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

הבית השרוף
אדריכלות
הבית השרוף
עיצוב הבית באמצעות טכנולוגיות מתקדמות
חדשנות וטכנולוגיה
עיצוב הבית באמצעות טכנולוגיות מתקדמות
הבית הפך למשרד: כך תעצבו פינת עבודה מושלמת
עיצוב
הבית הפך למשרד: כך תעצבו פינת עבודה מושלמת
5 טכנולוגיות מתקדמות לבית חוסך אנרגיה (וכסף)
תכנון
5 טכנולוגיות מתקדמות לבית חוסך אנרגיה (וכסף)
האמן היפני מקוטו אזומה
תכנון
האמן היפני מקוטו אזומה
שיפוץ מחסן ללופט מסוגנן
תכנון
שיפוץ מחסן ללופט מסוגנן
כך תשרו לביתכם אווירה כפרית רגועה –  המדריך השלם לעיצוב פנים כפרי
אדריכלות
כך תשרו לביתכם אווירה כפרית רגועה – המדריך השלם לעיצוב פנים כפרי
במבט ראשון - מתוך מגזין 127
עיצוב
במבט ראשון - מתוך מגזין 127
הכל נשאר במשפחה
אדריכלות
הכל נשאר במשפחה
עיצוב מתחם ספא
חדשנות וטכנולוגיה
עיצוב מתחם ספא
חיים חדשים, דירה חדשה
תכנון
חיים חדשים, דירה חדשה
מעל לפני השטח
תכנון
מעל לפני השטח
לגור במחסן
אדריכלות
לגור במחסן
עיצוב ותכנון דירה קטנה
תכנון
עיצוב ותכנון דירה קטנה
הכן ביתך לסתיו
עיצוב
הכן ביתך לסתיו
אהבה ממבט ראשון
תכנון
אהבה ממבט ראשון
מי רוצה מפלצת בסלון ?
תכנון
מי רוצה מפלצת בסלון ?
האביב כבר כאן
אדריכלות
האביב כבר כאן
איזה סיפור הבית שלך מספר?
תכנון
איזה סיפור הבית שלך מספר?
הקירות מדברים - עיצוב קירות בהשראת נפלאות הטבע - פוסט אורח
אדריכלות
הקירות מדברים - עיצוב קירות בהשראת נפלאות הטבע - פוסט אורח
לעבוד בתל אביב, להרגיש באירופה
תכנון
לעבוד בתל אביב, להרגיש באירופה
כשהבקטריות מייצרות מלט ושבבי העץ משתלבים בו
תכנון
כשהבקטריות מייצרות מלט ושבבי העץ משתלבים בו
מעצבים מחדש את הסלון? כך תעשו זאת נכון
תכנון
מעצבים מחדש את הסלון? כך תעשו זאת נכון
חדר פרטי
עיצוב
חדר פרטי
קלאסית, נעימה ועל זמנית: דירה במראה שובבי לזוג צעיר בצפון של תל אביב
עיצוב
קלאסית, נעימה ועל זמנית: דירה במראה שובבי לזוג צעיר בצפון של תל אביב
עיצוב מערכות ריהוט – כיסאות
תכנון
עיצוב מערכות ריהוט – כיסאות
תכנון תאורת חוץ
חדשנות וטכנולוגיה
תכנון תאורת חוץ
כשהנוף מכתיב את האדריכלות
אדריכלות
כשהנוף מכתיב את האדריכלות
עיצוב דירה - לגור בפיסת היסטוריה
תכנון
עיצוב דירה - לגור בפיסת היסטוריה
הכנס הבינ"ל ה- 3 לעיצוב ותכנון בתי מלון 19.3.2014
תכנון
הכנס הבינ"ל ה- 3 לעיצוב ותכנון בתי מלון 19.3.2014
הילד שבך- חדרי ילדים מעוצבים
עיצוב
הילד שבך- חדרי ילדים מעוצבים
המטבח של 2026:  מרגיש כמו חלק מהבית ולא חלל תצוגה
תכנון
המטבח של 2026: מרגיש כמו חלק מהבית ולא חלל תצוגה
עיצוב ותכנון בית בהוליבוד
אדריכלות
עיצוב ותכנון בית בהוליבוד
עיצוב בעיר האורות - תערוכת Maison & Objet
אדריכלות
עיצוב בעיר האורות - תערוכת Maison & Objet
מומחי 'המטבח שלי' מסבירים: איך לעצב מטבח בצורה נכונה?
תכנון
מומחי 'המטבח שלי' מסבירים: איך לעצב מטבח בצורה נכונה?
טוסקנה בגרסה עכשווית
אדריכלות
טוסקנה בגרסה עכשווית
עיצוב עם ערכים
חדשנות וטכנולוגיה
עיצוב עם ערכים
מוצרי יוקרה לכל אחד
תכנון
מוצרי יוקרה לכל אחד
קווים לדמותו של הבית הישראלי העכשווי
אדריכלות
קווים לדמותו של הבית הישראלי העכשווי
מעצבים את הצעד הבא
חדשנות וטכנולוגיה
מעצבים את הצעד הבא
לצאת לאכול בבית. בילוי בעידן החדש
אדריכלות
לצאת לאכול בבית. בילוי בעידן החדש
הכנס הבינ"ל ה- 4 לבנייה ירוקה ותכנון בר-קיימא
תכנון
הכנס הבינ"ל ה- 4 לבנייה ירוקה ותכנון בר-קיימא
זה הזמן לעיצוב בלבן
עיצוב
זה הזמן לעיצוב בלבן
מדרום קוריאה - בית יוצא דופן בהשראת מלחמת הכוכבים
אדריכלות
מדרום קוריאה - בית יוצא דופן בהשראת מלחמת הכוכבים
ליהנות מהסתיו באמצעות עיצוב גינה מושכל
אדריכלות
ליהנות מהסתיו באמצעות עיצוב גינה מושכל
סטודיו "אורבך הלוי" החדש - כאשר השלם גדול מסך חלקיו
חדשנות וטכנולוגיה
סטודיו "אורבך הלוי" החדש - כאשר השלם גדול מסך חלקיו
הכוכבים הבלתי מעורערים בבית הישראלי: פתרונות האחסון
עיצוב
הכוכבים הבלתי מעורערים בבית הישראלי: פתרונות האחסון
חלל תעשייתי בניחוח איטלקי
חדשנות וטכנולוגיה
חלל תעשייתי בניחוח איטלקי
קטנה וקומפקטית
תכנון
קטנה וקומפקטית
חומרים חדשים - 104
תכנון
חומרים חדשים - 104
מדובר באנשים - נעמה אהרונסון
אדריכלות
מדובר באנשים - נעמה אהרונסון
יותר ירושלמי מירושלמי
אדריכלות
יותר ירושלמי מירושלמי
חללים משותפים בהתאמה אישית
חדשנות וטכנולוגיה
חללים משותפים בהתאמה אישית
מרתפי יין - עיצוב ותכנון חדרי יין ביתיים
תכנון
מרתפי יין - עיצוב ותכנון חדרי יין ביתיים
עיצוב הוא עיצוב הוא עיצוב
תכנון
עיצוב הוא עיצוב הוא עיצוב
בית נופש ירושלמי עם נשמה: שימור היסטורי פוגש עיצוב מודרני
עיצוב בתים פרטיים ודירות
בית נופש ירושלמי עם נשמה: שימור היסטורי פוגש עיצוב מודרני
עיצוב הבית בתקציב מהודק
אדריכלות
עיצוב הבית בתקציב מהודק
פארק העסקים קיסריה - תכנון בנייה ירוקה
תכנון
פארק העסקים קיסריה - תכנון בנייה ירוקה
האלכסון שנותן את הטון
אדריכלות
האלכסון שנותן את הטון
"נייקי" דיזינגוף
חדשנות וטכנולוגיה
"נייקי" דיזינגוף
פירמידת הצרכים של הבית
תכנון
פירמידת הצרכים של הבית
כחול בחוץ ובפנים
תכנון
כחול בחוץ ובפנים
עיצוב חללים של בית מלון על ידי הבינה המלאכותית בהשראת המעצב מרסל וונדרס
אדריכלות
עיצוב חללים של בית מלון על ידי הבינה המלאכותית בהשראת המעצב מרסל וונדרס
מוזיאון העיצוב בחולון
חדשנות וטכנולוגיה
מוזיאון העיצוב בחולון
הבית שמכניס את הים פנימה
תכנון
הבית שמכניס את הים פנימה
Median Space
אדריכלות
Median Space
יש הרבה דגים בים...
עיצוב
יש הרבה דגים בים...
עיצוב בבטון
תכנון
עיצוב בבטון
שמחים עד הגג
תכנון
שמחים עד הגג
הפרויקט בנגבה: שני מבנים, בית אחד
אדריכלות
הפרויקט בנגבה: שני מבנים, בית אחד
זהירות! חרקים מורידים לכם את ערך הנכס
תכנון
זהירות! חרקים מורידים לכם את ערך הנכס
עובדים על משטחים
תכנון
עובדים על משטחים
השילוב הנכון בין מודרני ובין מפנק בחדרי הרחצה
אדריכלות
השילוב הנכון בין מודרני ובין מפנק בחדרי הרחצה
זכוכית חכמה  -  הדרך  הפשוטה והאלגנטית לפרטיות
חדשנות וטכנולוגיה
זכוכית חכמה - הדרך הפשוטה והאלגנטית לפרטיות
מה בין עיצוב פנים להום סטיילינג
תכנון
מה בין עיצוב פנים להום סטיילינג
המגדלור הענק בבת ים
תכנון
המגדלור הענק בבת ים
עיצוב חסר גבולות במסע חובק עולם
חדשנות וטכנולוגיה
עיצוב חסר גבולות במסע חובק עולם
גן ציור
אדריכלות
גן ציור
עיצוב בשתי קומות- דופלקס במתחם נגה
תכנון
עיצוב בשתי קומות- דופלקס במתחם נגה
בין העבר להווה - שיפוץ בית באיטליה
אדריכלות
בין העבר להווה - שיפוץ בית באיטליה
שיפוץ בית פרטי בשכונה בצפון תל אביב
אדריכלות
שיפוץ בית פרטי בשכונה בצפון תל אביב
מערכת בית ונוי
חדשנות וטכנולוגיה
מערכת בית ונוי
יָפָה בשחור - הצצה לדירת פנטהאוז יפיפייה, בלב השוקק של תל-אביב
תכנון
יָפָה בשחור - הצצה לדירת פנטהאוז יפיפייה, בלב השוקק של תל-אביב
בלגי+, הבלגי החדש של קליל - מסורת שעוברת עדכון
אדריכלות
בלגי+, הבלגי החדש של קליל - מסורת שעוברת עדכון
טיט, טיח וקש
תכנון
טיט, טיח וקש
שומרים על החום מבפנים
תכנון
שומרים על החום מבפנים
ונהפוכו...
תכנון
ונהפוכו...
מגדל רוטשילד 17 - מגדל ירוק
תכנון
מגדל רוטשילד 17 - מגדל ירוק
Ambiente
אדריכלות
Ambiente
פתרונות התאורה שאתם חייבים להכיר לפני תקופת החגים הקרובה
אדריכלות
פתרונות התאורה שאתם חייבים להכיר לפני תקופת החגים הקרובה
מה עוד חדש?
חדשנות וטכנולוגיה
מה עוד חדש?
המלחמה על השטיח: למה מה שנראה מיותר הוא חובה עבור המעצב?
עיצוב
המלחמה על השטיח: למה מה שנראה מיותר הוא חובה עבור המעצב?
פרוייקט מושב
אדריכלות
פרוייקט מושב
מאוהלים אפורים לבניינים ירוקים
תכנון
מאוהלים אפורים לבניינים ירוקים
הרחבה ושימור בית בלונדון
אדריכלות
הרחבה ושימור בית בלונדון
פריז מדברת עיצוב
אדריכלות
פריז מדברת עיצוב
דירה יוקרתית ומודרנית בירושלים למשפחה חרדית
אדריכלות
דירה יוקרתית ומודרנית בירושלים למשפחה חרדית
כאן לא גרים! כאן נופשים
אדריכלות
כאן לא גרים! כאן נופשים
שקט מתקדמים
תכנון
שקט מתקדמים
שיפוץ דירה - חמים ונעים
אדריכלות
שיפוץ דירה - חמים ונעים