Blogg 24 mars 2016

Avlysning: ett affärscase

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

TSRGD ger lokala myndigheter och tillgångsägare möjlighet att avlysa vissa skyltar och pollare, och det verkar finnas uppenbara besparingar att göra… men sker detta på bekostnad av trafiksäkerheten?

Nyliga och föreslagna regeländringar har minskat de situationer där belysning av skyltar och pollare (i vissa fall) är obligatorisk. Denna lättnad lägger det betungande beslutsfattandet och den därtill hörande risken med avlysning på den lokala myndigheten eller tillgångsägaren. De ställs inför två omedelbara val: att fortsätta belysa de skyltar och pollare där kravet har tagits bort, eller att avlysa och använda retroreflekterande material.

Denna lättnad har lett till en ökad tillgång och efterfrågan på retroreflekterande pollare, det vill säga icke-belysta pollare som reflekterar ljus som träffar ytan för att markera farliga områden, samt många leverantörer av retroreflekterande material för alla typer av vägskyltar. Dessa produkter har den attraktiva fördelen att de helt eliminerar den löpande elkostnaden. Det finns dock flera andra faktorer att beakta när man fattar detta beslut.

Retroreflekterande material har tekniska begränsningar och om de inte hålls rena från smuts, graffiti och till och med dagg minskar effektiviteten avsevärt. Många faktorer, såsom placering, omgivande ljusnivåer och vinkeln i förhållande till betraktaren, påverkar om skylten eller pollaren är tydligt synlig för en trafikant i mörker. Reflekterande ytor ger inte en tillräcklig lösning för att markera potentiellt farliga områden för fotgängare eller cyklister; de innebär också problem för förare av större fordon som sitter betydligt högre upp än sina strålkastare.

Vägledning från DfT angående borttagning av direktbelysning anger: ”det rekommenderas att en robust riskanalys bör ligga till grund för varje sådant beslut från fall till fall”.

En ytterligare notering från Traffic Signs Manual, kapitel 3, anger: ”vissa skyltar kan vara placerade där de inte får tillräcklig belysning från strålkastare och det kan vara klokt att tillhandahålla direktbelysning oavsett de regulatoriska kraven.”

Affärsfallet

Budgetnedskärningar hos lokala myndigheter gör det allt svårare att underhålla befintliga tillgångar, dra nytta av tekniska framsteg och ta tillvara på ny produktutveckling. Det finns många alternativ när det gäller att minska kostnaderna för drift och underhåll av belysta skyltar och pollare. Den här artikeln syftar till att förstå driftskostnaderna för traditionellt internt belysta pollare och skyltar, och analyserar affärsfallet för retroreflekterande produkter jämfört med LED-retrofit av dessa system. I detta arbete har ett antal antaganden gjorts; dessa listas i bilagan till den här artikeln.

Dessutom beaktas säkerhetsaspekterna vid avlysning samt de alternativ som finns tillgängliga för att uppnå en kostnadsminskning och ändå hålla skyltarna direkt belysta.

Driftskostnaderna för en traditionell pollare eller externt belyst skylt kan delas in i följande områden:

Energikostnader
CRC-avgift (kopplad till energiförbrukning)
Rengöringskostnader
Andel av löpande kostnader för lampbyte
Andel av löpande kostnader för skylt/pollare

Pollare

Internt belysta pollare består av en bas, eller fundament, och ett polymerbaserat ”toppstycke”. Basen innehåller ett Gear Tray och rymmer traditionellt 2 eller 3 lysröslampor, som kan drivas av ett magnetiskt eller högfrekvensdon. Toppstycket är en billig del av pollaren som tillverkas i stor volym. När pollaren är tänd ser den ljus och jämn ut, vilket varnar förare om potentiellt farliga områden när den ses från alla vinklar.

Ett pollartoppstycke har normalt en livslängd på 10 år. Därefter kan toppstycket tas bort från basen och ett nytt toppstycke installeras enkelt.

Energiförbrukningen beräknas utifrån effektförbrukningen (kretswatt 30 för 2x11W PL-lampor) och antalet drifttimmar per år (angivet till 4 500 timmar för drift från skymning till gryning).

I takt med att smuts, damm och skräp samlas på pollartoppstyckets yta minskar mängden genomsläppt ljus. Det är därför nödvändigt att rengöra pollarens ytterhölje regelbundet. Hur ofta rengöring krävs beror på den lokala miljön, men ett typiskt rengöringsschema är 1 rengöring per år.

Kostnadsandelen för lampbyte och pollartoppstycke beräknas med hänsyn till produktens förväntade livslängd och den årliga användningen. En översikt över kostnaderna visas nedan:

Figur 2 visar att energikostnader utgör 47 % av de totala driftskostnaderna. För att sänka kostnaderna och samtidigt upprätthålla regelefterlevnad och trafiksäkerhet för alla trafikanter är det viktigt att inrikta sig på varje kostnadspost individuellt, med start i elanvändningen.

RETROREFLEKTERANDE POLLARE

Retroreflekterande pollare eliminerar kostnaderna för energi och lampbyten helt. Däremot ökar kostnaderna för rengöring och löpande utbyte av pollare efter skador avsevärt.

Vid en internt belyst pollare minskar smuts gradvis ljustransmissionen genom toppstycket. En retroreflekterande pollares reflekterande egenskaper kräver dock att ytan är relativt fri från smuts. Det kräver i sin tur en ökad rengöringsfrekvens och därtill hörande underhållskostnader. Periodiskt utbyte av hela pollaren är nödvändigt i takt med att den reflekterande ytan försämras (ca 10-12 år). Eftersom kostnaderna för en retroreflekterande pollare är väsentligt högre än för ett polymertoppstycke, är de löpande utbyteskostnaderna också högre.

Det är värt att notera att det efter en incident kan vara nödvändigt att byta ut pollaren, eftersom den reflekterande ytan kan skadas, vilket ytterligare ökar kostnaderna. Ur ett säkerhetskritiskt perspektiv kan en allvarlig incident orsaka att pollaren bryts av och lossnar helt från marken. I fallet med en retroreflekterande pollare lämnar detta faran helt omärkt, medan när toppstycket bryts av från grunden kommer basplattan fortfarande att vara belyst och fylla en liknande funktion som ett kattöga, vilket ger viss kvarvarande synbarhet.

Figur 3 visar att även om energikostnaderna elimineras ökar andra kostnader avsevärt:

Den totala årliga driftskostnaden minskar med ungefär 33 %. Vid beaktande av de höga initialkostnaderna för att ta bort eller säkra den befintliga strömförsörjningen och kostnaden för den nya pollaren blir dock återbetalningstiden svår att motivera.

LED-RETROFIT POLLARE

LED-retrofits erbjuder fördelen av relativt låg initialkostnad och ger fördelarna med minskad energiförbrukning. Att dessutom behålla den internt belysta pollarkonfigurationen innebär de ytterligare nämnda fördelarna med synbarhet, och det krävs ingen tid eller resurs för att genomföra en detaljerad riskbedömning.

Omvandling till LED med en lampretrofit (jämfört med Gear Tray-byten) möjliggör en ytterst enkel installation med låga kostnader. Det ger också installatören möjlighet att fortsätta ha två separat säkrade ljuskällor snarare än en, vilket rekommenderas i CSS-rapporten. Det ger trygghet i att det fortfarande finns viss belysning om en lampa skulle gå sönder.

Figur 4 visar hur den totala kostnaden minskar, vilket motsvarar en besparing på över 40 %:

Återbetalningstider för jämförelseberäkningarna sammanfattas i diagrammet nedan:

Löpande driftsbesparingar kan uppnås genom avlysning, och kapitalinvesteringar kan stödja användningen av retroreflekterande pollare, men ger detta en tillräcklig lösning för alla trafikanter, särskilt icke-motoriserade användare?

Skyltar

Retroreflekterande skyltar ger en jämförbar belysningsnivå som direktbelysning i många situationer, men de ger inte i sig tillräcklig belysning för att motivera borttagning av all belysning, och hänsyn måste tas till lämplig belysningsmetod för varje situation.

Fullständiga detaljer finns i TSRGD; som sammanfattning är de förhållanden under vilka skyltbelysning fortfarande är ett obligatoriskt krav:

Varnings- och förbudsskyltar där fri höjd är begränsad
Säkerhetskritiska förbudsskyltar
Regulatoriska terminalskyltar, såsom Väjningsplikt, Förbud att köra in, Hastighetsgränser
Motorvägsskyltar
Skyltar på internt belysta pollare

De flesta befintliga belysta skyltar innehåller dubbla lysrör som enkelt kan bytas ut mot LED-retrofit-lampor för att minska energiförbrukningen och det underhåll som krävs för lampbyten. De belysningsnivåer som krävs för internt eller externt belysta skyltar anges i BS EN 12899-1, och alla skyltuppgraderingar eller retrofitalternativ som övervägs bör uppfylla denna standard. Ljusflödesdegradationsvärden (L80) bör också beaktas och inkluderas i beräkningarna för totalkostnad och återbetalningstid.

Energiförbrukningen för en traditionell belyst skylt beräknas som kretswatt 15 (för 1 x 11W PL-lampor) och antalet drifttimmar per år (angivet till 4 500 timmar för drift från skymning till gryning). En översikt över kostnaderna visas nedan.

Liksom för det traditionella pollarsystemet utgör energikostnaderna nästan hälften av de totala driftskostnaderna för en skylt. El- och underhållskostnader är ett centralt målområde för många lokala myndigheter för att minska driftsintäkterna.

RETROREFLEKTERANDE SKYLTAR

Retroreflekterande skyltar eliminerar kostnaderna för energi och lampbyten helt. Däremot ökar kostnaderna för rengöring och löpande utbyte efter skador avsevärt.

Säkerhetsproblem uppstår för förare av större fordon där strålkastarna sitter mycket lägre än förarens sittposition. Retroreflekterande material är utmärkta på att reflektera ljus direkt tillbaka mot ljuskällan med en liten reflexionsvinkel, vilket fungerar bra för bilförare. I lastbilar, bussar och andra stora fordon är dock de ljusnivåer som reflekteras tillbaka till föraren ofta avsevärt lägre. Liksom med retroreflekterande pollare ges cyklister eller fotgängare knappt någon indikation på fara.

Figur 7 visar att även om energikostnaderna elimineras ökar andra kostnader avsevärt.

LED-RETROFIT SKYLTAR

LED-retrofits erbjuder fördelen av relativt låg initialkostnad med fördelarna av minskad energiförbrukning och underhåll. Denna minskning av driftskostnaderna gör det möjligt för lokala myndigheter att upprätthålla belysta skyltar utan behov av avlysning eller fullständigt skylutbyte. Omvandling till LED med en lampretrofit (jämfört med Gear Tray-byten) möjliggör en ytterst enkel installation med låga kostnader.

Figur 8 visar hur den totala kostnaden minskar, vilket motsvarar en besparing på över 40 %.

Återbetalningstider för de tre jämförelseberäkningarna sammanfattas i diagrammet nedan:

Solcellsdrivna, elektroluminescerande skyltar och lågspänningsbelysning är andra tillgängliga alternativ som inte har behandlats i den här artikeln, men det antas att återbetalningstiderna skulle vara liknande de som beräknats för installationer av retroreflekterande produkter.

Slutsats och rekommendationer

Avlysning av trafiksäkerhetsfunktioner bör genomföras med försiktighet, och lämpliga riskbedömningar bör utföras med hänsyn till miljön, områdets användning, smuts och föroreningars påverkan på retroreflekterande material samt den totala kostnads-nyttoanalysen.

Icke-belysta lösningar är möjliga alternativ att beakta i designriskbedömningar för nya installationer. Beräkningarna visar dock att det för befintliga installationer inte finns någon ekonomisk fördel med avlysning, på grund av de höga initialkostnaderna för ombytet och det faktum att investering redan har gjorts för att dra fram elförsörjning till enheten.

Det har visats att en belyst lösning kan vara det mest kostnadseffektiva alternativet och fortsätter att upprätthålla trafiksäkerheten för alla trafikanter, inklusive fotgängare, cyklister och förare av större fordon.

Referenser och vidare läsning:

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 Chapters 3 and 4