"Peaaegu kolmveerand sajandit tagasi saime teadlikuks, et inimene tajub silma sensoritega sinises-rohelises spektrialas valgust pimeajal ja hämarates oludes tundlikumalt. Nüüd pakub just leedvalgustus selles valguse spektrialas meile välisvalgustuses parimat valgustehnilist lahendust," ütleb Varjas.

Oma doktoritöös tutvustab ta uuenduslikku mõõteseadet ja selle kasutamise metoodikat, tänu millele saab tänavavalgustuse planeerimisel arvestada senisest oluliselt rohkemate teguritega. Liikleja jaoks tähendab see tulevikus sõbralikumat tänavavalgustust, aga eeldatavalt ka turvalisemat ja ohutumat liiklust Eestimaa teedel.

Millega täpsemalt tegu on?

Seda, kuidas me valgust tajume, mõjutab Toivo Varjase sõnul palju erinevaid asjaolusid. Kui tänavavalgustus pole nii-öelda silmale hea, võib see tähendada, et valgustuse rajamisel ei ole mõnega neist arvestatud. Näiteks on tähelepanuta jäetud teekatte materjal, teekatte- ja märgistuste peegeldusvõime, valguse langemisnurk või tee kõrval asuvad muud valgusallikad, sealhulgas suured vilkuvad ja säravad leedreklaamid.

Võib ka olla, et arvestatud pole keskkonnaga üleüldises mõttes. Näiteks pole mõeldud, kas tegemist on linna või maapiirkonnaga, kas tee on pikk ja sirge või kurviline, kas ollakse külmas või soojas kliimas, kas läheduses on kõnnitee, ülekäigurada ja nii edasi.

Ühtlasi ei võeta arvesse seda, et inimene tajub päevasel ajal valgustust ja värve hoopis teistsugusena, kui õhtuhämaruses või öösel. Pole ju saladus, et ka sinimustvalge lipp ei paista igas tehisvalguses õiget värvi. Mida teha, et värvid oleks õiged ka suures valgusvihus või pimedal ajal – just sellist nõu käis Toivo Varjas hiljuti ka riigiisadele andmas.

Tänavavalgustuse teemat saab siduda ka psühholoogiaga, sest kõike ei oska inimene ise seletada või mõista. Näiteks selgitab Varjas, et suurema liiklustihedusega ristmikel aitab külmem valgustemperatuur luua ohutumat liikluskeskkonda. Nimelt soodustab see ärkvelolekut ja ümbritseva keskkonna tajumist. Koduses õhkkonnas võidakse aga hommikul eelistada külmemat ja õhtul soojemat valgust. "Muidugi sõltub see inimesest," nendib Varjas.

Normdokumendid on iganenud

Miks on uus lahendus oluline? Peamine põhjus on, et tänavavalgustuse kvaliteedist oleneb suurel määral liiklusohutuse tase, samuti elukeskkonna turvalisus hämaras ja pimeajal.

Toivo Varjase leiutisena väljatöötatud mõõteseadmega saab spektripõhiselt mõõta ja hinnata erinevaid teekatendite pinnalt peegelduvat valgust iseloomustavaid suurusi. Näiteks saab paremat aimdust sõidutee katendi pinna heledusest, heledustegurist, taandatud heledustegurist ja värvsustemperatuurist. 

Seni pole olnud võimalik neid asju ühe seadmega vahetult mõõta ega töösse rakendada. Meie tänavatele jõuavadki juba tänavavalgustid, mis töötavad erinevatel valguse värvsustemperatuuridel. "Kõik see annab võimaluse rakendada valgustust inimesele tajutava valguse ning keskkonna paremaks hindamiseks," selgitab Varjas.

Tänavavalgustuses kasutatavate uute leedvalgusallikate ja teekatendite omadused on oma kiire arenguga tekitanud vastuolulise olukorra, kus valgustust hindavad normdokumendid on oma määratluste osas ajale jalgu jäänud.

"Välisvalgustuses kasutatavad valgustuslahendused, teekatendite uued materjalid ning sideained – kõik need muudavad keskkonda, kus autojuhi vaates teekatendilt peegeldunud valgus," osutab Varjas. Seda iseloomustavad suurusi on tema sõnul vaja hinnata, projekteerida ja mõõta kaasaegsete vahenditega õigetel alustel.

"Seega tekkis teadusuuringute käigus vajadus välja töötada uus mõõtemeetod, mis suurendaks mõõtmise universaalsust, vähendaks oluliselt mõõtetööde mahtu ja tagaks oluliselt suurema mõõtetäpsuse, välistades ilma- ja keskkonnaolude ning kõrvalise häiriva valguse mõju," tõdeb Varjas oma töö kokkuvõttes.

Kuidas uut leiutist kasutada?

Täpsem ja kiirem hindamine toimub järgmiselt. Esiteks jäljendatakse mõõtemeetodi ja selleks kasutatava mõõtevahendi rakendamise tulemusena valgustuspaigaldiste esile kutsutud valgustustihedust iseloomustavaid suurusi. Need väärtused võetaksegi tugiväärtusteks.

Seejärel saab tugiväärtustest lähtuvalt omakorda hinnata teekatendite valguse peegeldust iseloomustavate suuruste väärtusi paljudelt erinevatelt katenditelt, sealhulgas asfalt- ja betoonkatenditelt, ning nendes kasutatud erinevate lisandite puhul.

Viimaks võtab seadme rakendamine pinnalt peegeldunud valguse hindamisel arvesse nähtava valguse spektraalse koostise mõju. Siis võimaldab see välja pakkuda liikluskeskkonnale ohutumaid ning tõhusamaid lahendusi.
Mõõtmise kõrvalmõjude osakaal on seejuures nüüd väiksem.

Varjas rõhutab, et olemasolevate mõõtemeetodite puhul sai tehtud nii mõõtemääramatuse komponentide analüüs kui ka klassifikatsioon. Uus metoodika võimaldab näiteks vähendada mõõtetulemuste kõrvalmõjude osakaalu võimalikult palju. Seega väheneb oluliselt teepinna valgustuse mõõtmistulemuste laiendmääramatus.

Doktoritöös kirjeldatud ja analüüsitud uuenduslik lahendus võimaldab ka oluliselt suuremat mõõtetäpsust. Selle tulemusel langeb mõõtemääramatus seniselt 40–50 protsendilt kuni kümne protsendini.

Tänu oma kasutamise lihtsusele ja suuremale mõõtetäpsusele seisneb uue meetodi ja seadme praktiline väärtus võimaluses kasutada neid eelkõige valgustehnilistel mõõtmistel akrediteeritud mõõtelaborites, mille mõõtetoimingute kohta, sealhulgas mõõtemääramatusele kehtivad kõrgendatud nõuded.

"Uuringud jätkuvad, kuna uued vastavaid omadusi reguleeritavad valgustid alles võetakse välisvalgustuses kasutusele. Neist esimesed on juba katsetamiseks Tartu tänavavalgustusse jõudnud," ütleb Varjas.