Blogi 24. märts 2016

Valgustusest loobumine: äriline põhjendus

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

TSRGD annab kohalikele omavalitsustele ja varade omanikele võimaluse loobuda teatud liiklusmärkide ja liikluspostide valgustamisest. Säästud tunduvad ilmsed… kuid kas see toimub liiklusohutuse arvelt?

Hiljutised ja kavandatavad eeskirjade muudatused on vähendanud olukordi, kus liiklusmärkide ja liikluspostide valgustamine on (teatud juhtudel) kohustuslik. See leevendus paneb koormava otsustamise ja valgustusest loobumisega kaasneva riski kohaliku omavalitsuse või vara omaniku kanda. Neil on kohe kaks valikut: jätkata nende liiklusmärkide ja liikluspostide valgustamist, mille puhul nõue on kaotatud, või loobuda valgustusest ja kasutada helkurmaterjali.

Leevenduse järel on turul rohkem helkurkattega liikluspostide pakkumisi ja võimalusi. Tegemist on valgustamata liikluspostiga, mis peegeldab pinnale langevat valgust ja tõstab nii ohtliku koha esile. Samuti on palju helkurmaterjalide tarnijaid igat tüüpi liiklusmärkide jaoks. Nende toodete ahvatlev eelis on, et jooksvad elektrikulud kaovad täielikult. Selle otsuse tegemisel tuleb aga arvestada mitme muu asjaoluga.

Helkurmaterjalidel on tehnilised piirangud ning kui neid ei hoita puhtana mustusest, grafitist ja isegi kastest, väheneb nende tõhusus oluliselt. Paljud tegurid, nagu paigutus, ümbritseva valguse tase ja nurk vaatleja suhtes, mõjutavad seda, kas liiklusmärk või liikluspost on liiklejale pimedal ajal selgelt nähtav. Peegeldavad pinnad ei ole piisav lahendus jalakäijatele ega jalgratturitele ohtlike kohtade esiletõstmiseks ning tekitavad probleeme ka suuremate sõidukite juhtidele, kes istuvad oma esituledest palju kõrgemal.

Ühendkuningriigi transpordiministeeriumi (DfT) juhis otsese valgustuse eemaldamise kohta ütleb: „iga sellise otsuse aluseks peaks olema põhjalik riskianalüüs, mis tehakse iga juhtumi puhul eraldi“.

Liiklusmärkide käsiraamatu (Traffic Signs Manual) 3. peatüki täiendav märkus ütleb: „mõned liiklusmärgid võivad asuda kohas, kus esitulede valgus neid piisavalt ei valgusta, ning seetõttu võib olla mõistlik tagada otsene valgustus olenemata eeskirjade nõuetest.“

Majanduslik põhjendus

Kohalike omavalitsuste eelarvekärped muudavad üha keerulisemaks olemasolevate varade hooldamise, tehnoloogiliste edusammude kasutamise ja uute toodete arenduse eelistest kasu saamise. Valgustatud liiklusmärkide ja liikluspostide käitamise ja hoolduse kulude vähendamiseks on palju võimalusi. Selles artiklis uurime traditsiooniliste seestvalgustatud liikluspostide ja liiklusmärkide käituskulude valdkondi ning võrdleme helkurtoodete kasutamise majanduslikku põhjendust nende süsteemide LED-ümberehitusega. Selleks on tehtud mitu eeldust, mis on loetletud artikli lisas.

Lisaks käsitleme valgustusest loobumise ohutustegureid ning võimalusi kulude vähendamiseks nii, et liiklusmärgid jäävad otse valgustatuks.

Traditsioonilise liikluspostiga või väljastpoolt valgustatud liiklusmärgiga seotud käituskulud saab jagada järgmisteks valdkondadeks:

Energiakulud
CRC tasu (seotud energiatarbimisega)
Puhastuskulud
Jooksvate lambivahetuse kulude jaotus
Jooksvate liiklusmärgi või liikluspostiga seotud kulude jaotus

Liikluspostid

Seestvalgustatud liikluspost koosneb alusest ehk vundamendist ja polümeerist „kuplist“. Alusel asub seadmeplaat, millel on traditsiooniliselt 2 või 3 luminofoorlampi, mida toidab magnetiline või kõrgsageduslik liiteseadis. Kuppel on liikluspostis odav osa, mida toodetakse suurtes kogustes. Valgustatud liikluspost paistab igast suunast vaadates ere ja ühtlane ning hoiatab juhte võimalikust ohtlikust kohast.

Liiklusposti kupli kasutusiga on tavaliselt 10 aastat. Pärast seda saab kupli aluselt eemaldada ja uue kupli hõlpsasti paigaldada.

Energiatarve arvutatakse tarbitava võimsuse (ahela võimsus 30 W, lambid 2 x 11 W PL) ja aastaste töötundide põhjal (hämarikust koiduni töötamisel 4 500 tundi).

Kui liiklusposti kupli pinnale koguneb mustust, tolmu ja prahti, väheneb läbi kupli pääseva valguse hulk. Seetõttu tuleb liiklusposti välispinda perioodiliselt puhastada. Vajalik puhastussagedus sõltub kohalikust keskkonnast, kuid tavaline on 1 puhastus aastas.

Lampide ja kupli vahetamisega seotud kulude jaotus arvutatakse toote eeldatava eluea ja aastase kasutuse põhjal. Kulude ülevaade on toodud allpool:

Jooniselt 2 on näha, et energiaga seotud kulud moodustavad 47% kogu käituskuludest. Et vähendada kulusid ning täita samal ajal eeskirjade nõuded ja tagada liiklejate ohutus, tuleb iga kuluvaldkonda käsitleda eraldi, alustades elektritarbimisest.

HELKURKATTEGA LIIKLUSPOSTID

Helkurkattega liikluspostide puhul kaovad energia- ja lambivahetuskulud täielikult. Samas suurenevad oluliselt puhastuskulud ning kahjustuste järel liikluspostide väljavahetamise kulud.

Seestvalgustatud liikluspostil vähendab mustuse kogunemine järk-järgult läbi kupli pääseva valguse hulka. Helkurkattega liikluspost peab aga peegeldusomaduste säilitamiseks olema suhteliselt puhas. Seetõttu tuleb seda sagedamini puhastada ja selle valdkonna hoolduskulud kasvavad. Kui peegeldav pind kulub (ligikaudu 10 kuni 12 aastaga), tuleb kogu liikluspost perioodiliselt välja vahetada. Kuna helkurkattega liikluspost on oluliselt kallim kui polümeerist kuppel, on ka jooksvad väljavahetamise kulud suuremad.

Tasub märkida, et pärast liiklusõnnetust võib olla vaja liikluspost välja vahetada, sest peegeldav pind võib olla kahjustatud, mis suurendab kulusid veelgi. Ohutuse seisukohalt võib raske õnnetus liiklusposti maast täielikult lahti murda. Helkurkattega liikluspostide puhul jääb oht siis üldse märgistamata, samas kui seestvalgustatud liiklusposti kupli maast lahti murdumisel jääb alusplaat endiselt valgustatuks ja täidab teekunni sarnast ülesannet, andes teatud jääknähtavuse.

Jooniselt 3 on näha, et kuigi energiakulud kaovad, suurenevad teised kulud märkimisväärselt:

Aastased käituskulud vähenevad kokku umbes 33%. Kui aga arvestada olemasoleva toiteühenduse eemaldamise või ohutuks muutmise suuri alguskulusid ja uue liiklusposti maksumust, on tasuvust raske põhjendada.

LED-ÜMBEREHITUSEGA LIIKLUSPOSTID

LED-ümberehituse eelis on suhteliselt väikesed alguskulud ja samal ajal väiksem energiatarve. Lisaks säilivad seestvalgustatud liiklusposti lahenduse puhul eespool käsitletud nähtavuse eelised ning üksikasjaliku riskihindamise jaoks pole vaja aega ega ressursse.

Üleminek LED-ile lambi vahetamise teel (võrreldes seadmeplaadi vahetusega) võimaldab väga lihtsat paigaldust ja hoiab kulud madalal. Samuti saab paigaldaja säilitada ühe asemel kaks eraldi kaitsmega valgusallikat, nagu soovitab CSS aruanne; see annab kindluse, et ühe lambi rikke korral on endiselt osa valgust olemas.

Jooniselt 4 on näha, kuidas kogukulud vähenevad, mis tähendab üle 40% säästu:

Võrdlusarvutuste tasuvusajad on kokku võetud alloleval graafikul:

Valgustusest loobudes saab jooksvaid kulusid kokku hoida ja kapitaliinvesteering võib toetada helkurkattega liikluspostide kasutamist, kuid kas see on piisav lahendus kõigile liiklejatele, eriti mittemootorsõidukitega liiklejatele?

Liiklusmärgid

Helkurkattega liiklusmärkide materjal annab paljudel juhtudel otsese valgustusega võrreldava nähtavuse, kuid ainuüksi sellest ei piisa, et õigustada kogu valgustuse eemaldamist, ning iga olukorra jaoks tuleb kaaluda sobivat valgustusviisi.

Täielikud üksikasjad on toodud TSRGD-s; kokkuvõttes on liiklusmärkide valgustamine endiselt kohustuslik järgmistel juhtudel:

hoiatus- ja reguleerivad märgid, kus vaba kõrgus on piiratud;
ohutuse seisukohalt kriitilised reguleerivad märgid;
reguleerivad lõppmärgid, näiteks „Anna teed“, „Sissesõidu keeld“ ja kiiruspiirangud;
kiirteede liiklusmärgid;
seestvalgustatud liikluspostidel olevad märgid.

Enamikus olemasolevates valgustatud liiklusmärkides on kaks luminofoortoru, mida saab hõlpsasti asendada LED-asenduslampidega, et vähendada energiatarvet ja lambivahetuseks vajalikke hoolduskäike. Seest või väljast valgustatud liiklusmärkide nõutav valgustase on määratud standardis BS EN 12899-1 ning iga kaalutav liiklusmärgi uuendus või ümberehitus peab sellele standardile vastama. Olelusringi kulude ja tasuvusarvutuste puhul tuleb arvesse võtta ka valgusvoo vähenemise näitajaid (L80).

Traditsioonilise valgustatud liiklusmärgi energiatarve arvutatakse ahela võimsuse 15 W (1 x 11 W PL-lamp) ja aastaste töötundide põhjal (hämarikust koiduni töötamisel 4 500 tundi). Kulude ülevaade on toodud allpool.

Nagu traditsioonilise liiklusposti süsteemi puhul, moodustavad energiaga seotud kulud ligi poole liiklusmärgi kogu käituskuludest. Elekter ja hoolduskulud on paljude kohalike omavalitsuste jaoks peamised valdkonnad, kus jooksvaid kulusid vähendada.

HELKURKATTEGA LIIKLUSMÄRGID

Helkurkattega liiklusmärkide puhul kaovad energia- ja lambivahetuskulud täielikult. Samas suurenevad oluliselt puhastuskulud ning kahjustuste järel väljavahetamise kulud.

Ohutusprobleeme tekib suuremate sõidukite juhtidel, kelle esituled asuvad istumiskõrgusest palju madalamal. Helkurmaterjalid peegeldavad valgust väga hästi otse valgusallika lähedusse väikese peegeldusnurga all, mis sobib sõiduautode juhtidele. Veoautodes, bussides ja teistes suurtes sõidukites on juhini tagasi peegelduva valguse tase aga sageli oluliselt madalam. Nagu helkurkattega liikluspostide puhul, annavad need jalgratturitele ja jalakäijatele ohtudest vähe märku.

Jooniselt 7 on näha, et kuigi energiakulud kaovad, suurenevad teised kulud märkimisväärselt.

LED-ÜMBEREHITUSEGA LIIKLUSMÄRGID

LED-ümberehituse eelis on suhteliselt väikesed alguskulud ning samal ajal väiksem energiatarve ja hooldusvajadus. Käituskulude vähenemine võimaldab kohalikel omavalitsustel liiklusmärke valgustatuna hoida, ilma et peaks valgustusest loobuma või kogu liiklusmärki välja vahetama. Üleminek LED-ile lambi vahetamise teel (võrreldes seadmeplaadi vahetusega) võimaldab väga lihtsat paigaldust ja hoiab kulud madalal.

Jooniselt 8 on näha, kuidas kogukulud vähenevad, mis tähendab üle 40% säästu.

Kolme võrdlusarvutuse tasuvusajad on kokku võetud alloleval graafikul:

Päikeseenergial töötavad ja elektroluminestsentsmärgid ning madalpingevalgustus on muud võimalikud lahendused, mida selles artiklis ei käsitletud, kuid eeldatavalt on nende tasuvusajad sarnased helkurtoodete paigalduste puhul arvutatutega.

Kokkuvõte ja soovitused

Liiklusohutuse elementide valgustusest tuleks loobuda ettevaatlikult ning pärast asjakohaseid riskihindamisi, võttes arvesse keskkonda, ala kasutust, mustuse ja saaste mõju helkurmaterjalidele ning kulude ja kasu üldist suhet.

Valgustamata lahendused on kaalumist väärt võimalused projekteerimise riskihindamisel uute paigaldiste puhul. Arvutused näitavad aga, et olemasolevate paigaldiste puhul pole valgustusest loobumisel rahalist kasu, sest muutmise alguskulud on suured ja seadme elektritoitesse on juba investeeritud.

On näidatud, et valgustatud lahendus võib olla kõige kulutõhusam ning tagab jätkuvalt liiklusohutuse kõigile liiklejatele, sealhulgas jalakäijatele, jalgratturitele ja suuremate sõidukite juhtidele.

Viited ja lisalugemine:

CSS SL5/2007 Guidance on the lighting requirement for traffic signs and bollards (2007)
Traffic Sign Regulations General Directions, 2002, Amendment 2 (2011)
Traffic Signs Manual, peatükid 3 ja 4