בניה ירוקה - ניצול ושימור אנרגיה
תכנון

בניה ירוקה - ניצול ושימור אנרגיה

אחד האלמנטים החשובים בתחום הבניה הירוקה הוא העמדה נכונה של הבית ותכנון מושכל של פתחיו. תכנון זה מאפשר הן ליהנות מבית חמים בחודשי הקור וקריר בימות החום המהבילים של הקיץ, והן להימנע מבזבוז מיותר של משאבי כדור הארץ להפקת אנרגיה . עיצוב בתים פרטיים אמור להתחשב בתכנון האקלימי

אנרגיה סולרית היא האנרגיה המוקרנת מהשמש - אם באופן ישיר, ואם באופן עקיף המוחזר על ידי הקרנה על משטחים הסמוכים למבנה. הקרינה חודרת דרך הזיגוג והופכת לאנרגית חום בתוך המבנה (מעבר בין אורכי גל). תכנון אדריכלי 'ירוק' יודע לנצל את האנרגיה באורח פסיבי. תוך כדי התכנון וההעמדה של המבנה ניתן להגדיל (או להקטין) את חשיפתו לאנרגיה זו (בכיוונים ועונות מסוימות), אך לא "להמיר" אותה באורח אקטיבי באמצעות מערכות מתוחכמות. שימור האנרגיה הופך גם הוא לפסיבי ברובו, מכיוון שהמבנה עצמו מאפשר אגירה ושחרור של חום דרך המסה התרמית שלו, מושג שיוסבר בהמשך.

  

העמדת המבנה במגרש

שאיפה היא ליצור העמדה שתאפשר לתכנן בית סולארי פסיבי. במושג זה הכוונה למבנה שעובד עבור 

דייריו בתיאום עם הטבע והאקלים המקומי, ומתפקד נכון גם בקיץ וגם בחורף – בקיץ שומר על קרירות, ובחורף על טמפרטורה נעימה. כלומר: מעניק נוחות תרמית עם מינימום השקעת אנרגיה. 

בעונת החורף, המטרה היא לעשות שימוש באנרגית השמש לחימום הבית, מבלי לעשות שימוש 

במערכות עקיפות מתוחכמות (דוגמת מיזוג), אלא באופן ישיר ופסיבי. 

באמצעות למידת מסלול השמש, ניתן לראות שבחורף היא נמצאת בגזרה הדרומית בלבד, ובמסלול 

נמוך. עובדה זו מאפשרת חדירה מצוינת של קרינה אל הבית, במידה ומרב פתחיו מרוכזים בחזית 

הדרומית, וכמובן יש לחשב אותם בזהירות ובצורה מושכלת. (ראה ג.4)

בעונת הקיץ, תכנון נכון של הפתחים וההצללות מונע חדירת קרינת שמש ישירה. אם מרב הפתחים, 

כאמור, מרוכזים בחזית הדרומית, קל מאד להצל עליהם מכיוון שהשמש נעה במסלול צפוני יותר , ובזוית מאד גבוהה.

כלומר העמדה אופטימאלית, כפי שיפורט ויוסבר בסעיף הבא, היא העמדה המאפשרת חזיתות ארוכות 

בכיווני דרום וצפון וחזיתות קצרות בכיווני מזרח ומערב.

תכנון הפנים של בית מגורים כנגזרת מהעמדת הבית במגרש

מאחר והתכנון האדריכלי הנבון מעוניין בחדירת שמש אל חללים שימושיים, בהם דיירי הבית אכן יוכלו ליהנות מהיתרונות של החזית הדרומית כפי שיוסברו מיד, הרי שרצוי למקם בחלק הדרומי של הבית את חדר המגורים, פינת האוכל וחדרי הילדים (הילדים נמצאים בחדרים שלהם בשעות אחר הצהרים בחורף, ויכולים ליהנות מחמימות השמש). חדר ההורים, לעומת זאת, נמצא בשימוש בדרך כלל רק בשעות הלילה, ולכן אין חשיבות לחזית דרומית בחדר זה. בנוסף, חבל "לבזבז" מקום בחזית הדרומית גם על חדרי שירות ורחצה לסוגיהם. גם את המטבח, שהינו אזור מחמם בגלל הפעלה של כיריים ותנורים והימצאות המקרר, מומלץ למקם באזור הצפוני יותר של החלל, כך שהקרינה הדרומית לא תגיע אליו מכיוון שאין בכך צורך.

זוויות השמש בחורף ובקיץ 

הדרכים הבסיסיות להחדרת קרינת חורף אל המבנה 

חורף: בחורף, כאמור, המטרה היא להיעזר בקרינת השמש. באותם ימים בהירים רבים שיש בארץ, השמש עומדת לרשותנו כמקור בר-קיימא ומתחדש לחימום הבית ולחיסכון בחימום מלאכותי הצורך אנרגיה מזהמת. הדרך הראשונה והפשוטה ביותר לעשות זאת היא לאפשר לשמש חורף לחדור באופן מבוקר אל תוך הבית ישירות דרך החלונות הדרומיים, ולחמם  את פנים הבית ואת חומרי המסה התרמית מהם הוא בנוי. (ראו הסבר לגבי מהי מסה תרמית בהמשך). כיצד? הכרת מסלול השמש המתואר בפרק הקודם, מוכיחה כי הגזרה בה השמש נעה היא נמוכה וצרה, כך שאם ישנם פתחים דרומיים, הקרינה תחדור בקלות לעומק חלל הבית, והחום שהיא תפיץ תועיל לצמצום צריכת האנרגיה.

קיץ: המטרה בקיץ היא למנוע כניסת שמש לבית, ובתוך כך נשאלת השאלה האם אותם חלונות דרומיים שפתחנו לטובת קרינת החורף, עלולים להחדיר את קרינתה גם בקיץ ולגרום לחימום יתר של הבית ולצורך מוגבר במיזוגו?

התשובה היא שתכנון אדריכלי 'ירוק' ומושכל, כזה המתחשב בזוויות השמש ימנע זאת. השמש מגיעה בזווית גבוהה מאוד ומכה בעיקר על הגג ולא על החלונות הדרומיים, כך שהם אינם חשופים אליה כלל. בליטה של הגג או בליטת הצללה כלשהי תספיק כדי שחלונות אלו יהיו מוגנים כל העונה החמה. (כמובן שחלונות אינם הדרך היחידה לחדירת חום אל הבית, כפי שיוסבר בהמשך בנושא הבידוד ומעבר חום דרך חומרים.)

הדרך הנכונה לתכנון מושכל של פתחים היא להיעזר באמצעים שרטוטיים או ממוחשבים שמאפשרים לבדוק ולוודא שהחלונות הדרומיים מוגנים משמש מה-21

במרץ ועד ה-21 בספטמבר. אם מדברים במושגים של זוויות גובה השמש, אזי מזווית של 58 מעלות ומעלה. כמובן שתכנון זה אינו פשוט. זאת מכיוון שדווקא באביב ובסתיו ישנם ימי השרב – אלו ימים חמים מאד, שבהם השמש עדיין נמוכה ויכולה לחדור לבית מהחלונות הגדולים. גם ההפך קורה לפעמים. בעונות המעבר יש ימים קרים ואין עדיין מספיק חדירת שמש לבית. אבל בעונות המרכזיות, הקיץ והחורף, אפשר להשתמש בחכמה בידע של זוויות השמש וליצור בית סולרי פסיבי.

מכאן ניתן להבין מדוע הפתחים בחזיתות המזרחית והמערבית הם בעיתיים יותר: קשה מאד למנוע כניסת שמש ממזרח וממערב בשיא הקיץ, היות והזוויות במערב אחרי הצהרים ובמזרח בבוקר הן נמוכות מאד. בשעות הערב בעיקר, האוויר, האדמה, קירות הבית והגג ספגו כבר הרבה קרינה וחום, והתוספת של חדירת קרינה ישירה אל הבית ממערב מעיקה מאד. לכן ההעמדה הרצויה היא עם חזיתות ארוכות בדרום  ובצפון.

קיימת דרך נוספת לתכנון חימום פסיבי של הבית, אם כי היא פחות מיידית וישירה: לתחום בצדו הדרומי אזור בו האוויר מתחמם במהירות, כגון מרפסת חממה, כאשר מתוך מתחם זה האוויר זורם באופן מבוקר אל תוך חלל הבית. למשל, אם למרפסת החממה הדרומית חלונות עליונים הפונים אל הבית, האוויר החם בה יעלה באופן טבעי כלפי מעלה, יזרום אל הבית דרך פתחים אלה ויעלה את הטמפרטורה בתוכו ללא כל שימוש באמצעי אחר. פתרון כזה יכול להתאים מאד לאקלימים הקרים יותר בארץ, לבתים קיימים שאנו מנסים לשפר את התפקוד שלהם, ולבתים גדולים שבהם קשה לאפשר חדירת שמש ישירה לעומק משמעותי של החלל. כמובן שהחממה צריכה להיות דינאמית והפיכה: בקיץ מפרקים או מסיעים את קטעי הזכוכית ומשתמשים בשלד החממה כבסיס להצללה.

מרפסת חממה

היחס הרצוי בין גודל הפתחים בהפניות השונות לגודל החללים הפנימיים

בנוסף לתכנון שמאפשר החדרת/מניעת חום וקרינת שמש אל הבית, חשוב מאד לא לאבד את אותו חום/קור, כלומר לשמר את האנרגיה. כיצד נוכל לדעת את היחס הנכון בין הפתחים, כך שלא יהיו קטנים מדי והבית יישאר חשוך וקר, ולא גדולים מדי שגורמים לאיבוד האנרגיה שאנו מייצרים?

גודל החלונות מכניסי השמש צריך להיות מחושב, ובמסדי נתונים שונים ישנן נוסחאות חישוב שונות. בכל מקרה, החישוב  מתייחס לשטח החלון המזוגג ביחס לשטח הרצפה של החדר כולו.

הנה נתוני היחסים כפי שהם מופיעים בתקן ישראלי *5282, המתלווה לתקן בנינים ירוקים 5281 (הרחבה לגבי התקנים ראה פרק ט"ז) : 

היחס המקסימלי ב% בין כלל השטח המזוגג לשטח החלל

אזורים א' ב' - 20%

אזור ג' - 30%

אזור ד' - 15%

היחס הרצוי בחזית דרומית מכניסת שמש

אזורים א' ב' - 10-20%

אזור ג' - 12-30%

אזור ד' - קטן מ12%

יש לציין כי התקן מתייחס לאלמנטים רבים נוספים לצורך דירוג שימור האנרגיה של המבנה, פרט ליחסים בטבלה. רובם יוסברו בהמשך.

לאחר שנים רבות של בדיקת תכניות של אדריכלים רבים ושונים, שלקוחותיהם מסרו את התכניות לצורך יעוץ ירוק, ומתוך למידה של הנושא, עולה שיחסים אלה רחוקים בדרך כלל מהתכנון האדריכלי הרווח היום בארץ, שבו חלונות רבים וגדולים. במסגרת ההנחיות והחוקים בתחום תכנון ובנייה ה'ירוקים' צריך להגיע למצב המשפר את רמת שימור האנרגיה במסגרת חוקית/תקנונית שהציבור יוכל לעמוד בה. בהסתמך על מחקרים אחרונים מהמכונים ע"ש בלאושטיין בשדה בוקר (“מיפוי הפוטנציאל לבניה אקלימית ירוקה באזורי ישראל") – בדיקת התכניות לצורך יעוץ 'ירוק' מומלצת להיעשות לפי כלל האצבע המדבר על שטח אופטימאלי של 18% ואף 20% חלון דרומי משטח הרצפה בכל חדר, כך שסך כל השטח המזוגג בכל הכיוונים, לא יעלה על 30% מסך שטח הרצפה של החדר.

מתוך מגזין 111: "חם בחורף, קריר בקיץ - ניצול אנרגיה סולרית פסיבית ושימור אנרגיה"

כתבות נוספות

פתרון אורבני של צמחיה לגובה
תכנון
פתרון אורבני של צמחיה לגובה
חיים את החלום! בני זוג חלמו לחיות בבית שירגיש להם בית מלון והתוצאה בדיוק כזו.
אדריכלות
חיים את החלום! בני זוג חלמו לחיות בבית שירגיש להם בית מלון והתוצאה בדיוק כזו.
מחדר משחקים במרפסת לחדר גיימינג חלומי: חלל הילדות הפך למרחב בוגר וחווייתי
עיצוב
מחדר משחקים במרפסת לחדר גיימינג חלומי: חלל הילדות הפך למרחב בוגר וחווייתי
אמבט לגור בו
אדריכלות
אמבט לגור בו
החומר שמשגע את האדריכלים- קוריאן גרסת 2016
תכנון
החומר שמשגע את האדריכלים- קוריאן גרסת 2016
עיצוב ותכנון משרדי "ארד תקשורת"
חומרים
עיצוב ותכנון משרדי "ארד תקשורת"
נוסיף עוד קיסם? כך נראית מדורת ל"ג בעומר המודרנית
חומרים
נוסיף עוד קיסם? כך נראית מדורת ל"ג בעומר המודרנית
איך לבחור גננים מומלצים לשדרוג הגינה הביתית?
אדריכלות
איך לבחור גננים מומלצים לשדרוג הגינה הביתית?
תכנון ירוק בפרויקט עיצוב הבית
תכנון
תכנון ירוק בפרויקט עיצוב הבית
True colors
תכנון
True colors
הפנטזיה המוחשית: בינה מלאכותית ועתיד לוחות השראה
אדריכלות
הפנטזיה המוחשית: בינה מלאכותית ועתיד לוחות השראה
פתרונות עיצוב - 110
תכנון
פתרונות עיצוב - 110
שיפוץ דירה משקיפה אל הטבע
תכנון
שיפוץ דירה משקיפה אל הטבע
הכדור הוא הכל
חומרים
הכדור הוא הכל
"בראייה שלנו צפיפות היא ערך שצריך לשאוף אליו - ולא האויב של העיר"
אדריכלות
"בראייה שלנו צפיפות היא ערך שצריך לשאוף אליו - ולא האויב של העיר"
פתרונות התאורה שאתם חייבים להכיר לפני תקופת החגים הקרובה
אדריכלות
פתרונות התאורה שאתם חייבים להכיר לפני תקופת החגים הקרובה
"חיפשנו דרך להיות שונים, אבל לא מנוכרים"
אדריכלות
"חיפשנו דרך להיות שונים, אבל לא מנוכרים"
עולם ומלואו – פרזול
תכנון
עולם ומלואו – פרזול
תחרות עיצוב גופי תאורה סולאריים
עיצוב
תחרות עיצוב גופי תאורה סולאריים
האם בקיץ הזה הבית ילבש לבן?
חומרים
האם בקיץ הזה הבית ילבש לבן?
קניון "מוסקבה סיטי"
חומרים
קניון "מוסקבה סיטי"
כאן לא גרים! כאן נופשים
אדריכלות
כאן לא גרים! כאן נופשים
חדשות וחידושים - 123
עיצוב
חדשות וחידושים - 123
עיצוב ממקום אחר - 102
חומרים
עיצוב ממקום אחר - 102
"עיצוב לא קיים רק בדברים שאנחנו עושים - הוא קיים במה שקורה בין אנשים"
אדריכלות מהעולם
"עיצוב לא קיים רק בדברים שאנחנו עושים - הוא קיים במה שקורה בין אנשים"
משרדי חברת הראל פיננסים
חומרים
משרדי חברת הראל פיננסים
הקירות מדברים - עיצוב קירות בהשראת נפלאות הטבע - פוסט אורח
אדריכלות
הקירות מדברים - עיצוב קירות בהשראת נפלאות הטבע - פוסט אורח
לעצב בקליק: מותגי החשמל והריהוט אונליין בדרך לכבוש את הבית (והלב) שלנו
עיצוב
לעצב בקליק: מותגי החשמל והריהוט אונליין בדרך לכבוש את הבית (והלב) שלנו
ארץ ישראל שלי !
תכנון
ארץ ישראל שלי !
אדריכל יפתח הררי ישתתף בכנס INNO
תכנון
אדריכל יפתח הררי ישתתף בכנס INNO
לעבור את הקיץ בשלום
עיצוב
לעבור את הקיץ בשלום
לילה צ'ולפא: מעצבת מתוך תחושת שליחות
אדריכלות
לילה צ'ולפא: מעצבת מתוך תחושת שליחות
מה חדש בעולם החומר?
תכנון
מה חדש בעולם החומר?
על גג העולם - קונספט עיצוב סוויטה במלון בוטיק. ורד גור
עיצוב
על גג העולם - קונספט עיצוב סוויטה במלון בוטיק. ורד גור
להגשים חלומות של אנשים
תכנון
להגשים חלומות של אנשים
חזית מקומית
עיצוב
חזית מקומית
מבט לעבר, כאן ועכשיו
אדריכלות
מבט לעבר, כאן ועכשיו
"ה'וואו' הראשוני הוא קריטי": הפסיכולוגיה מאחורי דירות לדוגמא
עיצוב
"ה'וואו' הראשוני הוא קריטי": הפסיכולוגיה מאחורי דירות לדוגמא
אסלות מעוצבות- אל תגידו שלא ידעתם !
אדריכלות
אסלות מעוצבות- אל תגידו שלא ידעתם !
מבית ישן לממלכה שחורה ואלגנטית- המהפך של בית בהוד השרון
תכנון
מבית ישן לממלכה שחורה ואלגנטית- המהפך של בית בהוד השרון
פרויקט שנתפר על פי מידות הלקוח
אדריכלות
פרויקט שנתפר על פי מידות הלקוח
פריז מדברת עיצוב
אדריכלות
פריז מדברת עיצוב
מעצב
תכנון
מעצב
הבית של ריי וצ'רלס אימס
אדריכלות
הבית של ריי וצ'רלס אימס
בית עם נוף למרכז סיאטל
אדריכלות
בית עם נוף למרכז סיאטל
המקדש הפרטי: אמנות התכנון והצבע בחלל הרחצה האורבני
חדרי רחצה
המקדש הפרטי: אמנות התכנון והצבע בחלל הרחצה האורבני
בית השנטי - שיפוץ
עיצוב
בית השנטי - שיפוץ
עיצוב משרד בקומה גבוהה עם נוף מרהיב
חומרים
עיצוב משרד בקומה גבוהה עם נוף מרהיב
חדר משלכם
אדריכלות
חדר משלכם
אדריכל מייקל שוורץ
תכנון
אדריכל מייקל שוורץ
ראיון עם האמן Simone Legno האיטלקי
תכנון
ראיון עם האמן Simone Legno האיטלקי
שקוף שזה זכוכית - השתקפות פנימית
חומרים
שקוף שזה זכוכית - השתקפות פנימית
אומנות ועיצוב נפגשים
תכנון
אומנות ועיצוב נפגשים
נר לי, נר לי - חנוכיות מעוצבות
חומרים
נר לי, נר לי - חנוכיות מעוצבות
בעין העדשה - עיצוב חנות לעדשות מגע
חומרים
בעין העדשה - עיצוב חנות לעדשות מגע
הבית  על הצוק
אדריכלות
הבית על הצוק
עיצוב הבית – ככה עושים את זה ביפן
אדריכלות
עיצוב הבית – ככה עושים את זה ביפן
מלון בוטיק The Library
חומרים
מלון בוטיק The Library
פתוח וסגור- בית פרטי בשרון
אדריכלות
פתוח וסגור- בית פרטי בשרון
אפור בעיניים: מגמת הבניינים האפורים והשינוי המתרחש
אפור בעיניים: מגמת הבניינים האפורים והשינוי המתרחש
איך להתכונן לשיפוץ דירה – 4 טיפים ישימים
תכנון
איך להתכונן לשיפוץ דירה – 4 טיפים ישימים
העץ הנדיב
עיצוב
העץ הנדיב
שימור שני בניינים בשכונת אחוזת בית - תל אביב
חומרים
שימור שני בניינים בשכונת אחוזת בית - תל אביב
חידוש ועיצוב רהיטים ישנים
תכנון
חידוש ועיצוב רהיטים ישנים
עיצוב של שקיפויות ואור
תכנון
עיצוב של שקיפויות ואור
דבר אליי באקרילית
עיצוב
דבר אליי באקרילית
התמונות הזוכות לשנת 2013 בתחרות הצילומים האדריכליים "Arcaid Images"
אדריכלות
התמונות הזוכות לשנת 2013 בתחרות הצילומים האדריכליים "Arcaid Images"
כיצד נבחר את הכיור הנכון?
עיצוב
כיצד נבחר את הכיור הנכון?
מילאנו 2008
עיצוב
מילאנו 2008
"לפעמים, כדי שמשהו אחד ייבנה, משהו אחר צריך להתפרק"
עיצוב
"לפעמים, כדי שמשהו אחד ייבנה, משהו אחר צריך להתפרק"
לספר סיפור אחר , מקדש לאוהבי סושי
אדריכלות
לספר סיפור אחר , מקדש לאוהבי סושי
תל אביב בבאר שבע
חומרים
תל אביב בבאר שבע
לייף סטייל גרסת המחר
אדריכלות
לייף סטייל גרסת המחר
לעצב זה לפתור בעיות
תכנון
לעצב זה לפתור בעיות
דירה מדוייקת ואיכותית לאישה בפרק חדש בחייה: וכל זה ב 300K₪
תכנון
דירה מדוייקת ואיכותית לאישה בפרק חדש בחייה: וכל זה ב 300K₪
Median Space
אדריכלות
Median Space
רשת רנואר - חנות הדגל
חומרים
רשת רנואר - חנות הדגל
בית שהוא חופשה מתמשכת
אדריכלות
בית שהוא חופשה מתמשכת
חמימות עוטפת
תכנון
חמימות עוטפת
נקייה כחדשה
תכנון
נקייה כחדשה
תכנון שהפך אסם ישן לבית מגורים
אדריכלות
תכנון שהפך אסם ישן לבית מגורים
מלבישים את הבית
אדריכלות
מלבישים את הבית
בית ידידותי לסביבה
תכנון
בית ידידותי לסביבה
הכנות לעיצוב בית למכירה
הום סטיילינג ואבזור
הכנות לעיצוב בית למכירה
בין ארצות-הברית לתל-אביב
תכנון
בין ארצות-הברית לתל-אביב
חכמה על קטנים
תכנון
חכמה על קטנים
עיצוב דירת גג- לחיות עם ספרים
תכנון
עיצוב דירת גג- לחיות עם ספרים
לא רק בטוסקנה: בית העץ בשרון שמאתגר את האדריכלות המקומית
עיצוב בתים פרטיים ודירות
לא רק בטוסקנה: בית העץ בשרון שמאתגר את האדריכלות המקומית
מקרים נפוצים בהם צריך לבצע פיצול נקודת גז
חומרים
מקרים נפוצים בהם צריך לבצע פיצול נקודת גז
חושבים שנים קדימה
תכנון
חושבים שנים קדימה
הסלע בגני
אדריכלות
הסלע בגני
דירת החלומות הצעירה: בדיוק לפי מידותיהם
תכנון
דירת החלומות הצעירה: בדיוק לפי מידותיהם
קולטי אדים מעוצבים
תכנון
קולטי אדים מעוצבים
הגינה נולדה מחדש
אדריכלות
הגינה נולדה מחדש
SMALL BUT BIG, הצעה לעיצוב חדרים בבתי מלון: סטודיו שתי מעצבות
עיצוב
SMALL BUT BIG, הצעה לעיצוב חדרים בבתי מלון: סטודיו שתי מעצבות
הדרך לבית שמרגישים בו טוב מתחילה על ספת המעצב
תכנון
הדרך לבית שמרגישים בו טוב מתחילה על ספת המעצב
עיצוב שטיחים
חומרים
עיצוב שטיחים
מה שרואים מכאן לא רואים משם
עיצוב
מה שרואים מכאן לא רואים משם
המדריך לבניית קירות ירוקים
חומרים
המדריך לבניית קירות ירוקים
כול מה שאתם צריכים לדעת על שיפוץ חדר האמבטיה
אדריכלות
כול מה שאתם צריכים לדעת על שיפוץ חדר האמבטיה