Tunnelverlichting Westerscheldetunnel simulatie

Lichtsimulaties voor de Westerscheldetunnel

Hoe verandert het lichtbeeld in een tunnel bij de overstap naar ledverlichting? Wat gebeurt er wanneer armaturen lager komen te hangen? En kan een tunneluitgang tijdelijk als ingang worden gebruikt? Voor de Westerscheldetunnel onderzocht De Kruijter Openbare Verlichting deze vragen met een gedetailleerd 3D-model. De simulaties maken de gevolgen van aanpassingen vooraf inzichtelijk en helpen de beheerder om gerichte keuzes te maken. Praktijkmetingen toetsen vervolgens of de berekende situatie overeenkomt met de werkelijkheid.

De uitdaging

Aanpassingen aan tunnelverlichting hebben invloed op de verlichting van de rijbaan én op het beeld dat een weggebruiker waarneemt. Een armatuur kan voldoende licht op het wegdek leveren, terwijl op de wanden en het plafond opvallende lichtpatronen ontstaan. Ook een verandering in de ophanghoogte kan de lichtverdeling en de beleving van de tunnel beïnvloeden.

De afgelopen jaren voerde De Kruijter Openbare Verlichting verschillende onderzoeken uit voor de Westerscheldetunnel. Van de eerste proeven met ledverlichting tot belevingssimulaties voor een nieuwe constructie bij de tunneluitgang. Bij die constructie komen de armaturen iets lager te hangen. De vraag is welke gevolgen dit heeft voor het lichtbeeld.

Een ander vraagstuk was of de rijrichting in de westbuis tijdelijk kon worden omgedraaid, zodat de oostbuis gedurende langere tijd beschikbaar zou zijn voor onderhoud. De bestaande uitgang wordt dan een ingang, met andere eisen aan de verlichting en de zichtbaarheid voor de weggebruiker.

Onze aanpak

De basis voor deze onderzoeken is een 3D-model van de Westerscheldetunnel dat rond 2020 is opgebouwd. Hiervoor zijn dronebeelden, foto’s en fotogrammetrie gebruikt: een techniek waarmee de geometrie van een omgeving uit overlappende beelden wordt gereconstrueerd. Het model is aangevuld met zelf gemodelleerde objecten, waaronder portalen, vluchtdeuren en lichtgevende bebording.

Dit model wordt nog steeds gebruikt voor nieuwe onderzoeken. Door de verlichting, constructies of omgevingscondities aan te passen, kunnen verschillende scenario’s vanuit hetzelfde uitgangspunt worden vergeleken.

Een rustiger lichtbeeld bij ledverlichting

Bij het onderzoek naar ledverlichting ontstonden vragen over hinderlijke, vlamvormige lichtpatronen op de tunnelwanden en het plafond. Door de herhaling van lichte en donkere zones kreeg de tunnel het uiterlijk van een ribbelbuis.

Om de oorzaak en mogelijke oplossingen te onderzoeken, is het model voorzien van verschillende armaturen met hun gemeten karakteristieke lichtverdelingen. Vervolgens is bekeken hoe deze armaturen de rijbaan, wanden en het plafond verlichten en welk beeld dit oplevert vanuit de positie van de weggebruiker.

Hiermee konden de verschillen tussen de armaturen vooraf worden beoordeeld. Het armatuur dat het rustigste lichtbeeld opleverde, is uiteindelijk toegepast.

Voor de beheerder betekent deze aanpak dat verschillende scenario’s kunnen worden onderzocht voordat kosten worden gemaakt voor fysieke proefopstellingen. De simulaties helpen om de selectie te onderbouwen en eventuele praktijkproeven gericht uit te voeren.

De tunneluitgang tijdelijk als ingang gebruiken

Voor het onderzoek naar het omdraaien van de rijrichting is het 3D-model aangevuld met een rekenkundig daglichtmodel. Daarmee is onderzocht welke helderheden een weggebruiker waarneemt bij het naderen van de nieuwe ingang.

De helderheid van de omgeving speelt daarbij een belangrijke rol. Wanneer de lucht boven de tunnelopening veel helderder is dan het tunnelinterieur, passen de ogen zich aan die heldere omgeving aan. Daardoor kunnen stilstaande of bewegende objecten in de relatief donkere tunnel moeilijker zichtbaar worden.

In het model is onderzocht hoe het zwart maken van de bestaande screens vóór de nieuwe ingang dit helderheidsverschil kan beperken. Deze aanpassing bleek een oplossing om de bestaande uitgang gedurende de eerste maanden van het jaar als ingang te kunnen gebruiken.

Ook de invloed van de winterzon is onderzocht. De lage zonnestand en de noordelijke kijkrichting zijn van belang voor de helderheid van het naderingsbeeld. De onderzochte winteromstandigheden waren gunstiger voor de benodigde ingangsverlichting dan de zomersituatie.

Het resultaat

De simulaties hebben bijgedragen aan de keuze voor een ledarmatuur met een rustiger lichtbeeld. Hetzelfde model maakt het mogelijk om bij nieuwe constructies te onderzoeken wat een lagere ophanghoogte betekent voor de lichtverdeling en de beleving van de tunnel.

Bij het onderzoek naar het omdraaien van de rijrichting vormde de simulatie de basis voor een gerichte toets in de praktijk. Tijdens de meting bleek dat de bestaande uitgangsverlichting, die bij omgekeerde rijrichting als ingangsverlichting zou functioneren, een hoger lichtniveau leverde dan vooraf was berekend.

Op basis van het onderzoek en de praktijkmeting bleek extra verlichting voor de onderzochte tijdelijke situatie niet nodig. Daarmee kon een aanvullende installatie achterwege blijven.

Wat dit project bijzonder maakt

Het 3D-model is al meerdere jaren inzetbaar voor uiteenlopende vragen over de Westerscheldetunnel. Nieuwe armaturen, gewijzigde ophanghoogten en een tijdelijke verandering van de rijrichting kunnen in dezelfde digitale omgeving worden onderzocht.

Daarbij worden lichtberekeningen gekoppeld aan het beeld dat de weggebruiker ziet. Zo wordt duidelijk wat een technische aanpassing betekent voor de verlichting én voor de visuele beleving.

De combinatie met praktijkmetingen is essentieel. Het model helpt om oplossingen te ontwikkelen en keuzes voor te bereiden. De meting laat zien hoe de bestaande installatie daadwerkelijk presteert onder de onderzochte omstandigheden.

Veelgestelde vragen

Wat is het voordeel van een lichtsimulatie bij tunnelverlichting?

Een lichtsimulatie maakt vooraf zichtbaar hoe verschillende armaturen of opstellingen de rijbaan, wanden en het plafond verlichten. De beheerder kan daardoor scenario’s vergelijken en keuzes voorbereiden voordat fysieke aanpassingen of proefopstellingen worden uitgevoerd.

Waarom worden gemeten lichtverdelingen gebruikt?

De lichtverdeling bepaalt in welke richtingen een armatuur licht uitstraalt. Door gemeten lichtverdelingen in het model toe te passen, kunnen de effecten van verschillende armaturen op het lichtbeeld worden onderzocht.

Kan een tunneluitgang zonder meer als ingang worden gebruikt?

Dat moet per situatie worden onderzocht. Bij een ingang moeten de ogen van de weggebruiker de overgang van de heldere buitenomgeving naar de donkere tunnel kunnen verwerken. De helderheid van het naderingsbeeld, de aanwezige verlichting en de periode waarin de gewijzigde rijrichting wordt gebruikt, zijn daarbij van belang.

Is een 3D-model voldoende om hierover te beslissen?

Voor dit onderzoek was ook een praktijkmeting nodig. Het model maakte de verwachte situatie inzichtelijk, waarna de meting het werkelijke lichtniveau vaststelde. De bestaande verlichting bleek meer licht te leveren dan berekend, waardoor voor de onderzochte tijdelijke situatie geen extra verlichting nodig was.

Een vergelijkbaar lichtvraagstuk?

Wilt u weten wat nieuwe armaturen, een gewijzigde ophanghoogte of een andere verkeerssituatie betekenen voor uw tunnel? De Kruijter Openbare Verlichting combineert lichtberekeningen, 3D-simulaties en praktijkmetingen om de gevolgen inzichtelijk te maken en keuzes te onderbouwen.

‍