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

הניו אייג' של הריהוט המשרדי
חדשנות וטכנולוגיה
הניו אייג' של הריהוט המשרדי
אלישבע –אירוח בכפר, מושק עמקה, הצעה לעיצוב חדרים בבתי מלון: Level
עיצוב
אלישבע –אירוח בכפר, מושק עמקה, הצעה לעיצוב חדרים בבתי מלון: Level
עיצוב ותכנון דירה קטנה השוכנת בנוה שאנן, בחיפה
תכנון
עיצוב ותכנון דירה קטנה השוכנת בנוה שאנן, בחיפה
סיפורי קירות
תכנון
סיפורי קירות
שימור וחידוש באסותא וילאג'
עיצוב
שימור וחידוש באסותא וילאג'
רוך ואינטימיות: השפה העיצובית בבתים שבהם גרות נשים
עיצוב
רוך ואינטימיות: השפה העיצובית בבתים שבהם גרות נשים
תחרות לאדריכלים / למעצבים "פארקים לאומיים עכשיו"
אדריכלות
תחרות לאדריכלים / למעצבים "פארקים לאומיים עכשיו"
לעצב ולשפץ דירה חדשה באופן חכם בלי לקרוע את הכיס
תכנון
לעצב ולשפץ דירה חדשה באופן חכם בלי לקרוע את הכיס
משרדי קבוצת מזרחי
חדשנות וטכנולוגיה
משרדי קבוצת מזרחי
הום סטיילינג - 'אימג'בנק'
עיצוב
הום סטיילינג - 'אימג'בנק'
יוצאים מהקופסא
אדריכלות
יוצאים מהקופסא
עיצוב דירה כשהחוק הוא שאין חוקים
תכנון
עיצוב דירה כשהחוק הוא שאין חוקים
אדם וטבע במרחק הליכה
תכנון
אדם וטבע במרחק הליכה
הקסם של עיצוב תאורת חוץ
חדשנות וטכנולוגיה
הקסם של עיצוב תאורת חוץ
הקריה לארכיאולוגיה של ארץ ישראל בירושלים
עיצוב
הקריה לארכיאולוגיה של ארץ ישראל בירושלים
בית מודרני מדהים שנבנה באמצעות 4 מכולות
אדריכלות
בית מודרני מדהים שנבנה באמצעות 4 מכולות
מודלים עסקיים למלונות "מאושרים"
תכנון
מודלים עסקיים למלונות "מאושרים"
תערוכת Habitat Valencia
אדריכלות
תערוכת Habitat Valencia
עיצוב פנים שמתאים לחיים – ולא לקטלוג: כך מתחילים תהליך עיצוב עם החלטות נכונות
חדשנות וטכנולוגיה
עיצוב פנים שמתאים לחיים – ולא לקטלוג: כך מתחילים תהליך עיצוב עם החלטות נכונות
"לזכור ולא לשכוח" - תכנון מוזיאון השואה לילד בלוחמי הגטאות
חדשנות וטכנולוגיה
"לזכור ולא לשכוח" - תכנון מוזיאון השואה לילד בלוחמי הגטאות
מחוברים לעבודה
חדשנות וטכנולוגיה
מחוברים לעבודה
יחידה ומיוחדת
תכנון
יחידה ומיוחדת
איך להתכונן לשיפוץ דירה – 4 טיפים ישימים
תכנון
איך להתכונן לשיפוץ דירה – 4 טיפים ישימים
INNOVATION
תכנון
INNOVATION
זה הזמן לעיצוב בלבן
עיצוב
זה הזמן לעיצוב בלבן
אבן קיסר
אדריכלות
אבן קיסר
עורף חזק זה גם לקוחות תומכים
חדשנות וטכנולוגיה
עורף חזק זה גם לקוחות תומכים
חיפוי באבן
חדשנות וטכנולוגיה
חיפוי באבן
מקצב של שקט
אדריכלות
מקצב של שקט
כל דירה  צריכה  מרפסת...
אדריכלות
כל דירה צריכה מרפסת...
נאמנות העובדים במודל ההיברידי
חדשנות וטכנולוגיה
נאמנות העובדים במודל ההיברידי
בית כסיפור בהמשכים
אדריכלות
בית כסיפור בהמשכים
מבט אמנותי אל האופק
חדשנות וטכנולוגיה
מבט אמנותי אל האופק
היום פה, מחר שם
אדריכלות
היום פה, מחר שם
שושנה במדבר - משרד האדריכלים IK-architects
אדריכלות
שושנה במדבר - משרד האדריכלים IK-architects
עיצוב גינות- עטיפה טבעית לבית
אדריכלות
עיצוב גינות- עטיפה טבעית לבית
עיצוב סובב עולם - 126
אדריכלות
עיצוב סובב עולם - 126
אבישי מרציאנו - מרצה INNO 2017
עיצוב
אבישי מרציאנו - מרצה INNO 2017
בית רחב ידיים
תכנון
בית רחב ידיים
אדריכלות בימי הביניים
אדריכלות
אדריכלות בימי הביניים
משרדי חברת "שלום תל אביב"
חדשנות וטכנולוגיה
משרדי חברת "שלום תל אביב"
בית במולדת
אדריכלות
בית במולדת
הבית ברחוב ההולנדי
אדריכלות
הבית ברחוב ההולנדי
החזון: לתכנן עולם וסביבה טובים יותר
חדשנות וטכנולוגיה
החזון: לתכנן עולם וסביבה טובים יותר
בית הספר היסודי צין ע"ש אנדרה וקתרין מיראז' ◦ מדרשת בן גוריון בנגב
חדשנות וטכנולוגיה
בית הספר היסודי צין ע"ש אנדרה וקתרין מיראז' ◦ מדרשת בן גוריון בנגב
עיצוב דירה בחיפה מול הים
אדריכלות
עיצוב דירה בחיפה מול הים
עיצוב בית פרטי- מה זה ישר בחוץ ועגול בפנים
תכנון
עיצוב בית פרטי- מה זה ישר בחוץ ועגול בפנים
רדה אמלו REDA AMALOU - ועידת נצרת ה- 2  21.9.2016
עיצוב
רדה אמלו REDA AMALOU - ועידת נצרת ה- 2 21.9.2016
פוליביד תרמי: משנים את העתיד הכלכלי
תכנון
פוליביד תרמי: משנים את העתיד הכלכלי
לעצב במימד נוסף
חדשנות וטכנולוגיה
לעצב במימד נוסף
MACEF - International Home Show 2010
אדריכלות
MACEF - International Home Show 2010
כנס inno 2017 - עיצוב סביבת עבודה חדשנית
עיצוב
כנס inno 2017 - עיצוב סביבת עבודה חדשנית
פסטורליה מכל זוית
אדריכלות
פסטורליה מכל זוית
15 מ"ר של סטודיו מודולרי מעורר השראה
אדריכלות
15 מ"ר של סטודיו מודולרי מעורר השראה
גינה מותאמת למקומה
אדריכלות
גינה מותאמת למקומה
תכנון בתים במגרשים צרים
אדריכלות
תכנון בתים במגרשים צרים
תכנון ועיצוב בית בדניה, חיפה
אדריכלות
תכנון ועיצוב בית בדניה, חיפה
אם לגור בתל אביב, אז בדירה הזו
אדריכלות
אם לגור בתל אביב, אז בדירה הזו
שימור שני בניינים בשכונת אחוזת בית - תל אביב
חדשנות וטכנולוגיה
שימור שני בניינים בשכונת אחוזת בית - תל אביב
ברזים וכיורי מטבח
תכנון
ברזים וכיורי מטבח
פורמייקה - שימושים בעיצוב
תכנון
פורמייקה - שימושים בעיצוב
מתחם הממגורות - חנות קונספט רשת רגבה
חדשנות וטכנולוגיה
מתחם הממגורות - חנות קונספט רשת רגבה
מבית ישן לממלכה שחורה ואלגנטית- המהפך של בית בהוד השרון
תכנון
מבית ישן לממלכה שחורה ואלגנטית- המהפך של בית בהוד השרון
עיצוב חנות לייף סטייל ברומא
חדשנות וטכנולוגיה
עיצוב חנות לייף סטייל ברומא
נקודת חיבור
חדשנות וטכנולוגיה
נקודת חיבור
פסטיבל העיצוב הבינלאומי בברלין 2010
אדריכלות
פסטיבל העיצוב הבינלאומי בברלין 2010
תכנון תאורת חוץ
חדשנות וטכנולוגיה
תכנון תאורת חוץ
איך ליצור חדר בטיחותי לתינוק?
עיצוב
איך ליצור חדר בטיחותי לתינוק?
בין הקצוות
אדריכלות
בין הקצוות
עיצוב מתחם ספא
חדשנות וטכנולוגיה
עיצוב מתחם ספא
נגיעה קטנה של עיצוב, שינוי עצמתי בחלל
חדשנות וטכנולוגיה
נגיעה קטנה של עיצוב, שינוי עצמתי בחלל
לא על האריחים לבדם
חדשנות וטכנולוגיה
לא על האריחים לבדם
שיפוץ דירה- מחלל מיושן למרחב מסוגנן
תכנון
שיפוץ דירה- מחלל מיושן למרחב מסוגנן
להיכנס לתוך הארון
אדריכלות
להיכנס לתוך הארון
Nasry Gerardo Arguedas Safie | אדריכל חזוני שמשלב עיצוב ותשואה
תכנון
Nasry Gerardo Arguedas Safie | אדריכל חזוני שמשלב עיצוב ותשואה
כך צמד אדריכלים גורם למסעדה לטייל
חדשנות וטכנולוגיה
כך צמד אדריכלים גורם למסעדה לטייל
חוצה באדום - שיפוץ בית
אדריכלות
חוצה באדום - שיפוץ בית
תכנון בית פרטי באזור השרון
אדריכלות
תכנון בית פרטי באזור השרון
מסגור לפתוח- שיפוץ בית פרטי
אדריכלות
מסגור לפתוח- שיפוץ בית פרטי
מגע כפרי בעיצוב עכשווי
אדריכלות
מגע כפרי בעיצוב עכשווי
מכולה שהוסבה לבית פרטי
אדריכלות
מכולה שהוסבה לבית פרטי
טו בשבט: "המרפסות והגגות הם לא קישוט, אלא חלק משמעותי ליצירת סביבת עבודה"
אדריכלות
טו בשבט: "המרפסות והגגות הם לא קישוט, אלא חלק משמעותי ליצירת סביבת עבודה"
שיפוץ בית - חוץ ופנים, ישן וחדש
אדריכלות
שיפוץ בית - חוץ ופנים, ישן וחדש
זה לא אנחנו, זה הגבס
חדשנות וטכנולוגיה
זה לא אנחנו, זה הגבס
הצעה לעיצוב הרכבת הקלה של מטרופולין תל אביב. חני אוסטרמן, נטלי כהן
אדריכלות
הצעה לעיצוב הרכבת הקלה של מטרופולין תל אביב. חני אוסטרמן, נטלי כהן
עיצוב גינה המשלבת את נוף השומרון
אדריכלות
עיצוב גינה המשלבת את נוף השומרון
שיפוץ דירה- שדרוג קטן, הבדל גדול
תכנון
שיפוץ דירה- שדרוג קטן, הבדל גדול
על תעוזה וסקרנות
חדשנות וטכנולוגיה
על תעוזה וסקרנות
בקו החזית
עיצוב
בקו החזית
טוסקנה ופריז, דרך החיים עצמם
אדריכלות
טוסקנה ופריז, דרך החיים עצמם
משפצים? לפני שאתם שוברים - על ניסור קירות שמעתם?
תכנון
משפצים? לפני שאתם שוברים - על ניסור קירות שמעתם?
פוליביד: רואים ירוק רואים רחוק
תכנון
פוליביד: רואים ירוק רואים רחוק
ריהוט - הגרסה הציונית
חדשנות וטכנולוגיה
ריהוט - הגרסה הציונית
דיור בר קיימא - אדריכל ד"ר יוסי קורי
תכנון
דיור בר קיימא - אדריכל ד"ר יוסי קורי
70 שנות עיצוב ואדריכלות
עיצוב
70 שנות עיצוב ואדריכלות
שיפוץ קטן-גדול
אדריכלות
שיפוץ קטן-גדול
בדר אלומיניום: קווי יצור חדישים ומגוונים ומענה לכל פרויקט
עיצוב
בדר אלומיניום: קווי יצור חדישים ומגוונים ומענה לכל פרויקט
חוברו להן יחדיו
תכנון
חוברו להן יחדיו
הדילמה הנצחית: עיצוב פרקטי או עיצוב יפה?
עיצוב
הדילמה הנצחית: עיצוב פרקטי או עיצוב יפה?
לעצב חללים, לעצב חיבורים
תכנון
לעצב חללים, לעצב חיבורים