Issuu on Google+

Verktækni Tímarit VFÍ / TFÍ 3. TBL. 19. ÁRG. 2013

Verkfræðingafélag Íslands / Tæknifræðingafélag Íslands

03/2013


2 / VERKTÆKNI

CAD ehf. Skúlagata 10 IS-101 - Reykjavik - Iceland tel: +354 552 3990 www. cad.is - cad@cad.is


LEIÐARINN Breytt útgáfa

Málþing 13. september Raki og mygla í byggingum – heilsa, forvarnir, aðgerðir Haldið á Grand Hótel Reykjavík, Sigtúni 38. Fundarstjórar: Sigurður Guðmundsson, fyrrv. landlæknir og forseti Heilbrigðisvísindasviðs HÍ og Ríkharður Kristjánsson, verkfræðingur Málþingið er skipulagt af samtökunum IceIAQ, Íslandsdeild IAQ (Indoor Air Quality), Mannvirkjastofnun, Samtökum iðnaðarins, Nýsköpunarmiðstöð, Arkitektafélagi Íslands, Verkfræðingafélagi Íslands, Tæknifræðingafélagi Íslands og Byggingafræðingafélagi Íslands. Dagskrá og nánari upplýsingar eru birtar á vefsíðum VFÍ og TFÍ, vfi.is og tfi.is

Ert þú í öruggum höndum? Vinnuveitendum er skylt að greiða framlög í sjúkra- eða styrktarsjóð fyrir félagsmenn. Mikilvæg réttindi fást með aðild að sjúkra- og styrktarsjóðum VFÍ og KTFÍ. Þau skapast við lögbundið framlag atvinnurekanda í sjúkrasjóð eða styrktarsjóð. Félagsmenn eru hvattir til að ganga úr skugga um að þessi iðgjöld séu greidd, annars geta mikilvæg réttindi glatast, til dæmis í erfiðum veikindum. Athugið að full aðild er ekki tryggð nema greiðslur berist samfellt í sex mánuði. Sjóðirnir tryggja fjárhagslegt öryggi félagsmanna og þeirra nánustu þegar þörf er á aðstoð vegna sjúkdóma, slysa og andláts. Markmið þessara öflugu tryggingasjóða er að styrkja sjóðfélaga og fjölskyldur þeirra ef þeir verða fyrir fjárhagslegum áföllum. Auk þess styrkja sjóðirnir félaga sína meðal annars með viðbótarframlagi í fæðingarorlofi auk annara greiðslna, til dæmis vegna heilsuverndar og líkamsræktar.

Ert þú félagi í þessum sjóðum? Sjúkrasjóður KTFÍ, Fjölskyldu- og styrktarsjóður KTFÍ, Sjúkrasjóður VFÍ og Styrktarsjóður VFÍ. Til að tryggja aðild þína að sjóðunum, er rétt að ganga úr skugga um greiðslu iðgjalds hjá atvinnurekanda eða TFÍ /VFÍ. Athugið að full aðild er ekki tryggð nema greiðslur berist í sjóðinn samfellt í sex mánuði. Úthlutunarreglur sjóðanna og rafræn umsóknareyðublöð eru á vefjum félaganna, vfi.is og tfi.is. Upplýsingar fást einnig á skrifstofunni í síma: 535 9300, senda má tölvupóst: inga@verktaekni.is

V E R K TÆ K N I Engjateigi 9 · 105 Reykjavík Sími: 535 9300 · Símbréf: 535 9311 Tölvupóstur: sigrun@verktaekni.is

Á haustmánuðum 2012 var unnið að endurskoðun útgáfumála VFÍ og TFÍ. Um langt árabil gáfu félögin út félagsblaðið Verktækni og Árbók. Mark­mið­ið með endurskoðuninni var meðal annars að efla útgáfu ritrýndra greina, tæknigreina og annars faglegs efnis sem birstist í Árbók félaganna. Einn liður í því var að gera þetta efni aðgengilegt í rafrænum gagnagrunnum. Gerður var samningur við timarit. is um að allt útgefið efni, aftur til ársins 1912, verði aðgengilegt á rafrænu formi. Ávinningurinn af því að setja efnið inn á timarit.is er m.a. sá að varðveisla á gögnunum er tryggð, miðlun um allar upplýsingaveitur, textaleit og tengingar við aðrar leitarvélar. Ákveðið var að hætta útgáfu Árbókar­innar en ritrýndar greinar og tæknigreinar verða frá og með þessu tölublaði birtar undir nafni Verktækni, tímariti VFÍ og TFÍ. Stefnan til framtíðar er að tímaritið verði skráð í alþjóðlega gagnagrunna. Slík skráning er mikilvægur gæðastimpill og forsenda þess að tímarit falli í efsta flokk hjá Matskerfisnefnd um flokkun íslenskra vísindatímarita. Þá er ekki síður mikilvægt að koma á framfæri almennum tækni- og vísindagreinum þar sem meðal annars verkfræðifyrirtæki og rannsóknastofnanir fá tækifæri til að koma fjölbreyttri þekkingu starfsmanna sinna á framfæri. Til að geta staðið að metnaðarfullri útgáfu þurfa félögin að treysta á áhuga og velvild fyrirtækja og stofnana. Það er von okkar að þeir aðilar sem lögðu til greinar í Árbók félaganna og auglýstu á þeim vettvangi, verði áfram reiðubúnir að leggja útgáfu félaganna lið. Í lokin vil ég hvetja félagsmenn sem hafa áhuga á útgáfumálum og vilja taka þátt í þeim verkefnum sem framundan eru að hafa samband við undirritaða. Rétt er að vekja athygli á grein Kristins Andersen formanns VFÍ þar sem kallað er eftir þátttöku félagsmanna við að móta verkefni félagsins og koma þeim í framkvæmd. Ætlunin er að mynda hópa og vinna að þessum verkefnum á komandi vetri. Þá hefur stjórn TFÍ unnið að stefnumótun fyrir félagið og verða niðurstöður hennar kynntar félagsmönnum innan tíðar. Sigrún S. Hafstein, ritstjóri

Blaðið VERKTÆKNI er gefið út af Verkfræðingafélagi Íslands og Tæknifræðingafélagi Íslands og er dreift ókeypis til félagsmanna. Ritstjóri og ábyrgðarmaður: Sigrún S. Hafstein. Leyfilegt er að birta efni úr Verktækni ef heimildar er getið. Skoðanir sem settar eru fram í blaðinu samrýmast ekki endilega viðhorfum útgefenda. Prentvinnsla: Svansprent · Mynd á forsíðu: Kristján Logason · Aðstoð við útgáfu: Hænir · Sími: 55 88 100 · utgafa@utgafa.is


Af stjórnarborði VFÍ

4 / VERKTÆKNI

Taktu þátt í starfi VFÍ Þrátt fyrir árin hundrað, sem Verkfræð­ ingafélag Íslands á að baki, er félagið síungt og endurspeglar félagsmenn sína, sem fer fjölgandi og þá einkum í hópi ungra verk­fræðinga. Sem félag sér­ fræðinga sem eru leiðandi í störfum sínum á svo mörgum sviðum þjóðlífsins. – Framkvæmdum, tækni, rekstri, stjórnsýslu, rannsóknum og þróun - svo nokkur dæmi séu tekin, þá er mikilvægt að félagið sjálft og starf þess endurspegli þann mannauð og þá þekk­ingu sem þar er að finna. Þannig er brýnt að fél­agið sé vettvangur fyrir þær fjölmörgu grein­ar og þau starfssvið sem félagsmenn starfa á, starf félagsins sé opið og aðlaðandi fyrir þá sem hafa áhuga á að starfa innan þess, og að félagið sé áfram öflugur máls­vari verkfræð­inga og verk­ fræð­innar sem atvinnugreinar og fræði­ greinar í sífelldri þróun. Umbótaverkefni í starfi VFÍ Fyrir nokkru skipaði stjórn VFÍ hóp félags­ manna til þess að vinna að stefnu­mótun félagsins og horfa til verkefna þess og tæki­ f­æra á komandi árum, bæði í ljósi nýlegrar sameiningar við Stéttarfélag verkfræðinga og einnig í tilefni þeirra tímamóta sem aldarafmæli félagsins var. Niðurstaða hóps­ ins var að leggja ekki til breytingar á megin­stefnu félagsins, sem mörkuð er í lögum þess, heldur leggja til afmörkuð og skýr verkefni til þess að fylgja stefnunni

betur eftir og bæta starf félagsins enn frekar. Stefnumótunarhópurinn skilaði afrakstri vinnunnar til stjórnar VFÍ í lok maí þar sem skilgreind eru verkefni sem telja á fjórða tug. Þar er hverju verkefni lýst stuttlega og tengt við markmið og lög félagsins, væntan­legur ávinningur er tiltekinn og lagt til hvernig koma megi hverju verkefni í framkvæmd. Af þessum verkefnum má nefna sem dæmi: „Ráðstefnur, fræðslu­ fundir og vísindaferðir”, „Kynning á verk­ fræði í skólum, fjölmiðlum og á öðrum vettvangi”, „Tölfræði um verkfræði, verk­ fræðinga og VFÍ”, „Verkefnamiðað og þver­ faglegt félag” og „Upplýsingatækni fyrir miðlun upplýsinga og gagna, skjalavistun og hópvinnukerfi í starfi félagsins”.

Kallað eftir þátttöku félaga VFÍ Stjórn VFÍ hefur samþykkt að fylgja niður­ stöðum stefnumótunarhópsins eftir og kallar nú eftir þátttöku félagsmanna við að móta verkefnin frekar, leggja inn hug­ myndir og koma þeim í framkvæmd. Sendur var póstur á alla félagsmenn í þessum tilgangi 19. júní og jafnframt voru niðurstöður stefnumótunarhópsins, ásamt verkefnalistanum, birtar á vefsíðu VFÍ, en einnig er unnt að skoða þær á síðunni http://goo.gl/xz292. Ætlunin er að mynda hópa um sem flest þessara verkefna og koma þeim í fram­ kvæmd á komandi vetri. Félagsmenn VFÍ eru hvattir til að skoða listann, velja sér verkefni eftir áhuga og gefa kost á sér að taka þátt í starfinu í haust. Stefnt verður að því að sem flestir geti tekið þátt, fundir taki

ERTU AÐ BYRJA AÐ VINNA? AÐ HVERJU ÞARF AÐ HUGA? • lífeyrissjóði og eftirlaunum • vörn gegn tekjumissi vegna veikinda eða slysa • skipulegum sparnaði • uppbyggingu eigna

ANTON & BERGUR

Almenni lífeyrissjóðurinn hentar fyrir þá sem geta valið sér lífeyrissjóð. Hjá okkur greiðist hluti af iðgjaldi í séreignarsjóð. Hafðu samband. Við bjóðum persónulega og faglega ráðgjöf. Borgartúni 25 • sími 510 2500 • www.almenni.is

Kristinn Andersen.

mið af þeim tíma sem þátttakendur hafa til umráða og rafrænir miðlar notaðir eftir því sem hentar. Félagsmenn eru hvattir til að gefa kost á sér með því að senda línu á netfangið sigrun@verktaekni.is eða hafa samband við skrifstofu félagsins. Að sjálf­ sögðu eru allar ábendingar um umbætur í starfi félagsins jafnframt vel þegnar, eins og alltaf. Við viljum að Verkfræðingafélag Íslands á nýrri öld verði til fyrirmyndar sem nú­tímalegt félag verkfræðinga, með virkri þátttöku félagsmanna. Þar treystum við á félaga VFÍ til að taka þátt. Kristinn Andersen, formaður VFÍ.

Stjórn VFÍ Í stjórn VFÍ starfsárið 2013-2014 sitja eftirtalin: Kristinn Andersen formaður, Egill Þórðarson, Arnór B. Kristinsson, Bjarni G.P. Hjarðar, Guðrún Sævarsdóttir, Páll Gíslason og Sveinbjörn Pálsson. Kári Steinar Karlsson, formaður Kjaradeildar og Sveinn Ingi Ólafsson, formaður Deildar stjórnenda og sjálfstætt starf­andi sitja fundi stjórnarinnar. Stjórn VFÍ fundar að jafnaði á tveggja vikna fresti. Upplýsingar um stjórnir og nefndir á vegum VFÍ eru á vefsíðu félagsins, vfi.is.


verktækni / 5

Stundum er ótrúlega næS að vera einn Trausti Gylfason gengur á Akrafjall flesta sunnudaga og skráir hitastigið á toppnum. Stundum sér hann örninn, stundum kemur fjölskyldan með og á haustin gengur hann niður Berjadalinn þar sem krækiberin eru stór og safarík. Trausti hefur verið öryggisstjóri Norðuráls í 15 ár. Hann hefur brennandi áhuga á fólki og er annt um öryggi þess. Hann reynir að eiga frí annan hvern föstudag og alltaf á sunnudögum því þá vill hann helst vera á fjallinu sínu. Norðurál á Grundartanga framleiðir um 280 þúsund tonn af áli ár hvert og er stærsti vinnustaður Vesturlands. Starfsfólkið okkar hefur allskonar reynslu, menntun og áhugamál – og er á öllum aldri. Fjölbreytnin styrkir starfsemina og hefur hjálpað okkur að ná framúrskarandi árangri. Góða ferð Trausti!

Hagsýni

Liðsheild

Heilindi

nordural.is


6 / VERKTÆKNI

Kvennanefnd VFÍ heiðrar brauðryðjendur Þann 7. júní heiðraði Kvennanefnd Verk­ fræðingafélags Íslands fjórar konur sem fyrstar íslenskra kvenna luku verkfræðiprófi. Þær sem voru heiðraðar eru Kristín Kristjánsdóttir Hallberg, nú látin, en hún lauk prófi í efnaverkfræði árið 1945. Sigrún Helgadóttir sem lauk prófi í bygg­ingar­verkfræði árið 1966. Sigríður Á. Ásgríms­dóttir sem lauk prófi í rafmagnsverkfræði árið 1968 og Guðrún Hallgríms­dóttir sem lauk prófi í matvælaverkfræði árið 1968. Frú Vigdís Finnboga­ dóttir afhenti viðurkenningarnar. Konurnar fjórar eru merkir brautryðjendur enda verkfræðin löngum talin eitt helsta vígi karla. Konur eru enn í dag í miklum minnihluta meðal verkfræðinga hér á landi sem annars staðar. Kvennanefnd VFÍ þótti löngu tímabært að vekja athygli á þessum frumkvöðlum sem ruddu brautina fyrir aðrar konur í verkfræði. Fyrsta konan til að mennta sig sem verkfræðingur var Kristín Kristjánsdóttir Hall­ berg (1919-1985). Hún lauk verkfræðiprófi árið 1945. Þá var hálf öld liðin frá því að fyrsti íslenski verkfræðingurinn, Sigurður Thoroddsen, lauk námi og rúm 30 ár liðin frá því að Verkfræðingafélag Íslands var stofnað, árið 1912. Frumkvæði Kristínar var því einstakt. Enn liðu 21 ár frá því að Kristín lauk verkfræðinámi þar til önnur íslensk kona, Sigrún Helgadóttir lauk prófi í verkfræði. Sigríður Á. Ásgrímsdóttir og Guðrún Hallgrímsdóttur fylgdu síðan fast á hæla hennar. Þróunin var þó hæg og ekki fyrr en á síðustu árum að ásókn ungra kvenna í verkfræðinám hefur aukist verulega og eru konur í dag um 17% félagsmanna VFÍ.

Æviágrip Hér fyrir neðan eru æviágrip brautryðjendanna fjögurra sem lesin voru upp við afhendinguna. Margrét Guðmundsdóttir sagnfræðingur tók saman að beiðni Kvennanefndarinnar. Kristín Kristjánsdóttir Hallberg varð fyrst íslenskra kvenna til að ljúka námi í verkfræði. Hæfileikar hennar voru vissulega forsenda fyrir þeim sögulega áfanga en fleira þurfti að koma til. Kristín var fædd að Dagverðareyri við Eyjafjörð árið 1919. Hún var bráðger og frábærar námsgáfur hennar ljósar öllum þeim sem til þekktu. Íslenskar sveitastelpur á fjórða áratug 20. aldar gátu hins vegar fæstar gert sér vonir um langa skólagöngu þrátt fyrir næmni og hæfileika. Menntun drengja gekk að jafnaði fyrir hjá barnafjölskyldum. Foreldrar Kristínar gáfu dætrum sínum hins vegar tækifæri til að svala menntaþörfinni. Kristín og eldri systir

F.v. Jóhanna Harpa Árnadóttir, fyrrverandi formaður VFÍ, Kristján Hallberg, sem tók við viðurkenn­ingu móður sinnar Kristínar Kristjánsdóttur Hallberg, Guðrún Hallgrímsdóttir, Sigrún Helga­dóttir, Sigríður Á. Ásgrímsdóttir og Vigdís Finnbogadóttir sem afhenti viðurkenningarnar.

hennar Rannveig hófu báðar nám í gagnfræðadeild Menntaskólans á Akureyri haustið 1933, en þá var Kristín aðeins 13 ára. Hún var yngst bekkjarsystkina sinna en stóð þeim flestum framar við námið. Syst­urnar frá Dagverðareyri urðu fyrstar kvenna til að hefja nám við stærðfræðideild MA. Kristín varð dúx frá þeirri deild þegar hún brautskráðist frá skólanum sumarið 1938. Sá námsárangur tryggði henni fjög­ urra ára námsstyrk frá íslenska ríkinu og greiddi Kristínu þannig leið að háskólanámi. Kristín lauk prófi í efnaverkfræði frá Danmarks Tekniske Højskole (DTH) í Kaupmannahöfn árið 1945. Örfáir Íslend­ ingar höfðu þá lokið námi í þeirri grein og verkefnin voru óþrjótandi. Kristín kaus að snúa aftur til Íslands að námi loknu. Hún hóf starfsævina hjá Fiskimála­nefnd og vann þar að tilraunum með niðursuðu fiskafurða á árunum 1946–1948. Kristín færði sig hins vegar fljótt lengra upp á land og varði kröft­unum í jarðvegs- og grasarannsóknir allt fram á miðjan sjötta áratuginn. Hún starfaði sem sérfræðingur að þeim rannsóknum í búnaðardeild Atvinnudeildar Háskóla Íslands á árunum 1948–1954. Kristín stundaði jafnframt framhaldsnám og rannsóknir í jarðvegsfræðum í Aberdeen í Skotlandi á árunum 1952–1954 með styrk frá British Council. Árið 1955 giftist Kristín, fluttist til Svíþjóðar og starfaði eftir það við framhaldsskólakennslu. Hún lést í Svíþjóð árið 1985. Stjórn VFÍ heiðraði Kristínu árið 1985 að henni látinni og sæmdi hana heiðursmerki félagsins. Kvennanefnd Verkfræðingafélags Íslands hefur ákveðið að heiðra minningu Kristínar Kristjánsdóttur Hallberg. Hún er merkur brautryðjandi í sögu verkfræðinga og kvenna á Íslandi.

Sigrún Helgadóttir er fædd í Tröðum í Hraunhreppi í Mýrarsýslu árið 1937. Hún er elst fjögurra systra og var því snemma látin reyna sig við ýmis verk sem féllu yfirleitt í hlut drengja. Stúlkur áttu ekki greiða leið að langskólanámi á uppvaxtarárum Sigrúnar – allra síst stúlkur úr sveitum landsins. Þær urðu flestar að láta sér nægja að sækja farskóla sem stóð aðeins í nokkrar vikur á vetri. Skólagangan hófst við tíu ára aldur og lauk fjórum árum síðar. Um fermingu hafði Sigrún aðeins verið fáeinar vikur í skóla og sá ekki fram á fleiri. Heimasætan á Tröðum var hins vegar staðráðin í að sækja sér framhaldsmenntun. Sigrúnu tókst með harðfylgi og baráttu að tryggja sér skólavist í Menntaskólanum á Laugarvatni á 19. aldursári. Eftir það lét sveitastelpan af Mýrunum ekkert stöðva framrás sína á veginum til mennta.

Á fallega gripi frá listakonunni Sigrúnu Einars­ dóttur í Bergvík var ritað nafn viðkomandi og „Brautryðjandi í verkfræði. Viður­ kenning Kvenna­ nefndar VFÍ 2013.“


1

2

3

4

5

6

verktækni / 7

A

A

B

B

C

C

D

D

E

E

FRAMFARIR Í 50 ÁR

mynd: sigurJón einarsson sÍa •

Við þökkum samstarfsaðilum okkar og viðskiptavinum fyrir farsælt samstarf í hálfa öld. Megi næstu 50 ár leiða af sér aukna velferð með traust, víðsýni, þekkingu og gleði að leiðarljósi.

jl.is

G

Frá árinu 1963 hefur starfsfólk Mannvits og forverar þess verið leiðandi í ráðgjöf á fjölþættu sviði orkunýtingar, iðnaðar og mannvirkja á Íslandi.

G

Árið 1963 hófst eldgos undir hafsbotni sem vitnar um hina gríðarlegu orku sem býr í jarðgrunni Íslands. Surtsey reis úr sæ og hefur nú staðið af sér brimrót í 50 ár. Þessa orku hefur Íslendingum tekist að beisla og nýta landi og þjóð til velferðar og hagsbóta.

F

Jónsson & Le’macks

F

H

H

1

2

3

4

5

6


8 / VERKTÆKNI Nýstúdentinn Sigrún hóf nám við Verk­ fræðideild Háskóla Íslands haustið 1960. Hún var fyrsta konan sem hóf nám í verkfræði hér á landi en deildin tók til starfa árið 1940. Sláandi mismunur var á aðstæðum kynjanna til háskólamenntunar á náms­árum Sigrúnar. Mikill meirihluti kvenstúdenta á Íslandi flosnaði upp úr námi. Það voru því merk tímamót í sögu deildarinnar og háskólans þegar Sigrún lauk fyrrihlutaprófi í verkfræði á vormán­ uð­um 1963. Hún hélt utan strax um haust­ ið til að ljúka námi í byggingarverkfræði á burðarþolssviði við Danmarks Tekniske Højskole (DTH). Sigrún brautskráðist frá skólanum í ársbyrjun 1966 og varð þar með fyrst íslenskra kvenna til að bera titil bygg­ ingarverkfræðings. Strax að námi loknu var hún ráðin til starfa í Danmörku hjá verktakafyrirtækinu Monberg & Thorsen. Sigrún vann hjá því fyrirtæki allt þar til hún lét af störfum í nóvembermánuði 2003. Fjölbreytt verkefni féllu í hlut Sigrúnar á starfsferlinum bæði hönnun og smíði nýrra mannvirkja auk eftirlits og viðhaldsverkefna. Hún vann meðal annars við brúna yfir Litlabelti, sundhöll í Gentofte, verksmiðjubyggingar og gerð vinnuteikninga fyrir olíuborpalla í Norðursjó þar sem sérsvið hennar var þolhönnun stáls. Kvennanefnd Verkfræðingafélags Íslands hefur ákveðið að heiðra Sigrúnu Helga­ dóttur. Hún er merkur brautryðjandi í sögu verkfræðinga, kvenna og Háskóla Íslands. Sigríður Ágústa Ásgrímsdóttir er fædd í Reykjavík árið 1943, elst fjögurra systra. Hún bjó í foreldrahúsum á menntaskólaárunum en varð að standa á eigin fótum eftir stúdentspróf. Háskólanám var dýrt en með aga, hörku og hjálp lána, styrkja og sumarvinnu tókst Sigríði að sigrast á öllum hindrunum á menntaveginum. Hún lauk fyrrihlutaprófi í verkfræði frá Háskóla Íslands árið 1966 en hélt síðan til frekara náms í Noregi. Sigríður lauk prófi í rafmagnsverkfræði frá Norges Tekniske Høgskole (NTH) í Þrándheimi árið 1968. Hún er fyrsta íslenskra konan sem lýkur námi í þeirri grein verkfræðinnar. Árið 1996 bætti Sigríður við sig háskólagráðu þegar hún brautskráðist með meistarapróf í hagfræði frá Viðskipta- og hagfræðideild Háskóla Íslands. Lokaritgerð hennar er þverfaglegt brautryðjendaverk um verðmæti náttúru og umhverfis. Sigríður sérhæfði sig í upphafi í heilbrigðistækni og vann sem sérfræðingur hjá Sentral Institutt for Idustrial Forskning og Rikshospitalet í Osló á árunum 1968–1969. Sigríður fluttist þá til Íslands og vann við könnun á húshitunarmálum á vegum Orkustofnunar á árunum 1969–1970. Næstu árin starfaði hún hjá Innlagnadeild Rafmagnsveitu Reykjavíkur en flutti sig síðan til Rafmagnsveitna ríkisins (RARIK). Þar starfaði Sigríður á áætlanadeild fram til 1975 en þá hófst kennsluferill hennar.

Verkfræðingarnir Auður Atladóttir, Kamilla Reynisdóttir og Heiðrún Njóla Guðbrandsdóttir.

Fjölbrautarskólinn í Breiðholti naut starfskrafta Sigríðar á árunum 1975–1980 en á árunum 1977–1980 var hún jafnframt stundakennari við verkfræðideild Háskóla Íslands. Á níunda áratugnum leitaði Sigríður áskorunar í starfi og kynnti sér tölvutækni sem þá fyrst fór að ryðja sér til rúms fyrir alvöru. Hún vann hjá RARIK á árunum 1980–1986, fyrst sem deildarstjóri áætlanadeildar og síðar tölvudeildar. Sigríður söðlaði um þegar hún hóf eigin rekstur og ráðgjöf árið 1986 með stofnun fyrirtækisins Tölvulausn. Hún varð þar með fyrst kvenna í verkfræðistétt til að setja á fót eigið ráðgjafarfyrirtæki. Sigríður vann jafnframt mikilvægt brautryðjendastarf þegar hún varð umboðsaðili hugbúnaðarfyrirtækisins Oracle á árunum 1986–1990 og sölufulltrúi Oracle Danmark 1990–1992.

Á árunum 1992–1994 var Sigríður verkfræðingur hjá Neytendasamtökunum en rak eigin verkfræðiráðgjöf frá 1995. Sigríður gekk til liðs við Verkfræðinga­ félag Íslands árið 1969 og tók virkan þátt í starfi félagsins. Hún var kjörin í ritnefnd Tímarits VFÍ árið 1972, fyrst kvenna. Hún var í stjórn Rafmagnsverkfræðideildar VFÍ á árunum 1971–1972 og var fyrsta konan sem kjörin var til trúnaðarstarfa á vegum deildarinnar. Árið 1977 voru merk tímamót í sögu Verkfræðingafélags Íslands þegar Sigríður var kjörin í stjórn félagsins, fyrst kvenna. Kvennanefnd Verkfræðingafélags Íslands hefur ákveðið að heiðra Sigríði Ágústu Ásgrímsdóttur. Hún er merkur brautryðjandi í sögu verkfræðinga og kvenna á Íslandi.

Vigdís Finnbogadóttir sést hér afhenda Sigrúnu Helgadóttur viðurkenninguna.


verktækni / 9 Guðrún Hallgrímsdóttir er fædd í Reykja­ vík árið 1941. Hún átti greiða leið að stúdents­prófi með stuðningi foreldra sinna en fjárskortur hindraði í fyrstu frekara nám. Þegar Guðrúnu bauðst styrkur til háskólanáms í Austur-Þýskalandi stökk hún sam­ dægurs frá vinnu í síldarverksmiðju á Seyðisfirði til Reykjavíkur og síðan utan. Guðrún lauk prófi í matvælaverkfræði frá Humboldt-Universität í Berlín árið 1968 og stundaði að því búnu framhaldsnám í heilbrigðiseftirliti. Þessi frumkvöðull í röðum kvenverkfræðinga á Íslandi, sem var fyrst kvenna til að ljúka námi í matvælaverkfræði, ákvað að halda heim árið 1969. Guðrún hefur gegnt fjölbreyttum hlutverkum og mörg þeirra höfðu karlar löngum setið nær einir að. Stjórnunarstörf bæði hjá einkafyrirtækjum og hinu opinbera hafa komið í hlut Guðrúnar. Hún var stjórnarformaður í byrjun áttunda áratugarins og bankaráðsmaður í byrjun þess níunda svo dæmi séu tekin – verkefni sem örfáar konur höfðu þá fengið að takast á við. Guðrún hefur auk heldur reynslu af alþjóðlegu starfi Sameinuðu þjóðanna. Guðrún hefur unnið sér nafn fyrir margvísleg

félagsstörf. Hún var ein fyrsta konan sem tók virkan þátt í starfi Verkfræðinga­félags Íslands og var sæmd heiðursmerki félagsins 2006. Hún vann einnig að stjórnmálum, var varaþingmaður og tók þá sæti á Alþingi Íslendinga um tíma. Kvenfrelsis­baráttan á sér öflugan fylgismann í Guðrúnu og umhverfishreyfingin hefur jafnframt notið krafta hennar. Guðrún situr nú í háskólaráði Háskóla Íslands. Spor Guðrúnar Hallgrímsdóttur liggja svo víða að ómögulegt er að geta þeirra allra. Hér verða aðeins taldar nokkrar helstu vörður á starfsævi hennar. Á árunum 1969–1977 var Guðrún forstöðumaður rannsóknarstofnunar Búvörudeildar SÍS. Árið 1977 var Guðrún ráðin iðnþróunarfulltrúi hjá Iðnþróunarstofnun Sameinuðu þjóðanna UNIDO í Vínarborg og starfaði þar fram til ársins 1979. Eftir að hún kom heim aftur varð Guðrún deildarstjóri í iðnaðarráðuneytinu og vann þar til 1985. Næstu fimm árin var Guðrún forstöðumaður hjá Ríkismati sjávarafurða. Hún varð síðan sérfræðingur í sjávarútvegsráðuneytinu, verkefnisstjóri um gæðastjórnun í matvælaiðnaði og var að lokum ráðin verk-

efnisstjóri á fræðsludeild Iðntæknistofunar og vann þar á árunum 1996–2004 þegar Guðrún lét af störfum. Kvennanefnd Verkfræðingafélags Íslands hefur ákveðið að heiðra Guðrúnu Hall­ grímsdóttur. Hún er ekki aðeins merkur brauðryðjandi meðal verkfræðinga og kvenna heldur frumkvöðull á fjölmörgum sviðum í íslensku samfélagi.

Kvennanefnd VFÍ Kvennanefnd VFÍ var stofnuð í febrúarmánuði árið 2000. Markmið nefndarinnar er að konur hafi jafnmikil áhrif og taki jafnan þátt í tækniþróun á við karla. Stefna hennar er að auka áhuga ungra kvenna á verkfræði og tæknigreinum með því að auka sýnileika kvenna innan verkfræðinnar og skapa fyrirmyndir. Einnig vill Kvenna­ nefndin efla tengslanet kvenna og styrkja stöðu þeirra innan stéttarinnar. Kvennanefnd VFÍ leggur áherslu á að það sé eftirsóknarvert fyrir íslenskar konur að leggja fyrir sig verkfræði, atvinnutækifæri eru fjölbreytt, tekjumöguleikar góðir og sömuleiðis góð tækifæri til áhrifa innan stéttarinnar.

Konur og tækni – Ávarp Sigríðar Á. Ásgrímsdóttur Ég þakka stjórn Kvennanefndar fyrir vin­­ semdina og veit að ég tala fyrir munn okkar allra sem tökum við viðurkenningum hér í dag er ég segi, kærar þakkir fyrir okkur. Við vorum fyrstu íslensku konurnar til að ljúka háskólaprófi sem veitti réttindi til að nota starfsheitið verkfræðingur og mögu­ leika til starfa á sviðum sem konur höfðu ekki starfað á áður. Að vera fyrst er í sjálfu sér ekki það mik­­­­il­vægasta heldur hvað kemur í fram­ haldinu, það er mikilvægt. Á tuttugu árum fjölgaði konum í Verk­ fræðingafélaginu smátt og smátt og allt upp í 3% þegar Norrænt tækniár var haldið 1988. Meðal viðburða í tengslum við það var ráð­stefnan „Konur og tækni” haldin í Nor­ræna húsinu. Í framkvæmdanefnd vorum við Guðrún Zoëga og Inga Hersteinsdóttir og höfðum með okkur Ingunni Sæmundsdóttur, Rögnu Karlsdóttur, Sigrúnu Pálsdóttur og Sólveigu Þorvaldsdóttur sem stjórnuðu umræðu­hópum. Gestafyrirlesari var Sinja Sveinsdóttir. Faðir hennar var íslenskur en hún ólst upp í Danmörku hjá móður sinni. Hún útskrifaðist sem akademiingeniör í efnafræði árið 1962. Hún vann sem annar aðalritstjóri viku­blaðs­

ins Ingeniören og erindi hennar gaf okkur smá nasasjón af stöðu kven­verk­fræð­inga á Íslandi samanborið við Dan­mörku. Ingunn Sæmundsdóttir flutti erindið „Af hverju velja konur tækninám?” í samvinnu við Brynju Guðmundsdóttur og kynnti með­ al annars niðurstöður könnunar sem þær gerðu meðal kvenna í tæknigreinum og báru saman við erlendar kannanir. Guðrún Hallgrímsdóttir hélt erindið „Tækni­­­ störf innan sjávarútvegs og matvæla­ iðnaðar” og fjallaði um gæðamál og þróun verðmætasköpunar í sjávarútvegi og sá fyrir sér stóraukna möguleika fagfólks við fram­tíðaruppbyggingu greinarinnar. Erindi Dagnýjar Halldórsdóttur „Tölvu­ notkun og þróun í upplýsingatækni” lýsti af mikilli framsýni þróun upplýsingatækninnar m.a. tölvu-myndsíma og víðtækum upplýs­ ingaveitum. María Gunnarsdóttir flutti erindið „Orku­ mál á Íslandi” og ræddi þar m.a. um mögu­ leika á flutningi raforku til Bretlands um sæ­­ streng. Við höfðum á tilfinningunni að það hefði tekist að gera okkur ögn sýnilegri og kynna störf okkar. Auðvitað hlutum við ekki mikla athygli fjölmiðla en á ráðstefnuna kom samt hópur ungra kvenna, tæknifræðinga, verk­ fræðinga og háskólanema og kannski sást í

fyrsta sinni að konur í tækni voru raun­ verulega til hér á landi! Við gerðum okkur þó ljóst að til þess að konur gætu haft áhrif innan tæknigeirans þyrftum við að vera miklu fleiri. Og ætli við höfum ekki verið bjartsýnar á að það kæmi nú að því. Síðar þetta sama ár var haldin spástefna í tilefni 20 ára afmælis Skýrslutæknifélags Íslands. Var ég eina konan í hópi 16 fram­ sögumanna og var yfirskrift míns innleggs „Konur og tækni” og spáði ég m.a. í spurn­ inguna: „Hver verður skipting milli kynja í verk­ fræði- og tæknifræðingastéttum eftir 25 ár?” Svo skemmtilega vill til að nú er þetta ár runnið upp og ég velti fyrir mér hversu vel spáin hafi ræst en ég spáði því þá að í yngsta hópi verkfræðinga á vinnumarkaði, með 0-5 ára starfsaldur, yrði hlutfall kvenna 30% en miðað við alla starfandi verkfræðinga yrði hlutfallið 14%. Í lokin vil ég óska Kvennanefnd Verk­ fræð­ingafélagsins allra heilla í framtíðinni og af­hendi hér með Sveinbjörgu formanni nefnd­arinnar ráðstefnugögnin frá Konur og tækni 1988. Sigríður Ágústa Ásgrímsdóttir Rafmagnsverkfræðingur MS Econ


10 / VERKTÆKNI

Að skapa sjálfan sig – Ávarp Jóhönnu Hörpu Árnadóttur við afhendingu viðurkenninga Kvennanefndar VFÍ

„Maður, lærðu að skapa sjálfan þig“ voru einkunnarorð Bjargar C. Þorláksson en hún var fyrst íslenskra kvenna til að ljúka doktors­ prófi. Sögu Bjargar þekkjum við flest en hún varði doktorsritgerð sína þann 17. júní 1926 við Sorbonne háskólann í París, fyrst nor­ rænna manna til að ljúka þessari æðstu menntagráðu frá hinum forna skóla. Að námi loknu sótti hún um störf við hæfi bæði í Reykjavík og Kaupmannahöfn en án árang­ urs. Líf hennar og fræðistörf fengu litla athygli um margra áratuga skeið en með út­ komu bóka um ævi hennar og verk árin 2001 og 2002 var þagnarhjúpnum aflétt. Það er ekki ætlunin að rekja sögu Bjargar hér en orð hennar um að læra að skapa sjálfan sig má segja að sé ástæða þess að við erum hér saman komin í dag. Í nafni Kvenna­nefndar Verkfræðingafélags Íslands verða heiðraðar þær fjórar íslensku konur sem fyrstar luku prófi í verkfræði og störfuðu við fagið. Með því er verið að skapa, og skrá, sögu íslenskra kvenverkfræðinga. Sögu sem lítið sem ekkert hefur farið fyrir í skráningu á mennta- og atvinnusögu landsins. Í aldanna rás hefur saga mannkyns verið skrifuð af körlum... og um karla. Sænska kvenréttindakonan Elin Wägner sagði að „saga karla og kvenna væri samslungin eins og uppistaða og fyrirvaf í dúk í vefstól. En því hefði verið komið þannig fyrir að aðeins karlmannlega fyrirvafið kemur í ljós í sög­ unni. Af þessum sökum hefur saga kvenna horfið að verulegu leyti, nema hvað endrum og eins glittir í hana, til dæmis þegar einhver kona hefur verið ofjarl eða kannski aðeins jafningi karla í grimmd eða stjórnkænsku, ellegar hefur haft áberandi frumkvæði í ástar­málum... En það er ekki sú kvennasaga sem skiptir máli nema síður sé.“ Það var árið 1904 að sett var reglugerð um Hinn almenna menntaskóla í Reykjavík.

Konum var þá veittur sami réttur og körlum til að stunda þar nám og taka stúdentspróf. Fimm árum síðar voru lög um stofnun Há­ skóla Íslands staðfest af konungi en í þeim sömu lögum var konum veittur réttur til embættisnáms, námsstyrkja og embætta. Sá réttur, ásamt kosningarétti og kjörgengi árið 1915, hlaut að leiða af sér breytta stöðu kvenna, og hlutverk, í þjóðfélagi sem breytt­ ist hröðum skrefum frá bænda­samfélagi til borgarasamfélags. En það var ekki þar með sagt að allir tækju því fagnandi eða konur flykktust í háskólanám. Með tilkomu hinna nýfengnu réttinda kvenna spruttu upp hug­ myndafræðilegar umræður, jafnvel deilur, og litið var á kvenréttindabaráttuna sem ögr­un við hið hefðbundna húsmóðurhlutverk og hina rótgrónu mæðrahyggju. Fram á miðja 20. öldina var sú hugmyndafræði ríkjandi hér á landi, eins og annar staðar í Evrópu, að staða konunnar væri innan veggja heimilisins við að gæta bús og barna. Sókn þeirra út á vinnumarkaðinn og þátt­ taka í opinberu lífi myndi eyðileggja konuna sjálfa, heimilið og að lokum þjóðfélagið allt. Á millistríðsárunum, 1918-1939, luku aðeins 33 konur háskólaprófi af þeim 109 sem höfðu lokið stúdentsprófi. Segja má að tvö andstæð þjóðfélagsöfl hafi þarna tekist á. Hin gamalgróna bændamenning annars vegar og hin nýja borgarmenning hins vegar, og mótaði það tíðarandann. Þéttbýlið fór vaxandi og breyttir lifnaðarhættir því sam­ fara. Hlutverk kvenna í þjóðfélaginu hlaut fyrr eða síðar að breytast en breytingar á sam­félagsmynstrinu létu á sér standa. Heim­ ilishald og barnauppeldi hvíldu nær ein­ göngu á húsmóðurinni og óhugsandi þótti að karlar tækju þátt í því. Valborg Sigurðar­ dóttir kemst svo að orði í bók sinni „Íslenska menntakonan verður til”: „Hugmyndin um breytt hlutverk konunnar var í sjálfu sér byltingarkennd. Það var tvískinnungur í mönn­um. Fólk var á báðum áttum. Ekki síst ungar stúlkur. Eitt var víst: Háskólanám eða akademísk störf voru varla fýsileg fyrir konur sem vildu giftast og eignast fjölskyldu. Konan var bundin í báða skó.” Það var ekki fyrr en á seinni hluta 20. aldar að hin hefðbundnu viðhorf til kvenleikans og húsmóðurhlutverksins fóru að víkja og aðstæður kvenna að breytast að einhverju ráði. Stofnun Lánasjóðs íslenskra náms­ manna árið 1961 var gjörbylting og gerði fólki fjárhagslega kleift að stunda nám sem annars hefði þurft frá að víkja. Tilkoma laga um dagvist barna árið 1973 átti svo sinn þátt í því að ryðja úr vegi félagslegum hindrunum kvenna til náms. Það tók því þjóðfélagið langan tíma að aðlagast nýjum skilningi á hlutverki og stöðu konunnar, stöðu jafnrétt-

is og jafnræðis. Á sumum sviðum hefur sú staða náðst en öðrum ekki, s.s. kjaralega. Það virðist oft á tíðum erfitt að uppræta aldagamlar og rótgrónar staðalímyndir, og ranghugmyndir, sem reglulega skjóta upp kollinum. Það hlýtur að vera allra hagur að námsog starfsval sé ekki kynbundið heldur taki mið af áhuga og hæfileikum einstaklinga. En það gerist ekki si svona af sjálfu sér. Menningabundnar hugmyndir samfélagsins, viðhorf og tungutak hefur mótandi áhrif á val einstaklingsins, stúlkna sem drengja. Það þarf því að vinna að því með markvissum hætti að breyta staðalímyndum faggreina sem hafa á að skipa einstaklingum í miklum meirihluta af öðru kyninu. Í henni þarf að endurspeglast fjölbreytileiki fagsins og þeirra sem það stunda. Þess vegna er fólkið sem ryður fjöldanum braut, og breytir staðal­ímyndum, svo mikilvægt. Þetta verða þær fyrirmyndir sem horft er til af þeim sem á eftir koma. Á það við í verkfræði sem og í öllum öðrum greinum. Árið 2000 var stofnuð Kvennanefnd Verk­ fræðingafélags Íslands. Var þá horft til sam­ bærilegra nefnda verkfræðingafélaga á hin­ um norðurlöndunum sem höfðu starfað um nokkurra ára skeið við góðan orðstír. Mark­ miðið með stofnun nefndarinnar var m.a. „Að auka ásókn kvenna í verkfræði- og tæknigreinar með því að gera kvenverk­fræð­­ inga sýnilegri svo til staðar sé fagleg fyrir­ mynd fyrir stúlkur.” Kvennanefndin hafði frumkvæði að því að ráðist var í að afla heimilda og taka viðtöl við þær íslensku konur sem fyrstar luku prófi í verkfræði. Lítið var til af rituðum heim­ ildum um þær og því mikilvægt að huga að söfnun, skráningu og varðveislu þeirra. Margrét Guðmundsdóttir sagnfræð­ ingur sá um framkvæmd viðtalanna og aðra heimildaöflun en verkefnið fékk heitið: „Þær brutu blað – konur í verkfræði.“ Lengri tíma tók en áætlað var að taka viðtölin, skrifa þau upp og lesa yfir. Fylgt var leið­ bein­ingum Miðstöðvar munnlegrar sögu um verklag við framkvæmd og frágang slíkra viðtala. Þessum þætti verkefnisins mun ljúka með afhendingu gagna til Miðstöðvar munn­ legrar sögu síðar á þessu ári. Í framhaldinu er stefnt að útgáfu bókar um brautryðjendur í verkfræði úr hópi kvenna á Íslandi. Það var tímabært og jákvætt skref stigið þegar Verkfræðingafélag Íslands hóf útgáfu ritraðar og kom fyrsta bókin út á 90 ára afmæli félagsins. Þar var rakin saga íslenskra frumherja í verkfræði og segir á bókarkápu að þetta sé saga „þeirra manna sem ruddu æðri verkþekkingu braut á Íslandi og hringdu inn nýja öld framfara í verklegum efnum.


verktækni / 11 Hér segir frá ævi þeirra og helstu verkum, sem gjörbreytt hafa ásýnd landsins og hag þeirra sem það byggja.“ Við bókarskrifin var horft til útskrifaðra verkfræðinga fram til ársins 1930 og því er engin umfjöllun um þær konur sem fyrstar luku verkfræðiprófi. Fullvíst er að engin þessara kvenna sem nú verða heiðraðar þekktu til konu sem hafði lokið verkfræðiprófi, þar sem þær voru ekki til, þegar þær ákveða að leggja fyrir sig fagið. Fag sem á þeim tíma samræmdist ekki viðteknum hugmyndum um námsval kvenna. Frá því að fyrsti íslenski verk­fræð­ ingurinn lauk prófi liðu fimmtíu ár þangað til að kona náði þeim sama áfanga. Þá liðu aftur rúm tuttugu ár þangað til önnur kona lauk verkfræðiprófi en skömmu síðar luku þær prófi sem eru þriðja og fjórða í röðinni. Þær voru því orðnar fjórar talsins árið 1970 en þá voru félagsmenn VFÍ 460 talsins. Þær hafa því verið innan við eitt prósent félags­ manna. Í dag eru konur rúm sautján prósent félagsmanna í Verkfræðingafélagi Íslands. Það er einstaklega ánægjulegt að með okkur hér í dag er Kristján Hallberg, búsettur í Svíþjóð, sonur Kristínar Kristjánsdóttur Hallberg. Hún var fyrsta íslenska konan til að ljúka prófi verkfræði og var það árið 1945 frá DTH í Kaupmannahöfn. Verk­fræð­ inga­félagið hafði í undirbúningi að heiðra

Kristínu þegar hún lést í nóvember 1985. Stjórn félagsins heiðraði Kristínu 4. des­ ember sama ár að henni látinni. Sigrún Helgadóttir var fyrsta konan til að ljúka verkfræðiprófi frá Háskóla Íslands en haustið 1940 hófst kennsla í verkfræði til fyrrihlutaprófs við Háskólann. Forstöðu­mað­ ur námsins, og síðar prófessor, var skip­aður Finnbogi Rútur Þorvaldsson verkfræð­ingur. Hann lét af störfum við skólann árið 1961 en Sigrún hóf nám í byggingaverkfræði haustið 1960. Finnbogi kenndi Sigrúnu teikn­ ingu þennan seinasta vetur sem hann starf­ aði við skólann og því skemmtileg til­högun að Vigdís, dóttir hans, mun afhenda viðurkenn­ ingarnar hér á eftir. Það var miður, og í raun með öllu óskiljanlegt, að við útgáfu Verk­ fræðingatals Verkfræðingafélags Ísl­ands, árið 1996, voru engar upplýsingar um Sigrúnu. Þær fjórar konur sem nú verða heiðraðar eru ótvíræðir brautryðjendur í verkfræði á Íslandi. Í mínum huga er það aðdáunarverður kjarkur og eljusemi sem þær sýndu með því að leggja út á þessa braut, syntu á móti straumnum, og lærðu að skapa sig sjálfar. Ég vil biðja frú Vigdísi um að koma hér upp og aðstoða við afhendingu á viðurkenn­ ingum Kvennanefndar Verkfræðingafélags Íslands. Listmunirnir sem viðurkenningunni fylgja eru samskonar og þeir sem afhentir

voru þeim sem hlutu aldarafmælis­viður­kenn­­ ingar félagsins síðastliðið vor og eru eftir glerlistakonuna Sigrúnu Einarsdóttur. Um­ sagn­ irnar eru skrifaðar af Margréti Guð­ mundsdóttur, sagnfræðingi. Heimildaskrá: Valborg Bentsdóttir, Guðrún Gísladóttir, Svanlaug Baldursdóttir (ritnefnd). 1980. Konur skrifa, til heiðurs Önnu Sigurðardóttur. Sögufélag, Reykjavík. (bls.8) Sigríður Dúna Kristmundsdóttir. 2001. Björg, ævi­ saga Bjargar C.Þorláksson. JPV útgáfa, Reykja­ vík. (bls.144) Valborg Sigurðardóttir. 2005. Íslenska mennta­ konan verður til. Bókafélagið, Reykjavík. (bls. 173) Jón Guðnason. 1962. Verkfræðingafélag Íslands 1912-1962. Verkfræðingafélag Íslands, Reykja­ vík. Sveinn Þórðarson. 2002. Frumherjar í verkfræði á Íslandi. Verkfræðingafélag Íslands, Reykjavík. (bókarkápa) Edvarð Júlíus Sólnes. 2011. Saga verkfræðináms við Háskóla Íslands. Upp í vindinn, blað um­ hverf­is og byggingarverkfræðinema, 30. ár­ gang­ur, bls.20-25. Sveinbjörg Sveinsdóttir. 2007. Frumkvöðlar í verkfræði, Sigrún Helgadóttir. Verktækni, 6.tbl. 13. árgangur, bls.10-11. Saga kvenna í verkfræði. 2010. Verktækni, 6. tbl. 16.árgangur, bls.11.

V i ð st ö r f u m á ö l l u m sv i ð u m ma n n v i r k j ag e r ð ar FRUMKVÆÐI - FÆRNI - FAGMENNSKA

ISO 9001

Quality Management

ÍAV hf. | Höfðabakka 9 | 110 Reykjavík | s. 530 4200 | iav.is

FM 512106


12 / VERKTÆKNI

Jón Atli er Rafmagnsverkfræðingur ársins Jón Atli Benediktsson var nýverið út­­ nefnd­­ur Rafmagnsverkfræðingur árs­ins. Um er að ræða sameiginlega viður­kenn­ ingu VFÍ og IEEE, sem eru stærstu al­þjóð­ legu samtök tæknimanna í heiminum. Félagsmenn IEEE eru um 400 þúsund í 150 löndum. Viðurkenningin var afhent við hátíðlega athöfn og af því tilefni kom hingað til lands Dr. Martin Bastiaans formaður svæðis 8 í IEEE. Viðurkenningin er veitt þeim rafmagnsverkfræðingi sem hverju sinni þykir hafa skarað fram úr í störfum sínum á sviði rafmagnsverkfræði eða fyrir íslenskt samfélag. Augnbotnar og yfirborð jarðar Jón Atli Benediktsson á að baki einkar glæsilegan feril sem vísindamaður, kennari og stjórnandi. Rannsóknir hans hafa eink­ um verið í stafrænni myndvinnslu og mynsturgreiningu, meðal annars á sviði fjarkönnunar sem felst í því að taka stafrænar myndir úr flugvélum og gervitunglum og vinna úr þeim hvers kyns upplýsingar um yfirborð jarðarinnar, þ. á m. jarðog gróðurfræðilegar. Með þessari tækni má til dæmis fylgjast með gróðureyðingu, gróðurþekju og ástandi gróðurs, fylgjast

Á myndinni eru, talið frá vinstri. Kristinn Andersen, formaður VFÍ, Vigfús Gíslason, formaður RVFÍ, Jón Atli Benediktsson, Rafmagnsverkfræðingur árs­ ins, Sæmundur Þorsteinsson, formaður Íslands­ deildar IEEE og Dr. Mark Bastiaan, formaður svæðis 8 í IEEE.

með bráðnun íss og nota hana við skipu­ lagningu byggðar. Jón Atli hefur einnig beitt þekkingu sinni við þróun lækningatækja en hann er einn af þeim frumkvöðlum sem stofnuðu fyrirtækið Oxymap ehf. sem selur um víða veröld tæki til súrefnismælinga í augnbotnum án inngrips. Jón Atli er prófessor við Háskóla Íslands og aðstoðarrektor vísinda og kennslu við skólann.

Sem fyrr segir eru IEEE stærstu alþjóðlegu samtök tæknimanna. Þau starfa á mörgum sviðum tækninnar, einkum því sem telst til rafmagns-, véla- og lífverkfræði auk tölvunarfræði. Starfið felst meðal annars í afar umfangsmiklu ráðstefnuhaldi og því að tryggja framgang tækninnar í sem flestum löndum. Svæði 8 er stærsta svæði IEEE en það nær yfir Evrópu, Afríku, Mið-Austurlönd og Rússland.

Viðurkenningar fyrir lokaverkefni Á Tæknidegi Háskólans í Reykjavík, sem haldinn var 17. maí, voru afhentar viður­ kenningar TFÍ fyrir framúrskarandi loka­ verkefni. Önundur Jónasson, for­maður TFÍ, afhenti nemendum viður­kenn­ing­ arnar. Fjögur verkefni hlutu viðurkenn­ ingu að þessu sinni.

Guðmundur Þ. Bergsson, bygg­ingar­­ tækni­fræði: Prófanir á ljósastaur úr basaltstyrktu plastefni. Halldór Þorkelsson, vél- og orkutækni­ fræði: Endurbætur á rennum í flæðilínum. Framleiðsla þunnskelja íhluta úr plasti hjá Marel.

Sverrir Haraldsson og Önundur Jónasson, formaður TFÍ.

Sverrir Haraldsson, vél- og orkutækni­ fræði: Sjálfvirk uppröðun álstanga. Greining og tillögur til úrbóta í framleiðsluferli við HDC vél Fjarðaáli. Valgeir Ólafur Flosason, byggingar­ tæknifræði: Áhrif fylliefna á skammtíma formbreytingar í gólflögnum án álags.

Á myndinni má sjá nemendurna sem hlutu viðurkenningu, Önund Jónasson, formann TFÍ (lengst til vinstri) og Guðrúnu A. Sævarsdóttur, deildarforseta Tækni- og verkfræðideildar HR.


verktækni / 13

Tæknifræðingar brautskráðir frá Keili Föstudaginn 14. júní fór fram brautskráning tæknifræðinema Keilis á Ásbrú í Reykjanesbæ. Þetta er í annað skipti sem Keilir og Háskóli Íslands útskrifa í sameiningu nemendur með BSc-gráðu í tæknifræði og brautskráðust í ár 13 nemendur af tveimur brautum, orku- og umhverfistæknifræði og mekatróník hátæknifræði. Við þetta tækifæri afhenti Önundur Jónasson, formaður TFÍ, viðurkenningar félagsins fyrir vel unnin lokaverkefni. Hrafn Helgason, mekatróník hátæknifræði, hlaut viðurkenningu fyrir verkefn­ ið: „Hulsustrípari, forritun stýrivélar og hönnun“ og Þorgeir Þorbjarnarson, orku- og umhverfistæknifræði, fyrir verk­ efnið: „Eldsneytisframleiðsla úr lífmassa með pýrólýsu og vetnun“. Í ræðu sinni minntist Hjálmar Árna­son, framkvæmdastjóri Keilis, á gildi tækni­ náms við uppbyggingu samfélagsins. Nýútskrifaðir tæknifræðingar hefðu nú sýnt í verki vilja sinn, en hinsvegar mætti vera meiri skilningur í opinbera kerfinu á því að verklegt nám sé dýrara en almennt bóklegt nám. Kerfið væri of fast í gömlum gildum þrátt fyrir falleg orð.

Samtök iðnaðarins og Orkuveita Reykja­ víkur veittu viðurkenningar fyrir góðan námsárangur í orku- og umhverfistæknifræði. Þær hlaut Þorvaldur Tolli Ásgeirsson með meðaleinkunnina 8,23. Viðurkenningu fyrir námsárangur í mekatróník hátæknifræði hlaut Jósep Freyr Gunnarsson með meðaleinkunnina 8,98. Hann hlaut viðurkenningu frá Samtökum iðnaðarins og Marel, auk peningagjafar frá HS-Orku fyrir bestan samanlagðan námsárangur. Auk þess veitti Heklan – Atvinnu­ þróunarfélag Suðurnesja viðurkenningu fyrir frumlegustu hugmynd af lokaverkefni. Var það verkefni Andra Þorlákssonar um nýtingu leysigeisla til að minnka kostnað og tíma við framleiðslu á prentrásaplötum, en hann útfærði hagnýtan vélbúnað til að hraða framleiðslu á fullunnum prent­ rásarplötum með notkun leysirs. Þá tilkynnti Sigurgestur Guðlaugsson, verkefnastjóri Kadeco – Þróunarfélags Keflavíkurflugvallar, að árlega muni félagið bjóða einum útskriftarnema í tækni­fræð­ inni aðstöðu í frumkvöðlasetrinu Eldey á Ásbrú án endurgjalds. Þar eru nú þegar útskrifaðir tæknifræðingar Keilis með fyrirtækið GeoSilica. Að lokinni athöfn gafst gestum kostur á að kynna sér lokaverkefni nemenda í anddyri Andrews Theater á Ásbrú.

Önundur Jónasson, formaður TFÍ afhenti viður­ kenningar fyrir lokaverkefni.

Útskriftarhópur tæknifræðinga Keilis og Háskóla Íslands. Auk þeirra eru á myndinni: Hjálmar Árnason, framkvæmdastjóri Keilis; Helgi Þorbergsson, forseti Rafmagns- og töluverkfræðideildar Háskóla Íslands; Þórður Halldórsson, kennari við tæknifræðinám Keilis; og Sverrir Guðmundsson, forstöðumaður tækni­ fræðináms Keilis.


MYNDFLUG – ÞEKKING – REYNSLA – FAGMENNSKA

MYNDFLUG Myndflug aðstoðar fyrirtæki og einstaklinga á Íslandi, Noregi og Grænlandi með loftmyndir, landlíkön, landmælingar, hnitsetningar, landamerkjablöð, lóðablöð, innmælingar, útsetningar, magnmælingar, magnreikningar, tilboðsgerð.

Myndflug

(+354)7770555

Meira en 30 ára reynsla við landmælingar á Íslandi og í Noregi www.myndflug.is

verk@myndflug.is


verktækni / 15

Verkís og Almenna verkfræðistofan sameinast Í aprílmánuði sameinuðust Verkís og Almenna verkfræðistofan undir nafni Verkís. Hið sameinaða fyrirtæki er eitt öflugasta fyrirtækið í verkfræðigeiranum á Íslandi en samruninn veitir einnig tæki­færi til enn frekari sóknar á erlenda markaði. Bæði fyrirtækin eiga langa sögu á verkfræðimarkaðnum. Verkís rekur uppruna sinn til ársins 1932 og er því elsta verkfræðistofa landsins en Almenna verkfræðistofan var stofnuð árið 1971. Við sameininguna tóku einnig gildi skipulagsbreytingar hjá fyrirtækinu og eru nú starfandi þrjú markaðssvið: Byggingar og umhverfi, Orka og Iðnaður. Í fréttatilkynningu segir að breytingarnar feli í sér skilvirkari og betri þjónustu við viðskiptavini og einfaldara stjórnkerfi. Helgi Valdimarsson, fráfarandi framkvæmdastjóri

Ofanleiti 2 – nýjar höfuðstöðvar Verkís.

Drifbúnaður er sérgrein okkar

Það borgar sig að nota það besta!

Sveinn I. Ólafsson.

Nýjar höfuðstöðvar Verkís.

- Kúlulegur - Rúllulegur - Nálalegur - Línulegur I›na›arhjól

Brunndælur Mi›flóttaaflsdælur

Skömmtunardælur I›na›ardælur

I›ntölvur - Skynjarar Hnappaefni - Spólurofar Aflrofar - Hra›ast‡ringar Töfluskápar

Keilulegur

Leguhús

- Drifke›jur - Tannhjól - Flutningske›jur - Ástengi

Rafmótorar

Almennu, er sviðsstjóri hins nýja Byggingaog umhverfissviðs, Páll R. Guðmundsson er sviðsstjóri Orkusviðs og Eggert V. Valmunds­son er sviðsstjóri Iðnaðarsviðs. „Sameiningin er tækifæri til sóknar og mun auka faglega breidd og styrkja fagþekkingu stofunnar. Verkís sér fram á frekari sókn á erlenda markaði, einkum í ná­­ grannalöndunum en fyrirtækið hefur þegar talsverða reynslu af verkefnum víða um heim, mest á sviði orkumála. Stefnt er að því að breikka þjónustuframboð erlendis með því að bjóða upp á almenna verkfræðiþjónustu á Norðurlöndum en Almenna hefur unnið að mörgum verkefnum í Noregi undanfarin misseri. Samskipti og þjónusta við viðskiptavini verður ennfremur styrkt með fjölbreyttari lausnum og víðtækari ráðgjöf.“ Sameinað fyrirtæki mun flytja höfuð­ stöðvar sínar í Ofanleiti 2 í haust.

Ásflétti

Kílreimar - Tímareimar Viftureimar

Sími: 540 7000 • falkinn@falkinn.is • www.falkinn.is

Sveinn Ingi Ólafsson.


16 / VERKTÆKNI

Hvað stendur í ráðningarsamningnum? Vorið er sá tími sem margir ráða sig til nýrra starfa. Þeir sem helst standa í þessum sporum eru nýútskrifaðir einstaklingar og oft reynslulitlir á vinnu­ markaði. En einnig eru félagsmenn að færa sig til í störfum og fara frá opin­ berum vinnuamarkaði yfir á þann almenna eða öfugt. Þegar atvinnuviðtölum er lokið og komið að frágangi við ráðningu starfsmanns kemur að þætti ráðningarsamnings sem vinnuveitandi leggur fyrir nýjan starfsmann og komið er að undirskrift. Á þessu augnabliki skiptir miklu að staldra við og gefa sér tíma til að fara yfir samninginn. Æskilegast er að fara með hann og leita til aðila sem hefur þekkingu á laga- og kjarasamnings­ umhverfi vinnumarkaðanna. Í samn­ingum koma fram atriði sem hafa verið rædd í ráðningarferlinu svo sem vinnu­tími, starfshlutfall, orlof og oftar en ekki 2-4 blaðsíður um skyldur starfsmanns. Lítum nánar á nokkur þessara atriða.

Vinnutími Árið 1971 voru sett lög um 40 klst. hámark dagvinnuskyldu á viku eða 8 klst. á dag. 100% starfshlutfall getur því ekki falið í sér meiri dagvinnu á viku. Í kjarasamningi sem stéttarfélög/kjarafélög verkfræðinga, tæknifræðinga, tölvunarfræðinga og byggingarfræðinga gerðu við Samtök atvinnulífsins í mars 2011 er dag­ vinnuskyldan 37,5 stundir á viku eða 7,5 klst. á dag. Heimilt er að semja um allt að 40 klst á viku. Langflestir félagsmenn

Niðurstöður kjarakannana Niðurstöður kjarakannana Kjaradeildar VFÍ og Kjarafélags TFÍ lágu fyrir í júnímánuði og eru birtar á vefjum félaganna. Félagsmenn eru hvattir til að skoða niðurstöðurnar.

Orlofsuppbót Samkvæmt kjarasamningi Samtaka atvinnulífsins átti að greiða orlofsuppbót 1. maí 2013 að fjárhæð kr. 21.600.- Þess ber að geta að í kjarasamningi við Félag ráðgjafarverkfræðinga (FRV) eru ekki ákvæði um orlofs- eða desemberuppbót, þó eru dæmi um að hún sé greidd. Á vefjum VFÍ og TFÍ eru upplýsingar um orlofs- og desemberuppbót hjá opinberum og hálf opinberum aðilum.

umræddra félaga starfa á almennum markaði og eru því á þessum kjörum skv. kjarasamningi. Í ráðningarsamningum sem félagsmenn okkar standa frammi fyrir geta komið fyrir fullyrðingar sem geta verið óljósar og eða þversagnakenndar. Dæmi: NN er ráðinn til að sinna ákveðnu tæknistarfi sem krefst sérþekkingar hans sem er hugbúnaðarverkfræði. Hann er ráðinn til starfa í 100% starfshlutfalli. Vinnutími er frá kl. 8-17 virka daga að jafnaði en vinnuframlag ákvarðast af því að starfinu sé sinnt á fullnægjandi hátt og skuldbindur NN sig til að sinna vinnu sem starfinu fylgir utan dagvinnutíma sé þess þörf. Í þessu er fólgið opið leyfi vinnuveitanda til að krefja NN um vinnuframlag í eins miklum mæli og starfið gerir kröfu um og hægt er að skerða frítíma NN utan dagvinnu hvenær sem er án tillits til þess hvernig stendur á hjá honum. Hann veit ekki fyrr en eftir einhverja mánuði í starfi hversu mikill vinnutími er fólginn í „að sinna starfinu með fullnægjandi hætti“, en hann hefur samþykkt þessi kjör ef hann undirritar samninginn óbreyttan. Þess utan er vinnutíminn kominn yfir kjarasamningsbundna 37,5 stunda dagvinnuskyldu á viku eða 7,5 stundir á dag. Engu að síður er staðhæft að um 100% starfshlutfall sé að ræða. Þetta stangast illilega á. Hvergi er minnst á fastlaunasamning og mánaðarlaunin í samræmi við dagvinnu.

ur hans ákveður og hagsmunir fyrirtækisins leyfa. Hér er frjálslega farið með ákvæði laga um orlof sem er á þessa leið og er auðvitað lágmarksréttur: „5. gr. Atvinnurekandi ákveður í samráði við launþega hvenær orlof skuli veitt. Hann skal verða við óskum launþega um hvenær orlof skuli veitt, að svo miklu leyti sem unnt er vegna starfseminnar. Að lokinni könnun á vilja launþegans skal atvinnurekandi tilkynna svo fljótt sem unnt er og í síðasta lagi mánuði fyrir byrjun orlofs hvenær orlof skuli hefjast, nema sérstakar ástæður hamli.“

Í ráðningarsamningi gæti eftirfarandi staðið: Dæmi: NN fær 24 daga orlof. Honum ber að taka orlof á þeim tíma sem yfirmað-

Þrúður G. Haraldsdóttir, sviðsstjóri kjaramála.

Framkvæmdir á Engjateigi og nýtt félagakerfi Hafnar eru framkvæmdir í Verkfræðingahúsi, Engjateigi 9. Fyrir liggur að endurnýja húsnæði í kjallara þar sem er aðal fundarsalur félaganna. Umtalsverðar breytingar verða gerðar á skipulagi húsnæðisins og verður sérstök áhersla lögð á að bæta hljóð­ vist í salnum. Gert er ráð fyrir að framkvæmdum ljúki í desembermánuði. Hvað varðar fasta liði í starfsemi félagsins eins og námskeið og Samlokufundi þá er unnið að því að finna hentugt húsnæði.

Nýtt félagakerfi Um áramót verður tekið í notkun nýtt félagakerfi hjá VFÍ og TFÍ. Af þessum sökum verður síðasti afgreiðsludagur umsókna úr sjóðum 20. nóvember.

Annað Upptalning á skyldum starfsmanns er nær iðulega yfir ¾ hluta ráðningarsamnings. Atriði sem er of algengt að sjá í ráðningarsamningum er til dæmis: „Starfsmanni er óheimilt að vinna ólaunuð störf í þágu félagasamtaka“. Þarna er persónufrelsi einstaklingsins rofið og honum settar skorður hvernig hann ver frítíma sínum. Annað algengt atriði: „Reglur sem fyrirtækið og koma fram í starfsmannahandbók er hluti þessa ráðningarsamnings“. Ráðningarsamningur getur aldrei innifalið ákvæði sem atvinnurekandi getur breytt einhliða hvenær sem er og starfsmaður hefur enga aðkomu að.

Vetrarleiga orlofshúsa Um miðjan ágústmánuð fengu sjóðfélagar í Orlofssjóði VFÍ sendar upplýsingar um vetrarúthlutunina. Hver sjóðfélagi getur einungis fest sér eina viku að hausti og aðra að vori með löngum fyrirvara. Ef orlofshús er laust með skömmum fyrirvara þá er sjálfsagt að leigja sjóðfélaga þó að hann hafi fest sér aðra viku. Athugið að vegna mikillar aðsóknar gilda sérstakar úthlutunarreglur um orlofsvikur í vetrar­ fríum grunnskólanna og páska. Um miðjan desember verður byrjað að taka við bókunum fyrir árið 2014. Nánari upplýsingar og staða bókana eru á vef VFÍ.


verktækni / 17

Til liðs við náttúruna

vottaðar

Þriggja hólfa rotþrær fyrir sumarhús og heimili. CE-vottaðar samkvæmt staðli: ÍST EN 12566-1:2000/A1:2003. Fylgja einnig séríslenskum kröfum um uppbyggingu rotþróa. Fást í byggingavöruverslunum um land allt. Promens ráðleggur að ætíð sé leitað til fagaðila um niðursetningu á rotþróm.

www.promens.is PROMENS DALVIK • GUNNARSBRAUT 12 • 620 DALVÍK • SÍMI: 460 5000 • FAX: 460 5001 • sales.dalvik@promens.com


18 / VERKTÆKNI

Hvaða mannvirki er þetta? Sveinn Torfi Þórólfsson skráði Einn sólbjartan sunnudag í mars vorið 2012 var ég á gangi á göngustígnum meðfram Ægissíðunni í Reykjavík. Það var logn, skyggni gott og alveg rennisléttur Skerjafjörðurinn. Það hafði snjóað um nóttina svo allt var hvítt og fagurt. Göngustígurinn hafði verið ruddur fyrir nokkru um morguninn, svo allt umhverfið var ljómandi fagurt. Ég mætti konum og pörum með barnavagna, sem brostu út að eyrum á móti sólinni, og virtust njóta lífsins. Fleiri dásömuðu veðrið og sólina og fólk var í góðu skapi. Á undan mér gekk eldra par sem talaði ensku og virtust þau hissa á þessu fína veðri í Reykjavík, á þessari eyju úti í miðju Norður Atlantshafi. Svo stoppaði útlenska parið konu og spurði hvort hún talaði ensku og hún hélt nú það, og varð hálfmóðguð við að vera spurð að því. Parið segist vera frá Bandaríkjunum og búa á hótel Sögu. Þeim hafi verið ráðlagt að fara í göngutúr hingað út að ströndinni við Ægissíðu. Þeim hafi ekki látið sér detta í hug að fá svona gott veður á þessari eyju langt úti í Atlantshafi. Svo bendir maðurinn á mannvirkið úti í sjónum og spyr: „Hvaða mannvirki er þetta?“ „Ég hef nú bara ekkert hugsað út í það“, segir konan. „Ég flutti hingað í Sörlaskjól fyrir 13 árum og þá var það bara þarna. Nei, ég hef nú bara ekkert hugsað út í það.“ Endurtekur hún. „Merkilegt mannvirki, með þessum háa turni“, segir maðurinn og konan er sammála. „Eitthvert stórt hlutverk hlýtur þetta mannvirki að hafa, sem stendur svona á miðri ströndinni, en samt svolítið frá landi, og ber við allra augum“. Maðurinn stoppar nú skokkara, en hann hristir bara hausinn og hleypur áfram. Nú ákveð ég að upplýsa þau um hið sanna, og geng til þeirra. „Ég skal segja ykkur hvaða mannvirki þetta er. Ég hef talsverða þekkingu á því.“ Segi ég. „Þetta mannvirki er skólpdælustöð“. „Ha, hvað, skólpdælustöð“, hváir maðurinn, og trúir greinilega ekki því, sem han heyrir.“ - Og konan úr Sörlaskjóli hrekkur líka við. „Vá, segir hún. Það hefði mér aldrei dottið í hug.“ „Og ekki nein smá stöð“, held ég áfram. „Hún dælir öllu skólpi, frá Breiðholti og Sölum, Fossvogsdalnum, Kópavogi og Garðabæ, og svæðunum hér í kring, sem annars hefði lent í Skerjafirðinum. Skólpinu er safnað hingað í dælustöðina við

Faxaskjól, sem svo dælir blöndu af skólpi og ofanvatni áfram norður yfir nesið og yfir í hreinsistöðina við Ánanaust. Þar er skólpið grófhreinsað og svo er því dælt áfram 3,5 kílómetra út í sjóinn utan við Akurey, svo Skerjafjörðurinn verði hreinn. Hér áður fyrr fór allt þetta skólp beint í fjörurnar við Skerjafjörðinn, og víða voru fjörur mjög mengaðar, eins og til dæmis á sjóbaðsstaðnum inni í Nauthólsvík. Þar var sjóbaðsstaðnum lokað vegna mikilla saurgerla sumarið 1985. Það setti hraða á að byggja þessi mannvirki til að hreinsa Skerjafjörðinn.“ „Ég er nú bara alveg hissa“, segir maðurinn, og hvernig stendur á því að þú veist þetta en ekki konan sem býr í nágrenninu?“ „Jú, sjáðu til. Stöðin var byggð árið 1992, eða fyrir 20 árum, og ég kom nokkuð að skipulagningu og hönnun og líka að staðsetningu hennar“, svara ég. „Fólkið í nágrenninu krafist þess að stöðin yrði flutt frá upphaflegri staðsetningu sem var nær húsunum, vegna ótta við hávaða og lykt. Svo varð samkomulag um að flytja stöðina út í fjörðinn, um 150 metra frá landi.“ Ég býð þeim nú að fylgja þeim út að stöðinni, og að fara upp á þak, sem er hannað sem útsýnispallur. Þegar við komum upp á útsýnispallinn, blasir við geysiflottur sjóndeildarhringur, svo parið tekur andköf. Ég segi þeim að hér þvert handan við fjörðinn sjáist Bessastaðir, bústaður forsetans, og að þríhyrnda fjallið í vestri sé Keilir, gamalt eldfjall. En þeim finnst hvimleitt að heyra í loftræstingarviftunum, sem blása beint upp úr þakinu, og þegar ein skólpdælan fer í gang, hváir konan. „Hvað var þetta?“ - og hrekkur svolítið við. „Dælurnar fóru í gang“, segi ég, þær eru engin smásmíði.“ Ég útskýri að líklega yrði ekki komist alveg hjá hávaða, bara næstum því. Þau vilja meina að þau finni líka klóaklykt, en bara örlitla. Svo velta þau fyrir sér hlutverki turnins eða súlunnar sem gnæfir yfir. Ég segi þeim að aðalhlutverk hennar sé að dempa þrýsti­ sveiflur í dæluleiðslunni yfir í Ánanaust, en svo hefur hún verið notuð fyrir landstöðvar símans líka og á henni eru flugumferðarljós vegna Reykjavíkurflugvallar. Ég útskýri fyrir þeim hvernig þetta fyrirbæri virkar og þeim finnst það afar merkilegt. Dælurnar eru alltaf að stoppa og starta, og þá koma smá drunur. Ég skýri þetta fyrirbrigði og segi erfitt að komast alveg hjá þeim. Svo bendi ég í norður og segi að þar

eigum við að sjá Snæfellsjökul, en hann er hulinn þoku einmitt nú, en við sæjum út með fjörunni í Skerjafirði og út á Seltjarnarnes. Ef við höldum til austurs mætum við Skarðsheiði og Akrafjalli fyrir ofan Akranes, og svo kemur hið þekkta fjall, Esjan, síðan Helgafell og Úlfarsfell, svo Bláfjöll og Reykjanesfjallgarðurinn, með strýtulaga fjallið Keilir. Lengst í vestri glittir í Keflavíkurflugvöll, sem þau líklega færu um. Þau vildu vita meira um Nauthólsvík, og aðstöðuna þar. Ég segi frá því sem ég veit en ráðlegg þeim að ganga inn eftir göngustígnum og líta á staðhætti sjálf. Þaðan gætu þau svo farið upp í skógarstíga Öskjuhlíðar. Þau þakka nú innilega fyrir upplýsingar og ráð, og tipla ánægð niður tröppurnar á skólpdælustöðinni við Faxaskjól. Inni við Ægissíðu veifa þau aftur, en hverfa svo þar sem þau halda eftir göngustígnum, sem er fullur af fólki þarna í blíðunni. Nú vindur sér að mér kona, sem segir á bjagaðri ensku. „Svo virðist sem þú sért kunnugur hér um slóðir?“ „Ég hef verið að velta fyrir mér þessu fuglageri þarna úti á sjónum? Fuglarnir virðast vera í miklu æti?“ Mig langar að segja, að líklega séu þeir bara í síli, en maður getur ekki sagt ósatt. „Þegar rignir, eða það er snjóbráðnun eins og núna, þá hafa dælurnar ekki undan að dæla öllu fráveituvatninu yfir í Ánanaust. Þá er gripið til þess ráðs að láta svolítið renna hér út í fjörðinn“. „En þá fer klóak út í fjörðinn hér“, hálf mótmælir konan. „Já, það er óhjákvæmilegt, með svokallað einkerfi“, segi ég „en það er bara stuttan tíma á árinu, sem það gerist.“ „Hversu stuttan?“ Vill konan vita, en svo snýr hún sér að öðru. „Getur verið að heima í Hollandi fari klóak líka út í fjöruna? „Ekki gott að segja,“ svara ég, „en ekki óhugsandi. Slíkar útrásir frá yfirföllum eru núna eitt stærsta mengunarvandamálið í Evrópu.“ Ég flýti mér að skýra fyrir konunni, að verið sé að þróa aðferðir, þar sem ofanvatn er ekki látið fara í leiðslur með skólpinu, og það muni minnka útslepp frá yfirföllum. „Vona að það komi líka í Hollandi,“ segir konan og er létt. „Það er verið að vinna að verkefninu um alla Evrópu, svo lausn hlýtur að vera á næstu grösum,“ segi ég og kveð og óska góðs gengis. Ég geng svo tilbaka eftir göngustígnum, og rekst þar á fólk af ýmsum þjóðernum, til dæmis frá Japan, Kína og fleiri löndum.


verktækni / 19 Fólk stendur oft í hópum og allt bendir til að verið sé að velta vöngum yfir þessu merkilega mannvirki úti á firðinum. Hverjum hefði dottið í hug, þegar verið var að ræða staðsetningu dælustöðarinnar fyrir rúmum tuttugu árum, að áhugi myndi vakna um þetta mannvirki, sem gnæfir þarna úti í Skerjafirði utan við Faxaskjól? Viðbót: Einu sinni á kennarastofu í Háskóla Íslands vorið 2012, spurði ég í gamni „Hvaða mannvirki er þetta sem stendur úti í Skerjafirði utan við Ægissíðu?“ Þá sagði ein kona: „Einhver heldur fram þeirri vitleysu fram að þetta sé skólpdælustöð!“

Ótrúleg tækni gegn rottufári Talið er að rottur hafi náð fótfestu á Íslandi á 16. eða 17. öld. Þekkt er að þær eru smitberar hættulegra sjúkdóma. Til dæmis er talið að Svartidauði hafi borist um heiminn með rottum. Mjög er brýnt að stemma stigu við fjölda rotta í holræsakerfum bæja og borga. Algengasta aðferðin í dag við eyðingu rotta er að setja eitur í brunna í þeim hverfum sem elst eru og liggja næst sjó. Enginn getur þó sagt til um árangur af eitrun. Hægt er að velta fyrir sér mörgum spurningum í þessu sambandi. Til dæmis: Hve margar rottur drepast í hlutfalli við magn eitursins? Hve langur tími líður frá því að rottan innbyrðir eitrið þar til hún drepst? Hve stór hluti eitursins nýtist ekki eins og til var ætlast? Hver eru áhrif eiturs­ ins á umhverfið? Málefnið almennt séð fær ekki mikla athygli eða umfjöllun. Ástæða þess er líklega sú að að fáir hafa áhuga á því og reglugerðir veita ekki mikið aðhald. Danskt fyrirtæki, WiseCon A/S setti fyrir fjórum árum á markað tvær gerðir af tækjum sem bylta starfsemi er snýr að eyðingu rotta. Um er að ræða umhverfisvænar lausnir sem náð hafa nokkurri útbreiðslu. Um tvö tæki er að ræða: Wisebox er staðsett við útvegg utandyra. Á því er inngönguleið fyrir rottuna. Fari rottan inn í gildruna fær hún í sig rafstraum og drepst á innan við tveimur mínútum. Að því loknu lyftir tækið hræinu upp og veltir yfir í sorppoka við hlið lyftunnar. Allt gerist þetta innan tækisins. Í tækinu er tölvubúnaður sem sendir boð til spjaldtölvu umsjónarmanns þegar aflífun hefur farið fram. Tölvubúnaðurinn telur tilfellin, lætur vita um hleðslu rafhlöðunnar, fylgist með hitastigi o.fl. Wisetrap er rörlaga og komið fyrir í brunn­um fráveitukerfa. Neðri hluta tækis-

Það er sannfæring undirritaðs að tæki sem þessi festi sig í sessi á Íslandi eins og í öðrum löndum. Þetta mun þó taka nokkurn tíma. Einnig er það sannfæring mín að í framtíðinni verði gerð krafa til þess strax á hönnunarstigi að gert sé ráð fyrir slíkum tækjum bæði í lagnakerfum, við sjúkrahús og hús sem þjóna matvælaiðnaði. Eitrun er ekki ásættanlegur kostur samanborið við tækni sem þessa. Óskar Ásgeirsson, byggingarverkfræðingur frá LTH.

Wisebox.

ins er komið fyrir inní fráveituröri og ferðist rottan eftir lögninni og undir tækið skynjar það hitann frá rottunni og skýtur samstundis niður oddum (spjótum) og drepur rottuna. Oddarnir dragast til baka og inn í tækið en hræið heldur áfram eftir lögninni og til næstu hreinsistöðvar eða til sjávar. Á sama hátt og í Wise box tækinu er tölvubúnaður í sér kassa ofan við „rörið“ sem sendir sams konar upplýsingar til umsjónarmanns. Í flestum tilfellum dugar ekki ein slík gildra, heldur þarf að vinna kerfisbundið með mörgum gildrum. Í stórum borgum er þekkt að nota tugir gildra. Hægt er að koma fyrir upptökuvél í brunninum til þess að staðfesta að um rottu sé að ræða sem tækið drepur.

Wisetrap.


Mynd

4:

Tæknilega mögulegt vatnsafl

á

vatnasviði Dynjanda, sé

miðað

við meðal­ rennsli eftir öllum farve­ gum.


Alhliða byggingaplatan Útlit Viroc klæðningarinnar er sígilt sjónsteypu útlit með náttúrulegum blæbrigðum. Hentar vel fyrir Íslenskar aðstæður Umhverfisvænt eldþolið efni í flokki 1. Fjölmargir notkunarmöguleikar.

Nýtt !

Nú eru fáanlegir 6 litir í VIROC Ljósgrátt, Koksgrátt, Krem hvítt, Terracotta rautt, Gult og Ocher gult. Þykkt: 10, 12, 16 og 19mm Plötustærð: 1200 x 2600 mm Aðrar stærðir og þykktir fáanlegar

Byggingavöruverslun

Þ. ÞORGRÍMSSON & CO

Traust fyrirtæki í yfir 70 ár


22 / VERKTÆKNI

ÍSLENSKA SIA.IS ALC 64423 05/13

Góður staður í tilverunni

Starfsmaður Alcoa Fjarðaáls, Hinrik Þór Oliversson, ásamt konu sinni Bryndísi og dóttur þeirra Hugrúnu Elfi í Eskifjarðarsundlaug.

Bjartari framtíð Hátæknivætt álver Alcoa Fjarðaáls er spennandi og öruggur starfsvettvangur þar sem mikil áhersla er lögð á sífellda starfsþróun og endurmenntun, vel launuð störf og jafnrétti kynjanna. Í sátt við umhverfið Hjá Alcoa Fjarðaáli er það grundvallarstefna að starfa í sátt við umhverfi og samfélag. Við leggjum okkur fram um að vinna í anda sjálfbærni. Alcoa Fjarðaál er eitt fullkomnasta álver heims og notar bestu fáanlegu tækni við framleiðslu, mengunarvarnir og umhverfisvöktun.

www.alcoa.is

Betra samfélag Hjá Alcoa Fjarðaáli eru menntun og þekking virkjuð til hagsbóta fyrir samfélagið. Við leggjum áherslu á að skapa öflugt þekkingarsamfélag, bæði innan og utan fyrirtækisins. Hjá okkur starfar samhentur hópur fólks með fjölbreytta menntun og reynslu, dýrmætur mannauður sem styrkir samfélagið á Austurlandi með virkri þátttöku í félags- og menningarlífi.


ritrýndar vísindagreinar

Þróun aðferðafræði fyrir mat á tæknilega mögulegu vatns­afli með notkun vatnafræðilíkana í hárri upplausn Tinna Þórarinsdóttira, Sigurður Magnús Garðarssonb, Philippe Crocheta, Hrund Ólöf Andradóttirb Veðurstofa Íslands, Bústaðavegur 7-9, 150 Reykjavík Umhverfis- og byggingarverkfræðideild, Háskóli Íslands, Hjarðarhagi 2-6, 107 Reykjavík. a

Fyrirspurnir: Tinna Þórarinsdóttir tinna@vedur.is

b

Greinin barst 26. september 2012. Samþykkt til birtingar 12. júní 2013.

Ágrip

Abstract

Rafmagnsframleiðsla Íslendinga kemur að stórum hluta frá vatnsorku. Nú eru liðin rúm 30 ár frá því að síðast var lagt mat á vatnsafl landsins og á þeim tíma hafa orðið tæknilegar framfarir sem kalla á endurnýjun þessa mats. Markmið þessarar greinar er að lýsa þróun á aðferðafræði sem nota má við útreikninga og kortlagningu tæknilega mögulegs vatnsafls þar sem þróuð hafa verið vatnafræðileg líkön í hárri upplausn, eins og er tilfellið á Íslandi. Dagleg meðalgildi rennslis fengust á reglulegu reiknineti með 1 km upplausn með hjálp vatnafræðilíkansins WasiM. Rennsli í farvegum var reiknað skv. rastagögnum úr ArcGIS gagnagrunni Veðurstofu Íslands um yfirborðshalla og samsöfnun rennslis. Úrkomugögn voru einnig notuð sem ígildi rennslis til þess að greina áhrif þess að nota margþætt vatnafræðilíkan fram yfir óbreytt úrkomugögn. Bæði var gert ráð fyrir miðluðu og ómiðluðu rennsli með því að nota mismunandi hlutfallsmörk á langæislínu sem rennslismat. Mat á mögulegu vatnsafli fór fram fyrir hvern reit sem staðsettur er í rennslisfarvegi innan reikninets með 25 m upplausn. Tæknilega mögu­legt vatnsafl er heildarvatnsafl miðað við fullkomna nýtni, án þess að gert sé ráð fyrir neinum takmörkunum, svo sem vegna nátt­úru­ verndar eða ann­arrar landnýtingar. Í þessari grein eru niðurstöður mats á mögulegu vatnsafli á vatnasviði Dynjanda á Vestfjörðum kynntar. Lykilorð: Vatnsafl, vatnafræðilíkön, tæknilega mögulegt vatnsafl, vatnasvið

A large portion of the total electricity production in Iceland originates from hydropower. The last estimation of the hydropower potential was conducted thirty years ago, in 1981. Since then, there have been major technical developments that call for a renewal of estimation of hydropower potential. The aim of this paper is to describe the development of a methodology that can be used for calculating and mapping technical hydropower potential where high resolution hydrological models are available, as is the case for Iceland. Average daily discharge was provided on a gridded form with 1 km2 resolution by the hydrological model WaSiM. The discharge was routed along the river channel using information about slope and flow accumulation from the ArcGIS database at the Icelandic Meteorological Office. Gridded precipitation data was also routed and used as a proxy for runoff in order to study the benefit in using an advanced hydrological model rather than a crude estimate of the water input onto the catchment. Both regulated and unregulated discharge was accounted for in the methodology by using different quintiles of a flow duration curve (FDC) derived from estimated discharge. The potential hydropower was estimated for each grid cell along the river network with a resolution of 25 m. The technical hydropower potential represents all potential hydropower with full efficiency and without assuming any limitations, such as environmental protection or other land use. Results of hydropower potential estimated for the catchment of Dynjandi River in Iceland are presented. Keywords: Hydropower, hydrological models, technical hydropower poten­ tial, catchment

Inngangur Vatnsaflið er ein mikilvægasta orkulind Íslands, það stendur undir u.þ.b. 73% af heildar raforkuframleiðslu landsins (Haukur Eggerts­son, Ívar Þorsteinsson, Jónas Ketilsson & Ágústa Loftsdóttir, 2010). Nýtanlegt vatnsafl er margfeldi af fallhæð og rennsli í gegnum hverfil ásamt stuðlum sem taka tillit til nýtni kerfisins og þyngdar­hröðunar,

P =   QH

(1)

þar sem P er vatnsaflið,  er nýtni,  er eðlisþyngd, Q er rennsli í gegnum hverfilinn og H er heildar fallhæð. Við mat á vatnsafli er því nauðsynlegt að afla upplýsinga varðandi fallhæð annars vegar og rennsli hins vegar. Rannsóknir á mögu­leikum vatnsafls krefjast enn fremur greiningar á þeim þáttum í umhverfinu sem hafa áhrif á fallhæð og rennsli. Landfræðileg upplýsingakerfi (LUK) ásamt fjarkönnun hafa á síðustu árum þróast sem helstu hjálpar­ tæki við myndun þekkingargrunns fyrir mat og stjórnun ýmissa um­­ hverfisþátta og eru saman notuð víða við kort­lagningu á mögulegu vatnsafli. Fallhæð má mæla beint eða nota til þess sjálf­virkar aðferðir með stafrænu hæðarlíkani. Rennsli er hins vegar háð samþættingu mis­munandi ferla í náttúrunni á hverju vatnasviði fyrir sig. Helstu áhrifaþættir rennslis eru úrkoma, snjó- og ísbráðnun, grunnvatns-

straumar, uppgufun og útgufun og getur því reynst erfitt að meta rennslisþáttinn. Þessa áhrifaþætti þarf að greina og meta. Rennslis­ mælingar fara oftast fram á einum eða fleiri stöðum innan vatnasviða. Rennslismat er þó nauðsynlegt ef krafist er rennslis­upplýsinga eftir endilöngum farvegum tiltekins vatnasviðs, eða ef rennslismælingar eru ekki nægjanlegar eða jafnvel ekki til staðar. Í þessum tilfellum er notað vatnafræðilíkan til að herma vatnsbúskap vatnasviðsins. Gerð líkansins er háð þarfa­grein­ingu hvers verkefnis. Með aukinni áherslu á endurnýjanlega orku á síðustu árum hafa fjölmargar rannsóknir farið fram varðandi mat á vatnsaflsauðlindum um allan heim. Kanadísk rannsókn um kortlagningu vatnsaflsauðlinda í New Brunswick byggir á notkun tölvugerðs farvegakerfis sem kallað er „synthetic hydro network“ ásamt árlegu meðal- og grunn­ rennsli (Cyr, Landry & Gagnon, 2011). Meðalrennsli er notað við mat á hefðbundnu vatnsafli með miðluðu rennsli en grunn­rennslið við mat fyrir rennslisvirkjanir. Bandarísk rannsókn frá árinu 2004 miðaði að mati á vatnsafli með áherslu á lága fallhæð og þar með lægri orku­möguleika en stærstu virkjanirnar bjóða upp á (Hall, o.fl., 2004). Þannig var mögulegt vatnsafl metið fyrir hvern hluta vatns­falls sem var af meðallengd tvær mílur, eða um 3.219 m. Árlegt meðalrennsli var metið með aðhvarfsgreiningu sem þróuð var fyrir hvert svæði og fallhæð reiknuð með notkun stafræns hæðarlíkans. Eins hefur farið

verktækni 2013/19

23


ritrýndar vísindagreinar fram rannsókn í Noregi þar sem metnir eru mögu­leikar minni vatns­ afls­virkjana (Voksø, o.fl., 2004). Rennslið var metið með afrennsliskorti og fallhæð reiknuð út frá hæðarlíkani með því að fikra sig eftir farvegakerfinu og framkvæma útreikninga á fallhæð með 50 m milli­ bili. Af­­rennsliskortið var unnið úr Hydro­logiska Byråns Vattenbalans­ avdeln­ing (HBV) vatnafars­líkaninu (Berg­ström, 1976). Líkanið var not­ að í 1 km2 upplausn til þess að meta mánaðarlegt afrennsli sem síðan var notað til að reikna meðal­árs­afrennsli fyrir útreikninga á vatnsafli. Allar fyrrnefndar rannsóknir hafa það sameiginlegt að þær miða að því að kortleggja mögulegt vatnsafl en leysa verkefnið á mismunandi hátt, háð þarfagreiningu og tiltækum gögnum á hverjum stað fyrir sig. Vatnsaflsauðlindin hefur nokkrum sinnum verið metin hérlendis. Jón Þorláksson mat hana fyrstur árið 1920 með því að meta vatns­aflið í úrkomunni og giska á hversu stór hluti þess væri nýtanlegur. Nið­ urstaða þess mats var að nýtanleg vatnsorka væri 26 TWh/ári (Haukur Tómasson, 1981). Sigurður Thoroddsen lagði mat á vatnsafl landsins árið 1962. Hann gerði ráð fyrir ákveðnum virkjanakostum, mat orku­vinnslugetu þeirra og lagði saman til þess að fá heildarmat á vatnsafli, samtals 35 TWh/ári. Árið 1981 kynnti Haukur Tómasson (1981) niður­stöður sínar við mat á vatnsafli landsins. Matið byggðist á skiptingu landsins í reiti með möskvastærð 10-12 km. Meðalhæð reit­ anna var þekkt út frá mælingum á þyngd­arsviði landsins en afrennsli þeirra var áætlað annars vegar út frá því hvar úrkoman félli og hins vegar hvar vatnið kæmi fram sem yfirborðsrennsli. Afrennslis- og land­ hæðar­upplýsingar reitanna voru svo notaðar til þess að meta vatnsafl í snið­punktum fyrir hverja 5 km eftir farvegakerfi sem unnið var upp úr kort­um í mælikvarða 1:250000 (Kristinn Einarsson, 1999). Niður­ stöð­ur gáfu 64 TWh/ári og þar af 33 TWh/ári sem féllu undir hagkvæma vatnsorku með meira en 150 GWh/ári í sérhverjum snið­punkti (Haukur Tómasson, 1981). Á þeim 30 árum sem liðin eru frá síðasta mati hafa orðið fjölþættar framfarir hvað varðar gæði gagna og þróun gagnagrunna með land­­­fræðilegum upplýsingakerfum (LUK) og vatna- og straumfræði­ legum rannsóknum. Þessar framfarir kalla á endurnýjun á vatns­aflsmati landsins, enda má ætla að betri tækni og aukin þekking skili ná­­ kvæmari niðurstöðum mats á vatnsafli. Enn fremur er rétt að undir­ strika nauðsyn þess að fyrir liggi nákvæmar upplýsingar um heildar­ mat og kortlagningu á vatnsafli landsins í allri umræðu og ákvarð­ana­ töku um verndar- og nýtingaráætlanir. Rannsókn þessari er ætlað að lýsa þróun á aðferðafræði sem má nota við endurnýjun á vatns­aflsmati landsins skv. bestu fáanlegu opinberu gögnum hér­lend­is. Aðferða­fræð­ ina má nota við bæði útreikninga og kort­lagn­ingu tækni­lega mögulegs vatnsafl á Íslandi. Hér verður aðferða­fræð­in rakin í stór­um dráttum og gerð grein fyrir notkun rennslisgagna og upp­lýs­ingum um fallhæð. Kynntar eru niðurstöður mats á tækni­lega mögu­legu vatnsafli á vatna­ sviði Dynjanda á Vestfjörðum og mat lagt á helstu kosti og galla að­ferðafræðinnar.

Aðferðafræði Við útreikning á vatnsafli þarf að meta eða reikna bæði fallhæð og rennsli. Til að reikna fallhæð voru notuð rastagögn úr ArcGIS gagnag­runni Veðurstofu Íslands (VÍ). Afrennsli var metið annars vegar með aðstoð vatnafræðilíkansins WaSiM (Schulla & Jasper, 2007) og hins vegar með úrkomugögnum einum og sér með því markmiði að greina áhrif þess að nota margþætt vatnafræðilíkan fram yfir óbreytt úrkomu­ gögn. Reitaskiptum afrennslisgögnum var veitt í farvegi með notkun gagna um yfirborðshalla og samsöfnun rennslis (e. flow accumulation) til þess að fá rennslismat eftir endi­löngum farvegum vatnasviðs en ekki einungis við rennslismæli. Gert var ráð fyrir bæði miðluðu og ómiðluðu rennsli með því að nota mismunandi hlut­fallsmörk á langæislínu (e. flow duration curve) sem rennslismat. Þetta var gert með því markmiði

24

verktækni 2013/19

að aðferðafræðin gæti gefið upp­lýsingar miðað við rennslisvirkjanir jafnt sem virkjanir með miðl­unarlóni. Tæknilega mögulegt vatnsafl var reiknað fyrir hvern reit sem staðsettur er í rennslisfarvegi innan reikninets með 25 m upp­lausn. Aðferðafræðin var prófuð á þremur vatnasviðum af ólíkri stærð, staðsetningu og vatnafarslegum eigin­ leikum og með nýlega uppfærð afrennsliskort. Í þessari grein verða niðurstöður vegna mats á mögulegu vatnsafli á vatnasviði Dynjanda kynntar. Vinna má sambærileg gögn fyrir landið allt varðandi fallhæð en sambærileg rennslisgögn eru ekki tiltæk nema fyrir viss vatnasvið eins og er. Segja má að Vatnagrunnur VÍ annars vegar og afrennslis­­ kortin hins vegar séu forsenda fyrir aðferðafræðinni sem þróuð er. Frekari niðurstöður má nálgast í MS ritgerð Tinnu Þórarinsdóttur (2012).

Reiknuð fallhæð Fallhæð var reiknuð samkvæmt rastagögnum úr ArcGIS gagnagrunni VÍ. Notuð voru gögn úr Vatnagrunni VÍ til þess að kortleggja farvegi með 25 m upplausn og fallhæð reiknuð eftir endilöngum farveg­unum. Vatnagrunnurinn geymir m.a. vatnafarsleg kortagögn fyrir landið allt sem eru rekjanleg frá upptökum vatnsfalla til árósa, s.s. staðsetningu árfarvega, samsöfnun rennslis og rennslisstefnu út frá landhæð (Bogi B. Björnsson & Esther H. Jensen, 2010). Upp­lýs­ingar um samsöfnun rennslis voru notaðar til þess að fikra sig frá upp­tökum vatnasviðs til árósa og hæðarmismunur tveggja samliggj­andi reita skráður samkvæmt hæðarlíkani. Til þess að fullnýta mögulega upplausn var lág­ marksfallhæð valin 1 m. Á mynd 1 má sjá alla þá staði eftir farvegum Dynjanda sem hafa 1 m fallhæð eða meira.

Mynd 1: Fallhæð eftir farvegum Dynjanda á Vestfjörðum.

Metið rennsli Afrennsli var metið með aðstoð vatnafræðilíkansins WaSiM-ETH sem líkir eftir daglegum meðalgildum afrennslis á reglulegu reikni­neti (Schulla & Jasper, 2007). WaSiM líkanið er svissneskt reitaskipt vatnafræðilíkan sem notað hefur verið síðustu ár á VÍ (Jónsdóttir, 2007) við gerð afrennsliskorta með 1 km upplausn. Líkanið tekur inn ýmis gögn, s.s. jarðvegsgögn, landhæð, veðurgögn, gróður­farsgögn, lekt o.s.frv. og er kvarðað út frá mældum rennslisröðum. Ýmsar framfarir hafa orðið varðandi notkun WaSiM líkansins hér­lendis síðustu ár, m.a. má nefna hálf sjálfvirka kvörðun líkansins (Crochet, 2012; Auður Atladóttir, Philippe Crochet, Sveinbjörn Jóns­son & Hilmar B. Hróðmars­son, 2011) og hærri upplausn bæði úrkomu- (Crochet, o.fl., 2007) og hita­stigs­ gagna (Crochet & Jó­hannesson, 2011). Notuð var rennslis­röð sem spannar 10 ár frá 1992 til 2001. Þetta tímabil var valið með því mark­ miði að nota nýleg gögn og nægjanlega langt tímabil til þess að gefa áreiðanlega rennslisröð en þó án þess að valda töfum á vinnslu verk­


ritrýndar vísindagreinar efnisins. Við kortlagningu rennslis innan vatnasviða voru vatna­fars­ gögnin úr WaSiM samtvinnuð með upplýsingum úr Vatnagrunni VÍ, en þessi gögn hafa ekki verið samnýtt áður hérlendis. Ástæðan var sú að WaSiM líkanið gefur afrennsli á hverjum skilgreindum reit en gefur ekki upplýsingar um samsöfnun rennslis frá upptökum til árósa og því nauðsynlegt að fá þær upplýsingar úr Vatnagrunninum. Vatna­grunn­ urinn byggir á 25x25 m2 myndeiningum og því voru af­rennslis­gögnin endurskilgreind fyrir sömu reitastærð. Vatna­grunn­urinn geymir m.a. upplýsingar um rennslisstefnu hverrar mynd­ein­ingar, skilgreint út frá hæð og afleiddum halla nærliggjandi myndeininga. Með þessum upp­ lýsingum má veita daglegum meðal­gildum afrennslis niður eftir far­veg­ um hvers vatnasviðs. Þá er gert ráð fyrir að taftími (e. time of concen­ tration) innan vatnasviðsins sé 24 klst eða minna. Með þessari aðferð má meta rennsli vatnasviðs allt frá upp­tökum til árósa. Mynd 2 sýnir dreifingu meðalrennslis í farvegum innan vatnasviðs Dynjanda.

Mynd 2: Meðalrennsli í farvegum Dynjanda á Vestfjörðum.

Gert var ráð fyrir bæði miðluðu og ómiðluðu rennsli með því að nota mismunandi hlutfallsmörk á langæislínu sem rennslismat en langæis­ línan segir til um líkur þess að fá rennsli umfram tilgreint gildi. Efri hluti langæislínunnar sem nær yfir 50-100% langæi má skilgreina sem lágrennslishlutann (Smakhtin, 2001). Sá hluti er því notaður við mat á vatnsorku fyrir rennslisvirkjun (ómiðlað rennsli), en neðri hluti lang­ æislínunnar (ca. 30-50%) fyrir virkjun með miðl­unarlóni. Langæis­lína er reiknuð fyrir hvern einasta reit innan far­vegakerfisins í stað þess að miða rennsli innan vatnasviðsins við langæislínu við ós vatnasviðs. Á mynd 3 er rennsli í hverjum reit innan farvegarins fyrir þrjá mismunandi

daga, þegar rennsli við ós er um 11 m3/s sem samsvarar meðalrennsli við ós viðkomandi vatnsfalls, plottað á móti reiknuðu meðalrennsli fyrir hvern reit innan farvegarins. Með þessu móti má sýna hvernig þrír ólíkir dagar geta gefið sama heildarrennsli við ós þrátt fyrir að rennsli innan farvegakerfisins sé ólíkt. Þetta má rekja til þess að ólíkir þættir geta orsakað sama rennsli, s.s. rigning, snjóbráðnun o.s.frv. Það má því færa rök fyrir því að eðlilegra sé að meta rennsli og langæislínu fyrir hvern reit eftir endilöngum farvegum vatnasviðsins heldur en að miða rennslið allt út frá einum og sama staðnum. Við mat á rennsli var einnig prófað að notast við úrkomugögn ein og sér sem ígildi rennslis. Ljóst er að notkun óbreyttra úrkomugagna sem ígildi rennslis er takmörkunum háð en þó er ástæða til þess að greina áhrif þess að nota margþætt vatnafræðilíkan fram yfir óbreytt úr­­komu­gögn, enda nýleg kvörðun vatnafræðilíkans ekki til staðar á öllum vatnasviðum landsins enn sem komið er. Sömu aðferðafræði var beitt á úrkomugögnin og notuð var fyrir afrennslisgögn úr WaSiM, rennslis­stefnur úr Vatnagrunninum voru notaðar til að veita vatninu í farvegi og langæislínur reiknaðar fyrir hvern reit eftir farvegakerfinu. Nánari upplýsingar um WaSiM líkanið, aðlögun þess og rakningu rennslis í farvegi má finna í M.S.-verkefni Tinnu Þórarinsdóttur (2012).

Niðurstöður og umræða Vatnsafl var reiknað skv. jöfnu (1) með u.þ.b. 25 m millibili eftir endi­ löngum farvegum vatnasviðs Dynjanda á Vestfjörðum. Tækni­ lega mögulegt vatnsafl fæst í hverjum punkti sem hefur lág­marks­fallhæð 1 m eða meira. Vatnsafl var reiknað með meðalrennsli og sex mismunandi hlutfallsmörkum langæis og þannig sýndir mögu­leikar miðlaðs og ómiðl­aðs rennslis. Niðurstöður eru birtar sem tæknilega mögulegt heildar vatnsafl sem og á kortum sem sýna tæknilega mögulegt vatnsafl eftir ár­farvegum. Á myndum 4 og 5 má sjá kortlagðar niðurstöður fyrir vatnasvið Dynjanda bæði fyrir lágrennsli (hér 85% langæi) og fyrir meðalrennsli. Eins og búast má við sýna niðurstöðurnar mun fleiri staði með tækni­ lega mögulegt vatnsafl sé miðað við meðalrennsli heldur en lágrennsli. Niður­stöður mögulegs heildarafls vatnasviðsins má sjá í töflu 1, þar sem heildarafl fyrir meðalrennsli er 13,5 MW og tæp 4 MW miðað við tiltekið lágrennsli. Niðurstöður fyrir heild­arafl eru einnig gefnar að frádregnum þeim reitum sem gefa minna en 10 kW og minna en 30 kW. Ólíklegt má telja að hagkvæmt sé að nýta vatnsafl af svo lítilli stærðargráðu, einkum innan við 10 kW, og því gagnlegt að skoða hve stór hluti heildaraflsins fellur undir þann flokk.

Mynd 4: Tæknilega mögulegt vatnsafl á vatnasviði Dynjanda, sé miðað við meðalrennsli eftir öllum farvegum. Mynd 3: Rennsli í hverjum reit miðað út frá meðalrennsli við ós vatna­sviðs borið saman við reiknað meðalrennsli hvers reits.

verktækni 2013/19

25


ritrýndar vísindagreinar

Mynd 5: Tæknilega mögulegt vatnsafl á vatnasviði Dynjanda, sé miðað við 85% á langæislínu (lágrennsli). Tafla 1: Niðurstöður heildarafls á vatnasviði Dynjanda, sé miðað við meðal­ rennsli eða 85% langæi. Allir reitir

< 10 kW frádregið

< 30 kW frádregið

Heildarafl [kW] fyrir meðalrennsli

13.575

12.958

11.094

Heildarafl [kW] fyrir 85% langæi

3.991

3.234

2.526

 

Eins og búast mátti við reyndist erfitt að nýta hrein úrkomugögn í stað afrennslisgagna frá WaSiM. Á mynd 6 má sjá langæislínu við ós Dynjanda, annars vegar reiknaða með óbreyttum úrkomugögnum og hins vegar með afrennslisgögnum frá WaSiM. Niðurstöður sýna að úrkomugögnin gefa of hátt hárennsli og of lágt lágrennsli, eða í raun ekkert rennsli þann tíma sem engin úrkoma verður. Með þessu einfalda afrennslismati er ekki gerður greinarmunur á milli rigningar og snjó­ komu líkt og gert er innan WaSiM líkansins. Snjógeymsla og snjó­ bráðnun sem og aðrir þættir sem margþætt vatnafræðilíkön taka tillit til, skýra því mismun á milli afrennslis með WaSiM og með óbreyttum úrkomugögnum. Eins er ekki gert ráð fyrir grunn­rennsli með því að nota einungis úrkomugögn og því ljóst að grunn­vatnsrík vatna­svið krefjast flóknari aðgerða. Notkun úrkomu­gagna eingöngu dugar því ekki á tilteknu vatnasviði þar sem vatnafræðilíkan er ekki til staðar, sérstaklega ef skoða á há- og lágrennsli fyrir mat á vatnsafli. Það er þó mögulegt að endurbæta megi afrennslismatið með því að meta það ekki einungis út frá úrkomu heldur einnig með hita­stigs­gögnum

(Crochet, 2013). Þessháttar niðurstöður gætu nýst til bráðabirgða þar til WaSiM líkanið hefur verið endurkvarðað fyrir öll vatnasvið skv. fyrrnefndum framförum varðandi notkun lík­ansins. Sú aðferðafræði sem notuð er kortleggur tæknilega mögulegt vatns­ afl allra árfarvega innan reikninets með 25 m upplausn og leggur svo saman til þess að fá heildarvatnsafl vatnasviðsins. Það er mikil­vægt að geta þess að sé gert ráð fyrir miðluðu rennsli með uppi­stöðulóni þá breytist bæði langæislínan neðar í ánni og fallhæðin eykst vegna lónsins. Þetta er ekki tekið með í reikninginn í ofan­greindri að­ferð­ar­ fræði en má auðveldlega bæta við ef mögulegar útfærslur liggja fyrir. Þess ber einnig að geta að hér er um að ræða tæknilega mögulegt vatnsafl þar sem gert er ráð fyrir fullkominni nýtni (=1) og engum árekstrum vegna ólíkrar landnýtingar og umhverfisverndar. Ekki er lagt mat á hagkvæmni miðlunarlóna, stað­setningar þeirra eða á virkj­un­ar­ kosti að neinu leyti. Þá er ljóst að 24 klst taftími innan vatnasviða getur valdið skekkju í rennslismati þegar kemur að stærri vatnasviðum. Þess má þó geta að verið er að þróa áfram þá aðferðafræði sem lýst er hér með því markmiði að komast hjá því að veita vatninu í farvegi eftir landhæð. Þessi þróun kæmi sér ekki einungis vel á stærri vatna­sviðum þar sem taftími getur verið lengri en 24 klst, heldur einnig á grunn­ vatnsríkum vatnasviðum þar sem yfirborðs landhæð er ekki endilega ráðandi um rennslisstefnu. Hvað varðar enn frekari vinnu við mat og kortlagningu vatnsafls, þá væri nauðsynlegt að nota lengri rennslisraðir til þess að fá bestu mögu­ legu heildarmynd af rennslinu. Ennfremur væri e.t.v. eðlilegt að hækka lágmarksfallhæð og takmarka þannig óvissu hæðargagna og jafnframt að skoða útreikninga á fallhæð og þar með vatnsafli með lengra millibili eftir farvegakerfinu. Aðferðafræðin er sambærileg þeirri sem notuð hefur verið í Noregi (Voksø, o.fl., 2004) þar sem metnir eru möguleikar minni vatnsaflsvirkjana, enda aðstæður um margt líkar í þessum löndum. Aðferðafræðin sem notuð hefur verið í Noregi nýtir þó grófara rennslismat þar sem meðal­ársafrennsli er notað fyrir útreikninga á vatnsafli en ekki mis­mun­ andi hlutfallsmörk langæislínu líkt og hér er gert. Erfitt er að bera niður­ stöður rannsóknarinnar við fyrra mat á vatnsafli hérlendis þar sem aðferða­fræðin hefur einungis verið prófuð á þremur vatna­sviðum enn sem komið er og skoðað er tæknilega mögulegt vatnsafl en ekki nýt­ anlegt líkt og í fyrra mati (Haukur Tómasson, 1981). Frekari um­fjöllun um samanburð er að finna í MS ritgerð Tinnu Þórarinsdóttur (2012). Þó er ljóst að sú aðferðafræði sem beitt er nú nýtist betur en áður fyrir bændur og aðra landeigendur þar sem aðferðafræðin byggir á notkun gagna í hærri upplausn en í fyrra mati og gefur því mun nákvæmari mynd af möguleikum smávirkjana en áður. Ávinningur aðferðafræðinnar felst því ekki síst í kortlagningu og framsetningu á dreifingu tæknilega mögulegs vatnsafls innan vatnasviða. Kortlagning sem þessi gefur enn­fremur möguleika á því að samtvinna ólíkar upp­lýsingar í gagna­grunnum svo auðvelt reynist t.d. að útiloka vernd­ar­svæði við mat á mögulegu vatnsafli og eykur þannig möguleika á heildstæðu mati vatns­­auð­lindarinnar fyrir landið allt. Samsvarandi grein­ingar og lýst er hér að ofan voru gerðar fyrir vatnasvið Sandár í Þistilfirði og AustariJökuls­ ár í Skagafirði. Þær niðurstöður má sjá í MS ritgerð Tinnu Þórarins­­dóttur (2012). Unnið er að frekari þróun og vinnslu að­ferða­ fræðinnar sem nýst getur fyrir landið allt á VÍ í samvinnu við Orku­ stofnun. Vatna­grunnur VÍ er tiltækur fyrir landið í heild og unnið er að endur­kvörðun WaSiM líkansins fyrir öll mæld vatnasvið. Einnig er verið að þróa að­ferðafræði við mat á afrennsli ómældra vatnasviða.

Samantekt Mynd 6: Langæislínur við ós Dynjanda, reiknað með afrennsli frá WaSiM og með óbreyttum úrkomugögnum.

26

verktækni 2013/19

Sett hefur verið fram aðferðafræði til mats á tæknilega mögulegu vatns­ afli ­­ á Íslandi. Aðferðafræðinni var beitt á vatnasvið Dynjanda á Vest­ fjörðum. Niðurstöður sýna að mögulegt er að kortleggja tækni­ lega


ritrýndar vísindagreinar mögulegt vatnsafl á reiknineti með 25 m upplausn. Niður­stöð­ur sýna einnig að notkun úrkomugagna sem ígildi rennslis koma ekki í stað margþætts vatnafræðilíkans líkt og WaSiM. Ennfremur kom í ljós að nauðsynlegt er að reikna langæislínu fyrir hvern reit innan farvega­ kerfisins í stað þess að miða rennsli innan vatnasviðsins við langæislínu við ós vatnasviðs. Aðferðafræði verkefnisins má nota á hverju vatna­ sviði landsins, eða á öll þau sem vatnafræðilíkani hefur verið beitt á. Ávinningur aðferðafræðinnar felst einna helst í kortlagningu tæknilega mögulegs vatnsafls í mun hærri upplausn en í fyrri rannsóknum hér­ lendis. Niðurstöðurnar geta nýst orku­fyrir­tækjum við skipulagningu stærri virkjana (>1000 kW) sem og fyrir bændur og aðra landeigendur við kortlagningu staða með mögu­leik­um á smávirkjunum (<100 kW) og heimarafstöðvum (<30 kW). Niðurstöðurnar má flytja í Vatnagrunn VÍ og nota til frekari úrvinnslu og við mat á nýtanlegu vatnsafli.

Reitaskiptar niðurstöður á kortum gera kleyft að draga frá verndarsvæði eða aðra staði sem uppfylla ekki ákveðin skilyrði fyrir raforkuvinnslu. Niðurstöðurnar sýna þannig hvernig færa má í nyt tækniframfarir síð­ ustu ára við mat á tæknilega mögulegu vatnsafli hérlendis með notkun vatnafræðigagna og líkana í hærri upplausn en tíðkast hefur. Niður­ stöð­ur þessa verkefnis byggja því grunn fyrir frekari vinnu við mat á mögulegu vatnsafli á Íslandi og stuðla að betra mati á bæði tæknilega mögulegu og nýtanlegu vatnsafli á Íslandi.

Þakkir Þetta verkefni var styrkt af Veðurstofu Íslands og af Orkustofnun. Höf­ undar eru þakklátir starfsmönnum beggja stofnana fyrir að deila þekk­ ingu sinni og reynslu.

Heimildir Auður Atladóttir, Philippe Crochet, Sveinbjörn Jónsson & Hilmar B. Hróð­ marsson. (2011). Mat á flóðagreiningu með rennslisröðum reikn­ uðum með vatnafræðilíkaninu WaSiM. Frumniðurstöður fyrir vatnasvið á sunnanverðum Vestfjörðum. Reykjavík: Veðurstofa Íslands. Bergström, S. (1976). Development and application of a conceptual runoff model for Scandinavian catchments. Norrköping: SMHI. Bogi B. Björnsson & Esther H. Jensen. (2010). Vatnagrunnur Veðurstofu Íslands. Reykjavík: Veðurstofa Íslands. Crochet, P., Jóhannesson, T., Jónsson, T., Sigurðsson, O., Björnsson, H., Páls­­son, F., Barstad, I. (2007). Estimating the spatial Distribution of Precipitation in Iceland Using a Linear Model of Orographic Precipitation. Journal of Hydrometeorology, 8, 1285-1306. Crochet, P. & Jóhannesson, T. (2011). A data set of gridded daily temperature in Iceland for the period 1949-2010. Jökull, 61. Crochet, P. (2012). A semi-automatic multi-objective calibration of the WaSiM hydrological model. Reykjavík: Veðurstofa Íslands. Crochet, P. (2013 (í prentun)). Sensitivity of Icelandic river basins to recent climate variations. Jökull, 63. Cyr, J.-F., Landry, M. & Gagnon, Y. (2011). Methodology for the large-scale assessment of small hydroelectric potential: Application to the Province of New Brunswick (Canada). Renewable Energy, 2940-2950. Hall, D. G., Cherry, S. J., Reeves, K. S., Lee, R. D., Carroll, G. R., Sommers, G. L., Verdin, K. L. (2004). Water energy Resources of the United States with Emphasis on Low Head/Low Power Resources. Idaho National Engineer­

ing and Environmental Laboratory, Prepared for the US Department of Energy. Haukur Eggertsson, Ívar Þorsteinsson., Jónas Ketilsson og Ágústa Loftsdóttir. (2010). Energy Statistics in Iceland 2010. Sótt 11. janúar 2011 af http:// www.os.is/gogn/os-onnur-rit/orkutolur_2010-enska.pdf Haukur Tómasson. (1981). Vatnsafl Íslands - Mat á stærð orkulindar. Orkuþing. Orkustofnun, Vatnsorkudeild. Jónsdóttir, J. F. (2008). A runoff map based on numerically simulated pre­ cipitation and a projection of future runoff in Iceland. Hydrological Sci­ ences Journal, 53(1), 100-111. Kristinn Einarsson. (1999). Verklýsingar fyrir nýtt mat á vatnsafli Íslands. Orkustofnun, Vatnamælingar. Schulla, J. & Jasper, K. (2007, November). Model Description WaSiM-ETH. Sótt 15. júlí, 2011, frá WaSiM-ETH: http://www.wasim.ch/downloads/doku/ wasim/wasim_2007_en.pdf Smakhtin, V. (2001). Low flow hydrology: a review. Journal of Hydrology, 240(3-4), 147-186. Tinna Þórarinsdóttir. (2012). Development of a methodology for esti­mation of Technical Hydropower potential in Iceland using high resolution Hydro­l­ ogical Modeling. MS ritgerð við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild Háskóla Íslands. Voksø, A., Stensby, H., Mølmann, K., Tovås, C., Skau, S. & Kavli, O. (2004) Beregning av potensial for små kraftverk i Norge. Oslo: Norges vassdragsog energidirektorat.

verktækni 2013/19

27


28 / VERKTÆKNI

Sjóðurinn okkar

Hagstæð sjóðfélagalán Ævilangur lífeyrir Séreign sem erfist Góð réttindaávinnsla Persónuleg þjónusta

LÍFEYRISSJÓÐUR VERKFRÆÐINGA

Engjateigi 9 105 Reykjavík www.lifsverk.is


Ármúla 16 - 108 Reykjavík Sími: 552 2222 - Fax: 562 4966 hitastyring@hitastyring.is

Engjaási 2 | 310 Borgarnesi Sími 433 9000 | loftorka@loftorka.is

Iðnaðar- og eldvarnarhurðir Ármúla 42, 108 Rvk. S: 553 4236 - www.glofaxi.is

Framleiðsla okkar skapar þægindi! Sími: 422 4200 Netfang: hs@hs.is Vefsíða: www.hs.is

Ármúla 4 | 108 Reykjavík Sími: 422 8000 | www.verkis.is | verkis@verkis.is

Síðumúli 1 • 108 Reykjavík • Sími 560 5400 • www.vji.is

Smiðjuvegi 74 - 200 Kópavogur Sími 515 8701 - www.funi.is - funi@funi.is

Grenásvegi 1, 108 Reykjavík Sími 422 3000 / Fax: 422 3001 mannvit@mannvit.is / www.mannvit.is

Virkni loftræstikerfa er okkar fag!

SÍÐUMÚLA 12-14 - Sími: 510-5500

Stangarhyl 1A • 110 Reykjavík • Ísland www.rafstjorn.is

Þekkingarfyrirtæki í málmiðnaði- og véltækni

Sími 569-2100 – hedinn.is

Myndflug Meira en 30 ára reynsla við landmælingar á Íslandi og í Noregi (+354)7770555

www.myndflug.is

verk@myndflug.is

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Danfoss tengigrindur Fyrir neysluvatns-, ofnhita-, gólfhita-, snjóbræðslukerfi, setlaugar og fl. Sérhannaðar fyrir íslenskar aðstæður. Áratuga reynsla stjórnbúnaðar við íslenskar hitaveituaðstæður. Við erum leiðandi í hönnun og framleiðslu á stjórnbúnaði og tengigrindum fyrir hitakerfi.

Danfoss hf. • Skútuvogi 6 • 104 Reykjavík • Sími: 510 4100 • veffang: www.danfoss.is


ritrýndar vísindagreinar

Einangrun, kuldabrýr og yfirborðshiti flata Björn Marteinssonab Nýsköpunarmiðstöð Íslands, Árleynir 2-8, 112 Reykjavík Umhverfis- og byggingarverkfræðideild, Háskóli Íslands, Hjarðarhagi 2-6, 107 Reykjavík a

Fyrirspurnir: Björn Marteinsson Bjorn.m@nmi.is

b

Greinin barst 8. febrúar 2013. Samþykkt til birtingar 12. júní 2013.

Ágrip

Abstract

Auknar kröfur til kólnunartalna og ákvörðun á hámarksgildi leiðnitaps bygg­inga í byggingarreglugerð hafa vakið talsverða umræðu um áhrif kulda­ brúa í hefðbundnum steyptum vegg, sem hérlendis hefur af hefð verið ein­ angraður að innanverðu. Í greininni er fjallað um kuldabrúargildi í slíkum vegg og hvaða leiðir eru færar til að uppfylla kröfur byggingareglugerðar varðandi hámarks leyft leiðnitap bygginga. Kuldabrúargildi fyrir festi­vinkla í klæðningarkerfum utan á veggi eru reiknuð og sýnt fram á að ein­föld­ unaraðferðir í ÍST 66 henta illa til að ákvarða slík gildi. Lykilorð: leiðnitap, einangrun, kólnunartölur, kuldabrýr, yfirborðshiti.

Increased requirements in the Icelandic building regulation regarding U-values of building components and determination of maximum allowed transmission losses in buildings have put increased weight on calculation of thermal bridges. This also has resulted in doubts about the future of the traditional Icelandic concrete wall, insulated on the inside. The article describes the necessary actions if the traditional wall is to be used and how the thermal bridge effect at the junction of floor slab and concrete wall can be diminished. The thermal bridge value for fasteners of cladding systems is calculated and it is shown that the simplified method in the thermal calculation standard IST 66 is not appropriate for such calculations. Key words: transmission losses, insulation, U-value, thermal bridge, surface temperature.

Inngangur Í tengslum við gerð nýrrar byggingarreglugerðar hefur átt sér stað talsverð umfjöllun um einangrunarkröfur og hvort kröfur reglugerðar kæmu í veg fyrir svokallaðan íslenskan útvegg, þ.e. steyptan vegg sem er einangraður að innan. Í byggingareglugerð hafa um nokkurt skeið verið kröfur um hámarksgildi á veginni kólnunartölu útveggja og einskonar orkurammi sem skilgreinir hvert leiðnitap byggingar má mest vera. Hér verður fjallað um þessi atriði ásamt því hvað yfirborðshiti bygg­ingarhluta má verða lægstur án þess að slíkt valdi hollustu­vanda­ málum.

Kröfur um einangrun bygginga Nauðsynleg orkuþörf til húshitunar ræðst af leiðni- og loftskiptatapi annarsvegar og hinsvegar hversu mikill varmi berst húsinu vegna staðsetningar og notkunar, en sá varmi er iðulega nefndur gefins varmi. Gefins varminn fæst einkum frá íbúum, vegna inngeislunar frá sól og himinhvolfi, raftækjum og vegna lýsingar. Varmajafnvægi fæst í sam­ ræmi við jöfnu 1. leiðnitap+loftskiptatap = gefins varmi + varmi frá hitakerfi

(1)

Erlendis tíðkast að setja í Byggingarreglugerðir kröfur um hámarks orku­ þörf til hitunar á hvern fermetra gólfflatar, og einangrun húss þá ákvörðuð með útreikningum sem taka tillit til allra ofannefndra þátta sem hafa áhrif á orkuþörf hússins. Hérlendis er orka til upphitunar nú­orðið svo til alfarið umhverfisvæn orka og verð orkunnar er lágt í samanburði við aðstæður hjá flestum öðrum þjóðum. Hvati til mikillar orkunýtni er því lítill og í vindasömu umhverfi hérlendis hefur því iðulega verið látið nægja að loftræsa byggingar um opnanlega glugga þar sem notandinn stýrir alfarið loftskiptum og þá um leið loft­skipta­ tapinu. Í þessari stöðu er óraunhæft að ætlast til að gerðir séu ítarlegir orkuútreikningar fyrir einfaldari byggingar (t.d. íbúðarhús) og því valið að setja fram einfaldar kröfur í Byggingarreglugerð sem geta ekki mið­ast við hámarks leyfða orkunotkun eins og gert er erlendis.

30

verktækni 2013/19

Kröfur til einangrunar bygginga eru gerðar annarsvegar til að tryggja að leiðnitap bygginga verði ekki óhóflegt og hinsvegar til að tryggja að yfirborðshiti verði nægur svo tryggja megi hollustu og þægileg íveruskilyrði. Yfirborðshiti flata í vistarverum hefur annarsvegar áhrif á skynjunarhita (þann hita sem íbúa finnst vera í vistarveru) og hinsvegar á hvaða hætta er á rakaþéttingu eða háum hlutfallsraka lofts við yfirborð, þ.e. hætta á sveppavexti. Í Byggingarreglugerðum allt frá 1984 (Rg. Nr. 152/1984) hafa kröfur til einangrunar húsa því verið settar fram á eftirfarandi hátt; a- gerð krafa um hámarks leyfð U-gildi byggingarhluta (háð inni­ hita frá árinu 1998) og hvað vegið U-gildi veggja (veggfletir, gluggar og hurðir) má vera hæst. b- reiknað leiðnitap húss, að kuldabrúm meðtöldum, má ekki verða hærra heldur en fæst þegar varmatap er ákvarðað útfrá flatarstærðum húss og hámarks U-gildum byggingarreglugerðar; þ.e. einangra þarf umfram lágmarkskröfur þegar upphefja þarf áhrif kuldabrúa ef einhverjar. Á byggingarhluta sem er einangraður í samræmi við kröfur reglu­gerð­ arinnar verður yfirborðshiti að innan aldrei svo lágur að hætta sé á rakaþéttingu eða óheppilega háum hlutfallsraka lofts. Þessi hætta er hinsvegar til staðar á kuldabrúm þar sem einangrun er rýrð af öðrum betur varmaleiðandi efnum, þetta má sýna fram á með dæmi. Steyptur veggur sem er einangraður að innanverðu með 80 mm einangrun, um­hverfisaðstæður þannig að innihiti er 20 °C og útihiti -10 °C, þá verður yfirborðshiti að innanverðu almennt 18,4 °C (sjá töflu 1) en í loftkverk þar sem steypt milligólf gengur út í steyptan vegginn er hitastigið aðeins 11,0 °C. Reyndar getur yfirborðshitinn í kverkinni orðið ennþá lægri ef lofthreyfing þar er lítil. Skaðlegar kuldabrýr eru langalgengastar í uppbyggingu eins og sýnd er á mynd 2, og kröfum í byggingarreglugerð er ætlað að tryggja að þessi áhrif kuldabrúa séu takmörkuð með einhverju móti. Það má hinsvegar ætla að í þessu skyni væri ennþá árangursríkara að setja kröfu um lægsta leyfðan yfirborðshita, en sú leið hefur ekki verið farin.


ritrýndar vísindagreinar Almennt gildir fyrir byggingarhluta að uppbygging þeirra er regluleg, einangrunarlag þeirra er sem næst einsleitt, og varmaflutningur þá ótruflaður í einni vídd, sjá mynd 1. Fyrir slíkan byggingarhluta má auð­ ­veldlega ákvarða varmamótstöður efnislaga og kólnunartölu bygg­ingar­ hlutans með aðferðum sem t.d. eru sýndar í staðli ÍST 66, eða öllu heldur staðlinum sem hann vísar til; DS 418. Hitastig í slíku sniði má svo ákvarða útfrá jöfnu 2 og þá sérstaklega yfirborðshita að innanverðu.

q1

q2

T0

T1 T2

d1, λ1

d2, λ2

Fyrir steyptan vegg, einangraðan að innan, og mismunandi einangrun­ar­þykktir fást U-gildi1 og yfirborðshiti eins og tafla 1 sýnir. Tafla 1: Steyptur veggur einangraður að innan; U-gildi og yfirborðshiti inni fyrir mismunandi einangrunarþykktir. Lofthiti; úti -10 °C, inni 20 °C

Forsendur;

Þegar varmaflutningur er ekki reglulegur (einvíður) þá er ekki er lengur hægt að ákvarða varmaflutninginn með einföldum leiðum, eins og sýndar eru í ÍST 66, og eru slík staðbundin áhrif nefnd kuldabrýr (e. thermal bridge). Til þess að ákvarða varmaflutning í slíku sniði þarf fyrst að ákvarða hitastigsdreifingu í sniðinu (ÍST EN ISO 10211:2007), en síðan má ákvarða varmaflutninginn byggt á lögmáli Fourier‘s. Í út­reikningi á hitadreifingu þarf að skipta sniðinu upp í fjölda reiknieininga og þess þá gætt að heildarsvæðið nái vel útfyrir áhrifasvæðið þar sem truflunar í varmaflutningi gætir, og ýmist notaðar smábúta- (e. finite element) eða smámuna (e. finite difference) aðferðir. Iðulega eru reiknuð gildi varmaflutnings með slíkum aðferðum borin saman við handreiknuð gildi á jaðarsvæðum þar sem einvítt ástand gildir, til þess að sannreyna reiknilíkanið a.m.k að einhverju leiti. Útreikningur kulda­brúa er frekar tímafrekur og því oftast sem notuð eru töflugildi kuldabrúa í útreikningum varmaflutnings um byggingarhluta (nánar er fjallað um þessi atriði í t.d. Björn Marteinsson, 2002). Hér verður flatarmál byggingarhluta miðað við innri hlið einangrunar og til kuldabrúargildis reiknast þá allur varmaflutningur sem er á skilum slíkra flata, mynd 2.

Mynd 1: Varmaflutningur og hitastigull í tveggja laga byggingarhluta.

(2) þar sem Tk hitastig í punkti k T0, Tn hitastig sitt hvoru megin við byggingarhluta n heildarfjöldi efnislaga og yfirborðsmótstaða Ri varmamótstaða efnislags i; Ri=di/li (m2K/W) di þykkt efnislags i (m) li leiðnitala efnislags i (W/mK)

U-gildi (W/m2K)

Yfirborðshiti (°C)

60

0,51

18,0

Einangrunarþykkt (mm)

Útreikningur kuldabrúargildis

80

0,40

18,4

100

0,33

18,7

120

0,28

18,9

140

0,24

19,1

Múr úti 20 mm, leiðnitala 1,5 W/mK Steyptur veggur 180mm leiðnitala 1,95 W/mK Einangrun, leiðnitala 0,036 W/mK Múr inni 20 mm, leiðnitala 1,3 W/mK

Mynd 2: Skilgreining kuldabrúargildis (Byggt á mynd í ÍST 66:2008, bls.8).

Kuldabrúargildið, , er fundið útfrá heildarvarmaflutningi og reiknuð­­um U-gildum á jaðarvæðum, jafna 3, reiknað á lengdarmetra í kuldabrú.

 = LD – U1 · A1 – U2 · A2

(3)

þar sem  kuldabrúargildið, (W/m2K) LD varmaleiðni alls reiknisvæðisins, (W/K) á lengdar- metra U1, U2 kólnunartölur svæða 1 og 2, sjá mynd 1 (W/m2K) A1, A2 flatarmál svæða 1 og 2 (m2) á lengdarmetra Áhrif kuldabrúa eru annarsvegar þau a�� orkuflutningur verður meiri en annars væri en hinsvegar að yfirborðshiti að innan verður (staðbundið) lægri eða jafnvel mun lægri heldur en annars væri. Inniloftraki í íbúðar- og skrifstofuhúsnæði er að vetrarlagi iðulega á bilinu 30-40 %HR og ef þetta loft kælist vegna snertingar við kalda yfirborðsfleti þá hækkar loftrakinn. Oft er miðað við að myglusveppur þurfi minnst 75 %HR til að dafna og því áhugavert að skoða hvað yfirborðshiti má verða lægstur áður en slík hætta er fyrir hendi, sjá töflu 2. Taflan sýnir í hvaða hitastig þarf að kæla 20 °C heitt inniloft með mismunandi hlutfallsraka svo hlutfallsrakinn hækki í annarsvegar 75 %HR og hinsvegar 100 %HR.

1 Umhverfisaðstæður hafa ekki áhrif á ákvörðun U-gildis

verktækni 2013/19

31


ritrýndar vísindagreinar Tafla 2: Hitastig við 75 og 100 %HR rakamörk lofts sem byrjar sem 20°C og með mismunandi hlutfallsraka Hlutfallsraki %HR innilofts við 20 °C Hlutfallsraki eftir kælingu (%HR)

30

35

40

45

75

5,3

7,6

9,7

11,5

100

1,0

3,2

5,3

7,0

Af töflunni sést t.d. að inniloft sem er 20 °C og hefur hlutfallsraka 40 % nær 75 %HR ef það er kælt niður í 9,7 °C. Yfirborðshiti kuldabrúar, eða annarra illa einangraðra flata, þarf því að vera hærri en sem þessu nemur svo tryggt sé að myglusveppur þrífist ekki á yfirborðinu við þess­ar inniaðstæður. Til útreikninga kuldabrúargildis og yfirborðshita var skrifað forrit í Matlab© sem notar smámunaaðferð til að ákvarða hitastig í nægjanlegum fjölda reiknipunkta svo hægt sé að ákvarða varmaflutninginn með nægri nákvæmni. Í tvívíðum útreikningum (einfalt snið sbr. mynd 3) þá reyndist nauðsynlegur fjöldi reiknieininga verða 50x50 en í þrí­ víðu dæmi um vinkil, og notuð samhverfa um miðjan vinkil, þá var fjöldi eininga 50x50x20.

Kuldabrýr í steyptum útvegg sem einangraður er að innan Yfirborðshiti á kuldabrú verður alltaf eitthvað lægri heldur en þar sem kuldabrúar gætir ekki, í kverk veggjar- loftaplötu að neðanverðu getur ennfremur verið kyrrstæður loftpoki af röku lofti (rakt loft er léttara en þurrt) og yfirborðshiti þar orðið enn lægri af þeim sökum. Í niðurstöðum útreikninga sem hér er fjallað um er þó ekki tekið tillit til áhrifa slíks loftpoka. Niðurstöður kuldabrúargilda fyrir steyptan útvegg, einangraðan að innan, og gólfplötu eru sýndar í töflu 3 fyrir mismunandi einangrunarog plötuþykktir. Af töflunni sést að vaxandi plötuþykkt eykur kuldabrúaráhrif en vaxandi einangrunarþykkt dregur úr þeim.

Til þess að draga úr áhrifum kuldabrúar á mótum veggjar sem einangraður er að innanverðu og steyptrar plötu þá má hugsa sér mismunandi leiðir; • einangra neðan í loftplötu eins og tíðkaðist á árum áður • einangra ofan á plötu (t.d. samfara geislahitun) • steypa inn einangrun í vegg á móts við gólfplötuna Áhrif slíkra aðgerða á kuldabrúargildi og lægsta yfirborðshita neðan á plötu fyrir nokkur tilvik, mynd 3, eru sýnd í töflu 4 og dæmigerðar hitastigsdreifingar mismunandi frágangs á mynd 4. Grunngerð veggjar; Eins og lýst er í töflu 1, einangrunarþykkt 120 mm, U-gildi = 0,28 W/m2K Grunngerð plötu; Plötuþykkt 200mm Tafla 4: Kuldabrúargildi og yfirborðshiti (sjá einnig mynd 3) Gerð

Lýsing

Kuldabrúargildi  (W/mK)

Yfirborðshiti 1 (°C) 2 (°C)

K1, mynd 3a

Grunngerð; veggurplata

0,99

12,0

K2, mynd 3b

Gerð K1 og innsteypt einangrun neðan í loft

0,84

17,5

K3, mynd 3c

Gerð K1 og gólfhiti með 30 °C í rörum

0,95

12,1

K4

Gerð K3 auk einangrunar neðan í loft (sbr. K2)

0,78

17,5

K5, mynd 3d

Gerð K1 með 30mm lóðréttri einangrun utarlega í vegg móts við plötuskil

0,52

15,0

19,8

20,8

Tafla 3: Kuldabrú á plötuskeytum veggur (einangraður að innan)-steypt gólf­­ plata; -gildi (W/mK) Plötuþykkt (mm) Einangrunarþykkt (mm)

120

160

200

80

0,88

0,94

1,04

100

0,84

0,90

1,00

120

0,80

0,87

0,96

Forsendur og skýringar; Lofthiti (°C); úti -10, inni 20 Múr úti 20mm, leiðnitala 1,5 W/mK Steypa 180 mm, leiðnitala 1,95 W/mK Einangrun, leiðnitala 0,036 W/mK Múr inni 20 mm, leiðnitala 1,3 W/mK Munur í áður birtum kuldabrúargildum (Björn Marteinsson, 2002)1 og töflugildum nú liggur að hluta í breyttum forsendum á leiðnitölu steypu; áður tíðkaðist að reikna með leiðnitölunni 1,7 en nú skal sam­ kvæmt ÍST 66 reikna með leiðnitölunni 1,95 sem gefur hærri kuldabrúargildi. Kuldabrúargildin í töflu 3 eru í öllum tilvikum mun hærri heldur en U-gildi útveggjarins (tafla 1) og ljóst að áhrif kuldabrúar á varmaflutning verður umtalsvert.

1 Þessi kuldabrúargildi voru síðar tekin upp í ÍST 66:2008, án endurútreikninga vegna breytinga á leiðnitölu steypu.

32

verktækni 2013/19

3 a Hefðbundinn frágangur

3 b Innsteypt einangrun í loft

3 c Gólfhiti; 10mm einangrun undir lögn

3 d Innsteypt einangrun í vegg

Mynd 3: Steyptur útveggur og steypt milligólf; snið í mismunandi frágang (kuldabrýr)


ritrýndar vísindagreinar Töflugildin (tafla 4) sýna að með mismunandi aðgerðum má lækka kuldabrúargildið þar sem saman koma steyptur útveggur, einangraður að innan, og steypt plata; og er þar vænlegast að einangra í útvegginn eins og mynd 3d sýnir. Í öllum tilvikunum er kuldabrúargildið þó enn umtalsvert, en lægsti yfirborðshiti hækkar nægjanlega til þess að rakavandamál ættu ekki að verða til staðar. Það er því full ástæða til að skoða fleiri mögu­leika heldur en hér er gert til að draga úr kuldabrú á mótum veggjar og milligólfs, það gæti verið vænlegt til árangurs að sameina lausnir 3b, c og d í eina.

Fyrir ofangreindar forsendur þá má reikna fyrir einn lengdarmetra í vegg, lofthæð 2,5m og gert er ráð fyrir að kuldabrú sé til staðar bæði í gólfi og lofti; hálft kuldabrúargildi á hvorum stað. Miðað verður við eftirfarandi hámarks U-gildi byggingarhluta; UB_v=0,3, vegið gildi fyrir glugga UB_g=2,0 og heildar vegið U-gildi útveggjar sem 0,85. Útfrá jöfnu 4 sést strax að ekki er hægt að einangra steyptan útvegg með kuldabrúm einan og sér nægjanlega að innanverðu svo kuldabrúargildin séu upphafin fyrir þau gildi sem sýnd eru í töflu 3. Það er hinsvegar viðráðanlegt að bæta einangrun veggjar eitthvað frá kröfum reglugerðar og taka svo mismuninn sem þá er eftir upp með bætt­um- eða verulega bættum gluggafrágangi þegar um slíkt er að ræða. Nokkur dæmi til skýringar á þessu eru sýnd á mynd 5. Sýndar niðurstöður eru fyrir hlutfall múropa glugga af veggfleti sem 35%, sem er nokkuð eðlilegt gluggahlutfall í fjölbýli (endastigagangur), og litið framhjá áhrifum útidyra. Af mynd 5 sést að með vaxandi áhrifum kuldabrúar (hækkandi -gildi) þá þarf að velja glugga með lægra vegið U-gildi svo ákvæði Bygg­ing­ arreglugerðar séu uppfyllt, hversu mikla áherslu þarf að leggja á glugg­ ana fer eftir því hversu mikil einangrun veggflata er valin.

4a Hefðbundinn frágangur

4b Viðbótareinangrun neðan í loftaplötu við útvegg

 

Dæmi: Fyrir kuldabrúargildið =0,90 og U-gildi veggflatar sem 0,30 W/m2K, þá þarf að velja glugga þannig að vegið meðal U-gildi þeirra sé um 0,84.

4c Viðbótareinangrun utarlega í vegg

Mynd 4: Hitastigsdreifing í sniði (Kelvingráður); Steyptur útveggur sem einangraður er að innan og steypt gólfplata. Útihiti -10ºC, innihiti 20ºC.

Kröfur Byggingareglugerðar (Byggingarreglugerð, gr. 13.2.3) fyrirskrifa að þegar kuldabrýr eru til staðar, þá skuli viðbótareinangra byggingu nægjanlega svo áhrif kuldabrúa séu upphafin. Í þeim tilgangi þarf að fara ólíkar leiðir fyrir mismunandi tegundir bygginga; • Fjölbýli á nokkrum hæðum: vegg- og gluggafletir eru ráðandi og þak-og gólffletir vega svo lítið að leiðnitap lækkar hlutfallslega lítið þó svo einangrun í þessum byggingarhlutum sé aukin. Hægt er að skoða útvegginn sem sjálfstæða einingu. • Einnar hæðar bygging; þak og gólffletir vega nægjanlega mikið svo áhugavert er að auka einangrun þar til að lækka heildarleiðnitap. Þegar reiknað er afmarkað tilvik fyrir útvegg með kuldabrú, nokkurra hæða fjölbýli með steyptum gólfplötum sem ná út í steypta útveggi, þá má stilla upp eftirfarandi jöfnu 4 til að meta samspil vegg- og glugga­ flata; jafnframt þarf krafa um hámarksgildi vegins U-gildis veggja (kulda­­brýr meðtaldar) að vera uppfyllt.

Av · UB_v + Ag · UB_g = Av · Uv + Ag · Ug + 

(4)

veggflatarmál, m2 þar sem Av UB_v U-gildi veggjar; lágmarkskrafa Byggingar­reglu­gerð­­ar, W/m2K Ag gluggaflatarmál, m2 UB_g vegið U-gildi glugga; lágmarkskrafa Byggingar­reglu gerðar, W/m2K Uv U-gildi veggjar; raungildi, W/m2K Ug vegið U-gildi glugga; raungildi, W/m2K  kuldabrúaráhrif, W/K

Hámarks (W/m2K) Hámarksvegið vegið U-gildi U-gildi glugga glugga (W/m2K)

 

2,50 2,00 1,50

ksi=0,90 ksi=0,75

1,00

ksi=0,40 ksi=0,20

0,50 0,00 0,10

0,15 0,20 0,25 U-gildi veggflatar (W/m2K) U-gildi veggflatar (W/m2K)

0,30

Mynd 5: Nauðsynleg U-gildi glugga fyrir mismunandi U-gildi veggjar og kuldabrúargildi. Gluggahlutfall 35% af veggfleti.

Það er því hægt að ná kröfum byggingarreglugerðar fyrir fjölbýlishús með steyptum veggjum einangruðum að innanverðu ef valdir eru gluggar með nægjanlega lágt vegið U-gildi. Alltaf þarf þó að gæta þess að yfirborðshiti flata verði ekki svo lágur að hætta sé á rakaþéttingu. Með því að draga eitthvað úr kuldabrúaráhrifum þá minnkar krafa á kólnunartölur veggja og glugga. Í þessu sambandi má nefna að í Evrópu er nú víða gerð krafa til hámarks vegins U-gildis glugga (gler og karmar) sem 0,8 það má því vera ljóst að gluggar með nægjanlega lágt vegið U-gildi eru til.

Veggur einangraður að utanverðu Einangrun innan á steyptan útvegg krefst þess þannig að dregið sé úr áhrifum kuldabrúa, einangrun veggjar aukin umfram reglugerðarkröfur og sérvelja þarf glugga með lágt vegið U-gildi. Einangrun utan á vegg leysir málið á annan og sennilega einfaldari máta þar sem þannig má alfarið losna við kuldabrýr sem fjallað er um að ofan, en ef veggir eru klæddir utan á einangrun koma þó kuldabrýr samfara upphengju

verktækni 2013/19

33


ritrýndar vísindagreinar klæðningar. Hérlendis hafa loftræstar klæðningar verið festar upp með málmvinklum sem boltast í vegg utanverðan og stendur vinkillinn út í gegnum einangrunina. Vinkillinn er því punkt-kuldabrú og kuldabrúaráhrifin, Uf, munu hafa áhrif á reiknað U-gildi veggjar. Þessi áhrif hafa verið metin með nálgunaraðferð samkvæmt ÍST 66 (Annex A í DS 418), og er U-gildi veggjar að meðreiknuðum áhrifum kuldabrúa vegna tengja ákveðið í samræmi við jöfnu 5. U=U‘+Uf (5) þar sem U U-gildi veggjar að punkt-kuldabrúm meðtöldum (W/m2K) U‘ U-gildi án kuldabrúaráhrifa (W/m2K) Uf viðbót vegna punkt-kuldabrúar (W/m2K) Niðurstöður útreikninga fyrir stálvinkla með þverskurðarflatarmál 2 x 100 mm og fjöldann 1,8 stk/m2 eru í staðlinum sýnd (í dæmi 10) sem Uf=0,12 W/m2K, en samkvæmt breytingu á DS 418 (frá 2005) fæst gildið nú sem Uf=0,07 W/m2K. Hér eru iðulega notaðir álvinklar með þversniðsstærðina 3 x 80mm og fjöldann 3,3 stk/m2; leiðnitala áls er miklu hærri heldur en gildir fyrir stál og álið jafnframt veikara, því efnismeiri og fleiri festingar á m2. Ef þessar stærðir eru settar inn í nálgunarjöfnuna í staðlinum þá fæst mjög hátt leiðréttingargildi Uf eða um 0,7 sem getur bent til þess að nálgunarjafnan henti ekki í slíku tilviki. Til að skoða áhrif punkt-kuldabrúa sem stálvinklar valda í klæðn­ingarkerfum þá voru nokkrar slíkar kuldabrýr reiknaðar í þrívíðu reiknilíkani fyrir hitastigsdreifingu1. Það er þekkt erlendis að punktkuldabrýr vegna vinkla geta sett stífar kröfur á einangrun veggja svo vegið U-gildi uppfylli kröfur reglugerða, en þessar kröfur til einangrunar verða erfiðari og erfiðari eftir því sem kröfur til U-gildis veggjar eru auknar. Það eru því reyndar ýmsar lausnir til að draga úr kuldabrúaráhrifum festivinklanna. Erlendis þekkist t.d. að nota vinkla úr gerfiefnum sem leiða mun ver varma heldur en málmvinklar, en þeir eru taldir nokkuð dýr lausn miðað við málmvinkla. Hér verða skoðuð nokkur tilvik af punkt-kuldabrúm vegna vinkla svo betur megi meta hvort nauðsynlegt sé að gjörbreyta festikerfunum. Skoðuð verða tilvik fyrir steyptan vegg, einangraðan að utan með 180 mm einangrun og loftræst klæðning hengd upp á vinklum; V1 stálvinkill, skoðuð þrjú mismunandi þversniðsflatarmál, leiðni­ tala =55 W/mK V2 eins og í V1, en til viðbótar er sett 5 mm fóðring innan í boltagat og 10 mm undir vinkil, leiðnitala fóðringar =0,04 W/mK V3 vinkill endar 33mm inni í einangrunarlagi, og þá gert ráð fyrir að bolta annað leiðarakerfi í gegnum einangrun og í vinkil (eða leiðara á vinkli)- punktkuldabrú slíkra millifestinga ekki reiknuð

Niðurstöður útreikninga eru í töflu 5. Tafla 5: Kuldabrúargildi  og leiðrétting á kólnunartölu, U, vegna festi­ vinkla fyrir klæðningu. Tilvik

V1 Vinkill út í gegnum einangrun

Efni og þversnið vinkils (mm x mm)

(W/K)

Fjöldi vinkla (stk/m2)

Uf (W/m2K)

Stál; 1x100

0,0097

1,8

0,02

Stál; 2x100

0,0106

1,8

0,02

Stál; 3x100

0,0125

1,8

0,02

V2 Vinkill með fóðringum

Stál; 1x100

0,0073

1,8

0,01

V3 Einangrað utan við vinkil með 33 mm einangrun

Stál; 1x100

0,0054

1,8

0,01

Í öllum tilvikum er reiknuð viðbót vegna punktkuldabrúar lægri heldur en nálgunarjafna í ÍST 66 gefur. Jafnframt kemur í ljós að efnisþykkt í vinkli vegur lítið og með þeim fjölda marktækra tölustafa sem staðall ætlast til að U-gildi sé gefið upp með þá næst sami árangur með fóðringu undir vinkil eins og fæst með því að einangra utan við vinkil. Í síðarnefnda tilvikinu þarf að nota tvöfalda grind undir klæðninguna sem gefur kost á betri þéttingu gagnvart slagregni, en það er sennilega talsvert dýrari leið.

Niðurlagsorð Niðurstöður sem hér hafa verið ræddar benda til þess að þó svo kröfur Byggingareglugerðar væru hertar eins og lagt var til í reglugerðinni sem var sett í janúarlok 2012 (Byggingareglugerð 112/2012, fyrir breyt­ ingar nr. 1173/2012) þá útilokar slíkt ekki að einangra steyptan vegg ­fjölbýlishúsa að innan. Hinsvegar þyrfti þá að nota glugga með lægra U-gildi heldur en hér hefur tíðkast til þessa. Jafnframt virðist sýnt að staðallinn ÍST 66 ofmeti punkt-kuldabrúargildi vegna vinkla í klæðn­ ingarkerfum og því tæpast ástæða til að velja dýrari lausnir á vinklum útaf kuldabrúaráhrifum einum og sér.

Þakkir Könnunin sem hér greinir frá er liður í skoðun á sjálfbærari þróun bygginga, í verkefninu Betri borgarbragur sem fékk þriggja ára Önd­ vegis­styrk frá Tækniþróunarsjóði RANNÍS.

Heimildir Björn Marteinsson (2002) Efnis- og orkunotkun vegna fjölbýlis í Reykjavík; Efnisframleiðsla, flutningur, byggingarstarfsemi og rekstur í 50 ár, meistararitgerð frá iðnaðar- og vélaverkfræðideild Háskóla Íslands, 127 síður, Björn Marteinsson, Reykjavík í október 2002. Byggingarreglugerð 112/2013, með breytingum nr. 1173/2012, Umhverfis­ráðu­ neytið

1 Í gangi er tilraun til að sannreyna reiknilíkanið, reiknað hitastig á vinkli innanverðum virðist bera allvel saman við mælt gildi en tilraun er ekki lokið. Álvinklar verða reikn­ aðir síðar ef reiknilíkanið telst vera í lagi.

34

verktækni 2013/19

ÍST 66:2008 Varmatap húsa - Útreikningar, Staðlaráð Íslands DS 418:2011 Beregning av bygningers varmetab, Dansk standard ÍST EN ISO 10211:2007 Thermal bridges in building construction-Heat flows and surface temperatures-Detailed calculations, Staðlaráð Íslands


verktækni / 35

Árni Árnason: Árni hefur dýpri þekkingu en flestir aðrir á flóttaleiðum í byggingum og mikilvægi forvarna enda eru öryggis- og brunamál hans sérgrein. Svo er hann líka píanisti og gangandi uppflettirit um klassíska tónlist.

Guðrún Jónsdóttir: Guðrún er jafnvíg á hægra heilahvel og vinstra þegar kemur að hljóðbylgjum, því hún er ekki bara hljóðverkfræðingur heldur spilar hún líka á fiðlu. Og svo er hún ein af örfáum konum í heiminum sem eiga tvenna eineggja tvíbura.

Við erum fertug! EFLA verkfræðistofa hefur það að markmiði að skapa lausnir sem stuðla að framförum og efla samfélagið. starfsfólkið býr yfir yfirgripsmikilli þekkingu á öllu milli himins og jarðar enda dýrmætasta auðlindin. Það eru hæfileikar þess sem gera fjölbreytileg verkefni um allan heim að veruleika á degi hverjum.

EFLA

h F.

höFÐAbAkki

9

110

R E yk j Av í k

412

6000

w w w. E F L A . i s

ísLAND

DUbAi

FRAkkLAND

NOREGUR

PÓLLAND

RÚssLAND

• TyRkLAND


PIPAR\TBWA-SÍA - 131260

Verður þín hugmynd að veruleika á Ásbrú? Verkfræðistofan OMR hefur unnið að nýrri aðferða­ fræði byggingarframkvæmda með endurvinnslu fasteigna að leiðarljósi. Aukin hagkvæmni, jákvæð umhverfisáhrif, styttri verktími og sparnaður er reynslan af þessari breyttu aðferðafræði. Verkfræði­ stofan OMR er eitt þeirra öflugu fyrirtækja sem stað­ sett eru í fyrirtækjahótelinu Eldvörpum á Ásbrú.

endurvinnslu

Ásbrú er stærsta verkefni Íslandssögunnar Ásbrú í Reykjanesbæ hefur stundum verið nefnd „stærsta og hagkvæmasta endurvinnsluverkefni Íslandssögunnar“. Það húsnæði sem Bandaríkjaher skildi eftir sig hefur verið endurskilgreint og hannað út frá sjónarmiðum um mark­ vissa og vistvæna endurnýtingu byggingarefnis – með tilheyrandi sparnaði. Umhverfis­ og endurnýtingarstefnan er ekki aðeins viðhöfð í húsnæðislegu tilliti. Á Ásbrú er t.d. sjálfært ofanvatnskerfi, farið var í umfangsmikið upp­ græðsluátak, orku­ og tækniskóli Keilis hefur staðið fyrir tilraunaverkefni um ylrækt og Reykjanesbær fyrir moltugerð. Ásbrú er suðupottur tækifæra. Þar hefur á skömmum tíma byggst upp litríkt samfélag þar sem saman fer öflug menntastofnun, fjöldi spennandi nýsköpun­ arfyrirtækja og blómstrandi mannlíf.

Nánari upplýsingar á www.asbru.is.

Þróunarfélag Keflavíkurflugvallar | Sími 425 2100 | www.asbru.is


ritrýndar vísindagreinar

Tölfræðileg greining á tjóni í Ölfusskjálftanum 2008 Bjarni Bessasona, Jón Örvar Bjarnasonb, Ari Guðmundssonb, Júlíus Sólnesa, a

Fyrirspurnir: Bjarni Bessason bb@hi.is

Umhverfis- og byggingarverkfræðideild, Háskóli Íslands, Hjarðarhaga 2-6, 107 Reykjavík b VERKÍS, Ármúla 4, 108 Reykjavík

Greinin barst 10. febrúar 2013. Samþykkt til birtingar 8. júní 2013.

Ágrip Þann 29. maí 2008 varð jarðskjálfti af stærðinni 6,3 (Mw) í Ölfusi. Upptök skjálftans og tvö misgengi hans voru nálægt nokkrum smábæjum og þétt­ býliskjörnum á svæðinu. Hágildi yfirborðshröðunar var skráð 0,88g í Hvera­­gerði sem er aðeins 2–3 km frá meginmisgenginu. Töluvert tjón varð í skjálftanum, en til allra hamingju urðu nánast engin slys á fólki og ekkert dauðsfall. Allar byggingar á Íslandi eru skráðar í opinberri fasteignskrá sem inniheldur margvíslegar upplýsingar um þær. Samkvæmt lögum eru allar fasteignir landsmanna tryggðar gegn náttúrvá hjá Viðlagatryggingu Íslands. Til að meta tryggingarbætur eftir Ölfusskjálftann voru matsmenn fengnir til að skoða skemmdir og áætla viðgerðarkostnað fyrir allar byggingar á svæðinu, þar sem tilkynnt var um tjón. Tjón á hverri fasteign var flokkað í marga fyrirfram skilgreinda undirflokka. Rannsókn á þessum tjónagögnum sýnir að skemmdir á burðarvirki er aðeins lítið hlutfall af heildartjóni, ef miðað er við útgreiddar tryggingabætur. Stærstur hluti bóta fór í að bæta viðgerðakostnað vegna útlitsskaða á veggjum sem þörfnuðust minniháttar sprunguviðgerða og endurmálunar sem og til að bæta skemmdir á gólf­ efnum eins og parketi og flísum.

Abstract The South Iceland lowland is an active seismic zone. In May 2008 a shallow Mw6.3 earthquake occurred in the Ölfus region in South Iceland. The epicentre was located in the middle of farmlands and also close to two small towns in the area. The recorded maximum PGA was 0.88g in the town Hveragerði, about 2–3 km from the main fault. A great deal of damage occurred, but fortunately there was no loss of life. All buildings in Iceland are registered in a detailed official database. Insurance against natural disasters is obligatory. After the Ölfus earthquake, damage and repair cost for every affected building was estimated by trained estimators in order to cover the loss incurred for policy holders. The damage data for every property was split into number of subcategories. Analysis of the data showed that damage of structural elements was only a fraction of the total damage, and most of the estimated repair cost was related to cosmetic non-structural surface damage that required replacement of flooring, tiles and paint work. Keywords: Learning from earthquakes, Low-rise buildings, RC-buildings, Timber buildings, Vulnerability, Damage statistics.

Lykilorð: Lærdómur af jarðskjálftum, Lágreist hús, Steinsteyptar byggingar, Timburhús, Tjónnæmi, Tölfræði tjóns.

Inngangur og markmið Brotabelti Suðurlands er eitt virkasta jarðskjálftasvæði Íslands. Nokkrir stórir jarðskjálftar verða þar á hverri öld, en þeir kom þó gjarnan í runum líkt og gerðist í Suðurlandsskjálftunum 1896. Þá urðu fimm skjálftar stærri en 6,0 á tæplega tveggja vikna tímabili, eða frá 26. ágúst til 6. september. Árið 1912 kom svo einn stór stakur skjálfti austarlega á svæð­inu, kenndur við Selsund á Rangárvöllum. Telja sumir jarð­vís­ indamenn að hann hafi verið síðasti skjálftinn í rununni sem hófst 1896 (Páll Einarsson, 1991; Júlíus Sólnes, Freysteinn Sigmundsson & Bjarni Bessason, 2013). Þann 17. og 21 júní árið 2000 skóku tveir skjálftar Suðurland sem báðir voru af stærðinni 6,5 (Mw). Sá fyrri átti upptök við Skammbeinsstaði í Holtum og sá síðari við Hestfjall í Grímsnesi. Há­gildi yfirborðshröðunar í þessum skjálftunum mældist við gömlu Þjórsárbrúna eða 0,84g ( g er þyngdarhröðun jarðar), (Bjarni Bessason & Einar Haf­ liða­son, 2004). Þriðji skjálftinn varð svo 29. maí 2008 í Ölfusi, 6,3 (Mw) að stærð. Í þeim atburði mældist hröðun yfir 0,8g á nokkrum stöðum í Hveragerði, í svokölluðu ICE­ARRAY mælaneti sem Rannsóknarmiðstöð Háskóla Íslands í jarðskjálftaverkfræði á Selfossi rekur (Benedikt Hall­ dórsson og Ragnar Sig­björnsson, 2009). Engin íbúðarhús hrundu í jarð­ ­skjálftunum 2000 og 2008, en örfá útihús féllu. Eignatjón var þó mikið. Um 40 íbúðarhús voru metin óviðgerðarhæf í 2000 jarð­skjálft­unum og um 30 í 2008 skjálftanum. Aðalmarkmið þeirrar rannsóknar sem hér er kynnt, er að draga lær­ dóm af jarðskjálftum. Gerð er tölfræðileg greining á eignatjóni sem varð í Ölfusjarðskjálftanum 2008, þar sem byggt er á tjónagögnum sem Við­lagatrygging Íslands hefur safnað saman vegna greiðslu tjóna­

bóta. Tjón­ið er sundurliðað í tíu meginflokka, og hver þeirra skiptist síðan í fjóra til átta undirflokka, samtals 62 undirflokka. Með því að sundurgreina tjónið með þessum hætti má greina helstu veikleika bygg­inga og í framhaldinu leggja mat á hvað má bæta til að draga úr tjóni í jarðskjálftum framtíðar. Aðgangur að ítarlegri fasteignaskrá til viðbótar við tjónagögnin er lykilatriði í greiningu tjóns á byggingum. Tjónagögnin samtengd Fast­ eignaskrá Íslands hafa nú þegar verið notuðu til að búa til líkinda­ fræðileg tjónaföll fyrir lágreistar byggingar sem nota má til að meta líklegt árlegt tjón af völdum jarðskjálfta á Íslandi, sem og til að meta tjón í einstökum raunverulegum eða sviðsettum atburðum (Bjarni Bessa­­son o. fl., 2012). Tjón í þessum rannsóknum er skilgreint sem hlut­ fall viðgerðarkostnaðar samkvæmt mati og brunabótamats við­ kom­andi byggingar.

Fasteignaskrá og tjónagagnagrunnur Allar byggingar á Íslandi eru skráðar í opinberan fasteignagrunn hjá Þjóðskrá Íslands. Skráin inniheldur upplýsingar um notkun fasteignar, byggingarár, fjölda hæða, aðalbyggingarefni, landfræðilega staðsetn­ ingu og fleira. Enn fremur er bæði fasteignamat og brunabótamat bygg­inga skráð. Skylt er að brunatryggja allar fasteignir, og miðast brunabótamat við áætlað endurbyggingarverð, að teknu tilliti til ástands og aldurs. Við­lagatrygging Íslands tryggir allar brunatryggðar fasteignir gagnvart náttúru­hamförum, m.a. jarðskjálftum og eldgosum. Í kjölfar náttúru­ ham­fara eru því allar tilkynntar skemmdir á fasteignum metnar og

verktækni 2013/19

37


ritrýndar vísindagreinar skráðar af sérstökum matsmönnum sem sundurgreina tjónið (undir­ stöður, burðarveggir, þakvirki, o.s.frv.) og áætla viðgerðakostnað. Öll þessi gögn eru skráð í gagnagrunn Viðlagatryggingar Íslands.

Reykjavík

Ölfusskjálftinn og mæld jarðskjálftaáhrif Suðurlandsskjálftinn 29. maí 2008 varð á tveimur misgengjum í Ölfusi. Fyrst hnikaðist misgengi í vestanverðu Ingólfsfjalli til. Það ræsti hnik á mun stærra misgengi vestar á svæðinu við bæinn Kross, um einni sekúndu síðar (sjá mynd 1). Litið hefur verið á þessar tvær misgengis­ hreyfingar sem einn atburð. Ragnar Sigbjörnsson o.fl. (2009) hafa áætl­ að reikningslega staðsetningu upptaka skjálftans 63,98°N og 21,13°V. Stærðin hefur verið metin 6,3 (Mw). Áhrif skjálftans voru skráð í íslenska hröðunarmælakerfinu og í nýja fjölmælakerfinu í Hveragerði sem er kallað ICEARRAY, en bæði þessi kerfi eru rekin af Rannsóknarmiðstöð Háskóla Íslands í jarðskjálftaverkfræði á Selfossi (Benedikt Halldórsson, Ragnar Sigbjörnsson & Schweitzer, 2009) og (Júlíus Sólnes o.fl., 2013). Valdar tímaraðir, sem skráðar hafa verið í þessum mælikerfum, eru vistaðar í evrópska gagnagrunninum ISESD (Ambraseys o.fl. 2002). Stærsta skráða útgildi yfirborðshröðunar í Ölfus­ skjálft­anum í íslenska hröðunar­mælakerfinu var 0,66g í Hveragerði og 0,54g á Selfossi. Í ICEARRY kerfinu mældist hæsta útgildið hins vegar 0,88g (Benedikt Halldórsson & Ragnar Sigbjörnsson, 2009). Þessi gögn, ásamt hröðunargögnum frá Suðurlandsskjáftunum 2000 og fleiri ís­-lenskum jarðskjálftum, hafa reynst mikilvæg við að þróa deyfilíkön sem nota má til að meta stað­bundin jarðskjálftaáhrif á Íslandi. Svör­ unarróf jarðskjálftans reiknuð út frá mældum hröðunartímaröðum í Hvergerði og Selfossi yfirstíga Euro­code 8 staðlarófin fyrir þetta svæði, bæði fyrir stutta og langa (> 0,6s) sveiflutíma. Hvað lengri sveiflutímana varðar má útskýra þennan mis­mun með svokölluðum nærsprungu­ áhrifum (e. near fault effect), sjá nánar í Somerville o.fl. (1997). Þessi áhrif hafa komið fram í öllum þremur Suðurlandsskjálftunum 2000 og 2008, sem voru meðalstórir skjálftar (6,5, 6,5 og 6,3 (Mw)). Þau skipta einkum máli fyrir mannvirki með langa sveiflutíma. Þannig sýna rannsóknir að Óseyrabrúin hafi að öllum líkindum orðið fyrir nær­ sprunguáhrifum í 2008 skjálftanum, en brúin er staðsett við suðurenda Kross-misgengisins (sjá mynd 1), (Magni Hreinn Jónsson, Bjarni Bessa­ son og Einar Hafliðason, 2010). Hins vegar eru flestar byggingar á Suðurlandi lágreistar og stífar og því með stuttan eiginsveiflutíma, sem þýðir að þessi nærsprunguáhrif hafa litla þýðingu fyrir þau. Við skoðun og greiningu á byggingatjóni er nauðsynlegt að geta tengt það við mæld eða áætluð jarðskjálftaáhrif á þeim stað þar sem mann­virkið stendur. Það er hins vegar ekki einhlítt hvernig á að skil­greina stika sem hentar til að lýsa áhrifum, og í heimildum hafa margar kenni­stærðir verið settar fram í þessu sambandi. Þar sem flestar bygg­­ingarnar á Suður­landi eru með stuttan grunnsveiflutíma var valið að styðjast við útgildi yfirborðshröðunar (e. PGA - peak ground acceleration), en það er ná­ tengt orku yfirborðshreyfingarinnar við stutta sveiflutíma. Önnur meginástæða fyrir því að velja þennan stika er sú, að þróuð hafa verið staðbundin deyfilíkön, er byggjast á ís­lenskum mæligögnum, til að meta PGA sem fall af upptakafjarlægð og stærð skjálfta. Tilsvarandi líkön fyrir aðra stika eru ekki aðgengileg enn sem komið er. Í þessari rannsókn var PGA ákvarðað á hverjum stað með einfaldaðri útgáfu af dvínunarlíkingu (Bjarni Bessason o.fl., 2012) sem þróuð var af Símoni Ólafssyni og Ragnari Sigbjörnssyni (Símon Ólafsson, 1999; Símon Ólafsson & Ragnar Sigbjörnsson, 2002). Lík­ anið áætlar miðgildi PGA fyrir báða láréttu þættina. Er það talið áreiðanlegt fyrir jarðskjálfta af stærðinni 5,0 til 6,5 og fjarlægðir frá 0 til 30 km, en meginþorri gagna, sem líkanið grund­vallast á, eru skráð innan þessara marka. Jarðskjálftaáhrifum er raðað í fjóra flokka sem gerð er grein fyrir í töflu 1. Nánari umfjöllun um ólíkar skil­greiningar á PGA má finna hjá Bjarna Bessasyni o.fl. (2012).

38

verktækni 2013/19

Hveragerði

21.06.2000 Mw6.5

29.05.2008 Mw6.3 Óseyrarbrú Þorlakshöfn

17.06.2000 Mw6.5

Selfoss Eyrarbakki Stokkseyri

0

10

20

30

40

Kílómetrar

Upptök jarðskjálfta Misgengi

Mynd 1: Kort sem sýnir misgengin tvö er hnikuðust í Ölfus jarð­skjálft­anum 29. maí 2008. Einnig má sjá upptök og misgengi Suður­lands­skjálftanna 2000.

Tafla 1. Áhrifaflokkar skilgreindir með efri og neðri mörkum PGA. Áhrifaflokkur PGA – (g)

1

2

3

4

0,05 – 0,09

0,09 – 0,18

0,18 – 0,34

0,34 – 0,65

Byggingar á Suðurlandi og tjónamat Íbúafjöldi á Suðurlandi, frá Þorlákshöfn og Hveragerði og nærsveitum í vestri og að Hvolsvelli og nágrenni í austri (póstnúmer 800-861) var í kringum 18,600 í janúar 2008 (Hagstofa Íslands). Um 14.160 íbú­ anna býr á svæði sem liggur nálægt misgengjunum tveimur er hnik­ uðust í Ölfusskjálftanum 2008. Flestir búa í þéttbýli, nánar tiltekið um 6.300 á Selfossi, 2.300 í Hvergerði, 1.550 í Þorlákshöfn, 600 á Eyrar­ bakka og 500 á Stokkseyri (sjá mynd 1). Um 2.900 búa svo í sveitunum í kring. Flest hús eru lágreist einbýlis- eða raðhús. Fá fjöl­býlishús eru á svæðinu, og ekkert þeirra er hærra en fimm hæðir. Þessi rannsókn takmarkast við íbúðarhúsnæði að undanskildum fyrrgreindum fjöl­ býlishúsum, sem einkum er að finna á Selfossi. Sumarhús og frí­ stundarhús eru heldur ekki tekin með. Samkvæmt fasteignaskrá eru um 45,5% húsanna steinsteypt, 48% timburhús og 7,5% hlaðin úr holsteini úr vikri eða gjalli. Nánari lýsingu á einkennum þessara hús­ gerða má finna í grein eftir Bjarni Bessason o.fl. (2012). Mynd 2 sýnir aldursdreifingu þessara húsa. Elstu húsin, sem byggð eru fyrir árið 1940, eru aðallega timburhús. Á árunum frá 1940 til 1970 var al­gengast að reisa steinsteypt hús, en einnig var notkun á holsteini nokkuð algeng. Frá 1980 hefur mest verið byggt af timburhúsum. Holsteinn hefur lítið verið notaður frá þeim tíma.

Byggingarflokkar Niðurstöður tjónamats eftir Ölfusskjálftann 2008 sýna að töluverður munur er á skemmdum íbúðarhúsa eftir byggingarefni þeirra og aldri. Því er eðlilegt að flokka hús eftir aðalbyggingarefni þeirra og greina á milli steinsteypu, timburs og holsteins. Hvað aldur húsa varðar, má taka tillit til þess að jarðskjálftastaðlar voru fyrst innleiddir á Íslandi 1976, en upp úr því eykst járnbending í steinsteyptum byggingum. Í rannsókninni var valið að nota ártalið 1980 til að greina á milli eldri og nýrri stein­steyptra bygginga. Óljóst er hver áhrif staðalsins hafði á byggingarlag timburhúsa, en benda má á að vindálag er mjög hátt á Íslandi sem hefur þau áhrif, að timburhús eru jafnan vel stífuð gagnvart

 


ritrýndar vísindagreinar láréttu álagi. Til að gæta samræmis við steinsteyptu húsin var þó einnig valið að miða við árið 1980 til aðgreiningar milli eldri og nýrri timbur­ húsa. Byggingar hlaðnar úr holsteini hafa ekki verið reistar um áratuga Fjöldi húsa

1000

0

Fjöldi húsa

1000

<1940

1940-49 1950-59 1960-69 1970-79 1980-89 1990-99 2000-08

Timburhús

500 0

1000

Fjöldi húsa

Steinsteypt hús

500

<1940

1940-49 1950-59 1960-69 1970-79 1980-89 1990-99 2000-08

Holsteinshús

500 0

<1940

1940-49 1950-59 1960-69 1970-79 1980-89 1990-99 2000-08 Byggingarár

Mynd 2: Aldursdreifing íbúðarhúsnæðis á vestanverðu Suðurlandi, þ.e. frá Ölfusi að Þjórsá (fjölbýlishús og sumarbústaðir eru ekki með).

skeið. Vegna þess og hversu fáar þær eru var ákveðið að hafa þær allar í einum flokki. Niðurstaðan er því sú að greina á milli fimm bygg­ingar­ gerða, sem hér eftir verða kallaðar steypaný, steypagömul, timburný, timburgömul og holsteinn, sjá nánar hjá Bjarna Bessasyni o.fl. (2012). Í einstaka tilvikum (<5%) varð tjón sem tengdist grundun bygginga og af völdum mis­munasigs undirstaða og þannig óháð byggingargerð. Slík tilvik eru ekki tekin með í þessari rannsókn. Mynd 3 sýnir dreifingu á fjölda hæða fyrir þessar fimm bygg­ing­ argerðir. Flest nýju húsin eru einnar hæðar, meðan fleiri hæðir eru algengari í eldri húsum. Veggir eru meginburðarkerfi í öllum þessum byggingum, en ramma- og súlubyggingar eru sjaldgæfar. Tafla 2 sýnir hvernig bygg­ingarnar skiptast í þessar fimm byggingargerðir, og sömu­ leiðis hvernig staðsetning þeirra (fjarlægð frá upptökum) dreifir þeim í hina fjóra áhrifaflokka sem skilgreindir eru í töflu 1. Flestar byggingar á Suðurlandi eru reistar á klöpp eða stífum jarðvegi og eru á flatlendi. Í Suðurlands­skjálftunum er því lítið sem ekkert tjón sem hægt er að rekja til jarðskriða eða mögnunaráhrifa vegna landslags eða stað­­­ háttar. Yfirborðshristingur vegna jarðskjálftans er því megin­orsök tjóns.

Tafla 2. Fjöldi bygginga raðað efir byggingargerð og áhrifaflokk sem ræðst af fjarlægð frá upptökum (sjá mynd 1). Áhrifaflokkur Byggingargerð

1 0,05g – 0,09g

2 0,09g – 0,18g

3 0,18g – 0,34g

4 0,34g – 0,65g

Samtals

Steypagömul Steypaný Timburgömul Timburný Holsteinn

106 26 45 160 39

362 165 250 282 102

617 327 211 876 144

252 260 203 245 74

1337 778 709 1563 359

Samtals

376

1161

2175

1034

4746

1

Steypagömul

1

Steypaný

1

Timburgömul

1

Timburný

1

0.8

0.8

0.8

0.8

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

Hlutfall

0.8

0

1 2 3 4 Fjöldi hæða

0

1 2 3 4 Fjöldi hæða

0

1 2 3 4 Fjöldi hæða

0

1 2 3 4 Fjöldi hæða

0

Holsteinn

1 2 3 4 Fjöldi hæða

Mynd 3. Dreifing á fjölda hæða fyrir íbúðarhús á vestanverðu Suðurlandi, þ.e. frá Ölfusi að Þjórsá (fjölbýlishús og sumarbústaðir eru ekki með).

Tjónamat Mat á tjóni hófst strax eftir jarðskjálftann. Matsferlinu má lýsa með eftirfarandi skrefum: • Húseigandi tilkynnir tjón á eign sinni til tryggingarfélags síns, sem síðan sendir þær upplýsingarnar áfram til Viðlagatryggingar Ís­lands. • Viðlagatrygging felur matsmönnum að meta tjónið. • Matsmaður undirbýr skoðun með því að rýna byggingar­nefndar­ teikningar og önnur gögn sem nýtast, þegar á tjónstað er komið. • Matsmaður skoðar húseign. Allt sjáanlegt tjón er skráð niður og ljósmyndað eins og kostur er á. • Matsmaður býr til matsskýrslu, þar sem tjón af völdum jarðskjálftans er sundurliðað og því lýst. Jafnframt er gerð kostnaðaráætlun fyrir viðgerðir og endurbætur. Sú áætlun myndar grunn fyrir tryggingar­bætur.

Tafla 3: Meginflokkar fyrir tjón á burðarvirki og annars konar tjón. Tjónaflokkur

Lýsing á tjóni

1 2 3 4 5

Útgröftur, jarðfylling og jarðvinna. Undirstöður og botnplata. Ytra burðarkerfi (veggir, súlur, bitar og tröppur). Þakvirki og skorsteinn. Innra burðarkerfi (veggir, plötur, súlur, bitar og tröppur).

6 7 8 9 10

Ýmis frágangur innanhúss (léttir skilveggir, múrverk, niðurhengd loft, loftklæðningar). Innréttingar, tæki, innihurðir, gólfefni, veggflísar o.fl. Gluggar, gler, útidyr, útveggjaklæðning o.fl. Veggfóður, málun inni, málun úti, o.fl. Pípulagnir (kalt vatn, heitt vatn, frárennsli), ofnar, raflagnir.

verktækni 2013/19

39


ritrýndar vísindagreinar Sundurliðun á tjóni

Tafla 4: Hlutfall (%) skemmdra bygginga á Suðurlandi, raðað eftir bygg­ing­argerð og áhrifaflokki.

Allt tilkynnt og metið tjón var sundurliðað og flokkað. Tjónið er greint í fimm flokka sem lúta að burðarkerfi byggingar (nr. 1-5) og aðra fimm flokka er eiga við um annars konar tjón á byggingu (nr. 6-10). Þessir tíu flokkar eru sýndir í töflu 3. Hver þeirra greinist svo í fjóra til átta undirliði og samtals 62 mismunandi tjónaliði.

Áhrifaflokkur Byggingargerð

Allir flokkar

1 0,05g – 0,09g

2 0,09g – 0,18g

3 0,18g – 0,34g

4 0,34g – 0,65g

Steypagömul Steypaný Timburgömul Timburný Holsteinn

2,8 3,9 8,9 13,8 7,7

22,0 10,3 24,4 14,9 38,2

79,1 59,9 71,0 51,0 79,9

80,6 74,2 57,6 61,2 70,2

57,9 52,3 46,8 42,3 58,2

Allar gerðir

8,8

20,6

64,2

69,1

50,2

Tölfræði tjóns

Ekkert tjón Tjón Altjón

Steypagömul

a) 100

Meðaltjón - (%)

Fjöldi bygg - (%)

Hin ítarlega sundurliðun á metnu tjóni gerir kleift að kortleggja al­­ gengasta tjónið og þá veikleika sem komu í ljós í jarðskjálftanum. Sum hús skemmdust ekkert, meðan önnur urðu fyrir smáskaða og allt upp í að þola miklar skemmdir. Íbúðarhús, þar sem viðgerðarkostnaður var metin meiri en 50-70% af brunabótamati, voru í flestum tilvikum met­in óviðgerðarhæf og fullar bætur greiddar út. Tafla 4 sýnir hlutfall skemmdra húsa fyrir hverja byggingargerð og hvern áhrifaflokk. Hæst reyndist hlutfallið vera fyrir holsteinshús og gömul steinsteypt hús, og lægst fyrir timburhús byggð eftir 1980, ef allir áhrifaflokkar eru teknir saman (aftasti dálkur). Einnig er fróðlegt að skoða tjón í hverjum áhrifa­­flokki óháð húsagerð. Þannig sést að innan við 10% íbúðarhúsa sem lenda í áhrifaflokki 1 skemmast og um 20% húsa í áhrifaflokki 2.

75 50 25

0

1

2

3

4

Steypagömul

b) 10 7,5 5 2,5 0

2

100

75 50 25

0

1

2

3

4

10 7,5 5 2,5 0

2

100

75 50 25

1

2

3

4

10 7,5 5 2,5 0

2

Meðaltjón - (%)

100

75 50 25

1

2

3

4

Holsteinn

1

2 3 Áhrifaflokkur

10 7,5 5 2,5 0

2

3 Holsteinn

100 75 50 25

0

3 Timburný

Meðaltjón - (%)

Fjöldi bygg - (%)

Fjöldi bygg - (%)

Timburný

0

3 Timburgömul

Meðaltjón - (%)

Fjöldi bygg - (%)

Timburgömul

0

3 Steypaný

Meðaltjón - (%)

Fjöldi bygg - (%)

Steypaný

4

10 7.5 5 2.5 0

2

3 Áhrifaflokkur

Síðan er stórt stökk yfir í áhrifaflokka 3 og 4, þar sem 64% húsa annars vegar og 69% hins vegar skemmast. Það má líka orða þetta þannig, að þegar reiknuð yfirborðshröðun fer yfir 0,18 g (~0,20g) skemmast u.þ.b. tveir þriðju allra húsa. Súluritin á mynd 4a sýna hlutfall óskemmdra, skemmdra og altjóns­bygginga fyrir byggingargerðirnar fimm sem fall af áhrifaflokki. Sé dæmi tekið, sést fyrir áhrifaflokk 3 að 20% gamalla steinsteyptra bygg­ inga (steypagömul) skemmdust ekkert, 80% urðu fyrir einhverju tjóni, en engin bygging eyðilagðist alveg (altjónsbygging). Einnig vekur at­hygli að hvað bæði gömul timburhús og holsteinshús varðar eru fleiri hús óskemmd í áhrifaflokki 4 heldur en í flokki 3, sem er öfugt við það sem vænta mátti. Mynd 4b sýnir meðaltjón fyrir hverja byggingargerð fyrir áhrifaflokka 2 til 4, sem og hvernig meðaltjónið skipt­ist milli burð­­arkerfis (meginflokkar 1-5) og annarra bygg­ingar­ Tjón á burðarvirki hluta (megin­flokk­ar 6-10). Ef gamlar steinsteyptar byggingar Annað tjón eru teknar sem dæmi, sést að meðaltjón er 5,3% fyrir áhrifaflokk 3, og af því flokkast 15% sem tjón á burðarvirki og 85% sem tjón á öðrum hlutum. Vert er að benda á, að meðaltjón eykst verulega við það að fara frá áhrifaflokki 2 í 3, en aukningin er minni þegar farið er frá 3 í 4. Ef gömlu 4 timburhúsin eru skoðuð, sést við nánari skoðun að meðaltjón á þeim er svipað í áhrifaflokki 3 og 4, og sama á við hol­ steins­shúsin. Ástæður fyrir þessu, sem og að hlutfallslega fleiri hús af þessum gerðum skemmast í áhrifa­flokki 4 en 3, eins og áður var nefnt, geta verið ýmsar. Til dæmis gætu 4 hlutfallslega fleiri „veikbyggð“ hús af þessum gerðum hafa lent í áhrifa­flokki 3 heldur en í flokki 4, einnig er ákveðin óvissa í reiknuðum PGA-gildum á hverjum stað. Ef mynd 4b er skoðuð í heild, sést að tjón á burðarvirki er hlutfallslega lítill hluti heildartjóns fyrir allar bygg­ingar­gerðirnar og alla áhrifaflokkana. Þetta kemur heim og saman við þá staðreynd, 4 að ekkert íbúðarhús hrundi í Suður­lands­skjálft­anum 2008. Loks má lesa út úr myndinni, að tjón á nýjum steinsteyptum og nýjum timburhúsum (byggðum eftir 1980) er mjög svipað fyrir alla áhrifaflokkana. Meðal­ tjón fyrir þessar bygg­ ingar­ gerðir er 3,0% og 3,9% fyrir áhrifafokk 4. Til saman­burðar er 4 meðaltjón fyrir gamlar stein­steyptar bygg­ingar og hol­steins­ hús annars vegar 6,5% og hins vegar 10,5% fyrir áhrifaflokk 4.

4

Mynd. 4: a) Hlutfall óskemmdra, skemmdra og altjónsbygginga fyrir mis­munandi bygg­ ingargerðir og áhrifaflokka. b) Meðaltjón sem hlutfall af bruna­bótamati fyrir mismunandi byggingargerðir og áhrifaflokka, og skipting tjóns á milli burðarvirkis og annarra bygg­ ingarhluta.

40

verktækni 2013/19

Sundurliðun á tjóni Á mynd 5 er tjónið sundurliðað í þá 10 meginflokka sem skilgreindir eru í töflu 3. Mynd 5a sýnir sundurliðunina fyrir áhrifaflokka 1 og 2 sameinaða og mynd 5b fyrir áhrifaflokka 3 og 4 sameinaða.


ritrýndar vísindagreinar

Tjón - (%)

60 40

Tjón - (%)

40

0

0

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Steypaný

20

60 Tjón - (%)

Steypagömul

60

20

0

40

60 40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Timburgömul

60 40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Timburný

inn (>84%), sjá mynd 7. Hér má nefna að notkun gifsplatna í léttum skilveggjum hefur aukist mikið á síðustu árum. Þessar plötur eru stífar og samskeyti þeirra þola lítið hnjask. Steypa ný

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Steypaný

16%

1%

Timburný 11%

16%

2% 6%

5%

5%

5%

6%

0 60 40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Timburgömul

Innréttingar Tæki Gólfefni Innihurðir Veggflísar Annað

0 60 40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

66%

61%

Mynd. 6: Sundurliðun á tjóni í meginflokki 7 fyrir nýjar steinsteyptar byggingar og timburhús (steypaný og timburný).

Timburný

Steypa ný 1% 1%

20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Holsteinn

20 0

40

Áhrifaflokkur 3 & 4

Steypagömul

20

20 0

60

b)

20

20 0

Tjón - (%)

Áhrifaflokkur 1 & 2

20

60

Tjón - (%)

a)

0 60 40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Holsteinn

Timburný

14%

< 1% 2% 3%

Veggfóður Málun inni Málun úti Annað

20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tjónaflokkur

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tjónaflokkur

Mynd. 5: Hlutfallsleg flokkun tjóns í tíu meginflokka fyrir mismunandi bygg­ ingargerðir, þ.e. summa tjóns er 100% í hverju tilviki a) áhrifaflokkar 1 og 2 teknir saman, b) áhrifaflokkar 3 og 4 teknir saman.

Af myndinni má sjá að súlur 7 og 9 eru áberandi hærri en aðrar súlur fyrir allar byggingargerðirnar og báða sameinuðu áhrifaflokkana (1&2 og 3&4). Af þessu má draga þá ályktun að mesti viðgerðarkostnaður samkvæmt mati varð annars vegar vegna skemmda á föstum inn­rétt­ ingum, innihurðum, gólfefni og vegg- og gólfflísum, og hins vegar vegna yfirborðsskemmda á út- og innveggjum sem kröfðust minniháttar sprunguviðgerða, spörtlunar og málunar. Tjón í þessum tveimur megin­flokkum nam 80% af heildartjóni nýrra steinsteyptra bygginga í öllum fjórum áhrifaflokkunum. Tilsvarandi hlutfall er 73% fyrir ný timburhús, 63% fyrir gömul steinsteypt hús, 53% fyrir gömul timburhús og loks 37% fyrir holsteinshús. Mynd 5a sýnir jafnframt að tjón á burðarvirki (meginflokkar 1 til 5) fyrir ný steinsteypt hús og ný timburhús takmarkaðist við flokka 2 og 5 fyrir áhrifaflokk 1 & 2. Með öðrum orðum ekkert tjón raðaðist í flokka 1, 3 og 4 fyrir þessar bygg­ ingargerðir fyrir lægri tvo áhrifaflokkana. Þar sem mesta tjónið reyndist vera í meginflokkum 7 og 9, skil­ greindir hér að framan, er áhugavert að skoða hvernig það sundurliðast fyrir ný steinsteypt hús og ný timburhús. Ef allir fjórir áhrifaflokkarnir eru teknir saman, sést að fyrir meginflokk 7 eru viðgerðir á gólfefnum stærsti kostnaðarliðurinn (>61%), sjá mynd 6. Hluti af þessu tjóni er komið til vegna hluta sem falla eða velta (styttur, vasar, bókaskápar o.þ.h.). Það tjón má minnka með fyrirbyggjandi aðgerðum íbúa sem byggjast á skynsamlegum frágangi og festingum á munum og hlutum. Fyrir meginflokk 9 eru það skemmdir á innveggjum, sem kalla á minniháttar sprunguviðgerðir og endurmálun, stærsti viðgerðarliður-

84%

95%

Mynd. 7: Sundurliðun á tjóni í meginflokki 9 fyrir nýjar steinsteyptar byggingar og timburhús (steypaný og timburný)

Samantekt og lokaorð Ölfusjarðskjálftinn 29. maí 2008 olli töluverðu tjóni á Suðurlandi. Allt tjón sem var tilkynnt var skráð og metið af matsmönnum á vegum Við­lagatryggingar Íslands. Íbúðarhús á Suðurlandi eru að langmestu leyti lágreistar byggingar þar sem byggingarefnið er aðallega steinsteypa og timbur, en einnig er nokkuð um hús úr holsteini steyptum úr vikri eða gjalli. Í þessari rannsókn var kastljósinu beint að lágreistum húsum, en sumar­bústaðir, fjölbýlishús, úthús og atvinnuhúsnæði ekki tekið með. Í heild sinni samanstendur gagnagrunnurinn af 4.746 byggingum, sem flokkaðar voru í fimm byggingargerðir, þ.e. tvær gerðir fyrir steinsteyptar byggingar, tvær fyrir timburhús og ein fyrir hús úr holsteini. Steinsteypt hús byggð fyrir 1980 voru flokkuð saman í eina byggingargerð og steinsteypt hús byggð eftir 1980 í aðra. Timburhúsum var á sama hátt skipt í tvo flokka. Holsteinshúsin voru öll höfð í einum flokki, óháð byggingartíma, en þau eru mun færri og jafnframt flest byggð fyrir 1980. Þessir fimm flokkar eru kallaðir, steypagömul, steypaný, timbur­ gömul, timburný og holsteinn. Tjón í rannsókninni var skilgreint sem hlutfall viðgerðarkostnaðar samkvæmt mati og brunabótamats við­ komandi húss. Tjónið var flokkað niður í 10 meginflokka og hver þeirra í 4 til 8 undirliði. Þannig var metið tjón greint sundur í 62 undirliði. Um 50% bygginganna urðu fyrir tjóni, en aðeins 0,44% þeirra voru metnar óviðgerðarhæfar. Engin bygginganna, sem metin var óviðgerðarhæf, hrundi eða féll saman, en viðgerðir á þeim voru metnar það um­fangs­miklar, að ekki þótti skynsamlegt að ráðast í þær. Dvínunarlíking, sem lýsir hvernig yfirborðshröðun dvínar með fjar­ lægð frá skjálftaupptökum, var notuð til að reikna hágildi hröðunar á hverjum byggingarstað. Það var svo notað til þess að raða byggingum

verktækni 2013/19

41


ritrýndar vísindagreinar í fjóra áhrifaflokka, þar sem hver flokkur afmarkast af neðra og efra hröð­unargildi. Íslensk veðrátta og byggingarhefðir hafa leitt af sér sterkbyggð, lág­ reist hús, óháð þekkingu manna á jarðskjálftaálagi. Meðaltjón á burð­ arvirki í Ölfusjarðskjálftanum var lítið fyrir allar byggingargerðirnar og alla áhrifaflokkana. Ekkert íbúðarhús hrundi, og því má ætla að burðar­virki þeirra sé að jafnaði nægjanlega sterkt til að standast jarð­ skjálfta allt að stærðinni 6–6,5, jafnvel þótt þau séu staðsett nálægt upptökum. Tjón í Suðurlandsskjálftunum 2000, sem báðir voru af stærð­­inni 6,5, styður þessa ályktun, en ekkert íbúðarhús hrundi þá heldur. Tjón á eldri byggingum var þó marktækt meira en á þeim yngri sem gæti bent til þess, að innleiðing jarðskjálftastaðalsins 1976 hafi gert nýjar byggingar traustari en þær eldri. Rannsóknin sýnir að nýjar steinsteyptar byggingar og ný timburhús urðu fyrir mjög sambærilegu tjóni. Áhugavert er að tjón á öðrum hlut­ um en burðarvirki var ráðandi fyrir allar byggingargerðirnar og alla áhrifa­flokkana. Nánar tiltekið var metinn viðgerðarkostnaður mestur fyrir skemmd gólfefni og útlitsskaða á veggjum sem þurfti að spartla og endur­mála. Í nútíma jarðskjálftaverkfræði er aðaláhersla lögð á hönnun burðar­ virkis og eiginleika þess til að standast jarðskjálfta. Minni áhersla er á sérstaka jarðskjálftahönnun og útfærslur sem ætlað er að draga úr tjóni á öðrum byggingarhlutum svo sem gólfefnum, innréttingum og létt-

Heimildir Ambraseys, N., Smit, P., Ragnar Sigbjörnsson, Suhadolc, P. & Margaris B. (2002). Internet-Site for European Strong-Motion Data (ISESD). European Comm­ission, Research-Directorate General, Environment and Climate Pro­ gramme. Benedikt Halldórsson, Ragnar Sigbjörnsson & Schweitzer, J. (2009). ICEARRAY: the first small-aperture, strong-motion array in Iceland, Journal of Seismo­ logy.13(1), 173-178. Benedikt Halldórsson & Ragnar Sigbjörnsson (2009). The Mw6.3 Ölfus earthquake at 15:45 UTC on 29 May 2008 in South Iceland: ICEARRAY strongmotion recordings. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 29, 1073– 1083. Bjarni Bessason, Jón Örvar Bjarnason, Ari Guðmundsson , Júlíus Sólnes & Steedman S. (2012). Probabilistic earthquake damage curves for low-rise buildings based on field data. Earthquake Spectra, 28(4), 1353-1378. Hagstofa Íslands, Talnaefni – Mannfjöldi, Skoðað 1. febrúar 2013 á http://www. hagstofan.is Magni Hreinn Jónsson, Bjanri Bessason & Einar Hafliðason (2010). Earthquake response of a base-isolated bridge subjected to strong near-fault ground motion. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 30(6), 447-455. Júlíus Sólnes, Freysteinn Sigmundsson og Bjarni Bessason (ritstjórar) (2013). Náttúru­ vá á Íslandi - Eldgos og jarðskjálftar. Viðlagatrygging Íslands og Há­skólaútgáfan, 785 bls. Páll Einarsson (1991). Earthquakes and present-day tectonics in Iceland. Tectonophysics,189(1-4), 261-279. Ragnar Sigbjörnsson, Jónas Þór Snæbjörnsson, Higgins, S. M., Benedikt Hall­ dórsson & Símon Ólafsson (2009). A note on the Mw6.3 earthquake in Iceland on 29 May 2008 at 15:45 UTC. Bulletin of Earthquake Engineering, 7, 113–126. Somerville, P. G., Smith, N. F., Graves, R. W. & Abrahamson, N. A. (1997). Modification of empirical strong motion attenuation relations to include the amplitude and duration effect of rupture directivity. Seismological Research Letter, 68(1), 199-222. Símon Ólafsson (1999). Estimation of Earthquake-Induced Response, Ph.D thesis. Institute for Marine structures, NTNU, Norway. 1999:75. Símon Ólafsson & Ragnar Sigbjörnsson (2002). Attenuation of strong-motion in the South Iceland Earthquakes of June 2000, Proceedings of the 12th European Conference on Earthquake Engineering. CD-disk: Paper 412, London, UK.

42

verktækni 2013/19

um milliveggjum. Innleiðing staðals eða leiðbeininga um frágang og hönn­un á innréttingum og léttum milliveggjum gæti hjálpað hér. Einnig er ljóst er að draga má úr tjóni á gólfum með því að festa hluti sem geta fallið eða oltið, (bókahillur, lausa skápa, þunga muni). Mikil­ vægt er að auka vitund fólks um að oft er með litlum tilkostnaði hægt að betrumbæta þessa þætti. Betri frágangur er ekki síður mikil­vægur til að minnka líkur á slysum og mannsköðum. Notkun gifsplatna í létt­ um skilveggjum er ekki æskileg á jarðskjálftasvæðum. Sveigjanlegri og sterkari plötur eru ákjósanlegri. Þó verður að nefna að léttir inn­veggir (timburstoðir/blikkstoðir klæddar með spónaplötum eða gifs­plötum) eru heppilegri en hlaðnir veggir úr vikursteini, sem eru algengir í stein­ steypum húsum byggðum fyrir 2000. Ástæðan er sú að í hlöðnum vikur­steinsveggjum koma gjarnan fram stórar sprungur sem dýrt er að gera við. Þeir eru einnig þyngri og hættulegri fólki, ef þeir hrynja. Loks má draga fram að lítið tjón varð á rúðugleri sem er jákvætt og bendir til þess að veggir hafi almennt lítið aflagast í jarð­skjálftanum. Í þessari grein hefur verið gerð grein fyrir helstu niðurstöðum töl­ fræðilegrar greiningar á tjóni sem varð í Ölfusjarðskjálftanum 2008. Byggt var á umfangsmiklum gögnum sem safnað var saman af mats­ mönnum Viðlagatryggingar Íslands í kjölfar skjálftans. Byggingarlag á Íslandi er frekar einsleitt. Því eru líkur til þess að vænta megi svipaðra skemmda af völdum sambærilegs jarðskjálftaálags á öðrum svæðum á Íslandi.


PIPAR\TBWA

SÍA

123671

verktækni / 43

Liðsheild, uppbygging, árangur

ÍSTAK hf.

Bugðufljóti 19

270 Mosfellsbæ

Sími 530 2700

Fax 530 2724

www.istak.is

istak@istak.is


Lowara dælur... fyrir lífríkið Vatn er undirstaða lífsins og samnefnari allra þeirra aðstæðna þar sem Lowara dælur koma við sögu. Lowara dælur eru gerðar úr pressuðu ryðfríu stáli, sem varnar mengun í vatninu. Lowara dælur eru framleiddar með lasersuðutækni sem gerir þær ónæmar fyrir ætandi efnum og tryggir jafnframt að framleiðsluferillinn skaðar ekki náttúruna.

Danfoss hf. • Skútuvogi 6 • 104 Reykjavík • Sími: 510 4100 • veffang: www.danfosshf.is


ritrýndar vísindagreinar

Prófanir iðuþróar við Hvammsvirkjun Andri Gunnarssona, Sigurður M. Garðarssonb, Gunnar G. Tómassonc, and Helgi Jóhannessona

Fyrirspurnir: Andri Gunnarsson andrigun@lv.is

Greinin barst 26. september 2012 Samþykkt til birtingar 12. júní 2013

a Landsvirkjun, Þróunardeild, Háaleitisbraut 68, 105 Reykjavík Umhverfis- og byggingarverkfræðideild, Háskóli Íslands, Hjarðarhagi 6, 107 Reykjavík c Háskólinn í Reykjavík, Menntavegi 1, 101 Reykjavík

b

Ágrip Straumfræðileg hönnun yfirfalls og iðuþróar fyrirhugaðrar Hvammsvirkjunar í Neðri Þjórsá er sannreynd og lokahönnuð með prófunum í straum­ fræðilíkani (e. physical model) í kvarðanum 1:40. Líkanið er byggt samkvæmt lögmáli Froude, það er með hlutfall tregðuog þyngdaraflskrafta það sama í líkani og frumgerð. Líkanið nær yfir neðsta hluta inntakslóns Hvammsvirkjunar (Hagalón), aðrennslisskurð inntaks og yfirfalls, yfirfallið sjálft, iðuþró neðan þess og skurð sem flytur vatnið aftur í árfarveg Þjórsár. Neðan við iðuþróna eru jarðfræðiaðstæður nokkuð góðar, það er, gæði klappar eru talin nægileg til að þola vel áraun vatns rétt neðan við straumstökk (e. hydraulic jump). Vegna þess er áhersla lögð á að rannsaka áhrif þess að stytta iðuþróna til að minnka byggingarkostnað mannvirkisins án þess að auka áhættu í rekstri yfirfallsins. Alls eru fimm lengdir á iðuþró rannsakaðar fyrir breitt bil rekstarskilyrða til að meta virkni og hegðun kerfisins sem heildar. Niðurstöður gefa til kynna að stutt iðuþró hafi takmarkaða getu til að mynda stöðugt straumstökk, sem nauðsynlegt er til að eyða nægilegri orku áður en vatnið er sett aftur út í farveg árinnar. Ennfremur aukast þrýsti- og hraðasveiflur við enda stuttrar iðuþróar, sem gefur vísbendingu um að iðuþróin sé of stutt og straumstökkið nái ekki að haldast innan hennar. Lengri iðuþró myndar hefðbundnara straumstökk og hefur betri tök á að deyfa þrýstisveiflur í þrónni áður en vatnið rennur út úr henni.

Abstract The scope of the study conducted is to verify and optimize a low inflow Froude number stilling basin at Hvammur Hydro Electric Project, in southern Iceland, in a physical model. The model is built according to Froude similitude with a scale ratio of 1/40 and represents the approach flow area to the spillway, the spillway, downstream stilling basin and a discharge channel conveying the flow back to the original river channel. The quality of the rock conditions downstream of the stilling basin is expected to be good and therefore the effect of a shorter and less expensive stilling basin is investigated. In total 4 stilling basin lengths were tested at various operating discharges to identify aspects of performance for the basin and downstream channel. Also, two layouts with baffles and chute blocks were tested. Results indicate that a short basin has limited capability to form a hydraulic jump and produce turbulent kinetic energy for energy dissipation. A longer basin forms a more conventional hydraulic jump and is better able to handle the extreme fluctuations of forces before returning the flow back to the riverbed. Furthermore, with decreasing stilling basin length a fluctuating component is measured at the downstream end of the stilling basin indicating sweep out of the hydraulic jump. Keywords: Stilling basin, physical modeling, spillway, low Froude number, dam

Lykilorð: Iðuþró, líkantilraunir, yfirfall, lág Froude tala, stífla

Inngangur Landsvirkjun fyrirhugar að reisa þrjár virkjanir í neðri hluta Þjórsár, Hvammsvirkjun, Holtavirkjun og Urriðafossvirkjun. Allar þrjár eru fyrirhugaðar sem rennslisvirkjanir með litlum inntakslónum, enda fer miðlun vatns fram á efri hluta vatnasviðsins. Mynd 1 sýnir yfirlit fyrirhugaðra virkjana í Neðri Þjórsá og helstu kennistærðir þeirra. Hvamms­ virkjun er efst þessara þriggja virkjana, en hún nýtir fall milli 116 m y.s. og 84 m y.s. Hönnunarrennsli virkjunarinnar er 310 m3/s, uppsett afl um 80 MW og framleiðslugeta 660 GWst á ári með tveimur Kaplan vatnsvélum. Hönnunarflóð Hvammsvirkjunar er 2150 m3/s (Q1000, flóð með þúsund ára endurkomutíma). Flóð með 50 ára endurkomutíma (Q50) er 1650 m3/s. Fyrir Q1000 er mesta leyfilega lónhæð í Haga­ lóni 117,5 m y.s. (flóðvatnsborð), en fyrir Q50 og minna rennsli er leyfileg lónhæð 116,0 m y.s. (rekstrarvatnsborð). Því má segja að hönnunaratburðir séu tveir fyrir Hvammsvirkjun, þ.e. bæði skilyrði vegna Q1000 og Q50. Frumhönnun gerir ráð fyrir lokustýrðu yfirfalli til að veita flóðum um lónið og stýra lónhæð. Yfirfallskantur er í 107 m y.s. með þremur 10 m háum og 12 m breiðum geiralokum (e. radial gate). Fyrir neðan lokurnar er steypt iðuþró en innan hennar myndast straumstökk sem eyðir umfram orku í rennslinu og ver stíflur og önnur mannvirki fyrir rofi og skemmdum. Hönnun gerir ráð fyrir að straumstökk myndist innan iðuþróar fyrir allt rennsli að hönnunarflóði (Q1000). Vatninu er síðan veitt um 50 m langan sprengdan skurð aftur í náttúrulegan farveg Þjórsár, en neðst í skurðinum í um 50 m fjarlægð frá enda iðuþróar er manngert stýrisnið (e. hydraulic control), sem tryggir að bakvatnsskil

yrði iðuþróarinnar (e. tailwater condition) séu ásættanleg fyrir allt rennsli. Séu bakvatnsskilyrði ekki ásættanleg er hætta á því að straumstökkið myndist ekki í iðuþrónni og vatnið renni við stríðan straum (e. supercritical flow) út úr henni. Hönnunarforsendur gera ráð fyrir að yfirfallið flytji hönnunarflóðið án nokkurra skemmda á mannvirkjum eða umhverfi þeirra og rennslið í sprengda skurðinum verði við lygnan straum (e. subcritical) fyrir allt rennsli. Mynd 2 sýnir tillögu að lokahönnun við Hvammsvirkjun að loknum líkantilraunum ásamt helstu mannvirkjum og legu þeirra. Froudetala innrennslis í iðuþró er 3,3 fyrir hönnunarflóð (Q1000) og 3,8 fyrir Q50. Hönnun á iðuþró sem í senn er stutt og skilvirk fyrir Froude tölur lægri en 4-5 er krefjandi þar sem straumstökkið sem myndast er veikt, með lítilli orkueyðingu og miklum sveiflum á vatnsborði, þrýstingi og hraða. Fyrir iðuþrær með lágar Froude tölur innrennslis mælir USBR (U.S. Bureau of Reclamation) með Type IV þró, sem er iðuþró með straumbrjótum, hnöllum og hallandi endavegg (USBR, 1987), (Pillai, Goel, & Dubey, 1989). Til að meta og rannsaka iðuþró fyrir Hvammsvirkjun var byggt straumfræðilíkan samkvæmt lögmáli Froude með kvörðunarhlutfalli = 1/40 til að rannsaka áhrif þess að stytta iðuþróna, hver áhrif hnalla og straumbrjóta eru, og eiginleika veika straumstökksins sem myndast í þrónni. Samkvæmt hönnunargögnum frá USBR er ráðlögð lengd iðu­þróar án hnalla og straumbrjóta fyrir aðstæður sambærilegar þeim við Hvamm 55 m (USBR, 1987), (George, 1978). Samkvæmt frumathugun á virkjanasvæði Hvammsvirkjunar eru gæði klappar góð þar sem fyrirhugað stæði yfirfalls og iðuþróar er. Því er

verktækni 2013/19

45


ritrýndar vísindagreinar talið hagkvæmt að gera athuganir á því hvort iðuþró geti og megi vera styttri en almennt er ráðlagt samkvæmt hönnunargögnum. Einn stærsti hluti byggingarkostnaðar við yfirfallið og iðuþróna tengist beint lengd þróarinnar og því eru gerðar athuganir á breytilegri þróarlengd og hvort notkun hnalla og straumbrjóta (e. chute and baffle blocks) nýtist til frekari styttingar á þró. Ekki er talið hagkvæmt að nota hnalla og straumbrjóta nema hægt sé að stytta þróna umtalsvert og því eru þeir einungis prófaðir við tvær stystu þróarlengdirnar. Í verkefninu voru einnig aðrir þættir prófaðir til að meta virkni kerfisins, s.s. botnhæð á iðuþró og mismunandi útfærslur á stýrisniði. Niðurstöðum úr þeim athugunum eru ekki gerð skil hér, en frekari umfjöllun er að finna í Gunnarsson (2012) og Gunnarsson o.fl. (2012). Allar stærðir sem settar eru fram í greininni miðast við frumgerðina (e. prototype).

er stýrt með tveimur stórum dælum með tíðnibreytum, en með þeim er hægt að stilla rennsli mjög nákvæmlega. Hvor dæla getur dælt allt að 120 l/s. Tveir stórir steyptir tankar eru í kerfinu, einn uppistöðutankur ofan við líkanið (um 14 m3) og annar frávatnstankur neðan við líkanið (um 12 m3). Dælurnar dæla vatninu úr frávatnstankinum upp í uppistöðutankinn þaðan sem það rennur um líkanið og síðan aftur í frávatnstankinn. Þannig er um lokað kerfi að ræða. Á mynd 3 má sjá ljósmynd af líkaninu. Mynd 4 sýnir yfirlitsteikningu af líkaninu og afstöðu helstu hluta þess.

Mynd 3: Straumfræðilíkan Hvammsvirkjunar í verklegri aðstöðu Sigl­inga­ stofnunar Íslands. Fyrir miðri mynd má sjá lokuvirki með geiralokum og iðu­þró neðan við lokuvirkið (hvítt á myndinni). Efst á myndinni fyrir miðju sést inntak stöðvarhúss (einnig hvítt á litinn).

Mynd 1: Fyrirhugaðar virkjanir Landsvirkjunar í Neðri Þjórsá. Hvamms­virkjun er efst í röðinni, svo Holtavirkjun og neðst Urriðafossvirkjun.

Á yfirfallinu eru þrjár geiralokur sem eru jafnt opnar (e. interlocked operation) fyrir öll tilfelli sem hér er fjallað um. Ójöfn opnun á lokum veldur óstöðugum aðstæðum í iðuþrónni, sem hefur áhrif niður í sprengda frárennslisskurðinn fyrir mikið rennsli. Lokurnar stýra rennsli (e. gated flow) úr lóninu um yfirfallið upp að 1500 m3/s. Fyrir rennsli milli 1500 og 1600 m3/s er rennsli um yfirfallið óstöðugt og sveiflast milli þess að vera stýrt af lokunum og renna við frjálst vatnsborð (e. transition zone). Við 1600 m3/s eru lokurnar komnar upp úr rennsl­ inu og þá verður kerfið aftur stöðugt og afkastageta yfirfallsins ræðst ein­ungis af lónhæð (e. ungated flow) en ekki opnun loku. Frumhönnun iðuþróarinnar gerir ráð fyrir 42,5 m breiðri og 50 m langri iðuþró, frá enda yfirfallsbrúnar (e. ogee toe) að endavegg iðuþróar (e. end sill). Frumhönnunin gerir einnig ráð fyrir að hnallar og straumbrjótar séu ekki í kerfinu. Manngert stýrisnið er 50 m neðan við endavegg iðuþróar sem tryggir nauðsynlegar bakvatnshæðir í iðuþrónni til að varna því að straumstökk fari úr þrónni.

Mynd 2: Tillaga að lokahönnun yfirfalls og nærliggjandi mannvirkja við Hvammsvirkjun: (1) upprunalegur farvegur Þjórsár; (2) aðrennslisskurður yfir­­falls; (3) aðrennslisskurður inntaks til stöðvarhúss; (4) lokustýrt flóðvirki; (5) iðuþró; (6) sprengdur skurður fyrir frávatn iðuþróar; (7) stýrisnið í sprengd­um skurði; (8) inntak til stöðvarhúss; (9) lítið yfirfall til að tryggja lágmarksrennsli í farvegi Þjórsár; (10) neyðarhaft stíflu (e. fuse plug); (11) hlaðnir garðar til að styðja við frárennsli iðuþróar; og (12) Hvammsstífla.

Aðferðafræði Líkantilraunin var framkvæmd í verklegri aðstöðu Siglingastofnunar Íslands yfir 6 mánaða tímabil, frá maí til október 2011. Yfirfallið og inntakið eru smíðuð úr iðnaðarplasti í tölvustýrðri fræsivél, en hliðarveggir iðuþróar eru gerðir úr plexýgleri til að auðvelda sýn inn í kerfið. Aðrir hlutar líkansins, landslag, stíflur og skurðir eru gerðir úr trefjastyrktri steypu, um 25 mm þykkri, byggt á staðnum. Rennsli í kerfinu

46

verktækni 2013/19

Frávatnstankur

Stefna hringrásar

1) Lokuvirki 2) Iðuþró 3) Sprengdur skurðr 4) Stýrisnið 5) Inntak stöðvarhúss 6) Aðrennslisskurðir

Uppistöðutankur

4 3

2

1 6

5

0

1

2

3

4

0

40

80

120

160

m Skali líkans Skali frumgerðar

Mynd 4: Yfirlit straumfræðilíkans af Hvammsvirkjun í verklegri aðstöðu Siglingastofnunar Íslands. Umfang og helstu hlutar líkansins í rennslisröð eru: (6) aðrennslisskurðir til inntaks og yfirfalls; (5) inntak til stöðvarhúss; (1) lokuvirki með þremur geiralokum; (2) iðuþró neðan við lokuvirki; (3) sprengdur skurður með görðum til stuðnings fyrir rennslið; og (4) manngert stýrisnið neðst í sprengdum skurði til að tryggja bakvatnshæð fyrir iðuþróna.


ritrýndar vísindagreinar Tafla 1: Rennsli sem prófuð voru í kerfinu til að meta åhrif styttingar iðuÞró­ ar sem og hnalla og straumbrjóta. Tilfelli

Rennsli

LĂłnhĂŚĂ°

Endurkomutími / stýring

1

1050 m3/s

116,0 m y.s.

à rlegt flóð, lokustýrt rennsli

2

1650 m3/s

116,0 m y.s.

50 åra flóð, lokustýrt rennsli

3

2150 m /s

117,5 m y.s.

1000 åra flóð, rennsli við frjålst vatnsborð

3

Tafla 1 sĂ˝nir rennslistilfellin sem prĂłfuĂ° voru til aĂ° meta ĂĄhrif styttri ĂžrĂłar. NĂĄkvĂŚmir hljóðbylgjumĂŚlar (e. Ultrasonic) mĂŚla rennsliĂ° Ă­ lĂ­kaninu og vatnshĂŚĂ°ir eru mĂŚldar meĂ° kvĂśrĂ°um. Ă&#x17E;rĂ˝stinemar Ă­ lĂłninu mĂŚla og fylgjast meĂ° lĂłnhĂŚĂ° til aĂ° tryggja stÜðugleika kerfisins. StraumhraĂ°ar eru mĂŚldir meĂ° Sontek ADV (Acoustic Doppler velocimeter), sem mĂŚlir ĂžrĂ­vĂ­Ă°an hraĂ°a (0,09 cm3). ADV hraĂ°amĂŚlirinn hefur tĂśk ĂĄ ĂžvĂ­ aĂ° mĂŚla nĂĄkvĂŚmt meĂ°altalsgildi hraĂ°a Ă­ ĂłstÜðugum kerfum eins og straumstĂśkki (GarcĂ­a, Cantero, Nino, & GarcĂ­a, 2005), (Liu, Zhu, & Rajaratnam, 2002). Hver mĂŚling varir Ă­ 60 s ĂĄ 5 Hz sĂśfnunartĂ­Ă°ni, eĂ°a alls 300 mĂŚld gildi fyrir hverja mĂŚlingu. MĂŚlitĂŚkiĂ° horfir niĂ°ur (e. down looking) og hefur blint svĂŚĂ°i 50 mm frĂĄ sjĂĄlfu sĂŠr. Ă&#x17E;vĂ­ var ekki hĂŚgt aĂ° mĂŚla ofar Ă­ vatnssĂşlu en sem samsvarar 2 m frĂĄ yfirborĂ°i Ă­ frumgerĂ°inni (Sontek, 1997). Ă? flĂłknum straumfrĂŚĂ°ikerfum sem draga inn mikiĂ° loft (e. high air entrainment), eins og Ă­ straumstĂśkki, er geta ADV mĂŚla til aĂ° mĂŚla nĂĄkvĂŚmlega niĂ°ur ĂĄ smĂŚstu kvarĂ°a Ăłviss. Upplausn mĂŚlinganna er Þó talin nĂŚgileg til aĂ° mĂŚla stĂłran hluta hreyfiorku iĂ°ustreymis og Þå sĂŠrstaklega Ăžann hluta sem er rĂĄĂ°andi Ă­ orkueyĂ°ingu straumstĂśkks Þó vissulega fari fram ein­ hver orkueyĂ°sla Ă­ efsta 2 m yfirborĂ°slagi straumstĂśkks (Nikora & Goring, 1998). MeĂ° Ăşrvinnslu mĂŚlinganna mĂĄ leiĂ°rĂŠtta fyrir toppum (e. spikes) Ă­ tĂ­marÜðinni sem koma fram Ăžegar loftbĂłlur eru Ă­ mĂŚlirĂşmi mĂŚlisins. MĂŚlingar meĂ° ADV hraĂ°amĂŚli voru gerĂ°ar Ă­ miĂ°lĂ­nu iĂ°uĂžrĂłar og skurĂ°i neĂ°an viĂ° iĂ°uĂžrĂł. Ă&#x161;rvinnsla gagnanna fĂłr fram meĂ° Matlab og WinADV32 (Wahl T. L., 2011). Ă&#x17E;rĂ˝stinemum meĂ° mikilli nĂĄkvĂŚmni (0,05% af fullum skala) var einnig komiĂ° fyrir viĂ° botn iĂ°uĂžrĂłar og neĂ°an viĂ° hana til aĂ° mĂŚla ĂžrĂ˝stisveiflur. Ă&#x17E;rĂ˝stingi er safnaĂ° ĂĄ 10 Hz meĂ° 10 m bili Ă­ miĂ°lĂ­nu mannvirkisins. KvaĂ°ratrĂłt af meĂ°alhraĂ°a Ă­ Üðru veldi (e. root mean square, RMS) er reiknuĂ° til aĂ° meta ĂĄkafa iĂ°ustreymis (e. turbulence intensity) og magn hreyfiorku iĂ°ustreymis Ă­ kerfinu (e. turbulent kinetic energy). ReiknaĂ° RMS gildi er jafnt staĂ°alfrĂĄviki hverrar stakrar hraĂ°amĂŚlingar. RMS gildiĂ° er reiknaĂ° samkvĂŚmt:

đ?&#x2018;&#x2026;đ?&#x2018;&#x2026;đ?&#x2018;&#x2026;đ?&#x2018;&#x2026;đ?&#x2018;&#x2020;đ?&#x2018;&#x2020;!! =  

đ?&#x2018;Łđ?&#x2018;Ł!!

!

=  

!

đ?&#x2018;Łđ?&#x2018;Ł!! â&#x2C6;&#x2019; ( đ?&#x2018;Łđ?&#x2018;Ł! ) /đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x203A;   đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x203A; â&#x2C6;&#x2019; 1

Ăžar sem i er stefna viĂ°komandi hraĂ°a m.v. mĂŚlitĂŚkiĂ°, vî&#x20AC;š er frĂĄvik frĂĄ meĂ°alhraĂ°a og n er fjĂśldi mĂŚlinga (Wahl T. L., 2000). Hreyfiorka Ă­ iĂ°ustreyminu (e. turbulence kinetic energy, TKE) er skilgreind sem meĂ°al hreyfiorka ĂĄ massaeiningu. TKE er ĂĄkvarĂ°aĂ° af RMS hraĂ°asveiflum Ă­ lang- og ĂžversniĂ°um sem og plani. Almennt mĂĄ meta magn hreyfiorku iĂ°ustreymis byggt ĂĄ meĂ°altali iĂ°uspenna (e. turbulence normal stresses):

đ?&#x2018;&#x2021;đ?&#x2018;&#x2021;đ?&#x2018;&#x2021;đ?&#x2018;&#x2021;đ?&#x2018;&#x2021;đ?&#x2018;&#x2021; =

1 2

đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;˘!!

!

!

+

đ?&#x2018;Łđ?&#x2018;Ł!!

!

!

+

đ?&#x2018;¤đ?&#x2018;¤!!

!

!

 

Ăžar sem TKE er meĂ°al hreyfiorka ĂĄ massaeiningu og uî&#x20AC;š, vî&#x20AC;š og wî&#x20AC;š eru frĂĄvik frĂĄ meĂ°alhraĂ°a Ă­ x, y og z stefnu (Urban, Wilhelms, & Gulliver, 2005), (Murzyn & BĂŠlorgey, 2002), (GarcĂ­a, o.fl., 2002). AĂ°rennsli

Yfirfall

Sprengdur skurĂ°ur

IĂ°uĂžrĂł

Mynd 5: Yfirlit hnitakerfis iðuÞróar. E0 er orkuhÌð í lóni ofan yfirfalls, y1 er vatnshÌð ofan straumstÜkks (e. pre jump depth), y2 er vatnshÌð neðan straumstÜkks (e. conjugated depth), yTW er bakvatnshÌð í sprengdum frå­ rennslisskurði. Zb er hÌð å botni iðuÞróar og ZES er hÌð å endavegg iðuÞróar. BL er lengd iðuÞróar, mÌld frå enda yfirfallskants (e. ogee toe) að upptÜkum endaveggs. Endaveggur hallar 1:1 fyrir Üll tilfelli. Tafla 2: Yfirlit Þróarlengda sem prófaðar voru til að åkvarða hagkvÌmustu Þróarlengd við Hvamm og Þau tilfelli sem prófuð voru með hnÜllum og straumbrjótum. Fyrir Üll tilfellin er hÌð yfirfallskants 107 m y.s., hÌð iðu­ Þróar (Zb) 100 m y.s. og hÌð endaveggjar (ZES) 103,1 m y.s. Tilfelli

BL (m)

Hnallar og straumbrjĂłtar

A2

55

Nei

A2.1

45

Nei

A2.2

35

Nei

A2.3

25

Nei

A2.2BC

35

JĂĄ

A2.3BC

25

JĂĄ

NiĂ°urstÜður Mynd 6 sĂ˝nir dreifingu mĂŚlds meĂ°alhraĂ°a Ă­ miĂ°plani iĂ°uĂžrĂłarinnar fyrir fjĂłrar ĂžrĂłarlengd­ir viĂ° 2150 m3/s mĂŚlt meĂ° ADV hljóðhraĂ°amĂŚli. Myndin sĂ˝nir aĂ° hraĂ°adreifingin breytist frĂĄ ĂžvĂ­ aĂ° vera meĂ° mestan hraĂ°a viĂ° botn efst Ă­ ĂžrĂłnni, sem eins konar buna inn Ă­ vatns­ massann Ă­ ĂžrĂłnni (e. plane wall jet profile), yfir Ă­ hefĂ°bundiĂ° hraĂ°asniĂ° fyrir rennsli Ă­ opnum farvegi Ă­ skurĂ°inum neĂ°an iĂ°uĂžrĂłar. Ă&#x17E;essi hegĂ°un er eĂ°lileg Ăžar sem rennsli inn Ă­ ĂžrĂłna er orkurĂ­k buna sem hefur hĂĄan straumhraĂ°a, eĂ°a um 12- 15 m/s fyrir rennslin sem voru prĂłfuĂ°. Innan ĂžrĂłarinnar eyĂ°ist orka Ă­ straumstĂśkki og hraĂ°i innan ĂžversniĂ°sins verĂ°ur jafnari Ăžegar fjĂŚr innrennsli er komiĂ°. Til aĂ° ĂžrĂłin skili hlutverki sĂ­nu er ĂŚskilegt aĂ° hraĂ°adreifingin hafi nĂĄĂ° jafnvĂŚgi Ăžegar Ăşt Ăşr ĂžrĂłnni er komiĂ°. Fyrir 55 m langa ĂžrĂł hefur hraĂ°avektor viĂ° enda ĂžrĂłarinnar lóðrĂŠttan Þått. Fyrir 45 m langa ĂžrĂł er lóðrĂŠttur Þåttur hraĂ°a viĂ° enda ĂžrĂłarinnar Þó mun minni. Hins vegar, fyrir tvĂŚr stystu ĂžrĂŚrnar, 35 m og 25 m, er Ăžessi lóðrĂŠtti hraĂ°aÞåttur stĂŚrstur fyrir Ăžau 4 tilfelli sem prĂłfuĂ° eru. Ă&#x17E;etta gefur til kynna aĂ° orkurĂ­k buna sem rennur inn Ă­ ĂžrĂłna hafi ekki nĂĄĂ° aĂ° dempast nĂŚgjanlega ĂĄĂ°ur en hĂşn kemur aĂ° endavegg og ĂžvĂ­ virki endaveggurinn fyrir stystu ĂžrĂŚrnar sem eins konar hnykkur ĂĄ stefnu bununnar og vĂ­si henni upp. Fyrir lengri ĂžrĂŚrnar er Ăžessi hraĂ°aÞåttur mun minni. Fyrir 25 m og 35 m ĂžrĂł hefur straumhraĂ°i nĂĄĂ° jafnvĂŚgi um 25 m neĂ°an viĂ° endavegg en fyrir 45 m og 55 m ĂžrĂł nĂŚst jafnvĂŚgisĂĄstand fyrr, eĂ°a um 15 m neĂ°an viĂ° endavegg. Ă lag ĂĄ klĂśpp neĂ°an viĂ° endavegg er ĂžvĂ­ minna fyrir 45 m og 55 m ĂžrĂł. SĂŠu gĂŚĂ°i klappar góð ĂŚtti ekki aĂ° Ăžurfa verja hana fyrir ĂĄlaginu nema 10-15 m neĂ°an viĂ° endavegg m.v. lengri ĂžrĂŚrnar.

verktĂŚkni 2013/19

47


ritrýndar vísindagreinar

Mannvirki Vatnsborð

105

4 1 m/s

a) −20

0

120

20

40

60 Stöð (m)

80

0

Mannvirki Vatnsborð

105 100

4 1 m/s

b) −20

0

120

20

40

60 Stöð (m)

80

120

Mannvirki Vatnsborð

6

40

60 Stöð (m)

80

100

120

2 0

14 Mannvirki Vatnsborð

12 10 8 6

105

4 1 m/s

f) 0

20

40

60 Stöð (m)

80

100

120

2 0

Mynd 7: Straumhraðadreifing í iðuþró fyrir kerfi með hnöllum og straum­ brjótum við 2150 m3/s; e) 35 m þró með hnöllum og straumbrjótum; f) 25 m þró með hnöllum og straumbrjótum við 2150 m3/s.

4 1 m/s

c) −20

0

120

20

40

60 Stöð (m)

80

A2.3 / 25m þró án hn. og straumbrj.

100

120

Mannvirki Vatnsborð

115

2 0

10 8

A2.2 / 35m þró án hn. og straumbrj. A2.2 / 35m þró án hn. og straumbrj.

110

6 4

105 1 m/s

d) −20

0

20

40

60 Stöð (m)

80

100

2

120

Mynd 6: Straumhraðadreifing í iðuþró án hnalla og straumbrjóta við 2150 m3/s. a) 55 m þró; b) 45 m þró; c) 35 m þró og d) 25 m þró. Litakvarði miðar við hæsta mælda gildi í hverju tilfelli fyrir sig og er ekki sá sami á öllum myndunum.

Mynd 7 sýnir straumhraðadreifingu fyrir tvö tilfelli iðuþróar þegar hnöll­um og straumbrjótum er komið fyrir í þrónni, annars vegar 35 m þró og hins vegar 25 m þró. Myndin sýnir að hegðun rennslisins breytist töluvert frá mynd 6. Hnallarnir vísa vatnsmassanum sem kemur inn í þróna upp og yfir sig en kerfið nær jafnvægi mjög fljótt eftir hnallana sjálfa. Rennslið sýnir svipaða hegðun fyrir bæði bæði 25 m og 35 m þró með hnöllum og straumbrjótum. Helst má nefna að kerfið lítur úr fyrir að hafa náð jafnvægi við enda 35 m þróar en ekki fyrir 25 m þró. Með hnöllum og straumbrjótum hækkar vatnsborð í þrónni almennt, þó sérstaklega neðan við yfirfallskantinn og að hnöllunum sjálfum, þar sem vatnsborðið hækkar um 1-2 m (stöð -5). Þetta bendir til þess að hnallar og straumbrjótar hafi áhrif á innrennslið í þróna, þ.e. hækki vatnsborð með tilheyrandi lækkun á straumhraða og Froudetölu. Orku­ eyðing í straum­stökkinu, sem hnallar og straumbrjótar þvinga fram, verður því minni. Myndir 8 og 9 sýna samanburð á mældum hraðasveiflum (RMS)

48

20

A2.3BC / 25m þró m. hn. og straumbrj.

−20

12

8

105

100

0

110

100

0

10

110

100

4 1 m/s

e)

14

A2.2 / 35m þró án hn. og straumbrj.

115 Hæð (m y.s.)

100

2

Hæð (m y.s.)

6

6 105

115 [m/s]

8

110

8

120

10

12 10

−20

12

14 Mannvirki Vatnsborð

110

100

[m/s]

Hæð (m y.s.)

120

2

14

A2.1 / 45m þró án hn. og straumbrj.

115

Hæð (m y.s.)

100

Hæð (m y.s.)

6

[m/s]

8

110

100

A2.2BC / 35m þró m. hn. og straumbrj.

115

10

[m/s]

Hæð (m y.s.)

115

120

12

[m/s]

14

A2 / 55m þró án hn. og straumbrj.

[m/s]

120

verktækni 2013/19

fyrir 25 m og 35 m þró með og án hnalla og straumbrjóta fyrir tvö rennsli. Helst má sjá að meiri hraðasveiflur mælast almennt í kerfinu án hnalla og straumbrjóta. Þar sem hraðasveiflur eru einkennandi fyrir straumstökk og orkueyðingu innan þeirra má draga þá ályktun að meiri orku sé eytt í kerfinu án hnalla og straumbrjóta. Þetta er engu síður erfitt að sannreyna þar sem orku er erfitt að mæla, sérstaklega í svo veikum og óstöðugum kerfum. Mynd 10 sýnir, til samanburðar við hraðamælingar, staðalfrávik þrýstings. Þar eru bornar saman mælingar við tvö rennsli fyrir 25 m og 35 m þró með og án hnalla og straumbrjóta. Fyrir 1050 m3/s má segja að báðar þróarlengdir án hnalla­og straumbrjóta hegði sér á svipaðan hátt. Há gildi mælast framarlega í þrónni en lækka svo ört en virðast ekki hafa náð jafnvægi við enda þróar, hvorki fyrir 25 m né 35 m þró. Fyrir þró með hnöllum og straumbrjótum mælast að sama skapi há gildi í staðalfráviki þrýstings framan við hnallana en aftan við hnallana (st. 20+) lækka gildin mjög hratt og ná jafnvægi. Fyrir 2150 m3/s hegða kerfin sér sambærilega og fyrir 1050 m3/s. Eins og þekkt er fyrir lágar Froude tölur er erfitt að fá hreinar línur í greiningu á kerfunum. Mynd 11 sýnir myndrænan samanburð á þróarlengdunum fjórum fyrir hönnunarrennsli, með og án hnalla og straumbrjóta. Horft er inn í kerfið frá hlið og er 55 m þróin efst og 25 m þróin neðst. 45 m og 55 m þró hafa svipaða eiginleika, orkurík buna kemur inn í kerfið og dempast í þrónni. Sjá má stakar loftbólur stíga upp í síðustu 10-20 m þróarinnar en fyrir 25 m og 35 m þró hegða loftbólurnar sér líkar heilum loftmassa sem ferðast inn í kerfið og beint út. Þetta eru einkenni „sweep out“ ástands, en þá hefur iðuþróin ekki nægjanlega lengd eða dýpt til að dempa straumhraðana nógu mikið. Allt að 3 m ölduhæð er mæld í kerfinu fyrir hönnunarflóð fyrir öll tilfelli þróarlengdar. Ef litið er á mynd 11d og f sést að loftmassinn í vatninu sem kemur inn í þróna er töluvert ofar í þrónni og hefur meiri einkenni þess að vatnið „fljóti“ yfir hnallana og út úr þrónni.


ritrýndar vísindagreinar Q = 1050 m3/s

a)

b) A2.2BC RMS A2.2 RMS A2.2BC meðalt. A2.2 meðalt.

A2.2BC RMS A2.2 RMS A2.2BC meðalt. A2.2 meðalt.

3

2

2.5

2

Hraðasveiflur / RMS (m/s)

1.5

Hraðasveiflur / RMS (m/s)

Q = 2150 m3/s

1

0.5

1.5

1

0.5

0

0

0

20

40

60

80

100

120

0

20

40

Stöð (m)

60

80

100

120

Stöð (m)

Mynd 8: Mæld RMS gildi hraða; a) 35 m þró með (A2.2BC) og án hnalla (A2.2) fyrir 1050 m3/s og b) 35 m þró með (A2.2BC) og án hnalla (A2.2) fyrir 2150 m3/s.

b)

Q = 1050 m3/s

a)

A2.3BC RMS A2.3 RMS A2.3BC meðalt. A2.3 meðalt.

A2.3BC RMS A2.3 RMS A2.3BC meðalt. A2.3 meðalt.

3

2

2.5

2

Hraðasveiflur / RMS (m/s)

1.5

Hraðasveiflur / RMS (m/s)

Q = 2150 m3/s

1

0.5

1.5

1

0.5

0

0

0

20

40

60

Stöð (m)

80

100

120

0

20

40

60

80

100

120

Stöð (m)

Mynd 9: Mæld RMS gildi hraða: a) 25 m þró með (A2.3BC) og án hnalla (A2.3) fyrir 1050 m3/s; og b) 25 m þró með (A2.3BC) og án hnalla (A2.3) fyrir 2150 m3/s.

verktækni 2013/19

49


ritrýndar vísindagreinar Q = 1050 m3/s

a)

b) 1

A2 .2 A2 .3 A2 .2BC A2 .3BC

0.7

A2 .2 A2 .3 A2 .2BC A2 .3BC

0.9 0.8

Staðalfrávik þrýstimælinga (m)

0.6

Staðalfrávik þrýstimælinga (m)

Q = 2150 m3/s

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

0

0

0

20

40

60

Stöð (m)

80

100

120

0

20

40

60

Stöð (m)

80

100

120

Mynd 10: Staðalfrávik þrýstings; a) 35 m og 25 m þró með (A2.2BC og A2.3BC) hnöllum og straumbrjótum og án hnalla og straumbrjóta (A2.2 og A2.3) fyrir 1050 m3/s og b) sama og í a) nema fyrir 2150 m3/s.

a

b

c

d

e

f

Mynd 11: Ljósmyndir af mismunandi þróarlengdum við hönnunarrennsli. a) 55 m löng þró án hn. og straumbrj. b) 45 m þró án hn. og straumbrj. c) 35 m þró án hn. og straumbrj. d) 35 m þró með hn. og straumbrj. e) 25 m þró án hn. og straumbrj. og f) 25 m þró með hn. og straumbrj. Í öllum tilfellum er rennslið 2150 m3/s.

Samantekt Prófaðar voru mismunandi útfærslur iðuþróar fyrir fyrirhugaða Hvamms­ virkjun í Neðri Þjórsá í straumfræðilíkani. Mæliniðurstöðurnar benda til þess að krítískur punktur í kerfinu sé þar sem endaveggur iðuþróar mætir sprengdum skurði. Með því að stytta iðuþróna mælast auknar sveiflur á þessum stað, bæði í hraða og þrýstingi. Fyrir 45 m og 55 m þró mælast ekki hágildi eða óeðlileg gildi við mót endaveggjar og sprengds skurðar, en fyrir 25 m og 35 m þróarlengd er önnur hegðun í kerfinu fyrir hönnunarflóð. Rétt neðan við endavegginn mælast miklar sveiflur í hraða og þrýstingi sem geta orsakað álag í fullgerðu mannvirki sem að lokum getur valdið rofi. Áhættan á slíku rofi dregur úr

50

verktækni 2013/19

öryggi mannvirkisins. Mælingar benda til þess að 35 m þró sé nægjanlega löng til þess að hafa tök á því að eyða orku og dempa kerfið ásættanlega við 1050 m3/s en ekki við 2150 m3/s. Hins vegar hafi 45 m löng þró mun betri tök á því að dempa kerfið ásættanlega áður en rennslið skilar sér aftur út í farveg Þjórsár. Sé kerfið skoðað með hnöllum og straumbrjótum fyrir 25 m og 35 m þróarlengdir kemur í ljós að hegðum kerfisins er önnur. Hnallar virðast virka mjög vel til að dempa kerfið og litlar þrýsti- og hraðasveiflur mælast aftan við hnallana. Hins vegar má vænta að álag á hnalla og straumbrjóta sé töluvert og mælingar benda til þess að heilt yfir sé minni orku eytt með notkun þeirra.


ritrýndar vísindagreinar Niðurstaðan er ekki augljós þar sem erfitt er að greina kerfið ná­ kvæmlega. Þar með, ef lækka á byggingarkostnað mannvirkisins með því að stytta iðuþróna, þarf að meta gaumgæfilega gæði klappar neðan við iðuþró, í sprengdum skurði og við manngert stýrisnið þar sem hluta orkunnar er eytt í skurðinum og við stýrisniðið. Séu hnallar og straumbrjótar notaðir þarf að meta hversu mikið rekstrarkostnaður eykst til viðmiðunar við sparnað í þróarlengd. Í framhaldi af þessari rannsókn væri áhugavert að prófa fleiri tilfelli með meiri breytileika í Froude tölu innrennslis til að átta sig betur á sambandi hennar við orkueyðslu og nauðsynlega lengd iðuþróar.

Frekari útfærslur á lögun og notkun hnalla og straumbrjóta gæti aukið enn á virkni þeirra og gert þá að hagkvæmum kosti til orkueyðslu við lágar Froude tölur.

Þakkir Siglingastofnun Íslands er þakkað fyrir aðstoð við tilraunirnar. Hönn­ uð­um mannvirkjana, Einari Júlíussyni hjá Mannvit, og Þorbergi Leifs­ syni hjá Verkís er þakkað samstarfið. Gísla Péturssyni er þökkuð aðstoð við byggingu líkansins og mælingar og Ágúst Guðmundsson fær einnig þakkir fyrir sitt innlegg.

Heimildaskrá Durbin, P. A., & Gorazd, M. (2007). Fluid Dynamics with a Computational Perspective. Cambridge: Cambridge University Press. García, C. M., Cantero, M. I., Nino, Y., & García, M. H. (2005). Turbulent Measu­ re­ments with Acoustic Doppler Velocimeters. Journal of Hydraulic Eng­ine­ ering, 1062-1073. García, C., Bombardelli, F., Buscaglia, G., Cantero, M., Rincón, L., Soga, C., et al. (2002). Turbulence in bubble plumes. HMEM - ASCE. George, R. (1978). Low Froude Number Stilling Basin Design - REC-ERC-78-8. Denver, CO: USBR. Gunnarsson, A. (2012). Physical Model Investigation on the Hvammur HEP Spillway, http://hdl.handle.net/1946/10817. Reykjavík: Háskóli Íslands. Gunnarsson, A., Gardarsson, S., Tomasson, G. Hlíðasmára G., & Johannesson,14 H. -(2012). Sími STILLING BASIN LENGTH OPTIMIZATION FOR HVAMMUR HYDRO ELECTRIC PROJECT. Proceedings of the 2nd IAHR Europe Congress (pp. 1-6). Munich: IAHR. Liu, M., Zhu, D. Z., & Rajaratnam, N. (2002). Evaluation of ADV Measurements in Bubbly Two-Phase Flows. Proceedings of Hydraulic Measurements and Experimental Methods Conference 2002 (pp. 1061-1071). American Society of Civil Engineers. Murzyn, F., & Bélorgey, M. (2002). Turbulence structure in free surface channel flows. HMEM - ASCE, 220-233. 01.pdf 1 4/29/13 10:50 PM Nikora, V. Anuncio_Revu I., & Goring,- D. G. (1998). ADV Measurements of Turbulence: Can We Imporve Their Interpretaion. Journal of Hydraulic Engineering, 630-634.

Pillai, N., Goel, A., & Dubey, A. K. (1989). Hydraulic Jump Type Stilling Basin for Low Froude Numbers. Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 115, No.7, Paper No. 23624. R. Ettema. (2000). ASCE Manuals and Reports on Engineering Pratice No.97. Hydraulic Modeling: Concepts and Practice. Chicago: ASCE Publications. Rutschmann, P., Sepp, A., Geiger, F., & Barbier, J. (2011, 7). Das Schacht­ kraftwerk - ein Wasserkraftkonzept in vollständiger Unterwassera­nordn­ung. Wasserwirtschaft, pp. 33-36. Sontek. (1997). Acoustic Doppler velocimeter technical documentation v.4.0. San Diego, USA: Sontek/YSI Inc. Swart, D. (2000). Hydraulic Methods and Modeling. Hydraulic Structures, Equipment and Water Data Aquisition Systems,áVol 1, 4. 554 0570 - www.snertill.is – Snertill Facebook Urban, A. L., Wilhelms, S. C., & Gulliver, J. S. (2005). Decay of Turbulence Downstream of a Stilling Basin. Journal of Hydraulic Engineering, 825-829. USBR. (1987). Design of Small Dams. Denver, USA: United States Department of the Interior. Wahl, T. L. (2000). Analyzing ADV Data Using WinADV. Joint Conference on Water Resources Engineering and Water Resources Planning & Management (pp. 1-10). Minneapolis: American Society of Civil Engineers. Wahl, T. L. (2011). WinADV32 - Version 2.028. Denver, Colorado 80225-0007, USA: Bureau of Reclamation, Hydraulic Investigations and Laboratory Service Group.

Bluebeam

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

Bluebeam Revu 11 leggur línurnar fyrir samvinnu, samskipti og skjalavinnslu með PDF skjöl. Auðveldar þér að nálgast gögnin þín á einfaldan hátt hvar sem er og hvenær sem er... Jafnvel án nettengingu. Athugasemdir, magntökur og samræmingar á PDF skjölum er komið á annað stig. Kynntu þér Bluebeam hjá Snertli.


ALLT TIL IÐNAÐARSTÝRINGA! • Aflgjafar • Hnappar og rofar • Hraðastýringar • Iðntölvur • Skjákerfi • Skjápanelar • Skynjarar

• Aflgjafar • Ethernet skiptar • Umbreytar • Ljósleiðarabúnaður

• Rafmagnsskápar • Skápaefni

• Hitaskynjarar • Skráningartæki • Stafagluggar • Þrýstiskynjarar

• Hæðarskynjarar • Merkjavarnir • Merkjabreytur • Nándarrofar • Snúningsgjafar • Stafagluggar

Smiðjuvegi 5 - 200 Kópavogi - Sími 535 1200 • Fitjum 2 - 260 Reykjanesbæ - Sími 421 6526 Eyrarvegi 42 - 800 Selfossi - Sími 483 5200 • Hjalteyrargötu 4 - 600 Akureyri - Sími 455 1200 Sólvangi 7 - 700 Egilsstöðum - Sími 470 3120

www.iskraft.is


VSÓ Ráðgjöf er elsta starfandi verkfræðistofa landsins með áralanga reynslu af verkfræðiráðgjöf. Fyrirtækið var stofnað árið 1958 og er nú í eigu 15 aðila, sem allir eru starfsmenn þess. Framkvæmdastjóri er Grímur M. Jónasson Hjá VSÓ Ráðgjöf starfa nú um 60 manns, þar af eru yfir 85% með háskóla- og tækniskólamenntun á svið húsbygginga, mannvirkja, jarðtækni, vegagerðar, gatnagerðar og veitna, umhverfismála og rekstrar- og hagfræði. Um 40% starfsmanna hafa lokið framhaldsnámi á háskólastigi í ofantöldum faggreinum. VSÓ Ráðgjöf er með vottað gæðakerfi skv. ÍST EN ISO 9001:2008 og umhverfisstjórnunarkerfi skv. ÍST EN ISO 14001:2004.

VSÓ Ráðgjöf tekur að sér allar tegundir verkfræðiþjónustu m.a. á eftirfarandi þjónustusviðum:

Öryggismál og stjórnun

Umhverfi og skipulag

Byggðatækni og samgöngur

Umhverfisstjórnun Neyðarstjórnun Matvælaöryggi Öryggissjórnun

Mat á umhverfisáhrifum Skipulagsgerð Samgöngumál Umhirða grænna svæða

Umhverfisráðgjöf

Landslagshönnun

Vega- og gatnagerð Veitukerfi Umferðar- og samgöngutækni Hljóðvist Landmælingar Jarðtækni Íþróttamannvirki

Verkefnastjórn

Mannvirki

Tæknikerfi

Verkefnastjórnun Áætlanagerð

Burðarvirki Húsagerð

Lagna- og loftræsikerfi

Framkvæmdaráðgjöf Framkvæmdaeftirlit Byggingarstjórn

Hönnunar- og kostnaðarrýni Mannvirkjagerð Viðhald og rekstur mannvirkja

Hússtjórnar- og iðnstýrikerfi

Þjónustuútboð Vörustjórnun

Borgartúni 20, 105 Reykjavík sími: 585 9000, fax: 585 9010 netfang: vso@vso.is vefsíða: www.vso.is

Rafkerfi Öryggiskerfi Lýsingarhönnun


ritrýndar vísindagreinar

Í upphafi skal endinn skoða Lagasetning skoðuð útfrá aðferðum verkefnastjórnunar Fyrirspurnir: Ásgerður I. Magnúsdottir asgerdur.i.magnusdottir@advania.is

Ásgerður I. Magnúsdóttira, Helgi Þór Ingasonb, Haukur Ingi Jónassonb b

a Advania, Guðrúnartún 10, 105 Reykjavík Háskólinn í Reykjavík, Menntavegur 1, 101 Reykjavík

Greinin barst 12. febrúar 2012. Samþykkt til birtingar 15. júní 2012.

Ágrip Lagasetning er endapunkturinn í ákvörðunarferli um að ráðast í tilteknar breytingar og leiðir yfirleitt til verkefna sem geta verið af öllum stærðum og gerðum. Miklu skiptir að ráðist sé í rétt verkefni á réttum forsendum og þau leiði til þeirrar niðurstöðu sem er vænst. Skortur er á að heildstætt mat sé gert á verkefnum sem lög leiða til, áður en lögin eru samþykkt. Slíkt mat ætti heima í almennri greinargerð og fylgiskjölum með frumvörpum. Greinagerðir með frumvörpum eru ekki samræmdar og mikið skortir á að alltaf séu tilteknir þættir sem varða afmörkun, verkþætti, tíma, heildar­ kostnað, hagsmunaðila og áhættur verkefna sem framkvæma þarf verði frumvarp að lögum. Gæðaeftirlit er einnig mismunandi eftir gerð frumvarpa. Hér eru mikil tækifæri til að bæta stjórnsýsluna. Settar eru fram tillögur til úrbóta.

Abstract Writing legislation is the final part of a decision process to enforce change. The new legislation typically leads to various projects. It is imperative the proper projects are chosen, based on the appropriate assumptions and that they lead to the required final results. There is no holistic assessment of projects that will be resulted by laws, before the legislation is formally adopted. A general explanatory report is written but it is not standardised and important aspects are often omitted, such as scope, activities, time, total cost, interested parties and risk. Formal review of the legislation under development is also quite different, depending on the type of bill. There is a good opportunity for improvements in this area and some suggestions are put forwards. Keywords: Project Management, bills, Parliament, Ministries.

Lykilorð: Verkefnastjórnun, lagafrumvörp, Alþingi, ráðuneyti.

1 Inngangur

urnar að verkefnalegur þroski væri lítill innan þessara ráðuneyta út frá þroskalíkaninu. Bent hefur verið á að bankahrunið megi að hluta til rekja til gallaðrar lagasetningar og að áhrif laga hafi í mörgum tilvikum ekki verið nægilega metin áður en þau voru sett. Í skýrslunni Viðbrögð stjórnsýslunnar við skýrslu rannsóknarnefndar Alþingis segir „Í skýrslu rann­sóknarnefndar birtast dæmi um tilvik þar sem ætla má að aukið formlegt gæðaeftirlit með undirbúningi löggjafar hefði getað takmark­­­að verulega skaðlegar afleiðingar skorts á faglegum undirbúningi pólitískra stefnumála.“ (Forsætisráðuneytið, 2010a, bls. 40). Ógilding kosn­inga til stjórnlagaþings árið 2011 vekur einnig upp spurningar um hvort nægilega sé hugað að endanlegri framkvæmd, innleiðingu og áhrifum laga við gerð lagafrumvarpa. Viðfangsefni þessarar greinar er því:

Í kjölfar bankahrunsins árið 2008 jókst gagnrýni á stjórnsýsluna. Skýrsla rannsóknarnefndar Alþingis (Rannsóknarnefnd Alþingis, 2010) staðfesti að ýmislegt mætti þar betur fara. Fara má mismunandi leiðir til að greina vandamál og skoða hvernig má bæta störf stjórnsýslunnar. Taka má afmarkaða hluta stjórnkerfisins til skoðunar, eða greina heildarferla innan þess. Hér er valin síðari leiðin og ferli lagasetningar skoðað með hliðsjón af formlegu verkefnastjórnunarferli. Lög eru hornsteinn lýðræðisríkja og setja leikreglurnar í samfélaginu á hverjum tíma. Stór hluti af frumvörpum samþykktra laga á Alþingi er saminn af stjórnsýslunni og það er á ábyrgð hennar að innleiða lög frá Alþingi. Líta má á ferlið frá hugmynd til loka innleiðingar laga sem verkefni. Verkefni sem varða lagasetningu ættu að lúta alveg sömu kröf­ um og gerðar eru til verkefna almennt. Í ýmsum skrifum hefur verið fjallað um störf stjórnsýslunnar hér á landi. Skýrsla rannsóknarnefndar Alþingis um aðdraganda og orsakir falls íslensku bankanna árið 2008 ber þar hæst. Í henni segir: „Efla þarf fagmennsku og stórbæta vinnubrögð innan stjórnsýslunnar, svo sem með vandaðri gagnafærslu og skýrari boðleiðum milli embættismanna og stjórnmálamanna“ (Rannsóknarnefnd Alþingis, 2010, 8. bindi bls. 152). Í kjölfarið var sett á laggirnar nefnd um endurskoðun laga um Stjórnarráð Íslands og skilaði hún ítarlegri skýrslu sem ber heitið Samhent stjórnsýsla og byggði frumvarp til laga um Stjórnarráð Íslands að miklu leyti á tillögum sem þar voru settar fram. Í skýrslunni var meðal annars lagt til að komið yrði á fót þverfaglegu greiningar-, stefnu­ ­mótunar- og verkefnastjórnunarteymi innan Stjórnarráðsins (For­sætis­­ ráðuneytið, 2010b). Fjallað hefur verið um verkefnastjórnun innan stjórnsýslunnar í grein um þroskalíkan verkefnastjórnunar og stöðu verkefnastjórnunar í Stjórnarráði Íslands (Ingason, 2010). Þar var skoð­ uð staða verkefnastjórnunar í sex ráðuneytum og sýndu niðurstöð-

Í hugtakagrunni IPMA2 (2006) er sagt að verkefni sé tíma- og kostnaðarháð aðgerð sem miðar að því að skila skilgreindum afurðum sem standast kröfur gæðastaðla. Gæðastaðallinn ISO10006:2003 (ISO, 2003) skilgreinir verkefni sem einstakt ferli, sem samanstendur

1 Greinin er byggð á lokaverkefni Ásgerðar í MPM námi en hún brautskráðist frá Há­skóla Íslands 2011.

2 Alþjóðasamtök verkefnastjórnunarfélaga.

54

verktækni 2013/19

Getur markvissari notkun á aðferðum verkefnastjórnunar við gerð laga­ frumvarpa aukið gæði laga og bætt stjórnsýsluna, og þá hvernig? Til þess að svara þessari spurningu er fjallað um beitingu á aðferðum verkefnastjórnunar í lagasetningarferlinu, allt frá hugmynd til samþykktar laga og innleiðingar vegna framkvæmdar þeirra. Nokkur valin frumvörp eru tekin til nánari skoðunar. Beitt er eigindlegri rannsóknaraðferð þar sem gögn frá opinberum aðilum eru greind, aðallega Alþingi, stjórnsýslunni og einnig var aflað upplýsinga með viðtölum.

2. Fræðileg umfjöllun 2.1 Verkefni


ritrýndar vísindagreinar af sam­ræmdum og stýrðum verkþáttum með skilgreint upphaf og endi, sett af stað til að ná markmiðum er samræmast sértækum þörfum, þar á meðal takmörkunum er varða tíma, kostnað og aðföng. Það sem einkennir verkefni öðru fremur er að þau hafa skilgreint upphaf og endi. Því er verkefni sagt hafa líftíma eða æviskeið. Skipta má æviskeiði verkefna í nokkra áfanga, tímabil þar sem athyglinni er beint að tilteknum þáttum (Ingason og Jónasson, 2012).

kostnaðarháð. Þetta geta verið ýmis verkefni sem þarf að framkvæma til að hægt sé að innleiða tiltekin lög. Mynd 1 sýnir þetta ferli í sinni einföldustu mynd.

Verkefnastjórnun og verkefnisáætlun Í PMBok er verkefnastjórnun sögð hafa þrenns konar afmörkun en það er stýring á umfangi, tíma og kostnaði verkefna (PMI, 2008). Þar segir Mynd 1: Einföld mynd af ferli frumvarps til innleiðingar laga. ennfremur að í stýringu verkefna felist að skilgreina þarfir, setja fram Frumvarp til laga getur verið lagt fram á Alþingi af ráðherra og kallast skýr og möguleg markmið, samræma kröfur um gæði, umfang (e. þá stjórnarfrumvarp. Nefndir Alþingis geta lagt fram frumvarp og er scope), tíma og kostnað og búa til lýsingar, áætlanir og skilgreina hags­ það þá kallað nefndarfrumvarp en þingmannafrumvarp ef einn eða munaaðila og áhrif verkefnis. fleiri þingmaður leggja frumvarp fram. Ferli stjórnarfrumvarpa fram Verkefnisáætlun er skjal sem tilgreinir hvað þarf að gera til að ná að framlagningu er ólíkt ferli nefndar- og þingmannafrumvarpa. markmiðum verkefnis (ISO, 2003). Verkefnisáætlun er grunnurinn að Stjórnarfrumvörp eru samin að frumkvæði ráðherra. Þau eru ýmist vel heppnuðu verkefni og er leiðarljós verkefnisins allan líftíma þess unnin af viðkomandi ráðuneyti eða utan­ aðkomandi sérfræðingum (Kerzner, 2009). Verkefnisáætlun er jafnan sett fram á fyrstu stigum sem ráðherra skipar eða velur. Ráðherra leggur síðan frumvarpið ásamt verkefnis. Markmið með verkefnisáætlun er að skjalfesta hvers vegna minnisblaði og gátlista fyrir ríkisstjórn og leggur til að það verði lagt á að framkvæma verkefni, hvað eigi að gera, af hverjum, hvernig það fram á Alþingi sem stjórnarfrumvarp. Frumvarpið er að því búnu borið verður gert, hvað það kostar og hvernig verkefnið verður innleitt, því undir stjórnarflokkana. Þegar ríkisstjórnin og þingflokkar hafa veitt stýrt og á endanum lokið. Útfærsla verkefnisáætlana tekur mið af samþykki sitt er aflað heimildar Forseta Íslands til framlagningar frumtegund verkefnis og umfangi (Ingason og Jónasson, 2012). Hér verður varpsins á Alþingi (Forsætis­ráðu­­neyti o.fl., 2007). Gátlistinn fer einnánar fjallað um nokkra lykilþætti í verkefnisáætlun. göngu til lagaskrifstofu forsætisráðuneytis. Á mynd 2 hér á eftir má sjá Afmörkun verkefnis inniheldur lýsingar á afurðum verkefnis, lýsingu þetta ferli. á einkennum þess og hvernig á að mæla og meta afurðirnar (ISO, Eigandinn og bakhjarl stjórnarfrumvarpa er ráðherra í viðkomandi 2003). Mark­miða­setning í verkefni felst í því að skilgreina eiginleika ráðuneyti. Líta má á þann sem hefur umsjón með smíði stjórnarfrumniðurstöðu. Afmörkun og markmið verkefnis ætti því að gefa öllum varps sem verkefnisstjóra. Hann sér um að frumvarpið sé skilgreint, sem að því koma sömu heildarmynd og sýn. Verkefni hafa margháttað samspil við um­­hverfi sitt. Verkefni eiga yfirleitt að leiða til breyt­inga á umhverfi þess og eins hefur umhverfið áhrif á verkefnið. Stjórnun áhættu felst í að skipuleggja fyrir áhættum, finna áhættur, greina áhættur, ákvarða viðbrögð og loks meta þær til að ákvarða hvort þær hafi breyst (Kerzner, 2009). Hags­muna­aðilar verkefnis eru þeir einstaklingar eða skipu­lagsheildir sem eru þátttakendur í verkefni eða verða fyrir áhrifum af því bæði á jákvæðan og neikvæðan máta (PMI, 2008). Einn mikilvægasti hluti áætlanagerðarinnar er sund­urliðun verkefnis í verkþætti en á henni byggja áætlanir um tíma­ lengd verkefnisins (Inga­son og Jónasson, 2012). Verkog tímaáætlun skil­greinir þau ferli sem þarf til að ljúka við verkefni á réttum tíma (PMI, 2008). Við gerð verkefnisáætlunar er verkefnið greint kerfisbundið og því skipt í verkþætti og áætlaður er tími á þá með því að taka tillit til hvernig þeir þurfa að raðast innbyrðis. Í upphafi nýtist slík áætlun til að skapa yfirsýn en síðar til eftirlits og uppgjörs (Ingason og Jónasson, 2012). Kostn­aða­ráætlun felst í því að meta kostnað við verkMynd 2: Ferli stjórnarfrumvarpa áður en þau fara til Alþingis. efnið. Við gerð kostnaðarmats þarf að meta kostnað við skrifað og gerð sé greinargerð, sem fylgir frumvarpinu, þar sem það er aðföng og taka tillit til áhættu- og óvissuþátta (PMI, 2008). Gæða­ útskýrt nánar og áhrif þess metin. Síðan fer frumvarpið til fjárlagaskrifáætlun miðar að því að greina þá þætti sem þurfa að vera til staðar til stofu fjármála- og efnahagsráðuneytis sem skrifar umsögn um áhrif að verkefni takist samkvæmt afmörkun og markmiðum þess. Jafnframt þess á fjárhag ríkisins og sú umsögn fylgir frumvarpinu sem fylgiskjal. tiltekur hún í gegnum hvaða gæðahlið verkefni þarf að fara (ISO, Lagaskrifstofa forsætisráðuneytis, sem fjallað verður betur um síðar, sér 2008). Stjórn­skipulag verk­efnis segir fyrir um hver gerir hvað í verkefni um gæðaúttekt á frumvarpinu. og hvernig ábyrgð og umboði er háttað (Ingason og Jónasson, 2012).

Lagafrumvörp Lagafrumvörp hafa það að markmiði að koma á breytingum. Samþykkt lög leiða yfirleitt til verkefna sem hafa upphaf og endi og eru tíma- og

Þingmanna- og nefndarfrumvörp koma ekki til kasta stjórnsýslunn­­ar. Ferlið er mjög einfalt og það er á ábyrgð þingmanna/þingnefnda að leita sér aðstoðar við frumvarpssmíðina. Nefndarritarar að­stoða oft

verktækni 2013/19

55


ritrýndar vísindagreinar við gerð frumvarps (Vigdís Jóns­dóttir, aðstoðarskrifstofustjóri, munn­leg heimild apríl 2011) en frumvarpið fer ekki í gegnum formlegt gæðaferli (sbr. lagaskrifstofu) áður en það fer til bókunar og fram­lagningar. Þing­menn eru hér bakhjarlar frumvarpsins. Mynd 3 sýnir helstu skref í ferlinu.

Tilgangur greinargerðar3 með frumvörpum er samkvæmt Handbók­ inni (Forsætisráðuneytið o.fl., 2007) að koma upplýsingum á framfæri við þingmenn til að auka skilning þeirra á frumvarpinu og á sama máta hefur hún þýðingu gagnvart almenningi og fjölmiðlum. Auk þess skiptir hún máli sem lögskýringargagn. Ennfremur er lögð áhersla á að í greinargerðinni komi fram samráð, mat á áhrifum og settar eru fram lykilspurningar um efnisleg atriði. Þess ber þó að geta að víða er að finna í bókinni orð og orðatiltæki eins og „æskilegt“, „heppilegt“, „eftir því sem tími og aðstæður leyfa“ og „kemur vel til álita“ sem draga úr vægi þeirra. Á heimasíðu forsætisráðuneytisins er síða um laga­­sam­ ræmingu og þar er fyrirmynd að efnisyfirliti fyrir stjórnarfrumvörp, ráðuneytum til hægðarauka (Forsætis­ráðuneytið, 2010d).

Mynd 3: Ferli nefndar- og þingmannfrumvarpa áður en þau fara til Alþingis.

Öll frumvörp fara í gegnum sama ferli eftir að þau koma til Alþingis. Skrifstofa Alþingis tekur við þeim og þau eru bókuð, fara í yfirlestur til skjaladeildar og eru að lokum prentuð. Mynd 4 sýnir hvernig ferli frumvarpa á að vera á Alþingi samkvæmt lögum um þingsköp Alþingis.1 Hvert frumvarp skal fara í gegn­um þrjár umræður. Einnig er tiltekið að líða þurfi ákveðinn tími á milli umræðna. Hægt er að taka mál í gegnum þingið á skemmri tíma með því að þingmenn samþykki afbrigði2 en til þess þarf aukinn meirihluta.

1. Inngangur 2. Tilefni og nauðsyn lagasetningar 3. Meginefni frumvarpsins 4. Samræmi við stjórnarskrá og alþjóðlegar skuldbindingar 5. Samráð 6. Mat á áhrifum Í þessum leiðbeiningum er tekið á ýmsum þáttum sem koma fram í hefðbundinni verkefnisáætlun. Þó vantar þætti sem snerta framkvæmd eins og sundurliðun í helstu verkþætti. Slík sundurliðun gæti þó leitt til nákvæmara mats á tíma og kostnaði. Áhættumat ætti að falla innan mats á áhrifum. Gátlistinn (Forsætisráðuneyti, 2010c) sem skila á með stjórnarfrumvörpum til lagaskrifstofu tekur einnig á mati á áhrifum en út frá öðru sjónarhorni. Gátlistinn er ekki opinber og fer ekki til Alþingis (Páll Þórhallsson, skrifstofustjóri lagaskrifstofu, munnleg heim­ild apríl 2011).

4 Frumvörp á Alþingi – greining Mynd 4: Frá frumvarpi til laga – helstu skref á Alþingi.

Alþingi fjallar um frumvarpið, breytir því, samþykkir eða hafnar. Þegar frumvarp hefur verið samþykkt er komið að framkvæmdarþætti verkefnisins. Lög fara til framkvæmdar hjá stjórnsýslunni og oft á tíðum þurfa fleiri en eitt ráðuneyti að koma að endanlegri útfærslu og jafnvel ekki það ráðuneyti sem samdi frumvarpið. Sum lög taka strax gildi eða eftir skamman tíma frá samþykkt þeirra. Í lögum um þingsköp Alþingis segir að lagafrumvörp skuli vera samin með lagasniði og að hverju frumvarpi skuli fylgja greinargerð um tilgang þess og skýringu á höfuðákvæðum. Þetta eru einu fyrirmæli laganna um uppbyggingu frumvarpa. Leiðbeiningar um gerð lagafrumvarpa er að finna í bókinni Handbók um undirbúning og frágang lagafrumvarpa (Forsætisráðuneytið o.fl., 2007) hér eftir nefnd Hand­ bókin. Auk þess eru nokkrar aðrar leiðbeiningar aðgengilegar á vef for­ sætisráðuneytisins. Ríkisstjórnin samþykkti í ágúst 2010 endurskoð­­aðar reglur um undirbúning og meðferð stjórnarfrumvarpa ásamt nýj­um gátlista. Þar segir að reglurnar séu ítarlegri en áður og að nýrri skrifstofu löggjafarmála í forsætisráðuneytinu sé ætlað mikilvægt hlutverk við að samræma gæðakröfur, leiðbeina ráðuneytum og veita um­sögn um hvort frumvörp standist gæðakröfur (Forsætisráðuneytið, 2010c). Reglur voru settar í byrjun árs 2013 um starfshætti ríkisstjórnar og þar er fjallað um undirbúning, meðferð og afgreiðslu stjórnarfrumvarpa í ríkisstjórn (Stjórnartíðindi, 2013). 1 Lög um þingsköp Alþingis nr. 55/1991. 2 Í lögum um þingsköp Alþingis segir að það skulu líða að minnsta kosti 2 nætur á milli út­býtingar frumvarps og 1. umræðu og síðan ein nótt frá umræðu eða útbýtingu nefndarálits til næstu umræðu. Ef vikið er frá þessu þarf þingið að samþykkja afbrigði með auknum meirihluta (2/3 atkvæða). Frumvarp til laga um breyting á lögum nr. 29/1993, um vörugjald af ökutækjum, eldsneyti o.fl., lögum nr. 39/1988, um bifreiðagjald, og lögum nr. 87/2004 um olíugjald og kílómetragjald, með síðari breytingum (kerfisbreyting á skattlagningu ökutækja).

56

verktækni 2013/19

Greinargerðir frumvarpa eru mismunandi. Stjórnar­frum­vörpum fylgja gjarnan ítarlegar og flóknar greinargerðir. Þingmanna- og nefndarfrumvörp eru yfirleitt með styttri greinargerðir. Í nokkrum frumvörpum er fylgt leiðbeiningum Handbókarinnar (Forsætisráðuneytið o.fl., 2007) um uppsetningu. Öll framlögð stjórnarfrumvörp sem voru skoð­uð innihéldu fylgiskjal um kostnaðaráhrif, unnið af fjárlagaskrifstofu fjármálaráðuneytis. Gátlisti sem höfundar fylla út og skila til lagaskrifstofu með frumvörpum er ekki opinber og því var ekki hægt að bera saman greinargerð og gátlista. Ekki er gerð krafa um að kostnaðarmat né gát­ listi fylgi þingmanna- og nefndarfrumvörpum. Skoðuð voru nánar fjögur frumvörp sem urðu að lögum og tengdust þau þremur málum. Fyrsta málið var gjalddagabreyting á aðflutningsgjöldum, annað var breyting á löggjöf varðandi gjaldtöku af ökutækjum og eldsneyti og það þriðja var Stjórnlagaþingið og þá sérstaklega kosningarnar til þess. Þessi mál voru valin vegna þess að í undirbúningi lagasetningar var ekki nægilega hugað að framkvæmdaþáttum og þau voru gagnrýnd þess vegna.

Frumvarp 14: Tollalög o.fl. (dreifing gjalddaga) Frumvarpið var nefndarfrumvarp og lagt fram á Alþingi þann 14. mars 2011. Greinargerðin var fáeinar línur og í henni var hvorki lagt mat á kostnað né hvort frumvarpið leiddi til verkefna. Mynd 5 sýnir málsmeðferðina á þinginu. Athyglisverðast við þetta frum­varp er tíminn. Á grunni afbrigða fékk frumvarpið mjög skjóta afgreiðslu á þingi á þremur þingfundum sem haldnir voru samdægurs, hver á eftir öðrum. Lögin tóku gildi strax og gjöldin gjaldféllu daginn eftir samþykki laganna5. 3 Í frumvörpum er greinargerðin ýmist nefnd greinargerð eða athugasemdir við lagafrumvarp. 4 Frumvarp til laga um breyting á tollalögum, nr. 88/2005, lögum nr. 97/1987, um vöru­ gjöld og lögum nr. 50/1988, um virðisaukaskatt 5 Lög um breyting á tollalögum, nr. 88/2005, lögum nr. 97/1987, um vörugjald, og lögum nr. 50/1988, um virðisaukaskatt, með síðari breytingum.


Frumvarpi   útbýtt

Mynd  5  

3.  umr.   2.  umr. 30.11.10 Lög  samþykkt Umsagnarbeiðnir   1.1.2011  til  hagsmunaaðila ritrýndar vísindagreinar Lögin  taka  gildi

1.  umr.

  14.3.2011  16:40 Frumvarpi  útbýtt

14.3.2011  17:22 Frumvarp  samþykkt  

16:30   Mynd   5   Mynd

 

17:11 17:17 1.  umr. 2.  umr.

17:19 17:30 3.  umr.

5: Ferli frumvarps um dreifingu gjalddaga.

 

 

4.11.2009 12.11.09 Frumvarpi   1.  umr. útbýtt

8.6.10 2.  umr.

 

16.6.10 9.9.10 26.11.10 3.  umr. Frumvarpi  um   Kosningar Lög  samþykkt breytingu  á  lögum   útbýtt  og  samþykkt

 

Frumvarp 26: Vörugjald af ökutækjum, eldsneyti o.fl. (skatt14.3.2011  16:40 14.3.2011  17:22 Frumvarpi  útbýtt Frumvarp  samþykkt lagning samkvæmt útblæstri bifreiða) Mynd   6  

 

kosningar til stjórnlagaþingsins naumur og má sjá að útboði í 23.11  -­‐var  16.12 talningakerfi lokið fyrr  og   enskattanefnd í október eða rúmum einum og                var                ekki          Í  efnahags-­‐   hálfum mánuði fyrir kosningar (Ríkiskaup, 2010).

12.11.2009  -­‐  20.5.2010 Í  allsherjarnefnd

16.6

25.8

16.9  -­‐  4.10

15.11

Áhættumati Örútboð  í Skil  á   Frumvarpið var stjórnarfrumvarp. Mynd 6 sýnir ferli frumvarpsins og 16:30 17:11 17:17 17:19 17:30 skilað  talningakerfi   kerfi   1.  umr. 2.  umr. 3.  umr. framkvæmdartíma. Efri tímalínan sýnir   ferli frumvarpsins á Alþingi. 11.11.2010 18.12.10 23.11.10 17.12.10   Mynd 7: Ferli frumvarps um stjórnlagaþing og framkvæmdatími kosninga.   Neðri tímalínan sýnir hvaða tími var til stefnu til framkvæmda eftir að Frumvarpi   3.  umr.   1.   u mr. 2.   u mr. lögin voru samþykkt. Mynd  6   30.11.10 Eftirtalin verkefni voru meðal annars fólgin í upphaflega frumvarpinu útbýtt Lög   samþykkt og hefðu þurft að skilgreinast sem slík í greinargerð: Umsagnarbeiðnir   11.11.2010 23.11.10 17.12.10 18.12.10 1.1.2011 Frumvarpi   3.  umr.   1.  umr. 2.  umr. • Tvöföld kosning (kosið samhliða til sveitarstjórnar og stjórnlaga  til  hagsmunaaðila 30.11.10 útbýtt Lög  samþykkt Lögin   taka þings) með mismunandi kjörskrám og fyrirkomulagi (listakosning Umsagnarbeiðnir   1.1.2011  til  hagsmunaaðila   g ildi og persónukjör) Lögin  taka  gildi • Rafræn merking á kjörstað í kjörskrá (nefnt rafræn kjörskrá í frumvarpinu) kallar á nýtt tölvukerfi. • Skipulagning og uppsetning tölvukerfa í öllum kjördeildum, ör­yggis­ 23.11  -­‐  16.12                                          Í  efnahags-­‐    og  skattanefnd 23.11  -­‐  16.12 mál og trygging á virkni á kjördegi.   • Persónukj��r, ný uppsetning á kjörseðli, flókin talning og útreikning­                      um        vörugjald            Í  efnahags-­‐    og   skattanefnd af ökutækjum og framkvæmdatími.   Mynd 6: Ferli frumvarps ar.   4.11.2009 12.11.09 16.6.10 8.6.10 9.9.10 26.11.10 Frumvarpið til laga um stjórnlagaþing breyttist nokkuð í meðförum Frumvarpi   1.  kemur 3.  umr.var unnið umr. 2.  uað mr. frumvarpið Frumvarpi   Í greinargerð fram uppum  úrKosningar tillögum í útbýtt Lög  samþykkt breytingu  á  lögum   þingsins. Efna þurfti til sérstakra kosninga. Þingtíminn var styttur og skýrslu frá maí 2008 sem gerð var fyrir fjármálaráðuneytið. Einnig útbýtt  og  samþykkt gert ráð fyrir þjóðfundi. Frumvarpið varð að lögum í júní 20109. kemur fram að frumvarpsdrögin hafi verið send til 15 aðila þar á meðal Áhættumat vegna kosninga var gert eftir að lögin voru samþykkt. 4.11.2009 Umferðarstofu 12.11.09 og Tollstjóra 8.6.10 9.9.10 26.11.10 Ríkisskattstjóra, og þeim gefinn16.6.10 kostur á 12.11.2009  -­‐  20.5.2010 Seinna frumvarpið var lagt fram í september sama ár. Þar var meðal 16.6 Frumvarpi   15.11 16.9  ekki -­‐  4.103.   umr. 25.8 fylgja 1.  umr. Þær athugasemdir 2.  umr. Frumvarpi  um   Kosningar llsherjarnefnd að koma meðÍ  aathugasemdir. frumvarpÁhættumati Örútboð  í Skil  á   annars hætt við rafræna kjörskrá og kjörseðli breytt þannig að ekki var útbýtt Lög   samþykkt kerfi   alningakerfi   skilað til  t52ja inu. Efnahags- og skattanefnd sendi frumvarpið aðila til um­   breytingu  á  lögum   lengur skylt að birta nafn, kennitölu og sveitarfélag frambjóðenda. útbýtt   og  samþykkt sagnar og sendu 26 þeirra inn umsagnir. Að auki bárust 15 aðrar um­­ Lögin voru samþykkt sama dag og frumvarpið var lagt fram10.   sagnir. Umferðastofa var ekki meðal þeirra sem fengu frumvarpið til Róbert Marshall (Alþingi, 2010a) mælti fyrir seinna frumvarpinu umsagnar frá nefndinni. og sagði meðal annars: „Komið hefur í ljós eftir að undirbúningur að Bæði Tollstjóri og Ríkisskattstjóri sendu inn umsagnir sem meðal kjöri til stjórnlagaþings hófst að framkvæmd laganna eins og hún 12.11.2009  -­‐  20.5.2010 16.6 annars lutu að framkvæmd verkefnisins. Bent var á að verkefnið kall15.11 hafði upphaflega er svo flókin að við það verður ekki 16.9  -­‐verið  4.10undirbúin 25.8 Í  aaðkeypta llsherjarnefnd aði á kerfisbreytingar, hugbúnaðarvinnu og að tími til stefnu unað.“ Örútboð  í Skil  á   Áhættumati væri skammur (Alþingi, 2010b). Ekki virðist hafa verið tekið tillit til skilað  talningakerfi   kerfi   þessara athugasemda því lögin tóku gildi 1. janúar 2011 eins og frum   Umræða varpið gerði ráð fyrir7. Ríkisskattstjóri tiltók sérstaklega að hann væri Ný lög eiga að leiða til breytinga í samfélaginu. Mikilvægt er að allar ósammála því mati að frumvarpið leiddi ekki til aukins kostnaðar fyrir breytingar séu vel ígrundaðar og leiði til þeirrar niðurstöðu sem stefnt stofnunina. Eins birtist frétt í Fréttablaðinu um að framkvæmdin hafi er að. Gerð lagafrumvarpa kallar á skilgreiningu á markmiðum og grein­ leitt til álags hjá Umferðarstofu og stofnunin kvartaði undan skorti á ingu á umfangi, áhrifum og áhættum. Ný lög leiða gjarnan til verk­efna samráði („Ekki er alltaf“, 2011). sem taka tíma og fela í sér kostnað og þau hafa áhrif á einstaklinga og atvinnulífið. Þegar frumvörp eru lögð fyrir Alþingi ætti að vera ljóst til Frumvarp 3 og 48: Stjórnlagaþing (heildarlög) / Stjórnlagaþing hvaða verkefna þau leiða og hvert umfangið, tíminn og kostnaðurinn (gerð kjörseðils, uppgjör kosningar o.fl.) er við innleiðingu þeirra, verði þau að lögum. Grein­argerð með frumFyrra frumvarpið var stjórnarfrumvarp en hið seinna þingmannafrumvörpum á að koma upplýsingum á framfæri við þingmenn, almenning varp. Á mynd 7 má sjá tímalínur. Sú efri sýnir ferli frumvarpsins á og fjölmiðla. Hluti hennar eða önnur fylgiskjöl með frumvarpi ættu að vera ígildi fyrstu verkefnisáætlunar fyrir innleiðingu laga og því inniAlþingi. Neðri tímalínan sýnir hvaða tími var gefinn til framkvæmda halda upplýsingar um þau verkefni eða verkþætti sem þarf að framvegna kosninga eftir að lögin voru samþykkt. kvæma verði frumvarp að lögum. Skoðuð voru fjögur frumvörp, sem Samkvæmt upplýsingum frá Þjóðskrá var áhættumat framkvæmt urðu að lögum og greinargerðir og fylgiskjöl þeirra greind út frá helstu eftir að lögin voru sett, en því var skilað 25. ágúst. Tími til að undirbúa viðmiðum áætlanagerðar í verkefnum. Fyrsta frumvarpið varðaði breytingu á gjalddögum. Það tók tæpa 6 Frumvarp til laga um breyting á lögum nr. 29/1993, um vörugjald af ökutækjum, eldsklukkustund í meðförum Alþingis. Lögin tóku strax gildi. Markmið neyti o.fl., lögum nr. 39/1988, um bifreiðagjald, og lögum nr. 87/2004 um olíugjald og þeirra var að veita frest á greiðslum innflutningsgjalda sem gjaldféllu kílómetragjald, með síðari breytingum (kerfisbreyting á skattlagningu ökutækja). 7 Lög um breyting á lögum nr. 29/1993, um vörugjald af ökutækjum, eldsneyti o.fl., lögdaginn eftir. Álagning og innheimta gjalda í innflutningi er rafræn. Í um nr. 39/1988, um bifreiðagjald, og lögum nr. 87/2004, um olíugjald og kílómetragjald, með síðari breytingum (kerfisbreyting í skattlagningu ökutækja). 8 Frumvarp til laga um stjórnlagaþing / Frumvarp til laga um breytingu á lögum nr. 90/2010, um stjórnlagaþing

9 Lög um stjórnlagaþing, nr. 90 25. júní, 2010 10 Lög um breytingu á lögum nr. 90/2010, um stjórnlagaþing.

verktækni 2013/19

57

 


ritrýndar vísindagreinar tilfelli sem þessu er ekki hægt að hafa alla ferla í samræmi við lög fyrst eftir gildistöku þeirra þar sem ekki er veittur undirbúningstími. Mikil áhætta felst í villuhættu í tölvukerfum. Auk þess er þegnunum mismunað þar sem þeir innflytjendur sem greiddu fyrir gjalddaga eða strax á gjalddaga nutu ekki þessa frests. Slík vinnubrögð geta leitt til dvínandi trausts á stjórnsýslunni. Í greinargerðinni var hvorki mat á þeim verkefnum sem þurfti að framkvæma til að innleiða lögin né heldur upplýsingar um kostnaðarleg áhrif og áhættur. Frumvarpið var nefndarfrumvarp og þurfti ekki að fara í gegnum nein gæðahlið. Annað frumvarpið hafði lengi verið í undirbúningi og fjallaði um skattabreytingar á ökutækjum með það markmið að hvetja til notkunar á vistvænum ökutækjum. Þetta var stór kerfisbreyting sem leiddi til verkefna hjá Ríkisskattstjóra, Tollstjóra og Umferðarstofu og kallaði á kaup þeirra á utanaðkomandi ráðgjöf og vinnu. Kostnaðarmat fjárlagaskrifstofu fjármálaráðuneytisins tiltók aðeins heildaráhrif á ríkissjóð, eins og það á gera, ekki heildarkostnað við kerfisbreytinguna. Sá kostn­aður kom hvergi fram. Lögin voru samþykkt þann 18. desember 2010 og tóku gildi þann 1. janúar 2011. Bifreiðagjöld voru lögð á öll ökutæki þann 1. janúar samkvæmt nýju lögunum. Tími til framkvæmda var mjög skammur og skapaði það verulega áhættu vegna villuhættu þar sem forsendum álagningar var breytt. Kynning var lítil og kom breytingin flatt upp á marga sem lýsti sér meðal annars í miklu álagi hjá Umferðarstofu. Greinargerðin innihélt hvorki heildstætt mat á þeim verkefnum sem innleiðing krafðist né mat á heildarkostnaði, tíma og áhættum. Þriðja og fjórða frumvarpið fjölluðu um stjórnlagaþing, seinna frumvarpið var breyting á fyrri lögum. Markmið laganna var að koma á stjórnlagaþingi sem gerði tillögur um breytingar á stjórnarskránni og fól frumvarpið í sér mörg tengd verkefni. Kosningin til þingsins var með nýjum hætti sem og talning og útreikningur niðurstaðna. Eins átti upphaflega að kjósa til þingsins samhliða sveitarstjórnarkosningum en kosningaréttur til stjórnlagaþings átti að vera eins og í kosningum til Alþingis. Kjörskráin átti að vera rafræn og starfsmenn kjördeilda áttu að nota hugbúnað til að skrá að kjósandi hefði neytt atkvæðaréttar síns. Þetta gerði m.a. kröfur um nýjan hugbúnað, tækjabúnað og teng­ ingar í allar kjördeildir sem eru oft í skólastofum og íþróttahúsum. Í upphaflegu frumvarpi er hvergi minnst á áhættur eða áhættumat. Kostn­ aðarmat fjármálaráðuneytis hljóðaði upp á 362 til 442 milljónir og var mismunurinn fólginn í áætlaðri lengd þinghaldsins. Þar af var gert ráð fyrir 50 milljóna króna aukakostnaði vegna kynninga á frambjóðendum og kosningu samhliða sveitarstjórnarkosningum. Sá kostnaður var ekki sundurliðaður. Greinargerðin með frumvarpinu fjallaði að mestu um ástæður frumvarps en ekki afleiðingar. Frumvarpið um stjórnlagaþing var rúma sjö mánuði til meðferðar á Alþingi og breyttist töluvert í meðförum þess. Lögin voru samþykkt þann 16. júní 2010 en þá voru sveitarstjórnarkosningar yfirstaðnar. Í lögunum var því gert ráð fyrir sérstökum kosningum ekki síðar en 30. nóvember og jafnframt var ákveðið að halda þjóðfund sem ekki var hluti af upphaflegu frumvarpi. Tími þinghalds var einnig styttur en kostnaðarlegt mat breyttist ekki þó að verulegur kostnaður bættist við vegna sérstakra kosninga. Áhættumat var framkvæmt eftir að lögin voru samþykkt og lá það fyrir þann 25. ágúst samkvæmt upplýsingum frá Þjóðskrá. Í framhaldi af því var þann 9. september lagt fram frumvarp til breytinga á fyrri lögum. Lagt var til að kjörseðli yrði breytt en jafnframt var hætt við rafræna kjörskrá. Í október fór fram á vegum Ríkiskaupa örútboð í talningakerfi fyrir kosningarnar en kerfinu átti að skila tilbúnu eigi síðar en 15. nóvember; tólf dögum fyrir kosningar. Tilboð voru opnuð þann 6. október. Kosið var 27. nóvember en kosningarnar voru síðar ákvarðaðar ógildar og lögin brottfelld. Upphaflegu lögin um stjórnlagaþing voru samþykkt án þess að fyrir lægi heildstætt mat á verkefninu. Greining á verkþáttum, tímaáætlan-

58

verktækni 2013/19

ir, áhættumat og frekara kostnaðarmat tengt kosningunum fylgdi ekki frumvarpinu þegar það fór fyrir Alþingi. Breyta þurfti lögunum tæpum þremur mánuðum eftir að þau voru samþykkt. Gagnrýnin í kjölfar þess að kosningarnar voru ákvarðaðar ógildar beindist aðallega að lokaundirbúningi fyrir kosningar en ekki að málið hefði verið lítt skoðað í heild sinni. Vandaðri undirbúningur lagasetningar út frá sýn verkefna­ stjórnunar hefði vafalaust sett málið í annan farveg. Hér að framan hefur verið rætt um einstök frumvörp sem urðu að lögum og gefur sú skoðun sterka vísbendingu um að ekki sé nægilega vel staðið að lagasetningu hér á landi. Á undanförnum árum hefur ýmis­ legt verið gert til að auka gæði lagasetningar en gera má enn betur og bæta gæði lagasetningar með því að beita í ríkari mæli aðferðum verkefnastjórnunar. Hér á eftir eru settar fram nokkrar tillögur til úr­bóta.

Tillögur Áhersla verði lögð á að lagasetning sé heildstætt ferli frá hugmynd til loka innleiðingar laga. • Auknar kröfur verði gerðar um mat á þeim verkefnum sem væntanleg lög leiða til. Hluti af frumvarpsgerðinni verði að draga fram áhrif væntanlegra laga með því að skilgreina hvaða verkefna þau leiða til og meta umfang, hagsmunaaðila, áhættu, kostnað og tíma þeirra. Þetta mat komi skýrt fram í greinargerð eða fylgiskjölum með frumvarpi. • Fjárhagsleg áhrif frumvarpa verði metin á meðan frumvarpið er í smíðum því það getur haft áhrif á útfærslu einstakra þátta. Fjár­laga­ skrifstofa yfirfæri í lokin það mat og gerði athugasemdir og yrði þá eins konar gæðahlið. • Uppsetning greinargerðar með frumvörpum verði að hluta til stöðl­ uð. Það leiðir til samræmingar og auðveldar gæðaúttekt. Handbókin verði endurskoðuð og allar leiðbeiningar sem gilda um smíði lagafrumvarpa verði þar á einum stað. • Gátlisti verði gerður opinber og lagður fram með frumvörpum á Alþingi. Það eykur gegnsæi í stjórnsýslunni og hefur auk þess upplýsingagildi fyrir þingmenn og almenning um framkvæmd frumvarpsgerðarinnar. • Samráð milli ráðuneyta verði skilgreint í greinargerð eða fylgiskjali frumvarps þegar framkvæmd laga, sem frumvarp gæti leitt til, snertir fleiri en eitt ráðuneyti. • Meiri áhersla verði lögð á verkefnastjórnun innan ráðuneytanna og í endurmenntun innan stjórnsýslunnar. Það eykur líkur á að verkefnastjórnun verði hluti af almennum vinnuferlum eins og við frumvarpssmíði. • Kynning frumvarpa fyrir framlagningu verði aukin. Samráð verði eflt og almenningi gefinn kostur á að gera skriflegar athugasemdir við frum­varpsdrög þegar því verður við komið. Það veitir aðhald og getur bætt gæði frumvarpa. • Meiri kröfur verði gerðar til þingmanna- og nefndarfrumvarpa. Sett verði verkferli til að tryggja gæði þeirra (gæðahlið). Til greina kæmi að í stað lagafrumvarpa myndu þingmenn og þingnefndir að jafnaði leggja fram þingsályktunartillögur um að ráðherra viðkomandi málaflokks yrði falið að undirbúa lagafrumvarp til samræmis við efni viðkomandi þingsályktunartillögu. Það myndi setja alla frumvarpssmíði í sama ferli.

Þakkir Gunnari Stefánssyni prófessor við Háskóla Íslands eru þakkaðar góðar ábendingar og aðstoð. Einnig fá Vigdís Jónsdóttir aðstoðarskrifstofustjóri á Alþingi, Maríanna Jónasdóttir skrifstofustjóri í fjármálaráðuneytinu og Páll Þórhallsson skrifstofustjóri lagaskrifstofu forsætisráðuneytisins þakkir fyrir veittar upplýsingar.


ritrýndar vísindagreinar Heimildaskrá Alþingi (2010a). Stjórnlagaþing, ræða frummælanda Róberts Marhalls. Sótt á vef 20. apríl 2011.http://www.althingi.is/altext/hlusta.php?lidur=lid20100909T 150710&end=2010-09-09T15:18:52. Alþingi (2010b). Athugasemdir sem tengdust 197. máli (196. lþ) http://www. althingi.is/dba-bin/ferill.pl?ltg=139&mnr=197 Ekki er alltaf hægt að breyta skráningu útblásturs á bílum (2011, 31. janúar). Fréttablaðið, bls. 8. Forsætisráðuneytið (2010a). Viðbrögð stjórnsýslunnar við skýrslu rannsóknar­ nefndar Alþingis: Skýrsla starfshóps forsætisráðuneytisins. Sótt á vef þann 1. júní 2013. http://www.forsaetisraduneyti.is/media/Skyrslur/Skyrsla-starfshops-6-mai2010.pdf. Forsætisráðuneytið (2010b). Samhent stjórnsýsla, Skýrsla nefndar um endur­ skoðun laga um Stjórnarráð íslands. Sótt á vef 10. febrúar 2011. http://www. forsaetisraduneyti.is/media/Skyrslur/lokaskyrsla-stjornarradslaganefnd.pdf Forsætisráðuneytið (2010c). Auknar gæðakröfur til stjórnarfrumvarpa. Sótt á vef þann 20. apríl 2011. http://www.forsaetisraduneyti.is/frettir/nr/4354. Forsætisráðuneytið (2010d). Stjórnarfumvörp. Sótt á vef þann 20. apríl 2011. http://www.forsaetisraduneyti.is/verkefni/lagasamraeming/stjornarfrumvorp/. Forsætisráðuneytið, dóms- og kirkjumálaráðuneytið og skrifstofa Alþingis (2007) Handbók um undirbúning og frágang lagafrumvarpa. Forsætisráðuneytið, dóms- og kirkjumálaráðuneytið og skrifstofa Alþingis. Frumvarp til laga um breytingu á lögum nr. 90/2010, um stjórnlagaþing. Lagt fyrir Alþingi á 138. löggjafarþingi 2009–2010. Þskj. 1487 – 703. mál. Frumvarp til laga um breyting á lögum nr. 29/1993, um vörugjald af ökutækjum, eldsneyti o.fl., lögum nr. 39/1988, um bifreiðagjald, og lögum nr. 87/2004, um olíugjald og kílómetragjald, með síðari breytingum (kerfisbreyting í skattlagningu ökutækja). Lagt fyrir Alþingi á 139. löggjafarþingi 2010-2011. Þskj. 214 –197 mál. Frumvarp til laga um breyting á tollalögum, nr. 88/2005, lögum nr. 97/1987, um vörugjald, og lögum nr. 50/1988, um virðisaukaskatt, með síðari breytingum. Lagt fyrir Alþingi á 139. löggjafarþingi 2010–2011. Þskj. 1001 – 584. mál. Frumvarp til laga um Stjórnarráð Íslands. Lagt fyrir Alþingi á 139. löggjafarþingi 2010–2011. Þskj. 1191 – 674. mál. Frumvarp til laga um stjórnlagaþing. Lagt fyrir Alþingi á 138. löggjafarþingi 2009–2010. Þskj. 168 – 152.mál.

Ingason H. Th. og Jónasson H. I. (2012). Skipulagsfærni. Forlagið. Ingason, H. Th. (2010). Þroskalíkan verkefnastjórnunar og staða verkefna­ stjórnunar í Stjórnarráði Íslands. Árbók Verkfræðingafélags Íslands. IPMA (2006). IPMA Competence Baseline, Version 3.0. International Project Management Association: The Netherlands. ISO 10006:2003 (2003). Quality management systems – Guidelines for quality management in projects. International Oraganization for Standardization: Switzerland. ISO/WD 21500.3 (2008). Project Management – A guide for project man­ agement. Project Management Institute: Pennsylvania. Kerzner H. (2009) Project Management: A System Approach to Planning, Scheduling, and Controlling. 10th edition. Hoboken: John Wiley and Sons, Inc. Lög um breyting á lögum nr. 29/1993, um vörugjald af ökutækjum, eldsneyti o.fl., lögum nr. 39/1988, um bifreiðagjald, og lögum nr. 87/2004, um olíugjald og kílómetragjald, með síðari breytingum (kerfisbreyting í skattlagningu öku­ tækja). Lög um breyting á tollalögum, nr. 88/2005, lögum nr. 97/1987, um vörugjald, og lögum nr. 50/1988, um virðisaukaskatt, með síðari breytingum. Lög um stjórnlagaþing, nr. 90 25. júní, 2010.. Lög um breytingu á lögum nr. 90/2010, um stjórnlagaþing, nr. 120 21. sept­ ember 2010. Lög um þingsköp Alþingis nr. 55/1991 með áorðnum breytingum 74/1992 , 102/1993, 68/2007, 102/2007, 161/2007. PMI (2008). A Guide to the Project Management Body of Knowledge 4th edition. Project Management Institute. Rannsóknarnefnd Alþingis (2010): Aðdragandi og orsakir falls íslensku bankanna og tengdir atburðir. Reykjavík: Skrifstofa Alþingis. Ríkiskaup (2010). Örútboð á talningu atkvæða og útreikningi á úthlutun sæta við kosningu til Stjórnlagaþings. Verkefni nr. 14933. Örútboð innan rammasamnings. um ráðgjöf í upplýsingatækni nr. 14.22. Dags.: 24. sept­ ember 2010 Stjórnartíðindi (2013). Reglur um starfshætti ríkisstjórnar.

verktækni 2013/19

59


TÆKNI- OG vísindagreinar

Lífgasvinnsla úr kúamykju til aukinnar sjálfbærni í landbúnaði Smári Guðfinnsson Vél- og orkutæknifræðingur hjá EFLU verkfræðistofu Íslensk kúabú eru mörg hver staðsett utan dreifikerfis hitaveitna og nota raforku til upphitunar. Í skýrslu Orkustofnunar „Raforkunotkun á köldum svæðum“ eftir Eggert Þröst Þórarinsson og Ólaf Pál Pálsson má finna línulegt aðhvarfsgreiningarlíkan fyrir raforkunotkun bændabýla þar sem reikna má meðalraforkunotkun fyrir kúabú m.v. gefnar forsendur. Samkvæmt líkaninu er meðalraforkunotkun fyrir kúabú með eitt íbúðarhúsnæði og mjólkurframleiðslu með mjaltaþjóni 86.500 kWh á ári með 95% öryggisbil í 72.900-100.100 kWh á ári [1]. Gera má ráð fyrir að 70% af raforkunotkuninni sé notuð í upphitun (65.550 kWh á ári) og 30% í fjós og til heimilsnota (29.550 kWh á ári). [2] Á íslenskum kúabúum fellur til töluvert magn af mykju en henni er safnað í hauga þar til hún er borin á tún sem áburður. Víða erlendis er löng hefð fyrir söfnun á mykju í sérsmíðaða tanka sem eru til þess gerðir að safna gasi sem myndast við gerjunina. Sama þróun hefur ekki átt sér stað á Íslandi en miklar vonir eru bundnar við að bændur geti framleitt raforku og hita til eigin nota með vinnslu á lífgasi. Lífgas er unnið úr lífrænum úrgangi með loftfirrðri gerjun sem er efnafræðilegt ferli sem fer fram í lokuðu rými þar sem hitastigi er haldið stöðugu. Hráefnið getur verið alls kyns lífrænn úrgangur svo sem kúamykja, svínamykja, kjúklingaskítur, hey, sláturúrgangur og fleira. Á íslenskum kúabúum er mykjan langstærsti ef ekki eini lífræni úrgangurinn sem fellur til ásamt hey afgöngum. Til að gera sér grein fyrir magni mykjunnar sem til fellur, er reiknað með að hefðbundin mjólkurkú skili af sér 1.200 kg af mykju á mánuði eða um 40 kg á dag [3]. Með uppblöndun á þvottavatni má gera ráð fyrir um 50 kg af mykju á dag með 10% þurrefnisinnihald. Kúabú eru mismunandi af stærð og gerð en hér eru tekin dæmi fyrir þrjú bú. Bú A hefur 50 mjólkurkýr og 20 kálfa, bú B hefur 75 mjólkurkýr og 40 kálfa og bú C hefur 100 mjólkurkýr og 60 kálfa. Gert er ráð fyrir að lífgasframleiðslan falli niður í 3 mánuði yfir sumar­tímann. Tafla 1: Samanburður á orkuútreikningum fyrir lífgasvinnslu úr kúamykju eftir stærð kúabúa. Bú A

Bú B

Bú C

Fjöldi mjólkurkúa

50

75

100

Fjöldi kálfa

20

40

60

2.800

4.300

5.800

Mykjumagn m.v. 10% þurrefni (t/dag) [4] Lífgasframleiðsla (Nm /dag)

69

107

146

Metanframleiðsla* (Nm3/dag)

53

64

87

3

* M.v. 60% af lífgasi

Hrátt lífgas frá gerjunartankinum er samansett af mörgum gastegunum þar sem metan (50-75%) og koltvíoxíð (25-45%) er langstærsti hlutinn [4]. Aðrar gastegundir eru súrefni, nitur, ammóníak, vetni og brennisteinsvetni en auk þeirra er gasið mettað af vatni. Hægt er að nýta gasið á ýmsa vegu en með lækkun á raforkukostnaði í huga koma tvær leiðir helst til greina. Brenna gasið í gaskötlum til upphitunar á vatni eða brenna það í CHP vélum til raforku- og hitavinnslu.

60

verktækni 2013/19

Einfaldasta leiðin til að nýta lífgasið er að brenna gasið í katli eða gasbrennara eingöngu til upphitunar á vatni til neyslu og húshitunar. Ekki er talin þörf á hreinsun brennisteinsvetnis fyrir bruna í katli en fjarlægja þarf raka úr gasinu [4]. Önnur leið til að nýta gasið er með CHP vélum (e. Combined Heat and Power) þar sem gasið er brennt í brunavél til raforkuvinnslu. Varmi frá kælingu vélarinnar og afgasi hennar er nýttur til upphitunar á vatni. Talið er nauðsynlegt að hreinsa brennisteinsvetni og raka úr gasinu áður en það er brennt í CHP vél til að auka líftíma búnaðar en brennisteinsvetni mettað af raka hefur mjög tærandi áhrif á búnað sem það kemst í snertingu við. Ýmsar aðferðir eru notaðar til að hreinsa brennisteinsvetni úr gasinu en allar eru þær dýrar í rekstri og uppsetningu. Hægt er að minnka rakastig gassins á einfaldan hátt með því að kæla það niður fyrir 10°C og hita það svo aftur en við kælinguna fellur út raki [4]. Í töflu 2 hér fyrir neðan er reiknaður árlegur sparnaður fyrir búin þrjú ef gert er ráð fyrir að orkuvinnslan verði öll nýtt á búinu. Raf­ orkuverð er reiknað fyrir býli með fulla niðurgreiðslu (hámark 40.000 kWh á ári) á dreifisvæði Rarik dreifbýli sem kaupir raforku af Orku­ sölunni. Samkvæmt reiknivél Orkuseturs á raforkuverði er verðið 13,58 kr./kWh og niðurgreiðsla 5,19 kr./kWh [5]. Lögbýli með niðurgreiðslu getur sótt um eingreiðslustyrk sem jafngildir átta ára niðurgreiðslu en við það missir lögbýlið rétt á frekari niðurgreiðslu. Árlegur sparnaður er áætlaður m.v. að raforkuverð sé 13,58 kr/kWh en fastagjaldið er ekki tekið með. Árleg niðurgreiðsla (207.600 kr. á ári) er dregin frá árlegum sparnaði þar sem gert er ráð fyrir að býli taki fulla eingreiðslu. Út frá árlegum sparnaði er leyfilegur stofnkostnaður reiknaður miðað við 6% vaxtaprósentu og 20 ára líftíma. Einnig er gert ráð fyrir eingreiðslu (1.660.800 kr.) í leyfilegum stofnkostnaði. Tafla 2: Árlegur sparnaður við nýtingu lífgass til raforku- og hitavinnslu á þremur búum.

Upphitun í katli með gasi

Bú A

Bú B

Bú C

Varmavinnsla,  = 65%(kWh)

94.000

113.600

154.400

Eiginnotkun, 33% (kWh)*

22.700

35.200

47.700

Varmi til upphitunar og neyslu (kWh)

71.300

78.400

106.700

Árlegur sparnaður m.v. Rafhitun (kr. á ári)

968.195

1.064.607

1.448.897

Heildarsparnaður á ári (kr. á ári)**

760.595

857.007

1.241.297

Leyfilegur stofnkostnaður (kr.)

10.384.761 11.490.600 15.898.381

* Eiginnotkun er 33% af framleiddri orku. ** Árleg niðurgreiðsla dregin frá


TÆKNI- OG vísindagreinar

Bú A

Bú B

Bú C

34.000

52.800

71.500

461.692

716.980

970.910

Varmavinnsla,  = 60% (kWh)

68.000

105.500

143.000

Eiginnotkun (kWh)*

22.700

35.200

47.700

Varmi til upphitunar og neyslu (kWh)

CHP vélar Raforkuvinnsla,  = 30% (kWh) Árlegur sparnaður (kr. á ári)

45.300

70.300

95.300

Árlegur sparnaður m.v. Rafhitun (kr. á ári)

615.136

954.615

1.294.095

Heildarsparnaður á ári (kr. á ári)**

869.228

1.463.996

2.057.405

Leyfilegur stofnkostnaður (kr.)

11.360.776 18.542.758 25.259.075

* Eiginnotkun er 33% af framleiddri orku. ** Árleg niðurgreiðsla dregin frá

Samanburð á orkuútreikningum fyrir lífgasvinnslu á búunum þremur má sjá í töflu 2. Niðurstöður sýna að vinnsla á búunum þremur kemur til með duga fyrir meðalorkuþörf kúabúa á köldum svæðum en líklega þarf aðra orkugjafa til að anna toppum í kyndiþörf yfir köldustu daga vetursins. Hafa skal í huga að lífgasvinnslan tekur til sín orku en stærsti hlutinn fer í upphitun á gerjunartankinum til að viðhalda hitastigi mykjunnar. Reikna má með að lífgasvinnslan noti allt að 1/3 af framleiddri orku [4].

Heimildir [1] B. R. Hallsdóttir og B. H. Halldórsson, „MEGAS - Metangasvinnsla úr lífrænum úrgangi frá landbúnaði,“ VSÓ ráðgjöf, Reykjavík, 1998. [2] Bændasamtök Íslands, Handbók bænda 2010-2011, Reykjavík: Bændasamtök Íslands, 2011. [3] E. Þ. Þórarinsson og Ó. P. Pálsson, „Raforkunotkun á köldum svæðum Úttekt á raforkunotkun til húshitunar,“ Orkustofnun, Reykjavík, 2007. [4] T. Al Seadi, D. Rutz, H. Prassl, M. Köttner, T. Finsterwalder, S. Volk og R. Janssen, Biogas handbook, Esbjerg: University of Southern Denmark, 2008. [5] Orkusetur, „Samanburður á raforkuverði til heimila,“ Orkusetur, [Á neti]. Available: http://orkusetur.is/id/12384. [Skoðað 23. mars 2013]. [6] Hanne Damgaard Poulsen, „Normtal for husdyrgødning,“ 2009.

verktækni 2013/19

61


TÆKNI- OG vísindagreinar

Núllsýn í umferðaröryggi Dr. Haraldur Sigþórsson lauk prófi í byggingarverkfræði frá Háskóla Íslands 1985, Dipl-Ing.-prófi frá Háskólanum í Karlsruhe 1989 og doktorsprófi frá sama skóla 1993. Hann starfaði hjá umferðardeild Borgarverkfræðings 1993-1996, Land Transport Safety Authority á Nýja Sjálandi 1996-1998, Línuhönnun 1998-2009 og starfar nú sem lektor við Háskólann í Reykjavík. Haraldur hefur stýrt fjöldamörgum rannsóknar- og hönnunarverkefnum á sviði samgangna og umferðarmála, bæði hérlendis og erlendis. Rögnvaldur Jónsson lauk prófi í byggingarverkfræði frá NTH í Þrándheimi 1967. Hann starfaði sem umdæmisverkfræðingur hjá Vegagerðinni 1968 til 1995 og var síðan framkvæmdastjóri tæknisviðs 1995 til 2005 hjá sömu stofnun. Rögnvaldur var um árabil í umferðarráði og vann að mörgum um­ferðaröryggisáætlunum fyrir stjórnvöld. Hann var nefndarmaður í Rannsóknarnefnd umferðarslysa í fimm ár og þar af formaður i tvö ár. Þá var hann meðlimur í tveimur umferðaröryggisnefndum á vegum OECD. Rögnvaldur lést 30. mars 2013. Dr. Stefán Einarsson lauk prófi í efnaverkfræði frá TU Berlín 1975 og doktorsprófi frá NTNU Tækniháskólanum í Þrándheimi 1999. Hann hefur fengist við kennslu á framhaldsskólastigi og á háskólastigi. Þá hefur hann fengist við störf að öryggismálum m.a. hjá Vinnueftirliti ríkisins 1987-1991 og stundað rannsóknir og ráðgjöf á þeim vettvangi. Hann hefur birt vísindagreinar um öryggismál í ritrýndum erlendum tímaritum. Stefán starfar nú einkum að ráðgjöf um öryggismál, en einnig að rannsóknarverkefnum. Dr. Valdimar Briem lauk BA Honours prófi í sálfræði frá Háskólanum í Wales, 1969, MSc frá sama skóla 1975, og Dr.Phil. frá Háskól­anum í Lundi 1987. Hann starfaði við Háskóla Íslands 1972-73, Háskólann í Lundi 1977-85, rannsóknarmaður við Um­ferðartækni­deild Háskólans í Lundi 1985-87, lektor við Háskólann í Halmstad 1988-93, rannsóknardósent við Háskólann í Lundi 1993-2009, og forstöðumaður Fræðaseturs HÍ á Austurlandi 2009-10. Hann hefur stýrt fjölmörgum rannsóknarverkefnum á sviði umferðar- og öryggismála, innan lands og utan.

Ágrip „Núllsýn“ er sú stefna í umferðaröryggi að koma fjölda banaslysa niður í núll, þ.e.a.s. að í náinni framtíð muni enginn deyja af slysförum í um­ferðinni. Þessi hugsýn var fyrst höfð til hliðsjónar við gerð umferðarlaga í Svíþjóð árið 1996, en Svíar hafa lengi talist meðal fremstu þjóða heims í um­ferðaröryggi. Síðan hafa einnig Noregur og Finnland tekið upp núllsýn. Núllsýn hefur þann meginkost, að vera skýr og skilmerkileg hvað varðar þann árangur, sem ná á í umferðaröryggi. Hún inniheldur þó enga ­ sérstaka aðferðafræði, umfram það, sem þegar er unnið eftir í umferðar­ öryggisáætlunum. Núllsýn hefur verið rædd mikið á s.l. áratug, og hefur sú umræða aukið áhuga margra á að takmarka enn frekar fjölda alvarlegra slysa í umferðinni. Ýmis önnur lönd hafa tekið upp stefnu í umferðaröryggi, sem svipar um margt til núllsýnar, t.d. „nálgun að öruggu umferðarkerfi“, en hún krefst þess, að tekið sé tillit til hennar í opinberri áætlanagerð og ákvörðunarferli. Núllsýn er ekki ný af nálinni, en umræða um hana hefur verið endurvakin hér á landi, og hefur slík stefna verið höfð til hliðsjónar innan annarra geira en umferðaröryggis. Með markvissum öryggisaðgerðum, hefur þannig mikil fækkun slysa náðst í flugi, á sjó og á vinnustöðum. Öllum er í raun heimilt að innleiða þannig stefnu, og geta einstakar stofnanir, sveitarfélög og fyrir­ tæki sjálf sett sér núllsýn. Lagt er til hér, að tekin verði upp núllsýn sem stefna í umferðarmálum á Íslandi, og tímabundin markmið sett upp til að nálgast sýnina í áföngum á kerfisbundinn hátt: (i) Núverandi starfi í umferðaröryggi verði haldið áfram og vægi þess aukið, svo að það verði meginviðmið í samgöngumálum. (ii) Stjórnkerfi umferðaröryggismála verði eflt og samhæft og flæði upp­lýs­ inga aukið. (iii) Stofnuð verði nefnd á vegum stjórnvalda, sem hafi eftirlit með framgangi sýnarinnar, eftirfylgni ákvarðana og stefnu að öruggu umferðarkerfi. Upptaka núllsýnar felur í sér opinbera skuldbindingu um, að stefnt skuli að því, að enginn slasist alvarlega eða látist af völdum umferðarslysa, auðvitað að tilskyldri öruggri og ábyrgri hönnun vegakerfisins, og að veg­farendur fari eftir settum reglum. Til þess þarf að bæta hraðastýringu á veg­um með réttri hraðatakmörkun og öryggisgæslu. Hér á landi, þar sem vegakerfið er langt og ófullkomið, fylgir upptöku öruggs umferðarkerfis óhjákvæmilega einhver stofnkostnaður. Vegakerfið er hins vegar hægt að laga í áföngum.

62

verktækni 2013/19

Abstract “Vision Zero” is a traffic safety policy whose aim it is to reduce the number of fatal accidents to zero, so that no person will die as a consequence of a traffic accident in the near future. This vision originated in Sweden, which was for many decades a leading country in traffic safety, and was the first to pass a law incorporating Vision Zero in 1997. Since then, both Finland and Norway have passed similar laws. Vision Zero has the advantage of being explicit regarding the end result of traffic safety work. However, it contains no specific or detailed procedures, over and above what is contained in official traffic safety plans. Vision Zero has been the subject of considerable debate during the last decade, which has awakened the interest of many people in further reducing the number of serious accidents and deaths in traffic. Several other countries have also taken up traffic safety policies that are in many ways similar to Vision Zero, e.g., the “Safe System Approach”, which contains well-defined traffic safety measures, and the inclusion of a Vision Zero in official planning and decision processes. Vision Zero is not a new concept, and the debate about it has now been revived here in Iceland. A similar approach has been adopted within other sectors of society. Thus, an impressive reduction of accidents has been achieved in air traffic, at sea, and in various working environments. The road is open for the adoption of this policy, and institutions, municipalities and companies are free to set up their own versions of Vision Zero. It is proposed that Vision Zero be adopted as an official policy in matters concerning road traffic in Iceland, and that time-limited objectives be set up to work towards the Vision in a systematic way: (i) Ongoing traffic safety work should be continued, with the goal that it become the chief objective in the communication sector. (ii) The operational system for traffic safety should be strengthened, with improved coordination and information exchange. (iii) An official committee should be set up to ensure the effective implementation of the Vision Zero and Safe System Approach. The committee should oversee the attainment of the different stages of the Vision and ensure the implementation of important decisions. The incorporation of Vision Zero into traffic safety policy entails an official agreement that no one would be in danger of serious injury or death in road traffic accidents, given, of course, the safe and efficient design of the road system and that road users follow set rules. It is also necessary to improve speed regulation on roads throughout the country, by regulating speed limits and increasing surveillance. The introduction of a Safe System is inevitably accompanied by some initial costs, especially here in Iceland, where the road system is long and incomplete, but this can be repaired in stages.


TÆKNI- OG vísindagreinar Núllsýn umferðaröryggis á Íslandi Inngangur Þegar áfangaskýrsla um umferðaröryggisáætlun til ársins 2016 var birt árið 2005 (Samgönguráðuneytið, 2005), stóð umræða um hugsýnir og kerfi til aukins umferðaröryggis sem hæst erlendis. Þessa má sjá greinileg merki í áætluninni (Samgönguráðuneytið, op.cit.). Tvö mikilvæg markmið í öryggismálum voru rædd. Annað var, að fjöldi látinna á hverja 100 þúsund íbúa verði ekki meiri en það sem lægst gerist hjá öðrum þjóðum árið 2016 og að fjöldi látinna og alvarlegra slasaðra lækki að jafnaði um 5% á hverju ári til ársins 2016. Markmiðinu um fækkun banaslysa hefur nú verið náð, en markmiðið um samanlagða 5% fækkun banaslysa og alvarlegra slysa hefur ekki náðst fram (Vegagerðin, 2012). Markmið til ársins 2022 eru hin sömu og verið hafa, en eru byggð á öðrum grunni (Innanríkisráðuneytið, 2013; Vegagerðin, op.cit., bls. 20-27, 1.4 Markmið um öryggi í samgöngum). Til að ná þessum árangri hafa m.a. verið sett fram 11 mælanleg undirmarkmið, t.d. fækk­­un á slysum á börnum, ungum ökumönnum, óvörðum vegfarendum og út­ lendingum. Almennt er gert ráð fyrir árangri, sem svarar til 5% fækkunar slysa milli ára innan hvers undirmarkmiðs (sjá Vegagerðin, op.cit., bls. 24). Í þessari umfjöllun Vegagerðarinnar er bent á núllsýnina og helstu þætti hennar. Greinilegt er, að höfundar kynningarritsins gera ráð fyrir því að núllsýn muni tengjast því, að þessi markmið náist, þó að ekki sé nefnt með beinum hætti hvernig það skuli framkvæmt. Núllsýn gengur út á að allar aðgerðir er lúta að samgöngum á landi miði að því að enginn láti lífið í umferðinni. Núllsýnin byggist á fjórum grunngildum: Siðferði. Mannslíf og heilsa eiga að vera í öndvegi og framar í forgangsröðun en ferðatími, þægindi eða önnur markmið framkvæmda og annarra aðgerða í samgöngumálum. Ábyrgð. Stjórnvöld og samgöngustofnanir deila ábyrgð með notendum umferðarmannvirkja. Öryggi. Við gerð umferðarmannvirkja skal taka mið af því að mannleg mistök eru óhjákvæmileg. Mannvirki og skipulag þarf því að hanna með það í huga. Sveigjanleiki. Stjórnvöld og stofnanir skulu gera allt sem þau geta til að tryggja öryggi borgaranna. Leggja þarf grunn að góðu samstarfi við vegfarendur – allir aðilar verða að vera reiðubúnir til breytinga í þeim tilgangi að auka öryggi vegfarenda. Núverandi grein byggir einkum á fyrri skýrslu höfunda um núllsýn, og sýnir hún í stuttu máli meginatriði þeirrar skýrslu (Haraldur Sig­ þórsson, Rögnvaldur Jónsson, Stefán Einarsson og Valdimar Briem, 2012). Meginspurningin þar sem hér er: Á að lögleiða núllsýn í umferðinni á Íslandi?

umferðaröryggis og möguleikanum á því, að enginn látist í umferðinni. Eins og nafnið gefur til kynna, er hér um að ræða skýra hugsýn, en í henni er ekki falin sérstök umferðaröryggisáætlun. Þetta kemur m.a. skýrt fram í viðtali fjölmiðlamanns við Claes Tingvall um hugsjónina á bakvið núllsýnina: „Many [people] didn’t understand [Vision Zero], because they saw it as a figure. ... it’s a mindset not a figure. In essence, what you’re saying is that you go from a situation where safety is a tradeoff with mobility, to a situation where you say that life and health are paramount in the road transport system“ (Luckhurst, 2008). Í skýrslu sem var kynnt á ráðstefnu í Ástralíu (Tingvall, C. og Haworth, N., 1999) stendur „ ... Vision Zero is a philosophy of road safety that eventually no one will be killed or seriously injured within the road transport system. ... Vision Zero explicitly states that the responsibility is shared by the system designers and the road user: 1. The designers of the system are always ultimately responsible for the design, operation and use of the road transport system and thereby responsible for the level of safety within the entire system. 2. Road users are responsible for following the rules for using the road transport system set by the system designers. 3. If road users fail to obey these rules due to lack of knowledge, acceptance or ability, or if injuries occur, the system designers are required to take necessary further steps to counteract people being killed or seriously injured. ... Vision Zero is a long-term strategy in which the system and its use are gradually integrated and where the responsibility for safety gradually becomes shared by the designer and the user of the system. Such a system that is built on tolerating human error leads sooner or later to a changed pattern of responsibility within the automotive industry, road engineers and traffic planners.“ Áður hafði Tingvall skrifað (Tingvall, 1998) „In a broad sense, the decision [to adopt Vision Zero] stimulates innovations and investments into the road transport system, and gives a new perspective as to how the society can handle different actors in a complicated world. If mobility is what society wants, it can only reach that by an increased inherent safety. If safety is what society wants, it can be reached in two ways – reduce mobility or invest in safety“. Áætluð þróun fækkunar slysa samkv. núllsýn er sýnd á mynd 1. Hafa ber í huga, að myndin er skematísk og byggir á hugsýn, og óvíst er hversu hratt mun draga úr slysum og hversu langan tíma það tekur að ná tilteknum markmiðum í umferðaröryggi. Þá dugar núllsýn skammt ein og sér og beita verður þeim aðferðum, sem áður hafa verið notaðar og gefist vel, og þá ekki síst að fylgja skilmerkilegum umferðaröryggisáætlunum, sem tryggja eftirfylgni með mælanlegum mark­miðum.

Hvað er Núllsýn? „Núllsýnin“ s.k. er víða þekkt nú orðið. Hún sá fyrst dagsins ljós í Sví­ þjóð árið 1996 (Vägverket,1996), og tekið var mið af henni í sænsku samgönguáætluninni árið 1997 (Sveriges riksdag, 1997, 2007, 2010). Hún er venjulega kennd við Claes Tingvall, lækni, sviðsstjóra umferðaröryggis hjá sænsku Vegagerðinni. Núllsýnin fjallar um markmið í um­ ferðaröryggi. Hún er einfaldlega sú, að ekki verði sæst á að banaslys verði í umferðinni, og stefnt skuli að því að tala þeirra verði núll („Núll­ sýn“). Hægt er að hafa aðrar, svipaðar hugsjónir innan ramma núllsýnar, t.d. að önnur alvarleg slys skuli ekki eiga sér stað í umferðinni. Það er líka hægt að tengja núllsýnina ákveðinni umferðaröryggisáætlun, og gefa henni ákveðinn ramma í tíma og rúmi. Núllsýnin er mikilvæg vegna þess að hún eykur meðvitund almennings og stjórnvalda um mikilvægi

Mynd 1: Áætluð fækkun banaslysa og alvarlegra slysa í umferðinni með núll­sýn.

Innleiðing öruggra umferðarkerfa, „Safe System Approach” Innleiðing öruggra kerfa er aðferðafræði, sem einatt hefur verið tengd núllsýninni, þó að hún geti hæglega staðið sér. Megininntak hennar er, að leitast er við að halda innan þolmarka utanaðkomandi kröftum, sem virkað geta á fólk í umferðinni. Eins og sjá má af mynd 2 leiðir

verktækni 2013/19

63


TÆKNI- OG vísindagreinar það til hugleiðinga um hina þrjá þætti umferðaröryggis, þ.e. (i) manninn, (ii) ökutækið og (iii) veginn og umhverfið. Hér er ökuhraðinn lykilatriði, ef ná á að vernda vegfarendur. Takmarka verður löglegan hámarkshraða, sér í lagi ef aðrar öryggisaðgerðir í vegakerfinu eru óger­legar eða of kostnaðarsamar.

Öryggi í umferðinni Verða að styðja rétta notkun Öruggt ferðalag

Verða að taka mið af því að ökumenn geta gert mistök

Öruggur hraði Eiga að styðja rétta notkun Eiga að vernda ökumann og farþega Eiga að vernda aðra vegfarendur

Örugg ökutæki

Öruggir vegir

Öruggir vegfarendur

Þol mannsins gagnvart utanaðkomandi kröftum

Eiga að hafa þekkingu, færni og vilja til að nota vegakerfið rétt

Mynd 2: Öruggt umferðarkerfi byggist á gagngerum aðgerðum stjórnvalda, sem stuðla að auknu umferðaröryggi. (Tingvall og Lie, 2008; breytt Anna Elín Jóhannsdóttir, 2012).

Mynd 3 sýnir mismunandi líkur á að deyja í umferðarslysi eftir því, hver hraðinn er við árekstur. Þarna er greint á milli þess, hvort ekið er á gangandi vegfarenda, á hlið ökutækis, eða framan á aðra bifreið með gagnstæða akstursstefnu. Á einfaldan hátt er hægt að segja, að maðurinn þoli einungis að ekið sé á gangandi á hraða undir 30 km/ klst., í hlið ökutækis á hraða undir 50 km/klst. og framan á ökutæki á minni hraða en 70 km/klst. Ef hraði farartækisins við árekstur er meiri en svo, aukast líkurnar um of á að slasast alvarlega eða bíða bana í umferðarslysi. Hafa ber í huga, að mat á afleiðingum hraða gengur aðallega út á að gera vegakerfið öruggara, en þó er bent á mikilvægi góðs búnaðar í ökutækjum og eðlilegrar hegðunar upplýstra vegfarenda. Aðalatriðið er, að vegfarendur haldi sig innan ramma laganna, þ.e. séu ekki undir áhrifum vímugjafa, séu í bílbelti og aki ekki yfir leyfilegum hámarkshraða. Tryggja þarf þetta með stórauknu eftirliti og hertum viðurlögum. Þá er mikilvægt að gera sér grein fyrir, að hér á landi þarfnast um­hverfi vega víða lagfæringa. Hinir löngu hefðbundnu tveggja akreina, vegriðslausu vegir geta verið hættulegir við útafakstur. Hér á landi myndi því hámarkshraði ekki eingöngu ákvarðast af þéttbýlisaðstæðum, vegamót-

um og framúrakstri, heldur einnig af umhverfi vega. Líkur benda til, að lækka þurfi leyfilegan há­markshraða á mörgum vegum, ef vegakerfið á að vera öruggt skv. skilningi að­ferðafræði núllsýnar. Árið 2008 var haldinn í París málfundur á veg­ um International Trans­port Forum (ITF) og OECD, (ITF, 2008). Eitt af því, sem kynnt var á málfundinum var s.k. „Safe System Approach“ (öruggt kerfi), en í þeirri hugsýn er núllsýnin tengd að­gerðum, sem nota má til að uppfylla hana. Þetta hefur vakið athygli, einkum í Ástralíu og BNA og hefur þessi umferðaröryggissýn yfirleitt fengið já­ kvæða umfjöllun. Allná­ kvæma lýsingu má sjá víð­ar (OECD, 2008). Það kostar stjórnvöld nánast ekki neitt að setja þá hugsjón inn í umferðaröryggisáætlun að fækka um­ferðarslysum niður í núll. Hug­ sjónir sem slíkar kosta ekki neitt. Það er framkvæmd sjálfrar ör­yggis­­ áætl­­un­arinnar, sem kostar peninga, einkum ef ákveðinn tímarammi er settur fyrir hana. Fólk á það til að taka slíkar hugsjónayfirlýsingar sem loforð, en verður svo fyrir vonbrigðum, ef efndir verða ekki samkvæmt áætlun. Þó ætti að vera ljóst af því, sem hér er rætt, að kostnaðurinn við núllsýn er ekki meiri en sá kostnaður, sem annars væri látinn renna til umferðaröryggismála, ef rétt er á þeim málum haldið.

Mikilvægi umferðaröryggis Það hefur lengi tíðkast að setja upp markmið með vinnu að umferðarmálum á eftirfarandi hátt: 1. Aðgengi 2. Greiðfærni, þægindi 3. Öryggi 4. Umhverfismál Skipting af þessu tagi á sér nokkra sögu, sem rekja má til baka, allt aftur til þeirrar þróunar í umferðaröryggismálum, sem átti sér stað í Svíþjóð undir lok sjöunda áratugs síðustu aldar. Þá voru þróuð á veg­ um sænska ríkisins fjögur atriði umferðaröryggis, og lágu þessi atriði næstu áratugina, og liggja enn, til grundvallar allri vegagerð og hönn­ un umferðarkerfa í Svíþjóð (Statens Planverk, 1967): a) Staðsetning umferðar í vegakerfi og umhverfi, til þess að hægt sé að skilgreina og minnka áhættu / ágreining (s. konflikt, þ.e. að­steðj­ andi árekstri) íum­­ferðinni. b) Aðgreining ólíkra tegunda umferðareininga / vegfarenda (t.d. létt og þung umferð, gangandi o.s.frv.),til þess að komast hjá ágreiningi milli þeirra. c) Aðskilnaður innan sérhvers vegakerfis með tilliti til umferðarnota og -eiginleika, til þess að tryggja sam­svörun og greitt flæði umferðar. d) Sýnileiki umferðar og umhverfis, til að auðvelda ákvarðanatöku vegfarenda.

Mynd 3: Líkur á banaslysi í umferðinni sem fall af hraða við árekstur. (OECD, 2008).

64

verktækni 2013/19

Notkun þessara grundvallaratriða varð án efa til þess, að Svíþjóð varð þegar í byrjun áttunda áratugar fremsta land í heimi hvað varðar umferðaröryggi, hélt því sæti fram til loka fyrri aldar og var einnig fremst í heimi þegar Núllsýnin var tekin upp af sænsku Vegagerðinni árið 1996. Upp á síðkastið hefur forgangsröðun markmiða í íslenskri vegagerð verið að breytast. Dæmi um það er eftirfarandi röðun, sem eru al-mennar forsendur við hönnun vega: • Umferðaröryggi • Tillit til umhverfisins • Fjárhagsleg hagkvæmni • Afkastageta vega Sjá má af þessari röðun, hve mjög öryggissjónarmið hafa eflst. Það er ekki langt síðan mikilvægustu þættirnir í vegagerð voru að tengja byggðir og leggja bundin slitlög.


TÆKNI- OG vísindagreinar Þessar áherslur hafa breyst á síðari árum, og samkvæmt samgönguáætlun 2011 til 2022 eru markmið hennar þessi: 1. 2. 3. 4. 5.

Greiðar samgöngur Hagkvæmar samgöngur Umhverfislega sjálfbærar samgöngur Öryggi í samgöngum Jákvæð byggðaþróun

Hægt að ganga enn lengra í setningu markmiða. Sérstaklega áhugaverð í þessu tilliti er aðferðafræði, sem greinilega byggir á hugmyndum um núllsýn (Roess og fl., 2011): Meginmarkmið: Öryggi Önnur markmið: Hraði, þægindi, hagkvæmni, umhverfi Með því að stilla málinu upp á þennan hátt mun forgangsröðun framkvæmda og ákvarðanataka breytast. Framkvæmd kemst ekki ofarlega á lista, ef hún stuðlar ekki að auknu umferðaröryggi. Í raun kemst hún aldrei til skoðunar ein og sér. Dæmi gæti verið samanburður mismunandi veglína. Einungis þær veglínur yrðu valdar til nánari skoðunar, sem stuðluðu að sem mestri aukningu öryggis. Þannig myndi lág­lend­ isvegur t.d. að öðru jöfnu yfirleitt verða valinn umfram fjallveg.

Samanburður við aðrar gerðir slysa Fyrir nokkrum áratugum voru alvarleg sjóslys með manntjóni alltíð við Íslandsstrendur og átti þetta einkum við um vetrarmánuðina og svart­ asta skammdegið í desember og janúar. Á þessu hefur orðið gjörbreyt­ ing til hins betra, og núorðið eru banaslys á sjó næsta fátíð, og skipa­ skaði er einnig mjög sjaldgæfur. Hið sama hefur gerst í flugi. Vinnu­ slysum hefur fækkað hægar en þó jafnt og þétt á liðnum áratugum. Hjá­lögð er yfirlitsmynd, mynd 4, sem sýnir þróun banaslysa á fjórum áratugum í flugi, á sjó, í vinnu á landi og við akstur um landið (sbr. Siglingastofnun, 2011; Rannsóknarnefnd flugslysa, 2009; Rann­sóknar­ nefnd umferðarslysa, 2011; Vinnueftirlit ríkisins, 2012). Lesa má í heimildum um allan heim að öryggismenning við flutninga með bifreiðum sé lakari en á öðrum sviðum flutninga. Líta má á þennan árangur líkt og að núllsýn væri í gildi um öryggi og ferðir skipa. Hið sama á við um flugvélar. Þess ber að geta að einungis fagmenn sjá um stjórnun á öryggi skipa og flugvéla. Núllsýn í vinnuvernd hefur t.d. verið innleidd í Finnlandi, þó án þess að formleg kenningafræði hafi verið sett Banaslys á Íslandi 350

300

250

Fjöldi

200

150

100

50

fram um það, hvernig koma eigi henni á. Lands­virkjun hefur innleitt núllsýn við nýframkvæmdir og fyrirtækið hefur sjálft skilgreint núllsýnina og sett henni ákveðinn ramma til þess að koma henni á. Engar eðlilegar forsendur eru fyrir því að öryggi við akstur bifreiða eigi að vera þetta mikið lakari, en öryggi við aðra flutninga og öryggi í vinnuumhverfi. Engar almennar skýringar eru heldur til á því af hverju þessu er svona háttað. Samfélagið skipuleggur þó flug- og sjóferðir af ýtrustu nákvæmni og rannsakar ávallt hættutilvik niður í kjölinn. Við stjórnvölinn eru vel menntaðir og yfirleitt reynslumiklir aðilar, en í um­ferðinni á landi eru ýmsir vegfarendahópar og ökumenn misvel til þess fallnir að stýra ökutækjum. Umfangsmiklir staðlar hafa verið skrifaðir um öryggi í skipum og flugvélum og verklag er stutt með nákvæmum tékklistum og stöðlum. Reglum og stöðlum um bifreiðar hefur fjölgað, en menntun al-mennra bílstjóra er tiltölulega lítil að umfangi. Þá hefja menn akstur tiltölulega ungir að árum og fullyrt er af sumum umferðarsérfræðingum að heili ungmenna hafi ekki þroskast nóg, þegar þau taka bílpróf og fá akstursréttindi, (Moe, 2008). Hættutilvik eru yfirleitt ekki rannsökuð í umferð og slys einungis nákvæmlega ef um banaslys eða alvarleg slys er að ræða. Önnur slys eru fremur lítið rannsökuð. Lög­gjafinn hér hefur tek­ið mið af því sem gerist annars staðar í heiminum og þó hefur umtalsverður árangur náðst með eftirliti á hegðun bílstjóra eins og kunnugt er. En mjög mikið vantar á, að öryggið geti talist ásættanlegt. Þess vegna er þörf fyrir miklar breytingar og hér er auðvitað átt við núllsýnina eða sambærileg átaksverkefni. Þetta útilokar ekki að menntun bíl­­ stjóra verði aukin í nánustu framtíð, t.d. með aksturshermum og hafa trygg­ingafélög eins og Sjóvá m.a. tekið slíka herma í notkun.

Hraði Á meðan verið er að koma innleiðingu núllsýnar á, er hægt að setja af stað verkefni sem kosta lítið en geta skilað góðum árangri. Á Íslandi er leyfilegt að aka alla vegi með bundnu slitlagi á 90 km/klst. Malarvegi má aka á 80 km/klst. Ekki er tekið tillit til gæða veganna en þeir eru mjög mismunandi hvað varðar breidd, legu og umhverfi. Margir malar­ vegir eru t.d. betri en vegir með bundnu slitlagi. Til­tölulega ný­byggður vegur um Bröttu­brekku er t.d. það mjór, að hann þolir ekki meiri hraða en 70 km/klst, (Einar Már Magnússon, Haraldur Sigþórsson og Þórólfur Nielsen, 2004). Eins er um marga aðra vegi þar sem flutningabílar eiga erfitt með að mætast. Malarvegir eru oft hættulegir í akstri sérstaklega fyrir erlenda ferðamenn og höfuðborg­ arbúa sem hafa litla æfingu í að aka þá. Norðmenn leyfa mest 80 km/klst á tveggja akreina vegum og gera ekki grein­armun á vegum með bundnu slit­lagi eða malarvegum. Höf­undum er ekki kunnugt um að í nokkru öðru landi en Íslandi sé leyfður hraði bundinn við gerð slitlags. Yfirleitt er leyfður hraði ákveðinn út frá gæðum vegSjóslys anna. Vegagerðin hefur merkt þjóðvegina Flugslys með leiðbeinandi hraða og er það dæmi Vinnuslys Bílslys um velheppnaða aðgerð sem kostaði lítið. Nú mætti kaflaskipta vegunum eftir gæð­ um þeirra og ákveða leyfðan hraða, og síðan gera ýmsar ráðstafanir til að gera vegina öruggari. Þessar aðgerðir kosta lítið og eru í takt við núllsýnina.

0 1971-1980

1981-1990

1991-2000

2001-2010

Tímabil í árum

Mynd 4: Þróun á tíðni banaslysa í umferð á sjó og landi og í flugi, og við vinnu, á s.l. áratugum.

verktækni 2013/19

65


TÆKNI- OG vísindagreinar

Breyting á fjölda slysa(%)

8. Stjórnkerfi umferðaröryggis verði eflt 9. Komið verði á hraðara flæði upplýsinga

Breyting á meðalhraða umferðar Mynd 5: Samband breytingar á meðalhraða umferðar og fækkunar slysa. (OECD, 2008: breytt Einar Már Magnússon og Haraldur Sigþórsson, 2004)

Ef leyfileg hraðamörk verða lækkuð, vegna upptöku á núllsýn, þá mun það hafa áhrif á mengun frá bifreiðaflota Íslendinga. Útblástur á bruna­ gasi, svo sem CO, CO2, NOx og SOx mun minnka (European Environment Agency, 2011). Hlutfall gróðurhúsaloftegunda úr eldsneyti, sem myndast við niðurbrot eldsneytisins úr stærri sameindum í minni, svo sem CH4 (metan), mun einnig minnka, þannig að draga mun úr staðbundinni meng­­un, en einnig heildarmengun frá hverri bifreið í bifreiðarflota Íslend­ inga. Verði núllsýn tekin upp þá mun líf og heilsa í umferðinni verða mikil­ vægust af öllum markmiðum Samgönguáætlunar (Innanríkis­ráðu­neyt­ ið, 2013). Það leiðir til þess að mikilvægast er að finna þá þætti sem skila mestu í umferðaröryggi og kosta minnst. Þar má benda á að lækkun á leyfðum hraða skilar mestu fyrir líf og heilsu og kostar lítið. Á mynd 5 má sjá hvaða áhrif hraði farartækis hefur á slysahættu. Einnig má benda á, að gott eftirlit og hækkun á sektum skilar miklu í öruggari akstri, sem mun auka tekjur ríkissjóðs til að byrja með, en mun síðan lækka mikið þegar ökumenn byrja að skynja hvað það kostar mikil fjárútlát að brjóta umferðarreglur. Þá má benda á að betri upplýsingar um ástand vegakerfisins skila miklu, en kosta lítið. Hægt er að gera mikið án aukinna útgjalda fyrir ríkissjóð.

Niðurstöður og tillögur Höfundar telja, að taka mætti upp núllsýn í umferðaröryggismálum á Íslandi. Til þess þarf þó sterkan pólitískan vilja og skilning stjórnvalda og ráðamanna á þeim vandamálum, sem við er að etja í þessum málaflokki hér á landi. Hvað þarf til fyrir upptöku núllsýnar í lög á Íslandi? Til að byrja með er nauðsynlegt að taka tillit til nokkurra skilyrða. Hér að neðan eru talin upp níu mikilvægustu atriðin. Samkvæmt þeim er nauðsynlegt að: 1. Innleiða metnaðarfulla sýn á umferðaröryggi hér á landi 2. Fá skuldbindingu hérlendra stjórnvalda um að umferðaröryggi verði bætt 3. Fá staðfestingu á nauðsynlegum fjárfestingum í umferðaröryggi 4. Yfirvöld setji fram tímabundin markmið til að nálgast núllsýn á kerfisbundinn hátt 5. Yfirvöld innleiði nálgun að öruggu umferðarkerfi, „Safe System Approach“ 6. Þekktar aðferðir til að ná gagnvirkum og skjótum árangri verði nýttar 7. Rannsóknir og marktækar úttektir með gagnasöfnun og úrvinnslu verði nýttar

66

verktækni 2013/19

Hægt er að ná tilætluðum árangri á tiltölulega skömmum tíma að því tilskyldu, að skilyrði um öruggt umferðarkerfi sé uppfyllt. Þessi atriði eru auk þess miðuð við þá umræðu, sem fram hefur farið erlendis um þessi mál (OECD, 2008). Þau eru þó einnig miðuð við íslenskar að­ stæður og þá umræðu sem fram hefur farið hér á landi. Það ættu allir að geta verið sammála því, að aðgerða er þörf, og því fyrr sem haldbærar aðgerðir verða okkur ljósar, og þeim hrint í framkvæmd, því betra. Af þeim framkvæmdum, sem til greina koma, er æskilegt, að nýta eins brátt og auðið er ódýrustu aðferðirnar, t.d. hraðamerkingar og hraðastýringu á vegum, og að muna eftir reglulegu endurmati aðgerða út frá árangri. Auk þess er nauðsynlegt, þegar þessi mál eru unnin, að fylgja skipulegri boðleið í gegnum stjórnsýslukerfið og stuðla að samstarfi allra aðila, sem hlut eiga að máli. Þegar samkomulag hefur skapast um örugg umferðarkerfi og stefna um þau hefur verið mörkuð, er æskilegt að stofnuð sé eftirlitsnefnd um framkvæmd og framgöngu þeirra að­ gerða, sem fallist hefur verið á.

Heimildir Anna Elín Jóhannsdóttir (2012). Núllsýn, innleiðing á öruggu vegakerfi á Íslandi. Meistaraprófsritgerð í framkvæmdastjórnun við HR, júní 2012. Einar Már Magnússon og Haraldur Sigþórsson (2004). Umferðareftirlit. Vegagerðin og Ríkislögreglustjóri. Einar Már Magnússon, Haraldur Sigþórsson og Þórólfur Nielsen (2004). Há­hraði á tveggja akreina þjóðvegum: Athugun á norskri aðferð við marks­ ákvörðun hámarkshraða. Vegagerðin. European Environment Agency (2011). Do lower speed limits on motorways reduce fuel consumption and pollutant emissions? Kaupmannahöfn, Dan­mörk. Innanríkisráðuneytið (2013). Tillaga til þingsályktunar um samgönguáætlun fyrir árin 2011–2022. ITF (2008). Achieving Ambitious and Realistic Road Safety Targets: The Safe System Approach, High Level Seminar, Paris, 25-26 September 2008. Luckhurst, J. (2008). Professor Claes Tingvall discusses the thinking behind Vision Zero with TISPOL media adviser James Luckhurst. TISPOL, the European Traffic Police Network. Moe, D. (2008). Brain maturation and risk behavior among young drivers. In the Proceedings of the 2nd NORBIT Scientific Conference, Reykjavík, 11.12. ágúst, 2008. OECD (2008). Towards Zero: Ambitious Road Safety Targets and the Safe System Approach. Summary report. OECD/ITF. Rannsóknarnefnd flugslysa (2009). Ársskýrsla RNF. Rannsóknarnefnd umferðarslysa (2011). Ársskýrsla RNU. Roess, R.P., Prassas, E.S., McShane, W.R. (2011). Traffic Engineering. Fourth edition.USA: Pearson. Samgönguráðuneytið (2005). Umferðaröryggisáætlun 2002-2016: Tillaga starfs­hóps um umferðaröryggisáætlun stjórnvalda um fækkun alvarlegra umferðarslysa til ársins 2016. Markmið og aðgerðir. Siglingastofnun Íslands (2011). Slys við störf til sjós og lands. Statens Planverk (1967). Riktlinjer för stadsplanering med hänsyn till trafiksäkerhet: SCAFT 68 (Publikation Nr 5). Uppsala Svíþjóð. Sveriges riksdag (1997). Förordning med instruktion för Vägverket. SFS 1997:652, sbr. 20§:2. Sveriges riksdag (2007). Förordning med instruktion för Vägverket. SFS 2007:960, sbr. 19§:2. Sveriges riksdag (2010). Förordning med instruktion för Trafikverket. SFS 2010:185. Tingvall, C. (1998). The Swedish ‘Vision Zero’ and how parliamentary approval was obtained. Road Safety Research. Policing. Education Conference. 16-17 November 1998, Wellington, New Zealand. Tingvall, C. og Haworth, N. (1999). Vision Zero - An ethical approach to safety and mobility. Monash University Accident Research Centre., Ástralía. Tingvall, C., og Lie, A. (2008). Implementing the Safe System – a progress report. Fyrirlestur við OECD seminar on Ambitious Targets. Vägverket (1996). Nollvisionen – En idé om ett vägtransportsystem utan hälsoförluster. Borlänge: Svíþjóð. Vinnueftirlit ríkisins (2012). Tíðni vinnuslysa.


Með hugvit að vopni

Framsæknar tækja- og hugbúnaðarlausnir okkar byggja á hugviti, verkþekkingu og nánu samstarfi við matvælaiðnaðinn í meira en aldarfjórðung. Með stöðuga nýsköpun að leiðarljósi hefur Marel umbreyst úr sprotafyrirtæki í heimsleiðtoga á sínu sviði.

www.marel.com


68 / VERKTÆKNI


Verktaekni net 1