建工程顧問公司董事長/土木技師

蔡逸勲/和建工程顧問公司總經理/土木技師

一、   緣起

新北環快穿越秀朗橋地下道，為新北市中永和地區來往交通之要道，長達230m。燈具配置由初始僅設置基本照明、後增加入口照明、再將部分燈具改為LED燈具，儘管逐年改善照明配置，仍無法有效改善進出地下道駕駛視差問題。據109年當年度統計交通事故，白天達5件(夜晚2件)。進一步調查，發現新北市轄區內多處地下道、涵洞，同樣在白天進出洞口時無法辨別前方路況，造成行車安全危害。新北市政府遂以本工程為示範案例，進行新北市車行地下道照明改善計畫。

二、   改善計畫

本工程旨在改善車行地下道白天進出洞口，因視差效應影響行車安全，駕駛由地下道外駛進地下道時，因洞外輝度高，而地下道內有如黑洞，無法辨識；而駕駛在離開地下道，因外部輝度差異過大，造成視覺無法適應(如圖2.1)。

本改善計畫，首先重新檢討車行地下道照明設計，由新北市養護工程處處長主持，邀請專家參與規劃，審慎研擬改善對策，以新北環快穿越秀朗橋地下道為先例，提出改善照明之整體建議方案，供後續車行地下道照明改善工程設計參考。

主要改善項目如下：

檢討照明設計

既有車行地下道照明，並無特別考慮駕駛進出視差影響，在過去照明改善中，僅以增加燈具數量及改用LED燈具方式改善洞內照明。本工程依國內規範及國際照明協會照明手冊，針對白天輝度差異效應，加強照明，並將地下道分區進行照明設計，詳細設計流程及案例說明如第三節。

加強照明區使用LED燈具

汰換既有高壓鈉氣燈，以節能LED燈具取代。配光選用適用於隧道照明用的光學設計，且能大幅減少能耗、降低碳排。另，設計中色溫(4000K)及高演色性 (CRI70)之燈具，增加駕駛隧道內辨識度，提升行車安全。

引進智能調光控制系統

地下道洞口外加裝輝度感測器、配合調光控制系統，即時感測洞外輝度，因應當時天氣狀況快速回饋、隨時調整地下道內照明。自動化調整燈具，光通量百分比，可有效改善行車光線差異、並達到節能減碳的目的。

使用全效防塵漆

本工程地下道壁體全面油漆塗佈，除了提升照明環境外，採高附著度之全效防塵漆，可提升壁面油漆耐候性，降低維護成本。

圖2.1 地下道入口及出口處皆因視差效應使駕駛無法辨識前方

圖2.2 本工程照明改善策略

三、  照明設計方法

新北環快穿越秀朗橋地下道為雙孔單向箱涵，總長230m。照明設計主要係採國內「交通工程規範」(交通部，2021)設計原則，並參考國際照明委員會隧道及地下道照明手冊CIE 88(2004)，且符合國內「市區道路及附屬工程設計規範」(內政部，2022)進行檢討規劃。本地下道依規範分類屬於長隧道，其照明設計分別需考慮日間照明、夜間照明、緊急照明及連續性隧道之照明。其中，日間照明部分，為改善白天進出地下道視線差，避免黑洞效應之設計，本文後續將針對此部分進行說明。日間照明設計，為使駕駛人能適應地下道內光度之變化，規範規定應分區進行規劃，依據CIE 88建議，將入口區分為境界區、漸變區，規劃加強照明，以避免黑洞效應。待駕駛人適應地下道照明後進入內部區，此段僅需配置基本照明即可。而在進出口端部分，設置出口區加強照明，使用路人提前適應洞外輝度。其輝度配置與隧道位置關係，如下3.1所示。

圖3.1 CIE 88(2004)建議單向長隧道沿車行方向照明配置輝度分佈圖

地下道內部整體輝度規劃，以洞外輝度控制(依CIE88建議以L₂₀方法評定之)，再考量行車速度，進入隧道(地下道)距離，建議進行各分區配置及調整，設計流程參考如圖3.2：

圖3.2 單向長隧道地下道日間照明設計流程圖

本工程設計速率為50km/hr，安全停車視距為55m，進口端輝度L₂₀量測：東北向為2140(cd/m²)、西南向為2059(cd/m²)，K值取0.05，因此漸變區一輝度標準為105(cd/m²)。本工程照明設計，如表3.1所示：(以汽車道為例)

表3.1 本工程各分區照明設計值(汽車道為例)

四、   執行成果

本案以上述單向長隧道設計方法，進行整體照明檢討，並以更換可調式LED燈具、壁體改善之施作，增加車行地下道駕駛光線適應性、改善黑洞效應，提升用路人行車安全。

照明改善

改善前後平均輝度，如圖4.1。入口境界區平均照度，原先僅有設計下限值的2%，施工後大幅提升至設計規定之109%，明顯改善黑洞效應。出口區為使用路人提前適應洞外輝度，施工前後平均輝度，由設計值之21%提升至120%，有效提升用路人行車安全。

圖4.1 新北環快穿越秀朗橋地下道汽車道設計前後平均輝度分布圖

改善成果

良好的工程除需完善設計，更是有賴施工過程確實執行。本案依設計施工前後，確實量測各分區輝度、照度值，施工後結果符合設計標準、確實符合驗收標準。改善前後地下道照明狀況，如下圖4.2，如圖所示，在接近入口及出口處時，改善完成後可明顯辨識前方路況，有效改善視覺適應性；隧道內部安裝中色溫調光型LED燈具，配合隧道外輝度感測器，隨時調整隧道內LED燈具亮度，以及壁體清洗後反射率改善，提供駕駛更舒適的行車空間。

圖4.2 新北環快穿越秀朗橋地下道照明改善工程前後照片

節能減碳

因應綠能設計，本工程將燈具由傳統高壓鈉氣燈，汰換為較省電之LED隧道燈，其能耗與CO₂排放量計算，整理如表4.1所示，汰換後本地下道全線每年可減少196,992瓩的能耗、每年CO₂排放當量甚至可減少達98.9萬噸，可省下118萬元電費，節能減碳成效不容小覷。

表4.1  本工程燈具汰換前後耗能比較表

五、   結語

新北市轄區內多處地下道，對於駕駛人有進出光線視差之疑慮，本公司以新北環快穿越秀朗橋地下道為示範案例，將持續執行新北市轄區地下道、涵洞照明改善計畫，致力於提升行車安全。本工程以隧道照明相關規範，檢討地下道照明設計，並提出多項照明改善措施，進行整體規劃，將傳統鈉氣燈泡改為發光效率較佳之LED燈具，達到節能減碳之目的、選用中色溫及高演色性燈具，提高駕駛人辨識度；引進調光控制系統，做燈具光通量百分比調整，即時反應調整洞內輝度；利用壁體油漆及配色策略，改善隧道內輝度，避免黑洞效應和光線差異對駕駛的視線影響。上述針對地下道照明改善工程，有效減少駕駛人白天進出地下道視差，降低行車風險，提升用路人行車安全，同時達到節能減碳目標。

參考文獻

1. 交通部，交通工程規範，2021年9月。

2. 內政部，市區道路及附屬工程設計規範，2022年2月。

3. International Commission on Illumination. Guide for the lighting of road tunnels and underpasses(CIE88),2004.