"strasse und verkehr" 10/2013 - VSS
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DE<br />
FR<br />
<strong>strasse</strong> <strong>und</strong> verkehr NR. <strong>10</strong>, oktober <strong>2013</strong><br />
route et trafic N o 9, octobre <strong>2013</strong><br />
Einführung der LED-Technologie<br />
Tunnelbeleuchtung im Umbruch<br />
Introduction à la technologie LED<br />
L’éclairage des tunnels<br />
est en pleine mutation<br />
Durch die rasante Entwicklung in den Bereichen<br />
Effizienz <strong>und</strong> Lebensdauer ist die LED-<br />
Technik in der Tunnel- <strong>und</strong> Strassenbeleuchtung<br />
zu einer wirklichen Alternative geworden.<br />
Das ASTRA sieht vor, die Lichtkonzepte<br />
bestehender Tunnel nach <strong>und</strong> nach im Rahmen<br />
von anfallenden Sanierungsarbeiten<br />
energie- <strong>und</strong> kostensparend anzupassen.<br />
LED unterscheidet sich gr<strong>und</strong>sätzlich von<br />
der konventionellen Beleuchtungstechnik<br />
<strong>und</strong> hat viele Vorteile. Am Beispiel des Tunnels<br />
Lungern bringen die Spezialisten des<br />
ASTRA <strong>und</strong> des Eidgenössischen Instituts für<br />
Metrologie (METAS) Licht ins Dunkel.<br />
Von<br />
Paolo Maltese<br />
Dipl. El.-Ing. FH,<br />
Wirtschaftsing. EMBA FH,<br />
Fachbereichsleiter Gebiet 2<br />
<strong>und</strong> Leiter Fachgruppe<br />
Betriebs- <strong>und</strong> Sicherheitsausrüstungen<br />
beim ASTRA<br />
Die lichtemittierende<br />
Diode (LED) hat längst<br />
Einzug in die moderne<br />
Beleuchtungstechnik gehalten.<br />
Dank der rasanten<br />
Entwicklung in den Bereichen<br />
der Effizienz <strong>und</strong> Lebensdauer<br />
ist die LED-Technik nun auch in der Tunnel- <strong>und</strong><br />
Strassenbeleuchtung einsetzbar.<br />
Das ASTRA setzt seit 2012 ausschliesslich auf diese neue<br />
Beleuchtungstechnologie. So werden künftige National<strong>strasse</strong>nprojekte,<br />
inkl. Projekte der Netzvollendung, sowie allfällige<br />
Beleuchtungen von Anschlüssen, Knoten <strong>und</strong> Beleuchtungsanlagen<br />
offener Strecken mit LED-Beleuchtungstechnik<br />
geplant <strong>und</strong> in diversen Tunneln (bei diversen Projekten)<br />
bereits umgesetzt.<br />
Grâce à son développement fulgurant en matière<br />
d’efficacité et de durée de vie, la technologie<br />
LED est devenue une véritable alternative<br />
dans le domaine de l’éclairage des routes<br />
et des tunnels. L’OFROU prévoit de modifier<br />
peu à peu les concepts d’éclairage dans les<br />
tunnels existants dans le cadre des travaux de<br />
remise en état à effectuer, afin d’économiser<br />
l’énergie et les coûts. La LED diffère fondamentalement<br />
de la technique d’éclairage conventionnelle<br />
et présente de nombreux avantages.<br />
Sur l’exemple du tunnel de Lungern, les<br />
spécialistes de l’OFROU et de l’Institut fédéral<br />
de métrologie (METAS) font toute la lumière.<br />
Von<br />
Marcel Berner<br />
Dipl. El.-Ing. HTL & MBA<br />
Fachspezialist Betriebs-<br />
Sicherheitsausrüstung,<br />
Experte in Beleuchtung,<br />
Lüftung & Nebenanlagen<br />
beim ASTRA<br />
La diode électroluminescente<br />
(LED) a fait son<br />
entrée depuis longtemps<br />
dans la technique d’éclairage<br />
moderne. Grâce à sa<br />
progression vertigineuse<br />
en matière d’efficacité et<br />
de durée de vie, la technologie LED est désormais également<br />
utilisable pour l’éclairage des routes et des tunnels.<br />
L’OFROU mise uniquement sur cette nouvelle technologie<br />
d’éclairage depuis 2012. Ainsi, les projets de route nationale,<br />
y compris les projets d’achèvement du réseau, l’éclairage des<br />
jonctions et des carrefours, ainsi que les dispositifs d’éclairage<br />
des tronçons à ciel ouvert, sont planifiés avec la technologie<br />
LED, qui est déjà mise en œuvre dans différents tunnels (dans<br />
le cadre de divers projets).<br />
lichen Lichtfarben erhältlich. Vorgänger der LED sind Dioden,<br />
die als Schalter oder Stromsperren in elektronischen Schaltungen<br />
eingesetzt wurden. Der Unterschied zwischen einer<br />
lichtemittierenden Diode <strong>und</strong> einer herkömmlichen Diode<br />
ist, dass die LED aus anderen, Licht ausstrahlenden Materialien<br />
besteht. Lichtemittierende Dioden haben eine sehr lange<br />
Lebensdauer, weshalb sie sich für den Einsatz in Tunnelbeleuchtungen<br />
besonders gut eignen. Für die Lebensdauer <strong>und</strong><br />
den Lichtstrom spielen die thermischen Betriebsbedingungen<br />
eine grosse Rolle. Je besser die Wärme abgeführt werden<br />
kann, desto effizienter <strong>und</strong> länger können die LED betrieben<br />
werden.<br />
Standards in der Tunnelbeleuchtungstechnik<br />
Die Tunnelbeleuchtung setzt sich aus zwei wesentlichen Elementen<br />
zusammen: der Durchfahrtsbeleuchtung <strong>und</strong> der Adaptationsbeleuchtung.<br />
Die Durchfahrtsbeleuchtung soll dem<br />
Verkehrsteilnehmer eine genügende Sicht während der Fahrt<br />
durch den Tunnel gewährleisten. Sie wird als Lichtband oder<br />
mittels Einzelleuchten in grösseren Abständen ausgebildet.<br />
Als Leuchtmittel kamen bisher Fluoreszenzlampen (FL) oder<br />
Natrium-Hochdrucklampen (NaH) zum Einsatz.<br />
Die Adaptationsbeleuchtung sorgt dafür, dass sich bei der Einfahrt<br />
in den Tunnel das Sehvermögen des Verkehrsteilnehmers<br />
optimal an die dunkleren Lichtverhältnisse anpassen<br />
kann. Die Adaptationsbeleuchtung wird in Gegenverkehrstunnels<br />
jeweils über der Fahrspur in der Einfahrtsstrecke installiert.<br />
In Richtungsgetrennten Tunnelröhren mit mindestens<br />
zwei Fahrspuren pro Fahrtrichtung werden im Bereich<br />
der Ein- <strong>und</strong> Ausfahrtstrecke je eine Adaptationsbeleuchtung<br />
installiert. Die Beleuchtung am Ausfahrtsportal wird Gegeneinfahrtsbeleuchtung<br />
genannt. Diese kommt zum Beispiel<br />
bei Sperrungen für Sanierungsarbeiten zum Einsatz. Der gesamte<br />
Verkehr erfolgt dann nur durch eine Tunnelröhre.<br />
1 | Gegenverkehrstunnel.<br />
1 | Tunnel à circulation bidirectionnelle.<br />
nibles en différentes couleurs. Les ancêtres des LED sont des<br />
diodes qui étaient utilisées comme interrupteurs ou dispositifs<br />
de coupure de courant dans les circuits électroniques. La<br />
différence entre une diode électroluminescente et une diode<br />
traditionnelle réside dans le fait que les LED sont composées<br />
d’autres matériaux, qui émettent de la lumière. Les diodes électroluminescentes<br />
ont une très longue durée de vie et convient<br />
donc particulièrement bien à une utilisation dans les tunnels.<br />
Les conditions thermiques d’exploitation jouent un grand rôle<br />
pour la durée de vie et le flux lumineux des LED. Plus l’évacuation<br />
de la chaleur est bonne, plus l’exploitation des LED est<br />
efficace et durable.<br />
Standards techniques pour l’éclairage des tunnels<br />
L’éclairage des tunnels se compose de deux éléments centraux:<br />
l’éclairage de traversée et l’éclairage d’adaptation. L’éclairage<br />
de traversée doit garantir à l’usager de la route une vision suffisante<br />
durant son passage dans le tunnel. Il est constitué d’une<br />
rampe lumineuse ou de feux individuels espacés. Jusque-là, on<br />
utilisait come sources d’éclairages des lampes fluorescentes<br />
ou des lampes à vapeur de sodium haute pression (SHP).<br />
L’éclairage d’adaptation permet à l’usager de la route d’ajuster<br />
parfaitement sa vision aux conditions de plus grande obscurité<br />
lorsqu’il entre dans le tunnel. Dans les tunnels à circulation<br />
bidirectionnelle, l’éclairage d’adaptation est resp. installé audessus<br />
de la voie, sur le tronçon d’entrée. Dans les tunnels en<br />
galeries séparées comptant au moins deux voies par sens de<br />
circulation, un éclairage d’adaptation est resp. installé dans<br />
la zone d’entrée et de sortie. Appelé éclairage de portail de<br />
sortie, il est par exemple utilisé lors des fermetures pour cause<br />
de travaux de remise en état. Toute la circulation passe alors<br />
dans un seul tube.<br />
Dans les normes, on distingue l’éclairage symétrique et asymétrique,<br />
resp. l’éclairage à contre-flux. Avec l’éclairage sy-<br />
2 | Richtungsgetrennte Tunnelröhren.<br />
2 | Tunnels en galeries séparées.<br />
Funktionsweise LED<br />
Die LED ist ein elektronisches Bauteil, das ursprünglich zur<br />
Anzeige von Betriebszuständen bei elektrischen Geräten<br />
konzipiert <strong>und</strong> verwendet wurde. Seit etwa zehn Jahren wird<br />
LED auch als Lichtquelle zum Beispiel für Taschenlampen,<br />
Fahrradbeleuchtung usw. eingesetzt. Sie sind in unterschied-<br />
Fonctionnement des LED<br />
Une LED est un composant électronique initialement conçu<br />
et utilisé pour afficher les états de service sur les appareils<br />
électriques. Depuis une dizaine d’années, les LED sont également<br />
employées comme source lumineuse, par exemple pour<br />
les lampes de poche, l’éclairage des vélos, etc. Elles sont dispo-<br />
In den Normen wird zwischen symmetrischer, asymmetrischer<br />
resp. Gegenstrahlbeleuchtung unterschieden. Während<br />
bei der symmetrischen Beleuchtung (typisch für Strassenbeleuchtung)<br />
das Licht senkrecht nach unten strahlt, ist es bei<br />
der asymmetrischen leicht gegen den Fahrzeuglenker gerichtet.<br />
Die asymmetrische Adaptationsbeleuchtung verbessert<br />
die Sichtbarkeit von Fahrzeugen <strong>und</strong> Gegenständen auf der<br />
métrique (typique pour l’éclairage public), la lumière est diffusée<br />
verticalement vers le bas, alors qu’elle est légèrement<br />
orientée vers le conducteur avec l’éclairage asymétrique. Ce<br />
dernier améliore la visibilité des véhicules et des objets sur<br />
la chaussée, et permet des niveaux d’éclairage plus faibles.<br />
Dans les tunnels de l’OFROU, on installe en règle générale<br />
des éclairages d’adaptation asymétriques. Jusque-là, on em-<br />
36 Fachartikel articles techniques<br />
Fachartikel articles techniques 37