Details

Tunnel lighting quality is highly effective for our driving experience. Without excellent light quality, it could lead to short-period faintness or, in the worst case, a car accident. This project is mainly focused on evaluating and designing the best possible lighting tunnel system design in terms of lighting quality, energy efficacy, and economic feasibility. The researchers decided to use The Mahai Sawan Tunnel, which is a rectangular-shaped, 4-lane road, 887 meters long, 6.8 meters wide including sidewalk, and 5 meters high, as a reference tunnel by using ReluxTunnel to design and simulate the project.
This research aimed to study the factors that affect lighting quality and make experimental comparisons between lighting quality in different usages, such as luminaire placement, height, distance, light distribution, and types of luminaires. Importantly, design the best possible tunnel lighting system in terms of lighting quality, energy efficacy, and economic feasibility, which is also include the CIE standard consideration − CIE 88-2004. 
The findings revealed proper choices of light arrangement and successfully designed the best possible tunnel. Furthermore, not only could it be used as an example of a good-lighting-quality, eco-friendly, energy-efficient tunnel, but it would also be worthwhile to invest in this project. In addition, this paper will show that students can apply knowledge of engineering, economy, and decision-making to society.

Objective

ในยุคปัจจุบัน ประเทศไทยมีการพัฒนาทางด้านเศรษฐกิจ อุตสาหกรรม สังคม และคมนาคมอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะในตัวเมืองกรุงเทพฯ หรือตามพื้นที่ตัวเมืองใหญ่ ๆ ที่มีประชากรอาศัยอยู่กันอย่างแน่นหนา ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาการจราจรติดขัดในพื้นที่ดังกล่าว จึงทำให้การเดินทางสัญจรไปมาระหว่างวันโดยเฉพาะในช่วงตอนเช้าและตอนเย็นดำเนินไปอย่างไม่ราบรื่น อีกทั้งปัญหาเรื่องระบบขนส่งสาธารณะที่ให้บริการได้ไม่ทั่วถึงในบางพื้นที่ จึงส่งผลให้ประชาชนเลือกใช้รถยนต์หรือรถจักรยานยนต์ส่วนตัวเป็นพาหนะในการเดินทางกันอย่างกว้างขวาง
เนื่องมาจากในกรุงเทพ ฯ มีการพัฒนาในทางด้านคมนาคมเพื่อแก้ไขปัญหาการจราจรติดขัดอย่างต่อเนื่อง ซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้วก็จะมีการดำเนินการแก้ไขปัญหาดังกล่าวโดยการสร้างสะพานลอยข้ามทางแยก (Overpass) หรือสร้างเป็นทางแยกต่างระดับ (Interchange) หรือสร้างเป็นทางด่วน (Highway) เพื่อลดจุดตัดการจราจรของแต่ละทิศทาง ซึ่งอีกหนึ่งทางเลือกในการแก้ไขปัญหาดังกล่าวนั้นก็คือ การก่อสร้างอุโมงค์ (Tunnel) หรือทางลอด (Underpass) เพื่อช่วยลดปัญหาเรื่องการจราจรติดขัดตามข้างต้นที่ได้กล่าวมา 
อุโมงค์รถยนต์หรือทางลอดผ่านใต้ทางแยกเป็นแนวคิดแนวคิดหนึ่งในการเพิ่มพื้นผิวการจราจรและจุดตัดในบริเวณทางแยกสัญญาณไฟจราจร ซึ่งจะช่วยเพิ่มช่องทางในการจราจรของรถในทางตรงและเพิ่มประสิทธิภาพการจราจรของรถให้สามารถเดินทางได้รวดเร็วยิ่งขึ้น และสามารถช่วยลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมได้ ทั้งทางระบบนิเวศ มลพิษทางเสียง และสภาพพื้นผิว (THORN, 2004) และที่สำคัญที่สุดคือการลดการบดบังทัศนียภาพบนถนน ซึ่งแตกต่างจากสะพานลอยหรือทางแยกต่างระดับอย่างชัดเจน 
แต่อย่างไรก็ดีเนื่องด้วยอุโมงค์หรือทางลอดมีลักษณะโครงสร้างที่เป็นพื้นที่ปิดซึ่งแตกต่างจากถนนภายนอก คือถูกจำกัดจากแสงสว่างธรรมชาติทั้งในช่วงเวลากลางวันและกลางคืน ที่ทำให้ความสว่างภายในอุโมงค์หรือทางลอดมีแสงสว่างน้อยกว่าภายนอกซึ่งส่งผลต่อทัศนวิสัยหรือทัศนียภาพของผู้ขับขี่ลดลงเป็นอย่างมาก ทำให้ผู้ขับขี่เมื่อขับเข้ามาภายในอุโมงค์จะทำให้มีอาการหน้ามืดในช่วงแรก มองไม่เห็นเส้นทางของถนนได้ไม่ชัดเจน อีกทั้งขาดความมั่นใจและไม่ปลอดภัยในการขับขี่บนถนนภายในอุโมงค์ และอาจทำให้เกิดอุบัติเหตุได้ (Bommel, 2015; AGC Lighting, 2022) ดังนั้นในการออกแบบระบบแสงสว่างภายในอุโมงค์หรือทางลอดควรทำให้ผู้ขับขี่ไม่มีอาการหน้ามืดในช่วงแรกที่ขับเข้ามาหรือมีอาการหน้ามืดน้อยลง สามารถมองเห็นเส้นทางของถนนได้ชัดเจน สามารถมองเห็นรถที่อยู่ด้านหน้าหรือด้านหลังเพื่อที่จะหยุดรถได้ภายในระยะที่เหมาะสมและเพื่อลดการเกิดอุบัติเหตุ เพิ่มความมั่นใจและทัศนวิสัยให้กับผู้ขับขี่ (Jiradeja, & Yoomak, 2023) รวมทั้งทำให้มีคุณภาพของระบบแสงสว่างบนถนนภายในอุโมงค์หรือทางลอดมีคุณภาพไม่น้อยกว่าบนถนนภายนอก เนื่องจากคุณภาพของระบบแสงสว่างบนถนนที่ดีจะไม่ทำให้ผู้ขับขี่มีอาการเมื่อยล้าของสายตาเมื่อขับขี่ในระยะเวลานาน รวมถึงเพิ่มความสะดวกปลอดภัยและความคล่องตัวของการจราจรบนถนนภายในอุโมงค์หรือทางลอดด้วย 
ความแตกต่างระหว่างระบบแสงสว่างบนถนนภายในอุโมงค์หรือทางลอดกับระบบแสงสว่างบนถนนภายนอกคือ ในเวลากลางวันการขับขี่บนถนนภายนอกไม่มีความต้องการใช้ระบบแสงสว่าง เนื่องจากบนถนนภายนอกจะได้รับแสงสว่างจากแสงธรรมชาติหรือแสงจากดวงอาทิตย์อยู่แล้ว เป็นแสงสว่างที่เพียงพอต่อการมองเห็นของผู้ใช้ถนน ถึงแม้บางเวลาอาจมีเมฆ ภูเขา หรือตึกสูงมาบดบังแสงก็ตาม ส่วนการขับขี่บนถนนภายในอุโมงค์หรือทางลอดมีความต้องการใช้ระบบแสงสว่าง เนื่องด้วยข้อจำกัดในลักษณะของโครงสร้างที่เป็นพื้นที่ปิด ซึ่งแสงสว่างจากธรรมชาติหรือดวงอาทิตย์เข้ามาไม่ถึง ทำให้สภาพแวดล้อมภายในอุโมงค์มืดมีแสงสว่างไม่เพียงพอต่อการมองเห็นของผู้ขับขี่ อาจส่งผลทำให้มีโอกาสเกิดอุบัติเหตุได้ง่ายและอาจร้ายแรงกว่าการขับขี่บนถนนภายนอก ส่งผลต่อการสูญเสียทางทรัพย์สินรวมถึงการบาดเจ็บ พิการหรืออาจถึงกับเสียชีวิตได้ 
จากการศึกษางานวิจัยเรื่อง Optimal tunnel lighting design in aspect of lighting quality and energy performance ของ Jiradeja, & Yoomak (2023) พบว่ามีการกล่าวถึงปัจจัยต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อการวางระบบแสงสว่างในอุโมงค์ เช่นค่าอุณหภูมิสีที่ใช้ (CCT) ซึ่งค่า CCT สูงก็จะยิ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพการมองเห็นของผู้ใช้ถนนชัดเจนขึ้น หรือไม่ว่าจะเป็นในส่วนของรูปแบบการจัดเรียง ความสูง ระยะห่าง การกระจายแสง และชนิดของโคมไฟนั้น ล้วนมีผลต่อคุณภาพของแสงและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ตัวอย่างเช่น หากติดตั้งโคมไฟในประมาณที่มาก มีระยะห่างติดกัน อาจจะได้ในเรื่องของคุณภาพแสงสว่าง แต่ประสิทธิภาพพลังงานที่ใช้จะต่ำ เพราะใช้พลังงานมาก หากติดตั้งโคมไฟในประมาณที่น้อย มีระยะห่างที่มาก ก็อาจจะได้ในเรื่องของประสิทธิภาพพลังงานที่สูง เพราะใช้ไฟน้อย แต่คุณภาพของแสงสว่างที่ได้ก็จะไม่สอดคล้องตามมาตรฐาน ดังนั้นในการออกแบบระบบไฟแสงสว่างภายในอุโมงค์ จึงจำเป็นต้องใช้โคมไฟในปริมาณที่เหมาะสม การจัดวางที่ไม่ห่างเกินไป เพื่อที่คุณภาพของแสงสว่างและประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะได้มีความเหมาะสมต่อผู้ใช้รถใช้ถนน
จากการศึกษางานวิจัยเรื่อง Optimal tunnel lighting design in aspect of lighting quality and energy performance ของ Jiradeja, & Yoomak (2023) พบว่ามีการกล่าวถึงปัจจัยต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อการวางระบบแสงสว่างในอุโมงค์ เช่นค่าอุณหภูมิสีที่ใช้ (CCT) ซึ่งค่า CCT สูงก็จะยิ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพการมองเห็นของผู้ใช้ถนนชัดเจนขึ้น หรือไม่ว่าจะเป็นในส่วนของรูปแบบการจัดเรียง ความสูง ระยะห่าง การกระจายแสง และชนิดของโคมไฟนั้น ล้วนมีผลต่อคุณภาพของแสงและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ตัวอย่างเช่น หากติดตั้งโคมไฟในประมาณที่มาก มีระยะห่างติดกัน อาจจะได้ในเรื่องของคุณภาพแสงสว่าง แต่ประสิทธิภาพพลังงานที่ใช้จะต่ำ เพราะใช้พลังงานมาก หากติดตั้งโคมไฟในประมาณที่น้อย มีระยะห่างที่มาก ก็อาจจะได้ในเรื่องของประสิทธิภาพพลังงานที่สูง เพราะใช้ไฟน้อย แต่คุณภาพของแสงสว่างที่ได้ก็จะไม่สอดคล้องตามมาตรฐาน ดังนั้นในการออกแบบระบบไฟแสงสว่างภายในอุโมงค์ จึงจำเป็นต้องใช้โคมไฟในปริมาณที่เหมาะสม การจัดวางที่ไม่ห่างเกินไป เพื่อที่คุณภาพของแสงสว่างและประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะได้มีความเหมาะสมต่อผู้ใช้รถใช้ถนน
ในงานวิจัยนี้ได้มีการศึกษาคุณภาพแสงสว่างและปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพแสงสว่างไฟอุโมงค์จากงานวิจัย ข้อมูลในเว็บไซต์ และคู่มือในการใช้งานโปรแกรม ReluxTunnel เบื้องต้น หลังจากนั้นได้ทำการจำลองระบบแสงสว่างในอุโมงค์ด้วยใช้โปรแกรม ReluxTunnel โดยอ้างอิงมาตรฐาน CIE 88-2004 แต่ติดข้อจำกัดในด้านของ Software ทำให้ไม่สามารถดำเนินการได้ ซึ่ง  ส่วนนี้จะมีการเริ่มดำเนินการในช่วงภาคเรียนที่สองหลังจากได้รับการแก้ไข นอกจากนี้งานวิจัยนี้ต้องมีการควบคุมในส่วนของประสิทธิภาพในการใช้พลังงานของหลอดไฟให้สอดคล้องกับคุณภาพของแสงสว่างด้วย เนื่องจากต้องการให้เกิดความคุ้มค่าที่สุดในการใช้งาน และเกิดกำลังสูญเสียในระบบน้อยที่สุด โดยอาจจะมีการเปรียบเทียบกันระหว่างหลอด Fluorescent หลอด High-Pressure Sodium และหลอด LED และอีกหัวข้อหนึ่งที่มีความสำคัญก็คือ ความเป็นไปได้ทางเศรษฐศาสตร์ ซึ่งเป็นข้อมูลในส่วนของ IRR หรือระยะเวลาในการคืนทุนของโครงการ โดยเมื่อเปรียบเทียบกันระหว่างสะพานลอย ทางแยกต่างระดับ และอุโมงค์หรือทางลอดแล้ว พบว่าการสร้างอุโมงค์และการวางระบบแสงสว่างในอุโมงค์นั้น ใช้งบประมาณมากที่สุดเมื่อเทียบกันกับการสร้างจุดตัดบนถนนในรูปแบบอื่น ๆ ซึ่งจะต้องตระหนักและคำนึงถึงงบประมาณที่ใช้และระยะเวลาการคืนทุนด้วย โดยทั้งสองหัวข้อนี้จะมีการเริ่มดำเนินการโครงงานต่อในช่วงภาคเรียนที่สองเช่นเดียวกัน

Project Members

ณัฐพงษ์ พุกเนตร

NATTHAPONG PHUKNATE

#นักศึกษา

Member

กฤตภาส ศรีพอ

KITTAPAS SRIPAUL

#นักศึกษา

Member

จิรายุทธ ข่องแรง

JIRAYUT KHONGRANG

#นักศึกษา

Member

ณัฐพงศ์ ป่งแก้ว

NUDTAPONG PONGKAEW

#นักศึกษา

Member

อรรถพล เง่าพิทักษ์กุล

ATTHAPOL NGAOPITAKKUL

#อาจารย์

Advisor

สัณฐิติ อยู่มาก

Suntiti Yoomak

#อาจารย์

Co-advisor

Vote for this Innovation!