Säästupirnidega ei kaasne säästev areng

Selle ajaveebi autori posterartikkel “Säästupirnidega ei kaasne säästev areng” valiti Talveakadeemial publiku lemmikuks. Taveakadeemia on Eesti noorteadlaste igaaastane teaduskonverents, mida korraldavad Eesti Maaülikool, Eesti Kunstiakadeemia, Tallinna Tehnikaülikool, Tallinna Ülikool ja Tartu Ülikool. Talveakadeemia toimus 2012. aastal 2-4.aprillil Narva-Jõesuu sanatooriumis, millest võtis osa 140 noorteadlast.

Autor Tarmo Koppel räägib artiklist ka 4.03.12 Vikerraadio saates Labor

Järgnevalt kokkuvõte artiklist.

Säästupirnide problemaatilised aspektid

Saastelekter
Saastelektriks nimetatakse kõrgsageduslikku müra elektrivõrgus, mis tuleneb kõrgsagedusrežiimil töötavatest impulssadapteritest ning vooluvõrgu sageduse (50Hz) harmoonikutest. Viimaseid genereerivad säästupirnid üsna intensiivselt, erinevalt mitmetest teistest valgustiliikidest

Üks säästupirn ei pruugi tekitada märkimisväärset EM-välja, kuid kümmekond pirni tekitavad kümme korda suurema välja, mis võib juba rolli omada. Samuti tekib töökeskkonna integraalne elektromagnetväli kümnetest, võib-olla sadadest eri allikatest. Seega kui töökeskkonna elektromagnetväljadel saab olema mõju töötaja tervisele, tuleb tähelepanu osutada ka valgustitele.

Valguse tekitamiseks on võimalik kasutada erinevaid tehnoloogiaid, mis on erinevad ka genereeritud elektromagnetvälja suuruse osas. Näiteks hõõglamp ja halogeenpirn tekitavad suhtelised madala EMV. Säästupirn ja päevavalguslamp omavad ehituses elektroonilisi komponente, transformaatoreid, mis tekitavad märkimisväärselt kõrgema EMV kui eelmainitutel.

Valguse spekter
Inimesele mõjub kõige soodsamalt valguse täisspekter ehk päikesevalgus. Päikesevalguse spekter on alati ühtlane täisspekter

Parimad ja ka kallimad valgustustehnoloogiad üritavad jäljendada päikesevalgust. Mõni tehnoloogia jõuab sellele üsna lähedale (metallhalogeniidpirn ja mõned täisspekter päevavalgustorud). Enamkasutatavatest valgustiliikidest esitab kõige kehvema spektri aga just säästupirn. Säästupirni poolt tekitavat valgust nimetatakse pseudovalgeks. See termin väljendab valgust, mis jätab inimsilmale valge valguse mulje, kuid tegelikult ei ole seda.

Fotobioloogia põhimõtete järgi aga vajavad elusorganismid normaalseks funktsioneerimiseks kõiki loomuliku valguse lainepikkusi. Nende puudujäägil tabab aga organismi loomuliku valgustuse puudulikkus, mis võib väljenduda SAD-sündroomina (ing.k. Seasonal Affective Dissorder).

Säästupirnide spekter on hüppeline, üksikute „piikidega”, elavhõbeda või teiste gaaside lainepikkusel, mis jätab silmale petliku mulje valgest valgusest. Inimesed võivad leida ebamugava olevat selliste lampide valguses töötada, eriti lugeda (joonis). Ka silmad võivad sellises mitteharjumuspärases valguses väsida kiiremini.

Suurtes avatud kontorites väsivad inimesed kiiremini ning töötootlikkus on madalam – kõikidel töökohtadel pole tagatud päevavalgus. Akna all istuvad töötajad teevad vähem vigu ning on emotsionaalselt tasakaalukamad.

Vähene päevavalgus (täisspekter valgus) nõrgestab keha loomulikku kaitsesüsteemi. Kaasneb nii füüsiline kui psüühiline stress. Näiteks talveperioodil langeb inimeste immuunsüsteem, viljakus, üleüldine tervis, kasvab väsimus. Ülesannetega ei tulda hästi toime ning instiktiivselt üritatakse olukorda tasakaalustada süsivesikute, alkoholi, kofeiini ja suhkrurikaste toitudega.

Kehv valgustus põhjustab disharmooniat ka inimese ööpäevarütmi tajus. Tulemuseks on päevasel ajal väsimus, uimasus jms nähud; öisel ajal võib aga probleeme olla uinumisega.

Joonis. Valgusallikate spekter – inimesele kõige loomulikum on Päikese valgusspekter, sest paljude teiste valgustite puhul jääb inimesel suur osa eri lainepikkusi saamata.

Valguse värvustemperatuur
Valgustusdisainis on pikka aega aluseks olnud Kruithofi mugavusdiagramm, mis väljendab valguse värvustemperatuuri suhet valgustustihedusse (Kruithof 1941); selle järgi tunnevad inimesed end paremini kõrgematel värvustemperatuuridel, kui ka valgustustihedus on kõrgem.

Värvustemperatuuri mõju inimesele uurides on leitud, et mida kõrgem värvustemperatuur, seda tugevam mõju psüühilisele aktiivsusele: kõrgemad sagedused erutavad rohkem autonoomset närvisüsteemi. Nüüdseks on hästi teada, et täisspekter-valgusti, mis sisaldab ka rohkeim sinise valguse lainepikkusi, parandab inimese töövõimet ja sooritust, kus nägemisvõimel on tähtis roll. Hõõglamp toodab kollakama tooniga valguse, mis sobib hästi eluruumidesse. Enamus säästupirne on nn külma valgusega (ing.k. cool white), mis jätab kalgi ilme ja ei sobi seetõttu kodudesse jm ruumidesse, mis on mõeldud puhkamiseks.

Valguse värelus
Väga vähe on uurimusi tehtud valguse väreluse kohta. Kuid uurimuste andmetel võib siiski üsna kindlalt öelda, et kui valgus väreleb, siis mõjub see negatiivselt inimese kognitiivsetele protsessidele. Eriti peetakse siinjuures silma madalsageduslikku värelust (alla 100 Hertzi). Lisaks sagedusele on tähtsaks näitajaks väreluse modulatsiooniindeks, mis iseloomustab, kui intensiivne värelus on (0 kuni 100%).

Hõõgniidiga lampide värelus on väiksem kui päevavalguslampidel, sest hõõgniidi soojusmahtuvus silub võnke ära. Inimsilmaga pole värelus sagedusel 100Hz nähtav, enamikel juhtumitel isegi mitte sagedusel 50Hz.

Inimestel, kes kannatavad aeg-ajalt migreeni all, võivad neid hooge esile kutsuda ka värelevad valgustid. Migreenihooge võivad põhjustada sagedused kuni 50Hz. Päevavalguslambid võivad lisaks peavaludele põhjustada ka üleväsimust silmade.

Korpus
Vähemärgatav asjaolu säästupirnide juures on pirni korpus. Enamik säästupirne ületavad mõõtudelt hõõglampe. Hõõglampide mõõtmeid arvestades on aga disainitud ja toodetud enamik praegu kodudes ja töökohtades olevaid valgustussüsteeme ja lambikupleid. Säästupirnide kasutuselevõtuga tuleb päevakorda ka nimetatud lambikuplite väljavahetamine, mis omakorda nõuab lisa tootmisvõimsust, rahalisi kulutusi, vanade kuplite utiliseerimist ning seeläbi koormust keskkonnale.

Elavhõbe
Säästupirnide valgustitehnoloogia põhineb peamiselt elavhõbedaaurudel. Kuigi normaalse kasutuse jooksul ei tohiks need gaasid pirni korpusest välja pääseda, võib siiski esineda pirnide purunemisi, mis saastavad elu- või töökeskkonda mürgiste kemikaalidega. Lohutavaks asjaoluks võib siiski pidada, et elavhõbeda kogus säästupirnis on väga väike – neli kuni viis milligrammi.

Elavhõbeda ja teiste mürgiste kemikaalide esinemine säästupirnis seab selle kasutajale ka kohustuse  pärast kasutuse lõppu see utiliseerida ohtlike jäätmete kogumispunkti.

Hõõglamp tootis soojust
Hõõglambi keelustamise peamine argument – energiasääst ei ole pädev meie põhjamaises kliimas, kus tuba pole vaja kütta vaid kolm kuud aastas. Ülejäänud üheksa kuud aastast panustas hõõglamp lisaks valgusallikana ka küttekehana. Seega ei läinud see energia kaotsi.

Kuigi säästupirn tundub möödapääsmatu valik meie kodudes ja töökohtadel, võib käesoleva artikli toel soovitada pigem kahte muud valgustit, mis vabad säästupirnide nõrkustest: halogeenpirn ja LED-lamp. Halogeenpirnid näevad hõõglambi moodi välja, kuid on tehnoloogiliselt arenenumad, võimaldades umbes 30-protsendilist energiasäästu. Halogeenpirnid jagavad hõõglambiga sama spektrit ja värvustemperatuuri ning ei tekita liigseid elektromagnetvälju. Samuti on halogeenpirnid suhteliselt vähese värelusega. Halogeenpirnide ainukeseks miinuseks võib pidada punase tooni poole kalduvat spektrit, mis ei ole sobilik töökohtade valgustamiseks.

Perspektiivika tehnoloogiaga on LED-lambid, millest võib oodata väärikat asendajat hõõglampidele. Enamgi veel, LED-lambid ületavad hõõglampe mitme näitaja poolest: 1) on kõikidest siin räägitud valgustitest kõige energiasäästlikumad; 2) analoogtehnoloogiaga LED-lambid ei tekita saastelektrit; 3) on väga madala värelusindeksiga. LED-lampide ainukeseks miinuseks on ebatäiuslik spekter, mis pole siiski pooltki nii puudulik kui säästupirnil.