הבית הוא חלק מהמערכת האקולוגית שפועלת סביבו, וההתייחסות בבניה היא לחומרים, לאתר, למים, לאיכות האויר בפתוך הבית, ולאנרגיה.
האדריכלית רחל מנקין בילסקי מתמקדת הפעם בנושא ניצול האנרגיה הפאסיבית בבית.
בהרצאה היה הסבר של כמה מונחי יסוד בתחום, והסבר איך רלוונטי לניצול אנרגיה פאסיבי:
נוחות טרמית, בידוד - התנגדות טרמית, מאסה טרמית, אנרגית השמש,
נוחות טרמית
תחושה סובייקטיבית של גוף האדם בה הוא חש בנוח.
התחושה הזאת מושפעת מ
- טמפרטורת האויר בחלל (בבסיס מדובר על טמפרטורה של 36.5 במרכז הגוף, ושל 33 בעור הגוף במצב מנוחה. ישנה טבלה שמראה את הטמפרטורה הנוחה בכל פעילות: בשינה יש פחות ייצור חום מטבולי, בפעילות גופנים - יותר, וכו'. על רמת טמפרטורת הגוף, ועל רמת הבידוד בבגדים לא ניתן להשפיע במבנה)
- עוצמת קרינה ישירה ומוחזרת
- לחות יחסית בחלל
- מהירות תנועת האויר בחלל
המטרה היא להשיג נוחות טרמית בקיץ ובחורף תוך צמצום שימוש באנרגיה - במיוחד אנרגיה ממקור בלתי מתחדש.
באטלס האקלימי ניתן לקבל נתונים לגבי כל אזור. הגדרה של שושנת רוחות, נתוני לחות, עומס חום ועוד. את הנתונים האלה ניתן להזין לתוכנה המייצרת גרף הנקרא "קלימטורגף" שהוא למעשה גרף המצליב נתונים של האזור (טמפרטורה, לחות, קרינה, אוורור) עם התייחסות של חורף - קיץ, יום - לילה. ומציין את הטווח שבו קיימת נוחות טרמית. בנוסף מראה הגרף את הטווחים בהם שינוי באוורור, לחות, או קרינה יעזרו להרגיש יותר נוח.
בידוד - התנגדות טרמית
תקן 1045 מגדיר דרישות מינימום לחומרים בעלי
בידוד טרמי של רכיבי המעטפת החיצונית של הבית בחלוקה לפי אזורי הארץ. ישנה רשימה מסודרת של ההתנגדות הטרמית שיש לכל חומר. למשל בלוק בטון שחור נותן 0.4.
כשחושבים על בידוד בדרך כלל מתייחסים לקירות ולמעטפת - אבל יש לזכור שישנם מעברי חום גם מהתקרה (כ25%) ומהרצפה (כ20%) - ולהביא את זה בחשבון.
בתכנון יש להביא בחשבון שהבית אינו אטום הרמטית, ואפילו אם כל הפתחים סגורים ישנה דליפת אויר של 5-15%.
מעבר חום/קור במעטפת החיצונית גורם להפסד אנרגיה. גם אם לא עושים צעדים נוספים, בידוד המעטפת החיצונית של הבית יצמצם את הפסד האנרגיה ויחסוך צורך בשימוש באנרגיה מלאכותית כדי לפצות על ההפסד בחימום/קירור.
חומרים מבודדים הם חומרים שכולאים בתוכם כמה שיותר אויר.
- קל קר
- פוליאוריתן מוקצף
- צמר סלעים (לא נוח לעבודה, סיבים פוגעים בנשימה)
- צמר זכוכית (לא נוח לעבודה, סיבים פוגעים בנשימה)
- טיח טרמי (בעיה ביישום, צריך איש מקצוע)
- בלוק איטונג
- צמר כבשים טבעי
- קנה
- שעם
- סיבי פשתה
- סיבי פוליאסטר snowhite (מפעל ישראלי שעובד עם שאריות פלסטיק ממיחזור בקבוקים)
- באלות קש
- טיח נייר
מסה טרמית
חומר בעל תכונה של דחיסות שלוקח לאויר זמן להיכנס ולצאת. מאט מעבר חום/קור בהולכה והסעה. חומר בעל
מסה טרמית בוהה אוגר חום/קור לאט ומשחרר לאט.
הרעיון בניצול פאסיבי של אנרגיה, הוא להשתמש בתכונות החומרים לטובתנו. ההעדפה בבתי מגורים תהיה בדר"כ לבידוד כלפי חוץ ומסה טרמית כלפי פנים, או מאסה טרמית משני הכיוונים ובידוד באמצע. (יש עוד דעות ושיקולים - ראו
כאן).
אנרגית השמש
בישראל עוצמת הקרינה של השמש אחידה יחסית בכל אזורי הארץ ולאורך כל השנה. (בחול ישנם הבדלים בין חורף לקיץ).
זוית השמש: ישראל נמצאת בקו רוחב 30-33, יש הפרש בזוית ובמסלול השמש בין הקיץ והחורף (ראו איור 3
כאן)
ניצול פאסיבי של אנרגיית השמש יביא את המידע הנ"ל בחשבון בהעמדת המבנה, במיקום הפתחים ובחלוקה הפנימית במבנה.
ההמלצה הגורפת היא לתכנן מפנה דרומי רחב ככל האפשר עם הטיה של עד 30 מעלות, ולמקם בצד הזה את החללים השימושיים במשך היום - סלון, חדרי משחק, שינה ילדים. זאת מתוך הרצון לנצל את האנרגיה של השמש לחימום בחורף.
ניצול פאסיבי של החום יהיה ע"י הכנסת אנרגיה השמש הביתה. כך שבמשך היום החום יכנס ויקלט בקירות, ובלילה יפלט מהקירות בחזרה לחלל.
- חלון דרומי (עד 30 מעלות)
- מרפסת שמש - חלון שפונה כלפי מעלה
- צוהר עליון - ע"מ להכניס אור וחום לחדר אחורי יותר מגביהים את הקיר הפונה לדרום ועושים צוהר עליון. (ראו איורים 27-30)
ביום חורף הפתח יהיה פתוח, ביום קיץ הפתח יהיה מוצל בתריס, ההצללה תתחשב בזוית השמש בקיץ ובחורף כדי להכניס אנרגית שמש בחורף ולחסום אותה בקיץ.
קיר טרומב (איור 4,5
כאן) עושה שימוש בקרינה עקיפה. הוא עשוי מקיר כפול: שכבה חיצונית זכוכית, חלל תווך של אויר, קיר קולט מאסה טרמית צבוע שחור, פתח עליון ותחתון. בחורף אויר נכנס מהפתח התחתון מתוך הבנין אל חלל התווך, עולה ומתחמם, ונכנס חזרה לבנין מהפתח העליון. בקיץ סוגרים תריס, סוגרים פתח עליון, ופותחים חלון עליון כך שאויר חם נכנס לחלל התווך מהפתח התחתון בתוך הבניין ונפלט החוצה מהחלון העליון.
הצללה קבועה ניתנת לחישוב מדוייק על פי זוית השמש וגודל הפתח. אפשרויות הצללה:
- הצללה אופקית (רצוי ליצור רווח בין המבנה להצללה כדי לא לכלוא חום בקיץ)
- הצללה אנכית - תריס (רצוי חיצוני כדי שהחום לא ייכנס) מרקיזה, אלמנט בנוי (ראו איור 7 כאן)
- שימוש ברפפות - קורות בזוית מדוייקת שתאפשר כניסת שמש בחורף ותחסום שמש קיצית, אך עדיין יתאפשר אוורור.
- תריס אור -פיתוח של התריס הרגיל שמצל אך עדיין מאפשר חדירת אור.
- פרגולת רפפות מתכווננות
- משרביה - הצללה חלקית עם כניסת אור
- חצר פנימית - שימוש במעברים מקורים סביב החצר, צמחיה בחצר יוצרת מיקרו אקלים, שימוש בגוף מים - האויר שעובר מעל המים מתקרר
- צמחיה נשירה - חוסמת בקיץ, מעבירה בחורף
- קיר ירוק - התקנת רשת יציבה במרחק 10 ס"מ מהמבנה (כך יוצרים חלל אויר מבודד) וגידול צמחיה מטפסת. יש לשים לב לבחירת הצמחיה - בלי שורשים אלימית, שלא מושך מזיקים. (זה לא מזמין נחשים?)
- גג ירוק - ניצול העובדה שצמחיה בסמוך למבנה קולטת קרינה ומחזירה פחות, מקררת, מפחיתה עומס חום. ישנן טכנולוגיות מסודרות של איטום, ניקוז, שימוש בקרקע קלה כמצע. יש גם חברות ישראליות שעוסקות בזה.
אוורור הגגגג רעפים סגור וכלוא יכול להגיע ל60 מעלות ולהקרין את החום הזה לתוך המבנה.
פתרונות: מאוורר חשמלי - מפוח, מאוורר מכני - ונטה, רעפי אוורור (להקפיד שהפתח יהיה מוצל שלא תיכנס קרינה, ומרושת שלא יכנסו מזיקים)
גג שטוח - הצללה עם צמחיה נשירה - למשל פרגולה עם גפן
מעברים ציבוריים
בראיה רחבה מעבר לבית הפרטי, יש לדאוג שלכל בית יהיו "זכויות שמש". ישנם מודלים לבדיקת הצללה ממבנים קיימים בסביבה.
מעברים מקורים בין בתים ובשטחים ציבוריים - שימוש בצמחיה מצלה, מבנים מצלים.
