Technologické vybavenie diaľničného úseku D1 Lietavská Lúčka – Dubná Skala

V marci 2019 rozviazala Národná diaľničná spoločnosť (NDS) zmluvu s taliansko-slovenským zhotoviteľom úseku D1 Lietavská Lúčka – Višňové – Dubná Skala, združením Salini Impregilo – Dúha.

Verejnú súťaž na naprojektovanie a realizáciu kompletného technologického vybavenia tunela Višňové a informačného systému diaľnice D1 Lietavská Lúčka – Višňové – Dubná Skala vrátane záručného servisu (ďalej „technologického vybavenia“) v podmienkach žltého FIDIC-u uverejnila následne koncom júla 2022. Otváranie ponúk sa uskutočnilo začiatkom marca 2023.

Tunel Višňové má mať celkovú dĺžku 7,5 km, pôjde tak o najdlhší tunel na Slovensku. Celý diaľničný úsek vrátane tunela bude mať 13,5 km. Úsek D1 Lietavská Lúčka – Dubná Skala je súčasťou plánovaného komplexného prepojenia dvoch metropol Slovenska – Bratislavy a Košíc.

Úsek sa začína v križovatke Lietavská Lúčka, kde nadväzuje na predchádzajúci úsek diaľnice D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka. Za križovatkou postupuje trasa diaľnice smerom na východ, pretína katastre obcí Porúbka, Rosina, Višňové až splynie s tunelom Višňové. Tunel prechádza popod vrch Hoblík a po viac ako siedmich kilometroch vyúsťuje do križovatky Dubná Skala a napojí sa na ďalšie pokračovanie D1.

Predpokladaná hodnota zverejnenej zákazky „technologického vybavenia“ bola 71,5 milióna eur bez DPH. Okrem ceny bola kritériom verejnej súťaže aj predĺžená záručná doba, záručný servis a takisto lehota výstavby. Diaľničný úsek D1 Lietavská Lúčka – Dubná Skala s tunelom Višňové mal byť podľa zverejnenej zákazky hotový do konca roka 2024.

Pôvodná lehota predkladania a otvárania ponúk sa zmenila niekoľkokrát, nakoniec zostal platný posledný termín otvárania ponúk 2. marca 2023. Cenové ponuky predložili iba dve spoločnosti. Aj po oddelení stavebných prác od „technologického vybavenia“ tunela Višňové zostáva dodávateľom tohto stavebného diela konzorcium SKANSKA a PORR. To znamená, že zodpovednosť za celkovú dodávku, ako aj za priebežné konzultácie pri výbere technologického vybavenia ponesie toto konzorcium.

Strategické ciele Slovenskej republiky v tejto oblasti

Jedným zo strategických cieľov Slovenskej republiky je zefektívnenie finančných tokov. Pri raste cien všetkých materiálov používaných pri stavbe tunelov, osobitne elektrickej energie, treba podporiť transfer inovácií pri obstarávaní technologického vybavenia tunelov.

V alpských krajinách DACH v nových a revitalizovaných tuneloch už roky úspešne prevádzkujú efektívnejšie a ekologickejšie LED technológie. Podľa národných noriem a smerníc sa projektanti v týchto krajinách orientujú výlučne na kvalitné LED svietidlá najúspešnejších výrobcov s referenciami rádovo v desiatkach tisícoch inštalovaných kusov. LED svietidlá musia mať deklarovanú životnosť a čo najnižšiu poruchovosť.

Zatiaľ je však len niekoľko renomovaných svetových výrobcov, ktorí potvrdia pri obstarávaní záruku na celé LED svietidlo počas životnosti LED modulu 80 000 h, t. j. približne 9 rokov.

Treba tiež spomenúť Nobelovu cenu udelenú v roku 2014 za vynález účinných diód emitujúcich modré svetlo, ktorú získali traja vedci – Isamu Akasaki, Hiroshi Amano a Shuji Nakamura. Tieto svetelné diódy reprezentujú poslednú farbu potrebnú na výrobu bieleho LED svetla.

Základné technické parametre na výpočet/meranie osvetlenia tunela Višňové

Pri výrobe bielej LED z modrej LED sa využíva obdobný princíp vzniku svetla ako v žiarivkách. Spektrum bieleho svetla modulu LED (obr. 1) obsahuje priame svetlo modrej LED a spojité spektrum použitého luminoforu. Optimálnou farbou náteru ostenia tunelovej rúry a stien priečnych prepojení tunela je tak pri použití svietidiel s LED modulmi s náhradnou teplotou chromatickosti 4 000 K a 5 700 K chladnejšia farba RAL 9016 alebo RAL 9010.

Pozn. V tunelovej rúre sa musia s ohľadom na úspornosť a životnosť použiť svietidlá s LED modulmi s náhradnou teplotou chromatickosti 4 000 K (s neutrálne bielou farbou svetla) a všeobecným indexom podania farieb Ra > 70.

Na osvetlenie núdzových zálivov sa odporúča použiť LED moduly s Tcp 5 700 K (so studenou bielou farbou svetla) a všeobecným indexom podania farieb Ra > 65.
Farba RAL 1015 náteru ostenia tunelovej rúry so žltým odtieňom je vhodná pri použití svietidiel s vysokotlakovými sodíkovými výbojkami. Tento odtieň náteru ostenia tunela v prípade LED svietidiel s náhradnou teplotou chromatickosti 4 000 K a 5 700 K je zo svetelnotechnického hľadiska nevhodný.

Pozn.: Výrobcovia LED modulov poskytujú výrobcom LED svietidiel Protokol závislosti elektrických a fotometrických vlastností LED modulov od pracovnej teploty podľa LM-82-12. Tento Protokol však nie je automaticky aplikovateľný pri uvádzaní elektrických a fotometrických vlastností LED svietidiel v dôsledku pravdepodobnej zmeny chladenia miesta prechodu PN a teploty okolia.

Medzi hlavné požiadavky na LED svietidlá patrí potvrdenie o zhode s Európskymi normami, podložené celoeurópskou nezávislou certifikačnou schémou ENEC+, alebo požiadavka vyhotovenia telesa LED svietidla, ako aj boxu predradníka oddeleného od svietidla z materiálu odolného proti korózii. LED svietidlá musia mať dostatočnú elektromagnetickú odolnosť a môžu produkovať iba prípustné elektromagnetické rušenie. Samozrejme, LED svietidlá musia mať overený, resp. patentovaný teplotný manažment a vyhovovať teplote okolia v súlade s Protokolom o určení vonkajších vplyvov.

Bezpodmienečne treba požadovať, aby LED svietidlá boli vyhotovené v triede ochrany I a boli vybavené zariadením na vyrovnanie tlaku vo vnútri telesa. Požaduje sa tiež, aby LED modul a elektrické komponenty inštalované vo svietidle mohol vymieňať iba výrobca, jeho servisný zástupca alebo rovnako kvalifikovaná osoba mimo tunela.

Kvalitu LED svietidiel treba posudzovať predovšetkým podľa:

• rozloženia svietivosti LED svietidla (tzv. EULUMDAT),
• merného výkonu LED svietidla (min. 130 lm/W),
• stupňa krytia LED svietidla (min. IP 66),
• mechanickej odolnosti LED svietidla (min. IK 08).

Krivky svietivosti LED svietidiel sú dostupné v podkladoch výrobcov v elektronickej forme. Medzi najpoužívanejší elektronický formát dát opisujúcich fotometrické vlastnosti svietidiel v Európe patrí tzv. EULUMDAT.

Merný výkon LED svietidla závisí nielen od kvality používaných čipov (triedenie čipov z každej várky sa vykonáva podľa napätia, svetelného toku, farby svetla atď.; na účely tohto triedenia sa používa termín binning), ale aj od optiky (kvality šošoviek) v kombinácii so zložením a hrúbkou luminoforu, ďalej od účinného chladenia miesta prechodu PN a teploty okolia (ide o kontrolu tepelných pomerov LED svietidla prostredníctvom teplotného manažmentu) a pod.

Dodávateľ LED svietidiel musí podľa STN EN 62717 poskytnúť (údaje, ktoré súvisia s ich prevádzkovými požiadavkami):

• prípustnú kombináciu postupného zníženia počiatočného svetelného toku a náhleho poklesu svetelného toku,
• odchýlku náhradnej teploty chromatickosti Tcp.

Pomocou vhodného binningu sa musí zabezpečiť, aby max. odchýlka Tcp LED čipov nebola väčšia ako ±300 K. Na konci predpokladanej životnosti osvetľovacej sústavy 80 000 h sa pri prevádzkovej teplote okolia 25° C dovoľuje podľa STN EN 62717:

• postupné zníženie počiatočného svetelného toku LED svietidla na hodnotu charakterizovanú skratkou L80B10; hodnota B10 vyjadruje, že 10 % LED čipov svietidla nedosahuje hodnotu L80,
• náhly pokles svetelného toku LED svietidla vyjadrený skratkou L0C10; hodnota C10 charakterizuje totálne zlyhanie 10 % LED čipov svietidla.

S cieľom úsporného prepojenie stavebnej a technologickej časti tunela Višňové je nevyhnutné opatriť portálové bloky po celom obvode náterom RAL 7016 s názvom antracitová tmavo šedá farba. Povrch vozovky v rozsahu brzdnej vzdialenosti pred vstupnými portálmi musí byť čo najtmavší (q0 < 0,07 sr-1); treba použiť asfaltový kryt vozovky. Následne povrch vozovky v tuneli treba vyhotoviť zo svetlých materiálov
(q0 > 0,09 sr-1); riešením je cementobetónový kryt vozovky.

Od rozviazania zmluvy s taliansko-slovenským zhotoviteľom úseku D1 Lietavská Lúčka – Višňové – Dubná Skala bolo možné zmerať pri realizovaných portálových blokoch jas L20. Keďže sa tak nestalo, bolo treba využiť zahraničné empirické skúsenosti a predpísať jas L20 na úrovni 4 000 cd/m2.

Rozhodnutie NDS, aby teleso LED svietidiel bolo vyhotovené z nehrdzavejúcej ocele (triedy podľa DIN 1.4571/AISI 316Ti, resp. DIN 1.4435/AISI 316L), je správne. Aby sa predišlo korózii, nie je prípustné používať v tuneli na vyhotovenie nosnej konštrukcie LED svietidiel a boxov predradníkov oddelených od svietidla hliníkové zliatiny, plasty a pod. Túto základnú požiadavku TP 115 nedefinujú. Takisto nikto nespochybňuje požiadavku nehrdzavejúcej ocele na ostatné konštrukčné technológie tunelov, napr. na vetranie tunelov.

Pozn.: Pod pojmom korózia sa všeobecne rozumie reakcia materiálu s okolím. Každé prostredie je charakteristické svojimi fyzikálnochemickými vlastnosťami. Pri opise príslušného prostredia nepostačuje obmedziť sa na hlavné zložky, t. j. konštrukciu LED svietidla – okolie, ale treba zvážiť aj usadzovanie pevných častíc z emisií výfukových plynov na konštrukcii LED svietidla a vplyv ostatných látok.

Preto musí byť konštrukcia LED svietidla riešená tak, aby sa maximálne zabránilo vplyvu korózie. Korodovanie materiálu je dlhodobý proces a projektant musí niesť zodpovednosť za tento stav. Škoda spôsobená koróziou predstavuje zmenu materiálu, ktorá vplýva na jeho vlastnosti.

Energetická náročnosť

Vysoká energetická náročnosť pri špecifikácii zákazky na osvetlenie tunela Višňové nie je v súlade s energetickou politikou EÚ a SR. Predĺženie brzdnej vzdialenosti podľa TP 115, ktorá ovplyvňuje dĺžku osvetlenia vjazdového pásma pri návrhovej rýchlosti 100 km/h a nulovom pozdĺžnom sklone z 93 m na 150 m, je nezodpovedné.

Dosiaľ používaná brzdná vzdialenosť 93 m pri projektovaní väčšiny cestných tunelov na Slovensku garantuje viditeľnosť potrebnú pre plynulú a bezpečnú premávku cez tunel a zrakovú pohodu účastníkov cestnej premávky.

V ukončenej verejnej súťaži na „technologické vybavenie“ tunela Višňové nebola podľa STN P ISO/CIE TS 22012 predpísaná hodnota udržiavacieho činiteľa, ktorý má podstatný vplyv na hospodárnosť prevádzky osvetľovacieho zariadenia (zohľadňuje straty svetla spôsobené znečistením svietidiel a relevantných povrchov tunelových rúr, ako aj poklesom svetelného toku LED modulov).

Výpočet osvetlenia

Od minulého storočia nikto nevykonáva manuálny výpočet osvetlenia cestného tunela. Preto mal byť v súťažných podmienkach predpísaný uniformný softvér (špeciálne vytvorený softvér, ktorý prevedie kompetentnú osobu celým procesom návrhu osvetlenia tunelových rúr na pozemných komunikáciách).

V opačnom prípade, bez validácie použitého softvéru (tzn. experimentálneho potvrdenia a objektívneho dokázania vhodnosti metódy pre jej využitie), nie je možné objektívne vyhodnotiť ponuky uchádzačov.

Jednotnosť výpočtu/merania svetelnotechnických vlastností osvetľovacích sústav tunela je zakotvená v TNI CEN/CR 14380 formou medzinárodne verifikovanej siete kontrolných bodov na povrchu vozovky a stien tunela. Jej akákoľvek náhrada je z hľadiska verejného obstarávania v procese štandardizácie medzinárodného obchodného prostredia neprípustná. Túto skutočnosť nerešpektujú TP 115 kopírovaním siete kontrolných bodov na povrchu vozovky podľa STN 13201-3 určenej na výpočet osvetlenosti/jasu na vozovke otvorenej komunikácie.

Meranie osvetlenia

Rovnako nie je jasná ďalšia požiadavka, aby meranie osvetlenia tunelových rúr bolo vykonané v súlade s vyhláškou MZ SR č. 541/2007 Z. z. s odborne spôsobilou osobou uvedenou v registri odborne spôsobilých osôb Úradu verejného zdravotníctva Slovenskej republiky. Tá sa týka výlučne výpočtu/merania osvetlenosti podľa STN EN 12464-1.

Meranie osvetlenia tunela musia vykonávať skúšobné laboratória s pevným rozsahom akreditácie podľa STN EN ISO/IEC 17025. Skúšobné laboratóriá musia byť spôsobilé rutinne vykonávať meranie vo vymedzenom rozsahu pri používaní špecifikovaných štandardných metód a validovaných modifikácií štandardných metód. Aj z tohto dôvodu nebolo správne odvolávať sa vo verejnej súťaži na „technologické vybavenie“ tunela Višňové na zavádzajúce články TP 115.

Záver

Neúspešnú verejnú súťaž na naprojektovanie a realizáciu kompletného technologického vybavenia tunela Višňové a informačného systému diaľnice D1 Lietavská Lúčka – Višňové – Dubná Skala vrátane záručného servisu by bolo potrebné z pohľadu osvetlenia, najvýznamnejšej položky technologického vybavenia, zrušiť.

Následne je nevyhnutné pripraviť v krátkom termíne v spolupráci s konzorciom SKANSKA a PORR, ako aj odborníkmi (technológmi) novú súťaž, ktorá bude rešpektovať sprejazdnenie úseku D1 Lietavská Lúčka – Višňové – Dubná Skala v pôvodne avizovanom termíne.

Po tomto termíne už nebude možné čerpať staré eurofondy. Minimálnym predpokladom splnenia tejto úlohy je zrušenie platnosti TP 115 do ukončenia ich revízie a využitie finálneho návrhu normy STN 36 0420. Treba pripomenúť, že TP 115 sa už v prípade tunelov Stratená a Prešov ukázali nielen ako nepoužiteľné, ale doslova zavádzajúce.

TEXT: prof. Ing. Pavol Horňák, DrSc., člen TK 7 Pozemné komunikácie a TK 108 Svetlo a osvetlenie ÚNMS SR, expert TK CEN/TC169/WG 6 Osvetlenie tunelov, expert SNAS a spracovateľ STN 36 0420 Osvetlenie. Osvetľovanie tunelov.

Literatúra:

1. Horňák, P.: 2015. Požiadavky na osvetlenie cestných tunelov realizovaných a prevádzkovaných v podmienkach Národnej diaľničnej spoločnosti. Metodická príručka. 2015.
2. Horňák, P.: 2016. Cesty k zníženiu nadmerného presvetlenia vjazdového pásma tunela. In: Inžinierske stavby, 2016, č. 5.
3. Horňák, P.: 2022. Meranie osvetlenia osvetľovacích sústav tunela, priečnych prepojení, ako aj približovacieho a vzďaľovacieho pásma. In: Inžinierske stavby, 2022, č. 3.
4. Horňák, P.: 2022. Aktualizácia ReluxTunnel 2.0. In: Jemná mechanika a optika, 2022, č. 9.
5. Horňák, P.: 2022. Posledný dôležitý míľnik verejného obstarávania na dokončenie úseku D1 Lietavská Lúčka – Dubná Skala s tunelom Višňové. In: Inžinierske stavby, 2022, č. 5.
6. Horňák, P.: 2023. Osvetlenie technologických priestorov tunela. In: Inžinierske stavby, 2023, č. 1.
7. STN 73 7507 Projektovanie cestných tunelov.
8. STN EN 12665 Svetlo a osvetlenie. Základné termíny a kritériá na stanovenie požiadaviek na osvetlenie.
9. TNI CEN/CR 14380 Osvetlenie. Osvetľovanie tunelov.
10. STN 36 0420 Osvetlenie. Osvetľovanie tunelov (návrh).
11.  STN EN 13201-3 Osvetlenie pozemných komunikácií. Časť 3: Svetelnotechnický výpočet.
12. STN EN 13201-4 Osvetlenie pozemných komunikácií. Časť 4: Metódy merania svetelnotechnických vlastností.
13. STN EN 12464-1 Svetlo a osvetlenie. Osvetlenie pracovísk. Časť 1: Vnútorné pracoviská.
14. STN CEN/TS 17165 Svetlo a osvetlenie. Postup pri návrhu osvetľovacej sústavy.
15. STN EN 62722-2-1 Prevádzkové vlastnosti svietidiel. Časť 2-1: Osobitné požiadavky na svietidlá LED.
16. STN P ISO/CIE TS 22012 Svetlo a osvetlenie. Stanovenie udržiavacieho činiteľa. Spôsob určenia.
17. STN ISO/CIE 17025 Všeobecné požiadavky na kompetentnosť skúšobných a kalibračných laboratórií.
18. TP 115 Osvetlenie cestných tunelov.

Článok bol uverejnený v časopise IS 2/2023