כל בית צריך מזגן? הפתרונות האדריכליים שיכולים לחסוך לכם בחשבון החשמל

הטמפרטורות הגבוהות הקיצוניות בשבועות האחרונים - לא רק בישראל, אלא בכל העולם - מבהירות לנו באופן חד משמעי, שמשבר האקלים הוא כבר עובדה בשטח.  לא פלא, אם כן, שבמדינה חמה כמו ישראל, אחד האלמנטים החשובים בעת בניית בית הוא עוצמת המזגן, שיהווה קונטרה לטמפרטורות הנוסקות.

על רקע הצורך הזה זה נולדו פיתוחים המאפשרים לחסוך בחשמל, כמו מערכות ה-VRF, והצורך בפיתוחים חדשים מן הסתם יילך ויגבר, במציאות של התחממות גלובלית. ככל שהטמפרטורה תעלה, כך יהיה צורך במערכות עוד יותר משוכללות, שיאפשרו מצד אחד קירור בעוצמה גבוהה, ומצד שני יאפשרו לחסוך בחשמל. 

השאלה היא איפה הסוף, והאם זו הדרך, לפתח מערכות שיקררו יותר ויותר, ויצרכו מן הסתם יותר חשמל? או שאולי דווקא צריך לחשוב על שינוי כיוון, ובמקום לייצר פתרונות אגרסיביים יותר לקירור, לראות דווקא איך מצמצמים את החום בתוך הבית. 

אלכס גלעד, הבעלים של מרווין חלונות, מציע למשל מענה לתנאי האקלים החיצוניים, בדמות חלונות המייצרים בידוד, וידידותיים לסביבה, המיובאים מאירופה וארה"ב, שם הם נדרשים לפי התקן. במקום אוויר הכלוא בין שתי זכוכיות החלונות הישראליים, בחלונות מרווין כלוא גז ארגון, שבניגוד לאוויר, אינו מוליך חום. החלונות מצופים בציפוי המסנן קרינת שמש ישירה, ואילו מסגרת החלונות עשויה עץ, ולא אלומיניום (שאינו ידידותי לסביבה). כל האלמנטים האלה, אמר גלעד, מייצרים בידוד, השומר על טמפרטורה נעימה בבית – קרירה בקיץ, וחמימה בחורף. 

חלונות מרווין, אדריכלית: קורין לוי, צלם: עוזי פורת

אדריכל איל יוסינגר , מומחה לשיטות בנייה מתקדמות ואדריכלות לבריאות ורווחה, ומייסד BuildUP, המכללה לבנייה ירוקה בהוד השרון, חי את נושא משבר האקלים. "השיח השתנה", הוא אומר, "עד לפני כמה שנים, כשדיברנו על התחממות גלובלית, השיח עסק במניעת משבר האקלים. דיברנו על כך שאם כל אחד יתרום את החלק שלו, ימחזר, יצרוך פחות חשמל, נגיע למצב שפליטת הפחמן הדו-חמצני שנפלטת לאטמוספירה תשתווה לכמות הפחמן הדו-חמצני שמופחתת ממנה באופן טבעי. אבל כל זה היסטוריה, כי אנו בעיצומו של שינוי אקלימי, ומה שנותר, הוא לתכנן מבנים שיאפשרו חוסן לעידן קץ האקלים: עד היום האקלים איפשר לנו כבני אדם לחיות בנוחות, אבל היום אנו חייבים לתת מענה תכנוני אדריכלי לעידן שבו האקלים לא מאפשר זאת". 

אז איך מתכננים מבנים שמאפשרים רווחה למרות משבר האקלים? יוסינגר מדבר על שני אלמנטים מרכזיים: צורה וחומר. צורת המבנה מתייחסת לאופן שבו המבנה ממוקם כלפי  השמש וכלפי הרוח, גודל חלונות, הצללות, כיוונים. הוא מדגים: "כשנכנסים לרכב שעמד בחוץ ביום קיץ חם, אנחנו פותחים חלונות, מפעילים מזגן למקסימום, ולוקח זמן עד שהתחושה ברכב נעימה. נדמיין את אותו הרכב, באותו יום, אך לאחר שעמד בצל, התמונה אחרת לגמרי. אותו דבר לגבי מבנים: אם המבנה עומד נכון  כלפי האקלים,  תנאי הפתיחה שלנו הרבה יותר טובים. מבנה נכון עובד נכון יותר גם בקיץ, כשחם, וגם בחורף, כשקר. הוא יודע להשתמש באנרגיית השמש בחורף, ולהצטנן מעצמו בקיץ. 

"צורת המבנה יכולה גם לאפשר ללכוד את הרוח הטבעית, להגביר את מהירות הרוח ואפילו לייצר רוח יש מאין כשהאוויר בחוץ עומד. לקירור באמצעות רוח יתרונות נוספים, כמו הפחתת לחות וניקוי האוויר מרעלים".  

בעניין החומר, הוא אומר, יש צורך בבידוד טרמי ומסה טרמית. "בידוד טרמי כמעט ולא מדובר אצלנו" אומר יוסינגר. "בארצות קרות, ללא בידוד, לא היו שורדים את החורף. התרגלנו לאקלים ממוזג, והצורך בבידוד הבית, הוא אחד השינויים התפיסתיים. ברגע שאנו מבודדים את הבית, החום נשאר בחוץ והבית שומר על הטמפרטורה. 

בית ספר במרכז הארץ, תכנון וצילום: אייל יוסינגר אדריכלים

"מסה טרמית עוזרת לשמור על הטמפרטורה הפנימית בבית. נדמיין כביש בלילה ביום קיץ חם. הכביש עדיין חם, למרות שכבר לילה, כי הוא אגר את חום השמש וכעת הוא פולט אותו בחזרה. אם היה לנו בבית משהו כמו כביש, שקולט חום, היינו יכולים להשתמש בזה. במחקר שהובילה המחלקה לאדריכלות מדברית בשדה בוקר, הוכח שבידוד טרמי מחוץ למבנה ומסה טרמית בתוך המבנה, מאפשרים לשמור על טמפרטורה מתאימה". 

איך משלבים מסה טרמית במבנה? 
"משתמשים בחומרי בנייה  שיודעים לשמור חום בתוכם, כמו בטון ואבן טבעית. מחוץ לבית משתמשים בחומרים שיודעים לבודד".  

יוסינגר מציין חומרים כמו סולארגלאס, שזו מעין זכוכית מוקפצת ממוחזרת ומבודדת חום; צמר זכוכית, או צלולוזה, חומר בידוד ייחודי, אקולוגי וירוק העשוי מחומרים ממוחזרים שאינם פולטים רעילים וידידותי לסביבה; או המפקריט, שהוא חומר בנייה ממקור טבעי, המשמש לבניית קירות, מחיצות, גגות וכן כחומר מבודד. החומר מורכב מתערובת של מים, סיד אווירי ושבבים של צמח ההמפ, ממשפחת הקנביס.  "בפועל ,כל הפרקטיקות האלה, כשמיישמים אותן נכון", אומר יוסינגר, "מאפשרות להגיע לבתים ללא מזגנים. תכננתי בית בגינוסר בבקעת הירדן, שכמעט ולא מפעילים שם מזגן. אותו הדבר בית בצפון רמת הגולן, שלא מצריך הפעלת חימום בחורף. 

"בתים כאלה, בגלל שהם כ"כ יעילים אנרגטית, קל להפוך למבנה מאופס אנרגיה, הם כמעט לא משלמים חשבון חשמל, ויש כאלה שאפילו מפיקים חשמל ומקבלים מדי חודש תשלום מחברת  חשמל". 

שכונה שלמה בלי מזגן  

משרד אדריכלים רוזן-ליננברג, עוסק מזה 30 שנה בבנייה הקשורה להתמודדות עם משברים אקלימיים. "כל פרוייקט", אומר אדריכל רון רוזן, אחד משני שותפי המשרד, "הוא אירוע עם תקציב, עם פרוגרמה, ומציאות סביבתית שהוא נכנס אליה". 

בית בנטף, תכנון וצילום: אייל יוסינגר אדריכלים

לאחר שתכנן מספר פרוייקטים במדבר, המתאימים עצמם לתנאים הסביבתיים, בהם, בין היתר, כפר סטודנטים בקיבוץ אשלים, תוכנית מתאר ובנייה בקיבוצים סמר וקטורה שבערבה, פונדק יטבתה הסמוך לאילת, חדר אוכל בקיבוץ לוטן בחבל אילות ומרכז לאומי לאנרגיית שמש במדרשת בן גוריון – זכה המשרד לפני כעשור בתחרות שבחנה הצעות להקמת שכונת סטודנטים בשדה בוקר.

הפתרונות שהציעו משרד אדריכלים רוזן-ליננברג, הולידו שכונה שלמה שבאף אחד מהבתים בה אין מזגן, להפחתת עומס החום, וגם בקיץ שוררת טמפרטורה נעימה בבתים. ובחורף, הטמפרטורה נעימה וחמימה, גם ללא אמצעי חימום. זה הושג הודות לחלונות כפולים הניצבים במרחק של כ-60 ס"מ אחד מהשני, והם מייצרים אפקט חממה בחורף. ואילו בקיץ, פותחים חלונות במהלך הלילה, ודרכם נכנס אוויר קר, ובמהלך היום החלונות סגורים, כך שהאוויר הקר נאגר בחלל הבית"

במסגרת התחרות, מספר רוזן, "התבקשנו להראות יכולות סביבתיות מקסימליות. זה כולל העמדה והצללה, ניצול נכון של משטר הרוחות המקומי, אגירת ופליטת אנרגיה, שימוש בתשומות של הבנייה. הסיבה שזכינו היא העובדה שהתייחסנו לא רק ליובש ולחום בקיץ, אלא גם לתנאי הקור הקיצוניים שיש במדבר בחורף". 

הפתרונות שהם הציעו, הולידו שכונה שלמה שבאף אחד מהבתים בה אין מזגן, להפחתת עומס החום, וגם בקיץ שוררת טמפרטורה נעימה בבתים. ובחורף, הטמפרטורה נעימה וחמימה, גם ללא אמצעי חימום. זה הושג הודות לחלונות כפולים הניצבים במרחק של כ-60 ס"מ אחד מהשני, והם מייצרים אפקט חממה בחורף. ואילו בקיץ, פותחים חלונות במהלך הלילה, ודרכם נכנס אוויר קר, ובמהלך היום החלונות סגורים, כך שהאוויר הקר נאגר בחלל הבית". 

אלה, בשילוב עם בידוד טרמי חיצוני ושימוש במאווררי תקרה, מממקסמים את התכונות של המדבר, ומאפשרים לנצל אותן לטובת השגת הטמפרטורה הרצויה, ללא שימוש באמצעים חיצוניים. "בנייה אקלימית נכונה אפשר לייצר בכל מקום, וזה לא עניין של חומרים מסויימים, כאלה או אחרים. חומרים מבודדים לא נמצאים בחלל ריק, ולא עומדים בפני עצמם. צריך פשוט להתאים את הטכנולוגיה לתנאים הסביבתיים. האתגר האדריכלי הבא להתמודד עם משבר האקלים, חייב לראות את התכנון האזורי שבין המבנים כחלק אינטגרלי, ולא רק את המבנים". 

פחות דגש מפעם באדריכלות בארץ על משבר האקלים

אדריכל אורי לניר, ממשרד אדריכלים עדה כרמי, מתמודד עם משבר האקלים כחלק בלתי נפרד מהתכנון האדריכלי. "אנחנו רואים באדריכלות לא רק כלי ליצירת מבנה", הוא אומר, "אלא מרחב חי ונושם שמסוגל להגיב לתנאי האקלים המשתנים. השפה האדריכלית שלנו מבוססת על אור, חומריות כנה וקשר עמוק למקום ולמציאות האקלימית הקיצונית". 

וילה בקיסריה, תכנון וצילום: אייל יוסינגר אדריכלים

כמו למשל?
"הצללות עמוקות, חצרות פנימיות שמצננות את המרחב (מוטיב מרכזי בעבודה שלנו), מבואות מוצלות שמתפקדות כריאות ירוקות טרמיות, וגגות ירוקים ומוצלים, המאפשרים שהייה בהם. אנחנו גם משתמשים בחומרים מקומיים בעלי מסה תרמית גבוהה ובטון אדריכלי (אבן מקומית), השומרים על טמפרטורה פנימית מאוזנת, ובחומרים טבעיים ונושמים (עץ/טיח מינרלי) עם מחזור חיים ארוך והשפעה נמוכה על פליטת פחמן". 

תכנון מרכז המבקרים בגני רמת נדיב, המבנה הציבורי הראשון בישראל בעל תו תקן של בנייה ירוקה, שתכנן המשרד, הוא דוגמה חיה לתכנון ידידותי לאקלים: "כך למשל, הבניין 'נעלם' בנוף – משתלב בטופוגרפיה באמצעות חפירה חלקית לקרקע, מה שמצמצם את החשיפה לשמש ומייצר בידוד תרמי טבעי. יש בו הצללה ואור טבעי – פטיו וחללים חצי פתוחים, שמאפשרים אור יום רך ואוורור טבעי, ומקטינים צורך במיזוג מלאכותי. נעשה שם שימוש בחומרים מקומיים ועמידים –אבן מקומית ובטון חשוף – בעלי מסה תרמית גבוהה השומרים על טמפרטורה מאוזנת. 

תכנון מרכז המבקרים בגני רמת נדיב הוא דוגמה חיה לתכנון ידידותי לאקלים: "כך למשל, הבניין 'נעלם' בנוף – משתלב בטופוגרפיה באמצעות חפירה חלקית לקרקע, מה שמצמצם את החשיפה לשמש ומייצר בידוד תרמי טבעי. יש בו הצללה ואור טבעי  ונעשה שימוש בחומרים מקומיים ועמידים בעלי מסה תרמית גבוהה השומרים על טמפרטורה מאוזנת" 

"הגג הירוק של מרכז המבקרים מהווה מעין 'שמיכה ירוקה', היוצרת רצף ירוק בין פארק הטבע לבין גני הזיכרון. כיסוי הגג באדמה יוצר בידוד תרמי, מסייע לשמירת טמפרטורה נוחה בתוך המבנה ותורם לחיסכון באנרגיה. העצים והשיחים השתולים על גבי הגג, תורמים להקטנת זיהום האוויר ולהשתלבות המבנה בסביבה.

"מרכז המבקרים מואר בתאורת אור יום הודות לתכנון המיוחד של גג המבנה. בראש גג מרכז המבקרים, לכל אורכו, הותקנה זכוכית Sky light דרכה חודר למבנה אור יום. האור נכנס דרך הזכוכית, מאיר בתאורה 'רכה' את המסדרונות הארוכים של המבנה וכך נחסכת צריכת חשמל לתאורה". 

כמו מרכז המבקרים בגני נדיב, גם מבנים אחרים של המשרד מתוכננים באופן ידידותי לאקלים: מפעל סודה סטרים באזור התעשייה של רהט;  בית הליבה בעיר העתיקה בירושלים; מרכזה שיקום עדי נגב, הבנוי כמתחם פרוש לאורך ציר ירוק – מה שמאפשר אוורור טבעי, הצללות והפחתת חום; פרוייקט Site911 שתכנן המשרד בנבטים לחיל האוויר: מבנה הבנוי סביב פטיו המשמש כמרחב ביניים מוצל שמקשר בין המבנים, אור לא ישיר שחודר למבנה דרך פתחים צידיים ומסכים מחורצים.

מפעלי סודה סטרים. אדריכלות ותכנון: עדה כרמי מלמד אדריכלים, צילום: עופר ארוסי

וכן פרוייקט של מבנה קורס מפ"ים ומג"דים שתכנן המשרד בג'וליס: מבנה המורכב משני אגפים עיקריים המקושרים ביניהם דרך פטיו מרכזי מוצל, עם צמחיה התורמת לקירור טבעי, פתחים מכיוון צפון ודרום המאפשרים כניסת אור רך, שימוש בהצללות עמוקות וקירות מסננים, היוצרים אור עקיף ומונעים חדירת שמש ישירה .

לניר מוצא, שדווקא בעבר, האדריכלות הישראלית התחשבה יותר באקלים הים תיכוני והמדברי, ועל רקע זה סיפקה פתרונות של הצללה, פטיו, מסדרונות מוצלים, משרביות ומסה תרמית גבוהה. לעומת זאת, הוא אומר, דווקא בעשורים האחרונים יש פחות דגש באדריכלות בארץ על משבר האקלים, כמו למשל התכנון של בניינים עם קירות מסך מזכוכית לכל הכיוונים, שמגביר את התלות באנרגיה, ודורש מיזוג מלא.

לעומת זאת, באירופה ובצפון אמריקה יש מיקוד הרבה יותר גדול בטכנולוגיות ירוקות (חומרים ממוחזרים, אנרגיה מתחדשת, תקני בנייה ירוקים מחמירים), ושימוש הולך וגובר במבנים נטולי פחמן ובבנייה ביופילית, המשלבת צמחיה כחלק אינטגרלי של המבנה.