المدونة 24 مارس 2016

إطفاء الإنارة: دراسة جدوى

Getting to grips with the facts and figures of LED vs retro-reflective

تتيح لوائح TSRGD للجهات المحلية ومالكي الأصول خيار إلغاء إنارة بعض اللافتات وأعمدة البولارد، ويبدو أن هناك وفورات واضحة يمكن تحقيقها… لكن هل يأتي ذلك على حساب السلامة المرورية؟

قلّصت التعديلات الأخيرة والمقترحة على اللوائح الحالات التي تكون فيها إنارة اللافتات وأعمدة البولارد إلزامية (في مواقف معينة). ويلقي هذا التخفيف عبء اتخاذ القرار وما يرتبط بإلغاء الإنارة من مخاطر على الجهة المحلية أو مالك الأصول، فيبقى أمامهم خياران مباشران: الاستمرار في إنارة اللافتات وأعمدة البولارد التي أُلغي شرط إنارتها، أو إلغاء إنارتها واستخدام مواد عاكسة ارتدادية.

وقد أدى هذا التخفيف إلى زيادة توفر أعمدة البولارد العاكسة ارتداديًا وفرص استخدامها، وهي أعمدة غير مضاءة تعكس الضوء الساقط على سطحها لإبراز منطقة الخطر، كما ظهر كثير من موردي المواد العاكسة الارتدادية لجميع أنواع لافتات الطرق. وتتميز هذه المنتجات بميزة جذابة، إذ تلغي تكلفة الكهرباء المستمرة تمامًا. غير أن هناك اعتبارات أخرى عديدة ينبغي أخذها في الحسبان عند اتخاذ هذا القرار.

للمواد العاكسة الارتدادية حدود تقنية فعلية، وتتراجع فعاليتها كثيرًا إذا لم تُحفظ نظيفة من الأوساخ والكتابات الجدارية وحتى الندى. وتؤثر عوامل كثيرة، منها الموقع ومستويات الإضاءة المحيطة وزاوية الرؤية بالنسبة إلى الناظر، في مدى وضوح اللافتة أو عمود البولارد لمستخدم الطريق في ساعات الظلام. ولا توفر الأسطح العاكسة حلًا كافيًا لإبراز مناطق الخطر المحتملة للمشاة وراكبي الدراجات، كما تشكّل مشكلة لسائقي المركبات الكبيرة الذين يجلسون أعلى بكثير من مستوى مصابيحها الأمامية.

وتنص إرشادات DfT بشأن إزالة الإنارة المباشرة على أنه «يوصى بأن يستند أي قرار بذلك إلى تحليل مخاطر متين يُجرى لكل حالة على حدة».

وتضيف ملاحظة في دليل لافتات المرور (Traffic Signs Manual)، الفصل 3، أن «بعض اللافتات قد تُركّب في مواقع لا تصلها فيها إضاءة كافية من المصابيح الأمامية للمركبات، وقد يكون من الحكمة توفير إنارة مباشرة لها بغض النظر عن المتطلبات التنظيمية.»

الجدوى الاقتصادية

تزيد تخفيضات ميزانيات الجهات المحلية من صعوبة صيانة الأصول القائمة والاستفادة من التطورات التقنية ومن المنتجات الجديدة. وتتوفر خيارات كثيرة لخفض التكاليف المرتبطة بتشغيل اللافتات وأعمدة البولارد المضاءة وصيانتها. ويسعى هذا المقال إلى فهم بنود تكلفة التشغيل لأعمدة البولارد واللافتات التقليدية المضاءة داخليًا، ويدرس الجدوى الاقتصادية لاستخدام المنتجات العاكسة الارتدادية مقارنةً بتحديث هذه الأنظمة إلى LED. وقد اعتمدنا لذلك عدة افتراضات مدرجة في ملحق هذا المقال.

كما نتناول عوامل السلامة المرتبطة بإلغاء الإنارة، والخيارات المتاحة لخفض التكاليف مع إبقاء اللافتات مضاءة إنارة مباشرة.

يمكن تقسيم تكاليف التشغيل المرتبطة بعمود البولارد التقليدي أو اللافتة المضاءة خارجيًا إلى البنود التالية:

تكاليف الطاقة
رسوم CRC (المرتبطة باستهلاك الطاقة)
تكاليف التنظيف
حصة التكاليف المستمرة لاستبدال المصابيح
حصة التكاليف المستمرة لاستبدال اللافتات وأعمدة البولارد

أعمدة البولارد

يتكون عمود البولارد المضاء داخليًا من قاعدة أو أساس، ومن «رأس» مصنوع من البوليمر. وتحتوي القاعدة على صينية تجهيزات تضم عادةً 2 أو 3 مصابيح فلورسنت، يمكن تشغيلها بكابح مغناطيسي أو عالي التردد. أما الرأس فهو جزء منخفض التكلفة يُصنع بكميات كبيرة. وعند إضاءته يبدو عمود البولارد ساطعًا ومتجانسًا، فينبّه السائقين من جميع الزوايا إلى منطقة خطر محتملة.

يبلغ العمر التشغيلي لرأس البولارد عادةً 10 أعوام، وبعدها يمكن فصله عن القاعدة وتركيب رأس جديد بسهولة.

يُحسب استهلاك الطاقة من القدرة المستهلكة (قدرة الدائرة 30 واط لمصباحي PL بقدرة 2x11W) ومن عدد ساعات التشغيل السنوية (4,500 ساعة للتشغيل من الغسق حتى الفجر).

مع تراكم الأوساخ والغبار والحطام على سطح رأس البولارد تتراجع كمية الضوء النافذة منه، لذا يلزم تنظيف السطح الخارجي دوريًا. ويعتمد معدل التنظيف المطلوب على البيئة المحلية، لكن النظام المعتاد هو التنظيف بمعدل 1 مرة في العام.

تُحسب حصص تكاليف استبدال المصابيح ورأس البولارد بمراعاة العمر المتوقع للمنتج والاستخدام السنوي. ويعرض ما يلي نظرة عامة على التكاليف:

يُظهر الشكل 2 أن تكاليف الطاقة تمثّل 47% من إجمالي تكاليف التشغيل. ولخفض التكاليف مع الحفاظ على الامتثال للوائح وعلى سلامة مستخدمي الطريق، من المهم معالجة كل بند إنفاق على حدة، بدءًا باستهلاك الكهرباء.

أعمدة البولارد العاكسة ارتداديًا

تلغي أعمدة البولارد العاكسة ارتداديًا تكاليف الطاقة واستبدال المصابيح تمامًا، غير أن تكاليف التنظيف والاستبدال المستمر للأعمدة بعد تعرضها للتلف ترتفع كثيرًا.

في عمود البولارد المضاء داخليًا، يقلل تراكم الأوساخ تدريجيًا من نفاذ الضوء عبر الرأس. أما الخصائص العاكسة لعمود البولارد العاكس ارتداديًا فتتطلب سطحًا نظيفًا نسبيًا، ما يستدعي زيادة معدل التنظيف وما يتبعه من تكاليف صيانة في هذا البند. كما يلزم استبدال العمود بالكامل دوريًا مع تدهور السطح العاكس (نحو 10-12 عامًا). ولأن تكلفة عمود البولارد العاكس ارتداديًا أعلى بكثير من تكلفة رأس البولارد البوليمري، فإن تكاليف الاستبدال المستمرة أعلى كذلك.

وتجدر الإشارة إلى أنه قد يلزم استبدال العمود بعد أي حادث، لأن السطح العاكس قد يتضرر، ما يزيد التكاليف أكثر. ومن منظور السلامة، قد يؤدي حادث شديد إلى اقتلاع العمود وفصله عن الأرض تمامًا. وفي حالة عمود البولارد العاكس ارتداديًا يبقى الخطر عندها دون أي علامة، في حين أنه عند اقتلاع رأس البولارد المضاء تبقى اللوحة القاعدية مضاءة، فتؤدي وظيفة مشابهة لعيون القطط الأرضية وتوفر قدرًا من الوضوح المتبقي.

يُظهر الشكل 3 أنه رغم إلغاء تكاليف الطاقة، ترتفع بنود أخرى كثيرًا:

تنخفض تكلفة التشغيل السنوية الإجمالية بنحو 33%. لكن عند احتساب التكاليف الأولية المرتفعة لإزالة التغذية الكهربائية القائمة أو تأمينها، وتكلفة العمود الجديد، يصعب تبرير فترة الاسترداد.

أعمدة البولارد المحدّثة إلى LED

يتميز التحديث إلى LED بتكلفة أولية منخفضة نسبيًا مع خفض استهلاك الطاقة. كما أن الإبقاء على نظام البولارد المضاء داخليًا يحافظ على مزايا الوضوح التي ناقشناها، ولا يتطلب وقتًا أو موارد لإجراء تقييم مخاطر مفصل.

يتيح التحويل إلى LED باستخدام مصابيح بديلة (مقارنةً باستبدال صواني التجهيزات) تركيبًا بسيطًا للغاية مع إبقاء التكاليف منخفضة. كما يتيح للمركّب الإبقاء على مصدرين ضوئيين بمصهرين منفصلين بدلًا من مصدر واحد، كما يوصي تقرير CSS، ما يضمن استمرار توفر بعض الضوء إذا تعطل أحد المصباحين.

يُظهر الشكل 4 كيف تنخفض التكلفة الإجمالية بما يعادل وفرًا يتجاوز 40%:

يلخص الرسم البياني أدناه فترات الاسترداد في حسابات المقارنة؛

يمكن تحقيق وفورات في الميزانية التشغيلية بإلغاء الإنارة، ويمكن للاستثمار الرأسمالي أن يدعم استخدام أعمدة البولارد العاكسة ارتداديًا، لكن هل يوفر ذلك حلًا كافيًا لجميع مستخدمي الطريق، ولا سيما غير المستخدمين للمركبات الآلية؟

اللافتات

توفر مواد اللافتات العاكسة الارتدادية في حالات كثيرة مستوى إضاءة مماثلًا للإنارة المباشرة، لكنها لا توفر وحدها إضاءة كافية تبرر إزالة الإنارة كليًا، ولا بد من دراسة طريقة الإنارة المناسبة لكل حالة.

ترد التفاصيل الكاملة في لوائح TSRGD، وتلخيصًا لها، تبقى إنارة اللافتات شرطًا إلزاميًا في الحالات التالية؛

لافتات التحذير واللافتات التنظيمية حيث يكون الارتفاع الحر محدودًا
اللافتات التنظيمية الحرجة للسلامة
اللافتات التنظيمية الطرفية، مثل أفسح الطريق وممنوع الدخول وحدود السرعة
لافتات الطرق السريعة
اللافتات المثبتة على أعمدة البولارد المضاءة داخليًا

تحتوي معظم اللافتات المضاءة الحالية على أنبوبي فلورسنت يسهل استبدالهما بمصابيح LED بديلة لخفض استهلاك الطاقة وتقليل زيارات الصيانة اللازمة لاستبدال المصابيح. وتحدد مواصفة BS EN 12899-1 مستويات الإضاءة المطلوبة للافتات المضاءة داخليًا أو خارجيًا، وينبغي أن يكون أي خيار لترقية اللافتات أو تحديثها متوافقًا مع هذه المواصفة. كما ينبغي مراعاة أرقام انخفاض التدفق الضوئي (L80) وإدراجها ضمن حسابات تكلفة دورة الحياة الكاملة وفترة الاسترداد.

يُحسب استهلاك الطاقة للافتة المضاءة التقليدية على أساس قدرة دائرة 15 واط (لمصباح PL واحد بقدرة 1 x 11W) وعدد ساعات التشغيل السنوية (4,500 ساعة للتشغيل من الغسق حتى الفجر). ويعرض ما يلي نظرة عامة على التكاليف.

كما في نظام البولارد التقليدي، تمثّل تكاليف الطاقة نحو نصف إجمالي تكاليف تشغيل اللافتة. وتُعد الكهرباء، إلى جانب تكاليف الصيانة، مجالًا رئيسيًا تستهدفه جهات محلية كثيرة لخفض النفقات التشغيلية.

اللافتات العاكسة ارتداديًا

تلغي اللافتات العاكسة ارتداديًا تكاليف الطاقة واستبدال المصابيح تمامًا، غير أن تكاليف التنظيف والاستبدال المستمر بعد التلف ترتفع كثيرًا.

وتُثار مخاوف تتعلق بالسلامة لسائقي المركبات الكبيرة، إذ تكون مصابيحها الأمامية أدنى بكثير من موضع جلوسهم. فالمواد العاكسة الارتدادية ممتازة في إعادة الضوء مباشرةً نحو محيط مصدره بزاوية انعكاس صغيرة، وهو ما يناسب سائقي السيارات. أما في الشاحنات الثقيلة (HGVs) والحافلات وغيرها من المركبات الكبيرة، فكثيرًا ما تكون مستويات الضوء المنعكس نحو السائق أدنى بكثير. وكما في أعمدة البولارد العاكسة ارتداديًا، لا تنبّه هذه اللافتات راكبي الدراجات أو المشاة إلى المخاطر إلا قليلًا.

يُظهر الشكل 7 أنه رغم إلغاء تكاليف الطاقة، ترتفع بنود أخرى كثيرًا.

اللافتات المحدّثة إلى LED

يتميز التحديث إلى LED بتكلفة أولية منخفضة نسبيًا مع خفض استهلاك الطاقة ومتطلبات الصيانة. ويتيح هذا الانخفاض في تكاليف التشغيل للجهات المحلية الإبقاء على اللافتات المضاءة دون الحاجة إلى إلغاء إنارتها أو استبدالها بالكامل. كما يتيح التحويل إلى LED باستخدام مصابيح بديلة (مقارنةً باستبدال صواني التجهيزات) تركيبًا بسيطًا للغاية مع إبقاء التكاليف منخفضة.

يُظهر الشكل 8 كيف تنخفض التكلفة الإجمالية بما يعادل وفرًا يتجاوز 40%.

يلخص الرسم البياني أدناه فترات الاسترداد في حسابات المقارنة الثلاث؛

تُعد اللافتات العاملة بالطاقة الشمسية واللافتات الكهروضيائية والإنارة منخفضة الجهد خيارات أخرى متاحة لم يتناولها هذا المقال، لكننا نفترض أن فترات استردادها ستكون مماثلة لتلك المحسوبة لتركيبات المنتجات العاكسة الارتدادية.

الخلاصة والتوصيات

ينبغي التعامل بحذر مع إلغاء إنارة أي عنصر من عناصر السلامة المرورية، وإجراء تقييمات المخاطر المناسبة، مع مراعاة البيئة وطبيعة استخدام المنطقة وأثر الأوساخ والتلوث على المواد العاكسة الارتدادية، والموازنة الشاملة بين التكلفة والفائدة.

تُعد الحلول غير المضاءة خيارات مجدية تستحق الدراسة ضمن تقييمات مخاطر التصميم في المنشآت الجديدة تحديدًا. غير أن الحسابات تُظهر أنه لا توجد فائدة مالية من إلغاء الإنارة في المنشآت القائمة، بسبب ارتفاع التكلفة الأولية للتغيير، ولأن الاستثمار في توفير التغذية الكهربائية للوحدة قد تم بالفعل.

وقد تبيّن أن استخدام حل مضاء قد يكون الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة، وأنه يحافظ على السلامة المرورية لجميع المستخدمين، بمن فيهم المشاة وراكبو الدراجات وسائقو المركبات الكبيرة.