Rapportnummer - Fortrolig Postadresse: Postboks 4760 Sluppen 7465 Trondheim Sentralbord: 73593000 Telefaks: 73593380 byggforsk@sintef.no http://www.sintef.no/byggforsk/ Foretaksregister: NO 948007029 MVA Rapport Dagslysforhold ved Hardangerbruportalen Modell forsøk Forfatter Barbara Matusiak 1 av 10
Postadresse: Postboks 4760 Sluppen 7465 Trondheim Sentralbord: 73593000 Telefaks: 73593380 byggforsk@sintef.no http://www.sintef.no/byggforsk/ Foretaksregister: NO 948007029 MVA Rapport Dagslysforhold ved Hardangerbruportalen EMNEORD: Lys og belysning, tunnel VERSJON Versjonsnummer DATO FORFATTER(E) Barbara Matusiak OPPDRAGSGIVER(E) Statens Vegvesen) OPPDRAGSGIVERS REF. Oppdragsgivers referanse PROSJEKTNR 3D109902 ANTALL SIDER OG VEDLEGG: SAMMENDRAG Overskrift sammendrag I forbindelse med byggingen av Hardangerbrua med tilliggende veier og tuneller var det stilt spørsmål angående dagslysforhold ved åpningene av begge tunellene. Statens vegvesen hadde et behov for et underlagsdokument i forhold til dagslys og behov for elektrisk belysning avhengig av utforming og fargesetting av tunellportaler. Det var spesielt to forhold som var viktig å undersøke, nemlig dagslysnivået og luminansforhold Modellforsøk har blitt utført for å undersøke og dokumentere lysnivå i form av belysningsstyrke og for å estimere luminansforhold ved hjelp av luminansmålinger på utvalgte flater ved portalåpningen. UTARBEIDET AV Barbara Matusiak KONTROLLERT AV Berit Time GODKJENT AV Petra Rüther SIGNATUR SIGNATUR SIGNATUR RAPPORTNR Rapportnr ISBN ISBN-nummer GRADERING Fortrolig GRADERING DENNE SIDE Fortrolig 2 av 10
Historikk VERSJON DATO VERSJONSBESKRIVELSE Skriv versjonsnr [Tekst] PROSJEKTNR Prosjektnummer RAPPORTNR Rapportnummer VERSJON Versjonsnummer 3 av 10
Innholdsfortegnelse Innholdsfortegnelse genereres automatisk basert på Heading-stilene. Klikk F9 (Update Fields) her etter at disse er lagt til. BILAG/VEDLEGG [Skriv inn ønsket bilag/vedlegg]
Innledning Denne rapporten var bestilt av Statens Vegvesen, region vest. I forbindelse med byggingen av Hardangerbrua med tilliggende veier og tuneller var det stilt spørsmål angående dagslysforhold ved åpningene av begge tunellene.statens vegvesen hadde et behov for et underlagsdokument i forhold til dagslys og behov for elektrisk belysning avhengig av utforming og fargesetting av tunellportaler. Det var spesielt to forhold som var viktig å undersøke, nemlig dagslysnivået og luminansforhold. Luminans er et mål på hvor lys en flate er. Det angir hvor mye lys som slipper gjennom eller absorberes av en bestemt flate innen en gitt romvinkel, og indikerer hvor sterk lysstyrke et øye vil oppfatte når det betrakter flaten fra et bestemt punkt. Luminans måles i cd/m2. Metode Modellforsøk var valgt som den beste metoden for å teste lysnivå i form av belysningsstyrke og for å estimere luminansforhold ved hjelp av luminansmålinger på utvalgte flater ved portalåpningen. Modellene ble laget i målestokk 1: 50 med hjelp av en lystett papp. For å unngå lyslekkasjer gjennom eventuelle sprekker langs kantene ble en lystett tape brukt i tillegg, se figur 1. Målingene ble utført i kunstig himmel ved Fakultet for arkitektur, Institutt for byggekunst, form og farge i 2011, figur 2 og 3. http://www.ntnu.no/ab/dagslyslab. Figur 1. Modellene under utvikling.
Figur 2. Modellen av Butunellen fotografert i kunstig himmel i forkant av måling. Figur 3. Modellen av Vallaviktunellen og pilarene av Hardangerbrua fotografert i kunstig himmel i forkant av måling.
Figur 4. Modellen av Vallaviktunellen med luxmåler og luminansmåler. Måleresultater og diskusjon Belysningsstyrkemålinger ble tatt med en Hagner luxmåler langs veiaksen fra portalkanten innover i tunnelen i de to respektive tunellene, se figur 4. Resultatene er vist i figur 5 og 6. Belysningsstyrken ved portalkanten er høyere i Butunellen ca. 6500 lux, enn i Vallaviktunellen, ca. 5000 lux, dette på grunn av ulik plassering av brupilarene i forhold til de to portalene. Derimot er helningen av kurven mye brattere i Butunellen, dvs. dagslysnivået avtar raskere der enn i Vallaviktunellen, dette kan godt forklares med forskjellen i formen til de to portalåpningene. En betydelig høyere åpning tillater bedre penetrasjon av dagslyset inn. Belysningsstyrken i en avstand av 20-40 m fra åpningen er høyere i Vallaviktunellen enn i Butunellen på tross av lavere startverdi.
5000 4000 3000 2000 1000 0 Vallaviktunellen belysningsstyrke i lux 0 10 20 30 40 50 Avstand i m Figur 5. Belysningsstyrken målt på veioverflaten i Vallaviktunellen fra portalkanten inn i tunellen. 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Butunellen belysningsstyrke i lux 0 10 20 30 40 50 Avstand i m Figur 6. Belysningsstyrken målt på veioverflaten i Butunellen fra portalkanten innover i tunellen. Også luminans nivå var målt i begge modellene, se figur 7 og 8. Måleresultatene er skalert til dagslysnivå tilsvarende tett overskyet himmel med horisontal belysningsstyrke lik 15.000 lux (dette tilsvarer lysnivå 21. mars kl. 11:53 i Oslo). Under slike forhold blir luminansen på en diffus uskjermet asfaltflate, som har 6% refleksjonsfaktor lik 287,5 cd/m2. Figurene 7 og 8 viser luminansen målt på overflaten av veibanen, den vertikale linjen i figurene representerer øvre kant av portalåpningen. Luminansnivået på venstre siden er høyt; ligger nært den maksimale
forventede verdien (287,5 cd/m2). En liten lokal reduksjon/fordypning skyldes avskjermingen fra tårnene. I likhet med belysningsstyrken, er reduksjonen av luminansen inn i Butunellen mer dramatiskenn i Vallaviktunellen. I en avstand av ca. 20 m fra portalåpningen er luminansen i Vallaviktunellen høyere enn i Butunellen. VALLAVIKTUNELLEN Luminans på asfaltflaten 300 250 Luminans cd/m2 200 150 100 Series1 50 0-60,0-40,0-20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 Avstand m Figur 7. Vallaviktunellen, luminans på asfalten målt langs midtlinjen. Under same lysforhold (15 000 lux på en horisontal flate utendørs) var luminans målt også på de skråstilte portalkanterne. To fargevarianter i grått var prøvd: S4000-N og S7000-N. I tillegg målte vi lumians på tårnene som har nesten vertikale flater, se tabell 1. For å kunne vurdere luminanskontrasten mellom portalflatene og terrenget, ble luminans målt også på en vertikal fjellvegg ute. Alle luminansmålinger ble tatt i tre høyder som tilsvarer den øverste, den nederste og den midtre delen av portalåpningen.
BUTUNELLEN Luminans på asfalten målt midt på veibanen 300 250 Luminans cd/m2 200 150 100 50 Series1-80 -60-40 -20 0 20 40 60 Avstand m 0 Figur 8. Butunellen, luminans på asfalten målt langs midtlinjen. Tabell 1. Luminansnivå målt på utvalgte flater i kunstig himmel på modellene og skalert til et dagslysnivå på 15.000 lux på en uskjermet horisontal flate utendørs. Luminans cd/m 2 Portalkant, skråstilt (lyst grått) Luminans cd/m 2 Portalkant, skråstilt (mørkt grått) Luminans cd/m 2 Tårnene Luminans cd/m 2 Fjellvegger og/eller mørk betong på vert. flate ute Fargekode S4000-N S7000-N S4000-N S7000-N Øverst 1578 438 1080 284 Midt på 1786 453 888 270 Nederst 1736 414 789 260 Middelsverdi 1700 435 919 271
Bildet tatt fra modellen av Vallaviktunellen mot portalen.
Teknologi for et bedre samfunn www.sintef.no