Blogs 2016. gada 24. marts

Apgaismojuma samazināšana: ekonomiskais pamatojums

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

TSRGD (Apvienotās Karalistes ceļa zīmju noteikumi) ļauj pašvaldībām un aktīvu īpašniekiem atteikties no dažu zīmju un stabiņu izgaismošanas, un šķiet, ka tas dod acīmredzamu ietaupījumu… bet vai tas nenotiek uz satiksmes drošības rēķina?

Nesenās un plānotās noteikumu izmaiņas ir samazinājušas gadījumu skaitu, kad zīmju un stabiņu izgaismošana (noteiktās situācijās) ir obligāta. Šis atvieglojums uzliek pašvaldībai vai aktīva īpašniekam apgrūtinošu lēmuma pieņemšanu un ar apgaismojuma atslēgšanu saistīto risku. Tiem paliek divas tūlītējas izvēles: turpināt izgaismot tās zīmes un stabiņus, kuriem prasība vairs nav spēkā, vai atslēgt apgaismojumu un izmantot atstarojošu materiālu.

Šī atvieglojuma dēļ ir pieaugusi atstarojošo stabiņu pieejamība un izmantošana. Tie ir neizgaismoti stabiņi, kas atstaro uz to virsmas krītošo gaismu, lai izceltu bīstamo vietu, un tirgū ir arī daudz atstarojošo materiālu piegādātāju visu veidu ceļa zīmēm. Šo produktu pievilcīgā priekšrocība ir tā, ka pastāvīgās elektroenerģijas izmaksas izzūd pavisam. Tomēr, pieņemot šo lēmumu, jāņem vērā vairāki citi apsvērumi.

Atstarojošajiem materiāliem ir tehniski ierobežojumi, un, ja tie netiek tīrīti no netīrumiem, grafiti un pat rasas, to efektivitāte ievērojami samazinās. Daudzi faktori, piemēram, novietojums, apkārtējā apgaismojuma līmenis un leņķis attiecībā pret novērotāju, ietekmē, vai ceļa lietotājs tumsā zīmi vai stabiņu skaidri redz. Atstarojošās virsmas nav pietiekams risinājums, lai izceltu iespējami bīstamās vietas gājējiem vai velosipēdistiem, un tās rada problēmas arī lielāku transportlīdzekļu vadītājiem, kuri sēž daudz augstāk par sava transportlīdzekļa lukturiem.

DfT (Apvienotās Karalistes Transporta departaments) vadlīnijās par tiešā apgaismojuma noņemšanu teikts: „ieteicams, lai katrs šāds lēmums katrā gadījumā atsevišķi balstītos uz rūpīgu riska analīzi”.

Traffic Signs Manual (ceļa zīmju rokasgrāmatas) 3. nodaļā turklāt norādīts: „dažas zīmes var būt izvietotas tur, kur transportlīdzekļu lukturi tās pietiekami neapgaismos, un var būt prātīgi nodrošināt tiešo apgaismojumu neatkarīgi no normatīvajām prasībām.”

Ekonomiskais pamatojums

Pašvaldību budžeta samazinājumi arvien vairāk apgrūtina esošo aktīvu uzturēšanu, tehnoloģiju attīstības izmantošanu un jaunu produktu sniegto ieguvumu izmantošanu. Ir daudz iespēju, kā samazināt izgaismotu zīmju un stabiņu ekspluatācijas un apkopes izmaksas. Šajā rakstā analizējam tradicionālo no iekšpuses izgaismoto stabiņu un zīmju ekspluatācijas izmaksu pozīcijas un salīdzinām atstarojošu produktu izmantošanas ekonomisko pamatojumu ar šo sistēmu LED modernizāciju. Šim nolūkam izdarīti vairāki pieņēmumi; tie uzskaitīti raksta pielikumā.

Turklāt aplūkoti apgaismojuma atslēgšanas drošības aspekti un iespējas samazināt izmaksas, saglabājot zīmju tiešo apgaismojumu.

Tradicionāla stabiņa vai ārēji apgaismotas zīmes ekspluatācijas izmaksas var iedalīt šādās pozīcijās:

Enerģijas izmaksas
CRC maksa (saistīta ar enerģijas patēriņu)
Tīrīšanas izmaksas
Pastāvīgo spuldžu nomaiņas izmaksu daļa
Pastāvīgo zīmju/stabiņu nomaiņas izmaksu daļa

Stabiņi

No iekšpuses izgaismoti stabiņi sastāv no pamatnes jeb fundamenta un polimēra „virsdaļas”. Pamatnē atrodas aprīkojuma plate, un tradicionāli tajā ir 2 vai 3 luminiscences spuldzes, ko var darbināt ar elektromagnētisko vai augstfrekvences droseli. Virsdaļa ir lēta stabiņa daļa, ko ražo lielos apjomos. Izgaismots stabiņš izskatās spilgts un vienmērīgs un no visiem skata leņķiem brīdina transportlīdzekļu vadītājus par iespējami bīstamu vietu.

Stabiņa virsdaļas kalpošanas laiks parasti ir 10 gadi. Pēc tam virsdaļu var atvienot no pamatnes un viegli uzstādīt jaunu.

Enerģijas patēriņu aprēķina pēc patērētās jaudas (ķēdes jauda 30 W ar 2 x 11 W PL spuldzēm) un darba stundu skaita gadā (pieņemts 4 500 stundas darbam no krēslas līdz rītausmai).

Netīrumiem, putekļiem un gružiem nosēžoties uz stabiņa virsdaļas, caurlaistās gaismas daudzums samazinās. Tāpēc stabiņa ārējā virsma periodiski jātīra. Vajadzīgais tīrīšanas biežums ir atkarīgs no vietējās vides, taču tipisks tīrīšanas režīms ir 1 reize gadā.

Izmaksas, kas saistītas ar spuldžu un stabiņa virsdaļas nomaiņu, sadala, ņemot vērā produkta paredzamo kalpošanas laiku un gada lietojumu. Izmaksu pārskats sniegts tālāk:

2. attēlā redzams, ka ar enerģiju saistītās izmaksas veido 47 % no kopējām ekspluatācijas izmaksām. Lai samazinātu izmaksas, vienlaikus ievērojot noteikumus un saglabājot ceļu satiksmes dalībnieku drošību, svarīgi pievērsties katrai izdevumu pozīcijai atsevišķi, sākot ar elektroenerģijas patēriņu.

ATSTAROJOŠIE STABIŅI

Atstarojošie stabiņi pilnībā novērš ar enerģiju un spuldžu nomaiņu saistītās izmaksas. Tomēr ievērojami pieaug tīrīšanas izmaksas un izmaksas par stabiņu pastāvīgu nomaiņu pēc bojājumiem.

No iekšpuses izgaismotam stabiņam netīrumu uzkrāšanās pakāpeniski samazina caur virsdaļu caurlaistās gaismas daudzumu. Taču, lai atstarojošs stabiņš atstarotu gaismu, tā virsmai jābūt samērā tīrai. Tāpēc vajadzīga biežāka tīrīšana, un attiecīgi pieaug apkopes izmaksas šajā pozīcijā. Atstarojošajai virsmai nolietojoties, periodiski jānomaina viss stabiņš (aptuveni ik pēc 10 līdz 12 gadiem). Tā kā atstarojošs stabiņš maksā ievērojami vairāk nekā polimēra stabiņa virsdaļa, arī pastāvīgās nomaiņas izmaksas ir lielākas.

Jāņem vērā, ka pēc negadījuma stabiņš var būt jānomaina, jo atstarojošā virsma var tikt bojāta, un tas vēl vairāk palielina izmaksas. No drošības viedokļa smags negadījums var stabiņu nolauzt, pilnībā atraujot to no zemes. Atstarojoša stabiņa gadījumā bīstamā vieta paliek pilnīgi neapzīmēta, turpretī, ja nolauzta izgaismota stabiņa virsdaļa, pamatnes plāksne joprojām ir izgaismota un darbojas līdzīgi ceļa seguma atstarotājam („kaķacs”), nodrošinot zināmu atlikušo pamanāmību.

3. attēlā redzams, ka, lai gan enerģijas izmaksas izzūd, citas izmaksas ievērojami pieaug:

Kopējās gada ekspluatācijas izmaksas samazinās aptuveni par 33 %. Tomēr, ņemot vērā lielās sākotnējās izmaksas par esošās barošanas noņemšanu vai drošu atslēgšanu un jaunā stabiņa izmaksas, atmaksāšanos ir grūti pamatot.

LED MODERNIZĒTI STABIŅI

LED modernizācijas priekšrocība ir salīdzinoši zemas sākotnējās izmaksas un mazāks enerģijas patēriņš. Turklāt, saglabājot no iekšpuses izgaismotu stabiņu, saglabājas jau minētās redzamības priekšrocības un nav jātērē laiks un resursi detalizētam riska novērtējumam.

Pāreja uz LED, izmantojot modernizācijas spuldzes (salīdzinājumā ar aprīkojuma plates nomaiņu), ļauj ļoti vienkārši veikt uzstādīšanu un saglabāt zemas izmaksas. Tā arī ļauj uzstādītājam saglabāt divus atsevišķi aizsargātus gaismas avotus viena vietā, kā ieteikts CSS ziņojumā; tas garantē, ka, vienai spuldzei sabojājoties, zināms apgaismojums joprojām saglabājas.

4. attēlā redzams, kā kopējās izmaksas samazinās, un ietaupījums pārsniedz 40 %:

Atmaksāšanās laiki visos salīdzinājuma aprēķinos apkopoti grafikā zemāk:

Atslēdzot apgaismojumu, var ietaupīt kārtējos ekspluatācijas izdevumus, un kapitālieguldījumi var atbalstīt atstarojošu stabiņu izmantošanu, bet vai tas ir pietiekams risinājums visiem ceļu satiksmes dalībniekiem, it īpaši nemotorizētajiem?

Zīmes

Atstarojošs zīmju materiāls daudzos apstākļos nodrošina tiešajam apgaismojumam salīdzināmu redzamību, taču pats par sevi tas nenodrošina pietiekamu apgaismojumu, lai pamatotu visa apgaismojuma noņemšanu, un katrā situācijā jāizvērtē piemērotākais apgaismošanas veids.

Pilna informācija pieejama TSRGD; apkopojot, apstākļi, kuros zīmju izgaismošana joprojām ir obligāta, ir šādi:

Brīdinājuma un priekšrakstu zīmes vietās ar ierobežotu brīvo augstumu
Drošībai kritiski svarīgas priekšrakstu zīmes
Priekšrakstu zīmes, kas apzīmē ierobežojuma sākumu vai beigas, piemēram, „Dodiet ceļu”, „Iebraukt aizliegts”, ātruma ierobežojumi
Automaģistrāļu zīmes
Zīmes uz no iekšpuses izgaismotiem stabiņiem

Lielākajā daļā esošo izgaismoto zīmju ir divas luminiscences spuldzes, ko var viegli aizstāt ar LED modernizācijas spuldzēm, lai samazinātu enerģijas patēriņu un spuldžu nomaiņai vajadzīgo apkopes izbraukumu skaitu. No iekšpuses vai ārēji apgaismotu zīmju vajadzīgais apgaismojuma līmenis noteikts standartā BS EN 12899-1, un jebkurai zīmes modernizācijai vai izvēlētajam risinājumam jāatbilst šim standartam. Arī gaismas plūsmas samazināšanās rādītāji (L80) jāņem vērā un jāiekļauj dzīves cikla izmaksu un atmaksāšanās aprēķinos.

Tradicionālas izgaismotas zīmes enerģijas patēriņu aprēķina pēc ķēdes jaudas 15 W (ar 1 x 11 W PL spuldzi) un darba stundu skaita gadā (pieņemts 4 500 stundas darbam no krēslas līdz rītausmai). Izmaksu pārskats sniegts tālāk.

Tāpat kā tradicionālajai stabiņu sistēmai, ar enerģiju saistītās izmaksas veido gandrīz pusi no zīmes kopējām ekspluatācijas izmaksām. Elektroenerģija kopā ar apkopes izmaksām ir galvenā joma, kurā daudzas pašvaldības cenšas samazināt kārtējos izdevumus.

ATSTAROJOŠAS ZĪMES

Atstarojošas zīmes pilnībā novērš ar enerģiju un spuldžu nomaiņu saistītās izmaksas. Tomēr ievērojami pieaug tīrīšanas izmaksas un pastāvīgās nomaiņas izmaksas pēc bojājumiem.

Drošības bažas rodas lielāku transportlīdzekļu vadītājiem, kuru transportlīdzekļa lukturi atrodas daudz zemāk par vadītāja sēdvietu. Atstarojošie materiāli lieliski atstaro gaismu tieši atpakaļ gaismas avota tuvumā ar mazu atstarošanas leņķi, un tas labi der vieglo automašīnu vadītājiem. Taču smagajās kravas automašīnās, autobusos un citos lielos transportlīdzekļos vadītājam atpakaļ atstarotās gaismas līmenis bieži ir ievērojami zemāks. Tāpat kā atstarojošo stabiņu gadījumā, velosipēdistiem vai gājējiem bīstamā vieta ir maz pamanāma.

7. attēlā redzams, ka, lai gan enerģijas izmaksas izzūd, citas izmaksas ievērojami pieaug.

LED MODERNIZĒTAS ZĪMES

LED modernizācijas priekšrocība ir salīdzinoši zemas sākotnējās izmaksas un mazāks enerģijas patēriņš un apkopes apjoms. Šis ekspluatācijas izmaksu samazinājums ļauj pašvaldībām saglabāt izgaismotas zīmes, neatslēdzot apgaismojumu un nenomainot visu zīmi. Pāreja uz LED, izmantojot modernizācijas spuldzes (salīdzinājumā ar aprīkojuma plates nomaiņu), ļauj ļoti vienkārši veikt uzstādīšanu un saglabāt zemas izmaksas.

8. attēlā redzams, kā kopējās izmaksas samazinās, un ietaupījums pārsniedz 40 %.

Atmaksāšanās laiki visos trīs salīdzinājuma aprēķinos apkopoti grafikā zemāk:

Zīmes ar saules enerģiju, elektroluminiscējošas zīmes un zemsprieguma apgaismojums ir citas pieejamās iespējas, kas šajā rakstā nav aplūkotas, taču pieņemams, ka to atmaksāšanās laiki būtu līdzīgi atstarojošo produktu uzstādīšanai aprēķinātajiem.

Secinājumi un ieteikumi

Jebkuru satiksmes drošības elementu apgaismojuma atslēgšana jāveic piesardzīgi, veicot atbilstošus riska novērtējumus un ņemot vērā vidi, teritorijas izmantošanu, netīrumu un piesārņojuma ietekmi uz atstarojošajiem materiāliem un kopējo izmaksu un ieguvumu attiecību.

Neizgaismoti risinājumi ir dzīvotspējīgas iespējas, kas jāizvērtē projektēšanas riska novērtējumā jaunām instalācijām. Tomēr aprēķini rāda, ka esošajām instalācijām apgaismojuma atslēgšana finansiālu ieguvumu nedod, jo nomaiņas sākotnējās izmaksas ir lielas un investīcijas elektroapgādes nodrošināšanai jau ir veiktas.

Ir pierādīts, ka izgaismots risinājums var būt izdevīgākais, un tas arī turpmāk nodrošina satiksmes drošību visiem ceļu satiksmes dalībniekiem, tostarp gājējiem, velosipēdistiem un lielāku transportlīdzekļu vadītājiem.

Atsauces un papildu literatūra:

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