1 Introductie [link id=”qd3lb”]

Samen met het netwerk wil het COB toewerken naar een energiearme tunnel. In 2015 zijn er daarom twee expertteams ingericht om maatregelen voor energiereductie in kaart te brengen en te beschrijven in een digitaal groeiboek. Het groeiboek wordt jaarlijks bijgewerkt.

Het groeiboek beschrijft concrete maatregelen voor technische aspecten en voor het proces. Het energieverbruik van een (bestaande of nieuwe) tunnel kan hiermee substantieel verminderd worden. De juiste toepassing van de maatregelen kan leiden tot een energiearme tunnel.

1.1 Energiereductie in tunnels als (inter)nationale opgave [link id=”7n997″]

De Rijksoverheid heeft op grond van het Klimaatakkoord van Parijs, ondertekend in 2015, in 2019 een eigen klimaatakkoord gepresenteerd, gericht op een forse terugdringing van de uitstoot van broeikasgassen. Doel is om de uitstoot in Nederland in 2030 te hebben teruggedrongen met 55% t.o.v. 1990. Aangezien CO2 veruit het grootste aandeel heeft in de totale uitstoot van broeikasgassen, is het zaak om die uitstoot drastisch te verminderen. Sleutel daartoe is het terugdringen van het gebruik van fossiele brandstoffen – kolen, olie en gas – met andere woorden: het verduurzamen van de energievoorziening.

In 2013 werd onder toezicht van de SER het Energieakkoord gesloten: hierin zijn nadere afspraken gemaakt voor energiebesparing en de opwekking van hernieuwbare energie voor de diverse sectoren van de maatschappij. In het verlengde van het Energieakkoord hebben het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (IenW) en Rijkswaterstaat zich ten doel gesteld om in de eigen bedrijfsvoering per 2020 de uitstoot van CO2 met 20% te reduceren ten opzichte van 2009. Daarnaast heeft de minister van IenW in een brief aan de Tweede Kamer haar ambitie kenbaar gemaakt om in 2030 de Nederlandse infrastructuur energieneutraal te laten draaien.

Tunnels verbruiken veel energie

Tunnels (in dit document een onderdoorgang met een gesloten deel van minstens 250 meter) verbruiken veel energie, aangezien zij voorzien moeten zijn van diverse, soms energievretende installaties. Tunnelverlichting en -ventilatie zijn wellicht de meest aansprekende. Daarnaast zijn er systemen nodig om in het geval van calamiteiten een tunnel te kunnen ontruimen en de hulpdiensten te assisteren.

In de loop der jaren is het voorgeschreven voorzieningenniveau alleen maar toegenomen en zijn tunnels dan ook meer energie gaan verbruiken. Een gemiddelde tunnel verbruikt al snel net zo veel als de woonwijk die er – spreekwoordelijk – naast ligt. Met een gemiddeld elektriciteitsverbruik van 1½ tot 2 miljoen kWh per jaar is een tunnel goed voor het verbruik van bijna 600 gemiddelde huishoudens.

De reductie-ambitie op het gebied van energie (d.w.z. algemeen besparen op energie, reduceren van het verbruik van fossiele energie) geldt overigens zeker niet alleen voor Rijkswaterstaat. Nederland kent meer tunnelbeheerders: ProRail, gemeenten, provincies en particuliere tunneleigenaren. Zij staan voor dezelfde uitdaging.

1.2 Energiereductie als opgave binnen duurzaamheid [link id=”pvpww”]

Het begrip duurzaamheid is breed. De expertgroep Duurzaamheid heeft bepaald dat er bij tunnels ‘verschil’ gemaakt kan worden op de volgende gebieden van duurzaamheid:

Klimaatneutraal

• Energie
  • Verbruik/besparing
  • Opwekking
  • Opslag
  • CO2-reductie (fossiele brandstoffen)
• Circulariteit
• Milieu-impact
• Mensenrechten

Andere belangrijke IPCC-onderwerpen

• Omgeving
  • Water
  • Bodem
  • Natuurlijke inpassing
  • Lucht
  • Geluid
  • Ruimte
  • Biodiversiteit en ecologie
  • Gezondheid en welzijn
• Organisatie
  • Beleid
  • Leiderschap
  • Financiën
  • Participatie
  • Cultuur
• Veerkracht
  • Klimaatadaptatie
  • Flexibiliteit
  • Veiligheid
  • Mobiliteit

In deze catalogus ligt de nadruk op ‘Energie’ en dan met name het deel verbruik/besparing.

Voor circulariteit is een nieuw groeiboek verschenen.

In de nabije toekomst wordt het gebied ‘duurzaamheid’ integraal opgepakt, in plaats van in separate groeiboeken.

1.3 Groeiboek [link id=”1s1zg”]

De ontwikkelingen op het gebied van maatregelen staan niet stil; daarom is het de bedoeling dat de maatregelen en projectvoorbeelden in deze catalogus jaarlijks bijgewerkt en aangevuld worden. De maatregelencatalogus is dan ook opgezet als een ‘levend document’, een zogeheten groeiboek. De kennis groeit, de mensen die eraan werken groeien in hun rol, de energiewinst groeit. Om dat groeien mogelijk te maken, is deze maatregelencatalogus alleen te raadplegen in digitale vorm, niet als een papieren rapport. Het expertteam roept u op om, indien u nieuwe maatregelen identificeert of maatregelen implementeert in een tunnelproject, deze aan te dragen voor dit document. Op deze wijze groeit het document mee in de tijd. U kunt hiervoor contact opnemen met het COB via info@cob.nl of 085 4862 410.

Sinds de publicatie in december 2016 is deze maatregelencatalogus (het groeiboek) openbaar beschikbaar. Het is sindsdien in meerdere projecten gebruikt als inspiratiebron of houvast om energiereducerende maatregelen toe te passen.

1.4 Scope van dit groeiboek [link id=”21fw6″]

Het groeiboek is vooral een inspiratiedocument om betrokkenen in de tunnelbouw een palet aan ideeën te presenteren die zij kunnen toepassen in hun projecten. Het gaat dan vooral om energiebesparing. Energieopwekking en -opslag worden dan ook niet verder behandeld in de catalogus. Verdere aspecten van de ‘energietransitie’ vallen voorlopig buiten de scope van deze maatregelencatalogus. Er zijn plannen om dit bij de volgende versie wel op te nemen.

1.5 Leeswijzer [link id=”th17g”]

De verzamelde maatregelen richten zich op de belangrijkste pijlers voor energiereductie op dit moment. Die pijlers zijn verwerkt in de hoofdstukken van deze publicatie:

• Aan de basis van energiereductie in tunnels staat het goed inrichten van het hele proces om tot een tunnel te komen, en hoe energiereductie daarin de juiste plek krijgt. Procesmaatregelen ter bevordering hiervan worden beschreven in hoofdstuk 2 Procesmaatregelen.
• De tweede pijler wordt gevormd door concrete technische maatregelen. Hoofdstuk 4 Werken met de technische maatregelen geeft een korte uitleg van de energieverbruikers van de tunnel en verwijst u naar de bijbehorende maatregelen. In dit hoofdstuk wordt tevens de opbouw van elke technische maatregel beschreven en worden de labels waarmee deze maatregelen worden gewaardeerd in detail uiteengezet. De grootste verbruikers (hoofdstuk 5 Verlichting, 6 Ventilatie, 7 Gebouwen en 8 Energiesysteem en noodstroomvoorziening) worden daarna beschreven in eigen hoofdstukken.
• In hoofdstuk 9 Overige systemen en maatregelen staan enkele onderdelen van de tunnel waar geen expliciete maatregelen voor zijn verzameld, maar waar wel aandacht aan besteed kan worden.
• Als laatste pijler komt de energiereductie bij renovaties aan bod. Hoofdstuk 10 Energiebesparing bij renovatie geeft concrete tips waar op gelet kan worden als het bekeken object reeds bestaat.

Bij het opstellen van deze catalogus zijn in eerste instantie maatregelen beschouwd die gebaseerd zijn op bekende technologieën (al dan niet afkomstig uit de tunnelsector), op ervaringen uit het verleden en op praktische haalbaarheid. Met andere woorden, maatregelen die snel en zonder veel risico kunnen worden doorgevoerd.

1.6 Disclaimer [link id=”pcmsx”]

Hoewel de inhoud van het groeiboek met zorg wordt samengesteld en de inhoud getoetst wordt bij meerdere participanten van het COB, dient de lezer voorzichtig te zijn met het gebruik van dit boek. De voorgestelde maatregelen, de teksten en getallen zijn bedoeld ter inspiratie. Bij het toepassen van de inhoud voor een specifieke tunnel, aanbesteding of anderszins wordt sterk aanbevolen goed te kijken op welke manier de inhoud van dit document toegepast kan worden in die specifieke situatie.

Tevens wordt aangedrongen op een balans in duurzaamheid. Sommige maatregelen kunnen een buitenproportionele hoeveelheid energie of (schaarse) materialen vragen om het doel te bereiken en zijn daarmee niet altijd aantrekkelijk.

2 Procesmaatregelen [link id=”hxcx1″]

Technische en contractuele maatregelen boeten in op effectiviteit, wanneer niet voldaan wordt aan een aantal randvoorwaarden. Omdat in dit groeiboek overal gesproken wordt over maatregelen (zowel technische als contractuele), omschrijft het expertteam randvoorwaarden als ‘procesmaatregelen’. Het zijn immers maatregelen die in het proces van het ontwerpen, bouwen, renoveren of het onderhoud van een tunnel genomen moeten worden om de technische en contractuele maatregelen te kunnen uitvoeren; maatregelen die de condities creëren om technische en contractuele maatregelen optimaal tot hun recht te kunnen laten komen. Dit hoofdstuk geeft een overzicht van deze procesmaatregelen. Daar waar nodig wordt verwezen naar de andere hoofdstukken.

2.1 Energiereductie tijdens de planfase [link id=”g0w55″]

De grootste energiereductie kan behaald worden als al tijdens de planfase rekening wordt gehouden met het te verwachten energieverbruik. In dit stadium is het nodig dat de architect en planoloog de opdracht meekrijgen om mede te letten op de duurzaamheidsaspecten van de geboden oplossingen. In het kader van dit document natuurlijk ook op het gebied van energiebesparing.

Of de in dit document voorgestelde maatregelen toegepast kunnen worden, zal per project bezien moeten worden. Bij nieuwbouwtunnels kunnen maatregelen al gauw gecombineerd worden met samenwerkende/integrale civieltechnische ontwerpoplossingen waardoor zij een maximaal effect kunnen sorteren. Bij bestaande tunnels daarentegen zal er snel naar compromissen gezocht moeten worden. Dat wil echter allerminst zeggen dat er bij bestaande tunnels geen energiereductie mogelijk is. In de afgelopen jaren is een aantal malen bewezen dat energiereductie juist goed mogelijk is.

2.2 Zeer bepalende keuzes in planfase [link id=”st6g4″]

In de planfase kunnen aanzienlijke besparingen bereikt worden door na te denken over het gebruik van de tunnel. Voorbeelden:

2.3 (Micro-)renovaties [link id=”rfsr5″]

Het is aantrekkelijk om ook bij renovatiewerkzaamheden te letten op mogelijke energiebesparing. Men hoeft echter niet altijd te wachten op een grote renovatie voor bepaalde maatregelen. Het is soms mogelijk om ‘tussendoor’ al energiebesparende maatregelen te nemen.

2.4 Energiepaspoort [link id=”hqbc7″]

Het COB-netwerk presenteert een energiepaspoort dat in een oogopslag de ‘energieconditie’ en verduurzamingskansen van een tunnel zichtbaar maakt.

Het energiepaspoort is bedoeld om de laatste vijf jaar vast te leggen en vijf jaar vooruit te projecteren. Hiertoe bevat het format niet alleen de statische en dynamische tunnelkenmerken die een rol spelen in het energieverbruik (en dus van belang zijn voor de energie-index), maar toont het ook de ‘topverbruikers’ met potentiële energiereducerende maatregelen en een overzicht van het verbruik in de afgelopen vijf jaar.

Het huidige concept-paspoort bestaat uit verschillende elementen zoals te zien is in de volgende figuur:

Een dergelijk paspoort helpt bij het goed in beeld krijgen van de energiehuishouding van een tunnel, wat een belangrijk handvat kan zijn voor beleid en voor partijen die aan de slag gaan met energiereducerende maatregelen.

Het COB verwacht dat het tunnellabel na meerdere pilots verfijnd wordt. Het doorontwikkelen van het energiepaspoort is belangrijk om de energietransitie te versoepelen voor tunnels. Meer informatie is te vinden in het rapport Format energiepaspoort tunnel.

2.5 Kosten-batenanalyse energiedoelstelling [link id=”22z0b”]

Om te besluiten of een maatregel al dan niet uitgevoerd gaat worden, wordt al snel een berekening gemaakt op basis van kosten en baten. Veelal wordt daarbij de besparing op de energiekosten afgezet tegen de kosten om de maatregel te implementeren. Helaas kan dat bij een aantal maatregelen leiden tot een zodanig lange terugverdientijd dat binnen een project of in het kader van een aanbestedingsprocedure al snel gekozen wordt om ‘het dan maar niet te doen’. In het kader van circulariteit is het benodigde grondstoffenverbruik ook een zwaarwegende factor bij de beslissing.

Een sprekend voorbeeld is het al dan niet aanbrengen van een daglichtrooster ter vervanging van een groot deel van de ingangsverlichting. Een dergelijk rooster kan de noodzaak voor het aanbrengen van een flink aantal lampen aan de ingang opheffen, en daarmee ontwerp-, inbedrijfstel-, test-, installatie-, energie- en onderhoudskosten besparen. Een rooster is initieel echter een grote investering en tijdens de exploitatie een extra onderhoudspost. Bovendien vraagt een daglichtrooster een substantiële investering in grondstoffen en energie om deze te realiseren. Met deze maatregel is het mogelijk om circa 10-20% minder energie te verbruiken, en dat is een groot aandeel in de totale doelstelling. Echter, omdat de verlichting op zich al veel zuiniger is geworden, lijkt een daglichtrooster in economische zin al geen goede maatregel. Gezien de benodigde materialen en energie voor aanleg lijkt een daglichtrooster ook niet altijd een goed idee. Dat neemt niet weg dat het aanbrengen ervan om andere redenen toch serieus kan worden overwogen.

2.5.1 Verbruik, niet de kosten [link id=”hswgh”]

De afweging om een maatregel al dan niet te implementeren, dient te worden gebaseerd op het verwachte energieverbruik, niet op de te verwachten kosten ervan. Alleen door uit te gaan van de hoeveelheid kWh kunnen in contractuele zin door middel van de EMVI-BPKV methodiek voldoende prikkels ingebouwd worden.

2.5.2 Politiek-bestuurlijke doelstellingen [link id=”ss6vt”]

Los van de economische afwegingen hebben opdrachtgevers ook politiek-bestuurlijke doelen. Natuurlijk moet een tunnel veilig zijn en moet het verkeer er betrouwbaar gebruik van kunnen maken. Maar de maatschappij dient ook duurzaam te worden en daaraan kunnen tunnels bijdragen. Opdrachtgevers kunnen daarom overwegen om maatregelen die op economische gronden niet direct voor de hand liggen, toch als eis op te nemen in een contract om aan de maatschappelijke doelstellingen te voldoen. Hierbij blijft wel altijd de balans belangrijk: wellicht is voor het benodigde bedrag elders wel een veel grotere besparing haalbaar.

2.5.3 Balans en redelijkheid [link id=”rfnlg”]

Bij veel thema’s kan er een conflict met andere thema’s optreden. Een energiebesparende of CO2-reducerende maatregel kan onevenredig veel grondstoffen verbruiken, of een zeer grote hoeveelheid fossiele brandstoffen nodig hebben voor de realisatie ervan (zwaar materieel, zwaar transport). Er moet bij een voorgestelde maatregel altijd een afweging gemaakt worden of er geen conflict is met andere duurzaamheidsaspecten en of de maatregel voldoende ‘oplevert’ in relatie met andere duurzaamheidsaspecten. Bijvoorbeeld zonnecellen verbruiken veel kostbare materialen die van ver moeten komen en zijn nu nog vrijwel niet recyclebaar.

Voor de CO2-uitstoot moet de productie van het totaal beschouwd worden:

• CO2-productie nodig voor verkrijgen grondstoffen, halffabricaten en eindproduct;
• CO2 -productie nodig voor transport van grondstoffen, halffabricaten en bijvoorbeeld hulpconstructies en beton;
• CO2-productie nodig voor realisatie (zwaar materieel, e.d.);
• CO2-productie bij benodigd onderhoud en reparatie;
• CO2-productie nodig voor sloop, afvoer materialen, recycling of handling voor hergebruik.

Tenslotte moeten de volgende aspecten altijd meegewogen worden:

• Is een maatregel kosteneffectief?
• Is de investering proportioneel of kan dezelfde maatregel beter ‘elders’ worden uitgevoerd met dezelfde effectiviteit voor ‘Nederland’, alleen niet op deze plaats?

Een voorbeeld zijn zonnepanelen boven een toerit. Deze oplossing is mooi en effectief, maar soms buitenproportioneel duur, omslachtig en moeilijk te onderhouden. Eenzelfde hoeveelheid panelen op een naastliggend weiland kan vele malen goedkoper zijn, maar bovendien effectiever als de oriëntatie van de tunnelmond niet ‘zuid’ is.

2.6 LTS en de ‘issue advisory board’ [link id=”5t0r1″]

Voor de veiligheidsnorm en het gestandaardiseerde uitrustingsniveau is er de tunnelwetgeving. Deze wetgeving is voor rijkstunnels in operationele zin vertaald in de Landelijke Tunnelstandaard (LTS). Om van de tunnelstandaard te kunnen afwijken, is een proces ingericht, waarbij de Issue Advisory Board (IAB) en de Issue Control Board (ICB) ieder hun eigen rol hebben. De leden van deze boards vertegenwoordigen verschillende disciplines: tunnelveiligheid, techniek, business, beheer, etc. Zij maken voor een aan hen voorgelegde casus een multidisciplinaire afweging, waarin duurzaamheid een steeds belangrijker onderdeel vormt. Er kan dus vaak meer dan u denkt!

Met dit gegeven werkt het gebruik van de maatregelencatalogus in tunnelprojecten als volgt:

• Onderzoek welke maatregelen uit de catalogus voor het project toepasbaar/bruikbaar/effectief zijn in het ontwerpproces (hierin de gehele keten meenemen), met inachtneming van de eisen uit de LTS bij rijkstunnels.
• Als de maatregel met de specifieke uitwerking in lijn is met de LTS, dan betreft het een projectspecifieke invulling die consistent is met de LTS.
• Als daarentegen wordt afgeweken van de LTS, dan is er sprake van een ‘projectspecifieke afwijking’, waardoor behandeling in de IAB en ICB noodzakelijk is. Het besluit dat de IAB en ICB ter zake nemen, kan van invloed zijn op de maatregel die gekozen is (met name op de uitwerking ervan).

Overigens kunnen issues volgens dit proces ook leiden tot aanpassing van de LTS.

2.7 Veiligheid versus beschikbaarheid [link id=”x9v1x”]

Bij uitval van een energiesysteem (hoofdsysteem of backup-voorziening) wordt de tunnel in een ‘veilige toestand’ gebracht. Dit betekent een gesloten tunnel. Het is dus mogelijk om een tunnel te maken met een enkele netvoeding en geen tweede netaansluiting of noodstroomaggregaat (NSA). Dit bespaart veel kosten en wat energieverliezen. Dit is in feite al een keuzeoptie in de LTS, maar is nog niet vaak verzilverd.

Gemiddeld krijgt men in Nederland eens in de drie jaar te maken met een stroomstoring. De extra niet-beschikbaarheid die dit oplevert, ten opzichte van sluiting door onderhoud, reparatie of ongelukken, is niet significant. In hoeverre het storend is, bepaalt de tunnelbeheerder. Er zijn tunnels die soms meerdere keren per dag kort afgesloten worden om de veiligheid te borgen bij kans op filevorming (tunneldoseren): dat zou ook een optie zijn bij een (serieus) technisch probleem, als alternatief voor redundantie in energiesystemen.

3 Prikkels in contract en aanbesteding (vervallen) [link id=”4lmq4″]

De inhoud van het hoofdstuk over de relatie tussen de contractvorm en het sturen op energiereductie wordt al breed toegepast in de tunnelsector. Dit hoofdstuk is daarom komen te vervallen. Mocht u de vroegere inhoud willen inzien, neem dan gerust contact op met het COB via info@cob.nl of 085 4862 410.

4 Werken met de technische maatregelen [link id=”rvc9v”]

Dit hoofdstuk biedt de basiskennis die nodig is om met technische maatregelen het energieverbruik van de tunnel te reduceren. Eerst wordt een kort inzicht gegeven in het energieverbruik van een tunnel en de grootste energieverbruikers. Daarna volgt een toelichting op de vaste opbouw van de maatregelen die verderop in het groeiboek worden beschreven.

4.1 Energieverbruik van de tunnel [link id=”sr8tn”]

Gemiddeld gezien verbruiken tunnels tussen de 1,5 en 2 miljoen kWh per jaar. Onderstaande figuur visualiseert dat sommige systemen altijd ingeschakeld zijn en continu energie verbruiken (groen, basisverbruik), een paar systemen overdag een extra energievraag hebben (geel, basisverbruik), en dat er systemen zijn die in de tijd maar kort ingeschakeld zijn, maar verhoudingsgewijs wel een enorme piek aan energie vragen (rood, calamiteit).

Figuur: Indicatie energieverbruik tunnels uitgezet als functie van tijd. De verticale richting geeft een indicatie van het vermogen dat gevraagd wordt door de installaties. Het oppervlak van de blokken geeft het aandeel van het jaarlijks verbruik (gesommeerd oppervlak is weergegeven met een stippellijn).

Het basisverbruik zijn doorgaans systemen die vanwege het gekozen voorzieningenniveau aanwezig zijn en waar energiemaatregelen vanwege het 24/7-karakter snel kunnen leiden tot besparingen. Enkele voorbeelden hiervan zijn de basisverlichting in de nachtstand, ICT-systemen en camerasystemen. In de regel horen alle systemen die zijn aangesloten op een accusysteem (ofwel UPS of no-break) hierbij. Additioneel kunnen ook de energieverliezen in het energiesysteem zelf hieronder beschouwd worden. De systemen die overdag veel energie vragen (vooral de ingangsverlichting en de hogere lichtstand van de basisverlichting) vormen ook een aanzienlijk deel van het verbruik. Het basisverbruik en het verbruik overdag vormen samen het ‘dagdagelijks verbruik’. Voor duurzame opwekking, opslagsystemen en minder afhankelijk zijn van het openbare net, is dit dagdagelijkse verbruik een belangrijk aspect.

In het geval van een calamiteit vragen bijvoorbeeld ventilatoren en brandpompen een enorme hoeveelheid energie, maar in de regel gebeurt dit slechts enkele uren en een beperkt aantal malen per maand/jaar. Omdat deze systemen wel van cruciaal belang zijn voor de zelfredzaamheid en veiligheid van weggebruikers, ligt het minder voor de hand om hierop te besparen, aangezien ze veelal ook gebonden zijn aan wetgeving, openstellingsvergunningen en andere bestuurlijke afspraken. Een besparing van 10% op het momentane verbruik klinkt wellicht interessant, maar in de tijd gezien draagt het mogelijk maar weinig toe aan het totale jaarverbruik van de tunnel, en bovendien kan dat leiden tot grotere risico’s op bijvoorbeeld bestuurlijk vlak of het veiligheidsniveau ten tijde van een calamiteit. Energiemaatregelen in deze systemen moeten dan ook tegen die achtergrond beschouwd worden.

4.2 Top-5 energieverbruikers [link id=”dnnb9″]

Deze paragraaf geeft een korte beschrijving van de grootverbruikers binnen de tunnelsystemen en een indicatie van het aandeel in het energieverbruik van een gemiddelde tunnel. Dit aandeel is een richtwaarde en kan per tunnel verschillen. In 2023 is onderzoek gedaan om de top-5 energieverbruikers opnieuw te bepalen. Dat bleek lastig, maar desondanks is toch een redelijk beeld verkregen. In deze paragraaf wordt het resultaat gegeven.

1: Tunnelverlichting, ordegrootte 35% van het totale verbruik.

2: Gebouwinstallaties (klimaatinstallatie, e.d.), ordegrootte 20% van het totale verbruik.

3: Bediening en besturing, ordegrootte 10% of meer van het totale verbruik.

Op nummer 4 en 5 kunnen de volgende installaties voorkomen:

• Ventilatie en overdruk, 5% tot 10%.
• Energievoorziening, 5% tot 10%.
• GSM, 6%.
• Pompen (in een zinktunnel), 3% tot 8%.
• Verwarming (hulpposten en buitenkasten)

De getallen kunnen per tunnel sterk verschillen. De bovenstaande lijst dient dus met een groot voorbehoud te worden behandeld. Het geeft slechts een indicatie van de grootste verbruikers.

5 Verlichting [link id=”082m2″]

Er is interessante informatie te vinden op de sites www.cob.nl/tunnelverlichting en www.nsvv.nl .

De functie van de tunnelverlichting is het zichtbaar maken van verkeer, het verloop van de rijbaan, de verkeersbuis en incidenten voor weggebruikers, tunneloperator en hulpdiensten. Dit hoofdstuk presenteert maatregelen om het energieverbruik van de verlichting te reduceren. Verlichting in dienstgebouwen wordt (kort) behandeld in 7.3 Aanwezigheidsdetectie voor licht en warmte. Elke maatregel wordt beschreven volgens de vaste indeling zoals toegelicht in hoofdstuk  4 Werken met de technische maatregelen. Zie voor achtergrondinformatie over verlichting tevens: Bijlage 1: Achtergrondinformatie.

5.1 Ledverlichting (vervallen) [link id=”brk7r”]

Bij tunnelverlichting (nieuwbouw en renovatie) is led ondertussen de standaard. Deze paragraaf is daarom komen te vervallen. Mocht u de vroegere inhoud willen inzien, neem dan gerust contact op met het COB via info@cob.nl of 085 4862 410.

5.2 Reductie voorgeschreven luminantieniveaus [link id=”xhrnx”]

Het reduceren van het voorgeschreven lichtniveau zal een positief effect hebben op het energieverbruik van de tunnel. Veel weggebruikers ervaren de verlichting op basis van led als fel: ‘het zou wel een tandje minder kunnen’. De huidige voorschriften voor verlichtingsniveaus zijn gebaseerd op oude lichttechnieken (gasontladingslampen). Nieuwe verlichting als led wordt nog aangebracht volgens die normen, hoewel er sprake is van een heel andere techniek en kleuropbouw. Hierdoor is er een andere lichtbeleving.

Indicatieve proeven bij een aantal tunnels de afgelopen jaren (ook in het buitenland), geven als resultaat dat de lichtwaarde bij led mogelijk tot zelfs de helft van die van SON-T teruggebracht kan worden.

Er zijn allerlei factoren die een goede waarneming bevorderen. Zaken als contrast, helderheid van de wanden, asfalt, vormgeving van de ingang, etc. spelen ook een rol. Het is complex om te bepalen hoe een weggebruiker waarneemt en vervolgens hoeveel licht voor een goede waarneming nodig is. Subjectiviteit van waarnemen en sentimenten spelen hierbij ook een grote rol.

Verschil ledverlichting en SON-T tijdens proef in de Mont Blanctunnel. Bron: Kansen voor elektriciteitsbesparing tunnelverlichting.

De resultaten van diverse onderzoeken zijn verwerkt, voor zover relevant, in de herziening van de NSVV-richtlijn in 2023.

5.3 Aandacht voor de L20-lichtmeting [link id=”0nfrb”]

Voor het regelen van de intensiteit van de ingangsverlichting wordt gebruikgemaakt van een speciaal soort meetinstrument; de L20-meter. Dit instrument, dat eruitziet als een camera, staat op enige afstand voor de tunnelingang en kijkt richting de tunnelmond. Hij meet de ‘gemiddelde luminantie van een kegelvormig gezichtsveld, ingesloten door een hoek van 20o met de top op de plaats van het oog van een naderende bestuurder en gericht op het midden van de tunnelmond. L20 wordt bepaald op stopafstand tot het tunnelportaal en in het midden van de actuele rijbaan’ (citaat Richtlijn tunnelverlichting, NSVV). Uit het kegelvormige gezichtsveld genereert de camera een waarde voor de lichtintensiteit direct voor de tunnelmond en geeft deze door aan de verlichtingsinstallatie. De verlichtingsinstallatie gebruikt deze waarde vervolgens om de ingangsverlichting op een passende waarde te regelen. De verhouding tussen de gewenste luminantie in de tunnel en de gemeten L20-luminantie op stopafstand voor de tunnel, heet de k-factor.

L20-beeld. (Bron: Richtlijn tunnelverlichting, NSVV)

Zelfs als de L20-meter juist geplaatst is, blijkt het goed inregelen van dit systeem erg lastig. Ook is het in de praktijk moeilijk om het instrument goed te onderhouden, bijvoorbeeld doordat deze in de middenberm wordt geplaatst en men daar vaak niet bij kan zonder verkeershinder; idealiter moet er overdag gekeken worden of de installatie nog juist werkt.

Binnen de werkgroep Verduurzaming tunnelverlichting van het COB en bij de aanleg van de Rottemerentunnel is onderzoek gedaan naar het verbeteren van (het gebruik van) de L20-meter. Een belangrijke conclusie die al getrokken kan worden, is dat in de praktijk de theoretisch voorgestelde waarde uit de Richtlijn tunnelverlichting wordt overgenomen zonder te kijken naar de specifieke situatie. De aanbevolen waarde van 0.045 (4,5%) bij 100km/h en tegenstraalverlichting is een historisch bepaalde veilige waarde, waarbij in het verleden een aantal veilige keuzes zijn opgestapeld. Die waarde blijkt – zeker bij toepassing van ledverlichting – vaak hoger dan noodzakelijk. Het is aan te bevelen om per tunnelmond meer aandacht te besteden aan een juiste waarde (rekentechnisch) en deze te verifiëren door het uitvoeren van rijproeven onder representatieve lichtomstandigheden. Uit uitgevoerde rijproeven is gebleken dat de standaardwaarde van 4,5% vaak lager – en soms veel lager – kan, direct resulterend in een lager energieverbruik. Het loont dan ook om bij nieuwe installaties de tijd te nemen om (overdag onder representatieve omstandigheden) rijproeven uit te voeren. Het voor het verkeer afsluiten van een tunnel(buis) is hierbij doorgaans wel nodig.

Opgemerkt wordt dat de optimale waarde van de k-factor mogelijk per buis kan afwijken, vanwege een andere geografische oriëntatie van de toerit en een andere ‘omgeving’. Daarom zouden de beproevingen eigenlijk per rijrichting (of zelfs voor iedere buis bij meerdere tunnelbuizen in dezelfde rijrichting) uitgevoerd moeten worden.

Een tweede conclusie die al gedeeld kan worden, is dat de L20-meter vaak matig wordt onderhouden. Na oplevering wordt de lens van de camera nog wel schoongemaakt, maar er is te weinig aandacht voor controle op een juiste afstelling. De camera kan gedraaid zijn, omgevingsfactoren kunnen gewijzigd zijn, etc. Het is aan te bevelen om hier aandacht aan te besteden, bijvoorbeeld als de tunnel toch al een keer (overdag) afgesloten moet worden. Als er in het verleden een k-factor is bepaald (dus niet de overgenomen 4,5%) zou een controle op de juiste oriëntatie van de camera al genoeg kunnen zijn. Probeer daarom ook ter referentie een schermafdruk van het beeld te maken bij de eerste oplevering. Indien er in het verleden nog geen specifiek onderzoek uitgevoerd is, wordt aanbevolen dat alsnog te doen met berekeningen, al dan niet aangevuld met rijproeven. Voor een aantal typen L20-camera’s geldt dat deze periodiek (bv. vijfjaarlijks) moeten worden geijkt. Dit zou dan ook een standaard onderhoudshandeling moeten zijn. Er zijn ook L20-meters leverbaar die een meekijk-mogelijkheid bieden waarmee voor technisch beheer op de bedieninterface zichtbaar is of de richting van de L20-meter nog correct is en of er sprake is van sterke vervuiling van de lens van de camera.

Verder verdient het de dringende aanbeveling om periodiek de werking van de tunnelverlichting te monitoren, middels regelmatige inspectie in het verkeer (onder wisselende weersomstandigheden). Ook de analyse van log-gegevens van de besturing van de verlichting door een deskundige kan hieraan bijdragen.

5.4 Lichte wandbekleding [link id=”tbgmm”]

In het verleden was het gebruikelijk om de wanden van tunnels te bekleden met tegels of lichte beplating voor meer lichtreflectie en een hoger contrast, om daarmee een betere waarneming van medeweggebruikers mogelijk te maken. De laatste jaren is dit niet meer gebruikelijk, waarschijnlijk vanwege het kostenaspect. Het aanbrengen van lichte (en schoon te houden) wandbekleding draagt echter bij aan een efficiëntere verlichting in combinatie met een goede zichtbaarheid van het verloop van de tunnel en het verkeer. Het additioneel aanlichten van de wanden kan deze positieve effecten nog verder verhogen. Voor de wandbekleding geldt dat, in plaats van tegels of beplating, het steeds gangbaarder wordt om gebruik te maken van reflecterende coating van de tunnelwand. Een dergelijke coating kan zelfs direct op het beton worden aangebracht.

Gladde, duurzame wandpanelen in een nieuwe tunnel in Sochi, Rusland. (Bron: PolyVision)

Vooral bij de entree in de tunnel kan een lichte wandbekleding, coating en wandaanlichting bijdragen aan een betere detectie van voertuigen, omdat de wagens afsteken tegen de lichte zijwanden. Bij de ingang wordt de tegenstraalverlichting door lichte wandbekleding efficiënter, doordat het uitgestraalde licht wordt weerkaatst op de wanden, waardoor er in principe minder uitgestraald licht nodig is (hetgeen energie reduceert).

Anno 2019 worden er in de Richtlijn tunnelverlichting eisen gesteld voor de minimaal te behalen helderheid of luminantie van de tunnelwanden. De eisen hieromtrent zijn aangescherpt ten opzichte van de eisen in de eerdere aanbeveling uit 2003. De wanden dienen in de gehele tunnel tot een hoogte van drie meter een luminantie te halen van minimaal 60% van de wegdekluminantie, in geval van lijnverlichting minimaal 100%. Deze wandhelderheid wordt behaald door een combinatie van aanlichten én reflecteren. De voordelen van heldere wanden in een tunnel zijn groot:

• De zichtbaarheid van objecten en andere voertuigen neemt toe.
• Het verloop van de tunnel is op afstand veel beter zichtbaar.
• De ruimtelijke beleving van de tunnel is beter (een ruimte met witte wanden lijkt veel ruimer dan dezelfde ruimte met donkere wanden).
• De verkeersveiligheid neemt toe, doordat er minder schrikreacties zullen optreden.

Het is wel van belang dat de aangebrachte wandbekleding niet overmatig spiegelt. Te veel spiegeling kan verwarring geven bij oplichtende remlichten, maar ook bij de tunneluitgang.

Voor ondermaats lichte wandbekleding (zoals in sommige verouderde tunnels) blijkt dat na een aantal jaren de wanden zodanig donker worden, dat de aangebrachte verlichting niet toereikend is om goed te kunnen waarnemen. Voor renovatieprojecten wordt daarom aanbevolen om de wanden te reinigen (voor zover dat lukt) en indien mogelijk te voorzien van een coating.

Bij de keuze voor een bepaalde wandafwerking dient rekening gehouden te worden met de mate van vervuiling die in de betreffende tunnel mag worden verwacht. Een wand in de druk bereden Coentunnel vervuilt veel sneller dan in de relatief rustige Kiltunnel. Afsluiten voor het reinigen is bij een druk bereden tunnel ook nog eens veel ingrijpender.

Bijkomend voordeel van een dergelijke afwerking is dat de tunnel in esthetisch opzicht ‘mooi blijft’ en daarmee ook aan een andere betekenis van het woord duurzaamheid invulling wordt gegeven. In zijn algemeenheid geldt overigens ook dat objecten die fraai afgewerkt zijn, langer hun waarde behouden.

5.5 Ledtechnologie met dynamische regelingen [link id=”qcmss”]

Er wordt op dit moment al bijna zonder uitzondering gebruikgemaakt van led als lichtbron. Dit heeft bij die tunnels al geleid tot een aanzienlijke energiebesparing. Maar ledtechniek heeft meer belangrijke voordelen. De wijze van regelen en de snelheid van regelen bieden nieuwe mogelijkheden. Omdat de actueel benodigde hoeveelheid licht veel beter kan worden bepaald en bestuurd, kan de intensiteit worden geregeld op basis van de echte behoefte (dynamisch regelen), zie bijvoorbeeld paragraaf 15.7 van de NSVV. Denk aan een meer directe besturing op basis van actueel gemeten lichtintensiteit buiten de tunnel, of het fijnmaziger kunnen regelen van intensiteit van licht in de nachtelijke uren.

De Boxemtunnel in Zwolle maakt gebruik van ‘TotalTunnel’, een connected verlichtingssysteem. (Bron: Philips)

Om dynamische regeling mogelijk te maken, dienen nieuwe installaties te worden voorzien van intelligente besturing, ten minste per zone, maar liever per armatuur, waarbij in een centrale processor besturingsalgoritmen geprogrammeerd kunnen worden. Ingangsverlichting wordt zo niet meer ‘overstuurd’; er kunnen in een directe regeling wellicht binnen enkele seconden aanpassingen plaatsvinden, lampen geven niet meer licht dan nodig en verbruiken dus ook niet meer dan nodig. De nadelen van het opwarmen van lampen en het niet direct weer kunnen inschakelen (belangrijk nadeel van SON-T) spelen bij led niet, zie ook paragraaf 15.7.6 van de NSVV-richtlijn.

Een belangrijke invloed op het energieverbruik is het in de juiste schakelstand staan van de verlichting. Dit wordt onder andere geregeld door een L20-meter, die de benodigde hoeveelheid ingangsverlichting bepaalt. Dit instrument is vaak niet correct gepositioneerd of gericht. Er zijn goede besparingen te halen uit het verbeteren van de positie en afstelling van de L20-meter. Zie 5.3 Aandacht voor de L20-lichtmeting.

In de nachtelijke uren kan het lichtniveau afhankelijk gemaakt worden van de verkeersintensiteit en zou de basisverlichting verder gedimd kunnen worden. In de revisie van de NSVV in 2023 is deze mogelijkheid ook explicieter benoemd, bij de toelichting bij tabel 6-4.

Het is denkbaar om de lichtintensiteit actief te laten afhangen van de werkelijke snelheid in plaats van een statisch gekozen ontwerpsnelheid. De lengte van de ingangsverlichting in de tunnel wordt nu nog bepaald door de ontwerpsnelheid en is veelal een vast gegeven. Met dynamische regeling kan de lengte van de ingangsverlichting actief ingesteld worden op basis van de werkelijke snelheid van het verkeer, al dan niet in combinatie met de daadwerkelijke lichtomstandigheden buiten de tunnel. Hiermee wordt het mogelijk om de lampen die verder in de tunnel zijn geplaatst actief te dimmen of eventueel zelfs uit te schakelen. De gedachte hierbij is dat de zogenoemde CIE-curve actief op de actuele omstandigheden wordt ingesteld. Zie voor meer informatie over de CIE-curve paragraaf 6.5.3 van de NSVV. Het toepassen van een dergelijke regeling is nog niet in praktijk gebracht bij wegtunnels. Het meest gehoorde argument is dat de besparing niet opweegt tegen ‘het gedoe’ voor bijvoorbeeld de betrouwbaarheid. Toch blijft het een mogelijkheid voor de toekomst.

Een variant die wel al wordt toegepast, is het wijzigen van de lengte van de ingangsverlichting bij een langduriger snelheidsbeperking, zoals de 100 km/u-maatregel. Omdat de verlichting vaak is ontworpen en uitgevoerd op 120 km/h kan dan toch een serieuze besparing behaald worden. Deze optie zou derhalve in de besturing als een parameter in de besturingssoftware mogelijk moeten zijn.

In een verkenning door het COB-projectteam Verduurzaming Tunnelverlichting in 2021 bleek het verlagen van de ontwerpsnelheid de volgende impact te hebben op het benodigd geïnstalleerd vermogen van de tunnelverlichting, waarbij de uitkomst voor 120 km/h als 100% is gehanteerd:

In deze verkenning is rekening gehouden met de impact van de ontwerpsnelheid op:

• Niveau van de ingangszone.
• Lengte van de ingangszone.
• Niveau van de basisverlichting.

Bij de hiervoor gemaakte berekeningen is de Beneluxtunnel als onderlegger gebruikt. De exacte impact zal per tunnel natuurlijk verschillen. Desalniettemin mag het duidelijk zijn dat de ontwerpsnelheid een grote invloed heeft op de mate van duurzaamheid van de tunnelverlichting.

Dit is van belang bij de vaststelling van de ontwerpeisen, zoals hiervoor aangegeven, maar dit principe kan ook ingezet worden in een dynamische regeling die de verlichting op basis van actuele snelheden aanpast naar behoefte.

Een ander mogelijk voordeel van intelligente besturing is dat er ook gestuurd kan worden op het aantal branduren en de lichtintensiteit per armatuur(groep), waardoor de levensduur van de installatie als geheel verlengd kan worden.

Of en hoe dynamisch regelen op korte termijn nu wel of niet wordt toegepast, is op dit moment (2022) nog een punt van onderzoek. Er wordt echter wel sterk aanbevolen om hiermee rekening te houden (no-regret). Omdat de levensduur van de ledverlichting snel richting de vijfentwintig jaar loopt, is de kans groot dat er in de toekomst meer kan of mag, en het zou zonde zijn als de besturing er dan niet op voorbereid is.

In de Richtlijn tunnelverlichting 2023 zijn hiertoe ook enkele wijzigingen doorgevoerd die dit nader specificeren. Zo is de instelbaarheid van het lichtniveau nu beschreven.

Aandachtspunten bediening en besturing

Flexibele besturingssoftware kan helpen verdere energiebesparingen te realiseren (ook bij latere optimalisaties). In de praktijk is gebleken dat potentiële besparingen niet werden uitgevoerd omdat aanpassingen in de besturing te complex leken of soms zelfs niet mogelijk waren. Bij nieuw te ontwerpen systemen, of bij aanpassingen in bestaande systemen, zou daarom meer aandacht moeten komen voor ‘parametriseren’ van belangrijke factoren waarbij een systeembeheerder aanpassingen kan uitvoeren. Te denken valt hierbij aan de k-factor (relatie tussen gemeten lichtniveau buiten en gewenst lichtniveau in de tunnel, zie 5.3 Aandacht voor de L20-lichtmeting), de stopafstand en de benoemde mogelijkheid om de CIE-curve beter te kunnen matchen op locatie van de armaturen in de tunnel. Er wordt aangeraden om ten minste de k-factor instelbaar te maken in de bediening en besturing, omdat fijnafstelling, optimalisaties, e.d. zeer gemakkelijk uitvoerbaar zijn en de mogelijke besparing aanzienlijk is. De regeling op de L20-meter is meestal gebaseerd op een lineaire afhankelijkheid. De gevoeligheid van het oog is echter logaritmisch. In de praktijk schakelt de lichtregeling te snel naar hoge schakelstanden, omdat de schakelstanden lineair zijn verdeeld, waarbij de stapgrootte tussen de lage standen relatief te groot is. Ook bij ledverlichting, die meestal een continu dimbare regeling kent, is het laagste niveau van de ingangsverlichting een aandachtspunt, zie ook paragraaf 15.7.3 van de NSVV-richtlijn.

Let op: drivers kunnen niet altijd goed omgaan met lage dimstanden. Met name de power-factor wordt onhandig laag, waarbij het rendement ook afneemt. Het is beter om dan een deel van de armaturen uit te schakelen (mits de vereiste gelijkmatigheid dit toelaat) en de rest harder te laten werken. Als grove, vrij arbitraire richtlijn kan gesteld worden dat het niet aantrekkelijk is om een armatuur op minder dan 25% te laten werken (dimmen). Het afschakelen van naastgelegen armaturen is dan aantrekkelijker.

5.6 Zonnepanelen voor energieopwekking [link id=”0f41n”]

Rondom de ingangszone van een tunnel is meer licht nodig naarmate de zon feller schijnt. Een koppeling tussen ingangsverlichting en zonnepanelen (PV-systemen) ter plaatse lijkt daardoor voor de hand te liggen. Een combinatie met een daglichtrooster (zie maatregel 5.7 Daglichtrooster) zorgt vervolgens voor zonlichtreductie én energieopwekking.

Victory Boogie Woogietunnel. (Bron: Peter Stroo, Nongkhai Consultancy)

Op het terrein rondom een tunnel is veelal ruimte aanwezig voor het plaatsen van zonnepanelen. Gezien de grote hoeveelheid energie die nodig is bij calamiteiten, is het niet waarschijnlijk dat alle energie op te wekken is met PV-systemen. Het plaatsen van de panelen moet vooral aanvullend worden gezien, als maatregel om de energie die ondanks alle maatregelen toch nog nodig is, duurzaam op te wekken. Het reduceren van het verbruik dient de boventoon te voeren, pas daarna het inzetten van PV om de toch nog benodigde energie op te wekken.

5.7 Daglichtrooster [link id=”894nq”]

Om bij de overgang tussen (fel) daglicht en de donkere tunnel het oog te laten wennen aan de aanzienlijk geringere lichtintensiteit, kan in plaats van kunstmatige verlichting in het begin van de tunnelbuis gebruikgemaakt worden van een toenemende verduistering door het aanbrengen van een zonlicht reducerend rooster, zie ook de NSVV-richtlijn paragraaf 16.6 of Peña-García, A. en L.M. Gil-Martín, 2013 (artikel alleen tegen betaling). Bij een aantal (rijks)tunnels is in het verleden een daglichtrooster toegepast. Bij de Velsertunnel is dit een omvangrijke betonnen constructie (die tevens dienst doet als stempel om de wanden te ondersteunen), bij andere tunnels (Eerste Heinenoord-, Noord-, Schiphol- en Zeeburgertunnel) is het een lichtmetalen lamellenconstructie.

Lichtrooster-achtige constructie in de Waterwolftunnel. (Bron: Heijmans)

Het toepassen van daglichtroosters is in de jaren ‘90 gestopt. De redenen daarvoor zijn divers, maar de belangrijkste was dat het voordeliger was om de afbouw van lichtintensiteit te realiseren met (tegenstraal)verlichting; zeker gezien de lage energietarieven die destijds voor grootverbruikers golden. Ook het aspect van ijsvorming op de constructie werd wel gebruikt als reden om ervan af te zien. In de tunnels waar daglichtroosters aanwezig zijn, hebben de roosters echter een onmiskenbaar positief effect op het energieverbruik. In de praktijk blijken de argumenten rondom de ijsvorming ook slechts zelden een probleem. Verder blijkt de levensduur van een lichtrooster met gemak 40 jaar of meer te bedragen; 2 tot 3 maal langer dan elektrische verlichting.

Het blijft een gegeven dat het realiseren van daglichtroosters materiaal-intensief is. Er dient dus gestreefd te worden naar duurzame productie van deze roosters, zodat deze ook in de totale balans duurzaam uitpakken. Momenteel blijkt in de praktijk dat het aanbrengen van een rooster, met alleen reductie van het energieverbruik voor de ingangsverlichting als onderbouwing, niet voldoende gunstig uitpakt. Mogelijk dat de ondertussen sterk gestegen energieprijzen en de wil om minder afhankelijk te worden van het energienet hier een verandering in gaat brengen. Als daarbij de combinatie wordt gemaakt met zonnepanelen, de hogere levensduur, het beperken van de benodigde bouwkundige constructie (voor het opvangen van de bodemdruk op de hellingwanden) of esthetische wensen, is het aanbrengen van daglichtroosters bij nieuwbouw en grootschalige renovaties zeker het overwegen waard.

Overigens is het geheel vervangen van de ingangsverlichting door een daglichtrooster niet mogelijk. Na een lichtrooster zal altijd nog een beperkte hoeveelheid ingangsverlichting moeten worden aangebracht. De oriëntatie van de rijrichting (noord-zuid, oost-west) is van grote invloed. Het kan ook noodzakelijk blijken om verlichting aan te brengen onder het rooster om in schemer-omstandigheden nog voldoende lichtniveau te hebben. Een leerpunt bij Rijkswaterstaat is dat de vorm van de lamellen ook een flink verschil maakt. Het profiel van de Noordtunnel, speciaal ontwikkeld voor een oost-west-georiënteerde tunnel, blijkt goed te functioneren. Voor noord-zuid-georiënteerde tunnels blijken Z-vormige profielen goed te voldoen, zoals toegepast bij de Schipholtunnel en Zeeburgertunnel. In de NSVV-richtlijn staat daarom ook dat alleen zon-openroosters moeten worden toegepast, omdat lichtroosters die gebaseerd zijn op interne reflectie, zoals bij de Velsertunnel, bij bepaalde weersomstandigheden niet voldoen, vooral niet bij lage zonnestanden.

5.8 Lichtkleur [link id=”wbn2t”]

Momenteel zijn er geen richtlijnen die een relatie leggen tussen het benodigde verlichtingsniveau en de lichtkleur. Die relatie lijkt er echter wel te zijn, al is nog niet bekend wat deze relatie precies is. Het advies op dit moment is om te streven naar een lichtkleur met een hogere Kelvin-waarde vanwege de betere waarneembaarheid. Nadeel is dat dit type licht een minder prettige beleving oplevert. Er wordt onderzoek gedaan naar de beste balans tussen waarneembaarheid en comfort. Dit hangt ook af van de specifieke tunnel. Voor vragen over dit onderwerp, kunt u contact opnemen met een expert op het gebied van tunnelverlichting.

5.9 Lichtgekleurd asfalt [link id=”gtg31″]

Energiebesparing in tunnels kan worden bereikt door de reflectiewaarde van het wegdek te verhogen en het asfalt licht af te werken. Er zijn verscheidene toepassingen van lichtgekleurd asfalt in de Nederlandse infrastructuur. Een voorbeeld hiervan is SMA-asfalt waarin een lichte steensoort wordt verwerkt zoals toegepast in de Gaasperdammertunnel. Dit asfalt is lichter gekleurd dan regulier asfalt, in dit geval door regulier SMA te mengen met wit anorthosietgesteente uit Noorwegen. In totaal bestaat circa 25% van het asfaltmengsel uit dit witte gesteente. De stenen hebben een hogere reflectie, waardoor er minder verlichting nodig is in de tunnel; dat bespaart energie.

In het asfalt in de Gaasperdammertunnel is wit gesteente verwerkt. (Bron: IXAS)

Voor de asfaltsoort is door de bouwcombinatie (IXAS) een speciaal laboratorium opgezet om het asfalt te testen met betrekking tot de stroefheid, remvertraging en reflectie. Uit deze proeven bleek dat de asfaltsoort de meest duurzame en economisch meest voordelige oplossing was uit een groep van drie onderzochte asfaltsoorten.

Uit recent onderzoek blijkt dat licht asfalt vooral veel effect heeft bij hoge lichtniveaus, zoals bij de ingangsverlichting.

5.10 Solar-optische lichtsystemen [link id=”n2pm5″]

Onder solar-optische lichtsystemen vallen alle lichtsystemen die zonlicht zeer efficiënt van buiten tot binnen in een ruimte kunnen brengen door middel van een spiegelsysteem. Voorbeelden van dergelijke systemen zijn:

• IR-lichtpijpen: buizen die zijn bekleed met een zeer gepolijste infrarood-reflecterende deklaag. Doordat deze buizen voornamelijk IR-licht verspreiden, zijn ze niet goed bruikbaar in tunnels.
• Lichtbuis/light tubes: buizen met een grote diameter die zijn bekleed met sterk reflecterend materiaal. Deze techniek is een gevestigde technologie (stamt uit het oude Egypte), maar heeft nadelen door zijn grote diameter en relatief lage efficiëntie.
• Transparante holle lichtgeleiders: holle dikwandige doorzichtige buis met micro-prisma’s die het licht uniform verdelen over zijn gehele lengte. Ook deze techniek is een gevestigde technologie (ontwikkeld in 1981), maar heeft nadelen door zijn grote diameter en relatief lage efficiëntie.
• Glasvezelsystemen/solar optic fiber (SOF): systeem dat licht bundelt tot een ‘laser’ en transporteert met speciale glasvezelkabels. De techniek is relatief nieuw (2004), heeft sinds kort grote sprongen in efficiëntie gemaakt (95-99% efficiëntie) en kan licht transporteren via kabels met relatief dunne diameter (samengebundeld in kabels met circa 50 mm doorsnede of in losse kabels van circa 5 mm doorsnede).

Omdat SOF-systemen het meest veelbelovend zijn, wordt er in deze paragraaf dieper ingegaan op deze techniek.

SOF-systemen zijn vooral effectief in de ingangszone van een tunnel waar meer licht nodig is naarmate de zon feller schijnt. Het systeem bestaat uit een zonnecollector die zonlicht (met een lens) bundelt, het licht transporteert over een glasvezelkabel (spiegelsysteem) en het weer uitstoot via een armatuur (lens). Het rendement van dergelijke systemen is hoog, maar blijft gebonden aan fysieke limieten. Zo kan de glasvezelkabel niet langer zijn dan circa 100 meter omdat anders delen van het lichtspectrum weggefilterd worden (pas met het oog merkbaar bij 150 meter). Dit betekent dat de zonnecollectoren altijd nabij de tunnelmond geplaatst moeten worden om de lengtes zo kort mogelijk te houden. Dit helpt ook voor de kosten van het systeem; de speciale verdikte glasvezelkabels zijn nog relatief duur per meter.

SOF-systemen zijn al een bewezen techniek in huizen en kantoorpanden die overdag veel gebruikt worden. Het systeem spaart lampen uit en het natuurlijke licht lijkt psychologische voordelen te hebben. Er dienen echter nog steeds reguliere armaturen aanwezig te zijn die snel inschakelen als er een wolk voor de zon komt.

Solarfibercollector op het dak van de Corbulotunnel. (Foto: Fred Leeflang i.o.v. provincie Zuid-Holland)

Toepassing in een tunnel

Het SOF-systeem wordt op dit moment aangelegd bij de Corbulotunnel (RijnlandRoute) door Croonwolter&dros in combinatie Comol5. De SOF-armaturen worden hier naast de reguliere armaturen geïnstalleerd. Het benodigde lichtniveau voor de ingangsverlichting is vrij hoog en de bijdrage van het systeem aan het lichtniveau is daarom niet zeer groot.

5.11 Verlichting middentunnelkanaal [link id=”lnzg7″]

In tunnels is tussen tunnelbuizen veelal een middentunnelkanaal (MTK) aanwezig. Dit MTK heeft een aantal functies, waarvan de belangrijkste het bieden van een veilige vluchtweg is. Vaak is er ook sprake van een servicekanaal dat zich boven de vluchtweg bevindt. Hier zijn vaak technische installaties en kabels aangebracht.

Middentunnelkanaal. (Bron: Rijkswaterstaat/Johan Naber)

In de praktijk blijkt de verlichting in zowel de vluchtweg als het servicekanaal permanent ingeschakeld te zijn terwijl dat niet noodzakelijk is. Er zijn diverse technische oplossingen mogelijk om het onnodig ingeschakeld laten staan, te voorkomen. Natuurlijk kan deze verlichting ook in led uitgevoerd worden. Daarnaast zou de verlichting verdeeld kunnen worden: een deel dat een minimaal benodigd lichtniveau heeft (in rust, niet in gebruik, zoals met standaard vluchtwegverlichting, conform bouwbesluit) en een deel dat wordt ingeschakeld op het moment dat dit nodig is (calamiteit of service, conform eisen beheerder/LTS).

6 Ventilatie [link id=”4xq5c”]

Het aspect ‘ventilatie’ heeft betrekking op de ventilatiesystemen die in tunnels gebruikt worden om de veiligheid van de tunnelgebruikers te borgen. Typisch heeft men het dus over langsventilatie in verkeersbuizen, bedoeld om rook van de vluchtende mensen weg te leiden, en overdrukventilatie in het middentunnelkanaal, bedoeld om de indringing van rook in de veilige ruimte te voorkomen.

Dit hoofdstuk presenteert maatregelen om het energieverbruik van de ventilatie te reduceren. Elke maatregel wordt beschreven volgens de vaste indeling zoals toegelicht in hoofdstuk 4 Werken met de technische maatregelen. Zie voor achtergrondinformatie over ventilatie tevens Bijlage 1: Achtergrondinformatie.

6.1 Geen separate overdrukventilatie [link id=”g2s2h”]

Bij boortunnels is er geen sprake van een middentunnelkanaal, maar worden voor de vluchtweg dwarsverbindingen tussen de twee geboorde verkeerstunnels aangebracht. Deze specifieke fysieke inrichting levert extra mogelijkheden op voor het rookvrij houden van de veilige ruimte. Door een juiste regeling gedurende calamiteitenbedrijf van de ventilatie in de niet-calamiteitenbuis kunnen de dwarsverbindingen rookvrij gehouden worden, waardoor de overdrukinstallatie per dwarsverbinding in zijn geheel overbodig wordt. De energiebesparing komt tot uiting doordat er geen separate ventilatoren nodig zijn. Om vervuiling tegen te gaan, draaien overdrukventilatoren vaak continu. Dientengevolge kan de besparing hoger uitvallen dan alleen kijkend naar de draaiuren voor calamiteiten en testdraaien.

Aandachtspunten bediening en besturing

Het regelen van de overdruk met drukmeters, of afhankelijk van het aantal open deuren, kan helpen om het energieverbruik te beperken. Overweeg hierbij ook een toerenregeling.

Ventilatoren in de Sluiskiltunnel. (Bron: Mobilis)

6.2 Ventilatoren met hogere voedingsspanning [link id=”lz9pb”]

Ventilatoren uitvoeren met een hogere voedingsspanning wordt vaak genoemd als energiebesparingsmaatregel. De aanpassing kent een aantal voordelen en kan leiden tot een goedkopere installatie. Dat voordeel is er met name als energie over langere afstanden moet worden getransporteerd, omdat er dunnere kabels gebruikt kunnen worden. Wat echter ook beschouwd moet worden, is dat bij toepassing van een separate voedingsspanning ook andere transformatoren nodig zijn en er een extra energieverdeling aangebracht moet worden met gevolgen voor beheer en onderhoud.

Energiebesparing is er niet; kabels worden berekend op een vast spanningsverlies van 5%, onafhankelijk van de voedingsspanning. Ook zijn de ventilatoren niet beduidend efficiënter bij hogere voedingsspanningen.

Omdat deze maatregel zo vaak wordt genoemd in relatie tot energiebesparing, en zelfs in de internationale REETS-catalogus is opgenomen, is besloten om hem toch in deze catalogus op te nemen.

6.3 Efficiëntere ventilatoren [link id=”t2g2z”]

Ventilatoren worden in bijna alle gevallen als jet-fan uitgevoerd. De laatste tijd zijn er nieuwe ontwikkelingen in uitvoeringen hiervan. Andere materialen (bv. koolstof) voor de bladen zorgen bijvoorbeeld naast een lager gewicht voor een grotere vormvrijheid om een meer efficiënte rotor te maken en daarmee voor een kleinere aandrijving. Betere modellering zorgt voor efficiëntere oplossingen die de luchtstroom actief van wanden en plafond houden.

(Bron: Mosen Ltd)

Efficiëntere ventilatoren zijn nog maar in beperkte mate ingezet in tunnels, omdat een hoge beschikbaarheid moeilijk aantoonbaar is. Toch zijn er wel voorbeelden:

• De MoJet-ventilator (zie afbeelding) speciaal ontworpen om energieverlies door luchtweerstand van de wanden en het plafond te voorkomen.
• Novenco Building & Industry heeft een axiaalventilator ontwikkeld met een bijzonder hoog rendement. Door de aerodynamisch gevormde kern van de ventilator en de optimale vorm van de leidschoepen kan een rendement tot 92% worden bereikt. Dit type ventilator kan worden toegepast in overdruksystemen voor tunnels alsmede als tunnelventilator. De beschikbaarheid/betrouwbaarheid en onderhoudbaarheid zijn gelijk aan die van conventionele axiaalventilatoren die op dit moment worden toegepast. In grote datacentra en andere industrieën heeft de ventilator zich al ruimschoots bewezen.

6.4 Effectiever schakelen van ventilatoren [link id=”cmlp4″]

In de praktijk blijken ventilatiesystemen onnodig vaak en met te veel vermogen in te schakelen. Het ventilatiesysteem is met name van belang in noodsituaties, maar het systeem kan ook worden ingezet voor het bewaken van de luchtkwaliteit.

Het instellen van het calamiteitenbedrijf in de tunnel kent een aantal aanleidingen, zoals stilstanddetectie of het openen van een vluchtdeur. Niet alle aanleidingen hebben direct te maken met rookontwikkeling of brand. Toch worden bij het indrukken van de calamiteitenknop of bij automatische processen enkele of alle ventilatoren in de buis (stapsgewijs) ingeschakeld. Ook worden er vaak al in de ondersteunende buis ventilatoren aangezet. De redenen hiervoor zijn meestal afspraken over veiligheid en bestuurlijke processen die zijn verankerd in regelgeving en de LTS. Hoewel hier een redelijk besparingspotentieel aanwezig is, is de verwachting dat een maatregel om de ventilatie alleen in te schakelen als er daadwerkelijk rookontwikkeling wordt gedetecteerd, niet eenvoudig te implementeren is.

Er zijn meer situaties waarin de ventilatie onnodig wordt ingeschakeld. Zo zijn er meetsystemen om de luchtkwaliteit vast te stellen die geen onderscheid kunnen maken tussen mistflarden en vervuiling. Bij mist in de omgeving wordt zodoende het ventilatiesysteem in werking gezet. In het geval van luchtverontreiniging zou de ventilatie wat langzamer gestaffeld ingeschakeld kunnen worden; een kleine luchtstroom lost namelijk al snel het probleem op. Langzamer staffelen zou mogelijk zijn door middel van frequentieregelaars, maar in de meeste tunnels zijn er zo veel ventilatoren aanwezig dat het weinig toegevoegde waarde heeft om deze achter frequentieregelaars te plaatsen. De kwaliteit van (en de mate van onderhoud aan) sensoren kan het aantal starts eveneens beïnvloeden.

Tijdens beheer en onderhoud dienen ventilatoren getest te worden op een juiste werking. Een aanvullend algoritme dat bijhoudt wanneer ventilatoren gedraaid hebben in combinatie met een roulatieschema voor bestrijding van luchtvervuiling kan voorkomen dat ze nogmaals worden ingeschakeld voor testen. Ook is het onnodig om alle testen voor onderhoud onder vollast te houden.

Aandachtspunten bediening en besturing

Het inschakelen van ventilatoren is niet in alle tunnels even effectief geregeld. De volgende voorstellen zijn gunstig voor energiebesparing, belasting van het energiesysteem en het geluidsniveau in de tunnel:

• Bij onvoldoende luchtsnelheid: regel op de windsnelheidsmeter. Neem hiervoor de windsnelheidsmeter die zo ver mogelijk van de ventilatoren af zit, om te voorkomen dat wervelingen de regeling onrustig maken.
• Bij een klein aantal ventilatoren (zoals bij een ingangscluster) kan overwogen worden om een of meer ventilatoren te voorzien van een frequentieregelaar om een rustigere regeling te krijgen (bij de juiste regelstrategie). Bij een groot aantal ventilatoren is het schakelen van één ventilator al een voldoende kleine stap.
• Bij regeling op de zichtmeting: gebruik niet meer dan een derde van de ventilatie (tenzij sprake is van een calamiteit). Als dit onvoldoende is, is er wellicht sprake van mist of rook van vuurwerk. Als dat het geval is, zal het inschakelen van de ventilatoren toch niet helpen.
• LET OP, volgens de LTS is de volgende besturing niet toegestaan:
  • Bij stand-by of bij een minimale snelheidsonderschrijding beginnen met regelen op een hoge luchtsnelheid (dus niet alle ventilatoren aan), maar niet zo hoog als bij een calamiteit.
  • Daarna alleen bij calamiteit doorstappen naar 100% ventilatie.
• Bij het toepassen van een frequentieregelaar op een aantal ventilatoren kan het proefdraaien voor 25% van het aantal starts gebeuren met dertig minuten op 50% van het toerental. De ventilator gebruikt op dat moment dan nog maar 25% van de energie, maar proefdraaien gaat goed. Af en toe moet echter wel op vol vermogen proefgedraaid worden (een op de vier starts). Zie 6.6 Frequentieregelaars op ventilatoren
• Een ventilator hoeft na een ‘normale start’ pas weer na de ingestelde tijd te proefdraaien. Een normale start geldt tenslotte ook als proefdraaien.
• Ga na wat de optimale testfrequentie is, zodat niet onnodig getest hoeft te worden.
• Overleg met de leverancier over de meest gewenste teststrategie. Een ventilator hoeft slechts enkele minuten aan te staan bij het testen om te controleren of hij werkt. De RAMS-performance wordt hiermee geborgd. Af en toe kan dan een langere test van de ventilator plaatsvinden, zodat de ventilator goed warm wordt. Het is niet goed voor een ventilator om heel vaak kort te draaien, omdat de ventilator dan te koud blijft.
• Als een ventilator onlangs gedraaid heeft, dan hoeft er niet opnieuw proefgedraaid te worden. Er kan ingesteld worden dat alleen proefgedraaid wordt als een ventilator een bepaalde tijd niet gedraaid heeft.
• Een ventilator is een ‘constant volume’ apparaat. Hij zal altijd hetzelfde volume verplaatsen bij gelijkblijvend toerental etc. Lucht is zwaarder als het kouder is. Omdat de ventilator een ‘constant volume’ verplaatst, zal hij bij koude lucht meer kilo’s verplaatsen dan bij warme lucht. Het verplaatsen van die kilo’s heeft tot gevolg dat er meer vermogen wordt verbruikt bij het verplaatsen van koude lucht dan bij het verplaatsen van warme lucht. Hier kan al gauw tien procent verschil in zitten. Het is dus energiezuiniger om de ventilatoren te laten proefdraaien als het warm is. Bijvoorbeeld midden op de dag in plaats van ‘s nachts. Ook is er dan meer energie beschikbaar van de zonnepanelen. Niet alle ventilatoren hoeven tegelijkertijd proef te draaien. Dat kan best een voor een, na elkaar. Waarschijnlijk neemt de ventilator bij het proefdraaien ook wat minder vermogen op als de omgevingslucht al beweegt als gevolg van het zuigereffect van het rijdende verkeer overdag. Dit is lastig te kwantificeren maar is gewoon een bijkomend voordeel indien er overdag wordt proefgedraaid.

6.5 Ventilatieconcept [link id=”bmv9r”]

De tunnelbuisventilatie wordt gerealiseerd door een aantal aanjaagventilatoren in te zetten. In de regel zijn er:

• Een reeks aanjaagventilatoren in de tunnelbuis langs de wand.
• Clusters aanjaagventilatoren naast elkaar in de tunnelmonden en/of, waar nodig in niches, tegen het tunnelplafond verder in de buis.
• Ingangsclusters van aanjaagventilatoren net buiten de tunnelmonden bij zowel de inrit als de uitrit ten behoeve van de omkeerbare luchtstroom.

Door bij het ontwerp van een nieuwe installatie ook oog te hebben voor de wijze van ventileren, zou het energieverbruik van de functie ‘tunnelbuisventilatie’ sterk beïnvloed kunnen worden. Het onderwerp is echter complex; in deze catalogus wordt alleen het idee besproken. Indien een tunnelproject hiermee aan de slag wil, wordt aanbevolen professionals in te schakelen omdat er bij elke oplossing veel voor- en nadelen af te wegen zijn. Ook zijn de tunnelspecifieke parameters te divers om een eensluidend advies te kunnen geven.

Bepalend voor de toe te passen aanjaagventilatoren is meestal de beschikbare ruimte in de tunnelbuis. Is er weinig ruimte, dan kunnen alleen kleine aanjaagventilatoren toegepast worden, wat vooral bij oudere tunnels het geval is. Om dan toch voldoende luchtstroom op gang te krijgen en te houden, is vaak een groter aantal ventilatoren nodig. Bij toepassingen waar de aanjaagventilatoren vlak langs de wanden en plafond geïnstalleerd worden, zal bovendien een deel van de capaciteit van de ventilator verloren gaan aan ‘verkleving’ van de luchtstroom aan de wand of plafond en door de toe te passen afbuigroosters om de luchtstroom te sturen.

Een goed alternatief kan zijn om net voor de tunnelmonden – waar veelal geen sprake is van fysieke beperking – grotere aanjaagventilatoren op te hangen. Bij de inrij-kant van de tunnel komt dan een cluster aanjaagventilatoren dat voldoende stuwkracht kan leveren voor de ventilatiefunctie in de rijrichting. Als tegenventilatie nodig is, kan een cluster net buiten de uitgang (lucht inblazend) hetzelfde doen. In dat geval zou er ook geen sprake meer hoeven te zijn van omkeerbare ventilatoren. Er kan ook aandacht besteed worden aan het beter bepalen van de hoek van inblazen, zodat er een aerodynamisch betere oplossing mogelijk is.

Bij niet al te lange tunnels zijn er mogelijk geen aanjaagventilatoren meer nodig in de buis zelf, met de nodige voordelen van dien. Een ingangscluster kan evengoed in de tunnel ondersteund worden door boosterclusters verderop in de tunnel, mocht dat noodzakelijk zijn. Bij een opstelling van in- en uitgangsclusters met grotere aanjaagventilatoren zal zowel stuwkrachtrendement als opstellingsrendement hoger worden, wat netto een aanzienlijke energiebesparing kan opleveren.

Of zulke oplossingen toegepast kunnen worden, hangt af van diverse factoren, zoals de tunnellengte en de breedte van de tunnelmond (passen er genoeg ventilatoren naast elkaar?).

Duurzaamheid

Bij het toepassen van aanjaagventilatoren in de tunnelbuis zijn meer (kleinere) ventilatoren nodig dan bij alleen in- en uitgangsclusters. Dat beperkt de hoeveelheid materiaal voor de ventilatoren, maar heeft ook een gunstige uitwerking op de bekabeling en besturingscomponenten. De voor de ingangsclusters gebruikte niet-omkeerbare aanjaagventilatoren zijn in de regel stiller dan hun omkeerbare variant. Hierdoor zijn er mogelijk minder geluiddempers nodig.

6.6 Frequentieregelaars op ventilatoren [link id=”963q0″]

De tunnelbuisventilatoren zijn grote energieverbruikers. Het zijn er ook snel een tiental of meer.

Op het moment dat een ventilator ingeschakeld wordt, is er sprake van een aanloopstroom voor de motoren. De inschakelpiek kan oplopen van vijf- tot tienmaal de nominale waarde en duurt enkele seconden. De inschakelstroom wordt nog verlengd door het in beweging brengen van de massa van de waaier. Als de tunnelbuisventilatie moet inschakelen, zijn er maatregelen nodig om te voorkomen dat de inschakelpiek van al die ventilatoren tegelijk optreedt, omdat de energievoorziening daar niet op berekend is (of anders buitenproportioneel zwaar zou moeten zijn).

In de klassieke opbouw van de tunnelbuisventilatie worden ventilatoren direct ingeschakeld (direct online, DOL). Daarvoor is in de laagspanningsverdeler per ventilator een zogenoemde motorlade opgenomen die, vanuit het besturingssysteem aangestuurd, met relaistechnieken elke individuele ventilator inschakelt. Door vanuit de besturing de ventilatoren een voor een achter elkaar (gestaffeld) in te schakelen, kan de totale inschakelpiek beperkt worden.

Een andere wijze om zware machines op toeren te krijgen, is het gebruik van frequentieregelaars. Hierbij wordt bij inschakelen de spanning en de draaistroomfrequentie langzaam opgevoerd, zodat de motor meer geleidelijk op toeren gebracht wordt. De inschakelpiek kan daarmee voorkomen worden.

Voor het aansturen van motoren wordt soms ook gebruikgemaakt van een ‘soft-starter’. Het verschil met een frequentieregelaar is dat met die laatste ook het toerental geregeld kan worden en de ventilator ook op een percentage van bijvoorbeeld 50% ingesteld kan worden. De soft-starter kan alleen maar meer geleidelijk inschakelen.

Regelaars hebben als bijkomend voordeel dat ze goed kunnen monitoren hoe de ventilatoren inschakelen, wat hun stroomopname is, of de stroom goed verdeeld is over de drie fasen, of het stroomverbruik in de tijd aan het toenemen is (wat meestal aangeeft dat er service nodig is), etc. Ook zaken als draaiuren zijn goed te monitoren. Er kan dus veel onderhoudsdata worden verzameld. Een juist gekozen regelaar kan ook een bijdrage leveren aan merkbaar falen door het continu testen van de eigen werking en het continu bewaken van het ventilatorcircuit middels een pilotsignaal door de kabels en de motor. Hoewel dat met klassieke technieken ook mogelijk is, kent een frequentieregelaar deze functie al bijna standaard.

Het voorgaande zijn voordelen die op zichzelf nauwelijks energie besparen. Het uitvoeren van deze maatregel kan wel de in paragraaf 6.4 Effectiever schakelen van ventilatoren genoemde maatregelen ondersteunen.

Bovendien is er een kans op echte energiebesparing doordat het testen van de ventilatoren energiezuiniger (en stiller) kan plaatsvinden. Door de introductie van frequentieregelaars is het eenvoudig om de ventilatoren op bijvoorbeeld de helft van het nominale toerental te laten draaien. Hierbij gebruiken ze in de regel maar een kwart van de nominale stroom, maar evengoed kunnen er voldoende onderhoudsgegevens verzameld worden en de aanbevolen draaiuren gemaakt worden. De ventilatoren maken dan tevens minder lawaai bij het proefdraaien, wat een groot voordeel kan zijn in gebieden waar overlast van ventilatoren (tijdens nachtelijk testen) een rol speelt. Ook het onderhoudspersoneel in de tunnelbuis zal het kunnen waarderen. Het proefdraaien in een cyclus van drie-op-vier op half toerental en een-op-vier op vol toerental geeft voldoende informatie om de ventilatoren in goede conditie te houden en te bewaken.

Een toekomstperspectief dat met de introductie van de frequentieregelaars geschetst kan worden is het ‘sturen op capaciteitsbehoefte’. Hierbij kunnen een of meer ventilatoren afhankelijk van de vraag gestuurd worden. Bij een melding van slechte luchtkwaliteit kan een beperkt aantal ventilatoren op een beperkt toerental ingeschakeld worden, waardoor de netto hoeveelheid energie kan worden geoptimaliseerd, maar vooral de regeling ‘rustiger wordt’ (en daarmee vaak zuiniger). Op deze wijze kan voorkomen worden dat de gehele tunnelbuisventilatie wordt ingeschakeld als daar geen vraag naar is. In extremo: als er maar een klein brandje is, dan ook daarnaar inschakelen. Deze aanpak is op dit moment nog niet of amper ter discussie te stellen, maar is wel een mogelijke ontwikkeling. Met frequentieregelaars zijn gemakkelijker kleinere hoeveelheden lucht te regelen, bijvoorbeeld bij een kleine overschrijding van de zichtmeting of een kleine onderschrijding van de luchtsnelheid. Er kunnen ook slechts enkele ventilatoren van frequentieregelaars worden voorzien, als dat gewenst is of een veiliger gevoel geeft.

Als ventilatoren ook ingezet worden bij brand, is het wel van belang dat ze conform de Europese regelgeving EN 12101-3:2015 als rookgasventilator gecertificeerd zijn in combinatie met frequentieregelaars.

Aandachtspunten voor bediening en besturing

Zie hiervoor 6.4 Effectiever schakelen van ventilatoren. Vooral in het onderhoud kan met een efficiënt besturingsalgoritme energie bespaard worden, terwijl in de betrouwbaarheidsvoorspelling ook een verbetering mogelijk is. Qua besturingstechniek dient aandacht besteed te worden aan de wijze van aansturing. Frequentieregelaars laten zich vaak aansturen via een IP-protocol. In klassieke configuraties zijn dat vaak een reeks discrete I/O’s. Dat kan betekenen dat bij een overgang naar regelaars de interface met de besturing aangepast moet worden.

Duurzaamheid

Bij het toepassen van frequentieregelaars kan naast energiebesparing mogelijk ook bespaard worden op bekabeling. Zeker bij langere inschakelduur kan de inschakelpiek noodzaak geven tot toepassen van dikkere kabels. Als de piek beperkt kan blijven, zal dat ook invloed kunnen hebben op de gehele energievoorziening.

6.7 Optimalisatie vormgeving inrit [link id=”pvmv4″]

De vorm van de in-/uitrit heeft invloed op de hoeveelheid wind die de tunnel ingestuurd wordt (het zogenoemde luchthappen). Deze wind kan de geïnstalleerde ventilatoren tegenwerken als deze binnenkomt in tegengestelde richting. Het resultaat is dat er in een tunnel met een slechte vormgeving van de uitrit meer ventilatoren geïnstalleerd nodig zijn dan in een tunnel met een goede vormgeving.

Er bestaat (gratis door Rijkswaterstaat beschikbaar gestelde) software, genaamd ProTuVem, waarmee de tunnelspecifieke optimalisatie van de in-/uitrit berekend kan worden. De ideale ligging van de in-/uitrit is in veel gevallen een verdiepte ligging. Dit voorkomt het begeleiden van wind tot de tunnelmond het meest.

7 Gebouwen [link id=”w5xrb”]

Bij ‘gebouwen’ gaat het bij een tunnel in principe om de dienstgebouwen waarin de apparatuur voor de aansturing en bediening van de verschillende tunnelinstallaties is ondergebracht. De gebouwen worden verwarmd en gekoeld door middel van een klimaatinstallatie.

Dit hoofdstuk presenteert maatregelen om het energieverbruik van (en/of in) deze gebouwen te reduceren. Elke maatregel wordt beschreven volgens de vaste indeling zoals toegelicht in hoofdstuk 4 Werken met de technische maatregelen. Zie voor achtergrondinformatie over gebouwen tevens Bijlage 1: Achtergrondinformatie.

Maatregelen hoeven zich niet te beperken tot de hier genoemde. Een dienstgebouw is in veel aspecten ook gewoon een gebouw als alle andere en innovaties en duurzaamheidsaspecten die in de utiliteitsbouw worden bedacht en toegepast, zullen ook hier zeer waarschijnlijk van toepassing zijn.

7.1 Directe en passieve koeling klimaatinstallaties [link id=”qtx23″]

7.1.1 Directe koeling [link id=”8rnq6″]

Apparaten die elektriciteit gebruiken (zoals een server of compressor), produceren warmte. Hierdoor kan, meestal buiten het stookseizoen, warmte-overlast ontstaan. De meest energie-efficiënte oplossing is om de warmte te voorkomen door apparaten uit te schakelen of zuinigere apparaten aan te schaffen. Als dit niet mogelijk of wenselijk is, kies dan voor mechanische afzuiging/koeling van de warmte bij de bron, eventueel direct met buitenlucht (zie referenties hieronder). Hierdoor wordt voorkomen dat de warmte zich met de lucht in de ruimte mengt. Een andere optie is de toepassing van lucht/water-warmtewisselaars in de kasten. Zo wordt de behoefte aan ruimtekoeling verminderd en/of wordt ruimtekoeling overbodig. Een koelmachine voor de pieklast en back-up is mogelijk wenselijk. De warme afvoerlucht kan weer een restwarmtebron zijn voor verwarming (zie 7.2 Gebruik restwarmte voor klimaatinstallaties).

7.1.2 Passieve koeling klimaatinstallatie [link id=”c5tz8″]

Het is mogelijk om bij de aanleg een warmtewisselend systeem in de bodem of het wegdek te leggen om zo koelwater voor de klimaatinstallatie te krijgen. Dit kan een gedeelte, of de gehele koelbehoefte dekken. Als bij de bouw goed gepland wordt, is dit een goedkope en betrouwbare bron van koeling.

Aandachtspunten:

• Er is een vergunning nodig.
• Er is een groot oppervlak nodig.
• Bij ligging in het wegdek moet rekening gehouden worden met thermische spanningen in de betonconstructie. Het water is kouder of warmer dan de bovenlaag van het beton en genereert daardoor spanningen in de betonconstructie. Dit gaf bij de Victory Boogie Woogietunnel problemen in de winter, waardoor de koelcapaciteit aan één zijde van de tunnel lager was dan oorspronkelijk gedacht.
• Het warmtewisselend systeem is vaak kwetsbaar.
• Het systeem is moeilijk uitbreidbaar, dus zorg voor een ruim bemeten installatie.

7.2 Gebruik restwarmte voor klimaatinstallaties [link id=”m0vtt”]

Warmte wordt op verschillende manieren afgegeven in en rondom de tunnel, namelijk door het verkeer, de aarde en de zon. Met deze restwarmte kunnen (dienst)gebouwen van energie worden voorzien. De restwarmte kan gebruikt worden als bronwarmte voor een warmtepomp waarmee warmte van 70-80 graden Celsius geleverd kan worden aan de dienstgebouwen of de gebouwde omgeving. Met grondwarmtewisselaars is het tevens mogelijk om naast warmte ook koude te leveren. Voor het tijdelijk opslaan van thermische energie kan gebruikgemaakt worden van de waterkelders door deze daarvoor in te richten, of door het toepassen van een warmte-koude-opslagsysteem (WKO), waardoor naast warmte ook koude gebruikt kan worden.

7.2.1 Restwarmte uit technische ruimten [link id=”htzxc”]

Veel systemen in het dienstgebouw draaien continu en produceren warmte. Deze warmte wordt nu ‘weggekoeld’, maar zou ook gebruikt kunnen worden voor verwarming van het dienstgebouw en ruimten in een tunnel. Deze dienen vorstvrij en/of vochtvrij gehouden te worden. Restwarmte uit de technische ruimten zou bijvoorbeeld toegediend kunnen worden aan het middentunnelkanaal (MTK) door (een deel van) de koelmachines te laten uitmonden in het MTK, in plaats van in de buitenlucht. Ook kan gedacht worden aan een warmtewisselaar op het brandblussysteem, waarbij in vorstomstandigheden een lichte doorstroming wordt gecreëerd in plaats van de huidige elektrische verwarming langs de buis. Ook restwarmte uit de omgeving (zoals van het koelen van systeemkasten, zie maatregel 7.1.1 Directe koeling) kan hiervoor gebruikt worden (zie referenties hieronder).

Het Swiss Federal Institute of Technology Zurich (ETH) en IBM presenteerden een watergekoelde computer die restwarmte overdraagt aan universiteitsgebouwen. (Bron: IBM Zurich Research Laboratory)

7.2.2 Restwarmte uit omgeving [link id=”2z6cq”]

Door gebruik te maken van de omgeving kunnen grondwarmtewisselaars toegepast worden waarmee zowel warmte als koude onttrokken kan worden. Warmte-koude-opslagsystemen (WKO) worden in het algemeen toegepast in combinatie met een warmtepomp. Er zijn twee soorten WKO-systemen:

Hiernaast zijn er twee soorten grondwarmtewisselaars: horizontale en verticale warmtewisselaars, zie onderstaande figuur. Horizontaal geïnstalleerde grondwarmtewisselaars hebben een groot oppervlak nodig. Dit gebied moet zodanig ter beschikking staan, dat op een diepte van ongeveer 1,2 tot 1,5 meter de horizontale grondwarmtewisselaar kan worden aangebracht. Verticale grondwarmtewisselaars hebben een duidelijk geringere behoefte aan oppervlakte. Echter, doordat verticale grondwarmtewisselaars door bevoegde boorbedrijven moeten worden aangebracht, geven zij normaal gesproken hogere aanschafkosten dan horizontale grondwarmtewisselaars.

(Bron: Alpha-Innotec)

7.2.3 Restwarmte uit verkeerstunnel (vervallen) [link id=”mz3ls”]

In theorie is het mogelijk om de warmte te benutten die door het verkeer in de tunnel gegenereerd wordt, maar inmiddels is duidelijk dat dit in de praktijk nauwelijks uitvoerbaar is. Bovendien is de verwachte opbrengst maar zeer klein, is de warmte laagwaardig en is in tunnels meestal geen warmte nodig, maar vooral koeling. Daarom is deze maatregel komen te vervallen. Mocht u de vroegere inhoud willen inzien, neem dan gerust contact op met het COB via info@cob.nl of 085 4862 410.

7.3 Aanwezigheidsdetectie voor licht en warmte [link id=”q6d0h”]

Om ervoor te zorgen dat de verlichting en verwarming/koeling binnen het gebouw niet onnodig aanstaat, is er de mogelijkheid om aanwezigheidsdetectie te plaatsen en/of een veegpuls in te stellen. Hiermee kan de verlichting geschakeld of gedimd worden naargelang de aanwezigheid van mensen. Ook verwarming en koeling kan geschakeld worden door bewegingssensoren in het plafond te plaatsen en deze aan te sluiten op de verlichtingsarmaturen en de regeling van de binnentemperatuur. Een andere manier is het gebruik van het toegangsbeveiligingsysteem als sensor voor aanwezigheid. Aanwezigheidsdetectie is nuttig in alle vaak onbemande ruimte.

Voorkeuren:

1. Inschakelen en uitschakelen met pulsdrukkers en alles uitschakelen bij het verlaten van het gebouw via het toegangssysteem, omdat dan de hoeveel benodigde apparatuur (onderhoud, betrouwbaarheid) het kleinst is.
2. Schakelen met aanwezigheidsdetectie (nuttig voor verkeersruimten, toilet, keuken, etc.).

7.4 Energieneutrale dienstgebouwen [link id=”rv3tw”]

Als algemeen streven kan ervoor gekozen worden om verblijfsruimten energieneutraal uit te voeren. Door een combinatie van goede isolatie, gebruik van restwarmte en -koude en duurzame energie is dit te realiseren. Voor overheidsgebouwen wordt vanaf 2019 geëist dat de gebouwen bijna energieneutraal zijn. Meestal wordt deze regel toegepast op het gebouw zelf, dus zonder de apparatuur die er in zit. Omdat een dienstgebouw meestal onbemand is en van zichzelf een constante temperatuur heeft, is het energieneutraal maken van een dienstgebouw zelf geen groot probleem. In deze catalogus willen we echter veel verder gaan en een energiearme tunnel als geheel maken.

Een energieneutrale tunnel als geheel is een illusie (tenzij er voldoende opwekking en buffering is). In het nationale plan Ontwerpbesluit houdende wijziging van het bouwbesluit 2012 is bepaald dat de gebruikte energieprestatiecoëfficiënt (EPC) zoals genoemd in versie 1 van deze catalogus wordt vervangen door de NTA 8800. In de NTA 8800 wordt in overeenstemming met de herziene EPBD onder meer de berekeningsmethode voor bijna energieneutraal bouwen opgenomen. NTA 8800 is gratis beschikbaar via de site van de NEN.

Verwarming algemeen

Dienstgebouwen zijn meestal grote betonnen constructies, met een extreem grote warmtecapaciteit. De ruimten in deze gebouwen zijn meestal dan ook niet te verwarmen met een redelijk vermogen, maar dat is ook niet nodig. De ruimten in de gebouwen, die voor een groot deel ondergronds zijn, zullen nooit kouder worden dan 12°C tot 15°C, maar zijn meestal in de praktijk wel iets warmer. Het lijkt daarom niet zinvol om hier verwarming aan te brengen: een te hoog ingestelde temperatuur zorgt voor een continu ingeschakelde verwarming, zonder dat het effect heeft. Een te laag ingestelde temperatuur zorgt ervoor dat de verwarming nooit inschakelt. In beide gevallen is het aanbrengen dus zinloos. Het weglaten van die overbodige verwarmingen bespaart geld en drukt ook niet op de vermogensbalans. Ook wordt dan voorkomen dat de thermostaten te laag worden ingesteld.

De enige nuttige verwarming in een dienstgebouw is die in de bedien- en/of vergaderruimte. Techniekruimten hebben meestal alleen koeling nodig.

7.5 Alternatief voor fossiele brandstoffen voor klimaatinstallaties [link id=”qklk3″]

In bestaande tunnels wordt vaak gebruikgemaakt van fossiele brandstoffen voor het verwarmen van gebouwen. In nieuwe tunnels wordt dit vrijwel altijd opgelost met elektrische verwarming. Als voor renovatieprojecten het volledig aanpassen van het verwarmingssysteem niet gewenst is, kan er als alternatief overgestapt worden naar biobrandstoffen. Enkele goed werkende voorbeelden zijn (met groene stroom gemaakte) waterstof, bio-methaan, hydrotreated vegetable oil (HVO) of ethanol. Voor deze brandstoffen (behalve ethanol) geldt overigens dat als ze gebruikt worden om stroom mee op te wekken, dit als groene stroom gekwalificeerd wordt doordat ze de CO2-uitstoot sterk verminderen.

Voor een zeker basisniveau van verwarming kan ook gedacht worden aan het gebruik van restwarmte en warmtepompen. Het is daarbij lang niet altijd nodig om een gebouw op bijvoorbeeld 18 graden Celsius te verwarmen. Het vorst- en vochtvrij houden is mogelijk al voldoende.

Ook kan het interessant zijn om alleen die ruimten die echt nodig zijn elektrisch te verwarmen, waarbij ook weer efficiëntere systemen denkbaar zijn. Bij klassieke elektrische (oliegevulde) radiatoren berust het principe op convectiewarmte die uiteindelijk de gehele ruimte moet verwarmen. Dit proces kost tijd en kost relatief veel energie. Er zijn echter ook warmtebronnen die objecten (personen) aanstralen en daarmee direct energie overdragen (zoals gebeurt met zonnestralen). Dit soort technieken – bijvoorbeeld nano-infraroodpanelen – zijn ideaal als de verwarming snel en/of maar voor korte tijd nodig is, zoals in geval van noodbediening of kantoren die maar beperkt gebruikt worden.

7.6 Gebouwisolatie [link id=”31c76″]

In sommige ruimten gaat zeer veel energie verloren door slechte isolatie, of het gebouw wordt sterk opgewarmd bij hoge buitentemperaturen. De standaard Bouwbesluit-eisen voor tunnels zijn onvoldoende om een laag energiegebruik te realiseren. Dit kan bovendien resulteren in vochtproblemen (schimmels en zelfs aangroei van algen). Het is belangrijk om zo goed mogelijk te isoleren; zeker in ruimten die een minimale temperatuur vereisen en wanden hebben die grenzen aan de buitenlucht of aan waterkelders. Omdat het Bouwbesluit onvoldoende eisen stelt, zal dit contractueel geregeld moeten worden. Dit is zeker het geval als er ook een kantoorfunctie van het dienstgebouw is.

7.7 Eisen aan klimatisering [link id=”bqm08″]

Het is belangrijk om de minimale en maximale temperaturen en vochtgehalten in ruimten goed te kiezen.

Een ruimte die geheel beneden het maaiveld ligt en weinig warmteproductie heeft, zal rond de 12°C tot 15°C blijven. Als de eis is dat deze ruimte ten minste 18°C moet zijn, dan moet er eindeloos verwarmd worden. Bij een minimale temperatuur van 5°C of 10°C hoeft er helemaal geen verwarming aangebracht te worden. In het algemeen is er alleen verwarming nodig in de ruimte met lokale bediening en in de vergaderzaal (en natuurlijk alleen als er mensen aanwezig zijn).

Het is een min of meer ingesleten gewoonte om technische ruimten te koelen tot een graad of 18. Daarbij worden vaak eisen gesteld aan de snelheid waarmee de temperatuur geregeld moet zijn (koelcapaciteit). In eerste instantie kan bekeken worden of het wel nodig is om hele ruimten te koelen of dat het wellicht beter is om alleen de kasten te koelen die de warmte produceren. Uiteraard is daarbij ook aandacht nodig voor het terugdringen van het energieverbruik van de installaties in die kasten.

Daarnaast is het denkbaar om goed te kijken naar de temperatuurspecificaties van de toegepaste componenten. Vaak zijn er componenten verkrijgbaar die tegen een hogere omgevingstemperatuur bestand zijn, waardoor kasten/ruimten niet eens gekoeld hoeven te worden of in elk geval niet het hele jaar door. Denk hierbij aan componenten volgens Mill-spec’s (militaire toepassingen).

Aandachtspunten bediening en besturing

Een ‘rustige’ en nauwkeurige regeling voorkomt onnodige pieken en dalen in de ruimtetemperaturen. Dit bespaart energie.

8 Energiesysteem en noodstroomvoorziening [link id=”wlqhq”]

Het energiesysteem binnen een tunnel is het onderdeel dat de verbruikers (de verlichting, ventilatie, etc.) voorziet van de benodigde energie. Wanneer het energiesysteem wegvalt, nemen de noodstroomvoorzieningen zijn taak over. Dit hoofdstuk beschrijft maatregelen om het energieverbruik van zowel het energiesysteem als de noodstroomvoorzieningen te reduceren.

Elke maatregel in dit hoofdstuk wordt beschreven volgens de vaste indeling zoals toegelicht in hoofdstuk 4 Werken met de technische maatregelen. Zie voor achtergrondinformatie over energiesystemen en noodstroomvoorzieningen tevens Bijlage 1: Achtergrondinformatie.

Over de opbouw van het energiesysteem bij renovaties is informatie beschikbaar in het groeiboek Renoveren.

8.1 Opzet energievoorziening (vervallen) [link id=”bll5k”]

Deze paragraaf is vervallen. Het gevoel was dat een beschouwing over de energievoorziening in het algemeen niet past in deze maatregelencatalogus.

8.2 Optimalisaties noodstroomvoorzieningen [link id=”t31nv”]

De meest gangbare noodstroomvoorziening voor een tunnelsysteem is een uninterruptible power supply (UPS) in combinatie met een noodstroomaggregaat (NSA). Bij stroomuitval levert de UPS direct stroom na het wegvallen van de netspanning totdat het NSA volledig is opgestart. Hierna voorziet het NSA de tunnel voor meerdere uren van stroom. De nu veelal toegepaste UPS’en hebben een relatief hoog rendement, maar omdat het om grote vermogens gaat, is het totale verlies toch aanzienlijk. De geëiste capaciteit (aangesloten vermogen en te realiseren standbytijd van circa een uur) is relatief groot en moet door de UPS door het laden van de accu’s in stand gehouden worden.

Proefdraaien

Een diesel-NSA moet óf koud blijven, óf goed doorwarmen. Het advies voor het proefdraaien is daarom als volgt:

• 1x per maand starten en slechts enkele minuten laten draaien (3 tot 5 minuten; 5 minuten is maximaal). Dit is voldoende om de RAMS-betrouwbaarheid te borgen en vastzitten te voorkomen.
• 1x per jaar vier uur met belasting draaien.

Met deze methode is voor een middelgrote tunnel ongeveer 500 liter diesel per jaar nodig. Dit is een halve tank van een grote vrachtauto en dus nihil.

Overdimensionering voorkomen

Vaak wordt de energiebalans als basis genomen voor de noodstroomvoorzieningen. Het werkelijke verbruik is echter veel lager. Het is nuttiger als het vermogen van de UPS wel de energiebalans volgt, maar voor het berekenen van de accucapaciteit het werkelijke verbruikte vermogen wordt genomen. Dit is meestal veel lager, wat minder accu’s (en benodigde laadcapaciteit) oplevert.

Reductie autonomietijden

Door de verschillende eisen met betrekking tot de autonomietijden van verschillende verbruikers, worden met name de UPS’en overgedimensioneerd. En bij de combinatie UPS-NSA lijken de autonomietijden voor de UPS aan de hoge kant. Reduceren van de autonomietijden kan significante besparingen opleveren. Hiervoor moeten de eisen in de LTS worden herzien. Als de LTS niet verplicht is, dan kunnen andere keuzes gemaakt worden.

Optimalisatie stand-by-verbruik noodstroomvoorziening

Uitgaande van een gemiddelde netuitval van eenmaal per 3,7 jaar is het optimaliseren van het rendement van de noodstroomvoorziening tijdens noodstroombedrijf weinig relevant. Optimalisatie kan wel worden gezocht in het reduceren van de verliezen tijdens het stand-by-bedrijf van die noodstroomvoorziening.

Verbeteren nutsvoorziening

Als alternatief voor een tunnelspecifieke noodstroomvoorziening kan worden onderzocht in hoeverre de beschikbaarheid en betrouwbaarheid van de nutsvoorziening te vergroten is. Wordt de kans op uitval significant kleiner dan de gevraagde beschikbaarheid van het tunnelsysteem zelf, kan de noodstroomvoorziening wellicht worden gereduceerd. Ook hiervoor is een aanpassing van de LTS nodig.

Dit heeft vooral een operationeel voordeel. Via de RAMS-berekeningen zal men er niet veel in terugzien, omdat het getal ‘netuitval’ moeilijk op een onderbouwde manier te verbeteren valt.

Dubbele netvoeding

In veel gevallen is het mogelijk om een tunnel van elektriciteit te voorzien vanuit verschillende netringen van de openbare netten. Op het moment dat aan een kant van de tunnel de netspanning wegvalt, kan de tunnel vanuit de andere kant gevoed worden middels een ping-pongschakeling. De noodzaak tot het hebben van een NSA kan daarmee vervallen. Deze oplossing past binnen de LTS. Een dubbele netvoeding vraagt wel capaciteit van het toch al overbelaste openbare net, terwijl het maar zeer beperkt gebruikt wordt.

Andere overwegingen

• Onderzoek de mogelijkheden om bij netuitval onder bepaalde voorwaarden met een gereduceerd ventilatievermogen en verlichtingsniveau door te gaan met een open tunnel. Volgens de huidige LTS is dit niet mogelijk. Dit zou echter wel een aanzienlijke besparing in energie en kosten betekenen.
• Vaak is maar een deel van de energievoorziening van een UPS-backup voorzien. Dit is een aanzienlijke vergroting van de complexiteit van de energievoorziening. Bij het gebruik van energiebesparende maatregelen zou een grotere UPS die het gehele (dagdagelijkse) systeem van stroom kan voorzien juist een aanzienlijke vereenvoudiging van het gehele energieconcept kunnen betekenen. Zeker als een UPS gecombineerd kan worden met de opslag van plaatselijk opgewekte energie is dit een aantrekkelijke optie (zie 8.7 Bufferen elektrische energie (buiten scope)).

Samenvatting

• Overweeg een dubbele netvoeding of een duurzame secundaire energiebron.
• Overweeg een kleinere stand-by-tijd van de UPS/no-break.
• Overweeg een no-break met eco-stand (normale by-pass) in plaats van een UPS (zie verderop voor waarschuwingen).
• Analyseer de stand-by-verwarming van het NSA (kan vaak wel minder).

8.3 Verbeteren ‘power quality’ [link id=”r85xz”]

Sommige apparatuur geeft ‘netvervuiling’: spanningspieken in de energievoorziening die daar niet thuishoren. Deze verschijnselen kunnen in sommige apparatuur warmteontwikkeling veroorzaken, wat zich uit in een hoger energieverbruik. Netvervuiling kan daarnaast de volgende gevolgen hebben:

• Elektromagnetische storingen, onvoorspelbaar gedrag van installaties.
• Versnelde veroudering installaties, hogere storingsgraad.
• Opwarming van transformatoren (en kabels), energieverlies en schade.
• Opwarming van componenten in installaties, mogelijk zelfs met brand tot gevolg.

Het is effectief om via contracteisen te verhinderen dat netvervuiling in de tunnel zelf ontstaat.

Een onderwerp dat ook onder ‘power quality’ zou kunnen vallen, is de netspanning in de tunnel. Een tunnel heeft normaal gesproken een eigen transformator. Door wijzigingen in de energievoorziening binnen of buiten de tunnel, of door slechte afstelling bij de inbedrijfstelling, is het mogelijk dat de netspanning in de tunnel te hoog is geworden. Dit moet zo snel mogelijk bijgesteld worden in de nettransformator. Een te hoge spanning kan schade veroorzaken, maar geeft ook een hoger energieverbruik in motoren (pompen, ventilatoren) en verwarmingen. De netspanning moet bij normaal verbruik zo dicht mogelijk bij de 400V/230V gekozen worden. De spanning zal bij calamiteitenbedrijf dan iets lager zijn, maar dat is geen probleem bij een juist gedimensioneerde installatie. Ook de keuze van de netspanning bij normaal bedrijf is een kwestie van balans en een goed ontwerp.

In de praktijk blijkt netvervuiling zich vooral te manifesteren bij zwakkere netten; installaties nabij zware transformatoren en stevige netsecties van het openbare net zijn veelal redelijk beschermd. Problemen treden soms op bij sterke ‘vervuilers’ in de buurt van de tunnel in combinatie met langere kabellengtes en zwakke elektriciteitsnetten.

Dit onderwerp is te complex en specialistisch om hier compleet te behandelen. Aangeraden wordt om bij het vermoeden van problemen op dit vlak specialistische bedrijven in te schakelen. Een slechte power quality uit zich vaak door:

• Hogere temperatuur van transformatoren en componenten als voedingen.
• Verhoogde uitval, vaker storingen.
• Onverklaarbare storingen, oorzaak van storingen niet te beredeneren.
• Zoemgeluiden, bromtonen, trillingen.
• Knipperende verlichting, onbehaaglijk gevoel in verlichte ruimten.

Concrete aanbevelingen:

• Schrijf in het contract, of in de algemene technische bepalingen (ATB), het volgende:
  • De powerfactor (‘PF’) van alle apparaten afzonderlijk en van de tunnel als geheel mag in geen enkele bedrijfstoestand kleiner zijn dan 0,9.
  • De cosφ van alle apparaten afzonderlijk en van de tunnel als geheel mag in geen enkele bedrijfstoestand kleiner zijn dan 0,9.
  • De cosφ van motoren mag in geen enkele bedrijfstoestand lager zijn dan 0,8. Voor motoren met een vermogen van meer dan 10 kW mag de cosφ in geen enkele bedrijfstoestand kleiner zijn dan 0,85.
• Gebruik bij van buiten komende vervuiling een ‘echte UPS’ (geen bypass, maar alle energie komt altijd vanuit de omvormers). Voor de andere groepen kunnen netfilters worden toegepast.
• Zorg dat drivers geen lage stroom hoeven te leveren; de power factor van drivers wordt bij zeer lage belasting (dimmen) al snel slecht. Het is beter om sommige groepen verlichting uit te schakelen en de rest op een hoger niveau te laten werken, dan om grote groepen tegelijk op een lage belasting te bedrijven.

Overwegingen:

• Ook al is de power factor van bijvoorbeeld een verlichtingsdriver op zichzelf heel hoog (gunstig), dan nog kunnen door de grote aantallen problemen ontstaan. Het is namelijk zo dat EMC-eisen aan apparatuur uitgaan van het enkele apparaat. Als er veel apparaten zijn die tegelijk hetzelfde doen, kan het totaalniveau van de vervuiling toch hoog worden. Dit is echter bij de genoemde maatregelen niet zeer waarschijnlijk.
• Het is nuttig om een analyse van de netvervuiling te laten uitvoeren. Dit is redelijk goedkoop en geeft veel informatie.

8.4 Gebruik DC-netwerk (gelijkspanning) [link id=”mq4fs”]

Door de energietransitie en doelstellingen ten aanzien van de uitstoot van CO2 is er nu, en zeker in de toekomst, meer aandacht voor een andere opzet van het energienetwerk. Hierbij zullen duurzame energiebronnen gebruikt worden, waarbij de energie al dan niet lokaal of in de buurt opgewekt wordt en ook al dan niet lokaal of in de buurt gebufferd wordt. Lokale energieopwek- en opslagmethodes maken vrijwel altijd gebruik van gelijkspanning (DC). Hierdoor wordt het voor de hand liggend om ook in de tunnel de voorkeur te geven aan gelijkspanning boven wisselspanning, zodat het soms mogelijk is om conversielagen uit te sparen en daarmee het systeem als geheel zowel eenvoudiger als energiezuiniger te maken.

Een ander voordeel van het gebruik van DC-systemen is dat er redelijk makkelijk in back-ups voorzien kan worden. Gelijkspanningsbronnen kunnen eenvoudiger naast elkaar worden aangesloten, omdat geen netsynchronisatie nodig is.

Computers, andere elektronica en ledverlichting werken intern altijd op gelijkstroom en kunnen voordeel halen uit een DC-netwerk. Echter, kleine ventilatoren, kleine pompen en kleine motoren hebben vaak nog AC nodig om te werken en hebben juist geen baat bij DC-netwerken. Niet alles is al beschikbaar in een DC uitvoering.

Noot:

Er zullen altijd verschillende spanningsniveaus blijven die met omvormers aangepast moeten worden. Om een besparing te bewerkstelligen en/of conversies uit te sparen, is dan ook een zeer zorgvuldig totaalconcept nodig. En ook bij een ‘ideaal’ totaalconcept zijn er altijd omvormers nodig.

In dit kader kunnen de volgende algemene zaken over DC-netwerken gezegd worden:

• De opzet van een meer duurzaam energieconcept is het werk van specialisten en moet integraal worden aangepakt. De mogelijkheden voor het toepassen van DC in bestaande tunnels zijn in het algemeen nog beperkt (maar sterk in ontwikkeling).
• De mogelijke energiebesparing moet altijd gezien worden in het algehele energieconcept van de tunnel (of soms zelfs breder). Een DC-netwerk is geen magie, waarbij al direct energiebesparing te verwachten is. Er kan weinig verschil zitten in het energieverbruik van AC- in verhouding tot DC-netwerken. Aangezien voor ‘dunne’ kabels een hoge spanning nodig is en omdat opwekking, opslag en verbruikers allemaal een verschillend spanningsniveau nodig hebben, zal er ook altijd spanningsniveau-omzetting plaatsvinden. Hiervoor zijn ook altijd transformatoren nodig (voedingen en omzetters hebben allemaal kleine transformatoren). Hierbij moet wel vermeld worden dat DC/DC-omvormers een hoger rendement kunnen hebben dan AC/DC-omvormers, wat energiebesparend werkt.
• Er zal om verschillende redenen toch altijd een AC-netwerk aanwezig moeten zijn om grote motoren (tunnelventilatie, bluswater- en waterafvoerpompen, koelers e.d.) van energie te voorzien. Deze grote motoren hebben wisselstroom nodig om te werken (gelijkstroommotoren zijn duur en kwetsbaar). Het gebruik van gelijkstroom-gevoede frequentieomvormers is mogelijk, maar is (vergeleken met directe koppeling op een wisselstroomnet) kwetsbaar en duur.
• Het gebruik van DC-netten vereist andere kabels, schakelmateriaal en kennis dan gebruikt bij AC-netten.

8.5 Monitoring energieverbruik [link id=”ms7cp”]

In bestaande tunnels wordt het energieverbruik vaak alleen gemeten op het inkoppelpunt. Deze meters zijn ondertussen een stuk slimmer geworden en kunnen al veel informatie geven over het dagelijkse verbruik. De meters laten helaas niet zien welke hoeveelheden energie naar welke installaties gaan. Een beter inzicht in het verbruik van in elk geval de grotere energieverbruikers is niet alleen prettig voor beheerders, maar kan met data-analysetechnieken ook leiden tot besparingen. Inzicht in energieverbruik over langere termijn kan daarnaast helpen bij storingsanalyse en voorspelbaar falen.

Voorbeeld van een geavanceerd energiemeetsysteem voor huiselijk gebruik. (Bron: TheEnergyDetective)

Een netwerk van meters, bij grote voorkeur meters die ook de spanningskwaliteit bewaken (zie maatregel 8.3 Verbeteren ‘power quality’), kan in vrijwel alle installaties zonder veel moeite ingebouwd worden. Netwerktechnologie maakt de data ook eenvoudig toegankelijk.

Een andere methode om inzicht te krijgen, is gebruikmaken van de gelogde data van het besturingssysteem. Door in de aansturing het aan- en uitzetten van apparaten of systemen te identificeren, kan voor een belangrijk deel het verbruik van de tunnel worden gevonden. Er kan dan achterhaald worden hoeveel energie ‘opgaat’ aan daadwerkelijk verbruik, maar het geeft tevens inzicht in de systeem- en nullastverliezen.

Bij de bouw van een nieuw energiesysteem en/of besturingssysteem kan een ‘energiemonitorfunctie’ ingebouwd worden. Bij een wat verdergaand ontwerp, in combinatie met ontwerpgegevens en sensoren, is het zelfs mogelijk veranderingen in energieverbruik te constateren, hetgeen vaak een indicatie is van storingen of de aankondiging van storingen. Zo kan een investering meerdere doelen dienen.

Bij gelijke tunnelsecties (zie COB-project Evolutiepad naar uniformiteit) kan volstaan worden met de meting van één sectie, omdat de andere secties toch ongeveer gelijk zijn. Nadelen van uitgebreide monitoring:

• Er is veel ruimte nodig in de voedingskasten.
• Er is veel extra communicatie en belasting van de 3B, wat de betrouwbaarheid van de 3B vermindert.
• De aanleg, IBS en SAT worden extra belast.

8.6 Kabels met grotere aderdiameter (vervallen) [link id=”0fgzm”]

Het gebruik van kabels met grotere aderdiameter om energie te besparen, wordt afgeraden om de volgende redenen:

• De kabel-transportverliezen zijn bij normaal bedrijf al zeer klein.
• Door de werkwijze is er al veel reserve ingebouwd in kabeldiameters, waardoor de werkelijke kabelverliezen nog veel kleiner zijn dan berekend.
• Het extra materiaalverbruik is ten opzichte van de bereikte besparing buitenproportioneel (duurzaamheid, koper heeft een hoge MKI-waarde).
• In tunnels is er meestal een ruimteprobleem voor kabels. Dit wordt alleen maar erger met dikkere kabels, terwijl het voordeel minimaal is.

Deze paragraaf is daarom komen te vervallen. Mocht u de vroegere inhoud willen inzien, neem dan gerust contact op met het COB via info@cob.nl of 085 4862 410.

8.7 Bufferen elektrische energie (buiten scope) [link id=”pgg4c”]

Het bufferen van duurzaam opgewekte energie (zonnecellen, windmolen) bij een tunnel kan helpen bij de energietransitie. Door het surplus aan zonne-energie niet geheel terug te leveren aan het net, wordt het net ontlast. Verder biedt buffering de mogelijkheid voor een aanpassing in het energieconcept, zodat in plaats van de UPS-accu’s gebruikgemaakt wordt van de buffer, of een DC-netwerk gevoed wordt door de buffer. Dit kan een besparing geven in materialen (accu’s).

Het onderwerp is echter specialistisch en de beschikbare technieken zijn volop in ontwikkeling. Bij plannen voor buffering is het daarom raadzaam om je goed te oriënteren en overleg te voeren met partijen die hier ervaring mee hebben.

Aandachtspunten:

• Recente informatie is al verleden tijd.
• Zelfs op gerenommeerde sites wordt niet altijd juiste informatie gegeven (bijvoorbeeld het laadrendement van Li-ION accu’s voor auto’s, waarbij laboratoriumrendementen gebruikt worden, terwijl het praktijkrendement een factor 300 slechter kan zijn).
• Het is raadzaam om ook circulariteit mee te nemen bij de overwegingen (schaarse materialen, recyclebaarheid, MKI-waarde, etc.).

Gezien de specialistische aard van het onderwerp is deze paragraaf met details verwijderd. Mocht u de vroegere inhoud willen inzien, neem dan gerust contact op met het COB via info@cob.nl of 085 4862 410.

9 Overige systemen en maatregelen [link id=”v008g”]

9.1 Pompinstallaties (vloeistofafvoersysteem) [link id=”7hxkt”]

Pompen zijn op zichzelf al efficiënt ontworpen. Bovendien wordt de hoeveelheid energie die nodig is om vloeistof weg (omhoog) te pompen, voor het grootste deel door natuurkundige wetten bepaald. Energiewinst is dus niet zozeer te behalen bij het pompen, maar wel door het voorkomen dat er gepompt moet worden, bijvoorbeeld door het afvangen van regenwater nog boven grondwaterpeil, zodat het natuurlijk kan afvloeien en in de bodem kan wegzakken (wadi) of afgevoerd kan worden via een sloot. Voor het afvoeren van het ‘dagdagelijks water’ (lekkages) kan wellicht een kleinere pomp volstaan in combinatie met het instellen van een grotere hysterese in de vlotterstanden waarbij de pomp, als deze gaat draaien, langer doordraait. Het op gang krijgen van de vloeistofstroom (of vullen van de leiding) kost namelijk ook energie. Voor de (incidentele) afhandeling van grotere hoeveelheden water, bijvoorbeeld bij hevige regenval, kan dan een grotere pomp (of pompen) ingezet worden. Deze oplossing zal voornamelijk in de middenkelder bij zinktunnels onder waterwegen voordeel bieden.

Net als bij ventilatoren kan het toepassen van frequentieregelaars om de motoren van de pompen te sturen enige energiebesparing opleveren. In plaats van pompen regelmatig aan-uit te schakelen en steeds volledig te laten pompen, zou er meer dynamisch gestuurd kunnen worden om een meer constante afvoer te krijgen. Dit zal echter aan de besturingskant wel wat extra’s vergen.

Verder kan bekeken worden of er voor het testen van de pompinstallatie mogelijkheden zijn om gebruik te maken van die momenten dat de installatie toch al moet draaien door gegevens uit het systeem te verzamelen en in te zetten voor voorspellend onderhoud.

Aandachtspunten bediening en besturing

Bij het ter beschikking staan van zonnepanelen (of andere duurzame energiebronnen) kan het afpompschema rekening houden met de tijden dat er de meeste kans is op energieproductie van de alternatieve bron oftewel: ‘pompen als de zon schijnt’.

9.2 Verwarming en -koeling van buitenkasten [link id=”5v0vp”]

Buitenkasten (waaronder hulpposten) hebben in de zomer last van de warmte en in de winter last van de koude. Dit levert – naast investering en onderhoud – energieverlies op voor koeling en verwarming. Om de energieverliezen te beperken, worden de volgende tips gegeven, die met elkaar een aanzienlijke reductie in het energieverbruik per kast kunnen opleveren:

• Vermijd buitenkasten door deze zo veel mogelijk in het gebouw onder te brengen of maak kleine gebouwtjes langs de weg waarin klimatisering gemakkelijker en efficiënter is.
• Schrijf het gebruik van geïsoleerde buitenkasten voor.
• Sluit de bodem van de kast goed af (wartelplaten in plaats van korrels).
• Gebruik een verwarming in twee stappen: één verwarming voor vochtvrij houden op de hygrometer en één zwaardere verwarming om vorstschade te voorkomen. Gebruik elektronische thermostaten met een nauwkeurigheid van +/-1°C en lage hysterese, zodat er niet onnodig gekoeld of verwarmd wordt.
• Combineer de regelthermostaat en de verwarmingsthermostaat in één apparaat, zodat er geen onderlinge verschillen zijn in metingen en hysterese.
• Gebruik analoge signalen die de temperatuur naar de 3B versturen, zodat er sprake is van merkbaar falen.
• Gebruik bij hulpposten analoge temperatuuropnemers die de verwarming per hulppost regelen vanuit de besturing. Het nadeel hiervan is dat er bij de bouw of afwezigheid van de 3B geen verwarming is. Dit kan ondervangen worden door alleen de temperatuur (analoog) door te sturen naar de 3B en de regeling zelf lokaal uit te voeren op het 4-20mA signaal (met een grenswaarde-relais).
• Maak de insteltemperatuur voor de verwarming zo laag mogelijk (afhankelijk van de apparatuur).
• De insteltemperatuur voor de koeling moet niet zo hoog mogelijk gekozen worden, vanwege de levensduur van de apparatuur. Koelen vanaf 25°C lijkt een goede balans tussen niet onnodig koelen en levensduur.
• Passief: probeer de kasten wat uit de zon te houden (begroeiing) of plaats een ‘extra dakje’ net boven de kast waarbij de kast zelf in de schaduw staat. Scherm een kast wat af voor koude oostenwind met een ‘schutting’.

Overige overwegingen met betrekking tot het toepassen van kastverwarming en/of kastkoeling:

• Er is geopperd om in buitenkasten ‘Mill spec’-apparatuur (militaire standaard) te gebruiken, waardoor wellicht geen of minder koeling en verwarming nodig is. Of dit een aantrekkelijke optie is, moet worden afgewogen.
• Het uit de zon plaatsen van een kast zorgt ervoor dat er minder koeling nodig is, maar wel meer verwarmingsbehoefte. Met de huidige zachte winters en lange zomers lijkt het gunstig om buitenkasten in de schaduw te zetten. Dit is echter vaak niet mogelijk, omdat de projectering van de kasten vaak bepaald wordt door nabijheid bij apparatuur, plaatsingsmogelijkheden en bereikbaarheid. Een extra afdekscherm tegen de kast kan al de nodige schaduw geven.

De energiebesparing kan aanzienlijk zijn. Dit komt doordat er in een gemiddelde tunnel al snel honderd hulpposten en buitenkasten zijn (en verwarmingen van hulpposten of buitenkasten zijn vaak 250 W tot 500 W). Vanwege het klimaat in Nederland kan de tijd dat de verwarmingen aan staan flink gereduceerd worden, met een grote energiebesparing tot gevolg. De bijdrage aan de totale energierekening is meestal beperkt. In extreme situaties kan het een energielabel A opleveren.

Deze maatregel voldoet aan de LTS. De techniek is breeduit beschikbaar. Nauwkeuriger regelingen leiden tot minder onderhoud, een langere levensduur en een hogere betrouwbaarheid. Terugverdienperiode varieert: worden kasten uitgespaard (vaak relatief goedkoop) of worden kasten juist gecompliceerder (door bijvoorbeeld isolatie), wat duur kan zijn. Er zijn geen veiligheidsconsequenties of consequenties voor de verkeersgebruiker als deze maatregel wordt toegepast.

9.3 ICT-servers en -componenten [link id=”mvn0d”]

In moderne tunnels wordt een aanzienlijke hoeveelheid energie verbruikt door de bediening, besturing en bewaking (3B) die te allen tijde aanstaat. Hieronder vallen:

• PLC’s (programmable logic controllers, programmeerbare logische sturing)
• MMI-servers (mens-machine-interactie, gebruikersinterface)
• Voedingen voor switches en routers
• Beeldschermen
• Servers van sub-systemen, zoals CCTV, datarecording, C2000, etc.

Naarmate moderne technieken zich ontwikkelen, worden deze systemen steeds groter en verbruiken ze meer energie. Hierbij komt dat zij dan meer vragen van systemen zoals de klimaatinstallatie, de UPS en de voedingen, die dus ook meer energie gaan verbruiken. Bovendien hebben ICT-componenten een korte levensduur (een server gaat bijvoorbeeld maar vijf jaar mee); de preventieve vervanging van de apparatuur is een substantiële kostenpost.

De volgende subparagrafen beschrijven enkele maatregelen om het energieverbruik als gevolg van ICT-systemen te beperken.

9.3.1 Vermijd ‘overbemeten’ servers en PLC’s [link id=”17rm5″]

Streef naar servers, PLC’s, switches en routers die snel en groot genoeg zijn voor de applicatie, met 50% tot 100% overcapaciteit bij ingebruikname. Performance kost geld, maar meestal ook vermogen. Let wel op, een overbemeten server die op lage capaciteit werkt kan koeler draaien, omdat hij minder te doen heeft dan hij aankan. Dit kan gunstig uitwerken op de betrouwbaarheid. Dit lijkt echter onvoldoende reden om de overcapaciteit onnodig groot te maken, want bijvoorbeeld een hogere kloksnelheid geeft weer zijn eigen problemen.

9.3.2 Vermijd (onnodige) redundantie [link id=”rnt78″]

Een zorgvuldige afweging van faaldefinities in relatie tot de opbouw van een subsysteem kan een aanzienlijke reductie teweegbrengen in kosten, inbedrijfstellen, testen, software, energiekosten, ruimte en betrouwbaarheid. Het gebruik van redundante servers in subsystemen kan vaak zeer eenvoudig voorkomen worden, waarbij ook veel problemen vermeden worden. Bij zorgvuldig ontwerp, aanvullende maatregelen voor snel storingsherstel en het finetunen van de faaldefinities kan het gebruik van redundante servers en PLC’s voor de hoofdsystemen onnodig zijn en zelfs een hogere betrouwbaarheid tot gevolg hebben dan een gemiddeld redundant systeem. De voordelen van een tunnel zonder redundante servers en PLC’s zijn niet alleen vanuit het oogpunt van energie gunstig, maar ook op andere vlakken, zoals realisatiekosten, IBS, SAT en onderhoud).

Voor achtergrondinformatie: zie Het venijn van redundantie.

9.3.3 Combineer functionaliteit [link id=”4hlfc”]

Door het blijven kijken naar het tunnelsysteem als geheel en niet alleen naar de afzonderlijke functionaliteiten, kunnen er slimme keuzes worden gemaakt om subsystemen op dezelfde servers te laten draaien. Zo zijn een virtuele CCTV-server en een virtuele SCADA-server twee gescheiden systemen, die alleen fysiek op dezelfde hardware draaien. Om dit te doen, moet veel meer gekeken worden naar de logische systemen op één server en de invloed die ze (niet) op elkaar hebben. Ook zal de hardware van de server daarop moeten worden uitgelijnd. In het geval van de CCTV-server en SCADA-server kan de redundantie van deze systemen bijvoorbeeld juist anders worden verdeeld, want de logische systemen zouden juist geen invloed mogen hebben. Dit moet in het project zelf goed worden bekeken.

Een ander voordeel van goede virtualisatie is dat de systemen minder afhankelijk zijn van de hardware waar ze op draaien, met voordelen op het gebied van ontwikkeling, testen, onderhoud, vervanging en betrouwbaarheid.

Het nadeel van het draaien van applicaties voor verschillende (sub)systemen op een gedeelde server is dat bij uitval van de server meerdere systemen tegelijk uitvallen. Dit hoeft geen probleem te zijn als deze subsystemen voor een tijd tegelijk mogen uitvallen, met verminderde functionaliteit kunnen doordraaien, of als de faaldefinities zodanig worden gesteld dat bij snelle reparatie het sluiten van de tunnel niet nodig is. Voor het snel kunnen repareren en weer in de lucht krijgen van de (sub)systemen is wel een goed plan nodig, met service-afspraken, voldoende reservedelen, etc.

9.3.4 Vermijd onnodige functionaliteit [link id=”6zh8r”]

In een tunnel zitten over het algemeen geen overbodige functionaliteiten. Maar het kan geen kwaad om te streven naar een minimalistisch systeem als geheel. Is alles wat we gebruiken of willen maken wel écht nodig? Zelfs een kleine functionaliteit heeft een lawine aan maatregelen tot gevolg: apparatuur of software, extra ontwerp, testen, onderhoud, etc.

9.4 Brandblusinstallatie [link id=”c10mk”]

De pompen van de brandblusinstallatie zijn al efficiënt. Voor het op druk houden van de brandblusleiding wordt vaak gebruikgemaakt van een kleinere jockeypomp. Deze pomp wordt in de regel bewaakt op draaiuren als indicatie voor lekkage in de leidingen. Er kan eventueel bekeken worden of er voor het testen van de installatie mogelijkheden zijn om gebruik te maken van die momenten dat de installatie toch al moet draaien. Zo kan het energieverbruik van het systeem (door onder andere stroomverbruik, inschakelstroom, trillingen) slim ingezet worden voor voorspellend onderhoud.

De brandblusinstallatie wordt wel vaak aangestuurd bij het testen van de calamiteitenknop en/of bij software-aanpassingen. Te overwegen zou zijn om vooral voor die softwaretesten, waarbij de installaties diverse keren worden ingeschakeld, te voorzien in een ‘softwaretestmodus’. Dan hoeven de pompen niet ‘tien keer in een nacht’ ingeschakeld te worden.

Een mogelijkheid om hier energie te besparen, kan zijn het scheiden van de kleine blusvoorzieningen (haspels op het waterleidingnet) en de grote voorzieningen (natte blusleiding waar wel al water aanwezig is, maar nog niet op volle druk of zelfs droge blusleidingen die pas op druk gebracht worden als er zich een calamiteit voordoet). De brandweer heeft tenslotte toch een aanrijdtijd die in de praktijk wellicht voldoende is om bij aankomst de druk op niveau te kunnen hebben.

Een andere mogelijkheid is om niet tweemaal de volledige pompcapaciteit te hebben, maar drie keer de helft. Bij de bedrijfstoestanden waar pompdruk nodig is, kan eerst één pomp gestart worden. Bij te weinig druk door veel afname kan een tweede pomp gestart worden, met dan nog altijd een beschikbare reservepomp. Dit bespaart energie, ontlast de energievoorziening en geeft minder verwarming door de omloopleiding bij het draaien zonder afname. Bedenk ook dat tweemaal zoveel pompen meestal maar 1,4 keer zoveel debiet oplevert door de kwadratische leidingweerstand; meestal is dan één pomp al voldoende (één pomp levert namelijk al zeventig procent van de benodigde capaciteit).

Tenslotte kan in de 3B ieder half uur aan de operator gevraagd worden of de pompen nog aan moeten blijven. In de meeste gevallen staan de pompen voor niets te draaien (geen bluswater nodig).

Vorstvrij houden van de bluswaterleidingen

Om de brandblusvoorziening te beschermen tegen bevriezing, wordt momenteel vaak elektrische verwarming toegepast. Deze verwarming bestaat uit een warmte-element langs de buizen aan de binnenkant van een isolatie (tracing) en uit verwarmingselementen in de hulppostkasten. Bij het ontwerpen zou er beter gekeken kunnen worden naar nut en noodzaak van deze verwarming, het gekozen middel en de wijze van aansturing van de verwarming. Vaak wordt de hele tracing ingeschakeld, terwijl alleen de stukken in de buitenlucht of nabij de ingang bescherming nodig hebben. In het middentunnelkanaal zal de temperatuur niet snel beneden het vriespunt komen.

In sommige situaties (ringleiding) kan een kleine circulatie van het water bevriezing voorkomen. Eventueel kan warmte worden toegevoerd vanuit een warmtepomp (bodem/lucht). Het zou ook mogelijk zijn om in plaats van elektrische verwarming langs de buizen een warmwaterleiding aan te leggen, gevoed vanuit een warmtepomp.

Wat hoe dan ook bespaart:

• Goede isolatie van de delen die dat nodig hebben.
• Aandacht voor projectie van de leidingen (op plaatsen zonder vorst).
• Analyse van de punten van vorst. Momenteel is er te veel verwarming op plaatsen waar het nooit vriest: wat verder in de tunnel (een paar honderd meter) vriest het in lange tunnels nooit, maar toch zitten daar verwarmingen.
• Nauwkeurige thermostaten (zeer belangrijk, omdat er ook vaak alarmthermostaten zijn, die samen het instelbereik beperken).

9.5 Verkeerssystemen [link id=”nfs5m”]

In de categorie verkeerssystemen, waaronder afsluitbomen, verkeerslichten en hoogtedetectie, valt qua energieverbruik weinig winst te behalen. Op het moment dat ze in werking zijn, werken ze energie-efficiënt. De calamiteitendoorsteken (cado’s) en verrijdbare vangrails (veva’s) zijn robuuste systemen, vaak aangedreven met een hydraulische installatie. Per keer dat ze gebruikt worden, kosten ze veel energie, maar veel zuiniger zullen ze niet kunnen worden. Ook hier is hooguit in het aspect conditionering van besturingskasten wellicht wat winst te halen.

Voornamelijk in de winter kost het verwarmen van de besturingskasten veel energie. In de meeste tunnels staan momenteel diverse losse kasten bij elkaar. Overwogen kan worden om bij een renovatie een wat grotere ruimte te maken als vervanging voor de verschillende kasten. Deze ruimte is makkelijker te isoleren, zowel tegen de kou in de winter als de warmte in de zomer. Een andere optie is het voorschrijven van beter geïsoleerde buitenkasten.

9.6 Communicatie [link id=”xpgqv”]

De communicatie-installaties kenmerken zich doordat ze altijd aan staan. Op elk moment moet communicatie in de tunnel mogelijk zijn. Bij vervanging van de installaties kan aandacht geschonken worden aan het inkopen van een zo energiezuinig mogelijke installatie.

Omroepsystemen, CCTV- en HF-installaties

Bij omroepsystemen kan gekeken worden naar zuinige versterkers (klasse C/D) die alleen inschakelen op het moment dat er omgeroepen moet worden. Bij CCTV is het vaak de interne verwarming in de camera’s die redelijk veel energie vraagt in de wintermaanden. Ook de videorecorders (harddisk) verbruiken veel energie en produceren veel warmte die vervolgens afgevoerd moet worden.

De ICT-technologie in deze systemen ontwikkelt zich. Er is steeds meer sprake van routers, switches, servers en dergelijke, en deze componenten verbruiken redelijk veel energie. Het is te overwegen of de systemen elk hun eigen netwerken en servers moeten hebben of dat er gebruikgemaakt kan worden van gezamenlijke voorzieningen als hostingservers. Zie ook paragraaf 9.3 ICT-servers en -componenten.

9.7 Bediening en besturing [link id=”zvk7r”]

Grote besparingen zijn mogelijk door de wijze waarop de tunnel wordt ingezet en bediend aan te passen. Keuzes zoals ‘Wanneer gaat de tunnel naar evacuatiestand?’ en ‘Welke inzet van de installaties heb ik op welk moment nodig?’ bepalen voor een groot deel het energieverbruik in geval van calamiteiten. Dit zijn zaken die in de software en bedieningsinstructies zijn opgenomen. Het is aan de tunnelbeheerder om daarin afwegingen te maken. Zodoende beperkt dit hoofdstuk zich tot de hardware van de besturing.

Een klassiek besturingssysteem kenmerkt zich door veel input-outputmodules (I/O) die gevoed worden vanuit een voedingsapparaat waar de 230V AC wordt omgezet in een gelijkspanning (DC) van 12/24/48V. Op locaties waar niet te veel IO nodig is, kan dat een goede oplossing zijn. In bijvoorbeeld de PLC-ruimte zou overwogen kunnen worden om in plaats van veel kleinere voedingen één grotere duplicate voeding te plaatsen. Zie verder paragraaf 9.3 ICT-servers en -componenten voor aandachtspunten.

9.8 Calamiteitenbedrijf [link id=”xq1pk”]

Het calamiteitenregime (en stand-by) is vaak redelijk rigide. Alles gaat aan, of het nodig is of niet. Het is aantrekkelijk om alles te blijven starten zoals nu, maar op bepaalde tijden de operator via een pop-up te vragen of (bijvoorbeeld) de brandbluspompen echt moeten blijven draaien, of de ventilatoren echt aan moeten blijven. Dat zou al direct na het opstarten kunnen gebeuren. Voor de brandblusinstallatie is het niet altijd nodig om de bluswaterpompen aan te zetten. Het is voldoende als er enige (lager dan de maximale) druk op de blusleiding wordt opgebouwd. De brandslangen en hydranten werken dan al vrij goed. Als er water afgenomen wordt, daalt de druk en kunnen de pompen worden gestart. Het is als alternatief mogelijk dat na het op druk brengen gewacht wordt tot het openen van een hulppost voordat de bluswaterpompen gestart worden (met als back-up starten bij drukval).

10 Energiebesparing bij renovatie [link id=”bsmxt”]

In dit hoofdstuk wordt aangegeven hoe in een bestaande tunnel gezocht kan worden naar mogelijkheden voor energiebesparing. Een aantal maatregelen uit de rest van dit document wordt hiervoor samengevat specifiek vanuit het oogpunt van renovatie. Het hoofdstuk bundelt praktijkervaringen bij renovaties van diverse tunnels.

10.1 Inzicht [link id=”nn0l3″]

Voor een bestaande tunnel (bij renovatie) is het van belang dat er een goed zicht is op de energieverbruikers van de tunnel. Daarom is er bij dit hoofdstuk een checklist gemaakt (nieuwe versie volgt binnenkort, zie ook het project Duurzaamheid in kaart) die ingevuld kan worden vóór het lezen van dit hoofdstuk. De checklist wijst dan uit welke maatregelen interessant kunnen zijn voor de tunnel.

Huidige situatie

De eerste vraag zou moeten zijn: is bekend wat de tunnel op dit moment verbruikt en is bekend waar de energie op dit moment naar toe gaat? De antwoorden op deze basisvragen kunnen inzicht geven in het functioneren van de tunnel. Hierbij is het belangrijk de volgende vragen te stellen:

• Hoeveel buizen kent de tunnel en wat is de (gemiddelde) lengte per buis?
• Wat is het aantal rijstroken per buis?
• Wat is de oriëntatie (windrichting) van de tunnel?
• Is de tunnel destijds conform de LTS ontworpen en gebouwd?
• Wat is het energieverbruik van de tunnel per jaar, of is dit onbekend?

Toekomstbestendig

Bij het plannen van een grootschalige renovatie ontstaat ook de kans om als beheerder eens goed na te denken over duurzaamheid. Zeker bij oudere tunnels is het mogelijk dat ook de energievoorziening vervangen moet worden of in elk geval flink aangepast. In het kader van de energietransitie en de inzet op een duurzaam netwerk kan bekeken worden op welke manier de tunnel hierin een rol kan spelen.

Vragen die interessant zijn om te stellen:

• Gaan er zaken veranderen in het tunnelontwerp? Zoals hoeveelheid rijbanen, verkeersdrukte e.d.?
• Moeten we weer bouwen zoals we dat altijd deden of durven we van de gebaande paden af te wijken? Zie ook het groeiboek Renoveren.
• In hoeverre moet de tunnel volledig inzetbaar zijn bij uitval van de netspanning? Mag de tunnel in dat geval verminderd beschikbaar zijn door de snelheid omlaag te brengen, waardoor de kans op een ongeval afneemt? Of is het zelfs mogelijk om de tunnel dan af te sluiten op de UPS-systemen en dan te wachten tot de energievoorziening weer terugkomt? Dit kan nogal wat betekenen voor de noodstroomvoorziening.
• Wat kunnen we nu doen om in de toekomst minder onderhoud nodig te hebben?
• Hoe kunnen sensoren en self-tests meehelpen om beter te kunnen voorspellen wanneer systemen onderhoud nodig hebben, wanneer systemen meer energie gaan verbruiken dan verwacht of wanneer systemen vervangen moeten worden ?
• Kunnen we systemen introduceren die minder materiaal en energie verbruiken en kan daarvoor wellicht iets meer geïnvesteerd worden?
• Is de tunnel op zichzelf de oorzaak van het verbruik of is het de inzet van die tunnel? Als er veel op calamiteiten gestuurd wordt, beïnvloedt dat het verbruik aanzienlijk.
• Slaan de ventilatoren vaak aan en is dat in lijn met het aanbod van verkeer?
• Zijn er andere factoren die het verbruik beïnvloeden?

10.2 Energievoorziening [link id=”dql3f”]

Elke tunnel kent een zeker verborgen energieverbruik. Denk aan zaken als nullastverliezen van transformatoren, carterverwarming van de noodstroomaggregaten (NSA), verliezen in de conversie van energie in de accusystemen (UPS), maar ook in kabelverliezen. Omdat systemen warmte produceren en/of geconditioneerd moeten worden, is er ook energie nodig voor klimaatbeheersing.

Vele maatregelen uit deze catalogus zijn ook te overwegen bij renovatie. Voor de details wordt verwezen naar de voorgaande hoofdstukken van de catalogus.

10.3 Overige afwegingen [link id=”kfw0m”]

Beheer en onderhoud

Op het gebied van beheer en onderhoud zijn er ook kansen voor het besparen van energie. In de tunnel zijn diverse regelsystemen aanwezig die bij aanleg goed en optimaal werken, maar die in de loop der jaren afnemen in kwaliteit. Een voorbeeld hiervan is de L20-meting die net buiten de tunnelingang de hoeveelheid daglicht meet en daarmee de ingangsverlichting stuurt. Het verlopen van de meting kan resulteren in te fel brandende verlichting.

De ‘ingesleten gewoontes’ zouden af en toe eens onder de loep genomen kunnen worden. Moeten we het licht in de dienstgang altijd laten branden omdat dit in andere tunnels ook zo gebeurt, omdat dit nou eenmaal makkelijker is, of kunnen deze standaarden heroverwogen worden? Het juist instellen van schakelklokken, controleren van temperatuursensoren, het heroverwegen van de klimaatregeling in een gebouw (moet de temperatuur in de PLC-ruimte op 18 graden ingesteld worden omdat dit nou eenmaal zo hoort of kan dit ook hoger?) kunnen leiden tot energiereductie.

Circulariteit van materialen en materiaalgebruik

Tijdens een renovatie komen materialen vrij. Vele kilometers kabels zullen verwijderd moeten worden door de leeftijd en/of het niet meer voldoen aan nieuwe normen.

• Is het wel nodig om weer net zoveel kabels aan te leggen of kan er gebruikgemaakt worden van nieuwere technieken zoals IP-netwerken?
• Is het nodig om de energievoorziening vanuit centrale ruimten per installatie te doen of zou het introduceren van een decentrale distributie mogelijk zijn?
• Kunnen vrijkomende componenten nog een rol spelen op de markt voor reservedelen? Kan dat voor een renovatie onderzocht worden?

Het is zonde als men pas bij de verwerkende industrie tot de ontdekking komt dat componenten heel goed herbruikbaar waren geweest, maar dat ze in het demontageproces onherstelbaar zijn beschadigd. Door in de contractfase extra eisen op te nemen voor hoogwaardig hergebruik kan voorkomen worden dat duurzame initiatieven niet worden toegepast omdat een lagere inschrijfprijs de voorkeur geniet.

Kunnen eisen gesteld worden aan het verder demonteren op afvalsoort en dan pas aanbieden ter verwerking? Printplaten kunnen beter worden verwerkt door specialistische bedrijven, koper uit kabels kan hoogwaardig blijven als bij de verwerking de mantels en isolatie worden gescheiden van de kern. Accu’s kunnen ook beter verwerkt worden door specialisten. In de verwerkende industrie zijn diverse initiatieven in ontwikkeling.

Door bij de contractvorming en/of vóór aanvang van de werkzaamheden goed in kaart te brengen welke materialen gaan vrijkomen en op welke manier er een zo hoogwaardig mogelijke verwerking kan plaatsvinden, kan een goede bijdrage aan de circulaire economie geleverd worden. Ter indicatie: er is becijferd dat bij de tunnelrenovaties van de rijkstunnels in Zuid-Holland tenminste 800 ton aan e-waste zal vrijkomen. Een heel groot deel daarvan zijn koperkabels en accu’s. Maar ook vele vierkante meters aan printplaten.

CO2-reductie

Bij de renovatie en bouw van tunnels zijn energiebesparingen beperkt mogelijk. Een groter aandachtspunt is CO2-reductie. Dit valt buiten de scope van deze catalogus, maar gedacht kan worden aan:

• Elektrische voertuigen en materieel voor aanvoer en werkzaamheden.
• Carpoolen of busjes voor transport van werkers.
• Materialen lokaal betrekken.
• Besparingen op de bouwplaats.

11 Hoe nu verder: de weg naar de energiearme, duurzame tunnel [link id=”80tgq”]

Met de procesmatige, technische en contractuele maatregelen en het slim combineren daarvan, is – binnen de tunnelwetgeving, en bijna altijd binnen de Landelijke Tunnelstandaard (LTS) en met de huidige stand der techniek – al een reductie van ongeveer vijftig procent ten opzichte van een paar jaar geleden haalbaar. Dat is mooi, maar nog niet genoeg. Mondiale en nationale afspraken vragen om een energieneutraal netwerk, en tunnels zijn, met hun grote energieconsumptie, daar nog steeds belangrijke objecten in. De tunnelsector moet naar veel meer energiearme en vooral duurzame tunnels, waarbij de focus niet alleen op energie ligt, maar waar duurzaamheid op integrale wijze aanpakt wordt.

11.1 Expertteam Duurzaamheid [link id=”mlwm6″]

Het COB is in 2019 gestart met een werkgroep gericht op duurzaamheid in de tunnelsector en heeft geïnvesteerd in de aanstelling van een coördinator Duurzaamheid in 2020. Samen met het COB-netwerk is verkend op welke wijze de duurzaamheid van tunnels tijdens aanleg, beheer en renovatie gestimuleerd kan worden. Het bijwerken van dit groeiboek Energiereductie in tunnels is een van de deliverables. Maar er wordt veel breder aan het thema gewerkt. Zo zijn er projectteams die onderzoek doen naar verdere optimalisatie van verlichting en naar circulaire tunnels. Ook is er een team dat zich richt op praktijkprojecten en die gaat ondersteunen duurzaamheid te integreren en te versnellen. Daarnaast worden er bijeenkomsten georganiseerd onder andere over de raakvlakken met tunnelveiligheid en de weg naar circulaire tunnels.

11.2 Lichtonderzoek in Europees verband [link id=”3zzht”]

Tunnelverlichting is de grootste energieverbruiker van alle systemen in een tunnel. Vanuit Nederlands perspectief zien we diverse mogelijkheden voor verduurzaming van tunnelverlichting, maar het ontbreekt in Nederland ten dele aan de mogelijkheden en budget om deze allemaal te onderzoeken. Europese samenwerking kan een enorme versnelling geven, enerzijds omdat daarmee veel meer onderzoeken binnen handbereik komen, anderzijds omdat de uitkomsten wereldwijd soelaas kunnen bieden. Er zijn al diverse inhoudelijke ideeën uitgewerkt. De komende jaren worden de plannen geconcretiseerd waarbij met name de samenwerking met andere Europese partijen nader gezocht zal worden. Hier zal ook duidelijk worden welke partijen actief mee zullen werken (participeren) en welke partijen passief betrokken willen worden, bijvoorbeeld door het delen van onderzoeksresultaten of door het geven van een second opinion voor specifieke vraagpunten.

Bijlage 1: Achtergrondinformatie [link id=”1wtgf”]

B1.1 Verlichting [link id=”wht21″]

De functie van de verlichting is ‘het zichtbaar maken van verkeer, het verloop van de rijbaan, de verkeersbuis en incidenten voor weggebruikers, tunneloperator en hulpdiensten’. De verlichting heeft betrekking op:

• Verlichting verkeersbuis, bestaande uit:
  • Een toegangszone.
  • Een ingangszone (verdeeld in een drempelzone en een overgangszone).
  • Een centrale zone.
  • Indien nodig: een uitgangszone.
  • Een verlatingszone.
  • Lichtregeling.
• Verlichting vluchtwegen/vluchtwegindicatie.
• Verlichting tunnelterrein en dienstgebouwen en in enkele gevallen verlichting entreegebouwen en tunnelbuizen ten behoeve van langzaam verkeer/voetgangers.

De openbare verlichting buiten het tunnelgebied wordt in dit kader buiten beschouwing gelaten.

Verlichting verkeersbuis. (Bron: Landelijke Tunnelstandaard)

Basisverlichting en in- en uitgangszone

Verlichting in een tunnel is altijd nodig. Hiervoor worden door de hele tunnel verlichtingsarmaturen opgehangen. De basisverlichting is de verlichting die vanaf het begin tot het einde van het gesloten deel van de tunnel moet zorgen voor een verlichtingsniveau dat de gebruikers een goed zicht geeft. Deze basisverlichting wordt aan de ingang en eventueel aan de uitgang aangevuld met extra verlichting om de gebruikers te laten wennen aan het verlichtingsniveau in de tunnel. Deze extra verlichting is afhankelijk van de hoeveelheid licht net vóór en eventueel net na de tunnel en wordt actief geregeld. Een ingangszone is altijd benodigd, of een uitgangszone noodzakelijk is, hangt af van de passagetijd. Is deze tijd langer dan zo’n 30 seconden, dan wordt geadviseerd om aan het einde van de tunnel het verlichtingsniveau weer te verhogen.

Omdat er voor de overgangen veel licht nodig is (want het moet kunnen aansluiten op fel zonlicht), worden hiervoor ook veel verlichtingsarmaturen geplaatst. Hoewel deze alleen bij daglichtomstandigheden ingezet worden, is de hoeveelheid energie benodigd voor de ingangszone ongeveer de helft van het verbruik van de totale verlichting.

Ledverlichting

In de tunnelsector heeft de afgelopen jaren een omslag plaatgevonden van gasontladingstechnieken (als SON-T) naar ledtechniek. Het energieverbruik van led is lager dan dat van SON-T en de verwachting is dat led zich nog gunstiger zal ontwikkelen. Het toepassen van lenstechnieken om het licht precies daar te kunnen brengen waar het nodig is, maakt het voordeel nog groter. Daarom wordt er nu al bijna vanzelf gekozen voor led, omdat het naast de voordelen van energieverbruik, ook voordelen heeft in levensduur en daarmee dus ook beheer en onderhoud.

Ook heeft led als voordeel dat het geen opwarmtijd kent. Daar waar SON-T toch enige tijd nodig had om tot vol vermogen te komen, is dit bij led met de snelheid van inschakelen. Bij bijvoorbeeld het opschalen bij incidenten is er dus gelijk de gewenste hoeveelheid licht. Ook na een eventueel kortstondige spanningsonderbreking is het licht weer gelijk op niveau terug.

Lijnverlichting

In bestaande tunnels wordt een enkele keer gebruikgemaakt van lijnverlichting. Hiermee wordt bedoeld dat de lampen elkaar op zo’n korte afstand opvolgen, dat het voor de weggebruiker oogt als één lijn van licht. Er zijn geen schaduwwerkingen op het dashboard, men ervaart geen flikkereffect.

In het verleden was lijnverlichting noodzakelijk, omdat er anders niet voldoende licht opgewekt kon worden (TL), later is ook met ledtechniek hiervoor gekozen vanwege het comfort (Eerste Heinenoordtunnel, Zeeburgertunnel). Deze installaties blijken in de praktijk kostbaar in aanleg en energieverbruik, waardoor er toch vaak gekozen wordt voor puntverlichting.

Vanuit duurzaamheidsaspecten is er op basis van de huidige technieken en de Richtlijn tunnelverlichting van de NSVV (uit 2017) geen aanleiding om voor lijnverlichting te kiezen. Er wordt echter wel breed erkend dat het comfort van lijnverlichting hoger is vanwege een hogere gelijkmatigheid, het ontbreken van flikkering en een lagere verblinding (bij veel leds op een klein oppervlak kan verblinding toenemen). Het gevoel is dat lijnverlichting bijdraagt aan een beter comfort en daarmee indirect aan de veiligheid. Bewezen is dat helaas niet.

Bij toepassing van lijnverlichting zijn meer armaturen benodigd of in elk geval langgerekte armaturen, resulterend in hogere kosten en meer materiaalgebruik. Voor het energieverbruik zou het theoretisch niet veel hoeven uitmaken, omdat de benodigde hoeveelheid licht in de tunnelbuis niet toeneemt.

In de Richtlijn tunnelverlichting is lijnverlichting benoemd als keuzemogelijkheid voor de opdrachtgever die in het programma van eisen (PvE) moet worden beschreven. In bijlage E van de Richtlijn is een handreiking opgenomen voor het opstellen van een dergelijk PvE. Meer info over lijnverlichting is te vinden in H6 (eisen) en H15 (achtergrondinformatie) van de Richtlijn tunnelverlichting. De maatregel is niet nader uitgewerkt in dit groeiboek, omdat het (zoals hierboven beschreven) geen energiereductie-maatregel betreft.

Verlichting buiten de tunnelbuis

Naast de verlichting in de verkeersbuizen kent een tunnelcomplex ook verlichting in het middentunnelkanaal (MTK) als onderdeel van de vluchtweg. Hiervoor wordt een hoog verlichtingsniveau gevraagd, maar deze verlichting is in principe alleen nodig bij calamiteiten en voor servicedoeleinden. De gevraagde hoeveelheid op te stellen verlichting staat vast (onder andere via het Bouwbesluit). De uitvoeringsvorm is nu nog vaak op basis van TL; een besparing kan daarom gevonden worden door deze verlichting uit te voeren als led. In de praktijk blijkt daarnaast vaak dat deze verlichting onnodig is ingeschakeld. Is het bijvoorbeeld wel nodig om de verlichting van het servicekanaal (ruimte boven de vluchtweg) mee te laten schakelen met de vluchtwegverlichting en vice versa? Een goede monitoring hierop zal dan ook bijdragen aan de energiereductie.

Verder bevat een tunnel verlichte pictogrammen voor vluchtwegindicatie, verlichting en markering van hulppostkasten en markering van de vluchtdeuren. In de regel zijn deze al energiezuinig uitgevoerd, maar ook hier kan gedacht worden aan ledtechnieken.

Voor beveiliging en overzicht zijn op het tunnelterrein ook vaak lichtmasten aanwezig. Hiervoor kunnen vanzelfsprekend energiezuinige technieken (led) worden ingezet. Deze technieken kunnen ook nog bijdragen aan het beperken van omgevingsstraling door gebruik van lagere masten of andere kleur (groene) lampen. Voor de verlichting van de dienstgebouwen wordt verwezen naar hoofdstuk 7 Gebouwen.

Overig verkeer

In enkele gevallen zijn er bij tunnels ook voorzieningen voor langzaam verkeer en voetgangers (Beneluxtunnel bijvoorbeeld). Voor de entreegebouwen en de hiervoor bedoelde tunnelbuizen kunnen eveneens energiezuinige (led)verlichtingstechnieken worden aangebracht. Hier speelt wel mee dat het licht op het niveau van de ‘sociale veiligheid’ moet zijn. Een goede aanvulling kan zijn om de verlichting op basis van aanwezigheidsdetectie te laten schakelen (of in elk geval een deel daarvan). Het toepassen van aanwezigheidsdetectie biedt hier besparingsmogelijkheden én versterkt de sociale veiligheid doordat men zich gezien voelt. Dit concept is toegepast bij de Tweede Heinenoordtunnel.

Armaturen

In alle situaties dient ook goed gekeken te worden naar de locaties van lichtbronnen en het uitstraalgedrag van het licht uit de armaturen. Door optimalisatie kan mogelijk ook een reductie van het aantal of het vermogen van de armaturen behaald worden.

Wet- en regelgeving

Bij het ontwerpen van verlichtingsinstallaties dient uiteraard rekening gehouden te worden met de eisen in de wetgeving en de daarvan afgeleide Landelijke Tunnelstandaard. Opmerkelijk hierbij is dat er geen wettelijke eisen gesteld worden aan de absolute waarde van het verlichtingsniveau. Wel wordt er verwezen naar de Richtlijn tunnelverlichting (RTV). Omdat de techniek is geëvolueerd, wordt in diverse onderzoeken nu bekeken of de richtlijn aangepast zou moeten worden om de specifieke eigenschappen van led en de besturingssystemen rondom ledverlichting beter en vooral duurzamer in te passen. Eerste praktijkproeven geven de indruk dat het in de RTV voorgeschreven verlichtingsniveau bij toepassing van ledtechniek mogelijk met meer dan 25% gereduceerd kan worden.

B1.2 Ventilatie [link id=”g64q3″]

Het aspect ‘ventilatie’ heeft betrekking op de ventilatiesystemen die in tunnels gebruikt worden om de veiligheid van de gebruikers van die tunnel te borgen. Typisch heeft men het dus over langsventilatie in verkeersbuizen, bedoeld om rook van de vluchtende mensen weg te leiden, en overdrukventilatie in het middentunnelkanaal, bedoeld om de indringing van rook in de veilige ruimte te voorkomen.

Ventilatie heeft betrekking op alle installaties die benodigd zijn voor de volgende functionaliteiten:

• Het toevoeren van voldoende zuurstof zodat alle brandstof ter plaatse verbrandt. Dit voorkomt dat er alsnog ontbranding plaatsvindt van rookgassen nadat zij de tunnel hebben verlaten.
• Het voorkomen van backlayering, het effect dat rookgassen terugslaan richting de auto’s en vluchtenden aan de inrijdkant van de tunnelbuis.
• Het afvoeren van warmte ter bescherming van de tunnelconstructie.
• Het rookvrij houden van verkeersbuizen om vluchten mogelijk te maken.
• Het beperken van de aanwezigheid van koolmonoxide en andere giftige gassen in de verkeersbuizen tot een acceptabel niveau.
• Het voorkomen van indringing van rook via open doorgangen naar de veilige ruimten.
• Het voorkomen van indringing van rook via open doorgangen in servicetunnels.
• Het voorkomen van ophoping van explosieve gassen, slechts beperkt tot de pompkamers en grensruimten vloeistofafvoer (overdruk).

Het doel van de ventilatie van een verkeersbuis volgens de Landelijke Tunnelstandaard:

• Het beperken van de concentraties verkeersemissie, zowel binnen de tunnel als in de directe nabijheid van de tunnel.
• Het beheersen van de beweging van rook, gassen en dampen die vrijkomen bij een calamiteit (brand, gevaarlijke stoffen e.d.).
• Het afvoeren van warmte bij brand.
• Het zorgen voor de noodzakelijke luchtverversing in onderhoudsbedrijf.

B1.6 Energievoorziening (vervallen) [link id=”3tc47″]

Het deel ‘energievoorziening’ is verwijderd. Hierin stonden algemene uitgangspunten en een groot aantal ‘tips and tricks’ bij het ontwerpen of renoveren van energiesystemen van tunnels. Mocht er belangstelling zijn voor dit onderwerp, dan kan contact opgenomen worden met het COB via info@cob.nl of 085 4862 410.