Energiegebruik tunnelverlichting Westerscheldetunnel gehalveerd

De Westerscheldetunnel is met een lengte van ruim zes kilometer de langste boortunnel van Nederland. De tunnel verbindt Walcheren met Zeeuws-Vlaanderen en was op 14 maart jongstleden exact twintig jaar in gebruik. “We hebben een deel van de tunneltechnische installaties ondertussen vervangen”, vertelt Harald Schoenmakers, directeur van de tunnelbeheerorganisatie N.V. Westerscheldetunnel. “Zo hebben we in de periode van eind 2016 tot en met half 2018 alle technische verkeersinstallaties, de communicatiesystemen en de besturings- en bedieningssystemen vervangen. Dat hebben we allemaal gedaan tijdens de nachtafsluitingen voor het reguliere onderhoud, waarbij een van de twee verkeersbuizen werd afgesloten en de andere tijdelijk geschikt werd gemaakt voor tegenverkeer.”

“Gezien de verwachte levensduur was onze planning om de hogedruk-natriumlampen, ook wel SON-T genoemd, in 2028 te vervangen”, vervolgt Schoenmakers. “Om twee redenen hebben we die vervanging naar voren gehaald. De eerste is het energieverbruik. Als beheerorganisatie streven we naar energiebesparing en we weten dat het grootste deel van ons energieverbruik voor rekening komt van de tunnelverlichting. Door de bestaande armaturen te vervangen door armaturen met led, kunnen we het elektriciteitsverbruik voor verlichting fors verminderen. Het huidige verbruik is circa 2,1 miljoen kWh per jaar en dat kunnen we waarschijnlijk halveren. De tweede reden is bedrijfszekerheid. SON-T wordt uitgefaseerd, waardoor het steeds moeilijker wordt om reserve-armaturen en -lampen te verkrijgen.”

Het huidige verbruik is circa 2,1 miljoen kWh per jaar en dat kunnen we waarschijnlijk halveren.

Extra veel besparing

Schoenmakers: “Dat we zo’n enorme besparing op ons elektriciteitsverbruik kunnen realiseren, hangt onder andere samen met de lengte van de Westerscheldetunnel en het gegeven dat het menselijke oog zich redelijk snel aanpast aan minder licht. Als je met een snelheid van honderd kilometer per uur door de tunnel rijdt, kost het ruim vier minuten voordat je door de tunnel bent. Dertig seconden na het inrijden van de tunnel zijn je ogen volledig gewend aan de geringere lichthoeveelheid en kan het lichtniveau verder omlaag. Dat geldt zeker bij led, omdat het bredere lichtspectrum van ledlampen ervoor zorgt dat mensen evenveel waarnemen bij een lager verlichtingsniveau. Bij ons is het deel van de tunnel waar het lichtniveau verder omlaag kan ongeveer vijf kilometer lang. Daardoor kunnen wij meer besparen dan beheerders van kortere tunnels.”

Praktijkproeven

Voor de vervanging heeft de N.V. Westerscheldetunnel intensief samengewerkt met het consortium Westerscheldetunnel Maintenance, dat verantwoordelijk is voor het onderhoud van de tunnel tot en met 2033. “Eerst hebben we met 3D-modellen en lichtberekeningen de nieuwe armaturen geselecteerd”, stelt Martijn Bastiaanse van het consortium. “Na vergelijking van diverse modellen zijn we uitgekomen op een armatuur met een laag gewicht dat we eenvoudig, zonder boren, op de bestaande ophangconstructie kunnen monteren. Dat is met circa duizend armaturen in de tunnel een belangrijk pluspunt.”

Vervolgens zijn gedurende een aantal nachtafsluitingen praktijkproeven in de tunnel uitgevoerd. “De bestaande SON-T-lampen hangen in het midden van het gebogen tunneldak en werpen hun licht grotendeels op het wegdek en nauwelijks op de tunnelwanden”, aldus Schoenmakers. “De huidige, niet dwingende, richtlijn voor tunnelverlichting van de Nederlandse stichting voor verlichtingskunde (NSVV), gaat ervan uit dat het licht zowel op de wanden als het wegdek is gericht. Onze eerste proef had tot doel om te onderzoeken of deze manier van aanlichten geschikt is voor de Westerscheldetunnel. Dat blijkt niet het geval. Als we ook de wanden aanlichten, is er zoveel licht nodig dat het besparingseffect van led vrijwel verdwijnt. Bovendien zorgt het voor een onprettige beleving en leidt de grote hoeveelheid licht ertoe dat de geleidende werking van de verlichting rondom de hulppostkasten en vluchtdeuren – mensen richten hun blik op die lichtpunten in de verte – teniet wordt gedaan.”

Bastiaanse: “De reden dat het aanlichten van de wanden hier niet werkt, hangt samen met de hittewerende bekleding die op de tunnelwanden is gespoten. Dit materiaal is ruw en valt niet te reinigen. Daardoor is de reflectie minimaal. Na deze proef hebben we daarom besloten om de ledverlichting vooral op het wegdek te richten.”

Schoenmakers: “De twee volgende praktijkproeven hebben we gebruikt om de optimale lichtkleur en -sterkte te bepalen. Voor deze proeven hebben we in een proefvak van honderd meter ledarmaturen naast de SON-T-armaturen opgehangen, met een zodanige schakeling dat we of de bestaande of de nieuwe lampen konden laten branden. Dat maakte het mogelijk om beide lichtsystemen onderling te vergelijken. We zijn begonnen met ledlampen met een lichtkleur van 4.000 kelvin. Samen met Harry de Haan en Johan Naber, vanuit het COB-project Verduurzaming tunnelverlichting, en Ellen de Vries, die met een verkeerspsychologische bril naar verlichting kijkt, hebben we onder andere bij verschillende lichtsterktes beoordeeld hoe goed objecten op het wegdek zijn waar te nemen. Zowel staand op het wegdek als vanuit een auto. De uitkomsten waren goed. De ledverlichting zorgt niet alleen voor een veel egaler lichtbeeld met minder schaduwvlakken dan de bestaande verlichting, ook is het zicht goed bij een relatief geringe lichtsterkte. Daar staat tegenover dat we het licht wel erg kil vonden. Daarom hebben we de proef herhaald met een warmere lichtkleur.”

Lichtkleur

“Voor de tweede proef hebben we op dezelfde manier een tweede proefvak gemaakt met ledarmaturen naast de bestaande armaturen. Het eerste proefvak was al uitgerust met ledlampen van 4.000 kelvin en het andere hebben we voorzien van ledlampen met de warmere lichtkleur van 3.000 kelvin. Beide typen lampen vragen nagenoeg hetzelfde vermogen. We waren benieuwd of de zichtbaarheid slechter zou zijn bij de lagere kleurtemperatuur. Dat bleek niet het geval. Het zicht bij 3000 kelvin was vergelijkbaar, terwijl het lichtbeeld als warmer en vriendelijker werd ervaren. Dat laatste vinden we erg belangrijk, omdat een deel van de tunnelgebruikers de afgelopen jaren aangaf de tunnelverlichting niet prettig te vinden.”

“Het komende half jaar gebruiken we de reguliere onderhoudsnachten om de vervanging van de armaturen voor te bereiden”, stelt Bastiaanse. “Voor de uitvoering, die gepland staat voor oktober of november dit jaar, hebben we de moederbedrijven Croonwolter&dros en BAM IVT gevraagd. Het eerste bedrijf zorgt voor het integrale ontwerp en de besturing van de nieuwe verlichting en de tweede gaat alles aanleggen en monteren. Om ervoor te zorgen dat de aannemers dan goed kunnen doorwerken, sluiten we in het najaar gedurende vier weken steeds een van de twee tunnelbuizen in de avond en nacht af, terwijl we in de andere buis tegenverkeer instellen.”

Snel anticiperen

“Naast het maken van een ontwerp voor de nieuwe verlichting in het centrale deel van de tunnel gaan we binnenkort ook aan de slag met de verlichting in de zogeheten ingangs- en uitgangszone”, vult Rob Voogt van Croonwolter&dros aan. “Ook in deze delen van de tunnel wordt de bestaande verlichting vervangen door ledverlichting. Hiervoor zijn we met de leverancier Signify in gesprek over lichtberekeningen op basis van de uitgangspunten die we met de proeven hebben vastgesteld. Ik verwacht dat ook hier een aanzienlijke energiebesparing mogelijk is, zeker in combinatie met het plaatsen van nieuwe lichtmeters bij de tunnelingangen. Deze lichtmeters meten continu de hoeveelheid buitenlicht en sturen de in- en uitgangsverlichting aan. Schijnt de zon fel, dan gaat het verlichtingsniveau omhoog. Is het bewolkt, dan gaat het niveau omlaag. Anders dan met SON-T-lampen, kun je met ledverlichting snel anticiperen op de wisselende hoeveelheid buitenlicht, onder andere omdat ze goed dimbaar zijn. SON-T-verlichting heeft die mogelijkheid niet. Daarmee kun je alleen lampen bij- of afschakelen, waarbij je ook nog eens rekening moet houden met een relatief lange opwarmtijd.”