מדריך לבניה אקולוגית
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

מדריך לבניה אקולוגית

on

  • 3,116 views

 

Statistics

Views

Total Views
3,116
Views on SlideShare
3,116
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
31
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

מדריך לבניה אקולוגית מדריך לבניה אקולוגית Document Transcript

  • ‫המדריך‬ ‫לבנייה‬ ‫ביו-אקלימית‬ ‫בישראל‬ ‫היחידה לאדריכלות ובינוי ערים במדבר‬ ‫המחלקה לאדם במדבר, המכון למחקר סביבות צחיחות‬ ‫המכונים לחקר המדבר ע"ש יעקב בלאושטיין‬ ‫אוניברסיטת בן-גוריון בנגב‬‫מדינת ישראל - משרד התשתיות הלאומיות - אגף מחקר ופיתוח‬ ‫01-91-‪MONI-RD‬‬ ‫0102‬ ‫יוני‬ ‫דוד פרלמוטר • אביתר אראל • יצחק מאיר • יאיר עציון • יודן רופא‬ ‫הפקה גרפית ואנימציה: קובי נהון‬
  • ‫2‬ ‫תוכן עניינים‬‫31. שטחים פרטיים פתוחים . . . . . . . . . . 16‬ ‫מושגי יסוד‬‫41. תכנית מתאר מודעת סביבה . . . . . . . 76‬ ‫1. פיתוח בר-קיימא . . . . . . . . . . . . . 3‬‫51. מקבץ הבנינים . . . . . . . . . . . . . . . . . 47‬ ‫2. סביבה, אנרגיה ובנייה ירוקה . . . . . . . . 8‬ ‫הבנין‬ ‫3. אזורי אקלים . . . . . . . . . . . . . . . 9‬‫61. בניין מודע אקלים . . . . . . . . . . . . . . . 38‬ ‫4. אקלים עירוני . . . . . . . . . . . . . . 21‬‫71. צורת המעטפת . . . . . . . . . . . . . . 68‬ ‫5. נוחות תרמית . . . . . . . . . . . . . . . 61‬‫81. קיר רב-שכבתי . . . . . . . . . . . . . . 98‬ ‫6. מעבר אנרגיה . . . . . . . . . . . . . . . 42‬‫91. חומרי בידוד . . . . . . . . . . . . . . . . 29‬ ‫63‬ ‫7. מיקרו-אקלים . . . . . . . . . . . . . . .‬‫02. מסה תרמית . . . . . . . . . . . . . . . . 79‬ ‫8. גיאומטריית שמש . . . . . . . . . . . . 34‬‫12. גג מגן . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99‬ ‫9. בריאות ואיכות אויר פנים . . . . . . . . 54‬‫22. חומרי גמר . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701‬‫32. פתחים בבנין . . . . . . . . . . . . . . . . . 901‬ ‫נושאי תכנון‬‫42. חימום וקירור פסיבי . . . . . . . . . . . 821‬ ‫המבנן‬‫52. בנין הדגמה באקלים מדברי . . . . . . 541‬ ‫01. מיקום הישוב . . . . . . . . . . . . . . . 84‬‫841‬ ‫מקורות . . . . . . . . . . . . . . . . .‬ ‫11. מערכת התנועה . . . . . . . . . . . . . . 15‬‫251‬ ‫מפתח . . . . . . . . . . . . . . .‬ ‫21. חתך הרחוב . . . . . . . . . . . . . . . . . 45‬ ‫כלים אינטראקטיביים‬ ‫04‬ ‫04‬ ‫83‬ ‫0.52 מינימום ]מ“צ‬ ‫[‬ ‫2.62 מקסימום ]מ“צ‬ ‫[‬ ‫5.52 ממוצע ]מ“צ[‬ ‫1.73 צורך בקירור ]שעות * מ“צ[‬ ‫הדמיה תרמית‬ ‫הפרש עונתי‬ ‫מסלולי שמש‬ ‫63‬ ‫63‬ ‫43‬ ‫ברום‬ ‫הפרש עונתי‬ ‫23‬ ‫23‬ ‫באזימוט‬‫טמפרטורה ]מ“צ‬ ‫03‬ ‫82‬ ‫82‬ ‫ד‬ ‫מע‬ ‫62‬ ‫42‬ ‫42‬ ‫פנים‬ ‫[‬ ‫22‬ ‫דצמבר‬ ‫02‬ ‫02‬ ‫מז‬ ‫צ‬ ‫81‬ ‫חוץ‬ ‫61‬ ‫0‬ ‫יוני‬ ‫0‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫9‬ ‫21‬ ‫51‬ ‫81‬ ‫12‬ ‫42‬ ‫שעה‬‫12 דצמבר‬ ‫12 נובמבר‬ ‫12 אוקטובר‬ ‫12 ספטמבר‬ ‫12 אוגוסט‬ ‫12 יוני 12 יולי‬ ‫הצללת חלון‬ ‫08 001‬ ‫06‬ ‫04‬ ‫03‬ ‫טבלה‬ ‫פסיכרומטרית‬‫00:31‬ ‫00:41‬ ‫00:51‬ ‫00:61‬ ‫00:71‬ ‫00:81‬ ‫‪NOON‬‬ ‫00:31‬ ‫00:41‬ ‫00:51‬ ‫00:61‬ ‫00:71‬ ‫00:81‬ ‫52‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫08‬ ‫08‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫לחות מוחלטת ]גרםק“ג[‬ ‫07‬ ‫07‬ ‫‪o‬‬ ‫02‬ ‫‪o‬‬ ‫06‬ ‫06‬ ‫לחות יחסית ]%[‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫05‬ ‫05‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫)%87/ 62(‬ ‫51 02‬ ‫04‬ ‫04‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫03‬ ‫03‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫02‬ ‫02‬ ‫01‬ ‫‪o‬‬ ‫01‬ ‫‪o‬‬ ‫01‬ ‫)%02/ 04(‬ ‫5‬ ‫מזרח‬ ‫דרום‬ ‫מערב‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫5‬ ‫01‬ ‫51‬ ‫02‬ ‫52‬ ‫03‬ ‫53‬ ‫04‬ ‫54‬ ‫05‬ ‫טמפרטורה גולה יבשה ]מ“צ[‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫1. פיתוח בר-קיימא‬ ‫1. רקע היסטורי‬ ‫המושג "פיתוח בר-קיימא" הפך שגור בשנים‬ ‫האחרונות והכל טוענים שהם מכוונים אליו בפעילותם.‬ ‫בישראל התקבלה רשמית החלטת ממשלה הרואה‬ ‫בפיתוח בר-קיימא את אופן הפיתוח המועדף. מנגד‬ ‫יש הטוענים שמרוב שימוש המושג רוקן מתוכן ממשי.‬ ‫פרק זה בא להסביר את מקורותיו של המושג הזה,‬ ‫להציג כמה הגדרות מקובלות שלו, להסביר אותו ואת‬ ‫הפעילות שנעשתה בארץ לקידומו והתאמתו, ולבסוף‬ ‫לעמוד על התרומה שיכולים בניינים לתרום ליצירת‬ ‫פיתוח בר-קיימא.‬ ‫2.1 החרפת המשבר הסביבתי‬ ‫1.1 מודעות סביבתית והגנה על הסביבה‬ ‫בשנות ה – 07 של המאה הקודמת, התחזקה המודעות‬ ‫לפני שנפנה להגדרות חשוב להבין את ההקשר‬ ‫לגידול בנזקים הסביבתיים ולמשבר הסביבתי העולמי.‬ ‫ההיסטורי והפוליטי שבמסגרתו נוצר המושג. המודעות‬ ‫קבוצת מדענים ידועי שם, בהזמנת גוף מעורב של‬ ‫לסביבה וההגנה על הסביבה החלו להיווצר בארצות‬ ‫אנשי עסקים, ומדינאים הזמינה דו"ח סביבתי עולמי על‬ ‫אירופה וצפון אמריקה בהקשר של התקדמות התיעוש‬ ‫הגבולות לפיתוח.[1] הדו"ח עורר סערה בעולם המדעי,‬ ‫והעיור, וכתגובה להם. ניתן להגדיר שלושה שלבים,‬ ‫ובמדיניות בינלאומית, בין השאר משום שהוא יצר‬ ‫או רמות של מודעות סביבתית. הרמה הראשונה היא‬ ‫קשר ברור בין עצם הפיתוח הטכנולוגי והתעשייתי ובין‬ ‫המודעות לנזק שנגרם לסביבה הטבעית על ידי פעילות‬ ‫נזקים סביבתיים, והזהיר לראשונה מפני התמוטטות‬ ‫האדם, ונקיטת פעולות של שימור הטבע ושימור הגישה‬ ‫המערכת האקולוגית העולמית בעקבות פעילות האדם.‬ ‫של בני אדם למקומות טבעיים. במסגרת פעילות זו‬ ‫בשנת 3891 האו"ם הקים ועדה בינלאומית לדיון‬ ‫הוגדרו הפארקים העירוניים הראשונים, והפארקים‬ ‫בנושאי סביבה ופיתוח, וב-7891 ועדה זו פרסמה את‬ ‫הלאומיים הראשונים שהבטיחו שימור של מקומות‬ ‫הדו"ח שלה, ‪ ,Our Common Future‬הקרוי גם דו"ח‬ ‫טבעיים בעלי יופי מיוחד, או חשיבות מיוחדת, ואת‬ ‫ברונטלנד, ע"ש יושבת ראש הועדה (ראש ממשלת‬ ‫הגישה החופשית של הציבור אליהם. הרמה השנייה‬ ‫נורבגיה לשעבר גרו הרלם ברונטלנד). [2] דו"ח זה כלל‬ ‫של המודעות הסביבתית, ושל ההגנה על הסביבה הוא‬ ‫לראשונה את המושג פיתוח בר-קיימא (‪Sustainable‬‬ ‫בקשירת הקשר בין פיתוח ובין נזקים סביבתיים. רמה‬ ‫‪.)Development‬‬ ‫זו מאופיינת על ידי פעילות לעצירת פיתוח, ובמקרה‬ ‫שלא ניתן לעצור אותו, אמדן הנזקים שלו, ויצירת‬ ‫1. 2791 ,.‪ .Meadows et al‬כעבור 23 שנים פורסם דו"ח‬ ‫מנגנונים להגנה על הסביבה מפני הנזקים, או פיצוי‬ ‫מעקב (4002 ,.‪ )Meadows et al‬שבדק את התממשות‬ ‫לתושבים מפני הנזקים הצפויים. הרמה השלישית של‬ ‫התחזיות המקוריות, ומצא שלמרות השינויים הטכנולוגיים‬ ‫מודעות סביבתית היא זו הקושרת בין הפיתוח לצורך‬ ‫הרבים, שלא נצפו מראש, החמרת תמונת המצב‬ ‫החברה האנושית מחד, ובין המערכת הסביבתית‬ ‫הסביבתית תואמת באופן כללי את התחזיות הפסימיות‬ ‫התומכת בו מאידך, ומדגישה את הצורך בהתאמת‬ ‫משנת 2791.‬ ‫הפיתוח למגבלות של המערכת הסביבתית – כדי‬ ‫2. 7891 ,‪.Bruntland‬‬ ‫לאפשר את היותו בר-קיימא לאורך הזמן.‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫פיתוח בר-קיימא‬ ‫מטרות:‬ ‫• צמיחה כלכלית‬ ‫• מקסימום רווח פרטי‬ ‫• הרחבת שווקים‬ ‫פיתוח כלכלי‬ ‫• החצנת עלויות‬ ‫פיתוח כלכלי מקומי‬ ‫שמירת טבע‬ ‫מטרות:‬ ‫• הגדלת אוטונומיה‬ ‫מקומית‬ ‫מטרות:‬ ‫• סיפוק צרכים בסיסיים‬ ‫פיתוח‬ ‫פיתוח‬ ‫• הקפדה על יכולת‬ ‫• הגדלת השיוויוניות‬ ‫נשיאה סביבתית‬ ‫• הבטחת השתתפות‬ ‫חברתי‬ ‫סביבתי‬ ‫• שימור ומיחזור‬ ‫ואחריות‬ ‫משאבים‬ ‫• שימוש בטכנולוגיה‬ ‫• הקטנת זיהומים‬ ‫מתאימה חברתית‬ ‫אקולוגיה עמוקה - אוטופיה‬ ‫איור 1.1. שלושת מעגלי פיתוח בר-קיימא.‬ ‫העוני עצמו, כך נטען גם בדו"ח, הוא גורם בעייתי‬ ‫3.1 הבדלי ההשקפות בין מדינות מתועשות‬ ‫מבחינה סביבתית משום שהוא מעודד ילודה, תורם‬ ‫ומתפתחות‬ ‫לגידול האוכלוסין, ומחייב שימוש במשאבים מתכלים‬ ‫לאספקת צרכי החיים הבסיסיים ביותר. על כן זיהה‬ ‫בדיוני ועדות האו"ם ובכנסים בינלאומיים בנושא‬ ‫הדו"ח את הקשר בין פיתוח, הדרוש כשלעצמו כדי‬ ‫התעורר עימות על רקע הבדלי ההשקפות על‬ ‫לספק את צרכי הקיום של הדור הנוכחי, ובין שמירת‬ ‫המשבר הסביבתי בין המדינות המתועשות והמדינות‬ ‫הסביבה, כדי שגם הדורות הבאים יוכלו להשתמש‬ ‫המתפתחות או כפי שנקראו אז מדינות העולם‬ ‫במשאבים שהסביבה מספקת לאדם.‬ ‫השלישי. גישת המדינות המתועשות הייתה להדגיש‬ ‫את הצורך בהגבלת הפיתוח, ובבקרה על צריכת‬ ‫אנרגיה ומשאבים. המדינות המתפתחות, לעומת זאת,‬ ‫4.1 דו"ח ברונטלנד‬ ‫טענו כי המשבר הסביבתי הוא תוצאה של הפעילות‬ ‫דו"ח ברונטלנד נשען על ארבע עקרונות ליצירת פיתוח‬ ‫הכלכלית, רמת החיים והצריכה של תושבי המדינות‬ ‫בר-קיימא של החברה האנושית בעולם:‬ ‫המתועשות, ועל כן, על אלה מוטלת החובה להגביל‬ ‫את הנזקים הסביבתיים שהן יוצרות. הרבה בעיות‬ ‫• חיסול העוני בעולם, ובמיוחד בעולם השלישי, נחוץ‬ ‫סביבתיות במדינות מתפתחות, טענו, הן דווקא‬ ‫לא רק מסיבות אנושיות, אלא גם מסיבות סביבתיות‬ ‫תוצאה של חוסר בפיתוח כלכלי וחברתי, והישענות‬ ‫• על העולם הראשון להקטין את צריכת המשאבים‬ ‫על כלכלת קיום כדי לקיים את עצמם נאלצים חקלאים‬ ‫ופליטת הפסולת שלו‬ ‫לעבד אדמות שוליות מבחינת פוריותן, ובכך לדרדר‬ ‫אותן עוד ולהאיץ את תהליך המידבור, לברא יערות‬ ‫• שיתוף פעולה בינלאומי בנושאים סביבתיים איננו‬ ‫כדי לגדל גידולים לשוק הסחורות, או להשתמש בעצים‬ ‫אופציה אלא הכרח‬ ‫להסקה מחוסר משאבים לקניית דלקים מחצביים.‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫• שינוי לכיוון של פיתוח בר-קיימא יכול לקרות רק‬ ‫באמצעות פעילות קהילתית המתייחסת‬ ‫ברצינות לתרבויות מקומיות‬ ‫כלכלה‬ ‫חברה‬ ‫5.1 קיימות והפוליטיקה הבינלאומית‬ ‫לאחר פרסום הדו"ח, הקימו מדינות שונות‬ ‫סביבה‬ ‫ועדות לדון בו ולפתח מדיניות לאומית שתגיב‬ ‫להמלצותיו. בשנת 2991, כינס האו"ם את‬ ‫הועידה הבינלאומית הראשונה לדיון בנושא הסביבה‬ ‫איור 2.1. שלושת ההקשרים של פיתוח בר-קיימא.‬ ‫הגלובלית שהתקיימה בריו דה זניירו שבברזיל. בסוף‬ ‫אותה ועידה התפרסמה הצהרת ריו, שאימצה את‬ ‫• צורך בצדק חברתי וגוון תרבותי כדי לאפשר‬ ‫העיקרון של פיתוח בר-קיימא והפכה אותו לבסיס‬ ‫לקהילות מקומיות לפתור את העימותים‬ ‫למדיניות הסביבתית העולמית והבינלאומית.‬ ‫הללו באופן שיביא לידי ביטוי את ערכיהם‬ ‫המיוחדים"‬ ‫2. הגדרת פיתוח בר-קיימא‬ ‫הגדרה זו ניתנת להצגה באופן גרפי על ידי שלושת‬ ‫ישנן הגדרות רבות לפיתוח בר-קיימא. להלן נביא‬ ‫מעגלי הפיתוח כפי שניתן לראות באיור 1.1. לכל‬ ‫שלוש מבן ההגדרות הללו המעידות על ההיבטים‬ ‫מעגל יש מטרות משלו, ואזורי החפיפה בין כל שני‬ ‫השונים של המושג. ההגדרה הראשונה היא:‬ ‫מעגלים מהווים סוגים שונים של פעילויות ותנועות‬ ‫"פיתוח העונה על צרכי היום מבלי לפגוע‬ ‫פיתוח ושימור. אולם רק האזור המצומצם יחסית של‬ ‫ביכולת הדורות הבאים לענות לצרכיהם"‬ ‫החפיפה בין שלושת המעגלים מהווה באמת פיתוח‬ ‫בר-קיימא.‬ ‫הגדרה זו מדגישה את עקרון השוויון הבין-דורי,‬ ‫ואת שינוי ההשקפה על היחס בין האדם והעולם‬ ‫ההגדרה השלישית היא:‬ ‫ומשאביו מיחס של בעלות, אדנות וניצול ליחס של‬ ‫אחריות, שמירה וניטור. היא מהווה גם הרחבה של‬ ‫"פיתוח כלכלי השומר ומקדם את הסביבה תוך‬ ‫מושג ההורות – מזה הפרטי והמובן מאליו של הרצון‬ ‫כדי שמירה וחיזוק השוויון חברתי."‬ ‫והחובה של הורים לדאוג לצאצאיהם לדאגה לחברה‬ ‫יש המבקרים את ההגדרה שלעיל, ואת דיאגרמת‬ ‫האנושית בכללותה. הדור הנוכחי חייב לדאוג לצרכיו‬ ‫שלושת המעגלים וטוענים שהשוויון הניתן לשלושת‬ ‫(על ידי פיתוח), אולם הוא צריך לעשות זאת תוך כדי‬ ‫המעגלים מטעה. הוא יוצר את הרושם שהסביבה,‬ ‫שמירה על משאבי הסביבה באופן כזה שגם הדורות‬ ‫הכלכלה והחברה הם שלושה הקשרים שונים ובלתי‬ ‫הבאים יוכלו לדאוג לצרכיהם.‬ ‫תלויים שיש למצוא איזון ביניהם. בפועל, כך נטען,‬ ‫ההגדרה השנייה מפרטת את שלושת המרכיבים של‬ ‫הסביבה מהווה את ההקשר והתנאי לקיום החברה‬ ‫פיתוח בר-קיימא. היא גם כוללת בתוכה את ההבנה‬ ‫האנושית שבמסגרתה יכול להתקיים הפיתוח הכלכלי‬ ‫שפיתוח בר-קיימא איננו נטול התנגשויות בין ערכים‬ ‫הדרוש לקיומה ושגשוגה. על כן שמירת הסביבה‬ ‫שונים. מהותו של פיתוח בר-קיימא היא במציאת‬ ‫ופיתוחה באופן ששומר על העושר והמגוון של המערכת‬ ‫האיזון בין הערכים השונים. על כן הגדרה שנייה היא:‬ ‫האקולוגית חייב להיות בראש סדר העדיפויות, שני‬ ‫בסדר החשיבות הוא קידום השוויון והאיזון החברתי,‬ ‫"פיתוח בר-קיימא מהווה איזון בין -‬ ‫ומגבלות שתי המערכות האלה צריכות לחול על‬ ‫• צורך בפיתוח כלכלי כדי להתגבר על עוני‬ ‫המערכת הכלכלית. ניתן לייצג הגדרה זו באמצעות‬ ‫• צורך בהגנה סביבתית על אויר, מים, קרקע ומגוון‬ ‫סכמת שלושת האליפסות שמוצגת באיור 2.1.‬ ‫המינים שכולנו תלויים בהם בסופו של דבר‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫דו“ח ברונטלנד‬ ‫תכנית ישראל‬ ‫0202‬ ‫אג‘נדה 12‬ ‫נייר מדיניות‬ ‫נושאית פיתוח‬ ‫מסגרת פיתוח בר-קיימא‬ ‫מסגרת פיתוח בר-‬ ‫בר-קיימא‬ ‫מדינות מפותחות‬ ‫קיימא לים התיכון‬ ‫נייר רקע‬ ‫תכנית הולנדית‬ ‫לאסטרטגייה‬ ‫לפיתוח בר‬ ‫אנרגיה‬ ‫-קיימא‬ ‫תעשיה‬ ‫צוותים מגזריים‬ ‫חקלאות‬ ‫מים‬ ‫עירוני‬ ‫אוויר‬ ‫תיירות‬ ‫חומרים מסוכנים‬ ‫תחבורה‬ ‫פסולת‬ ‫חברה‬ ‫שטחים פתוחים‬ ‫מגוון ביולוגי‬ ‫אסטרטגיות פיתוח‬ ‫בר-קיימא לישראל‬ ‫תמ“א 53‬ ‫מדיניות מימי חופין‬ ‫המלצות ארגוניות‬ ‫הצעות לצעדים הבאים‬ ‫איור 3.1. תהליך פיתוח אסטרטגיה לפיתוח בר-קיימא בישראל (על פי ערן פייטלסון)‬ ‫שמירה על איזון בין המרכיבים הכלכליים, החברתיים‬ ‫3. מדיניות לקידום פיתוח בר-קיימא –‬ ‫והסביבתיים במסגרת הארגונית המכינה אותו. הכנת‬ ‫סדר יום 12‬ ‫סדר יום 12 תדגיש את שיתוף הציבור ובעלי העניין‬ ‫השונים באופן אקטיבי בהכנתו. יפותחו מנגנונים‬ ‫אחד המסמכים המרכזיים שאושרו בועידת ריו היה‬ ‫מוסכמים על בעלי העניין השונים והציבור לאבחון‬ ‫סדר יום עולמי למאה ה – 12 (12 ‪ .)Agenda‬מסמך‬ ‫המצב הקיים, קביעת היעדים, ניטור ההתקדמות‬ ‫זה קרא למדינות, אזורים, ערים ואף ארגונים להכין‬ ‫והתאמתה של תכנית הפעולה. מנגנונים אלה נקראים‬ ‫סדר יום ליישום מדיניות פיתוח בר-קיימא בתחומי‬ ‫מדדים לפיתוח בר-קיימא. הם חשובים כדי לגשר על‬ ‫אחריותם. בהקשר העירוני תוכניות אלה נקראות בדרך‬ ‫הפער בין ההבנה המדעית של מצב הסביבה, הכלכלה‬ ‫כלל סדר יום מקומי 12 (סי"מ 12 ובאנגלית 12‪.)LA‬‬ ‫והחברה ובין תפיסת המציאות של התושבים ובעלי‬ ‫המבנה של סדר יום 12 דומה במידה רבה למבנה‬ ‫העניין השונים. כיון שהמערכת המדוברת היא מערכת‬ ‫הקלאסי של תוכניות פיתוח והוא כולל 5 סעיפים:‬ ‫מורכבת ורבת משתנים יש חשיבות למדדים הנותנים‬ ‫• לימוד המצב הקיים‬ ‫לציבור כלים להתמודד עם מציאות מורכבת זו.‬ ‫• חזון‬ ‫• תכנית הפעולה‬ ‫4. פיתוח בר-קיימא בישראל‬ ‫• מנגנוני היישום‬ ‫בשנת 6991 הוקמו על ידי המשרד לאיכות הסביבה‬ ‫• ניטור, בקרה ולמידה לצורך עדכון סדר היום‬ ‫(היום המשרד להגנת הסביבה) קבוצות עבודה של‬ ‫ההבדלים העיקריים בין סדר יום מקומי ובין תכניות‬ ‫מומחים לגיבוש אסטרטגיה לפיתוח בר-קיימא בשישה‬ ‫פיתוח רגילות הם יותר בתכנים מאשר במבנה התכנית.‬ ‫סקטורים כלכליים: אנרגיה, תעשיה, תחבורה, תיירות,‬ ‫בסדר יום מקומי יושם דגש על פיתוח בר-קיימא, כלומר‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫לא הופנם הצורך בשינויים מהותיים בפעילות של רוב‬ ‫חקלאות ומגזר עירוני. ב- 8991 נוספה קבוצה לדיון‬ ‫משרדי הממשלה.‬ ‫בנושא המגוון הביולוגי ונכתב גם נייר רקע בנושא‬ ‫החברתי. תהליך זה ניזון הן מהתהליכים העולמיים,‬ ‫5. תרומתם של בניינים לפיתוח בר-קיימא‬ ‫והן מתהליכי תכנון בישראל שבחנו את עתיד המדינה‬ ‫בשנים האחרונות החריפה המודעות לשני משברים‬ ‫לטווח ארוך, כמו תכנית אב לישראל 0202 אשר כללה‬ ‫סביבתיים הקשורים זה בזה. מצד אחד ההתחממות‬ ‫בתוכה מסמכי מדיניות סביבתיים וחברתיים. איור‬ ‫הגלובלית בהשפעת אפקט החממה הנגרם על ידי‬ ‫3.1 מראה את הקשרים השונים בין תכניות בקנה‬ ‫גידול הריכוז של פחמן דו-חמצני וגזי חממה אחרים‬ ‫מידה ארצי ומחוזי, מסמכים בינלאומיים ומסגרות‬ ‫באטמוספירה, בעיקר כתוצאה של שריפת דלקים‬ ‫בינלאומיות לבין המדיניות המתפתחת בישראל.‬ ‫פחמימניים. מנגד, עליית מחירי הדלק מבטאת‬ ‫בקדימויות שהוגדרו במסגרת האסטרטגיה לפיתוח‬ ‫את הגידול הנמשך בביקוש לאנרגיה, במיוחד עקב‬ ‫[3]‬ ‫בר-קיימא בישראל הן:‬ ‫התפתחות הכלכלה בסין ובהודו, והעלייה ברמת החיים‬ ‫בהן, הגורמת לביקוש גדל לאנרגיה לייצור חשמל,‬ ‫• להפנים ההשפעות החיצוניות באופן מלא על ידי‬ ‫חימום, קירור ותחבורה. ההשלכות של ההתחממות‬ ‫תימחור ריאלי;‬ ‫הגלובלית עלולות להיות הרות אסון, במיוחד באזורים‬ ‫• חיסכון במשאבי קרקע, מים ואנרגיה;‬ ‫עירוניים הנמצאים לאורך חופים, ובאזורים חקלאיים‬ ‫• פיתוח טכנולוגיות וגישות שיצמצמו או ימנעו‬ ‫העוברים תהליכי מדבור. האדריכל אד מזריע (‪Ed‬‬ ‫פגיעות סביבתיות;‬ ‫‪ ,)Mazria‬מחלוצי האדריכלות הסולרית בשנות ה-‬ ‫• שיפור איכות החיים בערים;‬ ‫07, חישב ומצא שההקמה, התפעול והתחזוקה של‬ ‫• הגברת המודעות של הציבור ושל קובעי המדיניות‬ ‫בניינים אחראיים ל-%84 מצריכת האנרגיה בארה"ב‬ ‫לסוגיות שעניינן איכות הסביבה ומשאבי הטבע;‬ ‫(שהיא צרכנית האנרגיה הגדולה ביותר לנפש), ובעולם‬ ‫• הגברת היקף המעורבות הציבורית בנושאים‬ ‫אחוז זה אף גבוה יותר. אם מסתכלים על צריכת‬ ‫סביבתיים, ובהליכי תכנון במיוחד;‬ ‫החשמל בלבד, בניינים צורכים %67 מכלל ייצור‬ ‫• הגנה על החלשים והרחבת מעגל ההזדמנויות‬ ‫החשמל. על כן, התאמתם ובנייתם של בניינים כך‬ ‫הפתוח בפניהם‬ ‫שיצרכו פחות אנרגיה, תגרום להפחתה משמעותית‬ ‫12‬ ‫בשנת 1002 הוחלט על ייזום תהליכי סי"מ‬ ‫בצריכת האנרגיה, להקטנת פליטת גזי החממה ומיתון‬ ‫(12 ‪ )Local Agenda‬ברשויות מקומיות בישראל.‬ ‫ההתחממות הגלובלית.‬ ‫למרות קשיים ניכרים בגיוס רשויות מקומיות‬ ‫בניינים יכולים לתרום לפיתוח בר-קיימא גם באופנים‬ ‫להצטרפות לתהליך על רקע מיעוט המשאבים שהוקצו‬ ‫אחרים. מיקום המבנה בסביבה עירונית, במיוחד‬ ‫לפרוייקט, והמשבר הכלכלי ברשויות המקומיות,‬ ‫במקומות נגישים לתחבורה ציבורית יעילה, מאפשרים‬ ‫הצליח הפרוייקט להעלות את רמת המודעות לנושאים‬ ‫למשתמשים בו לנהל את חייהם ללא תלות ברכב פרטי,‬ ‫סביבתיים ברשויות מקומיות. בשנת 2002, אומץ על‬ ‫ועל ידי כך לתרום לסביבה הן בהפחתת צריכת האנרגיה,‬ ‫ידי הממשלה ופורסם מסמך האסטרטגיה לפיתוח בר-‬ ‫והן בהפחתת פליטת זיהומים ורעש. התקנת אמצעים‬ ‫קיימא בישראל, והחלה עבודה על פיתוח מדדים לפיתוח‬ ‫לחיסכון במים, מיחזור מים אפורים, ועיכוב והחדרת מי‬ ‫בר-קיימא בישראל שעדיין לא הסתיימה. בשנת 3002,‬ ‫הנגר הנוצרים בסביבת הבניין, מאפשרים חיסכון במים‬ ‫בעקבות ועידת יוהנסבורג לפיתוח וסביבה (01 שנים‬ ‫וחיסכון באמצעים הנדסיים ואנרגיה הדרושים כדי‬ ‫אחרי ריו), החליטה ממשלת ישראל ליישם מדיניות‬ ‫לטפל בהם. לבסוף, בנייה בצפיפות גבוהה, תוך תרומה‬ ‫של פיתוח בר-קיימא בישראל, והטילה על המשרדים‬ ‫ליצירת סביבה עירונית מרובת שימושים ומגוונת ויצירת‬ ‫השונים, בתיאום ועדת מנכ"לים, להכין תכניות פעולה‬ ‫ממשק נכון עם המרחב הציבורי עשויה לתרום ליצירתה‬ ‫ליישום. צוותים משרדיים החלו בגיבוש דרכים להפנמת‬ ‫של חברה בריאה, הוגנת ופתוחה.‬ ‫פיתוח בר-קיימא בפעילות כל משרד. לעצם המחויבות‬ ‫הממשלתית ישנה חשיבות, אם כי פעילות מעקב של‬ ‫3. המשרד להגנת הסביבה, 5002‬ ‫הארגונים הסביבתיים מראה שלמרות ההצהרות עדיין‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫2. סביבה, אנרגיה ובנייה ירוקה‬ ‫בכ-%04 מסך כל האנרגיה הנצרכת כיום בארצות‬ ‫בשנים האחרונות אנו עדים לשיח הולך וגובר אודות‬ ‫מתועשות (ראה איור 1.2) – מבלי להתחשב באנרגיה‬ ‫בנייה ירוקה ובת-קיימא, בנייה חוסכת אנרגיה,‬ ‫שהושקעה בבנייתם.‬ ‫אדריכלות ביו-אקלימית, בנייה אקולוגית, מוטית‬ ‫יתר על כן, ככל שמחיר האנרגיה עולה וכך גם הצורך‬ ‫סביבה, מוטית אקלים, סולרית ומושגים נוספים‬ ‫בה (חורפים קרים במיוחד, אירועי חום חריגים בקיץ‬ ‫המבטאים במידה רבה את אותם העקרונות. כולם‬ ‫כגון גל החום הקיצוני שהכה את אירופה בשנת 3002‬ ‫מתכוונים לבנייה המשלבת הבנה של אילוצי הסובב‬ ‫ובקיץ האחרון), כך נחשפות אוכלוסיות חלשות ועניות‬ ‫הטבעי והטמעתם בתכנון, תוך שילוב של אסטרטגיות,‬ ‫ונעשות פגיעות יותר. מצב זה מכונה באנגלית ‪fuel‬‬ ‫חומרים ומערכות היוצרים סביבה מבונה בריאה ונוחה‬ ‫‪ ,poverty‬היינו נזקקות לדלק, ובעוד שבעבר הוא‬ ‫תוך חיסכון בתשומת אנרגיה, מים ומשאבים נוספים.‬ ‫שימש בתיאור הנזקקות לחימום בחורף, בשנים‬ ‫שאיפתנו ליצור תנאים רצויים בסביבתנו מתבטאת‬ ‫האחרונות הוא משמש גם לתיאור העדר היכולת‬ ‫בין היתר בשימוש באמצעים מלאכותיים לבקרת‬ ‫להשתמש באנרגיה לקירור‬ ‫04‬ ‫האוויר ומיזוגו, לתאורה‬ ‫בקיץ (גם אם עלות רכישה‬ ‫)0102 ,‪* quadrillion Btu in U.S. (EIA‬‬ ‫ולמערכות נוספות. אמצעים‬ ‫והתקנה של מזגן נמוכה‬ ‫אלה כוללים תנורי חימום‬ ‫דיה). על כן, שינוי בדפוסי‬ ‫03‬ ‫למיניהם, מזגני אוויר,‬ ‫צריכת אנרגיה‬ ‫השימוש באנרגיה למיזוג‬ ‫מגורים‬ ‫מאווררים, מערכות תאורה‬ ‫הבניינים מהווה הכרח,‬ ‫02‬ ‫מלאכותית ועוד. אלה הנם‬ ‫ומשמעותו שינוי מהותי‬ ‫חדשים יחסית – מיזוג‬ ‫בתכנון הבניינים עצמם.‬ ‫01‬ ‫האוויר הומצא רק בתחילת‬ ‫*‬ ‫בנייה חוסכת אנרגיה‬ ‫מסחר‬ ‫המאה ה-02 (2091),‬ ‫עשויה להוות פתרון‬ ‫0‬ ‫8002 00’ 09‘ 08’ 07‘‬ ‫8002 00’ 09‘ 08’ 07‘‬ ‫8002 00’ 09‘ 08’ 07‘‬ ‫ואילו ארובות לתנורי בערה‬ ‫המספק נוחות תרמית‬ ‫תחבורה‬ ‫תעשיה‬ ‫בניינים‬ ‫לא נכנסו לשימוש אלא‬ ‫במאות 81-71. במהלך רוב איור 1.2. העליה היחסית של צריכת האנרגיה במבנים. למשתמש תוך חסכון‬ ‫במקורות אנרגיה מתכלים‬ ‫ההיסטוריה של האדם הוא‬ ‫ותוך יצירת תנאים לשמירת איכות הסביבה. בנייה זו‬ ‫נדרש להמציא שיטות וכלים אשר אפשרו לו לשפר‬ ‫אינה רק נכונה מבחינה סביבתית, אלא גם אסטרטגיה‬ ‫את תנאי הסביבה שלו. שיטות וכלים אלה היו פשוטים‬ ‫נכונה יותר ליצירת בניינים נוחים ובריאים יותר, בהם‬ ‫ובמקרים רבים הוזנחו עם כניסתן של מערכות‬ ‫אנו מבלים כ-%09 מזמננו! בנוסף לת"י 5401 לבידוד‬ ‫מודרניות לבניינים.‬ ‫תרמי של בניינים, אושרו בשנים האחרונות ת"י 1825‬ ‫לכך יש מספר השלכות. ראשית, מערכות אלה צורכות‬ ‫(בניינים שפגיעתם בסביבה פחותה), וכן ת"י 2825‬ ‫אנרגיה שמקורה מתכלה (נפט, גז טבעי ופחם), וכיום‬ ‫(דירוג בניינים לפי צריכת אנרגיה). תקנים אלה ותקנים‬ ‫ברור כי מקורות מתכלים אלה עומדים להצטמצם‬ ‫נוספים העוסקים בתאורה, בחומרים ועוד, מהווים‬ ‫בעתיד הקרוב מאוד. כבר היום אנו חשים את השפעותיו‬ ‫בסיס לתכנון ובנייה בני-קיימא וחוסכי אנרגיה. יתר על‬ ‫הכלליות של צמצום זה. במהלך השנים 8002-5002‬ ‫כן, בבנייני ציבור יש לתכנון בר-קיימא היבטים נוספים:‬ ‫עלה מחירה של חבית נפט ביותר מ-%003, מ- 23$‬ ‫כלכלי, היינו חסכון בתפעול ע"י הרשות המקומית;‬ ‫לכ- 041$ ויותר. שנית, צריכת אנרגיה זו המבוססת‬ ‫וחינוכי, היינו חשיפת האוכלוסייה לבנייני ציבור שונים‬ ‫על בערת אותם דלקים לשם הפקת חשמל, יוצרת‬ ‫מהמוכרים לה עד כה (בתי ספר, מרכזים קהילתיים,‬ ‫בעיות סביבתיות קשות ביותר, המתבטא בין היתר‬ ‫מרפאות ועוד), ובכך הגברת המודעות לפוטנציאל‬ ‫בפגיעה בבריאות הציבור ואף בשינויים האקלימיים‬ ‫ולהשלכות היומיומיות של בניינים כגון אלה.‬ ‫להם אנו עדים בעשורים האחרונים. חלקם של הבניינים‬ ‫בצריכת האנרגיה למיזוגם, הארתם והפעלתם מסתכם‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫צ‬ ‫3. אזורי אקלים‬ ‫חיפה‬ ‫מדינת ישראל קטנה בשטחה. אף על פי כן, תנאי‬ ‫האקלים השוררים בחלקי הארץ השונים נבדלים‬ ‫במאפיינים חשובים. תכנון המתייחס בצורה נאותה‬ ‫לתנאי האקלים השונים עשוי להבטיח כי הסביבה‬ ‫הבנויה תהיה נוחה יותר, אגב חיסכון ניכר באנרגיה.‬ ‫על מנת לסייע לציבור המתכננים להתאים את‬ ‫התכנון לאתר מסוים, ניתן לסווג את כל הישובים‬ ‫תל-אביב‬ ‫בארץ למספר מצומצם יחסית של אזורים בתוכם‬ ‫שוררים תנאים דומים.‬ ‫ירושלים‬ ‫את החלוקה לאזורי אקלים ניתן לבסס על משתנים‬ ‫שונים, בהתאם לצרכים. רוב המדדים הנמצאים‬ ‫בשימוש הגיאוגרפים, למשל, מתבססים על היחס‬ ‫בין האידוי לכמות המשקעים, משום שגורמים אלו הם‬ ‫באר-שבע‬ ‫בעלי השפעה מכרעת על התפתחות הצמחייה. כפי‬ ‫שיוסבר בהמשך, החלוקה לאזורי אקלים המיועדת‬ ‫לשימוש המתכננים בתחום הבנייה הסתמכה בעיקר‬ ‫על טמפרטורת האוויר, אף כי גורמים נוספים כגון‬ ‫הלחות וקרינת השמש הם בעלי חשיבות רבה.‬ ‫1. חלוקה לאזורי אקלים על פי ת"י 5401‬ ‫בישראל נהוגה בתחום הבנייה חלוקה לאזורים אשר‬ ‫מתבססת על טמפרטורת האוויר בלבד. חלוקה זו נדרשה‬ ‫על מנת לאפשר תכנון מיטבי של כמות הבידוד התרמי‬ ‫אזור א‘‬ ‫הנדרשת בבניינים, בהתייחס להבדל בין הטמפרטורה‬ ‫אזור ב‘‬ ‫הפנימית וטמפרטורת הסביבה. המיפוי לאזורים נעשה‬ ‫לראשונה בעת הכנת התקן לבידוד תרמי של בניינים,‬ ‫אזור ג‘‬ ‫ת"י 5401, ועבר בחינה מחודשת בשנת 2002. הוא‬ ‫אזור ד‘‬ ‫מופיע כעת בת"י 5401, חלק 01, "בידוד תרמי של‬ ‫אילת‬ ‫בניינים: סיווג יישובים לפי אזורי אקלים".‬ ‫החלוקה לאזורי אקלים נעשתה לפי ניתוח נתונים‬ ‫איור 1.3. החלוקה לאזורי אקלים על פי ת"י 5401.‬ ‫אקלימיים רב-שנתיים של תחנות מטאורולוגיות[4]. סיווג‬ ‫מאזור אקלימי אחד ולהתחשב ברצף העירוני הבנוי,‬ ‫היישובים נעשה לפי הטמפרטורה היומית הממוצעת‬ ‫אולם במספר מקרים, כגון חיפה וטבריה, לא ניתן היה‬ ‫בקיץ ובחורף. בישובים ללא תחנה מטאורולוגית חושבה‬ ‫להימנע מחלוקת הישוב לשני אזורים.‬ ‫הטמפרטורה בעזרת משוואת רגרסיה אשר הביאה‬ ‫בחשבון את השפעתם של פרמטרים גאוגרפיים כגון‬ ‫במסגרת התקן, נקבעה חלוקה לארבעה אזורי אקלים.‬ ‫הגובה מעל פני הים, המרחק מהים והמבנה הטופוגרפי‬ ‫4. פורשפן א., רובין ש., בנימיני י. ובקר ר., 0002‬ ‫המקומי. נעשה מאמץ למנוע פיצול ישובים ליותר‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫קיץ (יולי)‬ ‫חורף (ינואר)‬ ‫טמפ מכס לחות יחסית‬ ‫טמפ מכס ימי מעלה טמפ מינ‬ ‫טמפ מינ‬ ‫התחנה‬ ‫האזור‬ ‫בשעה‬ ‫יומית‬ ‫יומית‬ ‫להסקה‬ ‫יומית‬ ‫יומית‬ ‫0041‬ ‫ממוצעת‬ ‫ממוצעת‬ ‫ממוצעת‬ ‫ממוצעת‬ ‫ממוצעת‬ ‫[%]‬ ‫[מ"צ]‬ ‫[מ"צ]‬ ‫[מ"צ * ימים]‬ ‫[מ"צ]‬ ‫[מ"צ]‬ ‫56‬ ‫8.82‬ ‫0.22‬ ‫145‬ ‫3.71‬ ‫0.9‬ ‫תל אביב‬ ‫א‬ ‫23‬ ‫9.23‬ ‫5.81‬ ‫867‬ ‫4.61‬ ‫0.6‬ ‫באר שבע‬ ‫ב‬ ‫24‬ ‫9.82‬ ‫2.71‬ ‫4531‬ ‫8.11‬ ‫3.4‬ ‫ירושלים‬ ‫ג‬ ‫51‬ ‫4.93‬ ‫2.52‬ ‫242‬ ‫8.02‬ ‫2.9‬ ‫אילת‬ ‫ד‬ ‫טבלה 1.3. נתוני אקלים נבחרים מארבע תחנות המייצגות את אזורי האקלים בישראל על פי ת"י 5401. מומלץ לא להסתפק‬ ‫[5]‬ ‫בתיאור זה ולהיעזר בנתונים מפורטים הנמצאים באטלס אקלימי לתכנון פיסי וסביבתי בישראל.‬ ‫מלבד הבידוד התרמי, נשענת על החלוקה אשר נקבעה‬ ‫איור 1.3 מראה את החלוקה לאזורי אקלים על פי ת"י‬ ‫בתקן 5401.‬ ‫5401. (רשימה מפורטת של היישובים על פי שיוכם‬ ‫לאזורי אקלים מצויה בגוף התקן). הבסיס לחלוקה זו הוא‬ ‫ניתוח השפעות הטמפרטורה של הסביבה על התנאים‬ ‫2. מאפיינים אקלימיים של אזורי הארץ‬ ‫בתוך הבניין. באזורים א, ב ו-ג הקריטריון הקובע‬ ‫כפי שמראה איור 1, החלוקה אשר התקבלה על ידי‬ ‫את דרישת המינימום להתנגדות תרמית של אלמנטי‬ ‫ניתוח הטמפרטורות יוצרת ארבע רצועות המקבילות‬ ‫המעטפת הוא מניעת עיבוי על המשטחים הפנימיים‬ ‫בקירוב לחוף הים התיכון ולגב ההר, למעט באזורים‬ ‫בחורף; לעומת זאת באזור ד, הקריטריון הקובע הוא‬ ‫אשר בהם האזור ההררי אינו רציף (כגון בגליל‬ ‫הקטנת השפעתה של קרינה מהמשטחים בעונה החמה‬ ‫התחתון). חלוקה זו אינה מביאה בחשבון מאפיינים‬ ‫(תוך הנחה שטמפרטורת הפנים המרבית לא צריכה‬ ‫אקלימיים אחרים אשר להם עשויה להיות השפעה‬ ‫לעלות על 82 מעלות צלסיוס, ושהפרש הטמפרטורות‬ ‫רבה על תהליך התכנון.‬ ‫המינימלי בין המשטחים הפנימיים לבין האוויר הפנימי‬ ‫חשיפה לקרינת השמש, ביחוד לקרינה ישירה, עלולה‬ ‫הגורם לקרינת חום מורגשת הוא 3 מעלות).‬ ‫להוות מקור לרווח חום רב בבניין. מאחר וכל שטח‬ ‫החלוקה לאזורי אקלים לצורך קביעת בידוד תרמי‬ ‫המדינה מאופיין בשמיים בהירים במהלך כל הקיץ‬ ‫נעשתה כאמור על סמך פרמטר אקלימי אחד, דהיינו‬ ‫(למעט עננות בוקר בעיקר ברצועת החוף והשפלה),‬ ‫טמפרטורת אוויר, ואיננה מביאה בחשבון גורמים‬ ‫אין כמעט הבדל בין האזורים השונים במידת החשיפה‬ ‫אחרים כגון הלחות באוויר או קרינת שמש, העשויים‬ ‫לקרינת השמש בעונה זו. לא כך הדבר בחורף: כמות‬ ‫להיות בעלי השפעה רבה על התכנון. אף על פי כן, גם‬ ‫סדרת התקנים ת"י 2825, "דירוג בניינים לפי צריכת‬ ‫5. ביתן ורובין, 4991‬ ‫אנרגיה", המבוססים על מאפיינים נוספים של הבניין‬‫מושגי יסוד‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫העננים פוחתת בהדרגה מצפון לדרום וממזרח לגב ההר, וכמות הקרינה אותה ניתן לנצל לחימום משתנה בהתאם.‬ ‫לדוגמא: אף שמהלך הטמפרטורות האופייני לירושלים ולמצפה רמון דומה, ושתיהן שייכות לאזור ג לפי ת"י 5401,‬ ‫הרי שבעיירה הדרומית הפוטנציאל לחימום פסיבי בחורף גדול במידה ניכרת.‬ ‫ללחות באוויר ישנה השפעה רבה על הנוחות התרמית בקיץ: עלייה בלחות גורמת להכבדה בעומס החום גם כאשר‬ ‫טמפרטורת האוויר נותרת ללא שינוי. החלוקה לאזורי אקלים על פי ת"י 5401 אינה מביאה לידי ביטוי הבדלים‬ ‫בלחות, הנגרמים בעיקר כתוצאה מהבדלים במרחק מן הים. לפיכך, יתכן כי בשני ישובים תשרור טמפרטורה דומה,‬ ‫אך ההבדל ביניהם בעומס החום עלול להיות גדול. לדוגמא: בעוד שבבית דגן הלחות היחסית הממוצעת בשעה‬ ‫00:41 בחודש יולי הינה %45, הרי שבבאר שבע הינה %23 בלבד.‬ ‫להלן תיאור מקוצר של התנאים האופייניים לכל אחד מאזורי האקלים על פי תקן 5401. להמחשה ניתן להיעזר גם‬ ‫בטבלה 1, המציגה נתונים חלקיים של ארבע תחנות המייצגות את כל אחד מהאזורים.‬ ‫2.2 אזור ב – מישור החוף והשפלה; הנגב למעט‬ ‫אזור א – אזור רצועת החוף‬ ‫1.2‬ ‫הר הנגב; העמקים הצפוניים ומקומות אחרים‬ ‫אזור זה כולל רצועה צרה ברוחב של‬ ‫אזור זה כולל את כל חלקי הארץ אשר גובהם מתחת‬ ‫כק"מ מן הים בלבד, המושפעת מן הקרבה‬ ‫כ-034 מטר מעל פני הים, למעט רצועת החוף הצרה‬ ‫ואזור הבקעה והערבה. לפיכך התנאים השוררים בו‬ ‫הישירה לים (רוחבה של הרצועה הוגדל‬ ‫אינם אחידים, וההבדלים בין הגליל התחתון לבין באר‬ ‫באופן מלאכותי באזור גוש דן על מנת למנוע‬ ‫שבע, למשל, הם ניכרים. הגבולות בין אזור זה לבין‬ ‫חלוקתם של ישובים בין שני אזורי אקלים).‬ ‫רצועת החוף מצד אחד ואזור ההר מאידך אינם חדים.‬ ‫הבדלי הטמפרטורה בין יום ללילה ובין קיץ‬ ‫הגורם העיקרי המעצב את תנאי האקלים באזור זה‬ ‫לחורף מתונים באזור זה בשל ההשפעה‬ ‫הוא המרחק מהים, הגורם לכך שהטמפרטורות ביום‬ ‫של הים. הלחות בו גבוהה, כך שגם אם‬ ‫גבוהות מאלו שלאורך החוף ונמוכות יותר בלילה, בעוד‬ ‫הטמפרטורות בקיץ אינן גבוהות, שורר בו‬ ‫שהלחות באוויר פחותה בהשוואה לאזורים הסמוכים‬ ‫עומס חום כמעט כל שעות היממה. בחורף‬ ‫לים.‬ ‫הדרישה לחימום קטנה.‬ ‫שמים בהירים כמעט כל השנה וכמות משקעים קטנה‬ ‫אזור ג – אזור ההר‬ ‫3.2‬ ‫מאוד ולא סדירה. בקיץ שורר עומס חום כל שעות‬ ‫אזור זה מאופיין בתנאים נוחים בקיץ‬ ‫היממה, אף שהאוויר יבש מאוד. בחורף מזג האוויר‬ ‫ובדרישה משמעותית להסקה בחורף.‬ ‫נוח: הטמפרטורות ביום נעימות והדרישה להסקה‬ ‫בשל הריחוק מהים והגובה הטופוגרפי,‬ ‫מינימלית. הרוח באזור זה נושבת כמעט תמיד מצפון‬ ‫טמפרטורת האוויר לרוב נמוכה מזו‬ ‫או מצפון מזרח.‬ ‫שבשפלה, וכן גם הלחות באוויר, כך שאין‬ ‫בחלק הצפוני של האזור, כמות המשקעים עולה‬ ‫כמעט עומס חום בקיץ.‬ ‫בהדרגה מים המלח ועד לכנרת. הטמפרטורות בקיץ‬ ‫גבוהות כמעט כמו בערבה, אך הלחות גבוהה מעט‬ ‫4.2 אזור ד – בקעת הירדן והערבה‬ ‫יותר. הטמפרטורות בחורף נמוכות באזור זה ביחס‬ ‫החלק הדרומי של אזור זה, בין ים המלח‬ ‫לערבה, אם כי הדרישה לחימום בכל זאת נמוכה.‬ ‫לים סוף, מאופיין באקלים מדברי חם ויבש,‬‫מושגי יסוד‬ ‫11‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫21‬ ‫4. אקלים עירוני‬ ‫עצם קיומו של יישוב עירוני משנה באופן משמעותי‬ ‫את תנאי האקלים – הן בתוך השטח הבנוי והן‬ ‫מעבר לגבולותיו. ההשפעות האקלימיות של‬ ‫המרקם העירוני תלויות במאפיינים רבים, וניתן‬ ‫להעריך אותן ברמות שונות של קנה המידה‬ ‫המרחבי.‬ ‫במבט משכבת הגבול הפנימית, העיר נתפסת‬ ‫1. האקלים בשכבת הגבול‬ ‫כמשטח מחוספס כנייר זכוכית, כאשר הטקסטורה‬ ‫מורכבת מבניינים, עצים ועוד "אלמנטי חספוס."‬ ‫יחסית לקוטרו של כדור הארץ (כ-007,21 ק"מ),‬ ‫עובי האטמוספרה הנו דק מאוד. החלק המושפע‬ ‫מפני הארץ מוגבל לגובה של כ-01 ק"מ, ובמשך פרק‬ ‫זמן קצר (של ימים בודדים) השפעה זו מוגבלת לשכבה דקה עוד יותר, הנקראת "שכבת הגבול האטמוספרית"‬ ‫(‪ .)Atmospheric Boundary Layer‬באזור עירוני, שכבת הגבול מורכבת משני חלקים שונים: שכבת הגבול‬ ‫העירונית המשתרעת מעל הבניינים, והחופה העירונית המהווה את החלל אשר בין הבניינים.‬ ‫כיוון הרוח האזורית‬ ‫שכבת הגבול‬ ‫שכבת הגבול‬ ‫הפנימת‬ ‫העירונית‬ ‫החופה העירונית‬ ‫איור 1.4. מבנה האטמוספרה מעל העיר: שכבת הגבול העירונית מושפעת באופן חלקי מהשטח הבנוי, ושכבת הגבול‬ ‫הפנימית מושפעת מהתכונות הממוצעות של אותו השטח. בחופה העירונית יש השפעות מקומיות של מבנים וכו.‬ ‫בתוך שכבת הגבול העירונית יכולה להיווצר שכבת‬ ‫• שכבת הגבול העירונית (‪)Urban Boundary Layer‬‬ ‫גבול פנימית (‪ )Surface Layer‬אשר בתוכה התנאים‬ ‫מוגדרת כאותו חלק מן האטמוספרה אשר מושפע‬ ‫מעוצבים על ידי התכונות הכלליות של המשטח‬ ‫מקיומו של השטח הבנוי: עובייה של שכבת אוויר זו‬ ‫העירוני המחוספס. לכן הצפיפות של הבניינים, גובהם‬ ‫נוטה לעלות מעל העיר לגובה של בערך פי 01 מגובה‬ ‫והחומרים שלהם מוצאים ביטוי בשכבה זו, אם כי‬ ‫המבנים. השפעת העיר מורגשת גם מעבר לגבולותיה,‬ ‫לא ניתן להבחין בהשפעתם של מבנים בודדים. בכל‬ ‫בעיקר בכיוון מורד הרוח (ראה איור 1.4).‬‫מושגי יסוד‬ ‫21‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫‪SVF‬‬ ‫גובה נתון בתוך השכבה, התנאים הנמדדים (כגון טמפרטורה, לחות‬ ‫או מהירות רוח) נוטים להיות אחידים יחסית במרחב, ותכונה זו‬ ‫של הומוגניות מאפשרת תאור כללי של האקלים העירוני. מעבר‬ ‫‪L‬‬ ‫החום בין העיר והאטמוספרה ניתן למדידה בשכבה זו משום‬ ‫שכל מעברי האנרגיה (קרינה מהשמש ומהקרקע, והסעת‬ ‫‪β‬‬ ‫חום ואדי מים) מאופיינים כשטפים אנכיים אשר ערכם‬ ‫‪θ‬‬ ‫יחסית אחיד בכל השכבה.‬ ‫הגבול העליון של השכבה עולה בכיוון הרוח, בדרך כלל‬ ‫‪H‬‬ ‫עד לגובה של פי- 5-4 מהגובה הממוצע של הבניינים,‬ ‫ומעל גבול זה ישנן השפעות משולבות של השטח‬ ‫הבנוי והלא בנוי. הגבול התחתון נמצא בגובה של‬ ‫‪W‬‬ ‫בערך פי-2 מגובה הבניינים, ומתחת לגבול זה ישנן‬ ‫השפעות של מבנים בודדים – כך שבקרבת הגגות,‬ ‫איור 2.4. המדדים הצורניים הבסיסיים של המרקם העירוני,‬ ‫מדדים כגון מהירות הרוח משתנים מנקודה לנקודה.‬ ‫כפי שמתבטאים ב"קניון העירוני."‬ ‫(‪)Urban Canopy Layer‬‬ ‫• החופה העירונית‬ ‫3) גזרת החשיפה לשמיים (‪)Sky View Factor - SVF‬‬ ‫מוגדרת כשכבת האטמוספרה בין פני הקרקע לבין‬ ‫– נמדד כחלק היחסי של כיפת השמיים ה"נראה"‬ ‫גובהם העליון של הבניינים באזור עירוני. בניגוד‬ ‫מנקודה נתונה בתוך החלל. עבור קניון פשוט, ערך‬ ‫לשכבת הגבול הפנימית שנמצאת מעל העיר,‬ ‫ה-‪ SVF‬מחושב יחסית לנקודה בציר המרכזי של‬ ‫הטווח של ה"חופה" מתאפיין בתנאי אקלים מאוד‬ ‫הרחוב, במפלס הרצפה:‬ ‫לא אחידים, אשר בכל נקודה מושפעים מהסביבה‬ ‫‪SVF = cosβ‬‬ ‫הקרובה ביותר. לכן בכל חלל עירוני נוצר "מיקרו-‬ ‫)‪β = tan-1(H / 0.5W‬‬ ‫אקלים" ייחודי, בהתאם לתכונותיהם המקומיות של‬ ‫הבניינים והפיתוח הסובבים אותם, יחד עם השפעות‬ ‫מעבר למדדים הבסיסים האלה, יש מדדים נוספים:‬ ‫של האקלים האזורי והעירוני.‬ ‫צפיפות חזיתית (‪ – )Frontal Area Density‬היחס‬ ‫בין שטח החזיתות האנכיות המופנות לכיוון הרוח,‬ ‫2. תכונות צורניות של המרקם העירוני‬ ‫לשטח האופקי הכולל;‬ ‫למרות שהחופה העירונית נוטה להיות מאוד‬ ‫צפיפות שטח גגות (‪ – )Roof Area Density‬היחס‬ ‫הטרוגנית, ישנם מספר מדדים לתיאור הצפיפות‬ ‫בין שטח הגגות לשטח האופקי הכולל;‬ ‫ותכונות גיאומטריות אחרות שלה.‬ ‫יחס מגונן (‪ – )Vegetated Fraction‬היחס בין שטח‬ ‫ה"קניון העירוני" (‪ )urban canyon‬מוגדר כחלל‬ ‫התכסית הצמחית לשטח האופקי הכולל.‬ ‫עירוני תלת-ממדי ליניארי, כדוגמת רחוב ארוך‬ ‫שתחום בשני צדדיו ע"י בניינים רצופים. המודל של‬ ‫ראוי לציין שכל המדדים האלה הנם מדדים גיאומטריים,‬ ‫קניון עירוני מאפשר תאור כמותי של צורת הבנייה‬ ‫להבדיל ממדדי צפיפות אחרים כגון מספר יחידות דיור‬ ‫העירונית, באמצעות שלושה מדדים:‬ ‫או מספר תושבים ליחידת שטח, הקשורים לתופעות‬ ‫אקלימיות רק באופן עקיף.‬ ‫1) יחס גובה-רוחב (‪ – )H/W‬נמדד כגובה הבנייה‬ ‫הממוצע (‪ ,)H‬יחסית לרוחבו של חלל הרחוב בין‬ ‫3. אי החום העירוני‬ ‫קירות המבנים (‪;)W‬‬ ‫מחקרים רבים הראו שבנייה עירונית גורמת לטמפרטורת‬ ‫2) הפנייה – כיוון הציר העיקרי של הרחוב, שנמדדת‬ ‫אוויר גבוהות בעיר יחסית לאלה שבסביבה הבלתי-בנויה.‬ ‫במעלות מכיוון צפון;‬‫מושגי יסוד‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫התחממות זו נתפסת בצורה‬ ‫21‬ ‫של "אי חום" – כלומר, כתם‬ ‫חם בתוך המרחב. אבל בפועל,‬ ‫כתם חום בצורת אי ניתן למדידה‬ ‫01‬ ‫בעיקר מעל העיר, בשכבת הגבול‬ ‫ערים:‬ ‫העירונית, כאשר בתוך המרקם‬ ‫עוצמת אי-החום העירוני ]מ“צ[‬ ‫צפון אמריקה‬ ‫8‬ ‫אסיה ואוסטרליה‬ ‫הבנוי (כלומר בחופה העירונית)‬ ‫אירופה‬ ‫עוצמת ההתחממות אינה אחידה‬ ‫6‬ ‫ומשתנה בהתאם לתכונות‬ ‫התחממות‬ ‫[6]‬ ‫הסביבה המיידית.‬ ‫עירונית‬ ‫4‬ ‫ישנם מספר תהליכים שגורמים‬ ‫צפיפות‬ ‫להיווצרות אי החום העירוני,‬ ‫2‬ ‫עירונית‬ ‫ולחלק מהם יש גם זיקה לתכנון‬ ‫עירוני פיזי:‬ ‫0‬ ‫1) ייצור חום מפעילות אנושית‬ ‫0‬ ‫5.0‬ ‫0.1‬ ‫5.1‬ ‫0.2‬ ‫(‪ – )anthropogenic heat‬כל‬ ‫5.2‬ ‫0.3‬ ‫5.3‬ ‫יחס גובה-רוחב במרכז העיר )‪(H/W‬‬ ‫תהליכי הבעירה המתבצעים‬ ‫בעיר יוצרים חום – בתנורי איור 3.4. התלות של עוצמת "אי החום העירוני" (הפרש הטמפרטורה בין מרכז‬ ‫[6]‬ ‫העיר לסביבה מחוץ לעיר) בצפיפות התלת-מימדית של הבניה העירונית.‬ ‫חימום של בניינים, במנועים‬ ‫של כלי רכב, במכונות של‬ ‫משטחים: גוונים כהים גורמים לבליעה מוגברת של‬ ‫מפעלי תעשייה, ועוד. (פעילות עירונית יוצרת גם‬ ‫קרינת שמש, והשימוש בחומרים בעלי מקדם החזרה‬ ‫זיהום אוויר, והפליטה המוגברת של קרינה מהשמיים‬ ‫(‪ )albedo‬יותר גבוה עשוי להקטין את כמות החום‬ ‫שנובעת מהריכוז המוגבר של מזהמים שונים נחשבת‬ ‫הנאגרת בעיר. דוגמאות לגישה זו כוללות גגות צבועים‬ ‫כגורם אפשרי נוסף להיווצרות אי החום.) בנוסף,‬ ‫בגוונים בהירים וחומרים חליפיים לסלילת כבישים‬ ‫נפלט חום לסביבה העירונית ממערכות מיזוג אוויר,‬ ‫אשר צבעם יותר בהיר מאספלט. (עם זאת, יש לזכור‬ ‫כך שתוך כדי קירור של חללים פנימיים, מתחמם‬ ‫שחומרי גמר לריצוף וקירות חוץ בגוונים בהירים מאוד‬ ‫האוויר בשטחי חוץ בעונה החמה. שיעור יצירת החום‬ ‫עלולים ליצור בוהק בעייתי בשטחים הפתוחים).‬ ‫תלוי, אם כן, בתכנון אדריכלי (שמשפיע על הצורך‬ ‫בחימום וקירור של מבנים), ובתכנון עירוני (שמשפיע‬ ‫3) אטימות השטח העירוני – הכיסוי הירוק האופייני,‬ ‫על הצורך בתחבורה עירונית).‬ ‫שקיים בשטח הלא מבונה מחוץ לעיר, גורם לקירור‬ ‫האוויר באמצעות אידוי מים מהקרקע ודיות מעלי‬ ‫2) תכונות תרמיות של חומרי בנייה עירוניים‬ ‫הצמחים (‪ .)evapo-transpiration‬לרוב הפוטנציאל‬ ‫– יחסית לשטח הפתוח הירוק, התכסית העירונית‬ ‫לקירור באידוי נמוך בשטח עירוני, כתוצאה מהחלפת‬ ‫מורכבת מחומרים צפופים כגון בטון ואספלט, אשר‬ ‫התכסית הירוקה בחומרים אטומים כגון בטון ואספלט.‬ ‫מתאפיינים בקיבול חום גבוה. קיבול החום הגבוה‬ ‫ככל שניקוז מי הגשם יעיל יותר, כך קטן האידוי מפני‬ ‫של מבנים ושטחים מרוצפים או סלולים גורם לכך‬ ‫השטח – וככל שהעיר מתאפיינת במיעוט צמחים,‬ ‫שאנרגיית שמש שנקלטת ביום נאגרת לאורך זמן,‬ ‫כך קטן שיעור הטרנספירציה. לכן יש תפקיד חשוב‬ ‫ובלילה האוויר העירוני בא במגע עם משטחים חמים‬ ‫לייעור עירוני, אשר כולל גנים ציבוריים ופרטיים, וגם‬ ‫יחסית, כך שהטמפרטורה שלו גבוהה ביחס לסביבה‬ ‫הפתוחה. עוצמת ההתחממות אשר נגרמת ע"י‬ ‫7891 ,‪6. Oke‬‬ ‫חומרים עירוניים תלויה במידה רבה בצבע של אותם‬‫מושגי יסוד‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫קרינה‬ ‫קרינה‬ ‫קרינה‬ ‫מפוזרת‬ ‫ישירה‬ ‫ארוכת גל‬ ‫החזרה‬ ‫פליטה‬ ‫בליעה‬ ‫איור 4.4. חימום קרינתי והצורה התלת-מימדית של הבניה העירונית.‬ ‫כללי (‪ )urban albedo‬נמוך יחסית באזורים צפופים,‬ ‫עצי רחוב – אשר חוסמים את קרינת השמש ומפזרים‬ ‫ויוצרת מעין "מלכודת חום קרינתית" בתוך החלל.‬ ‫את האנרגיה בצורת חום כמוס במקום חום מוחשי.‬ ‫(חשוב לציין שבגלל קיבול החום הגבוה האופייני‬ ‫אמצעי נוסף למניעת התחממות בערים צפופות הנו‬ ‫לחומרים עירוניים, חלק מאנרגית השמש הנלכדת‬ ‫"הגג הירוק," אשר כולל שכבת אדמה רטובה וכיסוי‬ ‫נאגר לאורך זמן, ונפלט כקרינה ארוכת-גלים.)‬ ‫צמחיה על גבי גגותיהם של המבנים.‬ ‫• מלכודת הקרינה נוצרת בחללים צפופים גם כתוצאה‬ ‫החום"‬ ‫4) הגיאומטריה העירונית – תופעת "אי‬ ‫מצמצום החשיפה לשמיים (‪ SVF‬נמוך) – משום שחלק‬ ‫מושפעת באופן מובהק גם מהתכונות הגיאומטריות של‬ ‫מהקרינה ארוכת-הגלים (חום) שנפלטת מהמשטחים‬ ‫המרקם העירוני המחוספס, שבתוך החופה מתבטאות‬ ‫כלפי השמיים נבלעת ע"י משטחים אחרים. תופעה זו‬ ‫בצורת המבנים והחללים ביניהם. כאשר הבנייה צפופה‬ ‫באה לידי ביטוי במיוחד בלילה, כאשר המאזן הקרינתי‬ ‫והרחובות מתאפיינים ביחס ‪ H/W‬גבוה, ניתן להבחין‬ ‫הטבעי הנו "שלילי" (דהיינו השטף העיקרי מכוון מפני‬ ‫במספר תופעות:‬ ‫השטח אל השמיים).‬ ‫• פני הרחובות והבניינים בולעים חלק מקרינת השמש‬ ‫• השלכה אפשרית נוספת של בנייה צפופה הנה חוסר‬ ‫הפוגעת בהם, ומתחממים, בעוד שחלק מהקרינה‬ ‫אוורור, שמגביל את סילוק החום מהחלל ע"י הרוח.‬ ‫מוחזר. החלק היחסי אשר מוחזר תלוי בצבע המשטחים‬ ‫זרימת האוויר בחופה העירונית מושפעת מגורמים‬ ‫(משטחים כהים בולעים יותר קרינה) ובמידת החספוס‬ ‫רבים, וסילוק החום תלוי גם במהירות הרוח (שהיא‬ ‫שלהם (משטחים מחוספסים מחזירים פחות קרינה).‬ ‫בדרך כלל נמוכה בתוך קניון עמוק), וגם בעצמת‬ ‫בחלל צר ועמוק ישנן החזרות קרינה רבות בין‬ ‫הערבול של הזרימה (‪ – )turbulence‬אשר, עד גבול‬ ‫המשטחים שונים, וכתוצאה מכך נבלע אחוז יחסית‬ ‫מסוים, מתגברת עם ציפוף הבנייה.‬ ‫גבוה מהקרינה. תופעה זו מתבטאת במקדם החזרה‬‫מושגי יסוד‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫5. נוחות תרמית‬ ‫האדם שאף תמיד ליצור לעצמו סביבה נוחה מבחינה‬ ‫תרמית. הדבר בא לידי ביטוי במסורות בנייה בכל רחבי‬ ‫העולם – מן העת העתיקה ועד לימינו אלה. מהי אפוא‬ ‫‘נוחות תרמית’, וכיצד ניתן ליצור סביבה שבה היא‬ ‫מתקיימת?‬ ‫1. הגדרה‬ ‫“נוחות תרמית היא מצב נפשי אשר בו מורגשת‬ ‫שביעות רצון מהסביבה התרמית.” (0377 ‪.)ISO‬‬ ‫מן ההגדרה משתמע שנוחות תרמית היא עניין‬ ‫סובייקטיבי, ואכן כך הוא. לא כל בני האדם שווים,‬ ‫ואנשים שונים עשויים להביע דעות מגוונות באשר‬ ‫למידת הנוחות שהם חשים בסביבה נתונה. עם זאת,‬ ‫מחקרים רבים שנעשו בכל רחבי העולם במשך השנים‬ ‫מראים שמבחינה סטטיסטית, רוב האנשים חשים בנוח‬ ‫1.3 קרינה‬ ‫בתנאים דומים, וכי ניתן לאפיין סביבה אשר מרבית בני‬ ‫גוף האדם פולט כל העת אנרגיה אל הסביבה באמצעות‬ ‫האדם יחושו בה בנוח.‬ ‫קרינה בגלים ארוכים. (קרינה בגלים ארוכים נפלטת‬ ‫מגופים קרים באופן יחסי, לרבות כל העצמים על פני‬ ‫2. חשיבות הנוחות התרמית‬ ‫כדור הארץ.) במקביל, קולט גוף האדם אנרגיה בגלים‬ ‫ארוכים מן הסביבה, אף זו ללא הפסקה. בשעות היום,‬ ‫נוחות תרמית היא אחד הגורמים המשפיעים על‬ ‫קולט גוף האדם גם קרינת שמש (קרינה בגלים קצרים),‬ ‫איכות הסביבה בה אנו חיים, יחד עם איכות האוויר,‬ ‫בין אם הוא חשוף לה ישירות ובין אם היא מוחזרת‬ ‫תנאי התאורה ורמת הרעש. מחקרים מראים שכאשר‬ ‫מעצמים אחרים (קרינה מוחזרת) או מכיפת השמיים‬ ‫הסביבה בה אנו עובדים אינה נוחה, עלולה התפוקה‬ ‫(קרינה מפוזרת). מאזן הקרינה עשוי לפיכך להיות‬ ‫לרדת במידה ניכרת. אחד מן היעדים העיקריים של‬ ‫חיובי, כאשר גוף האדם מרוויח יותר אנרגיה בקרינה‬ ‫הבניין הוא אפוא ליצור מסגרת פיסית התוחמת חלק‬ ‫מכפי שהוא מאבד אל הסביבה, או שלילי, כאשר קצב‬ ‫מן המרחב שבו התנאים הסביבתיים כגון טמפרטורת‬ ‫האיבוד עולה על קצב הקליטה.‬ ‫האוויר או מידת החשיפה לקרינת שמש שונים מאלו‬ ‫המתקיימים מחוץ לבניין.‬ ‫2.3 הסעה‬ ‫גוף האדם מחליף אנרגיה עם האוויר שסביבו באמצעות‬ ‫3. מאזן האנרגיה בגוף האדם‬ ‫הסעה. כאשר טמפרטורת האוויר נמוכה מטמפרטורת‬ ‫העור, הגוף מאבד אנרגיה. לעומת זאת, כאשר האוויר‬ ‫נוחות תרמית מתקיימת כאשר חילוף האנרגיה בין‬ ‫חם יותר מהעור, הגוף מתחמם כתוצאה מהמגע עם‬ ‫הגוף וסביבתו נמצא במצב של שיווי משקל. כלומר,‬ ‫האוויר. כאשר ישנה תנועת אוויר – רוח – גדל קצב‬ ‫החום שהגוף מייצר תוך כדי תפקודו (פעילות מטבולית)‬ ‫חילוף האנרגיה עם הסביבה, והגוף מתחמם או מתקרר‬ ‫שווה בדיוק למאזן האנרגיה עם הסביבה. קיימים מספר‬ ‫יותר מהר.‬ ‫מנגנונים לחילוף אנרגיה בין הגוף והסביבה:‬‫מושגי יסוד‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫רצונית: מנגנוני ווסות הטמפרטורה ימשיכו בפעולתם‬ ‫3.3 נידוף זיעה‬ ‫כל עוד לא יהיה שינוי בתנאים הסביבתיים.‬ ‫כאשר טמפרטורת העור גבוהה מן הרצוי, מפרישות‬ ‫ניתן אפוא להגדיר נוחות תרמית תוך התייחסות‬ ‫בלוטות הזיעה נוזל, אשר תהליך האידוי שלו סופח‬ ‫לתפקודים הפיסיולוגיים של גוף האדם: “נוחות‬ ‫אנרגיה מן הגוף (וגם מן הסביבה) ומביא לירידה מקומית‬ ‫תרמית היא מצב שבו טמפרטורת הגוף קבועה בתחום‬ ‫של טמפרטורת העור. קצב האידוי תלוי בטמפרטורת‬ ‫שבין 5.63 ו-5.73 מעלות צלזיוס, הטמפרטורה‬ ‫האוויר בסביבה, בלחות האוויר ובתנועה יחסית בין‬ ‫הממוצעת של העור היא 53-33 מעלות, השרירים‬ ‫האוויר לבין הגוף (לרוב – רוח). ככל שהאוויר חם יותר‬ ‫אינם מצטמררים והגוף אינו מזיע”. ראוי לשים לב כי‬ ‫ויבש יותר, וככל שמהירות תנועת האוויר גדולה יותר‬ ‫הגדרה זו אינה מציינת מהם התנאים הסביבתיים בהם‬ ‫– כך יגדל קצב האידוי וקירור העור יהיה יעיל יותר.‬ ‫היא מתקיימת ואינה מעידה דבר על המצב הנפשי של‬ ‫האדם.‬ ‫4.3 עבודה‬ ‫כאשר אנו מבצעים עבודה (במובן הפיסיקלי – הפעלת‬ ‫5. גורמים משפיעים על נוחות תרמית‬ ‫כוח לאורך מרחק), הגוף צורך אנרגיה. בבואנו לנסח‬ ‫הנוחות התרמית מושפעת משתי קבוצות של גורמים:‬ ‫את מאזן האנרגיה של הגוף, יש אפוא להביא בחשבון‬ ‫גורמים סביבתיים וגורמים אישיים. מידת הנוחות שאנו‬ ‫גם אנרגיה זו.‬ ‫חשים היא פועל יוצא של ההשפעה המשולבת של כל‬ ‫כאשר מאזן האנרגיה של הגוף עם הסביבה הוא‬ ‫הגורמים האלה.‬ ‫נייטרלי, מתקיים השוויון הבא:‬ ‫1.5 גורמים סביבתיים‬ ‫‪M - W = E + DC + DR‬‬ ‫• טמפרטורת האוויר משפיעה על חילוף האנרגיה בין‬ ‫שבו ‪ M‬היא הפעילות המטבולית, ‪ W‬העבודה אותה‬ ‫האדם וסביבתו בהסעה ובאידוי זיעה.‬ ‫אנו מבצעים, ‪ E‬איבוד האנרגיה באמצעות נידוף זיעה,‬ ‫• לחות האוויר משפיעה על יכולתו של הגוף לנדף‬ ‫‪ DC‬מאזן חילוף החום בהסעה ו- ‪ DR‬מאזן חילוף החום‬ ‫זיעה: ככל שהאוויר לח יותר, כך קטן קצב אידוי‬ ‫בקרינה.‬ ‫הזיעה ואיתו יעילות צינון הגוף.‬ ‫• מאזן הקרינה מושפע בעיקר, אך לא רק, מחשיפה‬ ‫4. וויסות טמפרטורת הגוף‬ ‫לשמש.‬ ‫לאדם, כמו לשאר היונקים, מנגנון וויסות יעיל, השומר‬ ‫• תנועת רוח מגדילה את קצב חילוף האנרגיה בין‬ ‫על טמפרטורה פנימית קבועה של כ-73 מעלות.‬ ‫הגוף והסביבה בהסעה, ובמקביל מגדילה את קצב‬ ‫אידוי הזיעה‬ ‫כאשר הגוף מתחמם, נכנסים לפעולה שני מנגנוני‬ ‫צינון:‬ ‫2.5 גורמים אישיים‬ ‫• התרחבות כלי הדם, ואיתה עלייה בקצב זרימת הדם‬ ‫• פעילות גופנית משפיעה על קצב חילוף החומרים‬ ‫• הפרשת זיעה‬ ‫(מטבוליזם), אותו מקובל למדוד ביחידות "‪."met‬‬ ‫כאשר הגוף מתקרר, פועלים שני מנגנוני חימום:‬ ‫(1 ‪ 58.15 = met‬וואט/מ”ר של שטח פני הגוף)‬ ‫• היצרות של כלי הדם, הגורמת לקצב זרימת הדם‬ ‫• לבוש יוצר שכבת חיץ המבודדת במידה מסוימת‬ ‫לרדת‬ ‫את הגוף מסביבתו. את מידת הבידוד אותו יוצרים‬ ‫• הגדלת ייצור האנרגיה הפנימי בגוף על ידי‬ ‫הבגדים מודדים ביחידות "‪."clo‬‬ ‫צמרמורת (רעידת שרירים)‬ ‫(1 ‪ 0.155 = clo‬מ”ר/מ”צ וואט)‬ ‫חשוב לציין שתגובת הגוף למצבי חום או קור אינה‬‫מושגי יסוד‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫קצב חילוף חומרים‬ ‫פעילות‬ ‫‪met‬‬ ‫וואט/מ”ר‬ ‫8.0‬ ‫54‬ ‫שינה‬ ‫0.1‬ ‫85‬ ‫ישיבה נינוחה‬ ‫2.1‬ ‫07‬ ‫עבודה משרדית‬ ‫6.1‬ ‫59‬ ‫הוראה‬ ‫9.1‬ ‫011‬ ‫הליכה במישור (2 קמ”ש)‬ ‫טבלה 1.5. קצב חילוף החומרים בפעילות גופנית שונה אצל אדם ממוצע.‬ ‫• הגישה הפיסיולוגית - מאחר ונוחות תרמית יכולה‬ ‫3.5 השפעת מאפיינים אישיים כגון מגדר, גיל,‬ ‫להתקיים רק כאשר חילוף האנרגיה בין הגוף וסביבתו‬ ‫או שיוך גזעי על הנוחות התרמית‬ ‫נמצא במצב של שיווי משקל, ניתן לחשב מהם התנאים‬ ‫הסביבתיים הדרושים להבטיח שווי משקל זה עבור כל‬ ‫מחקרים רבים בתנאים מבוקרים, בהם הנבדקים‬ ‫שילוב נתון של לבוש ופעילות גופנית.‬ ‫לבושים בגדים אחידים וחשופים לתנאים סביבתיים‬ ‫זהים, מראים כי למאפיינים אישיים כגון מגדר, גיל או‬ ‫• הגישה ההתנהגותית - המחקרים אשר נערכו על פי‬ ‫גזע אין שום השפעה על ההעדפות התרמיות. נמצא כי‬ ‫גישה זו התבססו על שאלונים בהם התבקשו הנבדקים‬ ‫ישנם הבדלים ניכרים בין נבדקים שונים המשתייכים‬ ‫להעריך את מידת הנוחות התרמית שלהם, במקביל‬ ‫לאותה תת-קבוצה (כגון נשים), אולם לא נמצא‬ ‫לרישום התנאים הסביבתיים.‬ ‫הבדלים בין הקבוצות.‬ ‫• הבדלים בין הגישות - בעוד שבגישה הראשונה‬ ‫את ההבדלים בין ההעדפות התרמיות של בני אדם‬ ‫חוקרים רשמו את תגובות הנבדקים בתאים אקלימיים‬ ‫המשתייכים לאותה קבוצה ניתן לייחס בין היתר לשוני‬ ‫בהם ניתן היה לשלוט על התנאים הסביבתיים באופן‬ ‫ביחס בין נפח הגוף לשטח הפנים שלו ולכמות שומן‬ ‫מבוקר, התמקדה הקבוצה השנייה ברישום תגובות‬ ‫תת-עורי שונה: אלו משפיעים על שטף החום בין פנים‬ ‫הנבדקים בסביבתם הטבעית (כגון במקומות העבודה‬ ‫הגוף לבין הסביבה, דרך מעטפת הגוף.‬ ‫או בבית). למרבה ההפתעה, תוצאות המחקרים בשתי‬ ‫הגישות שונות במידה משמעותית. בעוד שהנבדקים‬ ‫ההסבר לדעה הרווחת המייחסת העדפות שונות לבני‬ ‫אשר שהו בתנאים מבוקרים ציינו כי הם חשים בנוח‬ ‫קבוצות שונות טמון ככל הנראה באקלום, בהבדלים‬ ‫בתחום טמפרטורות צר יחסית, הרי שהנבדקים אשר‬ ‫במאפייני הלבוש או ברמת פעילות גופנית שונה.‬ ‫שהו בסביבתם הטבעית חשו בנוח בתנאים סביבתיים‬ ‫מגוונים, אשר היו לעתים חמים או קרים בהרבה מן‬ ‫6. גישות להערכת הנוחות התרמית‬ ‫התחום הצר אשר נמצא בתאים המבוקרים. ההבדל‬ ‫בתוצאות מוסבר בכך שמחקרי השדה משקפים‬ ‫הנוחות התרמית היא כאמור עניין אישי, אך בשל הצורך‬ ‫את מכלול התנאים המשפיעים על בני האדם,‬ ‫לתת בידי מתכנני הבניין הנחיות מעשיות, נערכו במשך‬ ‫לרבות הבדלים בסוג הלבוש ובאופי הפעילות, בעוד‬ ‫השנים מחקרים רבים אשר מטרתם היתה לקבוע‬ ‫שהמחקרים המבוקרים בדרך כלל שאפו לנטרל את‬ ‫מדדים כמותיים מדויקים. המחקרים הונחו על ידי שתי‬ ‫השפעתם של גורמים התנהגותיים.‬ ‫גישות שונות:‬‫מושגי יסוד‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫רמת הבידוד‬ ‫סוג הבגד‬ ‫‪clo‬‬ ‫מ”ר/מ”צ וואט‬ ‫60.0‬ ‫900.0‬ ‫מכנסיים קצרים‬ ‫90.0‬ ‫410.0‬ ‫חולצה (שרוול קצר)‬ ‫52.0‬ ‫930.0‬ ‫חולצה (שרוול ארוך)‬ ‫52.0‬ ‫930.0‬ ‫מכנסיים‬ ‫53.0‬ ‫450.0‬ ‫סוודר‬ ‫53.0‬ ‫450.0‬ ‫ז’קט‬ ‫07.0‬ ‫901.0‬ ‫מעיל עליון‬ ‫טבלה 2.5. רמת הבידוד התרמי אשר מספקים בגדים שונים.‬ ‫8. שיטות להערכת תנאי הנוחות‬ ‫7. אקלום‬ ‫על פי הגישה הפיסיולוגית, נוחות תרמית אפשרית‬ ‫תהליך התאמת המנגנונים השונים של גוף האדם‬ ‫רק כאשר מאזן האנרגיה של הגוף הינו ניטרלי. עם‬ ‫לתנאי אקלים חדשים מכונה אקלום. תהליך האקלום‬ ‫זאת, גם מחקרים בתנאים מבוקרים מראים כי ישנה‬ ‫עשוי להמשך כשלושה שבועות, אך התאמה חלקית‬ ‫שונות מסוימת בין בני האדם, ותגובותיהם לתנאים‬ ‫לתנאים סביבתיים מושגת תוך ימים אחדים.‬ ‫נתונים אינן זהות לגמרי. על מנת להציג את הקשר בין‬ ‫מכלול התנאים הסביבתיים והאישיים לבין ההעדפות‬ ‫השפעת האקלום על ההעדפות התרמיות של אנשים‬ ‫התרמיות של בני האדם, פותח על ידי חוקר בשם‬ ‫עשויה להיות ניכרת. מחקרי שדה רבים הראו קשר‬ ‫‪ Fanger‬סולם פשוט בן חמש דרגות, אשר על‬ ‫ברור בין טמפרטורת האוויר אליה נחשפו הנבדקים‬ ‫פיהן ניתן לתאר את תחושת הנבדק ביחס לתנאים‬ ‫לאורך תקופה ארוכה לבין ההעדפות התרמיות שלהם.‬ ‫התרמיים בעזרת ציונים מספריים הנעים בין מינוס‬ ‫ככל שטמפרטורת האוויר הממוצעת היתה גבוהה‬ ‫שתיים לפלוס שתיים: לתחושה ניטרלית ניתן הציון‬ ‫יותר, כך עלתה גם הטמפרטורה אותה ציינו הנבדקים‬ ‫‘0’, בעוד סביבה חמה מתוארת על ידי ציונים חיוביים‬ ‫כטמפרטורה הרצויה להם. נמצא גם כי ניתן ליחס את‬ ‫וסביבה קרה על ידי ציונים שליליים. באמצעות מאזן‬ ‫תהליך האקלום הן להתאמה לטמפרטורה אשר שררה‬ ‫אנרגיה מפורט של גוף האדם ניתן לחזות מה יהיה‬ ‫בתוך הבניינים בהם שהו הנבדקים, והן לטמפרטורה‬ ‫הציון הממוצע שיתקבל כאשר קבוצה של נשאלים‬ ‫החודשית הממוצעת של הסביבה.‬ ‫תתבקש להעריך את התנאים התרמיים על פי סולם‬ ‫המשמעות המעשית של ממצאים אלה היא כי בבניינים‬ ‫זה (‪ .)PMV - predicted mean vote‬סדרה של‬ ‫בהם מותקנות מערכות בקרת אקלים (צינון וחימום) יש‬ ‫מבדקים בתנאי ניסוי מבוקרים הניבו קשר סטטיסטי‬ ‫להתאים את התנאים המתוכננים לתנאים הסביבתיים‬ ‫בין מאזן האנרגיה לבין הציון החזוי הממוצע, שעל פיו‬ ‫אליהם חשופים המשתמשים, בהתאם לעונות השנה‬ ‫ניתן לחזות מה יהיה שיעור הנבדקים אשר יביעו אי-‬ ‫ולאקלים השורר במקום. מדיניות כזו תבטיח לא רק‬ ‫שביעות רצון מהתנאים הנתונים (‪PPD - percent‬‬ ‫התאמה טובה יותר להעדפות המשתמשים אלה גם‬ ‫‪.)predicted dissatisfied‬‬ ‫חיסכון ניכר באנרגיה.‬‫מושגי יסוד‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫02‬ ‫%‬ ‫08‬ ‫)‪Predicted Percent Dissatis ed (PPD‬‬ ‫06‬ ‫‪Thermal Comfort Scales‬‬ ‫04‬ ‫)‪(Fanger‬‬ ‫03‬ ‫02‬ ‫01‬ ‫8‬ ‫‪COLD‬‬ ‫‪SLIGHTLY COLD‬‬ ‫‪NEUTRAL‬‬ ‫‪SLIGHTLY HOT‬‬ ‫‪HOT‬‬ ‫6‬ ‫5‬ ‫0.2-‬ ‫5.1-‬ ‫0.1-‬ ‫5.0-‬ ‫0.0‬ ‫5.0‬ ‫0.1‬ ‫5.1‬ ‫0.2‬ ‫)‪Predicted Mean Vote (PMV‬‬ ‫איור 1.5. הקשר בין הקשר בין הציון החזוי הממוצע לבין שיעור הבלתי מרוצים.‬ ‫(או קטן במיוחד). במצבים מעין אלה אין מנוס מעריכת‬ ‫איור 1.5 מציג את העקומה המתארת את הקשר בין‬ ‫מאזן אנרגיה מלא.‬ ‫הציון החזוי הממוצע לבין שיעור הבלתי מרוצים. חשוב‬ ‫להדגיש כי גם בתנאים האופטימליים יחושו כחמישה‬ ‫1.8 אמצעים גרפיים‬ ‫אחוזים בממוצע מן האוכלוסייה שלא בנוח, מן הבחינה‬ ‫המפה הביו-אקלימית‬ ‫התרמית.‬ ‫חישוב מאזן האנרגיה על פי שיטתו של ‪Fanger‬‬ ‫המפה הביו-אקלימית היא תרשים המתאר את‬ ‫ארבעת הגורמים הסביבתיים המשפיעים על הנוחות‬ ‫מאפשר לתת ציון לכל שילוב אפשרי של תנאים‬ ‫התרמית: טמפרטורת האוויר, לחות האוויר, מהירות‬ ‫סביבתיים ואישיים, אך הוא מסובך מאוד ואינו מתאים‬ ‫תנועת האוויר ומאזן הקרינה. המפה הביו-אקלימית‬ ‫לשימוש יום-יומי מעשי. במשך השנים פותחו אפוא‬ ‫המובאת כאן (איור 2.5) מתייחסת לרמת ביגוד 8.0‬ ‫מדדים שונים ומספר שיטות גרפיות שמטרתם‬ ‫‪( clo‬ביגוד חורפי קל) ורמת פעילות 3.1 ‪( met‬כגון‬ ‫לתאר את תחום הנוחות התרמית באופן פשוט יותר.‬ ‫עבודה משרדית).‬ ‫בכדי להפחית את מידת המורכבות של הבעיה, כל‬ ‫השיטות מתייחסות לערכים נתונים של הגורמים‬ ‫הציר האופקי של התרשים מבטא את השפעת הלחות‬ ‫האישיים (בדרך כלל פעילות מטבולית מתונה ולבוש‬ ‫על הנוחות התרמית באמצעות הלחות היחסית. הציר‬ ‫קל) ומתמקדות במיפוי הגורמים הסביבתיים בלבד.‬ ‫האנכי של הגרף מבטא את ההשפעה של טמפרטורת‬ ‫חשוב להבין, אפוא, כי השיטות המוצגות להלן מיועדות‬ ‫האוויר. כל נקודה על הגרף מתארת אפוא צירוף ייחודי‬ ‫בעיקר לסייע למתכנן לנתח את השפעת תנאי הסביבה‬ ‫של טמפרטורה ולחות של האוויר. תחום הנוחות מתואר‬ ‫על הנוחות התרמית של בני אדם העסוקים בפעילות‬ ‫על ידי האזור המקווקו, אשר נקבע בהנחה שהאוויר‬ ‫יום-יומית רגילה. הן אינן מתאימות לתיאור התנאים‬ ‫אינו נמצא בתנועה ושמאזן הקרינה הוא נייטרלי. ניתן‬ ‫הסביבתיים אשר יביאו לנוחות תרמית במקרה של‬ ‫להרחיב את תחום הנוחות גם לטמפרטורות אוויר‬ ‫פעילות גופנית מאומצת או היקף לבוש כבד במיוחד‬‫מושגי יסוד‬ ‫02‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫12‬ ‫04‬ ‫0.2‬ ‫0.4‬ ‫צורך ברוח‬ ‫0.1‬ ‫]מטרשניה[‬ ‫03‬ ‫5.0‬ ‫טמפרטורת אויר ]מ“צ[‬ ‫‪B‬‬ ‫הנוחות“‬ ‫”תחום‬ ‫02‬ ‫07‬ ‫012‬ ‫‪A‬‬ ‫01‬ ‫053‬ ‫]וואטמ“ר[‬ ‫צורך בקרינה‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫02‬ ‫04‬ ‫06‬ ‫08‬ ‫001‬ ‫לחות יחסית ]%[‬ ‫איור 2.5. המפה הביו-אקלימית, עם סימון של תנאי נוחות שונים.‬ ‫על גבי הטבלה הפסיכרומטרית ניתן לסמן תחום נוחות‬ ‫‪A‬‬ ‫נמוכות יותר על ידי חשיפה לקרינת שמש (נקודה‬ ‫המתייחס לערכים ידועים של מאזן הקרינה ותנועת‬ ‫במפה), או לטמפרטורות אוויר גבוהות יותר כאשר‬ ‫האוויר, בנוסף לגורמים האישיים (ביגוד ורמת פעילות‬ ‫האוויר נמצא בתנועה (נקודה ‪ B‬במפה).‬ ‫גופנית).‬ ‫הטבלה הפסיכרומטרית‬ ‫הטבלה הפסיכרומטרית הבסיסית אינה מאפשרת‬ ‫להציג את השפעת הקרינה על הנוחות התרמית.‬ ‫הטבלה הפסיכרומטרית (ראה איור 3.5) היא תרשים‬ ‫לשם כך משתמשים בגרסא מיוחדת של הטבלה, שבה‬ ‫המתאר את הקשר בין טמפרטורת האוויר ומדדים‬ ‫מוצגת הטמפרטורה האפקטיבית החדשה במקום‬ ‫שונים ללחות (וכן לצפיפות האוויר):‬ ‫טמפרטורת הגולה היבשה בציר האופקי.‬ ‫• קווים אנכיים הנמשכים אל הציר האופקי של התרשים‬ ‫2.8 מדדים מספריים‬ ‫מציגים את טמפרטורת האוויר (גולה יבשה או מדד‬ ‫אחר, כגון טמפרטורה אפקטיבית)‬ ‫מדד עומס חום‬ ‫מדד עומס החום מבטא באופן כמותי את אי-הנוחות‬ ‫(מימין)‬ ‫• קווים אופקיים הנמשכים אל הציר האנכי‬ ‫התרמית הנגרמת כתוצאה משילוב של טמפרטורה‬ ‫(לחות‬ ‫מציגים את תכולת אדי המים באוויר‬ ‫גבוהה ולחות גבוהה. המדד, אשר הוצע על ידי עזרה‬ ‫מוחלטת)‬ ‫זוהר, מתאים לאקלים חם בלבד, משום שאינו מבחין‬ ‫• העקומות האקספוננציאליות מתארות את הלחות‬ ‫בין תנאים נוחים לתנאים קרים מדי.‬ ‫היחסית‬ ‫מקדם אי-הנוחות (‪ )discomfort index‬מחושב על‬ ‫• הקווים האלכסוניים מייצגים את טמפרטורת הגולה‬ ‫פי הממוצע של טמפרטורת הגולה היבשה של האוויר‬ ‫הלחה‬‫מושגי יסוד‬ ‫12‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫22‬ ‫51‬ ‫לחות‬ ‫מוחלטת ]גרםק“ג[‬ ‫01‬ ‫09‬ ‫לחות‬ ‫07‬ ‫יחסית ]%[‬ ‫05‬ ‫5‬ ‫03‬ ‫51‬ ‫02‬ ‫52‬ ‫03‬ ‫53‬ ‫יבשה ]מ“צ[‬ ‫טמפרטורה גולה‬ ‫איור 3.5. הטבלה הפסיכרומטרית, עם סימון של תחום הנוחות.‬ ‫את הטמפרטורה הקרינתית הממוצעת לא ניתן למדוד‬ ‫(המבטאת את השפעת הטמפרטורה) ושל טמפרטורת‬ ‫ישירות, אולם ניתן לחשב אותה על פי הנוסחה הבאה:‬ ‫הגולה הרטובה (המבטא את השפעת הלחות):‬ ‫‪discomfort index = DBT + WBT‬‬ ‫‪√ ∑(F‬‬ ‫2‬ ‫4‬ ‫= ‪MRT‬‬ ‫‪p-i‬‬ ‫)4‪x Ti‬‬ ‫‪n‬‬ ‫ערכים המופיעים בטבלה 3.5 מתייחסים לבני אדם‬ ‫הנמצאים בצל ובתנאים של היעדר רוח.‬ ‫טמפרטורת קרינתית ממוצעת [‪]oC‬‬ ‫‪– MRT‬‬ ‫‪ – Fp-i‬הזווית המרחבית אותה תוחם משטח ‪ i‬ביחס‬ ‫טמפרטורה קרינתית ממוצעת‬ ‫לנקודה ‪p‬‬ ‫(‪)MRT - mean radiant temperature‬‬ ‫‪ – Ti‬הטמפרטורה של משטח ‪]oC[ i‬‬ ‫הטמפרטורה הקרינתית הממוצעת היא מדד להשפעת‬ ‫הזווית המרחבית דומה לגזרת החשיפה שמתוארת‬ ‫הטמפרטורה של כל העצמים המקיפים נקודה נתונה‬ ‫עבור שטחי חוץ, בפרק 7 (ראה המחשה באיור 4.7).‬ ‫במרחב על מאזן הקרינה באותה נקודה.‬ ‫הגדרה:‬ ‫טמפרטורה אופרטיבית‬ ‫הטמפרטורה הקרינתית הממוצעת בנקודה היא‬ ‫(‪)OT - operative temperature‬‬ ‫הטמפרטורה (האחידה) של כדור "שחור" דמיוני‬ ‫הטמפרטורה האופרטיבית הינה מדד מלאכותי אשר‬ ‫המקיף אותה ויוצר מאזן קרינה שווה לזה של הסביבה‬ ‫מיועד להציג את ההשפעה המשולבת של טמפרטורת‬ ‫האמיתית.‬‫מושגי יסוד‬ ‫22‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫עומס חום‬ ‫מקדם אי-נוחות‬ ‫האוויר ומאזן הקרינה על חילוף אנרגיה בין האדם‬ ‫והסביבה.‬ ‫אין‬ ‫22>‬ ‫הגדרה:‬ ‫קל‬ ‫42-22‬ ‫הטמפרטורה האופרטיבית בנקודה נתונה הינה‬ ‫בינוני‬ ‫82-42‬ ‫טמפרטורת הגולה היבשה של כדור "שחור" דמיוני‬ ‫המקיף אותה ואשר בו חילופי האנרגיה של אדם עם‬ ‫כבד‬ ‫82<‬ ‫סביבתו בקרינה והסעה יהיה שווים לאלו המתקיימים‬ ‫בסביבה האמיתית.‬ ‫טבלה 3.5. דרגות עומס חום בהתאם לערכים של מקדמי‬ ‫אי-נוחות .‬ ‫ניתן לחשב את הטמפרטורה האופרטיבית בעזרת‬ ‫הנוסחה הבאה:‬ ‫%05‬ ‫המקיף אותה, ואשר הלחות היחסית בו הינה‬ ‫וחילופי האנרגיה של אדם עם סביבתו בקרינה, הסעה‬ ‫‪OT = hr x MRT + hc x DBT‬‬ ‫_______________‬ ‫ואידוי יהיו שווים לאלו המתקיימים בסביבה האמיתית.‬ ‫‪hr + hc‬‬ ‫9. סיכום‬ ‫‪ – OT‬טמפרטורה אופרטיבית [‪]oC‬‬ ‫הבנת הסוגיות השונות הקשורות לנוחות תרמית עשויה‬ ‫לתרום לא מעט לתכנון סביבה בנויה אשר משרתת את‬ ‫‪ – MRT‬טמפרטורת קרינתית ממוצעת [‪]oC‬‬ ‫האוכלוסייה השוהה בה באופן מיטבי. רצוי לתכנן את‬ ‫‪ – DBT‬טמפרטורת גולה יבשה [‪]oC‬‬ ‫הבניין כך שלכל אחד ואחד מדייריו ישנה שליטה רבה‬ ‫עד כמה שאפשר בכל הגורמים המשפיעים על הנוחות.‬ ‫‪ – hr‬מקדם מעבר אנרגיה בקרינה [‪]W/m2oC‬‬ ‫מחקרים רבים, בעיקר בבנייני משרדים, מראים כי בקרה‬ ‫‪ – hr‬מקדם מעבר אנרגיה בהסעה [‪]W/m2oC‬‬ ‫אישית על התנאים בסביבת העבודה עשויה להגדיל‬ ‫במידה ניכרת את התפוקה ופריון העבודה. לשליטה‬ ‫כאשר משתמשים בטבלה הפסיכרומטרית בטמפרטורה‬ ‫בסביבה ישנה חשיבות פסיכולוגית שאינה נופלת‬ ‫האופרטיבית בציר האופקי במקום בטמפרטורת הגולה‬ ‫מן ההיבטים האקלימיים, אולם ברבים מן המשרדים‬ ‫היבשה, ניתן להציג על הטבלה קווים של הטמפרטורה‬ ‫המודרניים לעובד הממוצע יש לכל היותר שליטה על‬ ‫האפקטיבית החדשה ובאמצעותם לתאר את תחום‬ ‫מנורה אישית. הערך המוסף הכלכלי של תכנון נכון עולה‬ ‫הנוחות התרמית באופן שיבטא גם את השפעת מאזן‬ ‫לעין ערוך על העלות הנוספת הכרוכה בהתקנת מערכות‬ ‫הקרינה על האדם.‬ ‫בקרה אישיות, מה גם שרבים מהמרכיבים של תכנון‬ ‫מודע אקלים אינם מביאים בהכרח לייקור הבנייה.‬ ‫טמפרטורה אפקטיבית חדשה‬ ‫(‪)ET* - new effective temperature‬‬ ‫כפי שהוסבר לעיל, ההעדפות התרמיות של אנשים‬ ‫מושפעות במידה לא מעטה מדפוסי ההתנהגות‬ ‫הטמפרטורה האפקטיבית החדשה הינה מדד מלאכותי‬ ‫המקובלים בחברה לה הם שותפים. הבדלים בסגנון‬ ‫אשר מיועד להציג את ההשפעה המשולבת של‬ ‫הלבוש, למשל, משפיעים במידה לא מעטה על מעבר‬ ‫טמפרטורת האוויר, הלחות ומאזן הקרינה על חילוף‬ ‫האנרגיה בין האדם והסביבה, ובהתאם לכך על תחושת‬ ‫אנרגיה בין האדם והסביבה.‬ ‫הנוחות בתנאים סביבתיים נתונים. לשינויים שחלו‬ ‫הגדרה:‬ ‫בדפוסי הלבוש בארץ במשך השנים ישנה, לפיכך,‬ ‫השפעה רבה על צריכת האנרגיה בבניינים מאוקלמים,‬ ‫הטמפרטורה האפקטיבית החדשה (‪ )*ET‬בנקודה נתונה‬ ‫בייחוד בנייני משרדים.‬ ‫הינה טמפרטורת הגולה היבשה של כדור "שחור" דמיוני‬‫מושגי יסוד‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫הולכה‬ ‫6. מעבר אנרגיה‬ ‫הגדרה:‬ ‫כל אימת שקיים הבדל טמפרטורה בין שתי נקודות‬ ‫הסעה‬ ‫קרינה‬ ‫במרחב מתרחש מעבר אנרגיה ביניהן. מעבר‬ ‫האנרגיה עשוי להתרחש בין אם הבדלי הטמפרטורה‬ ‫קיימים בנקודות שונות של אותו חומר ובין אם‬ ‫מדובר בחומרים שונים.‬ ‫מעבר אנרגיה עשוי להתרחש בשלושה אופנים:‬ ‫כל חומר פולט קרינה (‪ )radiation‬אלקטרומגנטית. כאשר התווך בין שתי נקודות במרחב מאפשר מעבר קרינה‬ ‫•‬ ‫(או בהיעדר תווך, כלומר במצב של ריק מוחלט), יתרחש מעבר אנרגיה ביניהן. אם הטמפרטורה השוררת בשתי‬ ‫הנקודות שונה, יהיה מאזן האנרגיה ביניהן שונה מאפס.‬ ‫כאשר שתי נקודות בעלות טמפרטורה שונה נתונות בחומר במצב צבירה מוצק, מעבר האנרגיה ביניהן יתרחש‬ ‫•‬ ‫בתהליך הקרוי הולכה (‪.)conduction‬‬ ‫מעבר אנרגיה בין מוצק לנוזל או בין מוצק לגז, וכן מעבר אנרגיה בתווך הנמצא בתנועה, קרוי הסעה‬ ‫•‬ ‫(‪.)convection‬‬ ‫1. קרינה‬ ‫של פני השטח שלו ונתון על ידי המשוואה הבאה (חוק‬ ‫בעוד שמעבר אנרגיה בהולכה ובהסעה מתרחש רק‬ ‫סטפן-בולצמן):‬ ‫בנוכחות חומר, מעבר אנרגיה בקרינה עשוי להתרחש‬ ‫גם בריק. יתירה מכך, מעבר אנרגיה בריק יעיל יותר‬ ‫4‪R = εσT‬‬ ‫מאשר בכל חומר. אף כי גם נוזלים וגזים פולטים‬ ‫קרינה, התיאור שלהלן יתייחס מטעמי נוחיות בעיקר‬ ‫‪ - R‬שטף קרינה [2‪]W/m‬‬ ‫לפליטת קרינה ממוצקים.‬ ‫‪ - ε‬מקדם הפליטה של פני השטח‬ ‫שטף פליטת האנרגיה מגוף במרחב תלוי בטמפרטורה‬ ‫‪ - σ‬מקדם סטפן-בולצמן [2‪]5.67 x 10-8 W/m‬‬ ‫‪ - T‬טמפרטורה מוחלטת לפי סולם קלווין [‪]K‬‬ ‫דוגמא:‬ ‫קרינה אלקטרומגנטית נהוג לאפיין על פי אורך הגל‬ ‫שלה. לקרינה באורכי גל שונים תכונות שונות, הבאות‬ ‫אנרגיה שמקורה בשמש נקלטת‬ ‫לידי ביטוי במעבר האנרגיה בתוך הבניין ובין הבניין‬ ‫בקולטים לחימום מים, לאחר‬ ‫והסביבה. אורך הגל של הקרינה תלוי בטמפרטורת‬ ‫שעברה מרחק של מיליוני‬ ‫הפנים של הגוף המקרין, ונתון על ידי המשוואה הבאה‬ ‫קילומטרים בחלל. מעבר האנרגיה‬ ‫(חוק ווין):‬ ‫מתבצע בקרינה.‬ ‫0881 =‪λmax‬‬ ‫‪T‬‬‫מושגי יסוד‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫גלים קצרים‬ ‫גלים ארוכים‬ ‫‪ - λmax‬אורך הגל שבו עוצמת הקרינה מרבית (‪)µm‬‬ ‫קרני‬ ‫רדיו‬ ‫טמפרטורה מוחלטת לפי סולם קלווין [‪]K‬‬ ‫‪-T‬‬ ‫הקרינה הנפלטת מגופים חמים מאוד, כגון השמש,‬ ‫תחום הנראה‬ ‫שטמפרטורת הפנים שלה היא בערך 000,6 מעלות‬ ‫קלווין, מכונה קרינה בגלים קצרים. הקרינה הנפלטת‬ ‫מגופים קרים יותר, כגון פני כדור הארץ, שהטמפרטורה‬ ‫אורך גל מיקרון‬ ‫הממוצעת שלהם היא 003 מעלות קלווין בקירוב,‬ ‫ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית‬ ‫מכונה קרינה בגלים ארוכים או קרינה אינפרא-אדומה.‬ ‫איור 1.6. ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית, בהדגשת‬ ‫התרשים מתאר את הספקטרום האלקטרומגנטי,‬ ‫התחום הנראה.‬ ‫בדגש על קרינת השמש ועל קרינה אינפרא אדומה.‬ ‫1.1 קרינה בגלים קצרים (קרינת שמש)‬ ‫הקרינה הנפלטת מפני השמש נמצאת בתחום אורכי הגל שבין 51.0 מיקרון ו- 3 מיקרון, בקירוב. כ- %74 מקרינה‬ ‫זו נמצא בתחום הנראה לבני אדם, באורכי גל שבין 93.0 ו- 67.0 מיקרון; כ- %05 נמצאים בתחום האינפרא אדום‬ ‫הקרוב, בין 8.0 ו- 3 מיקרון, בערך; היתרה היא קרינה אולטרה-סגולה. עוצמתה של קרינת השמש משתנה כתלות‬ ‫בזמן ובמרחב, וניתן לבטא את התנועה המחזורית של השמש יחסית לפני הארץ באמצעות גיאומטריה סולרית .‬ ‫תחום‬ ‫אינפרה אדום קרוב‬ ‫הנראה‬ ‫עוצמת קרינה מרבית‬ ‫אנרגיית שמש‬ ‫התפלגות הקרינה‬ ‫בקצה האטמוספרה‬ ‫על פני כדור הארץ‬ ‫אורך גל‬ ‫איור 2.6. עוצמתה של קרינת השמש באורכי גל שונים.‬‫מושגי יסוד‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫2.1 קרינה בגלים ארוכים (קרינה אינפרא אדומה)‬ ‫חלק ניכר מקרינת השמש הפוגעת בשכבה העליונה של האטמוספירה אינו מגיע לפני כדור הארץ, לרבות קרינה‬ ‫בתחום הנראה. ראוי לציין כי האטמוספירה גם מסננת את כמעט כל הקרינה האולטרה-סגולה, העלולה לגרום‬ ‫לנזקים קשים לבני האדם.‬ ‫האטמוספירה בולעת את החלק העיקרי של הקרינה האינפרא אדומה הנפלטת מכדור הארץ. המרכיבים העיקריים‬ ‫האחראים לבליעת הקרינה הם אדי מים ודו-תחמוצת הפחמן (2‪ )CO‬המצויים אמנם באטמוספירה בשיעורים‬ ‫נמוכים (פחות מאחוז אחד), אבל השפעתם על האקלים רבה מאוד.‬ ‫מיעוט אדי מים באטמוספירה של אזורים מדבריים מאפשר קירור קרינתי יעיל יותר מכפי שמתרחש באזורים לחים,‬ ‫והוא אחת הסיבות לכך שהלילות במדבר קרים יותר.‬ ‫אולטרה סגול‬ ‫תחום הנראה‬ ‫אינפרה אדום‬ ‫בליעה‬ ‫בליעה‬ ‫בליעה‬ ‫עי‬ ‫ע י מים‬ ‫באטמוספרה‬ ‫אוזון‬ ‫אורך גל‬ ‫איור 3.6. אדי מים ודו-תחמוצת הפחמן באטמוספרה בולעים את רוב הקרינה האינפרה-אדומה.‬ ‫3.1 בליעה, העברה והחזרה‬ ‫כאשר קרינה פוגעת בפניו של גוף כלשהו, היא עשויה‬ ‫להבלע בו, להיות מוחזרת ממנו, או לעבור דרכו.‬ ‫החלק היחסי של הבליעה, ההחזרה וההעברה של‬ ‫הקרינה תלוי, בזוית הפגיעה בפני השטח, באורך‬ ‫בליעה‬ ‫הגל של הקרינה ובתכונות החומר.‬ ‫את תכונות החומר מייצגים בעזרת שלושה מקדמים,‬ ‫העברה‬ ‫החזרה‬ ‫שסכומם שווה לאחד:‬ ‫1=‪α+ρ+τ‬‬ ‫‪ - α‬מקדם הבליעה )‪(absorptivity‬‬ ‫איור 4.6. תהליכים המתרחשים כאשר קרינה פוגעת‬ ‫בחומר.‬ ‫‪ - ρ‬מקדם ההחזרה )‪(reflectivity‬‬ ‫השינוי בזווית הפגיעה. חשוב להדגיש גם כי ישנם‬ ‫‪ - τ‬מקדם ההעברה )‪(transmissivity‬‬ ‫חומרים אשר מקדם הבליעה שלהם שונה לחלוטין‬ ‫כאשר מדובר בקרינה באורכי גל שונים, למשל קרינת‬ ‫מקובל לתאר את תכונות החומר בהתייחס לקרינה‬ ‫שמש בהשוואה לקרינה אינפרא אדומה. לתכונה זו יש‬ ‫הפוגעת בניצב לפניו, אולם חשוב להדגיש שוב כי ערכם‬ ‫חשיבות מיוחדת בהקשר של חומרי זיגוג.‬ ‫של המקדמים עשוי להשתנות במידה משמעותית עם‬‫מושגי יסוד‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫דוגמא חישובית:‬ ‫הנטייה של חומר לבלוע קרינה באורך גל מסוים, אותה‬ ‫מציינים באמצעות מקדם הבליעה, באה לידי ביטוי גם‬ ‫נניח שקרינת שמש פוגעת בלוח אלומיניום‬ ‫כאשר כיוון מעבר הקרינה הוא הפוך. על פי חוק קירכוף,‬ ‫מבריק, אשר מקדם הבליעה שלו בגלים‬ ‫מקדם הבליעה של חומר (‪ )absorptivity‬זהה תמיד‬ ‫קצרים הוא 51.0 בלבד, כלומר הוא בולע %51‬ ‫למקדם הפליטה שלו (‪ ,)emissivity‬עבור כל אורך‬ ‫מקרינת השמש. מאחר ומקדם הפליטה של‬ ‫גל נתון, טמפרטורת פנים וזוית פגיעה (פליטה) של‬ ‫אלומיניום מבריק בתחום האינפרא-אדום הוא‬ ‫הקרינה:‬ ‫80.0 בלבד, החלק היחסי של קרינת השמש‬ ‫אשר תיוותר בלוח הוא:‬ ‫)‪α λ(T, θ, Φ)= ξ λ (T, θ, Φ‬‬ ‫%8.31 = (80.0 ‪15 – )15 x‬‬ ‫‪ - α‬מקדם הבליעה )‪(absorptivity‬‬ ‫לשם השוואה, אם אותו לוח יהיה צבוע בצבע‬ ‫‪ - ξ‬מקדם הפליטה )‪(emissivity‬‬ ‫לבן מבריק, יהיה מקדם הבליעה שלו מעט גבוה‬ ‫‪ - λ‬אורך גל )‪(wavelength‬‬ ‫יותר, 2.0, או %02. מאחר ומקדם הפליטה‬ ‫של צבע לבן לקרינה בגלים ארוכים הוא כ- 9.0,‬ ‫‪ - T‬טמפרטורה‬ ‫החלק היחסי של קרינת השמש אשר יישאר‬ ‫‪ - θ‬קואורדינטה מרחבית‬ ‫בלוח יהיה קטן יותר במידה ניכרת:‬ ‫‪ - Φ‬קואורדינטה מרחבית‬ ‫%0.2 = (9.0 ‪20 – )20 x‬‬ ‫מקדם פליטה בקרינה‬ ‫מקדם החזרה‬ ‫חומר‬ ‫אינפרא אדומה‬ ‫לקרינת שמש‬ ‫גמר‬ ‫88.0‬ ‫04.0‬ ‫בטון חשוף‬ ‫59.0‬ ‫32.0‬ ‫לבני חימר‬ ‫59.0‬ ‫34.0‬ ‫אבן גיר‬ ‫59.0‬ ‫04.0‬ ‫(אורן)‬ ‫עץ‬ ‫82.0‬ ‫51.0‬ ‫(חשופה)‬ ‫פלדה מגולוונת‬ ‫80.0‬ ‫58.0‬ ‫(מבריק)‬ ‫לוח אלומיניום‬ ‫19.0‬ ‫08.0‬ ‫צבע לבן‬ ‫09.0‬ ‫01.0‬ ‫צבע שחור‬ ‫טבלה1.6. מקדמי החזרה ופליטה של קרינה עבור חומרי בנייה נבחרים‬‫מושגי יסוד‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫2. הולכה‬ ‫כאשר בין שתי נקודות שונות בגוף מוצק שורר הבדל טמפרטורה, מעבר האנרגיה ביניהן יתרחש בתהליך הקרוי‬ ‫הולכה. הולכת אנרגיה בחומר מוצק מתרחשת ברמה המולקולרית, ואינה כרוכה בתנועה של המסה המרכיבה את‬ ‫הגוף.‬ ‫דוגמא:‬ ‫1.2 התנגדות תרמית ומוליכות תרמית‬ ‫קצב מעבר האנרגיה בהולכה בין שתי נקודות בגוף‬ ‫כאשר טובלים כפית בכוס מים חמים,‬ ‫מוצק תלוי בהפרש הטמפרטורה ביניהן, במרחק‬ ‫גם החלק שאינו בא במגע עם המים‬ ‫המפריד ביניהן ובתכונות החומר. את הקשר בין‬ ‫מתחמם. חימום זה נובע ממעבר‬ ‫הגורמים האלה ניתן להציג בנוסחה הבאה:‬ ‫אנרגיה בהולכה.‬ ‫1‪Q = λ T2 – T‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪ - Q‬שטף האנרגיה ליחידת שטח [2‪]W/m‬‬ ‫‪ - λ‬מקדם המוליכות התרמית [‪]W/m K‬‬ ‫‪ - T‬טמפרטורה בנקודה נתונה [‪]K‬‬ ‫‪ - d‬המרחק בין שתי הנקודות [‪]m‬‬ ‫מקדם המוליכות התרמית (‪ )thermal conductivity, λ‬הוא ביטוי לנטייה של החומר להוליך חום. חומרים בעלי‬ ‫מקדם מוליכות גבוה מעבירים חום היטב, בעוד שחומרים בעלי מקדם מוליכות נמוך נקראים חומרי בידוד תרמי.‬ ‫מקדם ההתנגדות התרמית (‪ )thermal resistivity, r‬הוא הערך ההופכי למקדם המוליכות התרמית (‪ ,)λ‬כלומר:‬ ‫‪.r=1/λ‬‬ ‫דוגמאות לתכונות התרמיות של חומרי בנייה נפוצים מובאות בטבלה הבאה:‬ ‫מוליכות תרמית‬ ‫התנגדות תרמית‬ ‫משקל סגולי‬ ‫החומר‬ ‫‪λ‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪ρ‬‬ ‫[‪]W⁄m K‬‬ ‫[‪]m K/W‬‬ ‫[3‪]kg/m‬‬ ‫720.0‬ ‫73‬ ‫72‬ ‫פוליאוריתן מוקצף‬ ‫040.0‬ ‫52‬ ‫04‬ ‫פוליסטירן מוקצף (קל-קר)‬ ‫22.0‬ ‫5.4‬ ‫056‬ ‫בטון תאי (כגון איטונג)‬ ‫52.1‬ ‫8.0‬ ‫0002‬ ‫טיח צמנטי‬ ‫1.2‬ ‫84.0‬ ‫0042‬ ‫בטון‬ ‫76‬ ‫510.0‬ ‫0087‬ ‫ברזל‬ ‫טבלה 2.6. תכונות תרמית של חומרי בנייה נבחרים‬‫מושגי יסוד‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫עיון בטבלה מראה שהחומרים בעלי המשקל הסגולי הנמוך הם בדרך כלל מוליכים גרועים, כלומר מבודדים, בעוד‬ ‫שחומרים צפופים הם בדרך כלל מוליכים טובים.‬ ‫כאשר מחשבים את מעבר האנרגיה בהולכה דרך רכיב‬ ‫בטון‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫בניין מסוים, כגון קיר, יש להביא בחשבון גם את עובי‬ ‫החומר: ככל שהחומר עבה יותר, כך גדלה ההתנגדות‬ ‫התרמית הכוללת של הרכיב. הקשר בין ההתנגדות‬ ‫התרמית האופיינית (‪ )thermal resistance‬של רכיב‬ ‫בניין לבין עוביו והמוליכות התרמית של החומר נתון‬ ‫על ידי הביטוי הבא:‬ ‫‪R= d‬‬ ‫‪λ‬‬ ‫‪ - R‬התנגדות תרמית של רכיב בניין [‪]m2 K/W‬‬ ‫‪ - d‬עובי האלמנט [‪]m‬‬ ‫‪ - λ‬מקדם המוליכות התרמית [‪]W/m K‬‬ ‫איור 5.6. הצפיפות ומקדם ההתנגדות התרמית של בטון‬ ‫ושל קלקר.‬ ‫על מנת לחשב את מעבר האנרגיה דרך רכיב בניין‬ ‫המפריד בין חללים שונים בבניין או בין חלל פנימי‬ ‫לחלל חיצוני, יש להביא בחשבון גם את ההתנגדות‬ ‫התרמית הפנית שיוצרת שכבת גבול בין הרכיב‬ ‫דוגמא:‬ ‫והאוויר הסמוך לו.‬ ‫להלן מובא לדוגמא חישוב ההתנגדות התרמית‬ ‫הכוללת של לוח זכוכית אנכי בעובי 3 מ”מ:‬ ‫(‪total‬‬‫ההתנגדות התרמית הכוללת של רכיב בניין‬ ‫‪ )thermal resistance‬היא אפוא הסכום של‬ ‫שכבת גבול פנימית:‬ ‫ההתנגדות התרמית האופיינית של הרכיב וההתנגדות‬ ‫התרמית הפנית של שתי פאותיו:‬ ‫21.0 =‪R = 1/hin‬‬ ‫זכוכית:‬ ‫1 + ‪Rtot = 1 + R‬‬ ‫‪λ = 0.8 W/m2 K‬‬ ‫‪hin‬‬ ‫‪hout‬‬ ‫‪d = 0.003 m‬‬ ‫57300.0 = 8.0/300.0 = ‪R‬‬ ‫‪ - Rtot‬התנגדות כוללת של רכיב בניין [‪]m2 K/W‬‬ ‫‪ - R‬התנגדות אופיינית של הרכיב [‪]m2 K/W‬‬ ‫שכבת גבול חיצונית:‬ ‫40.0 =‪R = 1/hin‬‬ ‫‪ -1/hin‬התנגדות של הפנית הפנימית [‪]m2 K/W‬‬ ‫סה"כ:‬ ‫‪ -1/hout‬התנגדות של הפנית החיצונית [‪]m2 K/W‬‬ ‫40.0 + 57300.0 + 21.0 = ‪Rtot‬‬ ‫‪≈ 0.16 m2 K/W‬‬ ‫ההתנגדות התרמית הפנית עשויה להוות חלק ניכר‬ ‫מההתנגדות התרמית הכוללת של רכיב בניין.‬‫מושגי יסוד‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫0‬ ‫הזכוכית מוליכה חום היטב. מאחר ועובייה קטן מאוד, הרי שההתנגדות התרמית של לוח הזכוכית עצמו היא זניחה,‬ ‫ועיקר ההתנגדות מושגת בשכבות הגבול.‬ ‫כאשר גוף עשוי מספר שכבות בעלות תכונות תרמיות שונות, ההתנגדות התרמית האופיינית של הרכיב (‪ )Rtot‬שווה‬ ‫לסכום החשבוני של ההתנגדויות (‪ )ri‬של כל השכבות: ‪Rtot = r1+ r2 + . . . rn‬‬ ‫חשוב לציין שבעוד שניתן לחבר בצורה פשוטה וישירה‬ ‫את ההתנגדות התרמית של מספר שכבות בכדי לקבל‬ ‫חומר‬ ‫את ההתנגדות התרמית הכוללת של רכיב בניין, אין‬ ‫שכבת גבול פנים‬ ‫הדבר נכון ביחס לחישוב המוליכות התרמית הכוללת‬ ‫טיח פנים‬ ‫(‪ ,total thermal conductance‬אותה מקובל לסמן‬ ‫בטון ס מ‬ ‫באות ‘‪.)’U‬‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫כאשר מעונינים במוליכות התרמית הכוללת יש אפוא‬ ‫סמ‬ ‫לחשב קודם את ההתנגדות הכוללת (‘‪ ,)’R‬וממנה‬ ‫טיח חוץ‬ ‫לחשב את המוליכות באמצעות הקשר הבא:‬ ‫שכבת גבול חוץ‬ ‫‪U=1/Rtot‬‬ ‫סה כ‬ ‫‪ - U‬מוליכות תרמית כוללת [‪]W/m2 K‬‬ ‫‪ - Rtot‬התנגדות כוללת של רכיב בניין [‪]m2 K/W‬‬ ‫איור 6.6. חישוב ההתנגדות התרמית הכוללת של קיר בן‬ ‫מספר שכבות.‬ ‫אגירת חום‬ ‫2.2‬ ‫כאשר התנאים אינם משתנים לאורך זמן, כלומר מתקיים ‘מצב יציב’ (‪ ,)steady-state‬מעבר החום דרך גוף מוצק‬ ‫תלוי רק במוליכות התרמית הכוללת שלו. אולם כאשר התנאים משתנים לאורך זמן, מעבר האנרגיה דרך רכיב בניין‬ ‫תלוי גם בקיבול החום של החומר.‬ ‫הגדרה:‬ ‫קיבול חום נפחי של חומר (‪ )volumetric heat capacity‬הוא כמות האנרגיה אשר תביא לעליית טמפרטורה של‬ ‫מעלה אחת ליחידת נפח. קיבול חום מכונה גם ‘מסה תרמית’.‬ ‫כאשר גוף כגון רכיב בניין קולט אנרגיה, הוא מתחיל‬ ‫בעוד שקיבול החום של חומר הוא תכונה הקשורה‬ ‫להתחמם. אם החומר ממנו הוא עשוי יהיה בעל קיבול‬ ‫לנפחו של גוף, החום הסגולי שלו הוא כמות האנרגיה‬ ‫חום גבוה, כמות האנרגיה אשר תיבלע בו עשויה‬ ‫אשר תביא לעליית טמפרטורה של מעלה אחת ליחידת‬ ‫להיות גבוהה, ולכן השינוי בטמפרטורה שלו יהיה מתון‬ ‫מסה. הקשר בין קיבול חום (‪ )C‬לבין חום סגולי נתון‬ ‫בהשוואה לגוף החשוף לתנאים דומים אך עשוי חומר‬ ‫בביטוי הבא:‬ ‫בעל קיבול חום נמוך.‬ ‫‪C = ρ cp‬‬ ‫ישנם הבדלים גדולים בקיבול החום של חומרים שונים,‬ ‫‪ - ρ‬צפיפות החומר [3‪]kg/m‬‬ ‫כפי שמתבטא בטבלה הבאה:‬ ‫‪ - cp‬החום הסגולי של החומר [‪]kJ/kg‬‬‫מושגי יסוד‬ ‫0‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫קיבול חום נפחי‬ ‫חום סגולי‬ ‫צפיפות‬ ‫חומר‬ ‫‪kJ/m³ K‬‬ ‫‪kJ/kg K‬‬ ‫³‪kg/m‬‬ ‫0402‬ ‫58.0‬ ‫0042‬ ‫בטון‬ ‫075‬ ‫59.0‬ ‫006‬ ‫בטון תאי (כגון איטונג)‬ ‫0814‬ ‫81.4‬ ‫0001‬ ‫מים‬ ‫5.1‬ ‫03.1‬ ‫81.1‬ ‫אויר‬ ‫טבלה 3.6. קיבול החום של חומרים שונים‬ ‫לנוכחות של מסה תרמית רבה בבניין מספר השלכות על התפקוד התרמי שלו:‬ ‫א. המסה התרמית מקטינה את משרעת הטמפרטורה היומית: בבניין עם קיבול חום גבוה תנודות הטמפרטורה‬ ‫העלולות להיווצר בתגובה לעומסים חיצוניים או פנימיים תהיינה קטנות יותר מאשר בבניין עם קיבול חום‬ ‫נמוך.‬ ‫ב. המסה התרמית מעכבת את מעבר האנרגיה דרך החומר.‬ ‫דוגמא:‬ ‫משרעת‬ ‫את ההשפעה של המסה התרמית‬ ‫טמפרטורה‬ ‫על מעבר אנרגיה דרך רכיב‬ ‫בחוץ‬ ‫בניין אפשר להמחיש באמצעות‬ ‫ההשוואה בין לוח פוליסטירן‬ ‫מוקצף בעובי 01 מ”מ ללוח‬ ‫בטון בעובי 005 מ”מ. לשניהם‬ ‫מוליכות תרמית כוללת של כ- 4‬ ‫ואט / מ2 למעלה צלזיוס. בתנאים‬ ‫קבועים (‘מצב יציב’), יהיה מעבר‬ ‫החום דרך הרכיבים זהה. אולם‬ ‫משרעת‬ ‫בחשיפה לטמפרטורה המשתנה‬ ‫טמפרטורה‬ ‫באופן מחזורי, למשל בהתאם‬ ‫בפנים‬ ‫לשינויים היומיים במזג האוויר,‬ ‫יהיה מעבר האנרגיה שונה‬ ‫לחלוטין, הן בגודלו והן בתזמון.‬ ‫הקיר,‬ ‫איור 7.6. כאשר הבידוד התרמי נמצא בצידו החיצוני של‬ ‫והמסה בצידו הפנימי, תהיה משרעת הטמפרטורה בפנים קטנה.‬‫מושגי יסוד‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫3. הסעה‬ ‫כאשר בין שתי נקודות בתוך תווך נוזלי (או גז) קיים הבדל טמפרטורה, מתרחש מעבר האנרגיה ביניהן בהסעה‬ ‫(‪ ,)convection‬תהליך המתבצע בשני מנגנונים: בנוסף לתנועה האקראית של הפרודות המרכיבות את החומר‬ ‫(דיפוזיה), מתרחש מעבר אנרגיה כתוצאה מתנועה של נפח הנוזל (או הגז) כולו. גם מעבר אנרגיה בין גוף מוצק‬ ‫לתווך זורם הנמצא סמוך לו מתבצע בהסעה.‬ ‫דוגמא:‬ ‫חדירת אוויר חיצוני אל תוך הבניין או דליפה של אוויר‬ ‫פנים החוצה כרוכה בדרך כלל בהסעת אנרגיה, משום‬ ‫כאשר מחממים מים בסיר, מקור‬ ‫שרק לעתים רחוקות תהיה הטמפרטורה הפנימית‬ ‫האנרגיה הוא בלהבה שמתחתיו.‬ ‫זהה לזו השוררת בחוץ. כאשר מעבר האוויר הינו‬ ‫החום מועבר מקרקעית הסיר‬ ‫רצוי ומבוקר, הוא מכונה ‘אוורור’. כאשר מעבר האוויר‬ ‫אל שכבת המים הסמוכה אליה,‬ ‫מתרחש בצורה של חדירה בלתי מבוקרת דרך חריצים‬ ‫ומשם אל שאר המים, בהסעה.‬ ‫במעטפת הבניין הוא מכונה ‘אינפילטרציה.’‬ ‫1.3 שכבת הגבול ומעבר האנרגיה בין מוצק וזורם‬ ‫כאשר זורם (גז או נוזל) נע בסמוך למוצק, נוצרת שכבה אשר בה משתנות תכונות הזורם כתוצאה מהמגע עם‬ ‫המוצק. שכבה זו קרויה שכבת גבול (הידרודינמית או אוירודינמית), אשר התנאים בה משתנים בהתאם לתכונות‬ ‫הזורם, מאפייני הזרימה, הגיאומטריה של פני המשטח והמרחק ממנו. כאשר קיים הפרש טמפרטורה בין הגוף לבין‬ ‫הזורם, נוצרת שכבת גבול תרמית אשר בה מורגש הבדל טמפרטורות הנובע מהמגע עם הגוף המוצק. עובי שכבות‬ ‫הגבול ההידרו-דינמית והתרמית אינו בהכרח שווה.‬ ‫שבתוך הבניין תנועת האוויר היא איטית ביותר, הרי‬ ‫מעבר האנרגיה בין גוף מוצק לזורם הנע על פניו תלוי‬ ‫שהרוח הנושבת על פני משטחים חיצוניים מהווה גורם‬ ‫בהפרש הטמפרטורה ביניהם ובמוליכות התרמית‬ ‫עיקרי במעבר חום בין רכיב הבניין והאוויר בסביבה.‬ ‫הפנית (‪convective surface heat transfer‬‬ ‫‪ ,)coefficient‬ונתון על ידי הביטוי הבא:‬ ‫המוליכות התרמית הפנית של משטח אופקי, כגון‬ ‫רצפה או תקרה, מושפעת מכיוון זרימת החום: כאשר‬ ‫( ‪QH = hc )Ts - Ta‬‬ ‫הרצפה חמה יותר מאשר האוויר שמעליה, האוויר‬ ‫שבא איתה במגע יתחמם. הנטייה של אוויר חם‬ ‫‪ - QH‬שטף חום מוחש [2‪]W/m‬‬ ‫לעלות תרחיק אותו מפני הרצפה ותביא לכך שתהליך‬ ‫מעבר האנרגיה יהיה יעיל. כאשר התקרה חמה יותר‬ ‫‪ - hc‬מוליכות תרמית פנית [‪]W/m2 K‬‬ ‫מאשר האוויר שמתחתיה, האוויר הסמוך לה יתחמם‬ ‫‪ - Ts , Ta‬טמפרטורות של המשטח והאוויר [‪]K‬‬ ‫– אך יישאר כלוא בשכבה דקה בקרבתה. מעבר החום‬ ‫במקרה כזה הוא לפיכך יעיל פחות.‬ ‫גודלה של המוליכות התרמית הפנית מושפע מתכונות‬ ‫הזורם, ממאפייני הזרימה ומהיחסים המרחביים בין‬ ‫חשוב לציין כי הנתונים המובאים כאן מציגים ערכים‬ ‫פני המוצק לבין הנוזל.‬ ‫ממוצעים אופייניים, וגודלה של המוליכות התרמית‬ ‫הפנית של משטחים החשופים לסביבה החיצונית עשוי‬ ‫הערכים של המוליכות התרמית הפנית שמוצגים‬ ‫להיות שונה במידה ניכרת בתגובה לתנאים המקומיים.‬ ‫בטבלה מתייחסים למעבר אנרגיה בין רכיבי בניין לבין‬ ‫מחקרים רבים מצאו קשר ברור בין מהירות תנועת‬ ‫אוויר הבא איתם במגע. ההבדל בין המוליכות התרמית‬ ‫האוויר סמוך למשטח לבין המוליכות התרמית הפנית‬ ‫הפנית של משטחים פנימיים ומשטחים חיצוניים נובע‬ ‫שלו.‬ ‫מהבדלים במהירות תנועת האוויר על פניהם. בעוד‬‫מושגי יסוד‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫כוון זרימת החום מוליכות תרמית פנית של רכיב מוליכות תרמית פנית של רכיב‬ ‫הפונה כלפי פנים‬ ‫הפונה כלפי חוץ‬ ‫‪W/m²K‬‬ ‫‪W/m²K‬‬ ‫8‬ ‫52‬ ‫8‬ ‫52‬ ‫6‬ ‫52‬ ‫טבלה 4.6. מוליכות תרמית פנית של רכיבי בניין (מותאם מתקן ישראלי 5401)‬ ‫זורמים הנעים במהירות גבוהה יחסית, או שהם בעלי‬ ‫למשל: על פי מחקרם של ‪:]11[ Hagishima & Tanimoto‬‬ ‫צמיגות נמוכה, נעים בזרימה טורבולנטית. כלומר,‬ ‫עבור משטחים אופקיים‬ ‫24.6 + ‪hc = 3.96 v‬‬ ‫מהירות התנועה של הנוזל וכיוונה עשויים להשתנות‬ ‫מרגע לרגע וממקום למקום במרחב.זרימה טורבולנטית‬ ‫עבור משטחים אנכיים‬ ‫74.4 + ‪hc = 10.2 v‬‬ ‫מאופיינת במערבולות בגדלים שונים ובעלות עוצמה‬ ‫‪ - hc‬מוליכות תרמית פנית [‪]W/m2 K‬‬ ‫משתנה.‬ ‫‪ - v‬מהירות הרוח [‪]m/s‬‬ ‫תנועה טורבולנטית ניתן לתאר באמצעות שני רכיבים:‬ ‫(במרחק של 51 ס"מ מפני השטח, כאשר המדידה מביאה‬ ‫רכיב ממוצע (בזמן ובמרחב) ורכיב משתנה. הרכיב‬ ‫בחשבון רכיבי מהירות בשלושה צירים ניצבים)‬ ‫המשתנה עשוי להיות אקראי, אולם במקרים רבים‬ ‫נוספת אל השינוי האקראי גם התנהגות מחזורית.‬ ‫הקושי ביישום המודלים שפותחו נובע מן העובדה‬ ‫שבכדי ליישם אותם יש למדוד את מהירות הרוח‬ ‫כאשר הזרימה היא למינרית, מעבר חום בניצב לכיוון‬ ‫בסמוך למשטח עצמו, או להשתמש בתוכנות מחשב‬ ‫התנועה מתרחש בדיפוזיה בלבד. מנגנון זה הינו חלש‬ ‫מסובכות מאוד המנסות לחזות את המהירות המקומית‬ ‫מאוד, וקצב מעבר האנרגיה עשוי להיות איטי מאוד ולא‬ ‫על בסיס מדידות רוח בתחנה המטאורולוגית הסמוכה‬ ‫יעיל. כאשר הזרימה היא טורבולנטית, לעומת זאת,‬ ‫בהתחשב במורפולוגיה של הסביבה.‬ ‫ישנה תנועת מסה גם בניצב לכיוון העיקרי של התנועה,‬ ‫ומעבר החום בכיוון זה עשוי להיות יעיל מאוד.‬ ‫2.3 זרימה טורבולנטית וזרימה למינרית‬ ‫זרימת אוויר היא כמעט תמיד זרימה טורבולנטית,‬ ‫כאשר נוזל זורם בהשפעה של כוח חיצוני, הזרימה‬ ‫למעט בחלק דק מאוד של שכבת הגבול הצמוד לגופים‬ ‫עשויה להיות חלקה, ומהירות הזרימה וכוונה יהיו אז‬ ‫מוצקים שעל פניהם נמדדת התנועה.‬ ‫אחידים לחלוטין לאורך זמן. זרימה כזו מכונה זרימה‬ ‫למינרית, והיא אופיינית לזורמים בעלי צמיגות גבוהה‬ ‫3002 ,‪11. Hagishima and Tanimoto‬‬ ‫הנעים במהירות נמוכה מאוד.‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫• לחות יחסית (‪ :)relative humidity‬היחס בין‬ ‫4. אידוי‬ ‫תכולת אדי המים באוויר לבין תכולת אדי המים שהיו‬ ‫מביאים את האוויר לרוויה, באותה טמפרטורה ובאותו‬ ‫התהליך שבו משתנה מצב צבירה של חומר מנוזל לגז‬ ‫לחץ אטמוספירי. יחידות: %‬ ‫קרוי אידוי. תהליך זה דורש השקעת אנרגיה, אשר‬ ‫מקורה עשוי להיות בגז אשר לתוכו מתאדה הנוזל, או‬ ‫• לחץ אדים חלקי (‪ :)partial vapor pressure‬אותו‬ ‫מקור חיצוני.‬ ‫חלק מהלחץ האטמוספירי הנמדד כתוצאה מנוכחותם‬ ‫של אדי מים באוויר. יחידות: ‪ mb‬או ‪.kPa‬‬ ‫האטמוספירה של כדור הארץ, ובפרט האוויר אשר‬ ‫סביבנו, הינו תערובת של מספר גזים, אשר העיקריים‬ ‫• אנתלפיה (‪ :)enthalpy‬אנתלפיה היא ביטוי לכמות‬ ‫שבהם הינם חנקן, חמצן, דו תחמוצת הפחמן ואדי‬ ‫האנרגיה המצויה בחומר. האנתלפיה של אוויר היא‬ ‫מים. אולם בעוד שהחלק היחסי של אדי המים באוויר‬ ‫הסכום של החום המוחש (‪ )sensible heat‬והחום‬ ‫עשוי להשתנות בהתאם לתנאי הסביבה, הרי שחלקם‬ ‫הכמוס (‪ )latent heat‬שלו. בטבלה הפסיכרומטרית‬ ‫היחסי של המרכיבים האחרים הוא פחות או יותר קבוע.‬ ‫מוצגים קווים של אנתלפיה סגולית, שהיא כמות‬ ‫מאחר וכל התהליכים הקשורים באדי המים באוויר‬ ‫האנרגיה ליחידת מסה של אוויר. יחידות: ‪.kJ/kg‬‬ ‫אינם מושפעים מנוכחותם של הגזים האחרים, ניתן‬ ‫• נפח סגולי (‪ :)specific volume‬הנפח ליחידת‬ ‫להתייחס אל האוויר כאל תערובת בעלת שני מרכיבים‬ ‫מסה של אוויר, בלחץ אטמוספירי נתון. הנפח משתנה‬ ‫– אוויר יבש ואדי מים.‬ ‫כפונקציה של הטמפרטורה של האוויר. יחידות:‬ ‫את כמות אדי המים באוויר נהוג לחשב ביחס לכמות‬ ‫‪.m3/kg‬‬ ‫נתונה של אוויר יבש. היא עשויה להשתנות מאפס‬ ‫• נקודת טל (‪ :)dew point‬טמפרטורת אוויר‬ ‫(כלומר אוויר יבש לחלוטין), ועד לרוויה. כאשר האוויר‬ ‫המתקבלת כאשר מקררים אוויר עד לרוויה, ללא‬ ‫נמצא ברוויה, לא ניתן עוד להוסיף אדי מים מבלי‬ ‫תוספת או גריעה של אדי מים. יחידות: ‪ oC‬או ‪.K‬‬ ‫להביא לעיבוי של כמות דומה של מים. כמות אדי המים‬ ‫שהאוויר יכול להכיל תלויה בטמפרטורה שלו ובלחץ‬ ‫• טמפרטורת גולה לחה (‪:)wet bulb temperature‬‬ ‫האטמוספירי: אוויר חם מסוגל להכיל כמות גדולה‬ ‫טמפרטורת האוויר המתקבלת כאשר לתוך נפח נתון‬ ‫בהרבה של אדי מים מאשר אוויר קר.‬ ‫של אוויר מאדים מים בתהליך אדיאבטי עד שהתערובת‬ ‫מגיעה לרוויה. ניתן למדוד את טמפרטורת הגולה‬ ‫1.4 הטבלה הפסיכרומטרית‬ ‫הלחה בעזרת מדחום הנתון בתוך שרוול לח וחשוף‬ ‫לתנועת אוויר בסביבה שבה מאזן הקרינה הוא ניטרלי.‬ ‫את מכלול התכונות של אוויר לח נהוג להציג על‬ ‫טמפרטורת הגולה הלחה משמשת כמדד ללחות של‬ ‫גבי טבלה הקרויה טבלה פסיכרומטרית. הטבלה‬ ‫האוויר, אף כי היא נמדדת ביחידות של טמפרטורה.‬ ‫הפסיכרומטרית היא תרשים המתאר את הקשר בין‬ ‫יחידות: ‪ oC‬או ‪.K‬‬ ‫טמפרטורת האוויר ומדדים שונים ללחות (וכן לצפיפות‬ ‫האוויר), כדלקמן (ראה איור . בפרק 5):‬ ‫תהליך אדיאבטי: תהליך המתקיים ללא תוספת של‬ ‫אנרגיה ממקור חיצוני וללא איבוד אנרגיה אל הסביבה.‬ ‫• טמפרטורת גולה יבשה (‪:)dry bulb temperature‬‬ ‫2.4 קירור באידוי‬ ‫טמפרטורת האוויר המתקבלת בעזרת מדחום הנמצא‬ ‫לאנרגיה הפנימית של אוויר שני מרכיבים: חום מוחש‬ ‫בסביבה שבה מאזן הקרינה הוא ניטרלי, המדחום יבש‬ ‫וחום כמוס.*‬ ‫ואין אידוי או עיבוי של מים. יחידות: ‪ oC‬או ‪.K‬‬ ‫• תכולת אדי מים באוויר, או לחות מוחלטת (‪moisture‬‬ ‫* הדיון כאן אינו עוסק באנרגיה כימית ואנרגיה גרעינית‬ ‫‪ :)content‬המסה של אדי מים באוויר ביחס ליחידת‬ ‫המהווים אף הם מרכיבים של האנרגיה הפנימית של חומר.‬ ‫מסה של אוויר יבש. יחידות: ‪ g/kg‬או ‪.kg/kg‬‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫החשיבות של אדי המים באוויר מן הבחינה האנרגטית‬ ‫חום מוחש (‪ )sensible heat‬הוא ביטוי לתנועתם של‬ ‫באה לידי ביטוי מעשי בפעולתן של מערכות צינון‬ ‫החלקיקים מהם מורכב החומר. עלייה בכמות החום‬ ‫באידוי ומערכות מיזוג אוויר רגילות כאחת:‬ ‫המוחש בחומר תביא לעלייה בטמפרטורה שלו.‬ ‫במערכות מיזוג אוויר רגילות, האוויר מקורר כאשר‬ ‫חום כמוס (‪ )latent heat‬הוא ביטוי לכוחות בין‬ ‫הוא בא במגע עם מחליף חום אשר בתוכו מוזרם‬ ‫החלקיקים האחראים לקיומם של מצבי הצבירה‬ ‫נוזל הקירור. מאחר ומחליף החום נמצא בטמפרטורה‬ ‫השונים (מוצק, נוזל או גז).‬ ‫הקרובה לאפס מעלות (ונמוכה מנקודת הטל), אדי‬ ‫המים הנמצאים באוויר מתעבים כאשר הם באים במגע‬ ‫אל האוויר ניתן כאמור להתייחס כאל תערובת בעלת‬ ‫עמו. בתהליך העיבוי משתחרר חום מוחש רב, ולכן על‬ ‫שני מרכיבים: אוויר יבש ואדי מים. מאחר ובטבע‬ ‫מערכת מיזוג אוויר הפועלת באקלים לח להתמודד עם‬ ‫האוויר היבש מצוי רק בצורת גז, הבדלים בחום הכמוס‬ ‫עומס גדול בהרבה ממערכת הפועלת בסביבה שבה‬ ‫הם תוצאה ישירה של שינוי בכמות אדי המים. אף כי‬ ‫הטמפרטורה של האוויר זהה אך הלחות נמוכה.‬ ‫החלק היחסי של אדי המים באוויר הוא נמוך מאוד‬ ‫– פחות משני אחוזים בדרך כלל - לנוכחותם ישנה‬ ‫במערכות צינון באידוי, מתרחש תהליך הפוך. אוויר‬ ‫השפעה רבה על כמות האנרגיה הכוללת (האנתלפיה)‬ ‫חם יחסית ויבש בא במגע עם מים על מצע מיוחד או‬ ‫של האוויר. הסיבה לכך היא שבעוד שהחום הסגולי של‬ ‫בצורת טיפות המרוססות לתוכו. אידוי של המים סופח‬ ‫אוויר יבש ושל מים הוא יחסית נמוך, הרי שהאנרגיה‬ ‫אנרגיה רבה מן האוויר, וכתוצאה מכך עשויה לרדת‬ ‫הדרושה לאדות מים לאדים באותה טמפרטורה‬ ‫הטמפרטורה שלו במידה ניכרת.‬ ‫(‪ )latent heat of vaporization‬גדולה מאוד.‬ ‫אנתלפיה‬ ‫תכולת אדי מים לחות יחסית‬ ‫חום סגולי‬ ‫[‪]kJ/kg‬‬ ‫[%]‬ ‫[‪]g/kg‬‬ ‫42.0‬ ‫10.1‬ ‫של אוויר יבש‬ ‫‪kcal/kg oC‬‬ ‫‪kJ/kg oC‬‬ ‫(בטמפרטורה‬ ‫‪*)10oC‬‬ ‫0.52‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫6.73‬ ‫52‬ ‫5‬ ‫חום סגולי‬ ‫00.1‬ ‫81.4‬ ‫של מים‬ ‫‪kcal/kg oC‬‬ ‫‪kJ/kg oC‬‬ ‫(בטמפרטורה‬ ‫4.05‬ ‫05‬ ‫01‬ ‫‪*)4oC‬‬ ‫9.26‬ ‫57‬ ‫51‬ ‫045‬ ‫752,2‬ ‫‪kcal/kg‬‬ ‫‪kJ/kg‬‬ ‫חום האידוי‬ ‫5.57‬ ‫001‬ ‫02‬ ‫טבלה 5.6. חום סגולי וחום האידוי של מרכיבי האוויר‬ ‫טבלה 6.6. השפעת תכולת אדי המים על האנתלפיה‬ ‫* החום הסגולי מושפע במידה מסוימת‬ ‫של אוויר בטמפרטורה של 52 מעלות.‬ ‫מטמפרטורת החומר.‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫7. מיקרו-אקלים בחלל עירוני‬ ‫‪Kdif‬‬ ‫‪Ld‬‬ ‫אדם הנמצא בשטח חוץ מבונה חשוף לתנאים‬ ‫שונים במהותם מאשר אדם בתוך בניין. ניתן לתאר‬ ‫את המיקרו-אקלים בחלל עירוני, אשר משפיע על‬ ‫‪αv K v‬‬ ‫הנוחות התרמית של האדם בתוכו, באמצעות מאזן‬ ‫‪hC ∆T‬‬ ‫האנרגיה בין גוף האדם לבין סביבתו העירונית.‬ ‫מאזן זה כולל שני תהליכים עיקריים שבהם האדם‬ ‫‪Kdir‬‬ ‫‪εσTs‬‬ ‫4‬ ‫מתחמם או מתקרר כתוצאה מתכונות החלל:‬ ‫1‪Lv‬‬ ‫2‪Lv‬‬ ‫קרינה (מהשמש ומהסביבה הקרובה) והסעה‬ ‫(התלויה בטמפרטורת האוויר ובמהירות זרימתו).‬ ‫‪Lh‬‬ ‫‪α h Kh‬‬ ‫את המאזן הכולל ניתן לחשב באמצעות המדד‬ ‫לעומס תרמי.‬ ‫איור 1.7. החלפת אנרגיה בין גוף האדם לסביבה הבנויה.‬ ‫1. קרינה‬ ‫קרינת שמש ישירה‬ ‫ניתן לכמת את מאזן הקרינה בין גוף האדם לבין‬ ‫בשעות שבהן האדם עלול לסבול מעומס החום‬ ‫סביבתו הבנויה באמצעות חישוב של השטפים השונים‬ ‫המשמעותי ביותר (כלומר שעות היום בעונה החמה),‬ ‫(כולם בוואט למ"ר של פני הגוף), כאשר ‪ Rn‬מייצג את‬ ‫הגורם העיקרי המשפיע על מאזן האנרגיה הנו קרינת‬ ‫רווח האנרגיה בקרינה של הגוף (ראה איור 1.7):‬ ‫השמש (קרינה קצרת-גלים). קרינה קצרת גלים זו‬ ‫) ‪Rn = (Kdir + Kdif + Kh + Kv )(1-αs‬‬ ‫גורמת להתחממות האדם באופן ישיר, כאשר היא‬ ‫‪+ Ld + Lh + Lv - Ls‬‬ ‫נבלעת ע"י הגוף, ובאופן עקיף כאשר היא נבלעת ע"י‬ ‫משטחים בסביבה שמתחממים כתוצאה מכך.‬ ‫המאזן מורכב מקרינת שמש ומקרינה ארוכת גלים:‬ ‫הגוף חשוף לקרינה ישירה בהתאם לגיאומטריה‬ ‫‪ – Kdir‬קרינת שמש ישירה על פני הגוף‬ ‫התלת-מימדית של החלל העירוני וכל מרכיביו (כגון‬ ‫‪ – Kdif‬קרינת שמש מפוזרת בשמיים על פני הגוף‬ ‫קירות מבנים, עצים וכו), ושל המיקום היחסי של‬ ‫השמש (בהתאם לשעת היום, יום השנה וקו הרוחב‬ ‫‪ – Kh‬קרינת שמש מוחזרת ממשטחים אופקיים על‬ ‫של המקום).‬ ‫פני הגוף‬ ‫ניתן כמובן להקטין את חשיפת הגוף לקרינה ישירה‬ ‫‪ – Kv‬קרינת שמש מוחזרת ממשטחים אנכיים על‬ ‫בקיץ באופן מכוון, תוך שימוש בעצי צל ואלמנטי פיתוח‬ ‫פני הגוף‬ ‫(כגון פרגולות, סככות וכו) אשר ייעודם התכנוני להצל.‬ ‫‪ – αs‬מקדם ההחזרה (‪ )albedo‬של הגוף‬ ‫בתכנון ובחירה של אלמנטי הצללה, יש להתחשב בין‬ ‫‪ – Ld‬קרינה ארוכת גלים הנפלטת מכיפת השמיים‬ ‫היתר בתכונות החומרים:‬ ‫‪ – Lh‬קרינה ארוכת גלים הנפלטת ממשטחים‬ ‫• סוגי עצים וצמחייה מטפסת, כולל מידות, מקדמי‬ ‫אופקיים‬ ‫העברה של קרינת שמש, זמני נשירה ועמידות‬ ‫• תכונות של חומרי ההצללה, כולל תכונותיהם‬ ‫‪ – Lv‬קרינה ארוכת גלים הנפלטת ממשטחים אנכיים‬ ‫האופטיות והתרמיות‬ ‫‪ – Ls‬קרינה ארוכת גלים הנפלטת מהגוף‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫בנוסף, יש השפעה מכרעת של צפיפות הבנייה – כאשר‬ ‫היא נמדדת במדדים התלת-ממדיים כגון יחס גובה-‬ ‫רוחב (‪ )H/W‬של רחוב – על חלקו היחסי של השטח‬ ‫הפתוח שבו הולכי רגל יהיו מוצלים על ידי הבניינים‬ ‫הגובלים בו. באופן כללי, מרקם עירוני "קומפקטי"‬ ‫שמתאפיין בחללים בעלי ‪ H/W‬גבוה מכיל יותר שטח‬ ‫קרינה‬ ‫פתוח מוצל מאשר מרקם דליל ומפוזר. אולם הקשר בין‬ ‫ישירה‬ ‫"קומפקטיות" והצללה תלוי גם בצורת החלל בתכנית,‬ ‫או במקרה של רחוב, בהפניית ציר האורך שלו.‬ ‫‪Idir θz‬‬ ‫‪Hi‬‬ ‫ניתן לחשב את החשיפה לקרינה ישירה (‪ )Kdir‬של הולך‬ ‫המרכיב‬ ‫‪Hb‬‬ ‫רגל ברחוב, אשר מיוצג כגוף פשוט בצורת גליל אנכי:‬ ‫האופקי‬ ‫) ‪Kdir = Idir ( tanθz SCsv+ SCsh‬‬ ‫‪π‬‬ ‫‪SCsv=Hi /Hb‬‬ ‫איור 2.7. החשיפה של גוף האדם לקרינה ישירה בקרבת‬ ‫כאשר החשיפה תלויה בגורמים הבאים (איור 2.7):‬ ‫בנין.‬ ‫‪ – Idir‬עוצמת הקרינה הישירה על פני משטח אופקי,‬ ‫בהתאם לשעה ולעונה, למיקום הגיאוגרפי, ולתנאי מזג‬ ‫של הגוף, בהתאם לזווית הגובה של השמש באותו‬ ‫האוויר (בשמיים בהירים הקרינה הישירה שווה ל-08‬ ‫זמן ומיקום‬ ‫עד %58 מסה"כ קרינת השמש הגלובאלית שנמדדת‬ ‫‪ SCsv‬ו-‪ – SCsh‬מקדמי ההצללה (השטח האנכי‬ ‫על פני מישור אופקי - ראה איור 3.7)‬ ‫והאופקי החשופים לקרינה ישירה יחסית לסה"כ שטח‬ ‫‪ – θz‬זווית הפגיעה של קרני השמש במשטח האנכי‬ ‫001‬ ‫0‬ ‫08‬ ‫02‬ ‫% קרינה ישירה‬ ‫% קרינה מפוזרת‬ ‫06‬ ‫04‬ ‫שמיים בהירים‬ ‫04‬ ‫06‬ ‫02‬ ‫08‬ ‫0691 ,‪Liu & Jordan‬‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫1.0‬ ‫2.0‬ ‫3.0‬ ‫4.0‬ ‫5.0‬ ‫6.0‬ ‫7.0‬ ‫8.0‬ ‫9.0‬ ‫0.1‬ ‫מקדם בהירות השמיים‬ ‫איור 3.7. הקשר בין קרינה ישירה ומפוזרת כחלקים של סה"כ קרינת השמש, ורמת הבהירות של השמיים.‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫הגוף), בהתאם לגיאומטרית השמש ולגיאומטריה של‬ ‫החלל העירוני‬ ‫איורים 2.21 ו-3.21 בפרק 21 ממחישים את הקשר‬ ‫בין צורת הבנייה וחשיפתם של הולכי רגל לקרינת‬ ‫שמש ישירה, בעונת הקיץ (ניתוח זה מתייחס לקו‬ ‫1‪WVF‬‬ ‫‪SVF‬‬ ‫2‪WVF‬‬ ‫רוחב ‪ .)30oN‬כאשר הרחוב מכוון לאורך ציר צפון-‬ ‫‪β‬‬ ‫דרום, החשיפה יורדת באופן משמעותי עם ציפוף‬ ‫הקניון (עליה ביחס ‪ ,)H/W‬בשעות הבוקר ואחה"צ.‬ ‫‪λ‬‬ ‫אולם כאשר כיוונו של ציר הרחוב מזרחי-מערבי, חתך‬ ‫‪FVF‬‬ ‫הקניון משפיע פחות על חשיפת האדם בתוכו.‬ ‫קרינת שמש בלתי ישירה‬ ‫איור 4.7. גזרות חשיפה של הולך רגל ברחוב.‬ ‫הולך רגל בתוך קניון עירוני חשוף גם לקרינה מפוזרת‬ ‫‪ – αh‬מקדם ההחזרה (‪ )albedo‬של המשטח האופקי‬ ‫בשמיים (‪:)Kdif‬‬ ‫(ריצוף, אדמה וכו), בהתאם לצבע החומר ורמת‬ ‫החספוס שלו. ערכים אופייניים של חומרי ריצוף וכיסוי‬ ‫‪Kdif = Idif SVF‬‬ ‫קרקע מופיעים בטבלה 1.6 בפרק 6.‬ ‫כאשר החשיפה תלויה בגורמים הבאים:‬ ‫‪ – FVF‬גזרת החשיפה למשטח האופקי (‪Floor View‬‬ ‫‪ )Factor‬הממוצע של הגוף (ראה איור 4.7):‬ ‫‪ – Idif‬עוצמת הקרינה המפוזרת בשמיים, הנמדדת‬ ‫בשטח הפתוח (בשמיים בהירים שווה ל-%02-51‬ ‫2/)‪FVF = (cos λ‬‬ ‫מקרינת השמש הגלובאלית - ראה איור 3.7)‬ ‫)‪λ = tan-1(1 / 0.5W‬‬ ‫‪ – SVF‬גזרת החשיפה לשמיים (‪)Sky View Factor‬‬ ‫ועבור משטח אנכי (מחושב לכל קיר בקניון בנפרד):‬ ‫הממוצע של הגוף - לנוחיות ניתן לחשב את ה-‪SVF‬‬ ‫(ראה נוסחה בפרק 4) מגובה 0.1 מ מעל פני הקרקע‬ ‫‪Kv = Idir ( tanθ cosφ )SCv αv+ WVF‬‬ ‫ראה איור 4.7)‬ ‫‪z‬‬ ‫2‬ ‫‪ – φ‬הזווית האופקית בין זווית הצידוד של השמש‬ ‫קרינת שמש שמוחזרת ממשטחים בחלל מחושבת‬ ‫(‪ )azimuth‬והאנך של המשטח האנכי. זווית הפגיעה‬ ‫כמכפלה של מקדם ההחזרה (‪ )albedo‬של המשטח,‬ ‫תלויה בזמן ומיקום, וגם בהפנייתו של הקיר‬ ‫וחשיפת המשטח עצמו לקרינה ישירה. החזרות‬ ‫‪ – SCv‬מקדם ההצללה (השטח האנכי החשוף לקרינה‬ ‫ממשטחים נחשבים למקורות קרינה מפוזרת, ועל כן‬ ‫ישירה יחסית לסה"כ השטח האנכי)‬ ‫נלקחות בחשבון גם גזרות החשיפה של המשטחים,‬ ‫הנמדדות מהגוף. עבור משטח אופקי:‬ ‫‪ – αv‬מקדם ההחזרה (‪ )albedo‬של המשטח האנכי‬ ‫(קירות של מבנים וכו), בהתאם לצבע החומר ורמת‬ ‫‪Kh = Idir SCh αh FVF‬‬ ‫החספוס שלו. ערכים אופייניים של חומרי גמר נפוצים‬ ‫‪ – Idir‬עוצמת הקרינה הישירה על פני משטח אופקי‬ ‫מופיעים בטבלה 1.6 בפרק 6.‬ ‫(ראה קרינה ישירה לעיל)‬ ‫‪ – WVF‬גזרת החשיפה (‪)Wall View Factor‬‬ ‫‪ – SCh‬מקדם ההצללה (השטח האופקי החשוף‬ ‫הממוצע של הגוף אל משטח האנכי (ראה איור 4.7):‬ ‫לקרינה ישירה יחסית לסה"כ השטח האופקי)‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫0.1‬ ‫52‬ ‫%09‬ ‫=‪RH‬‬ ‫9.0‬ ‫02‬ ‫%07‬ ‫תוספת קרינה מהשמיים ]%[‬ ‫=‪RH‬‬ ‫מקדם פליטה של השמיים‬ ‫%05‬ ‫=‪RH‬‬ ‫8.0‬ ‫51‬ ‫%03‬ ‫=‪RH‬‬ ‫‪fog‬‬ ‫7.0‬ ‫%01‬ ‫01‬ ‫=‪RH‬‬ ‫‪clouds‬‬ ‫)‪(cumulus‬‬ ‫6.0‬ ‫5‬ ‫7891 ,‪Oke‬‬ ‫5.0‬ ‫0‬ ‫01‬ ‫51‬ ‫02‬ ‫52‬ ‫03‬ ‫53‬ ‫04‬ ‫0‬ ‫001 09 08 07 06 05 04 03 02 01‬ ‫טמפרטורת אויר ]מ“צ[‬ ‫כיסוי השמיים ]%[‬ ‫איור 5.7. התלות של פליטת קרינה ארוכת גל מהשמיים בלחות (שמאל) ובערפל ועננים (ימין).‬ ‫‪ – εa‬מקדם פליטה (‪ )emissivity‬של השמיים, אשר‬ ‫)‪WVF = 1- (SVF + FVF‬‬ ‫בתנאים בהירים ניתן לחשב על פי לחץ האדים (‪:)ea‬‬ ‫2‬ ‫7/1( ‪εa = 1.24) ea‬‬ ‫החישוב של חשיפת קירות לקרינה ישירה, מעבר‬ ‫‪Ta‬‬ ‫ליישומו הקשור למיקרו-אקלים של שטחי חוץ, הנו‬ ‫את מקדם הפליטה של השמיים ניתן להעריך גם על‬ ‫חשוב גם מבחינת האקלים הפנימי של הבניין ובקביעת‬ ‫פי הטמפרטורה והלחות היחסית של האוויר בעזרת‬ ‫נגישות השמש לחזיתות בחורף.‬ ‫איור 5.7. באופן כללי, ערך המקדם נע בין 57.0 ל-‬ ‫58.0 ועולה עם תכולת אדי המים של האוויר. פליטת‬ ‫בפועל הגוף בולע קרינה קצרת-גלים בהתאם לחשיפתו‬ ‫הקרינה מוגברת כאשר השמיים אינם בהירים, כפי‬ ‫למרכיבים הישירים ובלתי ישירים המתוארים לעיל, וגם‬ ‫שמוצג באיור 5.5: בתנאים של עננות חלקית התוספת‬ ‫לכושר הבליעה (בהתאם למקדם ההחזרה ‪ αs‬של העור‬ ‫הנה שולית (כ-%5 עליה בקרינה ב-%05 כיסוי), אבל‬ ‫והבגדים). בתנאי קיץ חמים ניתן להעריך שהולכי רגל‬ ‫בערפל כבד התוספת מגיעה ל-%52.‬ ‫לובשים בגדים קלים ושרוב הקרינה נבלעת בעור על פי‬ ‫מקדם החזרה (‪ )albedo‬של 53.0= ‪ αs‬בקירוב.‬ ‫‪ – σ‬מקדם סטפן-בולצמן‬ ‫(4-‪)5.67 x 10-8 W m-2 K‬‬ ‫קרינה ארוכת גלים‬ ‫‪ – Ta‬טמפרטורת האוויר במעלות בסולם קלווין [‪]K‬‬ ‫אדם בחלל עירוני חשוף לקרינה ארוכת גלים שנפלטת‬ ‫‪ – SVF‬גזרת החשיפה לשמיים (ראה לעיל)‬ ‫מהשמיים (‪ ,)Ld‬מפני הקרקע האופקיים (‪ ,)Lh‬ומקירות‬ ‫אנכיים (‪ ,)Lw‬כאשר מידת החשיפה תלויה בטמפרטורות‬ ‫הקרינה הנספגת ממשטח אופקי כגון פני האדמה או‬ ‫האלמנטים וגזרות החשיפה אליהם. הקרינה הנספגת‬ ‫ריצוף (‪ )Lh‬מחושבת כ:‬ ‫מהשמיים מחושבת כ:‬ ‫‪Lh = εhσTh4 FVF‬‬ ‫‪Ld = εaσTa4 SVF‬‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫0‬ ‫‪ – εh‬מקדם הפליטה (‪ )emissivity‬של המשטח‬ ‫האופקי (עבור רוב החומרים כ-9.0 כפי שמוצג בטבלה‬ ‫1.6 בפרק 6)‬ ‫‪ – σ‬מקדם סטפן-בולצמן (ראה לעיל)‬ ‫הפרש הטמפרטורות‬ ‫‪ – Th‬טמפרטורת המשטח האופקי [‪]K‬‬ ‫‪Ts‬‬ ‫‪Ta‬‬ ‫‪ – FVF‬גזרת החשיפה אל המשטח האופקי‬ ‫מהירות הרוח‬ ‫הקרינה הנספגת ממשטח אנכי (‪ )Lv‬כגון קיר של מבנה‬ ‫מחושבת (עבור כל קיר בנפרד) כ:‬ ‫‪Lv = εvσTv4 WVF‬‬ ‫איור 6.7. מרכיבים של מעבר חום בהסעה בין גוף האדם‬ ‫‪ – εv‬מקדם הפליטה (‪ )emissivity‬של המשטח האנכי‬ ‫לסביבה העירונית.‬ ‫(ראה טבלה 1.6 בפרק 6)‬ ‫‪ – ho‬מקדם מעבר חום בהסעה וקרינה מהמשטח‬ ‫[7]‬ ‫‪ – σ‬מקדם סטפן-בולצמן (ראה לעיל)‬ ‫ניתן להעריך את ערכו כ: ‪ho = 3.8+1.8V‬‬ ‫‪ – Tv‬טמפרטורת המשטח האנכי [‪]K‬‬ ‫(‪ = V‬מהירות הרוח)‬ ‫‪ – WVF‬גזרת החשיפה אל המשטח האנכי‬ ‫קרינה ארוכת גלים גם נפלטת מגוף האדם אל הסביבה:‬ ‫במקרים רבים, טמפרטורת פני השטח של משטחים‬ ‫4‪Ls = εsσTs‬‬ ‫אופקיים (‪ )Th‬ואנכיים (‪ )Tv‬קרובה לטמפרטורת האוויר‬ ‫כאשר‪ – εs‬מקדם הפליטה של הגוף (כ- 9.0); ‪– σ‬‬ ‫בחלל העירוני. אולם כשמשטחים אלה חשופים‬ ‫מקדם סטפן-בולצמן; ‪ – Ts‬טמפרטורת הגוף [‪.]K‬‬ ‫לקרינה ישירה, הם עלולים להתחמם באופן משמעותי.‬ ‫ניתן להעריך את הטמפרטורה הקרינתית של פני‬ ‫בתנאי קיץ ניתן להניח שהולכי רגל לובשים ביגוד קל,‬ ‫שטח נתון (‪ )Tsol-air‬תוך התייחסות לטמפרטורה של‬ ‫וטמפרטורת העור היא כ-53 מ"צ (כ-803 קלווין).‬ ‫האוויר הסמוך ומהירות תנועתו, ולקרינה הנבלעת ע"י‬ ‫המשטח:‬ ‫2. הסעה‬ ‫בנוסף לקרינה, הולכי הרגל מחליפים חום עם הסביבה‬ ‫)‪Tsol-air = Ta + (Kabs - ΔL‬‬ ‫העירונית באמצעות הסעה. ברוב המקרים כיוונו של‬ ‫‪ho‬‬ ‫מעבר החום הנו מהגוף אל הסביבה, וקצב איבוד‬ ‫‪ – Ta‬טמפרטורת האוויר הסמוך למשטח [מ"צ]‬ ‫החום בהסעה (‪ )C‬תלוי בעיקר בטמפרטורה ומהירות‬ ‫‪ – Kabs‬קרינת שמש ישירה נבלעת ע"י המשטח [‪W‬‬ ‫הזרימה של האוויר הבא במגע עם הגוף [2-‪( ]W m‬ראה‬ ‫2-‪( ]m‬ראה הגדרות בדיון על חשיפת משטחים לעיל)‬ ‫איור 6.7):‬ ‫עבור משטח אופקי:‬ ‫) ‪C = hc (Ts - Ta‬‬ ‫‪Kabs = (1-αh ) Idir SCh‬‬ ‫‪ – hc‬מקדם מעבר החום בהסעה [1-‪]W m-2 oC‬‬ ‫ועבור משטח אנכי:‬ ‫‪ – Ts‬טמפרטורת הגוף (כ-53 מ"צ)‬ ‫‪Kabs = (1-αv )(tanθz cos φ) Idir SCv‬‬ ‫‪ – ΔL‬מאזן הקרינה ארוכת-הגלים של המשטח‬ ‫0891 ,‪7. Clark and Berdahl‬‬ ‫[2-‪( ]W m‬בקניון עירוני צפוף ניתן להזניח)‬‫מושגי יסוד‬ ‫0‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫0.1‬ ‫‪u‬‬ ‫‪u‬‬ ‫8.0‬ ‫‪um‬‬ ‫8.0‬ ‫‪um‬‬ ‫6.0‬ ‫33.0=‪H/W‬‬ ‫6.0‬ ‫0.1=‪H/W‬‬ ‫4.0‬ ‫4.0‬ ‫האטה במהירות הרוח )‪(um /u‬‬ ‫2.0‬ ‫‪x‬‬ ‫2.0‬ ‫‪x‬‬ ‫0.0‬ ‫0.0‬ ‫0‬ ‫51‬ ‫03‬ ‫54‬ ‫06‬ ‫57‬ ‫0 09‬ ‫51‬ ‫03‬ ‫54‬ ‫06‬ ‫57‬ ‫09‬ ‫0.1‬ ‫‪u‬‬ ‫‪u‬‬ ‫)‪wind attenuation (y=u/um‬‬ ‫8.0‬ ‫8.0‬ ‫‪um‬‬ ‫‪um‬‬ ‫6.0‬ ‫66.0=‪H/W‬‬ ‫6.0‬ ‫0.2=‪H/W‬‬ ‫4.0‬ ‫4.0‬ ‫2.0‬ ‫‪x‬‬ ‫2.0‬ ‫‪x‬‬ ‫0.0‬ ‫0.0‬ ‫0‬ ‫51‬ ‫03‬ ‫54‬ ‫06‬ ‫57‬ ‫0 09‬ ‫51‬ ‫03‬ ‫54‬ ‫06‬ ‫57‬ ‫09‬ ‫זוית הפגיעה ]מעלות[‬ ‫איור 7.7. הקשר בין האטת הרוח וצורת הרחוב, מבחינת חתכו (יחס גובה לרוחב) וכיוון צירו יחסית לכיוון הרוח.‬ ‫ניתן להעריך את מהירות הרוח בתוך קניון עירוני,‬ ‫‪ – Ta‬טמפרטורת האוויר (מ"צ)‬ ‫כחלק יחסי מהזרימה החופשית מעל החופה העירונית.‬ ‫שעור ה"האטה" במהירות הרוח תלוי גם בחתך הרחוב‬ ‫המקדם ‪ hc‬מחושב על פי מהירות הרוח (‪:)V‬‬ ‫(‪ )H/W‬וגם בכיוונו, כאשר באופן כללי הרוח נחלשת‬ ‫6.0‪hc = 8.3 V‬‬ ‫ככל ש-‪ H/W‬גבוה וציר הרחוב ניצב לכיוון הזרימה.‬ ‫באיור 7.7, ניתן להבחין ביחס בין האטת הרוח ו"זווית‬ ‫כאשר המהירות [1-‪ ]m s‬נמדדת בגובה של אדם עומד,‬ ‫הפגיעה" עבור מספר חתכי רחוב.‬ ‫ובהנחה שהוא מיוצג ע"י גוף גלילי אנכי בקוטר 71.0‬ ‫[8]‬ ‫מטר.‬ ‫3. לחות ועומס חום‬ ‫טמפרטורת האוויר ברחוב, כאמור לעיל, מושפעת‬ ‫בנוסף לקרינה וחום שמועבר בהסעה, התהליך של אידוי‬ ‫מהתכונות של המרקם העירוני (תופעת אי החום)‬ ‫הזיעה מהגוף משפיע על נוחות האדם בתנאים חמים‬ ‫ומהתכונות של החלל עצמו. ניתן להעריך את‬ ‫– ואופן ההשפעה קשור גם הוא לתכונות של החלל‬ ‫הטמפרטורה ברחוב על בסיס מדידות מעל החופה‬ ‫העירוני. למשל השימוש בצמחייה ומים – שמורידים‬ ‫העירונית או מתחנה מטאורולוגית קרובה.‬ ‫את טמפרטורת האוויר בחלל – כאמצעי לקירור באידוי‬ ‫מהירות הרוח נוטה להיות יותר נמוכה בתוך המרקם‬ ‫עלול גם להגביל את היכולת של הגוף להתקרר, משום‬ ‫העירוני מאשר זו שנמדדת מעל החופה העירונית‬ ‫שהאידוי מהם מעלה את הלחות היחסית.‬ ‫או בשטח הפתוח. הזרימה גם יותר טורבולנטית,‬ ‫דהיינו השתנותה בזמן ובמרחב גדולה – גם מבחינת‬ ‫4791 ,‪8. Mitchell‬‬ ‫מהירותה וגם מבחינת כיוונה.‬‫מושגי יסוד‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫7‬ ‫בתנאי סביבה חמים, התאדות של זיעה מהעור גורמת‬ ‫”חם מאוד“‬ ‫לקירור הגוף, הדרושה כדי לסלק עודפי החום הנקלטים‬ ‫מבחוץ והנוצרים בתוך הגוף. יעילותו של הקירור‬ ‫”חם“‬ ‫מוגבלת ע"י הלחות באוויר, ויורדת ככל שהאוויר לח‬ ‫6‬ ‫יותר. ניתן להעריך את יעילות הקירור באידוי של הגוף‬ ‫[9]‬ ‫( ‪ )f‬בהתאם לתכונות האוויר:‬‫תחושה תרמית‬ ‫5‬ ‫”חמים“‬ ‫])21.0 – ‪1 = exp [0.6 ( E‬‬ ‫‪f‬‬ ‫‪Emax‬‬ ‫4‬ ‫”נוח“‬ ‫‪ – E‬סה"כ עומסי החום על הגוף, כתוצאה מקרינה,‬ ‫הסעה, וייצור חום פנימי (מטבולי) בתוך הגוף‬ ‫3‬ ‫‪ – Emax‬יכולת האידוי של האוויר, ביחידות של חום‬ ‫0‬ ‫061‬ ‫023‬ ‫084‬ ‫046‬ ‫כמוס (1-‪:)kcal h‬‬ ‫המדד לעומס תרמי ]וואט[‬ ‫) ‪Emax = pV 0.3 (42-Pva‬‬ ‫איור 8.7. הקשר בין המדד לעומס תרמי (‪ )ITS‬בסביבה‬ ‫ורמת התחושה של אי-נוחות בתנאים חמים.‬ ‫‪ – p‬מקדם ביגוד (5.02 עבור בגדי קיץ קלים)‬ ‫4. עומס תרמי ותחושת הנוחות‬ ‫‪ – V‬מהירות הרוח על פני הגוף (1-‪)m s‬‬ ‫בתנאים חמים, ניתן להבחין בקשר בין ערכי המדד‬ ‫‪ – Pva‬לחץ האדים של האוויר (‪ ,)mm Hg‬שניתן‬ ‫לעומס תרמי ותחושת הנוחות התרמית, כדוגמת איור‬ ‫לחשב מהטמפרטורה והלחות היחסית‬ ‫8.7, כאשר ה"גבול" בין תחושת נוחות לאי-נוחות‬ ‫נמצא בקירוב ב-061 וואט (כממוצע באוכלוסיות‬ ‫השימוש בערך ( ‪ )f‬לצורך התיאור של הנוחות‬ ‫שנבדקות). גבול זה כמובן משתנה בהתאם לפעילות‬ ‫התרמית הכוללת בחלל נתון נעשה באמצעות המדד‬ ‫ותכונות אישיות רבות. באיור 8.7, ניתן לראות שכל‬ ‫לעומס תרמי (‪, )Index of Thermal Stress – ITS‬בו‬ ‫תוספת של 021 וואט מסמן מעבר לקטגוריה אחרת‬ ‫משולבים כל מרכיביו של מאזן האנרגיה (ביחידות של‬ ‫של תחושה ("חמים," "חם" ו"חם מאוד"). בהתאם‬ ‫וואט על פני כל שטח הגוף):‬ ‫לקשר הנ"ל, מוצג תאור של תחושת הנוחות ברחובות‬ ‫עירוניים בעלי מאפיינים שונים באיור 21.4 בפרק 21,‬ ‫(‪ITS = 1/f )M-W ± Rn ± C‬‬ ‫[01]‬ ‫בתנאי הנגב הצפוני בעונת הקיץ.‬ ‫‪ – M-W‬ייצור חום פנימי בגוף [‪ ,]M‬פחות האנרגיה‬ ‫חשוב לציין שבתנאים קרים, מאזן האנרגיה של הגוף‬ ‫המושקעת בעבודה [‪( ]W‬כ-07 וואט במצב של עמידה)‬ ‫מחושב משטפי הקרינה, ההסעה וייצור החום הפנימי,‬ ‫מאזן הקרינה [וואט]‬ ‫‪– Rn‬‬ ‫ללא צורך במקדם האידוי. בפועל, הקשר בין מאזן‬ ‫האנרגיה ותחושת הנוחות בתנאים קרים תלוי באופן‬ ‫‪ – C‬מאזן החלפת החום בהסעה [וואט]‬ ‫מכריע באופי הביגוד – ובמיוחד הבידוד התרמי שהוא‬ ‫מעניק לגוף.‬ ‫כדי לתרגם את שטפי האנרגיה בקרינה והסעה‬ ‫(המחושבים בוואט למ"ר) לשטפים בוואט עבור כל‬ ‫6791 ‪9. Givoni‬‬ ‫הגוף, ניתן להכפיל בשטח הגוף על פי מספר ‪DuBois‬‬ ‫‪10. Pearlmutter et al., 2007a‬‬ ‫(כ-7.1 מ"ר עבור מבוגר ממוצע).‬‫מושגי יסוד‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫יוני‬ ‫מרץ‬ ‫אביב‬ ‫8. גאומטריית שמש‬ ‫קיץ‬ ‫דצמבר‬ ‫חורף‬ ‫1. מבוא‬ ‫קרינת השמש מהווה מרכיב עיקרי במאזן האנרגיה‬ ‫שמש‬ ‫בבניינים. בין אם מדובר באנרגיה רצויה, התורמת‬ ‫לחימום הבניין בחורף, ובין אם מדובר באנרגיה‬ ‫המגדילה את עומס החום על הבניין בקיץ – לא‬ ‫ניתן להתעלם מהשפעתה. הקושי העומד בפני‬ ‫ספטמבר‬ ‫המתכננים בהתייחס לקרינת השמש נעוץ בעובדה‬ ‫סתיו‬ ‫שעוצמתה משתנה כתלות בזמן ובמרחב, והמעשה‬ ‫איור 1.8. תנועת כדור הארץ סביב השמש.‬ ‫האדריכלי חייב להביא זאת בחשבון.‬ ‫2. תנועת כדור הארץ במערכת השמש‬ ‫כדור הארץ הינו כוכב לכת בעל קוטר של 007,21 ק"מ בקירוב, המקיף את השמש בתנועה מעגלית במרחק של‬ ‫כ-051 מליון ק"מ (איור 1.8). (למעשה, התנועה הינה מעט אליפטית, והמרחק של כדור הארץ מן השמש נע בין‬ ‫כ-741 מליון ק"מ ב-1 בינואר ל-251 מליון ק"מ ב-1 ביולי.) הקפה שלמה של השמש אורכת 62.563 ימים. מאחר‬ ‫ועל פי הלוח ישנם רק 563 ימים בשנה, נהוג להוסיף יום אחד מדי ארבע שנים (שנה מעוברת), ויום אחד נוסף פעם‬ ‫במאה שנים בכדי לפצות על ההפרש הנותר.‬ ‫הארץ, והיא אף הגורם להופעת עונות השנה.‬ ‫3. סיבוב כדור הארץ סביב צירו‬ ‫• כאשר במהלך ההקפה פונה חצי הכדור הצפוני‬ ‫מלבד התנועה סביב השמש, סובב כדור הארץ גם‬ ‫כלפי השמש, שורר בחצי הכדור הזה קיץ, בעוד‬ ‫סביב צירו. משך הסיבוב הינו 42 שעות, ומהלך של‬ ‫שבחצי הכדור הדרומי שורר באותה עת חורף.‬ ‫סיבוב שלם מכונה יממה. ציר הסיבוב של כדור הארץ‬ ‫איננו ניצב למישור שבו סובב כדור הארץ את השמש,‬ ‫• כאשר במהלך ההקפה פונה חצי הכדור הדרומי‬ ‫אלא נטוי ביחס אליו בזוית של 54.32 מעלות. זווית‬ ‫כלפי השמש, שורר בחצי הכדור הזה קיץ, בעוד‬ ‫זו קבועה במרחב, ואינה משתנה במהלך סיבוב כדור‬ ‫שבחצי הכדור הצפוני שורר באותה עת חורף.‬ ‫הארץ סביב השמש (ראה איור 2.8).‬ ‫• עונות המעבר (אביב וסתיו) מתרחשות כאשר שני‬ ‫לנטייה של ציר הסיבוב ישנה השפעה מכרעת על הזמינות‬ ‫חצאי כדור הארץ חשופים לשמש במידה דומה.‬ ‫והעוצמה של קרינת השמש במקומות שונים על פני כדור‬ ‫הזווית בין קרני השמש ופני כדור הארץ בנקודה כלשהי‬ ‫משפיעה על שטף הקרינה הפוגע בקרקע במספר‬ ‫כדור הארץ‬ ‫כדור הארץ‬ ‫אופנים:‬ ‫צ‬ ‫צ‬ ‫• מאחר והאוויר אינו שקוף לחלוטין לקרינת השמש,‬ ‫שמש‬ ‫חלק ממנה נבלע באטמוספירה. ככל שהמסלול שעל‬ ‫ד‬ ‫ד‬ ‫הקרניים לעשות באטמוספירה ארוך יותר, כך גדלה‬ ‫יוני‬ ‫דצמבר‬ ‫הבליעה וקטנה עוצמת הקרינה הנמדדת בסופו של‬ ‫דבר על פני הקרקע. המסלול הקצר ביותר מתרחש‬ ‫כאשר הקרניים פוגעות בניצב לפני הקרקע.‬ ‫איור 2.8. הזוית בין ציר הסיבוב של כדור הארץ לבין מישור‬ ‫התנועה שלו סביב השמש.‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫• את עוצמת קרינת השמש נהוג למדוד במישור הניצב לכיוון הקרניים. כאשר הקרינה אינה פוגעת בניצב לפני‬ ‫השטח, הקרניים מאירות שטח גדול יותר, ולכן שטף הקרינה נמוך יותר בהתאמה. הירידה בעוצמת הקרינה הינה‬ ‫יחסית לקוסינוס הזווית בין המישור לבין הקרניים. כאשר הקרינה ניצבת למישור, כלומר זווית הפגיעה הינה 09‬ ‫מעלות, יהיה קוסינוס הזווית שווה ל-1, ולא תהיה הפחתה בשטף הקרינה המתקבל.‬ ‫3. "מסלול השמש" ביחס לצופה על פני הארץ‬ ‫לצופה הנמצא על פני כדור הארץ נראה כאילו השמש נעה סביבו. כפי שתואר לעיל, התנועה היחסית הזו נובעת‬ ‫מסיבוב כדור הארץ סביב צירו וממהלך סיבובו סביב השמש. אולם מן הבחינה המעשית נוח יותר לתאר את התנועה‬ ‫על פי המיקום היחסי של השמש, כאשר מניחים שהצופה הוא נייח, הקרקע היא מישורית ואילו כיפת הרקיע‬ ‫מתוארת על ידי חצי כדור. את המיקום היחסי של השמש (להלן: "מיקום השמש") ניתן אפוא לתאר על ידי שתי‬ ‫זויות (איור 3.8):‬ ‫רום (‪ – )altitude‬הזוית שבין קרני השמש והמישור האופקי (נמדדת במישור אנכי)‬‫•‬ ‫• אזימוט (‪ – )azimuth‬הזוית האופקית שבין השמש לבין הצפון הגיאוגרפי, הנמדדת עם כיוון השעון. כלומר,‬ ‫מזרח = ‪ ,90o‬דרום = ‪ ,180o‬מערב = ‪ 270o‬וצפון = ‪.360o‬‬ ‫• את מסלול השמש ביחס לצופה על פני כדור הארץ ניתן לתאר בצורה גרפית במספר שיטות. בשיטה הנפוצה‬ ‫ביותר מתואר הרום מעל האופק על ידי מעגלים קונצנטריים במרחקים שווים והכיוון ביחס לצפון על ידי קוים‬ ‫רדיאליים היוצאים ממרכז המעגל. מהלך השמש מתואר על ידי עקומה אופיינית לכל יום בשנה, אולם מטעמי‬ ‫נוחיות נהוג לציין יום אחד בלבד בכל חודש. את שאר הימים ניתן למצוא על ידי אינטרפולציה.‬ ‫הפרש עונתי‬ ‫ברום‬ ‫הפרש עונתי‬ ‫באזימוט‬ ‫ד‬ ‫מע‬ ‫דצמבר‬ ‫מז‬ ‫צ‬ ‫יוני‬ ‫איור 3.8. תנועת השמש ברקיע, כפי שהיא נראית לצופה על הקרקע בקיץ ובחורף (ראה תרשים של מסלול השמש).‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫9. בריאות ואיכות אויר פנים‬ ‫איכות סביבת הפנים של בניינים אלה בעייתית בלשון‬ ‫תכנון בניין על מרכיביו, חומריו, מערכותיו ופרטיו‬ ‫המעטה. איכות האוויר ירודה בשל סחרור של אוויר‬ ‫קובע במידע גדולה את איכות החלל והאוויר‬ ‫חוזר לחיסכון במיזוג אוויר טרי, והספקת אוויר טרי דרך‬ ‫בתוכו, ובכך משפיע על בריאות השוהים בו, על‬ ‫מסננים ותעלות לא מתוחזקים כיאות, מהם נפוצים‬ ‫נוחותם ואף על יעילותם בעבודה.‬ ‫מזהמים וחיידקים. במקרים מסוימים מהוות המערכות‬ ‫תחום איכות אוויר וחלל הפנים של בניינים הנו רחב‬ ‫המכניות למיזוג ולהספקת האוויר בית גידול של מפיצי‬ ‫ומורכב, לעתים קשה להתייחסות כמותית, ובכל זאת‬ ‫מחלות כגון ‪ ,Legionella pneumophila‬ומעודדות‬ ‫חיוני כי המתכנן ייתן עליו דעתו. תחילת ההתייחסות‬ ‫גידול והפצת נבגים של ,‪Stachybotrys chartarum‬‬ ‫השיטתית לעניין אי-שם באמצע שנות ה-07 של‬ ‫‪ Penicillium‬ועוד, המזוהים כאלרגנים והמשפיעים על‬ ‫המאה ה-02, כאשר משבר הנפט הראשון הוביל לניסיון‬ ‫מערכת הנשימה. אך בראש ובראשונה, מערכות מכניות‬ ‫לבנות בניינים החוסכים אנרגיה בהיותם אטומים (ועל‬ ‫למיזוג ואוורור קשורות בשיעול, כאבי גרון, הצטננויות‬ ‫כן ממזערים את איבוד האוויר הממוזג). איטום זה של‬ ‫ועוד תופעות הקשורות בהפעלתן גם כשהמסננים‬ ‫בניינים הביא לתופעות נלוות להספקת חמצן ולאוורור‬ ‫והתעלות תקינים ומתוחזקים כנדרש. מחקרים הצביעו‬ ‫לקויים, ולכליאת מזהמים שונים בתוך הבניין. תופעות‬ ‫על שכיחות גבוהה בהרבה של ‪ SBS‬בבנייני משרדים‬ ‫אלה כוללות כאבי ראש, צריבת העיניים והריריות,‬ ‫בעלי מערכות מיזוג אוויר ואוורור מכני מאשר בבנייני‬ ‫שיעול יבש, חוסר יכולת ריכוז ועוד. כאשר תופעות‬ ‫[51,61]‬ ‫משרדים המאווררים באופן טבעי.‬ ‫אלה מתעוררות לאחר שהות בבניין ונעלמות זמן מה‬ ‫איכות הסביבה הפנימית נמדדת על ידי פרמטרים שונים,‬ ‫לאחר עזיבת הבניין, או לחילופין הן קיימות במהלך‬ ‫ביניהם נוחות תרמית[71], ויזואלית[81], אקוסטית[91],‬ ‫ימי העבודה אך נעלמות בסופי השבוע ובחופשות,‬ ‫ריכוז מזהמים (כגון בנזנים, פורמלדהיד ופנולופתלאיד‬ ‫אזי יש לפחות קשר נסיבתי ביניהן לבין הבניין עצמו.‬ ‫המשתחררים על ידי ריהוט, שטיחים, וחומרי גמר וניקוי‬ ‫מגוון תופעות אלה כונה תסמונת הבניין החולה (‪Sick‬‬ ‫שונים), ריכוז חלקיקים אורגניים מרחפים (‪Volatile‬‬ ‫‪ )Building Syndrome - SBS‬הגורמת אי-נוחות,‬ ‫‪ ,)Organic Compounds - VOC‬גזים לרבות תחמוצת‬ ‫תחלואה והיעדרות.[21,31] במקרים מסוימים תתכן‬ ‫ודו-תחמוצת הפחמן, ריחות, שדות אלקטרו-מגנטיים‬ ‫פגיעה בריאותית ארוכת טווח, ולפעמים אף בלתי‬ ‫ועוד[02]. כל אלה תלויים בתכנון הבניין על פרטיו‬ ‫הפיכה. מעבר לפגיעתם של כל אלה באיכות חייהם‬ ‫ומערכותיו. כך, למשל, יתכן כי הריצופים הקשיחים‬ ‫וברווחתם של העובדים, הם גם מסתכמים בעלויות‬ ‫המקובלים בישראל משפרים את איכות הפנים לעומת‬ ‫של אובדן ימי עבודה וירידה בתפוקה, טיפול רפואי‬ ‫שטיחים הלוכדים אבק ומתפרקים בעקבות חשיפתם‬ ‫ותביעות לפיצויים.‬ ‫לקרינה אולטרא-סגולית (‪ ,)UV‬ולעומת זאת, אותם‬ ‫במהלך שנות ה-07 המאוחרות ותחילת שנות ה-08‬ ‫תוכננו בניינים בעלי מעטפת אטומה (לאוויר) לכאורה,‬ ‫3002 ,‪12. Leyster and Boerstra‬‬ ‫3002 ,‪13. Tanabe‬‬ ‫ובה זיגוג שבחלקו הגדול קבוע ובלתי ניתן לפתיחה.‬ ‫5002 ,.‪14. Roaf et al‬‬ ‫בניינים אלה תלויים תלות מוחלטת במערכות מכניות‬ ‫7991 ,.‪15. Vincent et al‬‬ ‫למיזוג ולהספקת אוויר, שבלעדיהן אין ביכולתם של‬ ‫5991 ,‪16. Bachmann and Myers‬‬ ‫הבניינים לתפקד. אותן מערכות המנתקות את הפנים‬ ‫3002 ,‪17. Tham and Willem‬‬ ‫מן החוץ מאפשרות לייצר בניינים בעלי תכניות עמוקות,‬ ‫0002 ,‪18. Veitch and Newsham‬‬ ‫בהן הרוב (עובדים, דיירים, תלמידים) שוהים הרחק‬ ‫3002 ,.‪19. Leather et al‬‬ ‫ממעטפת הבניין, אשר לא נחוצה כבר אפילו לשם‬ ‫3002 ,.‪20. Niemelae et al‬‬ ‫[41]‬ ‫הארת הפנים, המתבצעת באמצעים מלאכותיים.‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫ביו-אירוסולים‬ ‫5‬ ‫זיהום פנימי‬ ‫51‬ ‫זיהום חיצוני‬ ‫01‬ ‫%35‬ ‫4 חומרי בניה‬ ‫31‬ ‫אוורור לקוי‬ ‫בלתי מוסבר‬ ‫איור 1.9. גורמים של בעיות איכות אויר פנים. מקור: ‪National Institute of Occupational Safety and Health‬‬ ‫האוכלוסייה המבלה כ-%09 מזמנו בבניינים, ועל כן‬ ‫ריצופים וחומרי גמר קשיחים עלולים לעודד ולהגביר‬ ‫מושפע מתכנונם האדריכלי, ומהתנאים התרמיים,‬ ‫את רמות הרעש, לגרום בעיות אקוסטיות כה שכיחות‬ ‫הויזואליים, האקוסטיים, ותנאי איכות האוויר הנוצרים‬ ‫בסביבה עתירת מחשבים וציוד אלקטרוני וחשמלי,‬ ‫בתוך הבניינים.‬ ‫ולגרום חשיפה למפלסי רעש גבוהים.‬ ‫בעוד השלכותיה של התופעה בקרב עובדים ניתנות‬ ‫בחלק מהמקרים מקור תסמיני ה-‪ SBS‬ניתן לזיהוי‬ ‫לאומדן במונחים של הפסדים כספיים, השלכותיה‬ ‫בקלות ומסתכם בתנאי נוחות תרמית, ויזואלית ו/או‬ ‫על סקטורים נוספים קשות לאומדן, ובמקרים רבים‬ ‫אקוסטית ירודה. לעיתים אף ניתן לזהות את מקור‬ ‫העדר התג הכספי לתופעה מרחיק את הנכונות לעסוק‬ ‫הבעיה כפסיכולוגי. מחקרים מן השנים האחרונות‬ ‫במחקרה. דוגמה מצוינת הנה מערכת החינוך על בנייניה,‬ ‫מצביעים על "נוחות נתפשת" הנובעת מ"שליטה‬ ‫הסובלים מתסמינים דומים לאלה של בנייני המשרדים‬ ‫נתפשת" (‪ )perceived control‬על הסביבה ותנאיה.‬ ‫(ואף חמורים מהם בשל מספרי התלמידים הגדולים‬ ‫דוגמה לכך הנה קרבתו של עובד לחלון אשר ניתן‬ ‫למטר רבוע של כיתה, ולרמה המטבולית הגבוהה של‬ ‫לפתיחה – גם אם בפועל אינו מנצל אפשרות זו.‬ ‫אלה ביחס לבוגרים), אך מעטים המחקרים העוסקים‬ ‫תחושת הנוחות והביטחון הנגרמים על ידי האשליה‬ ‫בכך.[62] במקרים מעטים נערכו בארץ מחקרים בתחומים‬ ‫של שליטה בסביבה המיידית, ועל ידי סיפוק הצורך‬ ‫אלה בהקשר של בתי ספר ומוסדות חינוך,[72] אך הנושא‬ ‫בקשר עין עם החוץ ממחישה את חשיבות התכנון‬ ‫בעל חשיבות עליונה במיוחד בשל הקשר בין איכות אוויר‬ ‫הנכון של הבניין.[12,22] בעוד שישנם הבדלים בין‬ ‫החוץ לזו שבפנים. כפי שניתן לראות ממחקרים מקיפים‬ ‫קבוצות אוכלוסייה שונות על בסיס גיל או מגדר[32],‬ ‫הנערכים בעולם, ישנו קשר ישיר בין הקרבה של מוסדות‬ ‫מחקרים רבים בעולם המתועש מצביעים על עליה‬ ‫חוזרת בהרגשת הרווחה ובתפוקת העובדים ברגע‬ ‫4002 ,‪21. Jagemar and Fransson‬‬ ‫שניתנת להם אפשרות שליטה ובקרה על סביבתם‬ ‫5002 ,‪22. Mahdavi and Unzeitig‬‬ ‫[42,52]‬ ‫המיידית.‬ ‫4002 ,‪23. Jagemar and Fransson‬‬ ‫2002 ,‪24. McCartney and Humphreys‬‬ ‫כוח העבודה בארצות המתועשות, וישראל ביניהן,‬ ‫2002 ,.‪25. Nishihara et al‬‬ ‫מורכב מאחוז ניכר של עובדי משרדים, וכמחצית‬ ‫2002 ,‪26. Heath and Mendell‬‬ ‫מהתוצר הלאומי הגולמי של אותן ארצות מקורו‬ ‫7002 ,.‪27. Becker et al‬‬ ‫באותם סקטורים. עובדים אלה נמנים עם רוב‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫מושגי יסוד‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫מספר מצומצם של חומרים הנושאים תו תקן ירוק,‬ ‫חינוך לכבישים עירוניים ראשיים לבין ריבוי מקרי הקצרת‬ ‫ויש צורך בבדיקה מדוקדקת של כל חומר ומוצר, תוך‬ ‫אצל ילדים הלומדים במוסדות אלה.‬ ‫העדפה של חומרים טבעיים על פני חומרים סינתטיים,‬ ‫לא קיימים בישראל תקנים לאיכות אוויר פנים, וכאשר‬ ‫[23,33]‬ ‫כאשר העדפה זו אפשרית.‬ ‫הנושא עולה נעשה שימוש בתקנים שונים מן העולם,‬ ‫התייחסות לתקנים והבנה בסיסית של התהליכים‬ ‫כגון תקן 9891-26 של ‪ ASHRAE‬הקובע דרישות‬ ‫השונים עשויות לקדם תכנון והקמה של בניינים בריאים‬ ‫אוורור להבטחת איכות אוויר פנים קבילת.[82] חשוב‬ ‫ונוחים. יחד עם זאת, בדיקת איכות אוויר הפנים‬ ‫לתת את הדעת להגדרה זו, כי "קביל" אינו בהכרח‬ ‫אפשרית רק בדיעבד, לאחר השלמת הבנייה ואכלוס‬ ‫טוב. תקן זה קובע ערכי ריכוז של דו-תחמוצת הפחמן‬ ‫הבניין. בדיקות כאלה מכנים הערכת תפקוד הבניין‬ ‫בתוך מבנה כפונקציה של הריכוז של הגז בחוץ. נקודה‬ ‫לאחר אכלוסו (- ‪Post-Occupancy Evaluation‬‬ ‫זו עלולה להיות בעייתית במיוחד במקרה של בניינים‬ ‫‪ ,)POE‬ויש להן שיטות עבודה שונות ומגוונות בהתאם‬ ‫פסיביים הממוקמים במרכזים עירוניים או באזורי‬ ‫למטרות הבדיקה.[43] גישה זו הנה שונה ממהותו‬ ‫תעשייה.‬ ‫של המצב הנוכחי בישראל ומדינות אחרות בעולם,‬ ‫נקודות נוספות הדורשות התייחסות נוגעות לחומרי‬ ‫בהן אחריותו של המתכנן נגמרת עם סוף הבנייה.‬ ‫הבנייה והגמר השונים. בישראל ישנו תקן אחד‬ ‫‪ POE‬דורש קשר מתמשך בין המתכננים והיועצים‬ ‫[92]‬ ‫העוסק בקרינה רדיואקטיבית של מוצרי בנייה,‬ ‫השונים, הקבלן ובעלי המקצוע הנוספים, לבין הבעלים‬ ‫[03]‬ ‫ותקן אחד הקובע בדיקת המצאות גז ראדון.‬ ‫והמשתמשים של הבניין, זאת כדי להבטיח כי הדורש‬ ‫לאחרונה הושק תקן נוסף – וולונטרי בינתיים – בנוגע‬ ‫תיקון יתוקן, וכי יופקו הלקחים לשם הטמעתם בתכנון‬ ‫לבניינים ירוקים.[13] כל אלה ונוספים הנוגעים לרעש,‬ ‫בבניינים הבאים.‬ ‫הארה וכדומה, חיוניים להבטחת תפקודם הטוב של‬ ‫הבניינים תוך הבטחת בריאות השוהים בהם, אך אין‬ ‫2991 ,‪28. ASHRAE‬‬ ‫די בהתייחסות אליהם. כך, למשל, דבקים משמשים‬ ‫92. מת"י 9002: ת"י 8905 תכולת יסודות רדיואקטיביים‬ ‫בתעשיית הרהיטים משחררים גזים בריכוז גבוה‬ ‫טבעיים במוצרי בנייה‬ ‫במשך מספר חודשים (עד כחצי שנה לאחר השלמת‬ ‫03. מת"י 5002א: ת"י 5714 חלק 1 שיטות פסיביות‬ ‫הייצור של הרהיט) וניתן לשפר את איכות אוויר הפנים‬ ‫למדידת ריכוז גז ראדון: מבנים‬ ‫13. מת"י 5002ב: ת"י 1825 בניינים שפגיעתם בסביבה‬ ‫בבניין חדש על יד הקפדה על השארת הרהיטים‬ ‫פחותה ("בניינים ירוקים")‬ ‫במקום מאוורר לפני הכנסתם לבניין. מאידך, שטיחים‬ ‫9891 ,‪32. Pearson‬‬ ‫סינתטיים וציפויים שונים מתחילים לשחרר גזים‬ ‫1002 ,‪33. Berman‬‬ ‫וחלקיקים כתוצאה מתהליך הבליה הנגרם בין היתר‬ ‫0002 ,.‪34. Spengler et al‬‬ ‫על ידי חשיפה לקרינת שמש. לעת עתה ישנו בישראל‬ ‫המלצה: תכנון הבניין צריך לאפשר תפקוד פסיבי (אוורור, תאורה, חימום וקירור) כאשר הדבר‬ ‫אפשרי מבחינת מיקומו במרקם העירוני ופנותו במגרש. אלה צריכים להיעשות תוך הקפדה על‬ ‫מניעת סנוור והתאמת תנאי הפנים לדרישות הנוחות התרמית. חומרי הבנייה והגמר צריכים להיות‬ ‫בעלי תו ירוק, ואם אין כאלה חשוב לבחור חומרים בקפידה תוך שימת דגש על המרכיבים שלהם‬ ‫והפליטות מהם. מערכות מכניות לחימום, קירור ואוורור דורשות קביעת נהלי אחזקה וניקוי למניעת‬ ‫הצטברות לכלוך והתפתחות פטריות במסננים ובתעלות. לבסוף, יש צורך בהערכת תפקוד הבניין‬ ‫לאחר אכלוסו כדי לזהות טעויות בתכנון ובבנייה ובעיות בתפעול, ולאפשר תיקונן.‬‫מושגי יסוד‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫לעיתים נדירות יכול המתכנן להשפיע על מיקום‬ ‫הישוב המתוכנן. בדרך כלל ההחלטה מתקבלת‬ ‫על ידי הגורם המזמין את העבודה על פי זמינות‬ ‫הקרקע, ושיקולים כלכליים ופוליטיים. לפעמים‬ ‫ישנה גמישות מסוימת בקביעת מיקום הישוב‬ ‫או השכונה בתוך משבצת קרקע גדולה יותר,‬ ‫או שמתבקש המתכנן להציע הצעה לאיתור‬ ‫הישוב...‬ ‫01. מיקום הישוב‬ ‫למיקום הישוב או השכונה השלכות‬ ‫מרכזיות על עלויות הקמתו ותחזוקתו, על‬ ‫איור 1.01. התכנית האזורית לרובע קרונסברג בהנובר.‬ ‫צריכת האנרגיה בבנייתו ובמהלך החיים‬ ‫העיקרון של התכנית היה לספק מגורים לצורך האקספו,‬ ‫בו, על איכות הסביבה והחיים שבתוכו,‬ ‫דיור בהישג יד לתושבי העיר לאחר מכן, לנצל תשתית‬ ‫והשפעתו החיצונית על סביבתו. השיקולים‬ ‫רכבת קלה שנבנתה לצורך האקספו ולהיצמד לעיר הקיימת‬ ‫המשפיעים על בחירת האתר הם: קירבה‬ ‫ולשמור על השטחים הפתוחים בסביבת העיר מפיתוח‬ ‫לאזור עירוני קיים ולמערכות תשתית‬ ‫פרברי זוחל.‬ ‫ותחבורה, וטופוגרפיית האתר: שיפועי‬ ‫קיימא ניתנת עדיפות למיחזור קרקע מפותחת, אשר‬ ‫הקרקע והפנות, משטר הרוחות, וסוג‬ ‫לא נעשה בה שימוש אופטימלי. קרקע כזו יכולה להמצא‬ ‫הקרקע ותת-הקרקע.‬ ‫באזור תעשיה שננטש או שיש מקום לשנות את יעוד כדי‬ ‫להגדיל את מגוון הפעילויות באזור, ע"י ציפוף של אזור‬ ‫* * *‬ ‫מגורים קיים, או ע"י בנייה מחדש אם לא ניתן לשדרג‬ ‫למיקום הישוב השלכות רבות על רמת הקיימות‬ ‫את הבניינים הקיימים. ניתן לפתח קרקע בתולה, אם‬ ‫שלו ומרחב האפשרויות של תושביו. ישוב איננו אי‬ ‫היא כלואה בין אזורי בינוי קיימים, כך שאין לה ערך‬ ‫בודדוהוא נדרש לקשרים עם ישובים אחרים בסביבתו.‬ ‫רב מבחינת רציפות של מערכות אקולוגיות, וישנם‬ ‫עליו להישען על תשתיות תחבורה המאפשרות את‬ ‫יתרונות לפיתוחה מבחינת שילוב האתר במערכות‬ ‫יציאתם של אנשים לעבודה, קיום עסקים בישוב,‬ ‫התחבורה המקומיות וחיבורו לתשתיות על קיימות.‬ ‫וקשרים למוסדות תרבות ומקומות מסחר. יש לחבר‬ ‫את הישוב למערכות תשתית של מים, חשמל וביוב.‬ ‫היבטים תחבורתיים‬ ‫הישוב עצמו, ומערכות התשתית המשרתות אותו הן‬ ‫נסיעות ברכב הפרטי מהוות היום חלק משמעותי (בין‬ ‫בעלות השלכות על מערכות אקולוגיות, כשלעצמן.‬ ‫%03 ל- %04) מסך צריכת האנרגיה בארצות מפותחות.‬ ‫על כן למרחק של ישוב ממקומות ישוב אחרים ומקווי‬ ‫השלכותיהן מבחינת רעש, זיהום אויר, גזי חממה, ופיצול‬ ‫התשתית הראשיים ישנן השלכות כלכליות, חברתיות‬ ‫שטחים פתוחים על ידי דרכים מהוות פגיעה משמעותית‬ ‫וסביבתיות כבדות.‬ ‫במידת הקיימות הארצית או האזורית. בסקירה של‬ ‫מחקרים רבים שעסקו בקשר בין המבנה העירוני ובין‬ ‫היבטי שימור קרקע‬ ‫מערכת התחבורה מראים אווינג וסרברו[53] שהמשתנה‬ ‫משאב הקרקע הוא המשאב הנדיר ביותר בישראל ויש‬ ‫1002 ,‪35. Ewing and Cervero‬‬ ‫לעשות בו שימוש מושכל. על כן, כדי לקדם פיתוח בר-‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫המשפיע ביותר על הליכה ברגל, נסיעה באופניים ונסיעה‬ ‫בתחבורה ציבורית, ועל הקטנת הנסיעה בכלי רכב‬ ‫פרטיים, הוא הנגישות האזורית של מקום הישוב או‬ ‫השכונה. הנגישות לפעילויות הנדרשות לצורך חיי היום‬ ‫יום כגון מקומות עבודה, חינוך, מוקדי מסחר ומוסדות‬ ‫תרבות משפיעה על מידת הצורך להשתמש ברכב‬ ‫הפרטי לצורך נסיעות אלה. עובדות אלה עמדו בפני‬ ‫מתכנני תכנית המתאר הארצית 53 לפיתוח ושימור‬ ‫כאשר המליצו על כך שלא יוקמו ישובים חדשים ברוב‬ ‫אזורי הארץ, ושעיקר הפיתוח יהיה בערים קיימות, או‬ ‫צמוד אליהן. לפיתוח הנשען על הרכב הפרטי ישנן גם‬ ‫השלכות קשות מבחינת השוויוניות בחברה, ומידת‬ ‫איור 2.01. מוקד עירוני סביב תחנת רכבת עירונית באוקלנד‬ ‫האוטונומיות של אלה שאין להם נגישות לרכב פרטי‬ ‫קליפורניה. המוקד פותח במה שהיה מגרש החניה של‬ ‫משום גילם ובריאותם או מחוסר אמצעים כלכליים.‬ ‫התחנה ניתן לראות גשר הרכבת בעומק התמונה.‬ ‫אחד האמצעים להבטיח נגישות של יישובים או שכונות‬ ‫דורש השקעה בצנרת, משאבות ואנרגיה. ההשקעות‬ ‫חדשות לרשת התחבורה הציבורית האזורית הוא‬ ‫בניקוז יכולות להיות גבוהות מאוד ולהפריע למערך‬ ‫לבנות אותם סביב תחנה של מערכת הסעת ההמונים‬ ‫הניקוז הטבעי. כיום כמעט ולא ניתן להקים ישוב חדש‬ ‫– הקרוי פיתוח מוטה תחבורה ציבורית (‪Transit‬‬ ‫ללא חיבורו למערכת טיהור ביוב. חיבור כזה דורש‬ ‫‪ ]37,36[.)Oriented Development‬שיטה זו ננקטה על‬ ‫גם הוא השקעות בצנרת ובתחנות סניקה ואנרגיה‬ ‫ידי ערים כגון קופנהגן ושטוקהולם בפיתוח הפרברים‬ ‫בהפעלתו. לעיתים במערכת טיהור קיימת אין מספיק‬ ‫שלהם ומשמשת כמדיניות הפיתוח של ערים חדשות‬ ‫קיבולת לישובים חדשים, ועל כן יש צורך בהשקעה‬ ‫בהולנד. הוא מהווה חלק אינטגרלי מצורת הפיתוח‬ ‫נוספת בהגדלת ההספק של מערכות הטיהור. מכל‬ ‫ביפן, שם מפתחות חברות הרכבות את הקו ותחנותיו,‬ ‫הסיבות הללו עדיף למקם ישוב חדש בסמוך לקווי‬ ‫ושולטות בפיתוח שסביב התחנות.[83] העיקרון של‬ ‫תשתית קיימים או בצמוד לישוב קיים, אשר ייתכן‬ ‫פיתוח מוטה תחבורה ציבורית הוא לבנות סביב‬ ‫שאיננו מנצל בצורה מלאה את קיבולת מערכות‬ ‫התחנה מגורים בצפיפות גבוהה, תעסוקה ומסחר,‬ ‫התשתית הקיימות שלו, ואשר כבר גורם ממילא‬ ‫מוסדות ציבור, וככר היכולה לשמש כמקום מפגש‬ ‫[93,04]‬ ‫הפרעה למערכות הטבעיות.‬ ‫ופעילות ציבורית (כגון יריד שבועי) – כל זאת בתחום‬ ‫של חמש דקות הליכה מהתחנה. ככל שהמרחק מן‬ ‫היבטים טופוגרפיים‬ ‫התחנה עולה, נבנים המגורים בצפיפות נמוכה יותר.‬ ‫שיפועי קרקע וניקוז‬ ‫על ידי כך מירב המשתמשים נמצאים במרחק הליכה‬ ‫או נסיעה באופניים מתחנת הסעת ההמונים. כמו‬ ‫היבט נוסף המשפיע הן על עלויות הבניה והתשתית‬ ‫כן בקרבת התחנה נמצאים מוקדי מסחר ופעילות‬ ‫והן על מידת הנגישות בישוב באמצעים לא ממונעים‬ ‫המאפשרים להם לבצע פעילויות נוספות בדרכם אל‬ ‫הוא שיפוע האתר. מצד אחד, שיפועים חזקים (מעל‬ ‫או מהעבודה.‬ ‫ל – %01) מקשים על סלילת דרכים ובניית בניינים‬ ‫משני צדדי הרחוב (ובמיוחד מקשים על מתן נגישות‬ ‫היבטי מערכות תשתית ראשיות‬ ‫3991 ,‪36. Calthorpe‬‬ ‫לפיתוח בערים קיימות או בצמוד אליהן השלכות‬ ‫9991 ,‪37. Newman and Kenworthy‬‬ ‫חשובות גם מבחינת ההוזלה והקטנת הפגיעה של‬ ‫8991 ,‪38. Cervero‬‬ ‫מערכות תשתית ראשיות, וניצולן היעיל יותר. יש בו‬ ‫93. שטרן ועמיתים, 4002‬ ‫גם כדי לעזור בשיקום הכלכלי של אזורים קיימים,‬ ‫04. משהב"ש, 7002‬ ‫הזקוקים להשקעות ושידרוג. חיבור למערכות מים‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫0‬ ‫העונים לבעיות אלה.‬ ‫במכוניות למגרשים הנמצאים במורד הרחוב). מערכות‬ ‫הסעה מסילתיות, זקוקות לשיפועים הנמוכים מ – %3.‬ ‫מבחינת קרינת השמש עדיף ברוב אזורי הארץ לבנות‬ ‫מנגד, בשיפועים נמוכים מאוד, קשה לנקז את האתר,‬ ‫על מדרונות דרומיים, דרום מערבים או דרום מזרחיים‬ ‫ויש להשקיע השקעות גדולות במילוי קרקע וביצירת‬ ‫מתונים. בכל מקרה רצוי מאוד להישאר בתחום סטייה‬ ‫שיפועים למערכות הניקוז והביוב. בשנים האחרונות‬ ‫של 51 מעלות מזרחית או מערבית לדרום. בניה נמוכה‬ ‫מתפתחת גם גישה הדוגלת בשימור מי הנגר לצורך‬ ‫ומדורגת על פני המדרון עשויה לאפשר נגישות סולרית‬ ‫החדרתם לתת-הקרקע, אם כדי למנוע איבוד וחלחול‬ ‫לכל מבנה ומבנה ולמרבית השטחים הפתוחים בעונת‬ ‫המים למי התהום, ואם כדי להגדיל את כמות המים‬ ‫החורף, וכן הצללה סלקטיבית בעונת הקיץ.‬ ‫הניגרים לשטחים ירוקים ברמת הבניין או השכונה,‬ ‫לשפר את התנאים לצמחיה ולהקטין את הצורך‬ ‫בהשקיה.[14] הכרת תכונות הקרקע ומשטר המים‬ ‫* * *‬ ‫באזור המיועד לתכנון מאפשרת תכנון נכון של שטחים‬ ‫פתוחים לנופש, חקלאות, ייעור וכו.‬ ‫המלצה: במידת האפשר יש להימנע מהקמת‬ ‫קיים קשר בין האקלים לבין תצורות וסוגי הקרקע, ובין‬ ‫ישובים חדשים. רצוי למקם שכונות חדשות‬ ‫הקרקע לבין משטר המים. בנגב למשל, העדר צמחייה,‬ ‫באזורים אשר פותחו בעבר, אך אינם מנוצלים‬ ‫גשמים אקראיים חזקים ורוחות גרמו לריבוי קרקעות‬ ‫כראוי: על ידי שיקום אזורי תעשייה או חציבה,‬ ‫צעירות יחסית ובעלות תכולה נמוכה מאוד של חומר‬ ‫ציפוף שכונות קיימות, פיתוח אזורים שנשארו‬ ‫אורגני. הגשמים הפתאומיים והשיטפונות הנוצרים‬ ‫בין אזורי פיתוח קיימים, או בנייה צמודת דופן.‬ ‫בעקבותיהם גורמים לסחף של כיסוי הקרקע.‬ ‫רק במקרים חריגים יש להקים ישובים חדשים‬ ‫באופן כללי, חומר עדין סופג מים ובעקבות זאת גם‬ ‫במרחב הפתוח, וגם אז יש לנצל לשם כך אזורים‬ ‫תופח. קביעה זו נכונה לגבי רוב הקרקעות הלא סלעיות.‬ ‫שנפגעו כבר על ידי פעילות אנושית ולנצל את‬ ‫יוצאות מן הכלל הן החוליות. התפיחה יוצרת בעיות‬ ‫הפיתוח כדי לשקמם.‬ ‫שונות בתחום הבניה. אי-יציבות הקרקע מחייבת‬ ‫יש לסמוך את הישוב או השכונה למערכת‬ ‫יסודות אשר יגיעו לשכבות פנימיות יציבות יותר (על‬ ‫התחבורה הציבורית האזורית כדי לאפשר‬ ‫פי רוב כלונסאות). תפיחה, והלחצים העלולים להיווצר‬ ‫לתושביו להגיע למגוון גדול ככל האפשר של‬ ‫על חלקי בניין בגינה, מחייבת פתרונות הנדסיים‬ ‫יעדים ללא שימוש ברכב פרטי. יש לתכנן את‬ ‫מיוחדים (רצפות תלויות מעל חללי אוויר למשל) והיא‬ ‫הישוב בצורה כזו שרוב תושביו יוכלו להגיע‬ ‫גם מסכנת מערכות תשתית. גיר ואבן חול, לעומת‬ ‫לתחנת התחבורה הציבורית ברגל או באופניים.‬ ‫זאת, אמנם אינם תופחים, אך סופגים מים, ועובדה‬ ‫זו עלולה ליצור בעיות רטיבות בבניינים הבאים אתם‬ ‫רצוי למקם את הישוב, או השכונה במדרון שאיננו‬ ‫במגע ישיר.‬ ‫תלול מ – %01, עם פנות דרומית, דרומית‬ ‫מידת החומציות של הקרקע עלולה להיות בעיה חמורה‬ ‫מזרחית או דרומית מערבית במידת האפשר‬ ‫בבניה. מגע ישיר של חומר בניה סופג (כמו בטון) עם‬ ‫יש לייעד מפנים צפוניים לשטחים פתוחים,‬ ‫קרקע חומצית או בסיסית יגרום לו לספוג מים המכילים‬ ‫או לאזורים שאינם למגורים, וכן לנצל ואדיות‬ ‫חומרים העלולים לתקוף ולפורר אותו ואת ברזל הזיון‬ ‫ושטחים נמוכים לשטחים פתוחים שישמשו גם‬ ‫בתוכו. לסכנה הבטיחותית הזו קודמת בעיה אסתטית‬ ‫כקולטי עודפי נגר בעת הצורך.‬ ‫המתבטאת בהופעת כתמים המתפשטים על פני‬ ‫הקירות מקו המגע עם הקרקע כלפי מעלה. בכל מקרה‬ ‫14. משרד הבינוי והשיכון, 4002‬ ‫יש צורך בבדיקות קרקע ובתכנון פרטי בניין מיוחדים‬‫המבנן‬ ‫0‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫...בהתאם למיקום הישוב או השכונה, מבחינת‬ ‫הטופוגרפיה, ומבחינת הקשר למערכת התנועה‬ ‫העירונית או האזורית יש לתכנן את מערכת‬ ‫התנועה הפנימית שלו.‬ ‫11. מערכת התנועה‬ ‫מערכת התנועה של הישוב או השכונה היא‬ ‫הבסיס לחיים החברתיים והכלכליים בהם,‬ ‫לתחושת הביטחון והבטיחות ולהשפעה‬ ‫שלהם על סביבתם העירונית או הכפרית.‬ ‫תפקידיה הם לספק מקסימום אפשרויות‬ ‫תנועה ומפגש לתושבים בתוך היישוב‬ ‫ולחבר את הישוב אל העולם שמסביבו בצורה בטוחה ומפרה מבחינה חברתית וכלכלית. כיצד‬ ‫ניתן אפשרות מעבר וגישה לכלי רכב, החשובה לחיים הכלכליים של הישוב, ומנגד לספק נגישות‬ ‫טובה ובטיחות להולכי הרגל, להפחית את צריכת האנרגיה בתחבורה ולהקטין את השפעותיה‬ ‫השליליות: פליטת גזי חממה, זיהום אוויר, רעש, אובדן שטחים פתוחים ופגיעה בחיי הקהילה?‬ ‫* * *‬ ‫5-4‬ ‫התנועה הייתה ברובה רגלית (במהירות של‬ ‫רקע היסטורי‬ ‫קמ"ש), וגם מי שנע בסוס או בכרכרה נע לכל היותר‬ ‫ישובים פרה-מודרניים‬ ‫במהירות כפולה של כ – 01 קמ"ש, ועל כן לא סיכן‬ ‫למערכת התנועה בישוב ישנם שני תפקידים בסיסיים.‬ ‫את הולכי הרגל. בערים היסטוריות קיימת הירארכיה‬ ‫האחד הוא להעביר תנועה העוברת דרך הישוב ובתוכו‬ ‫בין רחובות ראשיים ומשניים. זו מתבטאת בעיקר‬ ‫ממקום למקום, והשני הוא לאפשר נגישות אל שימושי‬ ‫ברוחב הרחובות, ובכך שברחובות ראשיים ובמרכזי‬ ‫הקרקע הנמצאים לצד הרחובות. התוצאה של שני‬ ‫ערים המרחק בין צמתים קטן יותר, כדי להגדיל את‬ ‫התפקודים הבסיסיים האלה יוצרת את תפקידה‬ ‫הקישוריות שלהם אל סביבתם.‬ ‫השלישי והמרכזי של מערכת התנועה, שהוא לאפשר‬ ‫התכנון למכונית‬ ‫ולעודד את החיים החברתיים והכלכליים של הישוב.‬ ‫המצאת המכונית שינתה את פני הדברים. לראשונה‬ ‫חיים אלה נוצרים על ידי המפגש האקראי של תושבים‬ ‫יכלו אנשים לנוע בדרכים במהירויות גבוהות – אשר‬ ‫ועוברי אורח תוך כדי תנועה ברחובות העיר. ערים‬ ‫מהוות סכנה להולכי הרגל מצד אחד, ומאידך נמצאות‬ ‫היסטוריות רבות התפתחו דווקא משום שהיו מקומות‬ ‫בקונפליקט עם תנועה איטית המשרתת נגישות‬ ‫מועדפים למעבר של נהר, או בין הרים, ועל כן הסיכוי‬ ‫לשימושי הקרקע שלצד הדרכים. כדי לפתור את‬ ‫למפגש עם אנשים אחרים ולסחר עמם היה גדול‬ ‫הקונפליקטים הללו, פיתחו מתכנני ערים ותחבורה את‬ ‫יותר.‬ ‫ההירארכיה התפקודית של הרחובות בערים. שיטה זו‬ ‫לאורך רוב ההיסטוריה האנושית היה זה ברור שעל‬ ‫מסווגת את הדרכים בעיר על פי תפקודם התנועתי‬ ‫ישובים להיות מרוכזים ככל האפשר, ושרשת הרחובות‬ ‫הבסיסי, ואומרת שככל שרחוב חשוב יותר לשירות‬ ‫שלהן צריכה להיות צפופה ומסועפת. זאת הן מסיבות‬ ‫תנועה עוברת, כך יש לצמצם בו את הנגישות. מנגד,‬ ‫של הצורך בהגנה מפני סביבה עוינת, והן כדי לאפשר‬ ‫ככל שרחוב משרת יותר נגישות לשימושי הקרקע, יש‬ ‫לאנשים להגיע בקלות ובמהירות יחסית ליעדיהם.‬‫המבנן‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫איור 1.11. ההירארכיה התפקודית של הדרכים וביטויה במבנה הרשת.‬ ‫לצמתים של מערכת הדרכים הראשית, בצורת קניונים‬ ‫להקשות על תנועה עוברת דרכו.‬ ‫ומרכזי תעסוקה חוץ עירוניים. קניונים אלה נגישים‬ ‫התוצאה של תפיסה זו היא שככל שדרך נמצאת גבוה‬ ‫בדרך כלל רק ברכב, מה שמגדיל את התלות ברכב‬ ‫יותר בהירארכיה התנועתית, כך יש לה פחות צמתים‬ ‫הפרטי ופוגע בהזדמנויות החיים של אלה שאינם‬ ‫והנגישות המיידית אליה מצידי הדרך מבוקרת יותר‬ ‫יכולים להרשות לעצמם להחזיק רכב, או שאינם יכולים‬ ‫(לדרך המהירה, הנמצאת בראש ההירארכיה, אין‬ ‫לנהוג.‬ ‫כלל נגישות מצידי הדרך. אין בה צמתים שבהם ישנו‬ ‫חזרה לרשת הדרכים המסורתית‬ ‫קונפליקט בין תנועות הבאות מכיוונים שונים והשאיפה‬ ‫החל משנות השישים של המאה ה-02 הושמעה‬ ‫היא גם להקטין את מספר המחלפים ככל שניתן).‬ ‫ביקורת על גישה זו לתכנון מערכת התנועה. החלה‬ ‫גישה זו לתכנון הפכה למקובלת בעולם כולו, הונחלה‬ ‫בביקורת גיין גייקובס,[24] באבחנתה שהרחוב העירוני‬ ‫לדורות של מהנדסים ומתכנני ערים כדרך "הנכונה"‬ ‫הוא הבסיס לחיים הכלכליים והחברתיים של העיר.‬ ‫לתכנון מערכת התנועה בישובים, ומוסדה באמצעות‬ ‫[34]‬ ‫אלכסנדר במאמרו המפורסם: "העיר איננה עץ"‬ ‫הנחיות תכנון לרחובות בערים. כמו כן דגלו המתכננים‬ ‫הראה שהעיר המודרנית מתוכננת בדרך כלל על‬ ‫בהפרדה בין תנועת הולכי הרגל וכלי הרכב, מתוך רצון‬ ‫ידי מערכות הירארכיות, אשר אינן מתאימות בעצם‬ ‫לאפשר לכלי הרכב לנוע במהירות האפשרית, ולאפשר‬ ‫ליצירת חיים אנושיים. ערים מסורתיות, לעומת זאת,‬ ‫להולכי הרגל תנועה חופשית ובטוחה.‬ ‫מאופיינות על ידי מבני רשת לא הירארכיים שבהם יש‬ ‫הבעיה היא שמבחינה יישובית חל היפוך שרוקן את‬ ‫ריבוי קשרים בין מרכיבים שונים.‬ ‫מערכת התנועה מתפקידה החברתי והכלכלי, וניתק‬ ‫בעצם את מקור החיים של הישוב – התנועה העוברת‬ ‫קישוריות רשת הדרכים ברמה המקומית‬ ‫ברחובות. כיון שהנגישות לרחובות הראשיים מוגבלת,‬ ‫הגדלת אפשרות הבחירה‬ ‫הסיכויים למפגש בין תושבים ובעלי עסקים לאורך‬ ‫כדי שעיר תוכל לתפקד היטב, חשוב שיהיה נעים ללכת‬ ‫הדרך ובין עוברי אורח הם נמוכים. מנגד, ברחובות‬ ‫בה, ואחד התנאים לכך הוא שהמרחק בין צמתים בעיר‬ ‫המתוכננים לנגישות טובה, הסיכוי למעבר של אנשים‬ ‫נוספים מעבר למרחב המקומי קטן מאוד, ועל כן אין‬ ‫1691 ,‪42. Jacobs‬‬ ‫הם מושכים פעילות כלכלית משמעותית. התוצאה‬ ‫4691 ,‪43. Alexander‬‬ ‫הייתה משיכה של הפעילות העסקית אל מחוץ לישובים‬‫המבנן‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫יהיה קטן ככל האפשר. ככל שמספר הצמתים ליחידת‬ ‫שטח גדול יותר, יש להולך הרגל יותר אפשרויות‬ ‫תנועה ממקום למקום בישוב, ועל כן ההליכה הופכת‬ ‫להיות מעניינת ונעימה יותר. מחקרים נוספים הראו‬ ‫שהמרחק האופטימלי בין צמתים ליצירת סביבה‬ ‫עירונית נעימה נע בין 001-08 מ. [44] במרכזי הערים‬ ‫רצוי להגיע למרחק קטן אף יותר בין צמתים, כדי‬ ‫להגדיל את שטח המגע שבין הרחובות ובין המסחר‬ ‫המצוי בקומות הקרקע.‬ ‫יתרון נוסף של הקטנת המרחק בין הצמתים הוא הגדלת‬ ‫הסיכויים להתפתחותם של שימושים מסחריים לאורך‬ ‫חזית הרחוב. כולנו יודעים שהמיקום האידיאלי למסחר‬ ‫הוא בפינת רחובות, משום שמיקום זה נראה לאנשים‬ ‫הנעים בארבעה כיוונים שונים. ככל שהמרחק בין‬ ‫צמתים קטן יותר, כך יש סיכויים גבוהים יותר שתיווצר‬ ‫חזית מסחרית רציפה. קיום מסחר יוצר משיכה להולכי‬ ‫איור 2.11. דיאגרמה של מערכת התנועה הרצויה.‬ ‫רגל נוספים, וכך נוצר היזון חוזר חיובי התורם להגדלת‬ ‫כמות הולכי הרגל ברחובות.‬ ‫על כן...‬ ‫על מערכת התנועה לספק בראש ובראשונה אפשרויות‬ ‫היתרון השלישי של יצירת רשתות עירוניות צפופות‬ ‫תנועה לתושבים ברגל, באופניים ובתחבורה ציבורית.‬ ‫הוא תרומתם לביטחון אישי ברחובות העיר. הייתה זו‬ ‫הבסיס למערכת הוא רשת רחובות ושבילים צפופה‬ ‫שוב גיין גייקובס שהראתה שהתנאי לביטחון אישי‬ ‫ומסועפת, הקשורה היטב לסביבתה על ידי חיבור ישיר‬ ‫בעיר הוא נוכחותם של תושבים ועוברי אורח ברחוב,‬ ‫לדרכים אזוריות ולאמצעי הסעת המונים. יש להתייחס‬ ‫ונכונותם להתערב במקרה של אירועים שאינם בגדר‬ ‫לכל ישוב או שכונה כאזור מיתון תנועה, ולתכנן את כל‬ ‫התנהגות מקובלת ברחוב. היליאר ושותפיו[54] הראו‬ ‫הרחובות, כולל הרחובות הראשיים כמרחבי הולכי רגל.‬ ‫שיצירת רשתות הירארכיות, שאין בהם מעבר של‬ ‫אנשים מחוץ לתושבים מייצר אזורים ריקים מאדם‬ ‫0002 ,‪44. Llewelyn-Davies‬‬ ‫במשך רוב שעות היום. אזורים אלה מעודדים פעילות‬ ‫6991 ,‪45. Hillier‬‬ ‫פלילית.‬ ‫קריאה נוספת‬ ‫משרד התחבורה (2002) הנחיות לאזורי מיתון תנועה. ירושלים: משרד התחבורה.‬ ‫.‪Marshall, S. )2005( Streets and Patterns, London and New York: Spon Press‬‬ ‫‪PedShed )2006( Walkable Urban Design and Sustainable Placemaking‬‬ ‫.‪Salingaros, N. )2005( Principles of Urban Structure, Amsterdam: Techne Press‬‬ ‫‪Southworth, M. and E. Ben-Joseph )2003( Streets and the Shaping of Towns and Cities, Island‬‬ ‫.‪Press‬‬ ‫‪Space Syntax Laboratory )2003( Housing and Crime: the space syntax online database of‬‬ ‫‪crime and space studies‬‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫21. חתך הרחוב‬ ‫מרקם עירוני צפוף עם רחובות יחסית צרים‬ ‫החלשת‬ ‫ועמוקים עשוי ליצור שטחים מוצלים רבים‬ ‫הרוח‬ ‫בימי הקיץ. מצד שני, הגדלת הצפיפות‬ ‫גורמת ל"לכידה" של חום קרינתי ועלולה‬ ‫לפגוע באוורור החלל, ואף למנוע נגישות‬ ‫שמש רצויה בחורף. כיצד ניתן לתכנן‬ ‫מערכת רחובות שעונה על הדרישות‬ ‫לכידת‬ ‫המנוגדות האלה ומביאה לשיפור הנוחות‬ ‫קרינה‬ ‫של הולכי רגל ברחוב?‬ ‫* * *‬ ‫הצללה‬ ‫בפרק 7 על מיקרו-אקלים בחלל עירוני, הוצגה דרך‬ ‫חישובית להערכת העומס התרמי המוטל על אדם‬ ‫ברחוב בהתאם לתנאי האקלים ותכונות הבינוי. אם‬ ‫נבחין בהשפעות הבסיסיות של תכונות כגון צורת‬ ‫הרחוב – כלומר, יחסי גובה-רוחב בחתך שלו וכיוון‬ ‫איור 1.21. רחוב בעל חתך "קומפאקטי" יוצר מספר תופעות‬ ‫צירו – מתברר ששינוי מסוים בצורת הרחוב עלול‬ ‫בו זמנית: הצללה פנימית, לכידת קרינה והחלשת הרוח.‬ ‫לגרום השפעות מרובות, ואף מנוגדות, בו זמנית (איור‬ ‫1.21).‬ ‫שני, ברחוב "צפוף" עלולים להיות החזרי קרינה רבים‬ ‫בין המשטחים, כאשר בכל פגיעה נוספת של קרן אור‬ ‫החישוב של עומס תרמי מבטא החלפות אנרגיה בין‬ ‫במשטח חלק מהקרינה נבלע וחלק הולך וקטן מוחזר‬ ‫האדם לסביבתו, בעיקר באמצעות קרינה והסעה.‬ ‫- כך שבסה"כ חלק גדול יחסית של הקרינה המקורית‬ ‫בשעות היום, ברוב ימות השנה ובמרבית אזורי הארץ,‬ ‫"נלכד" בתוך החלל, וחלק קטן יחסית מוחזר לשמיים.‬ ‫הגורם האקלימי הבולט ביותר הינו קרינת שמש ישירה.‬ ‫תהליך זה מוביל להתחממות, הן בטמפרטורת האוויר‬ ‫לצורת הרחוב יש השפעה מכרעת על ההצללה בתוכו‬ ‫והן בעוצמה הכללית של קרינה ארוכת גלים אשר האדם‬ ‫– לא רק על רמת החשיפה של האדם עצמו אלא גם‬ ‫חשוף אליה. משום שהרחוב הצפוף מתאפיין בגזרת‬ ‫על חשיפתם של משטחים (כגון קירות ופני הריצוף).‬ ‫חשיפה לשמיים (‪ )Sky View Factor‬שהיא מצומצמת,‬ ‫באיורים 3-2 נראה שההצללה בתוך הרחוב עולה באופן‬ ‫פיזור החום הקרינתי בגלים ארוכים מתבצע בקצב‬ ‫כללי כאשר גדל היחס בין גובה לרוחב (‪ .)H/W‬אבל‬ ‫איטי יחסית – תופעה שגם היא גורמת להתחממות‬ ‫השינוי בהצללה אינו אחיד, אלא משתנה בהתאם לכיוון‬ ‫של האוויר ברחוב, בעיקר בשעות הערב.‬ ‫הרחוב, לעונת השנה ולשעה ביום. כפועל יוצא ממסלול‬ ‫השמש, ה"ציפוף" של הרחוב גורם לחסימה של‬ ‫טמפרטורת האוויר משפיעה על העומס התרמי של‬ ‫הקרינה הישירה ברחוב שצירו מכוון צפון-דרום בעיקר‬ ‫האדם באמצעות החלפת אנרגיה בהסעה, אשר שיעורה‬ ‫בשעות הבוקר ואחה"צ בקיץ, ובצהריים בחורף הוא‬ ‫נקבע גם על ידי מהירות הזרימה של אותו אוויר. כל‬ ‫גורם לחסימה בעיקר ברחוב בעל ציר מזרח-מערב.‬ ‫עוד נמצא האוויר בטמפרטורה נמוכה מזו של פני הגוף‬ ‫(שבדרך כלל נעה בין 53-43 מ"צ), עליה במהירות‬ ‫הציפוף של הרחוב גם מגביל את חשיפתו של האדם‬ ‫הרוח מגבירה את סילוק החום מהגוף בהסעה, ולצורת‬ ‫לקרינה מפוזרת בשמיים, ובמצב שמוטל צל עמוק בתוך‬ ‫הרחוב יש השפעה חשובה על מהירות זו בתוך החלל.‬ ‫הרחוב, האדם גם פחות חשוף לקרינה מוחזרת. מצד‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫)12 יוני(‬ ‫קו רוחב ‪ • 30o‬קיץ‬ ‫‪H/W‬‬ ‫00:8‬ ‫00:01‬ ‫00:21‬ ‫00:41‬ ‫00:61‬ ‫33.0‬ ‫66.0‬ ‫0.1‬ ‫0.2‬ ‫איור 2.21. הצללה ברחובות בעלי ציר צפון-דרום ומזרח-מערב, וחתכים (יחסי גובה רוחב) שונים, במהלך יום קיץ.‬ ‫באמצעות אידוי זעה. קצב הקירור באידוי מושפע גם‬ ‫באופן כללי, ככל ש"מצטופף" חתך הרחוב (דהיינו,‬ ‫הוא ממהירות הרוח, אבל בעיקר מוגבל על ידי הלחות‬ ‫עולה ערכו של ‪ ,)H/W‬כך נחלשת זרימת הרוח בסמוך‬ ‫– דהיינו, ריכוז אדי המים באוויר. למרות שהלחות‬ ‫לגוף האדם (ראה איור 7.7, פרק 7). לכן, גם מבחינתו‬ ‫לא תלויה באופן ישיר בצורת הרחוב, נמצא שקצב‬ ‫של אוורור הרחוב, הציפוף העירוני גורם להתחממות.‬ ‫האידוי-דיות מצמחיה וקרקע רטובה אכן מושפע‬ ‫עם זאת, חשוב לציין שהאטת הרוח תלויה גם בכיוון‬ ‫מהיחס בין שטח "ירוק" לבין סה"כ פני השטח שגובל‬ ‫ציר הרחוב יחסית לכיוון הרוח: כאשר הזרימה מקביל‬ ‫בחלל הרחוב, כולל קירות (שבדרך כלל "יבשים"). לכן,‬ ‫לרחוב, המהירות בגובה ראש האדם עשויה להיות כ-‬ ‫בנסיבות מסוימות הציפוף של הרחוב יכול להקטין את‬ ‫%05-04 מזו של הזרימה ה"חופשית" מעל הבניינים‬ ‫העלייה בלחות ולכן לשפר את יעילות הקירור של הזעה‬ ‫וכאשר הרוח נושבת בניצב לציר הרחוב המהירות של‬ ‫– אך בו זמנית, האוויר עלול להיות יותר חם.‬ ‫תנועת האוויר בתוך הרחוב עלולה לרדת ל-%52-02‬ ‫בלבד.‬ ‫כיצד, אם כך, משפיע ציפוף הרחוב העירוני על‬ ‫העומס התרמי הכללי של הולכי הרגל? ניתן להעריך‬ ‫בנוסף לקרינה והסעה, גוף האדם מחליף חום‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫)12 דצמבר(‬ ‫קו רוחב ‪ • 30o‬חורף‬ ‫‪H/W‬‬ ‫00:8‬ ‫00:01‬ ‫00:21‬ ‫00:41‬ ‫00:61‬ ‫33.0‬ ‫66.0‬ ‫0.1‬ ‫0.2‬ ‫איור 3. הצללה ברחובות בעלי ציר צפון-דרום ומזרח-מערב, וחתכים (יחסי גובה רוחב) שונים, במהלך יום חורף.‬ ‫טמפרטורה רחבות בין יום ולילה. החורף מתאפיין‬ ‫את ההשפעה המשולבת של כל הגורמים הנזכרים‬ ‫שמיים בהירים לרוב ובקרינה חזקה, וברוחות חזקות‬ ‫עד כה באמצעות המדד לעומס תרמי (‪ ,)ITS‬ולהבחין‬ ‫ולילות קרים.‬ ‫בקשר בין מדד זה לתנאים הנוצרים ברחובות בעלי‬ ‫צורות שונות. במחקר שבוצע באזור הנגב, מבחן‬ ‫באיור 4.21 מוצגים ערכי מדד ה-‪ ITS‬במהלך יום קיץ,‬ ‫מסוג זה נעשה באמצעות מתקן ניסוי שמדמה שטח‬ ‫עבור ארבעה חתכי רחוב (,0.1 ,66.0 ,33.0=‪H/W‬‬ ‫עירוני – כאשר בתוכו ישנם "רחובות" מוקטנים בעלי‬ ‫0.2) וארבעה כיווני צירים (צפון-דרום, מזרח-מערב,‬ ‫צורות שונות. הדגם העירוני נבנה מחומרים אשר‬ ‫מקביל לרוח צפון-מערבית, וניצב לה). ניתן לראות‬ ‫תכונותיהם התרמיות והאופטיות דומות לחומרי בניה‬ ‫שברחוב בעל ציר צפוני-דרומי, העומס התרמי של‬ ‫אמיתיים, ונמצא דמיון תרמודינאמי גבוה בין המודל‬ ‫אדם בשעות החמות הולך וקטן ככל שעולה היחס בין‬ ‫לשטח עירוני אמיתי.[64] הבדיקות נעשו בקרית שדה‬ ‫גובה המבנים לרוחב החלל ביניהם (‪ – )H/W‬כלומר,‬ ‫בוקר שברמת הנגב, אזור שמתאפיין בימי הקיץ‬ ‫5002 ,.‪46. Pearlmutter et al‬‬ ‫בתנאים חמים ויבשים, קרינת שמש חזקה, ותנודות‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫067‬ ‫067‬ ‫046‬ ‫יחס‬ ‫כיוון ציר‬ ‫יחס‬ ‫כיוון ציר‬ ‫0.1 33.0‬ ‫גובה-רוחב‬ ‫הרחוב‬ ‫‪N-S‬‬ ‫046‬ ‫0.1 33.0‬ ‫גובה-רוחב‬ ‫הרחוב‬ ‫)‪(H/W‬‬ ‫)‪(H/W‬‬ ‫‪E-W‬‬ ‫025‬ ‫025‬ ‫0.2 66.0‬ ‫מאוד"‬ ‫"חם‬ ‫0.2 66.0‬ ‫מאוד"‬ ‫"חם‬ ‫004‬ ‫004‬ ‫עומס‬ ‫"חם"‬ ‫עומס‬ ‫"חם"‬ ‫082‬ ‫082‬ ‫"חמים"‬ ‫"חמים"‬ ‫תרמי ]‪[W‬‬ ‫תרמי ]‪[W‬‬ ‫061‬ ‫061‬ ‫"נוח"‬ ‫"נוח"‬ ‫04‬ ‫33.0 ‪N-S‬‬ ‫04‬ ‫33.0 ‪E-W‬‬ ‫08-‬ ‫66.0 ‪N-S‬‬ ‫08-‬ ‫66.0 ‪E-W‬‬ ‫0.1 ‪N-S‬‬ ‫0.1 ‪E-W‬‬ ‫002-‬ ‫0.2 ‪N-S‬‬ ‫002-‬ ‫0.2 ‪E-W‬‬ ‫023-‬ ‫023-‬ ‫0‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫9‬ ‫21‬ ‫51‬ ‫81‬ ‫12‬ ‫42‬ ‫0‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫9‬ ‫21‬ ‫51‬ ‫81‬ ‫12‬ ‫42‬ ‫067‬ ‫שעה‬ ‫067‬ ‫שעה‬ ‫046‬ ‫יחס‬ ‫כיוון ציר‬ ‫046‬ ‫יחס‬ ‫כיוון ציר‬ ‫0.1 33.0‬ ‫גובה-רוחב‬ ‫הרחוב‬ ‫0.1 33.0‬ ‫גובה-רוחב‬ ‫הרחוב‬ ‫‪PARAL‬‬ ‫)‪(H/W‬‬ ‫‪PERP‬‬ ‫)‪(H/W‬‬ ‫025‬ ‫025‬ ‫0.2 66.0‬ ‫מאוד"‬ ‫"חם‬ ‫0.2 66.0‬ ‫מאוד"‬ ‫"חם‬ ‫004‬ ‫004‬ ‫עומס‬ ‫"חם"‬ ‫עומס‬ ‫"חם"‬ ‫082‬ ‫082‬ ‫"חמים"‬ ‫"חמים"‬ ‫תרמי ]‪[W‬‬ ‫תרמי ]‪[W‬‬ ‫061‬ ‫061‬ ‫"נוח"‬ ‫"נוח"‬ ‫04‬ ‫33.0 ‪PERP‬‬ ‫04‬ ‫33.0 ‪PARAL‬‬ ‫08-‬ ‫66.0 ‪PERP‬‬ ‫08-‬ ‫66.0 ‪PARAL‬‬ ‫0.1 ‪PERP‬‬ ‫0.1 ‪PARAL‬‬ ‫002-‬ ‫0.2 ‪PERP‬‬ ‫002-‬ ‫0.2 ‪PARAL‬‬ ‫023-‬ ‫023-‬ ‫0‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫9‬ ‫21‬ ‫51‬ ‫81‬ ‫12‬ ‫42‬ ‫0‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫9‬ ‫21‬ ‫51‬ ‫81‬ ‫12‬ ‫42‬ ‫שעה‬ ‫שעה‬ ‫[74]‬ ‫איור 4. השפעתו של חתך הרחוב על העומס התרמי של הולכי רגל, בכיווני ציר שונים, ביום קיץ באזור הנגב.‬ ‫גבוה) מתבטאים בעיקר בהצללת גוף האדם באופן‬ ‫רמת אי-הנוחות מתמתנת יחד עם "ציפוף" הרחוב.‬ ‫ישיר, אבל ישנם ביטויים נוספים: הצללת משטחים‬ ‫הבחנה זאת מודגשת פחות ברחובות "אלכסוניים"‬ ‫והורדת הטמפרטורה הקרינתית של הסביבה, וצמצום‬ ‫(אלה שצירם מסובבים ב-54 מעלות ביחס לצפון-‬ ‫החשיפה לקרינה מפוזרת ומוחזרת לאורך רוב שעות‬ ‫דרום), וכמעט נעלמת ברחוב בעל ציר מזרח-מערב.‬ ‫היום. כתוצאה מהבדלים אלה, ישנה הקלה בעומס‬ ‫התרמי ברחוב הקומפאקטי גם בסמוך ל-00:21‬ ‫השוואה זו מדגישה שבתנאים חמים ויבשים אלה,‬ ‫בצהריים, כאשר כיוונם של קרני השמש קרוב לאנכי,‬ ‫הגורם האקלימי המכריע בקביעת העומס התרמי‬ ‫וההצללה ברחוב הינה זניחה. חשוב לציין שמיתון‬ ‫של הולכי רגל ברחוב הנו הצללה – כלומר, הקטנת‬ ‫העומס התרמי בשעות היום ברחוב קומפאקטי מתממש‬ ‫החשיפה לקרינת השמש הישירה בשעות היום. ברחוב‬ ‫למרות שבחללים הצפופים יש עליה קלה בטמפרטורת‬ ‫שמכוון לאורך ציר צפוני-דרומי, יוטל צל מקירות‬ ‫האוויר יחסית לחלל הפתוח יותר, וגם הקטנה יחסית‬ ‫המבנים הסמוכים ברוב שעות היום: בבוקר ע"י קירות‬ ‫במהירות הרוח.‬ ‫המזרחיים, ואחר הצהריים ע"י המערביים. משום‬ ‫שרחוב מזרחי-מערבי פחות מוצל, היתרונות של‬ ‫בנוסף לכך ניתן לראות כי בשעות הלילה, היחס בין‬ ‫צפיפות גבוהה בהקטנת החשיפה לקרינה מתקזזים‬ ‫ערכי ה-‪ ITS‬של חתכי הרחוב השונים מתהפך: לאחר‬ ‫עם החסרונות – דהיינו, "לכידת" הקרינה והחלשת‬ ‫הזרימה של האוויר בתוך החלל. כמפורט למעלה,‬ ‫‪47. Pearlmutter et al., 2007a‬‬ ‫יתרונות אלה של רחוב "קומפאקטי" (בעל יחס ‪H/W‬‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫‪N-S‬‬ ‫החשיכה, הערכים הגבוהים ביותר מופיעים עבור‬ ‫הרחובות הקומפאקטיים ביותר במקום ההפך. הסיבות‬ ‫‪PARAL‬‬ ‫‪PERP‬‬ ‫לכך הינן בעיקר הקצב המוגבל של פליטת חום לשמיים‬ ‫כתוצאה מהצמצום בגזרת החשיפה, ואיבוד החום‬ ‫המואט בהסעה, כתוצאה מהחלשת הרוח. המשמעות‬ ‫מבחינת הנוחות התרמית של היחס ההפוך בלילה‬ ‫– כאשר האדם ברחוב צפוף מאבד אנרגיה בשיעור‬ ‫יחסית איטי – תלויה בתחושה התרמית (‪thermal‬‬ ‫0.1 66.0 33.0 :‪H/W‬‬ ‫0.2‬ ‫‪E-W‬‬ ‫רמת אי-נוחות‬ ‫‪ )sensation‬שמוצגת על ידי ערכי המדד לעומס תרמי‬ ‫(‪ )thermal stress‬באותו טווח.‬ ‫0‬ ‫1‬ ‫2‬ ‫3‬ ‫4‬ ‫5‬ ‫6‬ ‫7‬ ‫8‬ ‫9‬ ‫01‬ ‫באיור 4.21, מסומנים ערכי "סף" של עומס תרמי‬ ‫השייכים לשינויים בתחושת הנוחות.[84] ניתן לראות‬ ‫איור 5.21. סיכום של אי-הניחות היומית בקיץ בהתאם‬ ‫שלמרות הריבוי של שעות ביום שבהן האדם מרגיש אי-‬ ‫לחתך וכיוון הרחוב, בהתחשב במספר השעות ועוצמת‬ ‫נוחות ברוב המקרים, בשעות הלילה שוררת תחושה‬ ‫העומס התרמי.‬ ‫"נוחה" בכל המקרים, ללא קשר לצורת הרחוב. לכן,‬ ‫יאפשרו התחממות יתר בשעות היום. הגורם השני‬ ‫ה"היפוך" בערכי ה-‪ ITS‬בערב אינו משמעותי מאוד‬ ‫קשור לתכונות האקלים האזורי והעירוני: ככל שקיימות‬ ‫מבחינת תחושת הנוחות שנוצרת, ויחסים שנצפו‬ ‫תנודות טמפרטורה רחבות בין יום ולילה (כדוגמת‬ ‫בשעות היום אלה המכריעים בעונת הקיץ.‬ ‫אזורים מדבריים), כך "יתרון הצפיפות" מודגש‬ ‫באיור 5.21, מוצג סיכום של היקף "אי- הנוחות"‬ ‫יותר. באקלים לח, כגון זה של מישור החוף, ההקלה‬ ‫שנגרם ביום קיץ בתנאים הנתונים, בהתאם לצורת‬ ‫בעומס החום כתוצאה מעליה בצפיפות הבינוי קיימת‬ ‫הרחוב (‪ H/W‬וכיוון הציר)[94]. בתרשים יש ביטוי לסה"כ‬ ‫אבל פחות מודגשת, משום שהפרשי הטמפרטורה‬ ‫מספר השעות היומיות של אי-נוחות, וגם לעוצמת אי-‬ ‫מצומצמים יחסית, והנוחות תלויה במידה רבה יותר‬ ‫הנוחות. בהמחשה זו ניתן להבחין בהבדלים משניים‬ ‫באוורור יעיל.‬ ‫בין צורות, כגון ה"יתרון" הקל מבחינת נוחות ברחוב‬ ‫שיקול אקלימי נוסף בתכנונה של צורת הרחוב הינה‬ ‫שמכוון עם צירו במקביל לרוח הצפון-מערבית, לעומת‬ ‫ההשפעה בעונת החורף. תוצאות הבדיקה מלמדות‬ ‫רחוב שמכוון בניצב לזרימה (את ההשפעה של צורת‬ ‫שהגורם העיקרי בהחמרת אי-הנוחות בתנאים קרים‬ ‫הרחוב על זרימה ניצבת ניתן לראות באיור 6.21).‬ ‫(שקשור ישירות לצורת הרחוב) הינו גורם הרוח (‪wind‬‬ ‫באופן כללי, ניתן לראות בתרשימים אלה ביטוי לעקרון‬ ‫‪ .)chill factor‬משום שבאופן כללי הרחוב הקומפאקטי‬ ‫חשוב בתכנון אקלימי של רחובות עירוניים: ה"ציפוף"‬ ‫מעניק הגנה בפני רוחות קרות, "יתרון הצפיפות" שריר‬ ‫של חתך הרחוב מהווה יתרון מבחינת עומס חום כל‬ ‫גם בעונה זו. יחד עם זאת, השיקול של נגישות שמש‬ ‫עוד ציר הרחוב מכוון לצפון-דרום או קרוב אליו, אבל‬ ‫בחזיתות דרומיות של בניינים מכתיב צפיפות נמוכה‬ ‫לא בהכרח כאשר הוא מכוון בניצב.‬ ‫יותר ברחובות לאורך ציר מזרחי-מערבי.‬ ‫עיקרון זה מותנה בשני גורמים, כאשר אחד מהם קשור‬ ‫לתכונות החומרים העירוניים. כאשר הבניה ברחוב‬ ‫84. ערכים אלה מבוססים על בדיקות בתנאים מבוקרים‬ ‫מורכבת מחומרים "כבדים" בעלי קיבול חום גבוה‬ ‫שנערכו ודווחו ע"י ברוך גבעוני (‪.)Pearlmutter et al., 2007a‬‬ ‫לאחרונה, בוצעו סקרים של תחושות תרמיות של מדגם‬ ‫(כגון בטון, אבן, לבנים וכו), הקרינה שפגעה במבנים‬ ‫אוכלוסיה בתנאי חוץ, והתוצאות מאמתות את ערך המעבר‬ ‫ביום (במקום בגוף האדם) נאגרת כחום לאורך שעות‬ ‫מתחושה דל "נוח" לתחושה של "חמים" – אך מסתמן‬ ‫רבות. בכך, אנרגיה זאת תורמת להתחממות החלל‬ ‫שהמעברים ל"חם" ו-"חם מאוד" מתרחשים בערכי ‪ITS‬‬ ‫- והאדם בתוכו - בעיקר בלילה, כאשר טמפרטורת‬ ‫גבוהים יותר מהצפוי.‬ ‫האוויר נמוכה מזו שביום, ולכן הנוחות התרמית אינה‬ ‫‪49. Pearlmutter et al., 2007b‬‬ ‫נפגעת באופן משמעותי. לעומת זאת, חומרים קלים‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫הפרעות בודדות )‪ - (isolated roughness‬הרוח זורמת ברחוב‬ ‫‪H‬‬ ‫‪W‬‬ ‫התנגשות )‪(wake interference‬‬ ‫גלישה )‪(skimming ow‬‬ ‫- רוח טורבולנטית ברחוב‬ ‫- רוח חלשה ברחוב‬ ‫‪H‬‬ ‫‪W‬‬ ‫‪W‬‬ ‫איור 6.21. השפעה של חתך הרחוב על זרימת רוח בכיוון ניצב לצירו: הצמצום ברוחב גורם לזרימה יותר טורבולנטית‬ ‫בצפיפות בינונית (4.0-3.0<‪ )H/W‬ובצפיפות גבובה (7.0<‪ )H/W‬הזרימה העירקית גולשת מעל הרחוב (7891 ,‪.)Oke‬‬ ‫המלצה:‬ ‫על סמך השיקולים האקלימיים הנזכרים לעיל, בעונות השנה השונות, מומלץ ליצור "מרקם עירוני סלקטיבי"‬ ‫אשר משלב את העקרונות הבאים (ראה איור 7):‬ ‫1. רצוי לעודד יצירת חתך רחוב "קומפאקטי" בעל יחס גבוה בין גובה לרוחב (1<‪ )H/W‬כאשר ציר הרחוב‬ ‫מכוון צפון-דרום או קרוב לכך (עד 54 מעלות לכל כיוון). המלצה זו נכונה במיוחד באקלים חם-יבש בעל‬ ‫תנודות טמפרטורה גדולות, ובמקרה של בניה עירונית שמתאפיינת ב"מסה תרמית" חיצונית גבוהה.‬ ‫2. רצוי שרחובות בעלי ציר מזרחי-מערבי יהיו פחות צפופים (5.0>‪ ,)H/W‬כל עוד שחזיתות הבניינים בצד‬ ‫הצפוני של הרחוב עשויים ליהנות מקרינה ישירה לשם חימום פאסיבי. רצוי ברחובות כאלה לנקוט אמצעי‬ ‫תכנון מפורטים ליצירת אזורים מוצלים בקיץ. באיור 8 מוצג מספר דוגמאות של אלמנטים תכנוניים‬ ‫המתאימים למטרה זו – וביניהם עצי צל בצד הדרומי של הרחוב, קולונדות-קומות עמודים, פרגולות‬ ‫וסככות.‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫0‬ ‫קו רוחב ‪30o‬‬ ‫00:8‬ ‫00:01‬ ‫00:21‬ ‫00:41‬ ‫00:61‬ ‫קיץ‬ ‫חורף‬ ‫5.0 = ‪H/W‬‬ ‫ציר מזרח-מערב:‬ ‫ציר צפון-דרום: 0.1 = ‪H/W‬‬ ‫איור 7. הצללה במהלך יום קיץ במרקם עירוני "סלקטיבי" – אשר משולבים בו רחובות בעלי ציר צפון-דרום "קומפקטיים"‬ ‫(שמאפשרים הליכה בצל עמוק ברוב שעות היום), ורחובות בעלי ציר מזרח-מערב רחבים יחסית (שמונעים פגיעה בנגישות‬ ‫שמש חורפית לחזיתות דרומיות של בניינים).‬ ‫נגישות שמש‬ ‫הצללה בקיץ‬ ‫חורפית‬ ‫דרום‬ ‫5.0 ≤ ‪H/W‬‬ ‫צפון‬ ‫איור 8. חתך רחוב בעל ציר מזרח-מערב, בהדגשת פתרונות מפרוטים ליצירת צל מקומי בקיץ (כגון עצי רחוב, קומות‬ ‫עמודים ומתקני הצללה קלים) תוך שמירת נגישות שמש לחזיתות דרומיות של בניינים בחורף.‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫ניתן לראות דוגמא ליישום של "מרקם עירוני סלקטיבי" במקרה של שכונת נווה צין. השימוש בעצי רחוב צריך‬ ‫להיעשות תוך התחשבות בתכונות העץ (רמת ותזמון נשירת העלים, צריכת מים, ועמידות). רצוי כי אמצעי הצללה‬ ‫בנויים סמוכים לחזיתות הבניין ירוכזו בכניסות ובפתחים אחרים כדי להקל על המעבר בין חוץ ופנים.‬‫המבנן‬ ‫0‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫31. שטחים פרטים פתוחים‬ ‫1. חצרות צמודות‬ ‫שטחי חוץ צמודים ליחידות מגורים ולבניינים ציבוריים‬ ‫הם חלק חשוב ואינטגרלי של הבניין מבחינת השימוש‬ ‫היומיומי ומבחינת אפשרות בקרת המיקרו-אקלים.‬ ‫רצוי לספק שטחים פתוחים למספר יחידות דיור גדול‬ ‫ככל האפשר, תוך שמירה על פרטיות ותוך התחשבות‬ ‫בתנאי האקלים המיוחדים לאזור.‬ ‫רוב אזורי הארץ מתאימים מאוד לניצול חצרות צמודות‬ ‫לבניינים, שכן בדרך כלל רבים ימי חורף שזורחת בהם‬ ‫השמש, ובימי הקיץ שעות הבוקר המוקדמות, אחר‬ ‫הצהריים המאוחרות והערב מתאימות מאוד לשהייה‬ ‫איור 1.31. חצר דרומית מוצלת על ידי עצים נשירים‬ ‫ולפעילות בחוץ.‬ ‫ואלמנט אופקי נייד. אלמנט מאותו סוג מצל על מרפסת‬ ‫חצרות צמודות מסווגות לשני סוגים עיקריים, אם כי‬ ‫דרומית-מזרחית. (שכונת נווה צין, מדרשת בן-גוריון,‬ ‫הקו המפריד ביניהם אינו תמיד קל להבחנה ובמקרים‬ ‫אדריכל: יצחק מאיר)‬ ‫רבים הם משולבים:‬ ‫• חגנה מפני רוחות חזקות (קרות או חמות) הגורמות‬ ‫• חצרות המוגדרות על ידי גדרות וקירות‬ ‫לעליית שיעור חדירת האוויר למבנה (אינפילטרציה)‬ ‫• חצרות המוגדרות על ידי מסת הבניין.‬ ‫ולהפסד או רווח אנרגיה בהסעה;‬ ‫יש מבנים שבהם החצר מוגדרת בחלק מהיקפה על‬ ‫• הגנה חלקית מפני גרגרי חול הנישאים ברוח ומהווים‬ ‫ידי מסת הבניין ובחלק מהיקפה על ידי גדרות וקירות‬ ‫מטרד רציני באזורים יובשניים למעשה ניתן להגדיר‬ ‫מסיביים.‬ ‫את כל הארץ כיובשנית (‪;)drylands‬‬ ‫• הגדרת שטח צמוד לבניין לגינון אינטנסיבי (אפילו‬ ‫חצרות צמודות יעילות במיוחד במקרים של בניית‬ ‫עתיר מים) שיהווה ריאה ירוקה לבניין;‬ ‫שטיח נמוכה וצפופה, אם כי הן תורמות גם כאשר סוג‬ ‫הבינוי הוא אחר. במקרה הראשון מאפשרות החצרות‬ ‫• טיפול נכון בעיצוב החצר והפתחים המופנים אליו‬ ‫להצמיד בניינים זה אל זה בקירות משותפים, כך‬ ‫(ממדים, פרופורציות, אמצעי הצללה וכו) ובחירת‬ ‫שהיחס בין השטח הכללי של המעטפת החיצונית‬ ‫חומרי גמר נכונים (בעלי מקדמי בליעה והחזרה‬ ‫במבנן לבין שטח הרצפה הכולל קטן. קיר משותף בין‬ ‫נמוכים) עשויים להקטין את הבוהק ועודפי הקרינה‬ ‫שתי יחידות במבנן מתפקד למעשה כקיר פנימי אשר‬ ‫החודרים דרך פתחים המופנים לחוץ (חצר).‬ ‫אינו פעיל מבחינה אנרגטית (אינו קולט ואינו מאבד‬ ‫הפניית החצר הצמודה תגדיר במידה רבה את‬ ‫אנרגיה מהסביבה ואליה), משום שהטמפרטורה משני‬ ‫תכונותיה, יעילותה ושימושיה.‬ ‫צידיו דומה. בבניית שטיח מאפשרת החצר הצמודה‬ ‫• הפניה דרומית מאפשרת חשיפה לשמש בעיקר‬ ‫אוורור ותאורה טבעיים ליחידות החסומות מכל עבריהן‬ ‫בחורף. שימוש באמצעי הצללה סלקטיביים (צמחיה‬ ‫על ידי יחידות אחרות.‬ ‫נשירה, הצללה בידי צילונים וכו) מאפשר את ניצול‬ ‫במבנני שטיח ומבננים אחרים מאפשרת החצר‬ ‫החצר כמעט במשך כל עונות השנה. מכיוון שהחצר‬ ‫הצמודה בקרה גם בתחומים אחרים:‬‫המבנן‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫איור 2.31. סוג ומיקום הצמחיה ביחס לחזית ולפתחים בה עלולים לפגוע בנגישות שמש בחורף. משמאל שני בניינים‬ ‫שפתחיהם הדרומיים מוצלים בחורף; מימין, בניין בעל נגישות שמש מיטבית ב-12 בדצמבר. (שכונת נווה צין, מדרשת‬ ‫בן-גוריון, צילום: י. מאיר)‬ ‫עשויה להיות בעלת יתרונות לשימוש בשעות אחה"צ‬ ‫תחומה בצדה הצפוני בקיר הבניין, ומכיוון שברוב‬ ‫בקיץ (עת השמש במערב), ולהיפך לגבי חצר מערבית.‬ ‫המקרים הקשר בין החצר לחדר המגורים (או חדרים‬ ‫אין לבטל מקרים כאלה העשויים להיות מוכתבים על ידי‬ ‫אחרים) הוא דרך דלת מזוגגת רחבה, ניתן לנצל את‬ ‫היחס בין הבניין לנוף וכדומה, אך יש להתייחס בזהירות‬ ‫חלל החצר הצמודה כאמצעי ריווח בין מבנים המאפשר‬ ‫לתכנון החצר על פרטיה, ולתכנון חלק המבנה המונה‬ ‫נגישות קרינת שמש אל החלון לצורך חימום סולארי‬ ‫אליה על פרטיו, במיוחד פרטי פתחיו.‬ ‫של הבניין.‬ ‫גודל החצר הצמודה נקבע לפי השימוש המתוכנן ואין‬ ‫• הפניה צפונית מאפשרת קיום חצר צמודה מוגנת‬ ‫להגזים בו.‬ ‫לפחות בחלקה משמש ישירה, כך שהיא נוחה לשימוש‬ ‫• אם יש כוונה לגנן אותה אינטנסיבית, הרי שחצר גדולה‬ ‫בשעות מסוימות בעונת הקיץ. ברוב אזורי הארץ חצר‬ ‫מדי מהווה מעמסה מבחינת הטיפול והאחזקה ומבחינת‬ ‫מסוג זה תאפשר אוורור של המבנה על ידי ניצול הרוח‬ ‫השימוש במים להשקיה.‬ ‫הצפונית או הצפון-מערבית השכיחה (הבריזה הים‬ ‫תיכונית). לא רצוי פתח מזוגג גדול אל חצר זאת,‬ ‫• גודל יתר מקטין את יעילותה של החצר כמחסום מפני‬ ‫משום שמאזן האנרגיה של פתח צפוני הוא שלילי‬ ‫חול או רוחות. מבחינות אלה הגדלת החצר תצריך את‬ ‫בחורף.‬ ‫הגבהת הקירות או המבנים התוחמים אותה.‬ ‫עם זאת אין לתכנן חצר קטנה מדי:‬ ‫• הפניה מזרחית או מערבית אינה מומלצת, משום‬ ‫שאינה נותנת אף לא אחד מהיתרונות של החצר‬ ‫• אם דרושה נגישות שמש דרומית למבנה, יש לבדוק‬ ‫הצפונית או הדרומית, ויש להגן על הפתחים המזוגגים‬ ‫שהזיגוג הדרומי המיועד לקליטת השמש אכן חשוף לה‬ ‫שבינה לבין הבניין מפני שמש הקיץ החזקה בשעות‬ ‫ואין הוא מוסתר בידי תוחמי החצר הקרובים או הגבוהים‬ ‫הבוקר או אחר הצהריים. יחד עם זאת, חצר מזרחית‬‫המבנן‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫מדי, או הצמחייה שבחצר.‬ ‫גודל סביר לחצר צמודה לדירת משפחה יהיה 04-05‬ ‫מ"ר, כאשר רוחב החצר המומלץ 4-5 מ. במקרה זה‬ ‫גובה הקירות התוחמים אותו יהיה 2-2.2 מ.‬ ‫בתרבויות צפון אפריקה ואסיה, וכן סביב אגן הים התיכון,‬ ‫נוצרו השטחים הפתוחים הצמודים למגורים בגלל‬ ‫סיבות אקלימיות ותרבותיות. הפרשי הטמפרטורות‬ ‫בין החוץ לפנים בשעות השונות של היממה יצרו דפוסי‬ ‫התנהגות מיוחדים לאזורים אלה (שהות בפנים המבנה‬ ‫המוצל בשעות היום לעומת שינה בשטח הפתוח הקריר‬ ‫בשעות הלילה). בתרבויות שונות שטחים פתוחים בתוך‬ ‫מתחם המגורים היו פיצוי מסוים עבור הגבלות תנועת‬ ‫הנשים בחוץ. עדות לחשיבות שטחי החוץ בתרבויות‬ ‫אלה מספקת העובדה שבמקומות שבהם לא ניתן ליצור‬ ‫שטחים אלה בגלל אילוצים שונים מילא את מקומם גג‬ ‫איור 3.31. צמחים נשירים עלולים להטיל צל משמעותי‬ ‫[05,15]‬ ‫הבניין.‬ ‫גם בעת הנשריה[25]. ראה גם טבלה 1.31.‬ ‫המלצה:‬ ‫מושגת בחצר פרטיות מרבית על ידי הפרדתה מחללים‬ ‫רצוי לספק חצרות צמודות ליחידות מגורים רבות ככל‬ ‫פתוחים ציבוריים ומחצרות של בניינים סמוכים.‬ ‫האפשר. ההפניה הרצויה לחצר היא דרומית. חצר‬ ‫הצללה נכונה של החצר במשך הקיץ (צמחייה, פרגולות‬ ‫צפונית עשויה להיות שימושית בעיקר בקיץ. חצרות‬ ‫וכו) היא חיונית. ההצללה בשילוב מרכיבים נוספים‬ ‫מזרחיות ומערביות דורשות תכנון מיוחד שיאפשר את‬ ‫(בריכות, מזרקות) יכולים להבטיח מאגר אוויר קריר‬ ‫השימוש בהן. גודל סביר לחצר צמודה לדירת משפחה‬ ‫לצינון ואוורור המבנה בחודשי הקיץ. מומלץ לפתוח‬ ‫יהיה 04-05 מ"ר, כאשר רוחב החצר המומלץ 4-5 מ.‬ ‫את הבניין אל החצר בגבהים שונים כדי לאפשר אוורור‬ ‫במקרה זה גובה הקירות התוחמים אותה יהיה 2-2.2‬ ‫יעיל (פתחים גבוהים ליציאת אוויר חם, פתחים נמוכים‬ ‫מ. יחידות שאינן בקומת קרקע רצוי שתהיינה בעלות‬ ‫לכניסת אוויר קריר). צמחייה נשירה והסרת אלמנטי‬ ‫מרפסות מרווחות המאפשרות פעילות דומה לזו של‬ ‫הצללה מבטיחים חשיפה לקרינת שמש חורפית, ועל‬ ‫החצר.‬ ‫ידי כך אגירת חום בקירות וברצפת החצר. לשם כך‬ ‫ניתן לנצל גם גופי מים (בריכות, מאגרים שונים) בנוסף‬ ‫2. חצרות פנימיות‬ ‫למרכיבי הבניין. מספר מחקרים אודות השפעת מים‬ ‫חצרות פנימיות, כלומר שטח בלתי מקורה בלב הבניין,‬ ‫על המיקרו-אקלים של שטחים פתוחים נעשו במסגרת‬ ‫הן אמצעי יעיל לבקרת אקלים הבניין באזורים בעלי‬ ‫29‪ EXPO‬בסביליה, ספרד, וניתן לקרוא עליהם בעיקר‬ ‫אקלים קשה (חם או קר), בתנאים מסוימים. טיפוס‬ ‫ספר מאמרי כנס 19‪ ]54,53[ .PLEA‬קירוי החצר בחומר‬ ‫בנייה זה מאפשר יצירת צפיפות מרבית בבנייה נמוכה,‬ ‫שקוף (זכוכית, פוליקרבונטים וכו) הופך אותה לחממה‬ ‫תוך הקפדה על תנאי תאורה ואוורור בכל יחידה. חצר‬ ‫העשויה לצמצם את הצורך בחימום וניתן גם לחמם‬ ‫פנימית מאפשרת סגירה מוחלטת בחורף והפיכתה‬ ‫לחממה, ופתיחה בקיץ לאוורור וצינון הבניין. שטח‬ ‫48-57 ,22-12 .‪50. Golany, 1980, pp‬‬ ‫פתוח מסוג זה מספק פרטיות מרבית.‬ ‫7002 ,‪51. Oliver‬‬ ‫9791 ,‪52. Holzberlein‬‬ ‫ארגון חללי הבניין סביב חצר פנימית מאפשר חלוקת‬ ‫1991,.‪53. Alvarez et al‬‬ ‫הפונקציות השונות לאגפים נפרדים תוך שמירה על קשר‬ ‫8991 ,‪54. Givoni‬‬ ‫ישיר של כולן עם החוץ ושמירת הפרטיות בכולן. כמו כן‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫באמצעות אוויר מהחצר את פנים הבית. יש להבטיח‬ ‫אפשרות פתיחה נוחה לאוורור החלל כדי למנוע תופעות‬ ‫של התחממות יתר בימים חמים.‬ ‫יתרונו האקלימי העיקרי של טיפוס הבנייה המתבסס על‬ ‫חצרות פנימיות הוא צמצום ניכר של שטח המעטפת‬ ‫הבא במגע עם החוץ – בתנאי שמדובר בבנייה צפופה‬ ‫שבה חלקה העיקרי של המעטפת משמש קיר משותף‬ ‫עם מבנים סמוכים. במרקם מבנים צפוף יהיה שטח‬ ‫המעטפת החשוף לחוץ קטן מאשר במבנים עם חצרות‬ ‫צמודות (בבניין בעל תכנית בצורת ח יהיה שטח‬ ‫המעטפת החשוף גדול ב-%52-%54 מאשר במבנן עם‬ ‫חצרות פנימיות). ובבניין בעל תכנית בצורת ר יהיה‬ ‫איור 4.31. אמצעי הצללה סלקטיווי המאפשר חדירת‬ ‫שטח המעטפת החשוף גדול ב-%07.‬ ‫קרינה בזוויות מסוימות וחוסת את הקרינה בזוויות אחרות.‬ ‫טיפוס זה של בנייה בעלת חצר פנימית מופיע באזורים‬ ‫(תכנון: היחידה לאדריכלות ובינוי ערים במדבר. יושם בגן‬ ‫שונים ובתקופות היסטוריות שונות: ביוון הקלאסית‬ ‫ילדים בנתיבות, בתכנון היחידה)‬ ‫וההלניסטית, ברומא ובמזרח התיכון. בניינים עם חצר‬ ‫האוויר על ידי אידוי. ניצול השטחים הפתוחים בכל עת‬ ‫פנימית שימשו למגורים ולפונקציות אחרות (חאנים,‬ ‫אפשרי כאשר הם מוגנים מפני רוחות, סופות, קרינת‬ ‫מנזרים ועוד). שימוש נרחב בחצר פנימית נעשה גם‬ ‫יתר, גשם וכו. ניצול נכון של תנאי האקלים בשטחים‬ ‫בבתים התת-קרקעיים באזורים מדבריים (אסיה, צפון-‬ ‫הפתוחים עשוי לשפר גם את התנאים בפנים המבנה.‬ ‫אפריקה) או במקומות שבהם מחסור בקרקע חקלאית‬ ‫המיקום המומלץ לשטחים הפתוחים הוא צד דרום, אם‬ ‫הכתיב פתרון זה לניצול מרבי של האדמה. החצר‬ ‫כי לחצר צפונית יתרונות בקיץ (שטח מוצל, מאגר אוויר‬ ‫הפנימית מהווה במקרים אלה מקור אוורור ותאורה יחיד.‬ ‫קר יחסית לזה שבחצר דרומית). במקרה של שטח‬ ‫יש לזכור כי האילוצים שהכתיבו את השימוש בבניין עם‬ ‫פתוח בתוך המבנה (חצר פנימית) כשדרושה חשיפה‬ ‫חצר פנימית לא היו רק אילוצים אקלימיים. טיפוס זה‬ ‫לשמש דרומית נמוכה בחודשי החורף, ממדי החצר‬ ‫הועדף בין היתר בשל היכולת ליצור באמצעותו מרקם‬ ‫ייקבעו כפונקציה של ממדי הבניין.‬ ‫עירוני צפוף המאפשר ניצול אינטנסיבי של הקרקע‬ ‫אזהרה: יש לזכור כי מיקרו-אקלים החצר הנו נושא‬ ‫לצרכים תרבותיים (דרישה לפרטיות), לבעיות ביטחון‬ ‫מורכב ביותר, וכי חצר פנימית עלולה להפוך בקלות‬ ‫[55,65]‬ ‫ועוד.‬ ‫לנטל אקלימי!‬ ‫המלצה:‬ ‫לשטחים הפתוחים הצמודים לבניינים עשויה להיות‬ ‫מומלץ להשתמש בחצרות פנימיות במרקם יישובי צפוף.‬ ‫השפעה חיובית על בקרת המיקרו-אקלים, אם הם מוצלים‬ ‫על חצרות אלה לאפשר תאורה טבעית ואוורור לחללי‬ ‫ומאווררים בעונה החמה וחשופים לקרינת שמש בעונה‬ ‫המבנה השונים. תכנון החצר הפנימית חייב לאפשר‬ ‫הקרה. צמחייה בשטחים אלה עשויה להקטין במידה‬ ‫את הצללתה ואוורורה כדי שלא תהפוך בקיץ למלכודת‬ ‫רבה את כמות הקרינה, הבוהק וטמפרטורת האוויר‬ ‫חום.‬ ‫על ידי הצללת קירות הבניין והריצוף. ניתן להשתמש‬ ‫בעצים, שיחים וצמחים מטפסים, זאת בכפוף למגבלות‬ ‫. יצירת מיקרו-אקלים בחצר‬ ‫שהוזכרו מעלה. חשיפת החלל ומרכיבי המבנה לקרינת‬ ‫השמש בחודשים הקרים תובטח על ידי שימוש בצמחייה‬ ‫צמחייה נשירה בשטחים הפתוחים מספקת הצללה‬ ‫בחודשי הקיץ וחושפת את השטח לקרינת שמש בחורף.‬ ‫2002 ,‪55. Meir and Gilead‬‬ ‫הצמחייה ממתנת את הטמפרטורה על ידי בליעת קרינה‬ ‫3002 ,‪56. Peeters and Meir‬‬ ‫והטלת צל. מים (בריכות, מזרקות וכו) עשויים לצנן את‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫61‬ ‫6‬ ‫41‬ ‫דצמבר - חצר‬ ‫5‬ ‫דרומית ומערבית‬ ‫‪o‬‬ ‫072‬ ‫21‬ ‫]גובה 051 ס”מ[‬ ‫מהירות רוח ]מטר לשניה[‬ ‫טמפרטורת אוויר ]מ”צ[‬ ‫‪o‬‬ ‫582‬ ‫4‬ ‫01‬ ‫‪o‬‬ ‫072‬ ‫8‬ ‫3‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫072‬ ‫072‬ ‫082‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫062‬ ‫552‬ ‫‪o‬‬ ‫082‬ ‫6‬ ‫062‬ ‫‪o‬‬ ‫2‬ ‫4‬ ‫‪o‬‬ ‫572‬ ‫1‬ ‫2‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫006‬ ‫009‬ ‫0021‬ ‫0051‬ ‫0081‬ ‫0012‬ ‫0042‬ ‫003‬ ‫006‬ ‫שעה‬ ‫אוויר חוץ‬ ‫דרומית‬ ‫מערבית‬ ‫רוח‬ ‫54‬ ‫7‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫053‬ ‫543‬ ‫04‬ ‫אוגוסט - חצר‬ ‫6‬ ‫53‬ ‫דרומית ומערבית‬ ‫]גובה 051 ס”מ[‬ ‫מהירות רוח ]מטר לשניה[‬ ‫5‬ ‫טמפרטורת אוויר ]מ”צ[‬ ‫03‬ ‫52‬ ‫4‬ ‫‪o‬‬ ‫513‬ ‫‪o‬‬ ‫043‬ ‫02‬ ‫3‬ ‫‪o‬‬ ‫57‬ ‫51‬ ‫001‬ ‫‪o‬‬ ‫061‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫033‬ ‫‪o‬‬ ‫2‬ ‫092‬ ‫572‬ ‫01‬ ‫‪o‬‬ ‫072‬ ‫1‬ ‫5‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫006‬ ‫009‬ ‫0021‬ ‫0051‬ ‫0081‬ ‫0012‬ ‫0042‬ ‫003‬ ‫006‬ ‫שעה‬ ‫אוויר חוץ‬ ‫דרומית‬ ‫מערבית‬ ‫רוח‬ ‫איור 5.31. השוואה בין טמפרטורת אוויר בחוץ ובתוך חצרות פנימוית (בגובה 051 ס"מ מהקרקע). החצר אחת מפנה‬ ‫דופן פתוחה לדרום, והשנייה למערב. ניתן לראות כי בשתיהן טמפרטורת האוויר גבוהה מן החוץ בשעות היום בקיץ (מטה),‬ ‫[75]‬ ‫ונמוכה מן החוץ בשעות הלילה בחורף (מעלה). העמודות התכולות מצינות את אזימות הרוח‬ ‫להיעשות גם על ידי אידוי מים ממקורות שונים: ניתן‬ ‫נשירה, או בצמחייה ירוקת-עד במיקום ובגובה מתאים‬ ‫לנצל בריכות, מזרקות, ואפילו להרטיב משטחים שונים‬ ‫(עצים גבוהים), או על ידי שילוב של שני הסוגים. לאותן‬ ‫(קירות, רצפה, מחצלות וכו). הן האוויר והן המשטחים‬ ‫המטרות ניתן להשתמש בפרגולות, ובאמצעי הצללה‬ ‫ניידים או סלקטיביים.‬ ‫5991 ,.‪57. Meir et al‬‬ ‫הורדת הטמפרטורה בשטחים הפתוחים יכולה‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫הערות‬ ‫הר בקעה נגב‬ ‫מבנה צמרת חוף‬ ‫נשיר‬ ‫שם עברי‬ ‫עמיד מאוד ליובש.‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫סגלגל‬ ‫ירוק עד‬ ‫דודוניאה דביקה‬ ‫פריחה צהובה חומה.‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫סגלגל‬ ‫נשיר מותנה‬ ‫דק פרי מכונף‬ ‫פרח מלא וריק בצבעים ורוד, לבן וגווני ביניים.‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫מעוגל‬ ‫הרדוף הנחלים טיפוסי ירוק עד‬ ‫נוף אוורירי ודליל, לא באזורים בהם יש קרה.‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫(+)‬ ‫סגלגל‬ ‫נשיר מותנה‬ ‫כילופסיס סרגלי‬ ‫עץ דליל, גזע מיוחד, גדל בקרקע חולית.‬ ‫(+)‬ ‫(+)‬ ‫+‬ ‫מעוגל‬ ‫ירוק עד‬ ‫לפטוספרמון חלק‬ ‫+‬ ‫מעוגל‬ ‫ירוק עד‬ ‫מיופורום מחודד‬ ‫פריחה ריחנית.‬ ‫+‬ ‫(+)‬ ‫מעוגל‬ ‫ירוק עד‬ ‫פיטוספורום גלוני‬ ‫פריחה ופרי דקורטיביים, איטי, מחייב עיצוב.‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫מעוגל‬ ‫ירוק עד‬ ‫קטלב משונן‬ ‫פריחה אדומה, מחייב עיצוב.‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫זקוף‬ ‫ירוק עד‬ ‫קליסטמון הרקנס‬ ‫פריחה אדומה גדולה, מחייב עיצוב.‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫+‬ ‫סגלגל‬ ‫קליסטמון קינגס פארק ירוק עד‬ ‫פריחה לילכית או סגול בהיר.‬ ‫(+)‬ ‫(+)‬ ‫+‬ ‫מעוגל‬ ‫שיח אברהם מצוי נשיר מותנה‬ ‫פריחה אדומה גדולה, מחייב עיצוב.‬ ‫(+)‬ ‫+‬ ‫מעוגל‬ ‫ירוק עד‬ ‫תבטיה הרדופית‬ ‫טבלה 1.31. תכונות של שיחים מעוצבים כעצים קטנים עד גובה 7 מ והתאמתם לאזורי הארץ השונים: החוף והשפלה,‬ ‫[06]‬ ‫אזור ההר, בקעת הירדן והערבה, והנגב.‬ ‫בהרבה, ועל תנאי מיקרו אקלים בחצר נחותים מאלה‬ ‫הרטובים מאבדים חלק מהחום על ידי אידוי המים.‬ ‫[85,95]‬ ‫בשטח הפתוח. תוצאות אלה מצביעות על המורכבות‬ ‫באדריכלות המקומית של אזורים חמים היה נפוץ‬ ‫של תכנון חצרות מוצלחות, תכנון החייב להתייחס‬ ‫השימוש במים וקיבל ביטויים אדריכליים וטכניים שונים‬ ‫באופן מושכל לפנות החצר ביחס לשמש ולרוח בעונות‬ ‫(בריכות, מזרקות ותעלות מים בחצרות, מכלי מים‬ ‫השונות, למידותיה וליחסי מידות אלה (פרופורציות),‬ ‫שונים ובריכות בשילוב עם ארובות רוח). יחד עם זאת,‬ ‫לחומרי הגמר וגוניהם, לצמחיה על משטר ההשקיה‬ ‫חיוני לזכור כי מבחינה פיסיקלית תנאי בסיסי לקיומן‬ ‫שלה, ואלמנטים נוספים. באופן פשטני ניתן לומר כי חצר‬ ‫ויעילותן של מערכות אלה הוא אקלים חם ויבש. עלייה‬ ‫שמשטחיה עשויים מחומרים כבדים (בטון ומוצריו, אבן‬ ‫בלחות באוויר מנטרלת את מערכות הקירור באידוי ואף‬ ‫וכדומה) תקלוט ותאגור יותר חום ביום קיץ, ותתקרר‬ ‫מחריפה את עומס החום בשל השילוב של טמפרטורה‬ ‫יותר בלילות חורף בהשוואה לחצרות המשלבות חומרים‬ ‫ולחות גבוהות. יתר על כן, בחלק גדול מן הדוגמאות‬ ‫שונים וצמחיה. כך גם גודל חצרות חשופות: ככל שחצר‬ ‫המובאות תדיר בספרות המקצועית תפקיד המים היה‬ ‫גדולה יותר כך תיחשף יותר לשמש ותחמם מהר יותר‬ ‫בעיקר סמלי ואף בעל השפעה פסיכולוגית, אך בודאי‬ ‫ביום, אך גם תתקרר מהר יותר בלילה.‬ ‫לא זו של קירור, זאת בשל כמויות המים המצומצמות‬ ‫ששולבו במערכת. דבר זה הגיוני אם לוקחים בחשבון‬ ‫המלצה:‬ ‫את זמינות המים המצומצמת אז (כמו גם כיום!)‬ ‫על תכנון החצר להתייחס לצרכים השונים בעונות השונות.‬ ‫מיקום נכון של השטח הפתוח ביחס לבניין (כיווני רוחות,‬ ‫כדי שהחצר תפעל ביעילות כמערכת המשפרת את תנאי‬ ‫זוויות שמש) עשוי לספק הגנה מפני רוחות חורפיות‬ ‫המיקרו-אקלים, היא חייבת לענות על הדרישות האלה:‬ ‫וסופות חול תוך ניצול של רוחות קלות בעונת הקיץ. עוד‬ ‫הפניה נכונה בהתאם לזמן השימוש, הצללה דינאמית,‬ ‫מוזכר תדיר בספרות האדריכלית כי בלילות קיץ גג הבניין‬ ‫פוטנציאל לאוורור והגנה מפני רוחות לא רצויות.‬ ‫מקרר את האוויר הבא במגע איתו, ואוויר קריר זה גולש‬ ‫מגג הבניין אל תוך החצר ובכך יכול לקרר אותה ואת‬ ‫3891 ,‪58. Watson and Labs‬‬ ‫החללים המתאווררים דרכה. במספר מחקרים שנערכו‬ ‫8991 ,‪59. Givoni‬‬ ‫על ידי סגל היחידה לאדריכלות ובינוי ערים במדבר‬ ‫06. גלון ועמיתים, 9991‬ ‫התקבלו תוצאות המצביעות על תהליכים מורכבים‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫41. תכנית מתאר מודעת סביבה‬ ‫שכונת נווה-צין, מדרשת בן-גוריון‬ ‫תכנון כללי: היחידה לאדריכלות מדברית‬ ‫נווה צין הוקמה כשכונת מגורים במדרשת בן-גוריון,‬ ‫שנמצאת בלב רמת הנגב (ראה תאור מפורט של‬ ‫האקלים המקומי). השכונה מורכבת מ-97 בתים‬ ‫פרטיים (ראה איור 1.41), וייחודה טמון באמצעים‬ ‫הבלתי שגרתיים ששולבו בתכנית המתאר ובתקנון‬ ‫הבניה שלה. התכנון נעשה תוך ניסיון לעודד בניה‬ ‫חוסכת אנרגיה, וליצור סביבה מבונה שתהיה נוחה‬ ‫ומודעת אקלים. משום שנווה צין הוגדרה כשכונת "בנה‬ ‫ביתך" – כאשר כל בית תוכנן עבור בעל המגרש על ידי‬ ‫איור 1.41. הכניסה לשכונת "נווה הצין" מכיוון דרום.‬ ‫מתכנן שנבחר על ידו – תפקיד התכנית היה בעיקר‬ ‫תכנית המתאר ותקנון השכונה הוכנו מתוך שיקולים‬ ‫להנחות את התכנון המפורט, וליצור מסגרת שבתוכה‬ ‫אקלימיים באזור מדברי.‬ ‫המתכננים הבודדים יוכלו ליישם את העקרונות‬ ‫הכלליים. תכנון השכונה התחיל בשנת 4891, והבתים‬ ‫תפקוד שטחי חוץ – יצירת סביבה נוחה להולכי רגל‬ ‫הראשונים אוכלסו ב-0991.‬ ‫בתנאי המדבר הקשים הנה אתגר מהותי ומוחשי.‬ ‫הנוחות התרמית מושפעת מחשיפה לקרינה וגם‬ ‫מטרות התכנון‬ ‫לזרימת אוויר, בהתאם לתכונות החלל (ראה המלצות‬ ‫תכנון של חתך הרחוב על בסיס שיקולים של מיקרו-‬ ‫בין המטרות של המתכננים והמשתכנים הייתה השאיפה‬ ‫אקלים עירוני). מטרה מרכזית בתכנון הכללי הייתה‬ ‫ליצור שכונת מגורים מודרנית ואיכותית, אשר "טביעת‬ ‫לאפשר תנועה רגלית בשכונה בתנאים נוחים ככל‬ ‫הרגל הסביבתית" שלה תהיה מצומצמת ככל האפשר.‬ ‫האפשר, במשך כל השנה, וזה על ידי תכנון שבילים,‬ ‫הניסיון לממש מטרה זו דרש התייחסות לתכנון הבית‬ ‫רחובות ושטחי חוץ אחרים בהם מובטחת הגנה מרבית‬ ‫הבודד ותפקודו התרמי, כמו גם לתכנון של מרקם בנוי‬ ‫מעומסים תרמיים מכבידים. בנוסף להטרדות תרמיות‬ ‫ידידותי להולכי רגל וחסכוני במשאבים.‬ ‫(חום וקור), מניעת החשיפה לאבק הוותה יעד חשוב.‬ ‫תפקוד הבית הבודד - מאחר שאזור שדה בוקר מתאפיין‬ ‫בחורף קר אבל עם ריבוי ימים בהירים, ישנה הזדמנות‬ ‫אסטרטגיות תכנון‬ ‫פז לניצול אנרגיית השמש לשם חימום הבתים, אך‬ ‫כדי להשיג את שתי המטרות הנ"ל, שולבו מספר‬ ‫קליטה ישירה של קרינת שמש בפתחי המבנים דורשת‬ ‫היבטים חדשניים בתכנית המתאר ובתקנון הבניה.‬ ‫נגישות שמש בשעות היום המכריעות ביום חורף. לכן,‬ ‫אחת המטרות הבולטות בתכנון הכללי הייתה להבטיח‬ ‫1) דרכי גישה - מערכת התנועה בשכונה מחולקת לשני‬ ‫"זכויות שמש" לכל בית בשכונה. לעומת זאת, בקיץ,‬ ‫סוגים עיקריים של דרכים: רחובות משולבים, ושבילים‬ ‫השעות החמות של היום מלוות בלילות קרירים ורוחות‬ ‫להולכי רגל. אופיים של שני סוגי הדרכים נקבע תוך‬ ‫יחסית חזקות. שילוב זה של תנאים מהווה גם הוא‬ ‫התחשבות בתנאי המיקרו-אקלים ונוחות בשטחי חוץ,‬ ‫הזדמנות לניצול אנרגיה טבעית. במקרה זה מדובר‬ ‫כמו גם בחשיפה הרצויה של חזיתות הבתים הבודדים‬ ‫בקירור מעטפת הבית באמצעות "אוורור לילה" – ולשם‬ ‫(ראה איור 2.41).‬ ‫כך נקבעה מטרה של הבטחת נגישות לרוח.‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫רחובות משולבים מאפשרים גישה לתנועת רכב‬ ‫0‬ ‫001מטר‬ ‫מהכביש הסמוך לשכונה ועד הכניסה לכל מגרש לאורכם‬ ‫רחוב‬ ‫קו מגרש‬ ‫(הנגישות ברכב לכל בית הייתה דרישה של המשתכנים‬ ‫משולב‬ ‫קו בניין‬ ‫המייסדים). לרחובות אלה אין מדרכות ולמעשה התנועה‬ ‫כניסה‬ ‫נקודת ‘‪‘P‬‬ ‫בהם משותפת לנהגים, הולכי רגל, רוכבי אופניים וכו.‬ ‫שביל‬ ‫כדי למתן את התנועה הממונעת למהירות בטיחותית‬ ‫(של 52 קמ"ש לכל היותר), הרחוב מתוכנן עם ריצוף‬ ‫מאבנים משתלבות וערוגות לאורכו שיוצרות מיסעה‬ ‫מצומצמת ומפותלת. רוכבם של הרחובות המשולבים‬ ‫נקבע על פי המידה המזערית הנדרשת למעבר כלי רכב‬ ‫בשני הכיוונים – בערך 6 עד 8 מ – בכפוף הדרישות‬ ‫לרכב חירום. (ראה איור 3.41 בצד ימין).‬ ‫רוב הרחובות המשולבים תוכננו כך שציר האורך שלהם‬ ‫איור 2.41. תכנית כללית של שכונת נווה הצין. מודגשים‬ ‫מכוון לכיוון מזרח-מערב. לכן, הרוחב הנדרש לתנועת‬ ‫סוגי הדרכים השונים, וארגוני המגרשים במקבצים.‬ ‫רכב קובע את המרחק המינימאלי בכיוון צפון-דרום בין‬ ‫המגרשים הסמוכים לרחוב, וכפי שמתואר בהמשך,‬ ‫שבילים להולכי רגל משלימים את מערכת התנועה‬ ‫מרחק זה מסייע בהבטחת נגישות שמש לחזיתות‬ ‫בשכונה, בצורה של סמטאות צרות (ברוחב 3-2 מ‬ ‫הדרומיות של המבנים לאורך צדו הצפוני של הרחוב.‬ ‫בלבד). הכיוון של צירי השבילים, יחד עם דרכי הכניסה‬ ‫בנוסף למגרשים הסמוכים לרחוב, ישנם מגרשים בשורה‬ ‫המשניות לבתים, הוא בעיקר צפון-דרום – והשביל‬ ‫עורפית, והגישה אליהם מסופקת מהרחוב דרך כניסות‬ ‫תחום משני צדדיו בחומות בנויות המפרידות בין‬ ‫קצרות וצרות בכיוון הניצב לו. סידור זה מאפשר מרקם‬ ‫המגרש הפרטי לבין השטח הציבורי. גובה החומה‬ ‫בנוי יותר קומפקטי מאשר הסידור השגרתי יותר, שבו‬ ‫מוגדרת בתקנון הבניה כ-52.2 מ לכל היותר (ולפחות‬ ‫כל המגרשים נמצאים בסמיכות אל הרחוב כדי לספק‬ ‫57.0 מ), וחובה על בעלי המגרשים להקים חומות‬ ‫גישה אליהם באופן ישיר.‬ ‫איור 3.41. רחוב משולב במבט לכיוון מערב (ימין), ושביל להולכי רגל במבט לכיוון דרום (שמאל). מרבית הרחובות‬ ‫מכוונים עם צירם לכיוון מזרח-מערב, כאשר הרוחב הדרוש לתנועת רכב בשהי הכיוונים תורם להרחקת הבתים בכיוון‬ ‫צפון-דרום ולהבטחת נגישות שמש בחורף. השבילים מכוונים לרוב על ציר צפון-דרום, כאשר הקירות המזרחיים‬ ‫והמערביים הסמוכים מטילים צל בתוך השביל בשעות הבוקר ואחר הצהריים בקיץ. פרגולות עם צמחיה מטפסת מוסיפות‬ ‫הצלללה בשעות שיא (קרוב ל-21 בצהריים).‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫לאורך השבילים. בנוסף, התקנון מעודד את הקרבה‬ ‫של המבנים בשני הצדדים אל השביל (כמפורט‬ ‫למטה). בכך נוצר חתך "קומפקטי" שבקיץ מבטיח‬ ‫הצללה בתוך השביל (ובמקרים רבים גם על גבי‬ ‫חזיתות המבנים) – בשעות הבוקר מהחומות וקירות‬ ‫המבנים בצד המזרחי, ובשעות אחר הצהריים מהצד‬ ‫המערבי. פרגולות לאורך חלק מהשבילים שנושאות‬ ‫צמחיה מטפסת מוסיפות צל בצהריים.‬ ‫השילוב של שבילים צרים ועמוקים לצפון-דרום עם‬ ‫רחובות לכיוון מזרח-מערב מהווה דוגמא של מרקם‬ ‫בנוי "סלקטיבי" (ראה חתך הרחוב) שמטרתו להעניק‬ ‫איור 4.41. ארגון המגרשים במקבצים של ארבעה, כאשר‬ ‫תנאים אקלימים מועדפים בעונות השונות, מבחינת‬ ‫כל מבנה נוגע בפינה החיצונית של מגרשו.‬ ‫הנוחות של הולכי רגל וגם מבחינת התפקוד היעיל של‬ ‫הבתים עצמם.‬ ‫• הבתים מורחקים אחד מהשני בכיוון צפון-דרום, ובכך‬ ‫המנגנון תורם לנגישות שמש בחורף.‬ ‫2) מקבץ המבנים – כחלק מתכנית המתאר, המיקום‬ ‫• הבתים מורחקים אחד מהשני גם בכיוון מזרח-מערב,‬ ‫של כל מבנה מוגבל בתוך המגרש שלו. בניגוד לגישה‬ ‫ובכך המנגנון תורם לנגישות רוח בערבי קיץ.‬ ‫המקובלת שעל פיה הבית ממוקם באמצע המגרש –‬ ‫• קירות מזרחיים ומערביים של המבנים מקורבים‬ ‫מצב שיוצר חצר פרטית קדמית ואחורית אבל מותיר‬ ‫לשבילים, ובכך המנגנון תורם להצללה בקיץ.‬ ‫מעט שטח בין הבתים – בנווה צין תוכננו מקבצים של‬ ‫ארבעה מגרשים, כאשר הבית ממוקם בפינה החיצונית‬ ‫3) מעטפת שמש – כאמור, תכנון השכונה מעודד‬ ‫של המקבץ (ראה איור 4.41). בהעדר תכנון מפורט‬ ‫חשיפה של חזיתות דרומיות לשמש חורפית בכמה‬ ‫של הבתים מראש, דגם זה נקבע בתכנית המתאר‬ ‫דרכים (כגון רוחב הרחובות המזרחיים-מערביים,‬ ‫באמצעות נקודת "‪ "P‬שמסומנת בפינת קווי הבניין של‬ ‫ונקודת ה-"‪ "P‬במקבץ המגרשים). בנוסף, תקנון‬ ‫המגרש, ודרישה שעליה מעטפת הבית חייבת לעמוד.‬ ‫הבניה מבטיח באופן מפורש שתהיה נגישות שמש‬ ‫מנגנון זה מקדם מספר מטרות:‬ ‫נפח בניין‬ ‫מעטפת‬ ‫מרבי‬ ‫שמש‬ ‫‪26.5o‬‬ ‫1‬ ‫‪26.5o‬‬ ‫2‬ ‫שטח לבניה‬ ‫שטח לבניה‬ ‫מגרש דרומי‬ ‫מגרש צפוני‬ ‫איור 5.41. מנגנון גיאומטרי שמוגדר בתכנון השכונה מביט "זכויות שמש" לכל מגרש בחורף. המישור הדמיוני (מעטפת‬ ‫השמש) שמגביל את נפח המבנה עולה מקו הבניין של השכן הצפוני, בשיפוע של 2:1 (הגובה מוגבל למחצית המרחק).‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫0‬ ‫מלאה בשעות היום בחורף, לכל חזית דרומית, וזה‬ ‫באמצעות מנגנון מיוחד לשמירת "זכויות שמש".‬ ‫מנגנון זה מגדיר מישור משופע דמיוני מעל כל מגרש‬ ‫("מעטפת שמש"), ואסור שהמבנה יבלוט מעליו (ראה‬ ‫איור 5.41). המישור עולה מקו הבניין הדרומי של‬ ‫המגרש הסמוך מצפון, בשיפוע של 2:1 (כלומר, גובה‬ ‫הבניה המותרת בכל נקודה במגרש תהיה עד מחצית‬ ‫מהמרחק אל קו הבניין הדרומי של השכן). הזוית‬ ‫חושבה כך שתובטחנה זכויות שמש בין השעות 03:8‬ ‫ו-03:41 ב-12 בדצמבר, ובכך יתאפשר חימום סולרי‬ ‫במשך מרבית השעות בחורף.‬ ‫4) גינון ציבורי – גודל השטחים הפתוחים ואופי‬ ‫הטיפול בהם הונחו על ידי מספר שיקולים הקשורים‬ ‫במגבלות האקלים המדברי. קרקע חשופה, שאינה‬ ‫מטופלת בגינון או בריצוף, נוטה להפוך למקור אבק‬ ‫ומטרד בשטח השכונה. לעומת זאת, כיסוי ירוק של‬ ‫שטחים נרחבים מונע ריכוזי אבק אבל דורש כמויות‬ ‫משמעותיות של מים להשקייתו. לכן, רוב השטחים‬ ‫הפתוחים בשכונה מרוצפים באבנים משתלבות,‬ ‫והשטחים הירוקים מצומצמים בגודלם ומוגנים על ידי‬ ‫עצי צל ומבנים סמוכים. גינון אינטנסיבי מוגבל לאזורים‬ ‫שבהם הפעילות במקום מצדיקה את ההשקעה (למשל,‬ ‫איור 6.41. גינון אינטנסיבי מוגבל לאזורי פעילות‬ ‫שטח מתקני משחקים סמוכים למועדון שכונתי הכולל‬ ‫מצומצמים, כאשר הדשא מוגן ע"י עצי צל ומוקף במבנים.‬ ‫מדשאה קטנה ועצי צל, ומוקף בבתים מסביב).‬ ‫האקלים המקומי – מדרשת בן-גוריון (אזור שדה בוקר):‬ ‫מדרשת שדה בוקר נמצאת בלב רמת הנגב (קו רוחב ‪ 30.8o‬צפון, רום 574 מ מעל פני הים), בדרום‬ ‫הארץ. האקלים המקומי מתאפיין בימי קיץ חמים ויבשים, וימי חורף קרים אך בהירים לרוב. יחד עם‬ ‫ההבדלים הקיצוניים בין קיץ לחורף, יש בכל עונות השנה תנודות טמפרטורה גדולות בין יום ולילה.‬ ‫בחודש יולי הטווח היומי הממוצע הינו 71-23 מ"צ, כאשר האוויר החם בשעות היום הנו גם יבש‬ ‫(עם לחות יחסית של כ-%03 בשעת שיא) וגם מלווה בשמיים בהירים וקרינת שמש חזקה (כ-5.7‬ ‫קוו"ש למ"ר ליום). בקיץ ישנה רוח חזקה וסדירה בשעות אחר הצהריים והערב, שנושבת מכיוון צפון-‬ ‫מערב ונושאת לעיטים קרובות כמויות גדולות של אבק. כתוצאה מההתקררות המהירה בשעות הלילה‬ ‫ומוקדם בבוקר, נוצרת כמות משמעותית של טל.‬ ‫בחורף יש ריבוי של ימים בהירים, אבל הלילות קרים, והטמפרטורות יורדות לעיתים קרובות מתחת‬ ‫ל-5 מ"צ. לכן הצורך בחימום הינו משמעותי, ומסתכם בכ-0011 ימי מעלות הסקה (ימ"ה - על בסיס‬ ‫טמפרטורת ייחוס של 3.81 מ"צ). כמות המשקעים קטנה יחסית (כ-58 מ"מ גשם לשנה) והאידוי‬ ‫הפוטנציאלי השנתי הוא מעל 0002 מ"מ – ולכן, האזור מוגדר כצחיח וצריכת המים להשקיית צמחי‬ ‫גינון הינה גבוהה במיוחד.‬‫המבנן‬ ‫0‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫–דרום-מזרח. מספר נקודות בתכנית היו נתונות,‬ ‫ביניהן הכביש הבין רובעי על הרומים שלו, אשר קבעו‬ ‫רמות ג, פלח ‪ ,D‬באר-שבע‬ ‫נקודות חיבור עם פלח ‪ ,D‬ועל כן גם תנוחה של כבישים‬ ‫התייחסות תכניות המתאר ותכניות בניין העיר לנושאי‬ ‫בתוך הפלח עצמו.‬ ‫סביבה אינה טריוויאלית, בין היתר בשל האילוצים‬ ‫בעוד שהבניינים הקטנים יותר קלים יחסית להתאמה,‬ ‫הרבים: סביבתיים, תקנוניים ואחרים. לעיתים רבות‬ ‫אלה בעלי מספר קומות, ובמיוחד אלה בעלי שלוש או‬ ‫הטופוגרפיה מכתיבה תנוחת כבישים – ועל כן גם‬ ‫ארבע יחידות דיור בקומה, מציבים אתגר לא פשוט‬ ‫העמדת בניינים – בהפניות בעיתיות בהתייחס לכיוונים‬ ‫בחשיפה שוויונית לשמש ולרוח. הטופוגרפיה הלא‬ ‫הרצויים לחשיפה לשמש ולרוח. במקרה של תכנית‬ ‫מישורית שמשה בעיצוב בניינים בעלי תכנית סטנדרטית‬ ‫המתאר של שכונת רמות ג פלח ‪ D‬בבאר שבע, נעשה‬ ‫לכאורה (בניין מטיפוס ‪ )H‬אך חתך לא אחיד, כך שגוש‬ ‫ניסיון להתגבר על מגבלות השטח מבלי לוותר על הפן‬ ‫אחד של הבניין עולה מעל הכביש ואילו גוש אחר יורד‬ ‫האקלימי, הסביבתי והאנרגטי ברמת יחידת הדיור.‬ ‫מתחתיו, תוך הקפדה על חשיפת כל היחידות לשמש‬ ‫התכנית כוללת כ-009 יחידות דיור במספר טיפוסי‬ ‫חורפית ורוח קיצית מיטביות. (במקרים כאלה חתך‬ ‫בניינים – חד משפחתיים, קוטגים (טוריים או‬ ‫הבניין הכולל מגיע לכדי שמונה קומות ויותר, אם כי‬ ‫מדורגים), בתי דירות טוריים ובנייני ‪ .H‬גובה הבניינים‬ ‫תמיד נשמר העיקרון של חמש קומות לכל היותר בכל‬ ‫נע בין קומה לבין חמש קומות מעל מפלס הכניסה.‬ ‫גוש.) בנוסף לניצול הטופוגרפיה להשגת מטרה זו נעשה‬ ‫כמו כן ישנם בשכונה בית ספר יסודי, גני ילדים, מעון‬ ‫שימוש בדירוג הקומות, כך שניתן היה לרווח את הגושים‬ ‫יום ומרכז מסחרי רובעי קטן. השטח מורכב מרכס‬ ‫השונים של כל בניין, תוך יצירת מגוון גדלי דירות.‬ ‫המתפרש מצפון לדרום שמדרונותיו מחורצים על ידי‬ ‫הבטחת זכויות השמש והרוח נעשתה תוך ניצול של‬ ‫ואדיות בכווני צפון-מזרח – דרום-מערב, וצפון-מערב‬ ‫איור 7.41. שכונת רמות, באר שבע: הטופוגרפיה כגורם מעצב.‬‫המבנן‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫היכולות של תכנת התכנון בה תוכנן‬ ‫הפרויקט, יכולות שכיום יש לרוב תכנות‬ ‫התכנון והשרטוט. הדמיית הצל אפשרה‬ ‫לבדוק את יחסי הגושים של כל בניין‬ ‫ובניין, כמו גם את אלה בין בניינים‬ ‫סמוכים וקבוצות של בניינים משני צידי‬ ‫כביש. בהמשך לכך הותאם התכנון כדי‬ ‫להבטיח למירב יחידות הדיור זכויות‬ ‫שמש מיטביות בחורף. במקרים בהם‬ ‫הטופוגרפיה ותנוחת הכבישים חייבו‬ ‫סטייה מהדרום של יותר מכמה מעלות‬ ‫בודדות, נבדקה ההתנהגות התרמית‬ ‫של יחידות הדיור בעלות נגישות פחות‬ ‫ממיטבית כדי לכמת את תוצאות צמצום‬ ‫החשיפה לשמש.‬ ‫איור 8.41. שכונת רמות, באר שבע - זכויות שמש במרקם עירוני.‬ ‫החשיפה לרוח הייתה קלה יותר להתמודדות, מאחר שסטייה של פתח עד כדי °54 מהניצב לכיוון הרוח השלטת‬ ‫עדיין מאפשרת אוורור יעיל. גם כאן נבדקו הפניות כל הדירות בהתייחס לכיווני הרוח השלטת בלילות הקיץ ובעונות‬ ‫המעבר. כן נבדקה גיאומטרית ההסתרה האפשרית על ידי גושי הבניין עצמו, ובניינים שכנים. חירוץ הרכס הווה‬ ‫במקרה זה יתרון אשר אפשר רווח של מסת הבנייה ותיעול הרוח בין גושי בניינים סמוכים.‬ ‫איור 9.41. שכונת רמות, באר‬ ‫שבע - בניין ‪.T‬‬ ‫הדמיית הצל ב-12 בדצמבר,‬ ‫(בכיוון השעון משמאל):‬ ‫00:90, 00:21, 00:51.‬‫המבנן‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫‪Summer‬‬ ‫‪Ambient‬‬ ‫איור 01.41. שכונת רמות, באר‬ ‫04‬ ‫‪Summer‬‬ ‫שבע – בניין ‪" H‬משוך" (מימין) ובניין‬ ‫‪No Shading‬‬ ‫‪ H‬קומפקטי.‬ ‫53‬ ‫‪Summer Day‬‬ ‫טמפרטורה ]מ”צ[‬ ‫‪Shading‬‬ ‫‪Summer Night‬‬ ‫03‬ ‫‪Ventilation‬‬ ‫הגרפים משמאל מראים תוצאות של‬ ‫‪Summer Day‬‬ ‫הדמיות תרמיות עבור הטיפוסים‬ ‫52‬ ‫‪Shad Night Vent‬‬ ‫54‪Az‬‬ ‫הללו תוך בדיקה של השפעת שינוי‬ ‫האזימות, וצורות תפעול שונות (קיץ‬ ‫513‪Az‬‬ ‫- למעלה - ללא הצללה ועם הצללה‬ ‫02‬ ‫‪No South‬‬ ‫בשעות היום, אוורור לילי, וכדומה;‬ ‫‪Shaded Vent‬‬ ‫חורף - למטה - עם ובלי חזית דרומית,‬ ‫51‬ ‫‪No S No‬‬ ‫עם ובלי סגירת תריסים בלילה).‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫9‬ ‫21‬ ‫51‬ ‫81‬ ‫12‬ ‫42‬ ‫‪Shading‬‬ ‫שעה‬ ‫42‬ ‫02‬ ‫‪Winter Ambient‬‬ ‫טמפרטורה ]מ”צ[‬ ‫‪Winter No‬‬ ‫61‬ ‫‪Night Protection‬‬ ‫54 ‪Az‬‬ ‫21‬ ‫513 ‪Az‬‬ ‫8‬ ‫‪No S No‬‬ ‫‪Shading‬‬ ‫4‬ ‫בניין מטיפוס ‪ H‬בעל פיר שירות‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫9‬ ‫21‬ ‫51‬ ‫81‬ ‫12‬ ‫42‬ ‫אחד אך גושים מרוחקים אלה מאלה‬ ‫שעה‬ ‫להבטחת זכויות שמש ורוח.‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫08‬ ‫‪Houston‬‬ ‫צפון אמריקה‬ ‫51. מקבץ הבנינים‬ ‫‪Phoenix‬‬ ‫אוסטרליה‬ ‫התאמתם של מבנה ומבנן לסביבתם, תנאיהם‬ ‫‪Detroit‬‬ ‫אירופה‬ ‫ואילוציהם מאפשרת השגת תנאי נוחות בהם‬ ‫‪Denver‬‬ ‫אסיה‬ ‫תוך חסכון בהשקעה באנרגיה. יתר על כן,‬ ‫06‬‫צריכת אנרגיה בתחבורה‬ ‫‪Los Angeles‬‬ ‫‪San Francisco‬‬ ‫התאמה זו מאפשרת את קיומו של המבנה‬ ‫‪Boston‬‬ ‫והמבנן תוך צמצום ההשקעה הנדרשת‬ ‫‪Washington‬‬ ‫‪Chicago‬‬ ‫לאחזקתם ותפעולם לאורך חייהם.‬ ‫‪New York‬‬ ‫התאמה לסביבה‬ ‫04‬ ‫תכנון היישוב או המבנן (מקבץ הבניינים) הנו בעל‬ ‫‪Perth‬‬ ‫‪Toronto‬‬ ‫חשיבות עליונה בהשגת תנאי נוחות בשטחים הפתחים‬ ‫)‪(GJ/yr per capita‬‬ ‫‪Brisbane‬‬ ‫בתוכו – אך לא פחות בשל חשיבותו מבחינת הבניין‬ ‫‪Melbourne‬‬ ‫‪Sydney‬‬ ‫הבודד, אשר תפקודו האקלימי תלוי בבניינים השכנים,‬ ‫‪Hamburg‬‬ ‫ועל כן תלוי בתכנון המבנן. בעוד שברוב המקרים‬ ‫‪Stockholm‬‬ ‫02‬ ‫‪Frankfurt‬‬ ‫הדרישות הגנריות דומות (חשיפה לשמש בחורף‬ ‫‪Zurich‬‬ ‫‪Brussels‬‬ ‫והצללה בקיץ), הביטוי התכנוני של הפתרון‬ ‫‪Paris‬‬ ‫‪London‬‬ ‫‪Munich‬‬ ‫יהיה שונה באזורי האקלים השונים.‬ ‫‪West Berlin‬‬ ‫‪Copenhagen‬‬ ‫‪Vienna‬‬ ‫‪Tokyo‬‬ ‫‪Amsterdam‬‬ ‫‪Singapore‬‬ ‫‪Hong Kong‬‬ ‫‪Moscow‬‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫05‬ ‫001‬ ‫051‬ ‫002‬ ‫052‬ ‫003‬ ‫)‪(persons/ha‬‬ ‫צפיפות עירונית‬ ‫[16]‬ ‫איור 1.51. היחס בין הצפיפות העירונית וצריכת אנרגיה לתחבורה עירונית לתושב, בערום שונות בעולם.‬ ‫צפיפות עירונית וצפיפות בינוי‬ ‫הרקע המחקרי אודות התנהגותם התרמית והאקלימית‬ ‫לצפיפות הבנייה השפעות רבות על התיפקוד האנרגטי‬ ‫של בניינים בודדים הנו עשיר יחסית. ברם הידע אודות‬ ‫של ישובים ובניינים. צפיפות גבוהה יותר ברמת היישוב‬ ‫האקלים השורר בין הבניינים הנו כללי יותר, ונמצא‬ ‫מגדילה את האפשרות להסתמך על הליכה ברגל‬ ‫בשינוי מתמיד המתבטא במחקרים הנערכים ברחבי‬ ‫ורכיבה באופניים כאמצעי תנועה מרכזיים (מערכת‬ ‫העולם. יתר על כן, בשנים האחרונות מתקיים דיון‬ ‫התנועה), היא מאפשרת הגנה של בניינים זה על זה‬ ‫אודות שינויים אקלימיים והאופן בו אלה משפיעים‬ ‫מרוחות, הקטנת המעטפת שלהם ועל כן הקטנת‬ ‫וישפיעו בעתיד על הבנייה. דיון זה מתמקד בין היתר‬ ‫איבוד האנרגיה. מנגד יש לה השפעה על החשיפה‬ ‫בנושאים של בצורת והצפות, סופות אבק ושלגים‬ ‫של המבנה הבודד לקרינת שמש ולאוורור, ועל כן גם‬ ‫ועוד.‬ ‫השפעה אפשרית על בריאות הציבור.‬ ‫הפרקים הבאים עוסקים במספר מדדים ספציפיים‬ ‫בנושאים אלה, ובמספר עקרונות פחות מדויקים אך‬ ‫.9991 ,‪61. Newman and Kenworthy‬‬ ‫לא פחות חשובים.‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫צפיפות המרחב המבונה מהווה פרמטר חשוב ביותר‬ ‫מבחינת הפוטנציאל לחסכון באנרגיה מחד, ומאידך‬ ‫מבחינת בריאות הציבור. הצפיפות נקבעת בדרך‬ ‫כלל על פי שיקולים כלכליים ותרבותיים, כגון ערך‬ ‫הקרקע והרצון למזער עלויות של תשתיות עירוניות‬ ‫ליחידת דיור או למטר רבוע של שטח בנוי, ומנגד‬ ‫הרצון לפרטיות ולשטח פתוח פרטי. במקביל ומנגד‬ ‫קיימים שיקולים של שמירה על שטחים פתוחים לטבע‬ ‫וחקלאות, והקטנת ההתפשטות העירונית. בארץ,‬ ‫שבה הקרקע נחשבת כמשאב הנתון ביותר במחסור,‬ ‫הוכר הצורך הלאומי להגדיל את הצפיפות היישובית,‬ ‫ותמ"א 53 אף הגדירה צפיפויות נטו מזערית לישובים‬ ‫השונים.‬ ‫איור 2.51. בנייה גובהה וצפופה מיצרת קניונים עירוניים בהם‬ ‫נהוג לחשוב כי צפיפות עירונית גבוהה משמעותה‬ ‫יש עוצמת אור נמוכה, אוורור לקוי, לכידה של חום ומזהמים,‬ ‫בהכרח בניה לגובה. אך אין הדבר כך כלל ועיקר. פריז‬ ‫ורעש, בתמונה מרכז מהנטן, ארה"ב (צילום: יצחק מאיר).‬ ‫וברצלונה, שתיים משלושת הערים הצפופות באירופה,‬ ‫וגובה השמש ביום הקצר של השנה – 12 בדצמבר‬ ‫הנהנות הן מצפיפות גבוהה והן מאיכות חיים גבוהה‬ ‫– בשעות 00:90 ו-00:51). כך, בניין בן 6 קומות יהיה‬ ‫מאד, מבוססות בעיקר על בניה בגובה מרבי של 8-6‬ ‫בעל גובה של כ-81 מ, ויטיל בצפון צל באורך של 23‬ ‫קומות. גם כמה מהאזורים הצפופים בארץ מאופיינים‬ ‫מ. בנתונים אלה ניתן עדיין ליצר מרקם עירוני סביר‬ ‫בבנייה הנעה ברובה בין 3 ל-6 קומות: העיר בת-‬ ‫תוך שימוש בכלים תכנוניים וביניהם ניצול הפרשי גובה,‬ ‫ים, הצפופה בארץ מבחינת יח"ד לקמ"ר, העיר בני-‬ ‫קומת חנייה, קומה מסחרית ועוד, אשר יאפשרו לקבל‬ ‫ברק (הצפופה בארץ במספר נפשות לקמ"ר), שכונת‬ ‫נגישות שמש בכל הדירות. כאשר בניין עולה על גבהים‬ ‫פלורנטין בתל-אביב (השכונה הצפופה בארץ), ואזור‬ ‫קרובים למוזכר, נפגעות זכויות השמש של הבניינים‬ ‫הצפון הישן בתל-אביב שהוא אחת השכונות הצפופות‬ ‫השכנים, או שנוצא מרקם עירוני לא סביר ולא אנושי.‬ ‫בארץ, ועם זאת אחת היקרות ביותר. המפתח להשגת‬ ‫כך בניין בן 02 קומות יטיל צל באורך של 021 מ, ואילו‬ ‫צפיפות גבוהה טמון בצורת בינוי שאיננה בזבזנית‬ ‫צלו של בניין בן 03 קומות יגיע לאורך של 081 מ.‬ ‫בשטחים פתוחים (ציבוריים ופרטיים), בעלת רחובות‬ ‫אלה, אגב, אינם גבהים חריגים לנוף המתפתח באזור‬ ‫רבים אך צרים יחסית, ובבינוי היקפי סביב הבלוקים,‬ ‫המרכז, הכולל בניינים גבוהים מ-052 מ, המצלים על‬ ‫המאפשר נגישות טובה וחיי רחוב פעילים (ראה‬ ‫שכיניהם באופן מוחלט.‬ ‫מערכת התנועה).‬ ‫היבט נוסף של הבנייה הגבוהה הוא האקלים העירוני.‬ ‫לעומת זאת, התפיסה המקובלת בארץ משתמשת‬ ‫הרחובות שבין הבניינים הגבוהים דומים לקניונים ועל כן‬ ‫בצורך להגדלת הצפיפות כדי להצדיק בניית בנייני‬ ‫מכונים קניונים עירוניים בהם נוצרים תנאים אקלימיים‬ ‫מגורים ומשרדים גבוהים מאוד. את תוצאות התייחסות‬ ‫ייחודיים ובעייתיים בחלק מהמקרים, בין היתר בשל‬ ‫זו ניתן לראות בכל המרחב של גוש דן, ובמרכזי ערים‬ ‫אגירה של אנרגית שמש נכנסת, הגבלה של פליטת‬ ‫נוספות בכלל, בהן נבנים מגדלים במספרים הולכים‬ ‫האנרגיה האגורה, כליאת מזהמים ועוד.[26] תנאים‬ ‫וגדלים. מגדלים אלה העולים בגובהם בעשרות מטרים‬ ‫אלה מזוהים עם תופעת אי החום העירוני המהווה גורם‬ ‫על הבניינים השכנים, חוסמים את השמש והרוח‬ ‫מפריע באזורים בעלי אקלים חם או ממוזג, הן בשל‬ ‫משכניהם. אם אחד החסמים בבנייה ביו-אקלימית הוא‬ ‫השפעתו על צריכת האנרגיה בבניינים בכלל, והן בשל‬ ‫נגישות שמש בחורף, אזי את המרחק ביו הבניינים‬ ‫יש לקבוע לפי כלל האצבע של צל באורך פי 2 מגובה‬ ‫.3002 ,.‪62. Ratti et al‬‬ ‫הבניין המטיל אותו (בהתחשב בקו הרוחב של ישראל,‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫שהבניין נבנה בקו בניין 0, ושמפלס הקומה הראשונה‬ ‫איכות אוויר ירודה בחוץ המשפיעה על איכות האוויר‬ ‫שווה לגובה הרחוב. מסובך אף יותר הוא הטיפול‬ ‫בפנים המבנים.‬ ‫בצדדים המזרחי והמערבי של הבלוק העירוני, אשר יש‬ ‫צורך לעבדם בצורה מיוחדת כדי לספק נגישות שמש‬ ‫גם באזורים של בנייה נמוכה ישנה נטייה לצופף את‬ ‫לקומותיו.‬ ‫המבנים, תוך הצרת חזית המגרש לרחוב, כך שהיחס‬ ‫בין מספר המגרשים ליחידת אורך של דרך ציבורית‬ ‫ההתייחסות התכנונית לבנייה הצפופה תיעשה‬ ‫(ועל כן גם ליחידת אורך של תשתיות ציבוריות) גדול‬ ‫תובענית יותר עם הזמן, זאת בשל הגידול המתמיד‬ ‫ככל האפשר. במקרה זה נוצרים לרוב תנאים ירודים‬ ‫של אוכלוסיית העולם, ובמיוחד זו העירונית. בכמחצית‬ ‫של חשיפה לשמש ולרוח, וגם בעיות של פרטיות,‬ ‫המאה האחרונה האוכלוסייה העירונית בעולם גדלה פי‬ ‫אקוסטיקה ירודה ועוד.‬ ‫4, והנחת העבודה היא כי ברבע הראשון של המאה ה-‬ ‫12 יותר מ-%06 מאוכלוסיית העולם יהוו אוכלוסייה‬ ‫לעומת זאת, הערכה של שיקולים כלכליים נוספים‬ ‫עירונית. ישראל חווה תהליכים דומים ואף קיצוניים‬ ‫לעלויות הקרקע הקשורים בהפעלת המבנים כמו‬ ‫מהממוצע, זאת בשל גודלה הקטן יחסית, והריכוז‬ ‫עלויות לחימום וקירור, לתאורה ועוד, יכולה להראות‬ ‫הגבוה של האוכלוסייה בחלק קטן של הארץ. בתנאים‬ ‫כי יש חסכון משמעותי בעלויות אלה אם תכנון המבנן‬ ‫אלה חיוני לתת את הדעת לחשיפה לשמש ולרוח של‬ ‫מאפשר חשיפה מרבית של המבנה היחיד לשמש‬ ‫הבניין הבודד ושל השטחים הפתוחים.‬ ‫חורפית (זכויות שמש) ולרוח קיצית בשעות הלילה‬ ‫(זכויות רוח).‬ ‫מבנן,‬ ‫המלצה: קביעת הצפיפות בתכנית של‬ ‫מרטין ושות מצאו בניתוחים עירוניים מתמטיים כי‬ ‫שכונה או יישוב תשאף להשיג צפיפות מספקת‬ ‫הצורה הקומפקטית ביותר המאפשרת נגישות לאור‬ ‫כדי לתרום לציפוף הכולל של היישוב, לאפשר‬ ‫ולרוח מצד אחד, ומיצוי מרבי של צפיפות הבינוי היא‬ ‫מגוון של יעדים בטווח הליכה, ושירות בתחבורה‬ ‫בינוי המקיף חצר פנימית.[36] אין זה פלא אם כך,‬ ‫ציבורית. ברמת המבנן יש להביא בחשבון את‬ ‫כי ערים מסורתיות, אשר היו מוגבלות בגובה הבינוי‬ ‫הצורך בחשיפה לשמש ולרוח של כל הבניינים‬ ‫ובמרחב ההתפשטות שלהן, מסיבות של נגישות,‬ ‫הבודדים ושל השטחים הפתוחים. ככלל, עדיף‬ ‫טכנולוגיה, וצרכים הגנתיים, הגיעו כמעט כולן לסוג‬ ‫לפתח את המבנן באמצעות מבנים היקפיים‬ ‫זה של בינוי כדרך למצות את הצפיפות במרחב‬ ‫המגדירים מצד אחד את הרחובות שבהיקפו,‬ ‫העירוני המוגבל. גם מבחינה חברתית וכלכלית, בינוי‬ ‫ומצד שני שטחים פתוחים במרכז. יש לתכנן‬ ‫היקפי סביב המבנן, היוצר מרחבים ציבוריים מוגדרים‬ ‫את המרחקים בין המבנים, בהפניות השונות‬ ‫ברחובות, מצד אחד, ומגדיר מרחבים פרטיים בפנים‬ ‫של המבנן, כך שלכל מבנה יובטחו זכויות שמש‬ ‫המבנן מצד שני, נראה כאופטימיזציה של המרחב‬ ‫ואוורור.‬ ‫העירוני.‬ ‫עם זאת, ישנו ניגוד מסוים בין המבנה העירוני הנוצר‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫משיקולים של גובה מבנים ונגישות שמש, ובין המבנה‬ ‫הרצוי מבחינת יצירת קישוריות מיטבית. בניינים בגובה‬ ‫יש להביא בחשבון את המשמעויות החברתיות של‬ ‫של 8 קומות, הנמצאים על ציר מזרח-מערב, יוצרים‬ ‫טיפוסי בינוי שונים (טיפוסי בניינים), להעמיד את‬ ‫צורך במרחב של כ-05 מטר רוחב מצפון להם כדי‬ ‫הבניינים כך שייצרו שטחים פתוחים שימושיים לפרט‬ ‫לאפשר נגישות שמש מלאה לשורת הבניינים הבאה.‬ ‫ולציבור, ושיגדירו רחובות באופן שיאפשר הצללה‬ ‫הבעיה היא שרחוב ברוחב 05 מ הוא רחב מדי. בהנחה‬ ‫בקיץ, אוורור, וחשיפה לשמש לפחות בחלק מן היום‬ ‫שרוחב הרחובות בכיוון מזרח-מערב הוא הרחב יותר‬ ‫בחורף.‬ ‫(צורת הרחוב), רוחבם יהיה בין 61 – ל- 02 מ, רוחב‬ ‫המאפשר בניינים בגובה מרבי של 01-8 מ (כלומר‬ ‫2791 ,‪63. Martin and March‬‬ ‫3-2 קומות) בגדה הדרומית של הרחוב (זאת בהנחה‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫א. שיקולים כלכליים‬ ‫• עלות קרקע‬ ‫• עלות הקמת המבנה על מערכותיו השונות‬ ‫• עלות אחזקת המבנה‬ ‫• עלות הקמת תשתיות/מערכות עירוניות‬ ‫ואחזקתן (כבישים וחנייה, ביוב, טלפונים,‬ ‫חשמל, שטחים פתוחים וכדומה)‬ ‫ב. שיקולים אנרגטיים‬ ‫איור 3.51. פרויקט המראה תמהיל טיפוסי בניינים – חד- ודו-‬ ‫• תשומת אנרגיה בתהליך ההקמה‬ ‫משפחתיים, טוריים ובנייני קומות – תוך שמירה על זכויות‬ ‫• תשומת אנרגיה לאחזקה‬ ‫שמש מלאות וכולם. הפרויקט – שכונה סולארית במצפה‬ ‫• כדאיות של מערכות לניצול אנרגיה חליפית‬ ‫רמון – תוכנן על מדרון עם פנות צפונית, במסגרת תחרות‬ ‫(למשל, מערכות סולריות פסיביות לחימום‬ ‫תכנון שהוכרזה על ידי משרד התשתיות הלאומיות ומשרד‬ ‫מים אינן אפשריות מעל גובה בניין מסוים‬ ‫הבינוי והשיכון (היחידה לאדריכלות מדברית, 3891).‬ ‫ודורשות גיבוי מכני)‬ ‫טיפוסי בניינים‬ ‫• השפעות המבנה הפיסי על המיקרו-אקלים‬ ‫של השכונה/היישוב (נגישות שמש/הצללה,‬ ‫שילוב של בתים חד-משפחתיים ודו-משפחתיים צמודי‬ ‫הגנה מרוחות/אוורור)‬ ‫קרקע עם בתים טוריים או משותפים בני שלוש עד שש‬ ‫קומות הוא מיטבי מבחינת אנרגיה וניצול קרקע, עלויות‬ ‫ג. שיקולים חברתיים/אסתטיים‬ ‫בנייה ואחזקה של מבנים ותשתיות. לעומת זאת, בנייה‬ ‫• אופי השכונה/היישוב – צפיפות; יחס של‬ ‫לגובה הינה בעייתית בגלל הפרעות סביבתיות (יצירת‬ ‫שטח בנוי לשטח פתוח; אופי השטחים‬ ‫זרמי אוויר חזקים בקרבת בניין גבוה והטלת צל בעל‬ ‫הפתוחים‬ ‫שטח גדול על ידו) והפרעות תפקודיות הנוצרות על ידי‬ ‫• השפעות הארגון המרחבי על תפקוד‬ ‫המבנים רבי הקומות.‬ ‫הפרט והקהילה - תמהיל טיפוסי בניינים‬ ‫השיקולים האנרגטיים והכלכליים נעשים בשתי רמות:‬ ‫שונים מקדם עירוב של אוכלוסיות שונות‬ ‫רמת המשק הלאומי ורמת הפרט. לא תמיד טובת‬ ‫– גילאים, מצב משפחתי, רמת הכנסה‬ ‫המשק ותועלת הפרט עולות בקנה אחד. לדוגמה,‬ ‫וכדומה, אשר מאפשר קיום שירותים‬ ‫שיפורים בזמן הבנייה (תוספת בידוד, הורדת מספר‬ ‫שונים, שימוש בשטחים המשותפים על‬ ‫חילופי האוויר בבניין) ישפרו בטווח הארוך את ביצועיו‬ ‫פני היממה ע"י אוכלוסיות שונות, ומניעת‬ ‫האנרגטיים של הבניין ויביאו תועלת למשק הלאומי,‬ ‫היווצרות שכונות הומוגניות בהן שירותים‬ ‫אך ייקרו את ההוצאה הראשונית של הבנייה. לעומת‬ ‫שונים (גני ילדים, בתי ספר) יוצאים‬ ‫זאת ייתכן שהפרט הבונה יעדיף לבנות בניין "בזבזני"‬ ‫משימוש עם הזדקנות האוכלוסייה.‬ ‫מבחינת אנרגיה כדי להוריד את המחיר ההתחלתי,‬ ‫מתוך נכונות לפרוס את שאר ההוצאות על פני "תקופת‬ ‫החיים" של הבניין.‬ ‫המלצה: מרקם עירוני המכיל טיפוסי בניינים שונים, בעלי גובה, גודל דירה, טיפוסי דירה, ושטח פרטי‬ ‫צמוד משתנים, עדיף על מרקמים הומוגניים. תמהיל עשיר יאפשר יצירה של תנאים מתאימים לקיום‬ ‫זכויות שמש ורוח, למתן איכויות דיור שונות המתאימות לאוכלוסיות שונות, ובכל יבטיח יצירת אזורים‬ ‫עירוניים המיישמים ערכי קיימות חברתית וסביבתית.‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫בתים חד-משפחתיים‬ ‫טיפוס בנייה זה הוא עתיר שטח (מבנה בודד בתוך‬ ‫שטח פתוח רחב ידיים). פריסה על פני שטח רחב‬ ‫משפיעה השפעה רבה על עלות התשתית העירונית.‬ ‫מבנה מסוג זה בעייתי יחסית מבחינת בקרת האקלים‬ ‫הפנימי שבו, מכיוון שמעטפתו חשופה כולה לתנאי‬ ‫החוץ, אך הוא גם מאפשר שימוש מוגבר בשיטות‬ ‫לניצול אנרגיות חליפיות.‬ ‫בתים חד-משפחתיים מאופיינים ביחס גדול בין‬ ‫שטח המעטפת לבין שטח הרצפה, בייחוד בהשוואה‬ ‫לצורות בנייה אחרות. זהו חסרון כאשר הבניין איננו‬ ‫מבודד היטב וכאשר בקרת אקלים הפנים שלו נעשית‬ ‫בשיטות קונבנציונליות. לעומת זאת, עצם חשיפתו של‬ ‫המבנה לכל הכיוונים מאפשרת ניצול מרבי של רוחות‬ ‫לאוורור ולצינון בקיץ, ניצול הפוטנציאל הטמון בקירור‬ ‫בקרינה לילית וכן חשיפה מרבית לשמש חורפית‬ ‫לחימום. מימוש פוטנציאל זה תלוי בהבטחת נגישות‬ ‫שמש ורוח, במיקום הנכון של החללים במבנה, בהפניה‬ ‫נכונה של הפתחים לחדירת השמש והרוח, בבידוד‬ ‫ובהצללה. השטח הפתוח הפרטי שמסביב לבניין‬ ‫איור 4.51. בניית שטיח, שיכון ה לדוגמה, באר שבע (צילום‬ ‫מאפשר את פעילות הדיירים בחוץ בשעות שונות של‬ ‫יצחק מאיר).‬ ‫היממה ובעונות השונות של השנה, זאת תוך ניצול‬ ‫של התכונות הייחודיות של כל אזור ואזור. מבחינה‬ ‫קומות או מפלסים) הצמודות ליחידות שכנות בקירות‬ ‫אקלימית טיפוס זה של בנייה מותאם הן לאקלים חם‬ ‫משותפים. הצמדה זו מקטינה את שטח המעטפת‬ ‫ולח (טרופי) שבו דרוש אוורור מרבי בכל שעות היממה‬ ‫החשוף לתנאי חוץ. צפיפות הבנייה מאפשרת גם‬ ‫והמרווחים הגדולים בין הבניינים מאפשרים זרימת‬ ‫בקרה אקלימית על השטחים הפתוחים הפרטיים‬ ‫אוויר נוחה, והן לאזורים חמים שבהם יש רוחות יבשות‬ ‫והציבוריים. גובהם הנמוך יחסית של המבנים מאפשר‬ ‫המאפשרות קירור על ידי אוורור סלקטיבי. במקרה‬ ‫הגדלת הצפיפות תוך שמירה על זכויות השמש של‬ ‫השני דרושה הצללה מרבית של מעטפת הבניין בשעות‬ ‫המבנים והשטחים הפתוחים הסמוכים.‬ ‫היום תוך שמירה על זרימה חופשית של אוויר.‬ ‫למרות כל הנאמר לעיל, במקרים רבים החלטות‬ ‫למבנן המושתת על בתים חד-משפחתיים מספר‬ ‫תכנוניות או אחרות מחייבות ביסוס מבנן על טיפוס‬ ‫חסרונות. התנוחה היא עתירת קרקע, הצפיפות‬ ‫הבית החד-משפחתי. למשל, בנייה מסוג זה אופיינית‬ ‫המרבית שניתן להגיע אליה היא כ-5.2 יחידות לדונם‬ ‫לשכונות "בנה ביתך". במקרים אלה יש צורך בטיפול‬ ‫נטו. היא דורשת פיתוח מערכות תשתית ארוכות‬ ‫נכון בכל רמות התכנון כדי למנוע היווצרות בעיות‬ ‫וקשה לעצב בעזרתה חללים ציבוריים בעלי אופי עירוני.‬ ‫אקלימיות בתוך הבניינים ובסביבתם. ניסיון בתכנון נכון‬ ‫הגנת האדם ברחוב מפני רוחות, גשם ושמש קשה‬ ‫של שכונות מסוג זה הוא שכונה שהוקמה במדרשת‬ ‫במיוחד בהעדר דפנות בנויות. ניתן לשפר אפיונים אלו‬ ‫בן-גוריון (ראה שכונת נווה צין).‬ ‫על ידי ויתור על הפרטיות המוחלטת ושימוש בבניית‬ ‫שטיח נמוכה וצפופה. תנוחה זו מבוססת על יחידות‬ ‫באזורים נרחבים של הארץ הקשר הישיר בין פנים‬ ‫חד-משפחתיות צמודות קרקע (לעתים בנות מספר‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫הבית לשטחי החוץ מוסיף רבות לאיכות החיים, אם‬ ‫השטחים החיצוניים מטופלים מבחינה אקלימית‬ ‫(הצללה, הגנה מפני רוחות וכו). באזורים אלה תנאי‬ ‫החוץ בשעות הבוקר ולפנות הערב בקיץ ובעונות‬ ‫המעבר הם מצוינים לישיבה ולפעילות חוץ. חשיבות‬ ‫עקרון הקשר אל הקרקע מודגש במספר מחקרים‬ ‫שבהם מובאות הוכחות שונות על פגיעות הנגרמות‬ ‫בגלל שהייה ממושכת בקומות גבוהות (פגיעות‬ ‫איור 5.51. "‪ – "BedZED‬פרוייקט בלונדון שמשלב‬ ‫נפשיות, תפקוד חברתי לקוי, התפתחות מוטורית‬ ‫מגורים ומשרדים, חימום וקירור פסיביים, גגות ירוקים,‬ ‫[46]‬ ‫איטית אצל תינוקות וכדומה.‬ ‫מחזור שפחים, הפקת חשמל מתאים פוטו-וולטאים ועוד.‬ ‫המלצה: בתים חד-משפחתיים דורשים תכנון‬ ‫מבנים טוריים מתחלקים לשתי תת-קבוצות עיקריות:‬ ‫אקלימי נכון משום ששטחי מעטפת חשופים‬ ‫יחידות חד-משפחתיות צמודות (‪)terrace housing‬‬ ‫הגדולים יחסית. ניתן למצות את הפוטנציאל‬ ‫ובתי דירות. תת-הקבוצה הראשונה מורכבת מיחידות‬ ‫של בניינים אלה לניצול השמש (קליטת קרינה‬ ‫בנות מפלס אחד או יותר, בעלות קירות משותפים‬ ‫לחימום) והרוח (אוורור מפולש ואחר לקירור)‬ ‫(הגמלונים בדרך כלל), והן יוצרות חזית רציפה. תנוחה‬ ‫לצורך בקרת אקלים הפנים. ניתן לאפשר פעילות‬ ‫זו מאפשרת את ניצול קרינת השמש לחימום היחידות‬ ‫בשטחים פתוחים בהפניות שונות (חצר דרומית‬ ‫(בתנאי שציר האורך של היחידה הוא מזרח-מערב)‬ ‫לחורף, חצר צפונית לשעות מסוימות בקיץ).‬ ‫ועשויה להיות עדיפה מבחינת אוורור. רציפות מסת‬ ‫בנייה נמוכה וצפופה מתאימה לאקלים המדבר‬ ‫הבנייה עשויה להגן על השטחים הפתוחים מפני רוחות‬ ‫יותר מאשר בניית יחידות חד-משפחתיות; היא‬ ‫בתנאי שתכנון המבנן מתייחס לכיווני הרוחות באתר.‬ ‫מאפשרת יצירת חללים פתוחים מוגנים, מקטינה‬ ‫יתרון נוסף של תת-הקבוצה של טיפוס זה הוא הקשר‬ ‫הפסדי אנרגיה דרך מעטפת המבנים ומצמצמת‬ ‫של כל יחידה עם הקרקע, תוך יצירת חצר פרטית.‬ ‫את ההשקעה בתשתית ופיתוח. מומלץ להעדיף‬ ‫היחידות עשויות לשלב גם מרפסות בכוונים שונים, וכן‬ ‫את הבנייה הנמוכה והצפופה על פני בנייה של‬ ‫אוורור נוח ויעיל יותר תוך ניצול היות כל יחידה בעלת‬ ‫יחידות חד-משפחתיות עצמאיות, זאת תוך‬ ‫מספר מפלסים ושני כווני אוויר.‬ ‫הבטחת אוורור יעיל של המרחב המבונה.‬ ‫"הבלוקים"‬ ‫תת-הקבוצה השנייה כוללת בניינים מסוג‬ ‫מבנים טוריים‬ ‫או "השיכונים" למיניהם, המוכרים היטב מנופי הארץ‬ ‫העירוניים של המאה הקודמת. בעבר היה מקובל בארץ‬ ‫מבנים טוריים בעלי שלוש או ארבע קומות הם היעילים‬ ‫להרים מבנים אלה על קומת עמודים פתוחה,מה שהגדיל‬ ‫ביותר מבחינת עלות הבנייה ואחזקת מערכות יחסית‬ ‫את שטח המעטפת החשוף לתנאי חוץ, אך גם איפשר‬ ‫לשטח הבנייה (עלות בנייה ואחזקה לכל מטר רבוע של‬ ‫זרימת אוויר נוחה יותר דרך המרחב המבונה. במקרים‬ ‫בנייה).[56] גובה זה הוא גם המרבי המאפשר תפקוד‬ ‫מסוימים עלולה קומת העמודים לסבול ממהירויות רוח‬ ‫יעיל של מערכות סולריות שונות, כמו מערכות מרכזיות‬ ‫גבוהות יחסית לסביבה הפתוחה (אפקט ברנולי) ועל‬ ‫לחימום מים.[66] הצמדת מספר יחידות למבנה טורי‬ ‫אחד מקטינה את שטח המעטפת הכללי החשוף לחוץ,‬ ‫כן השהייה בחלל זה עלולה להיות לא נעימה. בשנים‬ ‫האחרונות ישנה הערכה מחדש של שיטת בנייה זו על‬ ‫ובעקבותיה קטנים מעברי החום דרך המעטפת. טיפוס‬ ‫בניין זה עשוי לשמש גם לבנייה נמוכה יותר וצפופה‬ ‫יחסית כגון קוטגים טוריים (טיפוס מקובל בארצות‬ ‫202-102 :5891 ,‪64. Lynch and Hack‬‬ ‫רבות), אך גם לבנייה גבוהה וצפופה יותר כגון מבנים‬ ‫0891 ,.‪65. Kivisto et al‬‬ ‫טוריים בעלי חמש עד שמונה קומות (זאת בתוספת‬ ‫9791 ,‪66. Kut and Hare‬‬ ‫מעליות).‬‫המבנן‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫0‬ ‫קומת עמודים פתוחה, בעיקר בשל פגיעותו הבניין‬ ‫במקרה של רעידות אדמה. לחילופין, שילוב של שטחי‬ ‫מבואה, אחסון ומעברים חצי-ציבוריים מקורים עשוי‬ ‫להפוך טיפוס בניין זה מועמד מועדף לבניית מגורים‬ ‫על קו בניין 0.‬ ‫ניתן להגיע לניצול יעיל של קרינת שמש ורוחות, כאשר‬ ‫החזיתות הארוכות של הבניינים פונות לדרום לצפון,‬ ‫ולכל דירה יש חזית דרומית וחזית צפונית. דגם זה‬ ‫אפשרי בתכנית שבה כל זוג דירות מוזן על ידי חדר‬ ‫מדרגות, או כאשר הכניסה לשורת דירות בכל קומה‬ ‫היא דרך מסדרון פתוח לחוץ ("רחוב עילי"). המקרה‬ ‫הראשון עלול להיחשב לבזבזני מבחינת עלות חדר‬ ‫המדרגות (והמעלית במקרה של ארבע קומות ויותר)‬ ‫איור 6.51. בניין טורי לאורך רחוב מזרחי או מערביים יכול‬ ‫ליחידת דיור, ואילו המקרה השני, שהיה נפוץ בבנייה‬ ‫עדיין להפנות פתחים לדרום ולצפון לשם קליטת קרינה‬ ‫הציבורית של אמצע המאה ה-02, נחשב לבעייתי‬ ‫חורפית ואוורור קיצי. בתמונה בניין מגורים טורי בעל חלונות‬ ‫בשל פגיעה בפרטיותם של חללי הדירות הפונים‬ ‫עליים דרומיים, הגדה הדרומית של האי, אמסטרדם (צילום:‬ ‫לאותו מסדרות פתוח. לעומת מגבלותיהן של תכניות‬ ‫יצחק מאיר).‬ ‫אלה, כל תכנית אחרת תיצור בעיות נגישות שמש או‬ ‫רוח. דגם בעל שורה אחת של דירות עם כניסות דרך‬ ‫טיפול נכון בכדי למנוע הפיכתן לגמלונים אטומים. פירוט‬ ‫מסדרון סגור יגרום בדרך כלל לחוסר אוורור מפולש או‬ ‫נכון של חזיתות אלה עשוי לייצר בהן פתחים הפונים‬ ‫חוסר פרטיות במקרה של פתיחת הדירות למסדרות‬ ‫לכיוון השמש והרוח, מרפסות הנוצרות על ידי גריעה‬ ‫הסגור. הוא עלול גם לסבול מתאורה לקויה בדירות.‬ ‫ממסת החזית ופונות דרום מזרחה ודרום מערבה, ועוד‬ ‫תכנית בעלת מסדרון אמצעי המזין שתי דירות משני‬ ‫פתרונות העשויים להפוך את יחידות הקצה לבעלות‬ ‫צדדיו (סכימה לא שכיחה בארץ אך נפוצה בארצות‬ ‫פוטנציאל תכנוני ואנרגטי גבוהים מהטיפוסי לבניין כזה.‬ ‫אחרות) תיצור שורה אחת של דירות ללא נגישות‬ ‫שמש חורפית, ושתי השורות תסבולנה מאוורור לקוי.‬ ‫יתרונו העיקרי של טיפוס בניין זה טמון בצמצום‬ ‫המלצה: לדירות במבנים הטוריים תהיה‬ ‫שטחי המעטפת החשופים לתנאי חוץ, למעט היחידות‬ ‫חזית דרומית וחזית צפונית. הבניינים‬ ‫הקיצוניות. ככל שגובה המבנה יגדל – בהתייחס‬ ‫ימוקמו בשולי המבנן או השכונה, בכוון‬ ‫למספר המפלסים או הקומות – אורך צלו יגדל ביחס‬ ‫ממנו מגיעות הרוחות הבעייתיות והסופות.‬ ‫של 2:1, על כן יש לתת את הדעת מבחינת מיקום‬ ‫יש לפצות את היחידות הקיצוניות במבנים‬ ‫השטחים הפתוחים ביחס ליחידות הדיור, כך שלא‬ ‫על הפסדי אנרגיה עקב מיקומם בגמלונים.‬ ‫יפגע פוטנציאל השימוש בהם בחורף. מבנים אלה‬ ‫ברוב המקרים יש להימנע מקומת עמודים‬ ‫עשויים לשמש מחסום רוח ועל כן מיקומם ביחס לבינוי‬ ‫פתוחה. קצוות מזרחיים ומערביים של‬ ‫נמוך יותר צריך להתייחס לכיווני הרוחות. יחד עם זאת,‬ ‫בניינים טוריים, או בניינים טוריים בעלי‬ ‫במקרה כזה יש להתייחס בהתאם לתכנון היחידות‬ ‫פנות לא מיטבית צריכים ליצר חזיתות או‬ ‫בתוך המבנים, וכן לפרטי האיטום בצדם הפונה לרוח.‬ ‫חלקי חזיתות הפונים לשמש ולרוח.‬ ‫אחד החסרונות המרכזיים במיקום מבנים טוריים‬ ‫במסגרת מבנן עירוני היא הבעייתיות של החזיתות‬ ‫המערבית והמזרחית של המבנן. חזיתות אלה דורשות‬‫המבנן‬ ‫0‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫מבנים רבי-קומות‬ ‫מבנים רבי-קומות הם דגם בנייה בעייתי ממספר‬ ‫בחינות. בקרת האקלים בפנים המבנה קשה, במיוחד‬ ‫ביחידות הגבוהות, והמיקרו-אקלים הנוצר בסביבתו‬ ‫הקרובה ולמרגלותיו עלול להיות לא נוח. עלות המבנה‬ ‫על מערכותיו השונות (כולל מעליות, משאבות וכו)‬ ‫גבוהה מזו של מבנים טוריים בעלי שלוש עד ארבע‬ ‫קומות. עלות אחזקתן של המערכות השונות אף היא‬ ‫גבוהה יחסית לדגמי בנייה אחרים. אף על פי כן, דגם‬ ‫זה מועדף לעתים קרובות כיוון שהוא מאפשר ניצול‬ ‫אינטנסיבי של הקרקע (ניצול זה דורש התייחסות‬ ‫מיוחדת לזכויות שמש).‬ ‫בניין רב קומות מורכב בדרך כלל מפיר תנועה אנכית‬ ‫המשרת לעתים גם מערכות (מעליות, מדרגות, וצנרת‬ ‫למיניה) וסביבו מספר יחידות (דיור או אחרות),‬ ‫המסודרות על פי רוב באופן סימטרי בכל קומה. דרישה‬ ‫לפתיחה לשמש ולרוח מגבילה את אפשרויות ארגונה‬ ‫של התכנית. צורת המבנה יוצרת כמה בעיות אקלימיות‬ ‫הן בתוכו והן מסביבו. איבוד האנרגיה דרך המעטפת‬ ‫(באמצעות הולכה והסעה) הוא רב, משום שמהירות‬ ‫הרוח גדלה עם הגובה מפני הקרקע (או ממפלס הגגות‬ ‫הממוצע בסביבה) כך שהלחצים המופעלים על ידה‬ ‫על הקירות ובמיוחד על החלונות גדלים אף הם עם‬ ‫הגובה. לחצים אלה גורמים החלפות אוויר מהירות ליד‬ ‫משטחי הבניין המגבירות את הפסדי החום בהולכה‬ ‫איור 7.51. אורך הצל המוטל על ידי בניינים גבוהים נבחרים‬ ‫דרך המעטפת ובהסעה ממנה על ידי הרוח, וגם חדירה‬ ‫בבוקר, צהריים ואחה"צ ביום חורף בתל אביב.‬ ‫מוגברת של אוויר אל תוך המבנה, בצד הרוח, או שאיבה‬ ‫ממנו דרך פתחים וסדקים בצלה של הרוח. תופעה‬ ‫בעולם) מאפשר ניצול אינטנסיבי יותר של הקרקע‬ ‫זו עלולה להיות חמורה ומפריעה במיוחד באזורים‬ ‫אך במחיר של החמרת התנאים בשטחים הפתוחים‬ ‫גבוהים בהם מהירויות הרוח גבוהות ממילא, וכן‬ ‫הסמוכים (על ידי הצללת יתר, חסימת הרוח או יצירת‬ ‫באזורים מדבריים בהם ישנה ממילא בעיה של סופות‬ ‫זרמי אוויר חזקים במיוחד) וכן על ידי יצירת עומס רב‬ ‫אבק. בעיה נוספת הנה יצירת זרמי אוויר חזקים סביב‬ ‫יותר על תשתיות (מים וביוב, דרכים וחניה). דרישה‬ ‫המבנה, עובדה הגורמת לאי-נוחות במיוחד למרגלות‬ ‫להבטחת נגישות שמש במרקם של בנייה גבוהה‬ ‫הבניין הגבוה. לעתים קרובות תופעות אלה מחייבות‬ ‫תגרום לפיזור הבניינים על פני שטחים נרחבים בשל‬ ‫שימוש במערכות יקרות לבקרת האקלים. שילובן‬ ‫הגידול של שטח מעטפת הצל המוטל על ידי בניין‬ ‫של מערכות סולריות מרכזיות לחימום מים בבניינים‬ ‫ביחס לגובהו. אם אכן שיקולים ביו-אקלימיים מהווים‬ ‫רבי-קומות בעייתי אף הוא, מאחר שקווי ההספקה‬ ‫חלק מהפרוגרמה התכנונית, אזי אלה יגרמו לאיבוד‬ ‫הארוכים מצריכים התקנת משאבות וגורמים לאיבוד‬ ‫היתרון היחסי של טיפוס בניין זה, הלא היא הצפיפות‬ ‫חום משמעותי.‬ ‫הגבוהה. פיזורם של בניינים אלה בתוך שטחים‬ ‫ריכוז וציפוף של מבנים רבי-קומות (למשל על ידי‬ ‫פתוחים נרחבים באזורים עירוניים מקטין בסופו של‬ ‫הצמדתם בקירות הגמלון כמקובל בערים גדולות‬‫המבנן‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫המבנן‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫דבר את הצפיפות העירונית, ויוצר סביבה שאיננה נוחה להולכי‬ ‫רגל. באזורים מדבריים פיזור זה יוצר בעיות סביבתיות חמורות‬ ‫במיוחד, כגון השארת שטחים לא מוגנים מבחינה אקלימית,‬ ‫הדורשים השקעה רבה בהשקיה ואחזקה כדי למנוע את‬ ‫הפיכתם למקור אבק וחול.‬ ‫מחקרים רבים מעידים על קשר ישיר בין גובה המגורים‬ ‫לבין בעיות פסיכולוגיות וחברתיות שונות, ביניהן‬ ‫התפתחות מוטורית איטית של ילדים אשר נמנע‬ ‫מהם לשהות מחוץ לבניין בשל אי-יכולת המבוגרים‬ ‫לפקח עליהם; מועקה וניכור בעיקר בקרב קבוצות גיל‬ ‫או מגדר המבלות שעות רבות בתוך המגורים – נשים,‬ ‫קשישים, ילדים קטנים; התפוררות קשרים חברתיים;‬ ‫שיעור גבוה של תופעות פשיעה יחסית לתופעות‬ ‫מקבילות בבניינים נמוכים יותר.[76,86] מחקרים‬ ‫אחרים מעידים כי בנייני משרדים רבי-קומות‬ ‫יוצרים הרגשת אי-נוחות בקרב מבקרים,‬ ‫גורמים לניכור בין הקהל לבין העובדים, ובין‬ ‫העובדים לבין עצמם. גורמים אלה אינם‬ ‫משפיעים ישירות על צריכת האנרגיה‬ ‫– לפחות לא במובן הצר. למרות זאת,‬ ‫ניתן לראות בתופעות אלה ובטיפול בהן‬ ‫מרכיב בעל חשיבות בצריכת משאבים‬ ‫שונים, כגון כוח אדם ושעות עבודה,‬ ‫השקעה באחזקת בניינים בבעלות‬ ‫ציבורית ועוד.‬ ‫עבור משהב"ש – תכנית מתאר מפורטת לרמות ג,‬ ‫מקרה טיפוסי של בניינים גבוהים הנו זה של בניינים‬ ‫פלח ‪ ,D‬בבאר שבע, ניסיון לעצב בניינים כאלה נעשה‬ ‫בעלי תכנית ‪ – H‬ארבע דירות סימטריות בכל קומה.‬ ‫כך שתשמרנה זכויות השמש והרוח של כל יחידה, וכך‬ ‫בפרויקט שתוכנן על ידי היחידה לאדריכלות מדברית‬ ‫שבניין אחד לא יחסום את שכניו.‬ ‫המלצה: בדרך כלל יש להימנע מבנייה לגובה גדול‬ ‫מ-8-6 קומות. כאשר קיימת דרישה מפורשת‬ ‫לבנייה מסוג זה יש להקפיד על הפניה מתאימה‬ ‫של היחידות השונות, בידוד ואיטום משופר של‬ ‫מעטפת הבניין ואיטום טוב של הפתחים. דרוש‬ ‫חישוב של מעטפות ההצללה להבטחת נגישות‬ ‫שמש למבנים ושטחיים פתוחים סמוכים מחד‬ ‫גיסא, אך למזעור השטח הפתוח מאידך גיסא.‬ ‫674-864 ,911-411 :7791 ,.‪67. Alexander et al‬‬ ‫3791 ,‪68. Newman‬‬‫המבנן‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫...בהתאם לתנאי האקלים האזורי וכחלק‬ ‫ממקבץ הבניינים יש לשלב שיקולי אנרגיה‬ ‫וסביבה בתכנון הבניין הבודד...‬ ‫61. בנין מודע אקלים‬ ‫כיצד בניין יכול לספק נוחות תרמית הולמת‬ ‫תוך חסכון מרבי באנרגיה?‬ ‫צילום: וולפנג מוצפי-האלר‬ ‫* * *‬ ‫צריכת אנרגיה ונוחות תרמית עומדות, כביכול, בשני צידי המשוואה: נדרשת הראשונה כדי ליצור את השניה.‬ ‫שיפור אמיתי בתפקוד הבניין, אם כך, מותנה ביעילותו – ובעיקר בהגברת היעילות של המנגנונים המתווכים בין‬ ‫החלל הפנימי לבין הסביבה הטבעית.‬ ‫בעולם הטבעי, כל גוף חי שואף לאיזון תרמי עם סביבתו. צמחים ובעלי חיים עוברים תהליך הסתגלות מתמיד כדי‬ ‫להתאים את עצמם לתנאי האקלים ולשפר את סיכויי הישרדותם. הסתגלות זו בא לידי ביטוי בשלושה מנגנונים,‬ ‫אשר יוצרים התאמה של 1) מיקום הגוף במרחב, 2) צורתו הפיזית, ו-3) מערכת חילוף החומרים והאנרגיה‬ ‫שפועלת בתוכו.‬ ‫הפועלים בטבע: ניתן להתאים את מיקום המבנה ואת‬ ‫המנגנון הראשון – מיקום – מתבטא למשל בהבדלים‬ ‫פנותו לסביבה, ניתן להתאים את צורתה של מעטפת‬ ‫הבולטים בין הכיסוי הצמחי במדרון דרומי לעומת‬ ‫הבניין ואת החומרים שמהם היא עשוייה, ואפשר לנצל‬ ‫זה שבמדרון צפוני, או בדגם ההתנהגות של חרדון,‬ ‫גם מערכות חימום וקירור מכאניות. אך בבניין מודרני‬ ‫שחושף את עצמו לשמש מלאה בשעות הבוקר הקרות‬ ‫אופייני, האמצעי העיקרי – ולעיתים היחיד – ליצירת‬ ‫אבל מתמקם בצל בשעות החמות. התנהגות מודעת‬ ‫נוחות תרמית הוא מיזוג האויר המכני, וכל שאר‬ ‫אקלים מתגלה גם דרך המנגנון השני – אצל חיות‬ ‫[96]‬ ‫האמצעים האפשריים פשוט נזנחים.‬ ‫אשר מסוגלות לשנות את צורת גופן, כגון הנחש‬ ‫שמשטח את גופו בניצב לשמש כדי לקלוט קרינה,‬ ‫המחיר של מגמה זו נמדד בצריכת האנרגיה ובתופעות‬ ‫וחוזר לצורה גלילית כאשר ההתחממות לא רצויה.‬ ‫הסביבתיות הנלוות אליה: צריכה מוגברת של משאבים‬ ‫תגובות מהסוג הזה בולטות אצל בעלי דם-קר, אשר‬ ‫מתכלים, זיהום אוויר, והגדלת פליטת גזי חממה.‬ ‫מוגבלים ביכולתם לווסת את חום הגוף באמצעות‬ ‫בישראל כמו במדינות מפותחות אחרות, הפעלה‬ ‫חילוף החומרים – המנגנון השלישי. אך גם בעלי דם-‬ ‫של בניינים אחראית לחלק ניכר ׁכ-%04) מצריכת‬ ‫(‬ ‫חם נעזרים בתכונות הפיזיות של גופם כדי לשמור‬ ‫האנרגיה הכללית, והחלק הגדול מצריכה זו מושקע‬ ‫על החום, כדוגמת הנוצות של ציפורים או הפרווה של‬ ‫במערכות חימום וקירור לשם יצירת נוחות תרמית.‬ ‫יונקים, אשר מעניקים שכבת בידוד תרמי יעילה.‬ ‫כאשר האנרגיה המושקעת במבנים (כולל תהליך‬ ‫הייצור של חומרי בנין, ותהליך הבניה עצמו) נלקח‬ ‫מעבר לוויסות היעיל של טמפרטורת גופם ע"י מנגנונים‬ ‫בחשבון, מתברר כי בניינים אחראים למחצית או יותר‬ ‫פיזיולוגיים וע"י בגדים, בני אדם מסוגלים לשפר את‬ ‫מכל האנרגיה הנצרכת בשוק.‬ ‫תנאי מחייתם באמצעותם בנייניהם. בניסיון לספק‬ ‫תנאים תרמיים נוחים למשתמשים בבניין, עומדים‬ ‫4791 ,‪69. Knowles‬‬ ‫לרשות המתכנן אמצעים אשר מקבילים למנגנונים‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫קיץ - יום‬ ‫דרום‬ ‫קיץ - לילה‬ ‫63‬ ‫23‬ ‫טמפרטורה מ צ‬ ‫חוץ‬ ‫82‬ ‫42‬ ‫פנים‬ ‫] “ [‬ ‫02‬ ‫61‬ ‫0‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫9‬ ‫21‬ ‫51‬ ‫81‬ ‫12‬ ‫42‬ ‫שעה‬ ‫איור 1.61. תפקוד עקרוני של בניים פאסיבי במחזור יומי באקלים חם ויבש (אזור רמת הנגב) בעונת הקיץ. בשעות היום יש‬ ‫הגנה מרבית בפני קרינת השמש, באמצעות בידוד חצוני והצללת פתחים. בלילה המסה הפנימית מקוררת בעזרת אוורור‬ ‫מפולש, ונוצר מהלך טמפרטורה יציב ונוח.‬ ‫הבנויה וההקשר הטבעי, וכאשר נקבעים הארגון הכללי‬ ‫בשנים האחרונות חל שיפור מהותי ביעילותן האנרגטית‬ ‫של המבנה וצורתו בהתאם לפרוגרמה.‬ ‫של מערכות מכניות ושל מוצרים מתקדמים. אך‬ ‫הפוטנציאל העיקרי להקטנת הצריכה של אנרגיה‬ ‫מידת השיפור ביעילות האנרגטית של הבניין תלויה‬ ‫במבנים עדיין טמון בתכנון הבניין עצמו – משום‬ ‫בהבנת האקלים המקומי, ובהתייחסות להזדמנויות‬ ‫שהתכונות של מעטפת הבניין קובעות במידה רבה את‬ ‫ומגבלות שקיימות בסביבה. על כן יש צורך בניתוח‬ ‫העומסים התרמיים שמוטלים על החלל המאוכלס. יתר‬ ‫יסודי של האקלים המקומי, כולל מיפוי של התנאים‬ ‫על כן, התפקוד התרמי של הבניין אינו תלוי רק ברמת‬ ‫העונתיים האופייניים (טמפרטורת אוויר, לחות יחסית,‬ ‫המוצרים וחומרי הגמר, אשר בדרך כלל מפורטים‬ ‫זוויות ועוצמות של קרינת שמש, משטר רוחות) ושל‬ ‫לקראת סוף תהליך התכנון. התפקוד הסופי תלוי גם‬ ‫התנאים באתר עצמו (טופוגרפיה והפניית מדרונות,‬ ‫בתכונות שנקבעות בשלבים הראשוניים של התכנון,‬ ‫מבנים שכנים אשר מטילים צל באתר או דורשים‬ ‫כאשר נקבעים המיקום של המבנה יחסית לסביבה‬ ‫נגישות שמש, מכשולים לזרימת אוויר, וכו).‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫חורף - יום‬ ‫דרום‬ ‫חורף - לילה‬ ‫82‬ ‫42‬ ‫פנים‬ ‫טמפרטורה מ צ‬ ‫02‬ ‫61‬ ‫21‬ ‫חוץ‬ ‫] “ [‬ ‫8‬ ‫4‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫9‬ ‫21‬ ‫51‬ ‫81‬ ‫12‬ ‫42‬ ‫שעה‬ ‫איור 2.61. תפקוד עקרוני של בניין פסיבי במחזור יומי באקלים מדברי (אזור רמת הנגב) בעונת החורף. בשעות היום יש‬ ‫קליטה ישירה של קרינת שמש דרך פתחים מזוגגים דרומיים, ורוב האנרגיה נאגרת כחום במסה התרמית הפנימית. בלילה‬ ‫החום נשמר בעזרת בידוד חצוני, ונוצר מהלך טמפרטורה יציב ונוח.‬ ‫המלצה: יש לשלב ניתוחים אקלימיים ואנרגטיים‬ ‫לא רק בשלבי התכנון המתקדמים או במפרטים‬ ‫ראה תפקוד‬ ‫הטכניים, אלא בשלבים הראשוניים של התכנון‬ ‫האדריכלי. על סמך ניתוחים אלה, יש להגדיל את‬ ‫של בניין פאסיבי‬ ‫יעילות המבנה על ידי התאמה אקלימית של מיקום‬ ‫בהדמיה התרמית‬ ‫המבנה באתר ובתוך מקבץ הבניינים, של צורת‬ ‫המעטפת, ושל החומרים שמרכיבים את הבניין.‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫תלות בצורה‬ ‫...התפקוד התרמי של בניין מודע אקלים, וכמו כן‬ ‫004 מ”ר‬ ‫הצורך באנרגיה לחימום וקירור, תלויים במידה רבה‬ ‫בתכנון הצורני הבסיסי של המעטפת...‬ ‫71. צורת המעטפת‬ ‫פני שטח‬ ‫52.0‬ ‫05.0‬ ‫06.0‬ ‫56.0‬ ‫07.0‬ ‫ליחידת נפח:‬ ‫00.2‬ ‫52.1‬ ‫05.1‬ ‫526.1‬ ‫577.1‬ ‫ליח‘ שטח רצפה:‬ ‫תלות בגודל‬ ‫05.0‬ ‫0.1‬ ‫פני שטח ליחידת נפח:‬ ‫מעטפת הבניין מווסתת את מעבר החום‬ ‫בין החלל הפנימי והסביבה החיצונית,‬ ‫איור 1.71. התלות של ה"קומפקטיות" של‬ ‫ולצורתה יש השלכות שונות על העברת‬ ‫המעטפת על צורתה וגודלה. ככל שהצורה נעשתה‬ ‫האנרגיה בהולכה, בהסעה ובקרינה. איך‬ ‫יותר אחידה במימדיה השונות, כך היחס בין שטח‬ ‫ניתן לעצב את המעטפת בצורה שממזערת‬ ‫הפנים ונפח המעטפת (‪ )S/V‬קטן. כמו כן, היחס‬ ‫מעבר חום שאינו רצוי, ובו זמנית מאפשרת‬ ‫גדל כאשר מעטפת אחת גדולה מפורקת למספר‬ ‫מעבר אנרגיה שתורמת לתפקוד הבניין?‬ ‫צורות קטנות. לחלל בעל תקרה גבוהה (כגון כיפה‬ ‫גדולה ללא חלוקה לקומות) יש יחס ‪ S/V‬נמוך‬ ‫במיוחד, אבל יחסית לשטח הרצפה ה"שימושית",‬ ‫פני השטח החשופים הם נרחבים במיוחד.‬ ‫* * *‬ ‫צורה קומפקטית‬ ‫היחס ‪ S/V‬עבור כיפה (חצי כדור) נמוך מזה של‬ ‫קובייה, ואותו ערך עבור קובייה נמוך מזה של מעטפת‬ ‫רבים המקרים שבהם הטמפרטורה מחוץ לבניין‬ ‫מלבנית מוארכת בתכנית (מידות אורך ורוחב שונות)‬ ‫מתרחקת מזו שרצויה בפנים, וניכרת החשיבות של‬ ‫או בחתך (מידות רוחב וגובה שונות). ניתן להבחין‬ ‫הולכת חום דרך הקירות והתקרות: איבודי חום‬ ‫שהיחס גם מושפע מה"רגולאריות" של המעטפת:‬ ‫בתנאי חורף קרים, ועומסי חום בתנאי קיץ חמים.‬ ‫הוא גדל ככל שהצורה הבסיסית מפורקת לתת-צורות‬ ‫שעור מעבר החום בהולכה תלוי בשלושה גורמים:‬ ‫קטנות. בפועל, אם כך, הקומפקטיות קשורה גם לגודל‬ ‫הפרש הטמפרטורה בין שני צדי הקיר (או כל מרכיב‬ ‫המעטפת: משום ששטח הפנים גדל כפונקציה ריבועית‬ ‫אחר של המעטפת), המוליכות התרמית שלו (בהתאם‬ ‫(בחזקה שנייה) של המידות, והנפח גדל יחסית למידה‬ ‫לתכונות החומרים), וגודל פני השטח שלו.‬ ‫בחזקה שלישית, הרי כל הגדלה במידות תביא לכך‬ ‫משמעותו של הגורם השלישי – דהיינו, גודל השטח‬ ‫שהנפח עולה יחסית לשטח הפנים – דהיינו, ‪ S/V‬הולך‬ ‫החשוף לתנאי החוץ – היא שכל הגדלה במעטפת‬ ‫וקטן אם הגודל.‬ ‫מגדילה ביחס ישיר את מעבר החום דרכה. משום‬ ‫יש לציין שהערכת הקומפקטיות של המעטפת עשויה‬ ‫שהעברת חום בלתי מבוקרת בדרך כלל פוגעת בנוחות‬ ‫להשתנות כאשר מודדים את שטח הפנים יחסית לחלל‬ ‫התרמית, או מגבירה את צריכת האנרגיה לחימום‬ ‫"שימושי" – כפי שמתבטא בשטח הרצפה – במקום‬ ‫וקירור, יש יתרון עקרוני למעטפת קומפקטית – אשר‬ ‫ליחידת נפח כללי. כך, למשל, לבניין בעל תקרה גבוהה‬ ‫שטח הפנים שלה קטן יחסית לנפח של הבניין.‬ ‫(כדוגמת הכיפה באיור 1.71) יש יחס ‪ S/V‬נמוך,‬ ‫רמת הקומפקטיות של המעטפת תלויה במספר גורמים‬ ‫אבל שטח הפנים שלו יחסית לשטח הרצפה גבוהה‬ ‫גיאומטריים. היחס בין שטח הפנים ונפח הבניין (‪)S/V‬‬ ‫מאוד לאומת קובייה שמחולקת למספר קומות. לכן‬ ‫הולך וקטן ככל שהמימדים שלו יותר אחידים – כך‬ ‫הקומפקטיות המעשית של המעטפת קשורה לא רק‬ ‫שהצורה הקומפקטית ביותר היא למעשה כדור, בעל‬ ‫לצורתה החיצונית, אלא גם לחלוקתה הפנימית.‬ ‫מידות זהות בכל הכיוונים. כפי שהוצג באיור 1.71,‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫צפון‬ ‫חורף‬ ‫קיץ‬ ‫מערב‬ ‫צ‬ ‫צ‬ ‫מז‬ ‫מז‬ ‫מזרח‬ ‫דרום‬ ‫מע‬ ‫מע‬ ‫ד‬ ‫ד‬ ‫חורף‬ ‫]קוו“שמ“ר[‬ ‫קרינת שמש יומית‬ ‫קיץ‬ ‫2‬ ‫4‬ ‫6‬ ‫8‬ ‫חשיפה‬ ‫חשיפה‬ ‫קיץ‬ ‫חורף‬ ‫איור 2.71. עוצמתה של קרינת השמש בכיוונים ושיפועים‬ ‫צהריים‬ ‫בוקר‬ ‫צהריים‬ ‫בוקר‬ ‫שונים, ביום קיץ (12 יוני) ויום חורף בהיר (12 דצמבר)‬ ‫בנגב. מסומן גם מסלול השמש בכל אחת מהעונות.‬ ‫גג‬ ‫צורה סלקטיבית‬ ‫גג‬ ‫ישנה השפעה נוספת של תצורת המעטפת, שקשורה‬ ‫דרום‬ ‫צפון‬ ‫דרום‬ ‫צפון‬ ‫גם היא להולכה. כאמור, שיעור מעבר החום דרך‬ ‫המעטפת תלוי בהפרש הטמפרטורה בין שני צדי‬ ‫הקיר. הטמפרטורה של פני השטח החיצוניים מושפעת‬ ‫קיץ‬ ‫לא רק מזו של האוויר החיצוני, אלא גם מחשיפתם‬ ‫חורף‬ ‫לקרינת שמש (ובמידה מסוימת גם לרוח) – כאשר‬ ‫עוצמת החשיפה בכל נקודת זמן תלויה בהפניה של‬ ‫חשיפה‬ ‫חשיפה‬ ‫חורף‬ ‫קיץ‬ ‫הקיר. לכן, התחממות והתקררות הבניין קשורות ליחס‬ ‫צהריים‬ ‫בוקר‬ ‫צהריים‬ ‫בוקר‬ ‫בין שטחי הקירות בהפנייות שונות, וגם ליחס בין שטחי‬ ‫הקירות והגגות. השפעות אלה מודגשות כמובן ככל‬ ‫איור 3.71. השפעת הפרופורציות של המעטפת בתכנית‬ ‫שיש במשטחים אלה פתחים מזוגגים גדולים, שדרכם‬ ‫(למעלה) ובחתך (למטה) על החשיפה לקרינת שמש‬ ‫אנרגיה עוברת ישירות בקרינה ובהסעה.‬ ‫בעונת הקיץ ועונת החורף.‬ ‫התחממות המעטפת כתוצאה מחשיפתה לקרינת‬ ‫בדומה לקרינת שמש ישירה, שמתאפיין בכיווניות‬ ‫שמש מהווה, באופן כללי, יתרון בעונת החורף וחסרון‬ ‫ברורה בהתאם לזמן ולמיקום, ניתן להתחשב בכיווניות‬ ‫בעונת הקיץ. ממבט על מסלול השמש בכל עונה (איור‬ ‫של רוחות בתצורת המעטפת. לרוח חזקה יכולה להיות‬ ‫2.71), ומתוך הבנה בסיסית של גיאומטריה סולרית,‬ ‫השפעה ניכרת על סילוק חום מפני המעטפת בהסעה‬ ‫ניתן להבחין כי הפנייה דרומית מספקת "רווח" קרינתי‬ ‫(ככל שהאוויר בחוץ קריר יותר מהם) – אשר גורמת‬ ‫בחורף והפנייה מערבית או מזרחית גורמת ל"נזק"‬ ‫להתקררות לא רצויה בחורף וקירור רצוי בקיץ. קירור‬ ‫קרינתי בקיץ. במעטפת מוארכת, אם כך, ישנו יתרון‬ ‫פסיבי באמצעות אוורור מפולש מתבסס על הפניית‬ ‫מובהק לציר אורך בכיוון מזרח-מערב (איור 3.71)‬ ‫הפתחים במעטפת: פתחי כניסה בכיוון הרוח ופתחי‬ ‫– שמאפשר חזית דרומית גדולה ומצמצם את שטחם‬ ‫יציאה בכיוונים נגדיים. למרות שכיווני הרוח משתנים‬ ‫של החזיתות המופנות לכיוונים הניצבים. מעטפת‬ ‫באזורי אקלים שונים בארץ, ברוב האזורים בחודשי‬ ‫בעלת ציר אורך מסובב ב-09 מעלות, לאומת זאת,‬ ‫הקיץ ישנן רוחות סדירות מהצפון, צפון-מערב ומערב.‬ ‫"סובלת" מעודף קרינה בקיץ (מן המזרח בבוקר ומן‬ ‫חשוב לציין שהשפעות הקרינה והרוח, גם אם הן‬ ‫המערב אחה"צ) ומחסור בקרינה בחורף (מן הדרום‬ ‫ניכרות במישור החיצוני של המעטפת, גורמות למעבר‬ ‫בצהריים). לעיתים ניתן לנצל גם את הפרופורציות בין‬ ‫חום דרך הקירות והתקרות רק בהתאם לתכונות‬ ‫משטחים אנכיים ואופקיים (איור 3.71) כדי להגדיל‬ ‫התרמיות של אותם משטחים. ככל שהם מבודדים‬ ‫את החשיפה לדרום ולהקטין את שטח הגג, אשר‬ ‫יותר, כך קטנות ההשפעות התרמיות של צורת‬ ‫חשוף בקיץ לעוצמת קרינה הגדולה ביותר.‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫חדר‬ ‫חדר‬ ‫איור 4.71. החלון עילי דרומי מאפשר נגישות שמש‬ ‫מטבח‬ ‫חורפית לחלל בצד הצפנוני של הבניין.‬ ‫סלון‬ ‫המעטפת כתוצאה מהולכה – אבל במידה שצורה‬ ‫זו מכתיבה את כיווני הפתחים, יש לה חשיבות בכל‬ ‫מקרה כתוצאה מהעברת אנרגיה בקרינה והסעה.‬ ‫צ‬ ‫תכנית‬ ‫0‬ ‫מטר‬ ‫5‬ ‫המלצה: מומלץ לצמצם את שטח המעטפת ככל שניתן,‬ ‫במיוחד באזורי אקלים קיצוניים כגון הערבה ואזורי‬ ‫ההרים, שבהם הפרשי טמפרטורה רחבים מטילים‬ ‫עומס תרמי כבד על הבניין. באותה מידה מומלץ‬ ‫להבטיח נגישות לשמש חורפית ולאוורור מפולש בקיץ,‬ ‫בכל חלל פנימי מאוכלס. למעשה, שתי הדרישות האלה‬ ‫עלולות להיות מנוגדות – ולעיתים קרובות יש צורך‬ ‫חתך - קיץ‬ ‫בפתרונות תכנוניים מיוחדים שמאפשרים קומפקטיות‬ ‫וגם חשיפה בו זמנית. לדוגמא:‬ ‫• חלון עילי שמאפשר חשיפה דרומית לחדר בצפון‬ ‫המבנה (איור 4.71).‬ ‫• ארגון פנימי של הבניין שמכתיב חשיפה מועדפת‬ ‫לחללים בהתאם לאופן שימוש בהם: למשל אזורי‬ ‫מגורים בחזית דרומית ואזורי אחסון ושירותים‬ ‫חתך - חורף‬ ‫בצד צפוני (איור 5.71).‬ ‫• חלל ביניים (חצר פנימית, מרפסת מקורה, וכו) אשר‬ ‫איור 6.71. התכנון של בית באקלים מדברי מדגים את‬ ‫מתווך בין פנים וחוץ ומווסת את חשיפת המעטפת‬ ‫השאיפה ליצור מעטפת קומפקטית תןך שמירה על‬ ‫בפועל בהתאם לעונה (איור 6.71).‬ ‫נגישות שמש ורוח בכל חלקי הבניין. החצר הפנימית‬ ‫ניתנת לסגירה בחורף ע"י קירוי שקוף, ובקיץ היא מוצלת‬ ‫אכסון‬ ‫צפון‬ ‫שרותים‬ ‫ומאווררת.‬ ‫מטבח‬ ‫מעברים‬ ‫חדר‬ ‫שינה‬ ‫פינת אוכל‬ ‫חדר‬ ‫* * *‬ ‫מגורים ‬ ‫שינה‬ ‫צהריים‬ ‫אזור ציבורי‬ ‫בוקר‬ ‫התרומה האקלימית של צורת המעטפת, ובמיוחד של‬ ‫הפניית הקירות, מתבטאת בראש ובראשונה בפתחים‬ ‫מזוגגים. בפועל היעילות האנרגטית של המעטפת‬ ‫תלויה בתכונות התרמיות של קירות רב-שכבתיים ושל‬ ‫איור 5.71. סכמת ארגון פנימי של בית שמתחשב‬ ‫גג מגן.‬ ‫בהפנייות מועדפות מבחינת החשיפה לשמש.‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫משרעת‬ ‫...בבניין מודע אקלים, שתוכנן תוך התחשבות‬ ‫טמפרטורה‬ ‫במשמעויות האנרגטיות של צורת המעטפת‬ ‫בחוץ‬ ‫וחומרי הבניין, יש תפקיד מרכזי לתכונות‬ ‫החומרים של הקירות החיצוניים.‬ ‫81. קיר רב-שכבתי‬ ‫משרעת‬ ‫טמפרטורה‬ ‫בתנאי הארץ, הבניין נתון לעיתים קרובות‬ ‫בפנים‬ ‫לעומסים תרמיים משמעותיים אשר נובעים‬ ‫מתנאי חוץ לא נוחים – בעוד שקיימות‬ ‫איור 1.81. המטרה: למתן את תנודות הטמפרטורה‬ ‫תנודות טמפרטורה רחבות בין יום ולילה‬ ‫במחזור היומי, וליצור תנאים יציבים ונוחים בתוך הבניין.‬ ‫ובין עונה לעונה. מצבים דינמיים אלה‬ ‫מחייבים קירות המעטפת בעלי שתי‬ ‫תכונות מנוגדות: מצד אחד, נדרש קיר בעל התנגדות תרמית גבוהה, כדי לסכל מעבר חום בלתי‬ ‫רצוי. מצד שני, על הקיר להיות בעל יכולת אגירה תרמית גבוהה, שתאפשר מיתון של התנודות‬ ‫וניצול של "אנרגיה טבעית" לחימום וקירור.‬ ‫* * *‬ ‫חומרים נפוצים לבניית קירות בארץ, כגון בטון ומוצריו,‬ ‫ברוב אזורי האקלים של הארץ, שוררים תנאים לא נוחים‬ ‫מתאפיינים במוליכות תרמית גבוהה יחסית (ראה טבלה‬ ‫בפרקי זמן ניכרים במשך המחזור השנתי האופייני.‬ ‫2.6 בפרק 6). מבלי לעבות את הקיר מעבר לטווח‬ ‫בשעות היום של ימי הקיץ יש תנאים חמים למדי‬ ‫המקובל, ניתן להשיג שיפור משמעותי בהתנגדות שלו‬ ‫(טמפרטורות גבוהות וקרינת שמש חזקה, ובמישור‬ ‫רק תוך שימוש בחומרי בידוד תרמי – דהיינו, חומרים‬ ‫החוף גם לחות גבוהה), ובשעות הלילה של החורף‬ ‫בעלי מוליכות תרמית נמוכה, שמתאפיינים כחומרים‬ ‫הטמפרטורות נמוכות (במיוחד באזורי ההרים). כאשר‬ ‫"קלים" מבחינת המשקל הסגולי (הצפיפות) שלהם.‬ ‫הטמפרטורה החיצונית של קיר נתון שונה בהרבה מזו‬ ‫שרצויה, מטעמי נוחות תרמית, בתוך הבניין, מוגבר‬ ‫אולם בחלק גדול מאזורי הארץ, ובעיקר באלה שגבוהים‬ ‫מעבר אנרגיה דרך הקיר – מבפנים החוצה בתנאים‬ ‫וצחיחים יותר, האקלים מתאפיין במשרעת טמפרטורה‬ ‫קרים, ובכיוון הפוך בתנאים חמים.‬ ‫גדולה במחזור היומי, ובמצב תרמי לא יציב. בחורף,‬ ‫למרות הטמפרטורות הנמוכות, ישנם ימים רבים‬ ‫ברוב המקרים הקירות מהווים חלק גדול ממעטפת‬ ‫בהירים וקרינת שמש בעוצמה גבוהה, ובקיץ הימים‬ ‫הבניין, ומעבר החום המוגבר דרכם עלול להוות גורם‬ ‫החמים מלווים בלילות קרירים ורוחות חזקות. כדי‬ ‫עיקרי להתחממות או התקררות החלל. לכן, חסכון‬ ‫למתן את תנודות הטמפרטורה ולנצל בצורה מיטבית‬ ‫באנרגיה הנדרשת כדי לשמור על תנאי נוחות קשורה‬ ‫את מקורות האנרגיה הטמונים באקלים המקומי,‬ ‫ישירות ליכולת הקיר להתנגד למעבר חום. משום‬ ‫נדרשת מהקיר "אינרציה תרמית" גבוהה, אשר תלויה‬ ‫שמעבר החום דרך הקיר מתרחש בהולכה, התכונה‬ ‫באגירת חום לאורך זמן. סוג החומר שמעניק לקיר את‬ ‫שקובעת את קצב המעבר היא המוליכות התרמית של‬ ‫יכולת האגירה נקרא "מסה תרמית" – דהיינו, חומר‬ ‫הקיר כולו, הנמצאת ביחס הפוך למקדם ההתנגדות‬ ‫בעל קיבול חום גבוה, אשר מיושם בנפחים גדולים.‬ ‫התרמית הכוללת של כל שכבותיו.‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫0‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫טיח פנים‬ ‫טיח פנים‬ ‫בלוק בטון‬ ‫02 ס"מ‬ ‫בטון יצוק‬ ‫בטון יצוק‬ ‫02 ס"מ‬ ‫02 ס"מ‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫)קל-קר( 5 ס"מ‬ ‫)קל-קר( 5 ס"מ‬ ‫טיח חוץ‬ ‫טיח חוץ‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫קיר בנוי‬ ‫קיר מבטון יצוק‬ ‫עם בידוד חצוני‬ ‫עם בידוד חצוני‬ ‫איור 2.81. דוגמאות של חתכי קירות העומדים בדרישות העקרוניות של "קיר רב-שכבתי". (בשני המקרים, הגימור החצוני‬ ‫מתבסס על טיח אקרילי מיוחד בעל הדבקות טובה לשכבת הבידוד.)‬ ‫יחסית קבועה למרות שינויים כגון הפסקה פתאומית‬ ‫קיבול החום הנפחי של חומר קשור באופן ישיר למשקל‬ ‫בחימום או קירור. כמוכן, המסה גם מאפשרת את‬ ‫הסגולי של החומר, כך שלחומרים צפופים כגון בטון‬ ‫ניצולם של שינויים מחזוריים בעונות השונות, במסגרת‬ ‫יש קיבול חום גבוה יחסית (ראה טבלה 3.6 בפרק‬ ‫התפקוד של הבניין כולו (ראה איור 1.61 ואיור 2.61‬ ‫6). יכולתם לספוג חום ולאגור אותו קשור גם לתכונה‬ ‫בפרק 61):‬ ‫נוספת: חומרים "כבדים" מתאפיינים, כאמור, במוליכות‬ ‫חורף – ניתן לאגור חום בתוך המסה בשעות‬ ‫תרמית גבוהה, כך שתרומתם לבידוד המעטפת עלולה‬ ‫היום באמצעות קליטה ישירה של קרינת שמש‬ ‫להיות זניחה. לכאורה, שתי הדרישות הללו – התנגדות‬ ‫(או להפעיל מערכת חימום באותן שעות, כאשר‬ ‫תרמית גבוהה וקיבול חום גבוה – מנוגדות זו לזו בכל‬ ‫צריכת החשמל הארצית אינה בשיאה). בשעות‬ ‫חומר נתון.‬ ‫הלילה הקרות יותר, הבידוד מונע הפסדי חום כלפי‬ ‫מה שנדרש אם כך, במצב תרמי דינאמי, הוא שילוב של‬ ‫חוץ והחלל הפנימי מחומם על ידי המסה החמה.‬ ‫שני סוגי חומר שעונים על שתי הדרישות האנרגטיות:‬ ‫קיץ – בשעות הלילה הקרירות יחסית, מסלקים‬ ‫בידוד תרמי ומסה תרמית. ביחד, הבידוד והמסה‬ ‫חום מהמסה באמצעות אוורור מפולש. המסה‬ ‫מאפשרים צמצום של משרעת הטמפרטורה במשך‬ ‫הקרירה סופגת עודפי חום מהחלל הפנימי בשעות‬ ‫היום, וכן יצירת פער זמן בין שינוי הטמפרטורה מחוץ‬ ‫החמות, כאשר הבידוד מונע ממנה לתחמם.‬ ‫למבנה לבין השפעתו בתוך המבנה. ישנה חשיבות‬ ‫עליונה למיקום היחסי של סוגי החומר בחתך הקיר:‬ ‫להשפעה המשולבת של בידוד ומסה תרמית יש‬ ‫כדי שהמסה תווסת את האקלים הפנימי של הבניין, וגם‬ ‫משמעות שונה באזורים שונים, ובהתאם להפעלת‬ ‫תהיה מבודדת מעומסי האקלים החיצוניים, היא חייבת‬ ‫הבניין. במישור החוף, למשל, תנודות הטמפרטורה‬ ‫להיות בצד הפנימי של הקיר. משמעותו של היחס‬ ‫הן יחסית מתונות, עומס החום בקיץ מתפרס על יותר‬ ‫הבסיסי הזה היא בכך שהבניין ישמור על טמפרטורה‬‫הבנין‬ ‫0‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫טיח פנים‬ ‫טיח פנים‬ ‫בלוקי בטון‬ ‫01 ס"מ‬ ‫בלוק בטון‬ ‫02 ס"מ‬ ‫בטון יצוק‬ ‫02 ס"מ‬ ‫בטון יצוק‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫02 ס"מ‬ ‫)קל-קר( 3 ס"מ‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫)קל-קר( 5 ס"מ‬ ‫)רונדו-פן( 3 ס"מ‬ ‫טיח חוץ‬ ‫גב בטון‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫חיפוי אבן‬ ‫קיר ”בלוק כפול“‬ ‫קיר מחופה אבן‬ ‫עם בידוד מוגן‬ ‫עם בידוד מוגן‬ ‫איור 3.81. דוגמאות של חתכי קירות העומדים בדרישות העקרוניות של "קיר רב-שכבתי". (בשני המקרים, הגימור החצוני‬ ‫ברוב שטח הקיר אינו מבוסס על טיח מיוחד.)‬ ‫כאשר הם חשופים לתנאי חוץ, ולכן יש חשיבות מיוחדת‬ ‫שעות ביממה, וקרינת השמש בחורף מוגבלת בשל‬ ‫לשכבת קיר נוספת – חיפוי חיצוני. מעבר לתפקידיהם‬ ‫ריבוי עננות. במבנים ציבוריים כגון אולמות התכנסות,‬ ‫הקשורים להגנה מכאנית ומראה חיצוני של הבניין,‬ ‫אשר מאוכלסים לפרקי זמן קצרים ועיקר עומס החום‬ ‫לחומרי הציפוי יש תפקיד תרמי מרכזי: בליעה והחזרה‬ ‫בנסיבות אלה הוא פימי (כאשר הפוטנציאל לנצל‬ ‫של קרינת השמש תלויות בגוון וחספוס של הגימור‬ ‫אמצעים פאסיביים מצומצם והמצב התרמי פחות‬ ‫החיצוני.‬ ‫דינאמי), בולטים יותר היתרונות של חומרים בעלי‬ ‫צפיפות בינונית כגון בטון תאי ("איטונג"), שמספקים‬ ‫המלצה: יש להתייחס לקירות החיצוניים של הבניין‬ ‫התנגדות תרמית סבירה יחסית לקיר מסיבי לא מבודד,‬ ‫כמערכת רב-שכבתית, שעונה על הדרישות הדינאמיות‬ ‫וקיבול חום סביר יחסית לקיר מבודד לא מסיבי (דוגמת‬ ‫של האקלים המקומי בכל עונות השנה. חתך הקיר יהיה‬ ‫בניה קלה, כאשר הקיר בנוי משלד עץ או פלדה). הניצול‬ ‫מורכב מחומרים שנותנים מענה על הצורך באגירת‬ ‫של "חומרי הביניים" כגון איטונג מוגבל בכך שהם בד"כ‬ ‫חום פנימית, התנגדות תרמית, וגימור חיצוני.‬ ‫מהווים חומר מילוי בלבד, וחלק ניכר מהקיר מורכב‬ ‫מאלמנטים קונסטרוקטיביים (עמודים, קורות, חגורות‬ ‫* * *‬ ‫וכו) מבטון יצוק. ב"גשרים התרמיים" האלה יש צורך‬ ‫בבידוד תרמי נוסף – בצידו החיצוני של הבטון.‬ ‫בהתאם לאזור אקלימי ואופן הפעלת הבניין, ייקבעו‬ ‫באיור 2.61 ואיור 3.61 מוצגות מספר דוגמאות של‬ ‫סוגים, כמויות, ומיקומם היחסי של מסה תרמית,‬ ‫חתכי קיר העומדים בקריטריונים המתוארים כאן:‬ ‫חומרי בידוד וחומרי גמר. עקרונותיהם של היחסים‬ ‫לכולם יש שכבה של חומר מסיבי בצד הפנימי, ושכבה‬ ‫בין חומרים בקיר רב-שכבתי חלים על כל המעטפת‬ ‫של בידוד בצידו החיצוני של המסה. חומרי הבידוד‬ ‫החשופה לתנאי חוץ, ובמיוחד על גג מגן.‬ ‫האופייניים בארץ, כגון פוליסטירן מוקצף, אינם עמידים‬‫הבנין‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫2‬ ‫...כחלק חיוני של קירות רב-שכבתיים ושל‬ ‫חומר‬ ‫גג מגן, חומרים שמפחיתים כניסה או יציאה‬ ‫שכבת גבול פנים‬ ‫של חום דרך המעטפת הנם חיוניים לחסכון‬ ‫טיח פנים‬ ‫באנרגיה.‬ ‫91. חומרי בידוד‬ ‫בטון ס מ‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫סמ‬ ‫טיח חוץ‬ ‫שכבת גבול חוץ‬ ‫אחת מהדרכים הבסיסיות ביותר שעומדת‬ ‫סה כ‬ ‫לרשות האדריכל לעודד חסכון באנרגיה‬ ‫הנה לדאוג לכך שמעטפת הבניין תהיה‬ ‫מבודדת היטב: בידוד תרמי מקטין את‬ ‫איור 1.91. ההתנגדות התרמית הכוללת של קיר מחושבת‬ ‫המעבר פנימה של חום בלתי רצוי בקיץ,‬ ‫כסכום ההתנגדויות של כל שכבותיו.‬ ‫ומצמצם את איבוד החום במשך החורף.‬ ‫על פי איזה קריטריונים ניתן לקבוע את הכמות והמיקום של חומרי בידוד?‬ ‫* * *‬ ‫הפרשים גדולים בין טמפרטורת הפנים הרצויה לבין טמפרטורת החוץ על פני המעטפת גורמים למעבר כמויות‬ ‫גדולות של אנרגיה מהפנים אל החוץ ולהפך, וגורמים להתחממות החלל הפנימי או להתקררותו. אנרגיית חימום או‬ ‫קירור חייבת להיות מושקעת במערכת לצורך החזרת הטמפרטורה הפנימית לתחום הרצוי.‬ ‫לבידוד. לכן, במקרים רבים נדרשים חומרים ייחודיים‬ ‫לכן, השקעת האנרגיה הנדרשת כדי לשמור על תנאי‬ ‫– חומרי בידוד. לחומרים אלה, המתאפיינים במשקלם‬ ‫נוחות קשורה ישירות ליכולת המעטפת להתנגד‬ ‫וחוזקם הנמוכים בנוסף לכושר הבידוד הגבוה שלהם,‬ ‫למעבר חום. משום שמעבר החום דרך אלמנטים כגון‬ ‫יש תפקיד מוגדר ולפעמים אף בלעדי: להפחית מעבר‬ ‫קירות ותקרות מתרחש בהולכה, התכונה שקובעת את‬ ‫חום דרך המעטפת.‬ ‫קצב המעבר היא המוליכות התרמית של האלמנט.‬ ‫בטבלה 1.91 מוצגת רשימה של חומרי בידוד‬ ‫מקדם ההולכה של אלמנט במעטפת נמצא ביחס הפוך‬ ‫אופייניים בבניה ישראלית ותכונותיהם. בולט היחס‬ ‫למקדם ההתנגדות התרמית הכוללת של כל שכבותיו‬ ‫ההפוך בין כושר הבידוד והמשקל של החומר – כלומר,‬ ‫– דהיינו, לסכום ההתנגדויות (ערכי הבידוד) של כל‬ ‫חומרי בידוד נוטים להיות חומרים קלים. ניתן להבחין‬ ‫החומרים שבחתך הקיר או התקרה, ללא תלות בסדר‬ ‫גם במשמעות העובי עבור חומרים שונים: כדי לקבל‬ ‫השכבות (איור 1.91). מאחר וההתנגדות תלויה גם‬ ‫ערך התנגדות של 0.1=‪ ,R‬נדרש בקירוב 3 ס"מ של‬ ‫בתכונות החומר (כושר הבידוד) וגם בעובי שלו, ניתן‬ ‫חומר מוקצף (לוחות פוליסטירן מוקצף או פוליאוריתן‬ ‫באופן תיאורטי ליצור מעטפת מבודדת היטב באמצעות‬ ‫מוקצף), אבל אותו ערך מחייב 8-7 ס"מ של טיח תרמי‬ ‫אלמנט עבה מאוד, שמורכב מחומר אחד או יותר, גם‬ ‫(כמות שעלולה להיות בעייתית מבחינה יישומית).‬ ‫אם אין לאף אחד מהחומרים המרכיבים את האלמנט‬ ‫התנגדות דומה מתקבלת מקיר שבנוי מבלוקי בטון‬ ‫כושר בידוד גבוה.‬ ‫תאי (כגון איטונג) בעובי 02 ס"מ, או לחילופין משכבה‬ ‫אולם בפועל, ישנן מגבלות על עובי המעטפת ועל‬ ‫של 3-2 ס"מ בידוד מוקצף.‬ ‫תרומתם של חלק מהחומרים (כגון בטון קונסטרוקטיבי)‬‫הבנין‬ ‫2‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫התנגדות תרמית לס"מ עובי‬ ‫מוליכות תרמית‬ ‫צפיפות‬ ‫החומר‬ ‫[מ"ר מ"צוואט]‬ ‫[וואט(מ מ"צ)]‬ ‫[ק"גמ"ק]‬ ‫33.0‬ ‫030.0‬ ‫72‬ ‫פוליאוריתן מוקצף‬ ‫13.0‬ ‫230.0‬ ‫03‬ ‫פוליסטירן מוקצף (קל-קר)‬ ‫22.0‬ ‫540.0‬ ‫61-21‬ ‫צמר סלעים וצמר זכוכית‬ ‫21.0‬ ‫280.0‬ ‫052‬ ‫טיח תרמי‬ ‫51.0‬ ‫560.0‬ ‫001‬ ‫פרליטורמיקוליט מותפח‬ ‫540.0‬ ‫22.0‬ ‫056‬ ‫בטון תאי‬ ‫700.0‬ ‫04.1‬ ‫0002‬ ‫טיח צמנט‬ ‫500.0‬ ‫01.2‬ ‫0042‬ ‫בטון‬ ‫51000.0‬ ‫76‬ ‫0087‬ ‫ברזל‬ ‫טבלה 1.91. תכונות של חומרי בידוד וחומרי בניין אחרים על פי ת"י 5401 (3002).‬ ‫ניתן לראות בטבלה 2.91 שהדרישה לבידוד בת"י‬ ‫כמות הבידוד‬ ‫5401 מוגברת בתקרה עליונה: הגג הנו אלמנט‬ ‫כמות הבידוד הדרושה תלויה בקיצוניות של האקלים‬ ‫מעטפת רגיש במיוחד, שחשוף לעומסי הקרינה‬ ‫המקומי, יחסית לתנאים הרצויים בתוך הבניין ובהתאם‬ ‫החזקים ביותר בקיץ ולהפסדי חום אל השמיים בחורף.‬ ‫לדגם השימוש בו והפעלתו. רמת הקיצוניות משתקפת‬ ‫התקן מתייחס גם למשקל (מסה ליחידת שטח) של‬ ‫בעיקר בטמפרטורות המרביות בעונת הקירור (כלומר‬ ‫האלמנט, כך שהדרישות עולות במקרה של בניה‬ ‫בקיץ ובימי שרב) והמזעריות בעונת החורף. יש לזכור,‬ ‫יותר כבדה ויורדות עבור בניה קלה. הערכים בטבלה‬ ‫עם זאת, שהעומס התרמי שאליו נתונה המעטפת כולל‬ ‫2.91 מבטאים דרישות עבור קירות ותקרות בעלי‬ ‫גם חשיפה לקרינת שמש ורוחות חזקות, ומשתנה לפי‬ ‫מסה בינונית של 002 ק"ג למ"ר – משקל שמייצג‬ ‫הלחות האופיינית, בעונות השונות של השנה.‬ ‫(בקירוב) קיר בנוי מבלוקי בטון רגילים ללא אלמנטים‬ ‫קונסטרוקטיביים, או לחילופין קיר ששטחו מורכב מ-‬ ‫בישראל, למרות שטחה הקטנה, ישנם הבדלים‬ ‫%07 בלוקי איטונג בעובי 02 ס"מ ו-%03 אלמנטים‬ ‫אקלימיים משמעותיים שמצדיקים דרישות שונות‬ ‫מבטון יצוק (עמודים וכו).‬ ‫לבידוד של בניינים. חלוקת הארץ לארבעה אזורי‬ ‫הרכב הקיר בדוגמה השנייה (איטונג) ממחיש גם‬ ‫אקלים, על בסיס טמפרטורות אוויר אופייניות,‬ ‫שיקול חשוב בבחירת חומרי בידוד: בקיר שבנוי‬ ‫משמשת כבסיס לתקן ישראל 5401 לבידוד תרמי של‬ ‫מבלוקי מילוי (כגון בלוקי בטון חלולים, איטונג, פומיס‬ ‫בניינים – הקובע, על פי חוק, את ההתנגדות התרמית‬ ‫וכו), האלמנטים הקונסטרוקטיביים מהווים "גשרים‬ ‫המינימאלית של בניינים בכל אחד מאזורי האקלים‬ ‫תרמיים" – שדרכם מעבר החום מוגבר יחסית לחתך‬ ‫המוגדרים. הדרישות הצנועות ביותר נקבעו ברצועת‬ ‫האופייני עקב המוליכות הגבוהה של הבטון הצפוף. על‬ ‫החוף (אזור א), שמתאפיינת בטמפרטורות מתונות‬ ‫כן ערכי הבידוד המינימליים הדרושים בתקן מתייחסים‬ ‫יחסית. באזור ב (שכולל את מישור החוף והשפלה,‬ ‫לחתך קיר אופייני, ואורכם המרבי של גשרים תרמיים‬ ‫רוב הנגב, ומקומות אחרים), אזור ג (אזור ההר) ואזור‬ ‫מוגבל בהתאם לאזור ועובי השכבות בקיר.‬ ‫ד (בקעת הירדן והערבה) הדרישות עולות באופן‬ ‫הדרגתי עם הקיצוניות של האקלים (טבלה 2.91).‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫התנגדות תרמית (‪ )R‬מינימלית של אלמנטי מעטפת על פי תקן ישראל 5401‬ ‫(מ"ר מ"צוואט)‬ ‫אזור ד‬ ‫אזור ג‬ ‫אזור ב‬ ‫אזור א‬ ‫00.1‬ ‫58.0‬ ‫07.0‬ ‫06.0‬ ‫קיר חוץ‬ ‫04.1‬ ‫01.1‬ ‫09.0‬ ‫08.0‬ ‫תקרה עליונה‬ ‫עבור אלמנטים סופגים בעלי מסה של 002-003 ק"גמ"ר בבנייני מגורים‬ ‫התנגדות תרמית (‪ )R‬מינימלית מומלצת של אלמנטי מעטפת*‬ ‫(מ"ר מ"צוואט)‬ ‫אזור ד‬ ‫אזור ג‬ ‫אזור ב‬ ‫אזור א‬ ‫06.1‬ ‫04.1‬ ‫02.1‬ ‫00.1‬ ‫קיר חוץ‬ ‫02.3‬ ‫08.2‬ ‫04.2‬ ‫00.2‬ ‫תקרה עליונה‬ ‫* על פי הקריטריונים לבניה ירוקה של מפעל הפיס (מבוסס על ת"י 2825)‬ ‫טבלה 2.91. התנגדות תרמית מינימלית נדרשת (על פי ת"י 5401, למעלה), ומומלצת (למטה) עבור קירות ותקרות‬ ‫בבנייני מגורים .‬ ‫מיקום הבידוד‬ ‫שיקול נוסף שמקבל ביטוי בת"י 5401 הנו צבע‬ ‫כאמור, מיקום הבידוד בחתך האלמנט לא משפיע‬ ‫המשטח החיצוני של הקיר, משתנה שעלול להשפיע‬ ‫על ערך ההתנגדות של האלמנט כולו. למרות זאת,‬ ‫רבות על מעבר החום. כמות החום העוברת דרך‬ ‫למיקום הבידוד יש השפעה חשובה על התפקוד התרמי‬ ‫הקיר תלויה בהפרש הטמפרטורה בין שני משטחיו‬ ‫של המעטפת במצב דינמי, שבו זמינות האנרגיה‬ ‫(הפנימי והחיצוני), וכאשר חומרי גמר בגוונים כהים‬ ‫משתנה בתדירות גבוהה (למשל, כשיש תנודות חדות‬ ‫חשופים לקרינת שמש, אנרגיה רבה נבלעת ופני הקיר‬ ‫בטמפרטורה בין יום ולילה). כאשר הבידוד ממוקם‬ ‫מתחממים מעל טמפרטורת האוויר. לכן שיעור הבידוד‬ ‫בצד החיצוני של שכבת חומר מסיבי בקיר רב-שכבתי,‬ ‫הנדרש קשור גם לצבע של המשטח החיצוני, כאשר קיר‬ ‫הבידוד מפחית את התחממות המסה בשעות החמות‬ ‫ללא גימור בהיר חייב להיות מבודד יותר טוב – בעיקר‬ ‫של היום בקיץ, ואת התקררותה בלילות חורף קרים.‬ ‫באזורים חמים כגון הערבה.‬ ‫בתקופות אחרות, הבידוד החיצוני פועל באופן הפוך:‬ ‫בלילות קיץ, הוא מאפשר חשיפת המסה הפנימית‬ ‫בכל מקרה מומלץ להתייחס לערכים בתקן כדרישת‬ ‫לאוויר קריר שזורם דרך החלל באמצעות אוורור מפולש,‬ ‫מינימום (ראה גם ערכים מומלצים בטבלה 2.91),‬ ‫בעוד שבשעות היום בחורף הוא מאפשר חשיפה של‬ ‫בהבנה שבאופן כללי תוספת מעל סף זה יביא לחסכון‬ ‫אותה מסה פנימית לקרינת שמש, באמצעות קליטה‬ ‫נוסף באנרגיה, ומומלץ בכל אזור לבודד ככל האפשר‬ ‫ישירה (ראה איור 1.61 ואיור 2.61 בפרק 61).‬ ‫אלמנטים קונסטרוקטיביים כדי למנוע גשרי חום‬ ‫וקור. יחד עם זאת, השפעתו של כמות הבידוד אינו‬ ‫באיור 2.91 (א-ד) מוצגות דוגמאות של חתכי קיר‬ ‫לינארית: התועלת המושגת מכל הגדלה נוספת בעובי‬ ‫שמשלבים בידוד תרמי ומסה פנימית, ומבחינת ערכי‬ ‫הבידוד, מבחינת השיפור בטמפרטורת פנים או חיסכון‬ ‫ההתנגדות התרמית ומכמות המסה, עומדים בהמלצות‬ ‫באנרגיה, הופכות לשולית יותר ויותר.‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫אפילו השפעה שלילית, משום שקיבול החום הנמוך של‬ ‫המוזכרות בטבלה 2.91 עבור ארבעת אזורי האקלים.‬ ‫חומר הבידוד מונע בליעת עודפי חום במעטפת ואגירת‬ ‫באיור 3.91 מוצגים חתכים נפוצים נוספים, יחד עם‬ ‫החום לאורך זמן. במקרה זה האמצעים ה"פסיביים"‬ ‫תכונותיהם.‬ ‫(כגון קליטת שמש בחורף או אוורור לילה בקיץ) פועלים‬ ‫למיקום הבידוד בצד הפנימי ולא החיצוני עלול להיות‬ ‫טיח פנים‬ ‫טיח פנים‬ ‫בלוקי בטון‬ ‫בלוק איטונג‬ ‫01 ס"מ‬ ‫52 ס"מ‬ ‫בטון יצוק‬ ‫02 ס"מ‬ ‫בטון יצוק‬ ‫02 ס"מ‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫בלוק איטונג‬ ‫)קל-קר( 3 ס"מ‬ ‫5 ס"מ‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫בשיחול 3 ס"מ‬ ‫טיח חוץ‬ ‫טיח חוץ‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫(ב) קיר בלוק כפול בודד‬ ‫(א) קיר בלוק איטונג 52‬ ‫06.1 (30.1)‬ ‫התנגדות אופיינית (ובגשר)‬ ‫44.1 (35.0)‬ ‫התנגדות אופיינית (ובגשר)‬ ‫003 ~‬ ‫מסה פנימית (ק"גמ"ר)‬ ‫052 ~‬ ‫מסה פנימית (ק"גמ"ר)‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫טיח פנים‬ ‫טיח פנים‬ ‫בלוק בטון‬ ‫בלוק בטון‬ ‫02 ס"מ‬ ‫02 ס"מ‬ ‫בטון יצוק‬ ‫בטון יצוק‬ ‫02 ס"מ‬ ‫02 ס"מ‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫)קל-קר( 5 ס"מ‬ ‫)קל-קר( 5 ס"מ‬ ‫גב בטון‬ ‫טיח חוץ‬ ‫ציפוי אבן‬ ‫(ד) קיר מחופה אבן‬ ‫(ג) קיר בלוק 02 מבודד‬ ‫77.1 (65.1)‬ ‫התנגדות אופיינית (ובגשר)‬ ‫47.1 (35.1)‬ ‫התנגדות אופיינית (ובגשר)‬ ‫053 ~‬ ‫מסה פנימית (ק"גמ"ר)‬ ‫053 ~‬ ‫מסה פנימית (ק"גמ"ר)‬ ‫תרמי,‬ ‫איור 2.91: חתכי קיר שונים, יחד עם ערכי ההתנגדות התרמית האופיינית (מ"ר מ"צוואט), ההתנגדותם בגשר‬ ‫וכמות המסה הפנימית. ארבעת החתכים (א-ד) עומדים בהמלצות עבור ארבעת אזורי האקלים (א-ד) בטבלה 2.91.‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫טיח פנים‬ ‫טיח פנים‬ ‫בלוק פומיס‬ ‫בלוק איטונג‬ ‫22 ס"מ‬ ‫22 ס"מ‬ ‫בטון יצוק‬ ‫בטון יצוק‬ ‫02 ס"מ‬ ‫02 ס"מ‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫)קל-קר( 2 ס"מ‬ ‫)קל-קר( 2 ס"מ‬ ‫טיח חוץ‬ ‫טיח חוץ‬ ‫קיר בלוק פומיס 22‬ ‫קיר בלוק איטונג 22‬ ‫98.0 (87.0)‬ ‫התנגדות אופיינית (ובגשר)‬ ‫92.1 (87.0)‬ ‫התנגדות אופיינית (ובגשר)‬ ‫023 ~‬ ‫מסה פנימית (ק"גמ"ר)‬ ‫052 ~‬ ‫מסה פנימית (ק"גמ"ר)‬ ‫איור 3.91. חתכי קירות נפוצים, יחד עם ערכי ההתנגדות התרמית וכמות המסה הפנימית.‬ ‫ויצירתה בד"כ דורשת חומרי בידוד ייחודיים.‬ ‫באופן מיידי לחמם או לקרר את האוויר הפנימי, במקום‬ ‫יש לקבוע את כמות הבידוד בהתאם לקיצוניות‬ ‫שהשפעתם תשמר לשעות מאוחרות יותר – כאשר‬ ‫של האקלים האזורי: יש צורך בבידוד מוגבר‬ ‫הצורך בחימום או קירור בד"כ בשיאו. הורדת קיבול‬ ‫באזורים הרריים ויבשים. חשוב להרבות בבידוד‬ ‫החום תגרום לתנודות טמפרטורה גדולות יותר בתוך‬ ‫הגג העליון, ולא להזניח את הגשרים התרמיים‬ ‫הבניין: בקיץ, בשל חום שנכנס אליו על ידי חדירת אוויר‬ ‫הנוצרים במעטפת. מומלץ להתייחס לערכי‬ ‫או קרינת שמש דרך החלונות, הטמפרטורה בפנים‬ ‫הבידוד הרשומים בתקן ישראל 5401 כדרישה‬ ‫הבניין תעלה במהירות. בחורף, עם חדירת מעט אוויר‬ ‫מינימלית, ולהגדיל את כמות הבידוד מעל סף‬ ‫קר לבניין ואיבוד אנרגיה דרך המעטפת, יתקרר הבניין‬ ‫זה בהתאם למגבלות מעשיות, כלכליות ואחרות.‬ ‫במהירות. בשל כך תגדל מאוד תנודת הטמפרטורה‬ ‫ברוב המקרים מומלץ למקם את הבידוד בצדו‬ ‫היומית (מקסימום-מינימום) גם בחורף וגם בקיץ.‬ ‫החיצוני של הקיר, כדי להגדיל את התועלת‬ ‫(להמשך הדיון על מסה תרמית ראה את הפרק הבא.)‬ ‫האפשרית של אמצעים פסיביים לחימום וקירור‬ ‫ישנם מקרים שבהם רצוי בכל זאת למקם את הבידוד‬ ‫הבניין.‬ ‫בצד הפנימי של המעטפת, כתוצאה מסוג החלל ודגם‬ ‫השימוש בו. דוגמא לכך הם אולמות התכנסות ממוזגים,‬ ‫* * *‬ ‫אשר מתפקדים בפרקי זמן קצרים יחסית תחת‬ ‫עומסים פנימיים גדולים (מספר רב של משתמשים)‬ ‫ואשר נעשה בהם שימוש באמצעים אקטיביים למיזוג‬ ‫כאשר קובעים את כמות וסוג החומר המבודד יש‬ ‫אוויר. בחללים כגון אלה, בידוד פנימי מנטרל את מסת‬ ‫להתחשב גם בהשלכות ייצורו על אנרגיה וסביבה,‬ ‫הבניין ומאפשר חימום או קירור מהיר, מבלי להשקיע‬ ‫ובשילוב הבידוד עם מסה תרמית ועם חומרי גמר‬ ‫אנרגיה רבה בהכנת האולם לשימוש.‬ ‫במסגרת של קיר רב-שכבתי ושל גג מגן. יש להתחשב‬ ‫בבידוד תרמי הולם גם בטיפול בפתחים במעטפת,‬ ‫המלצה: מעטפת בניין מבודדת היטב הנה‬ ‫באמצעות מוצרים כגון זיגוג מבודד ותריסים ניידים.‬ ‫חלק הכרחי של בניה מודעת אנרגיה בישראל,‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫...בקירות רב-שכבתיים, גג מגן, מחיצות פנים, ורצפת‬ ‫משרעת‬ ‫משרעת‬ ‫הבניין – ובמיוחד באלה שבאים במגע עם הקרקע,‬ ‫יחסית‬ ‫טמפרטורה‬ ‫בפנים‬ ‫בחוץ‬ ‫היכולת לאגור חום משחקת תפקיד מרכזי בתפקוד‬ ‫התרמודינמי של הבניין.‬ ‫02. מסה תרמית‬ ‫1.0 ~‬ ‫ברוב אזורי הארץ, ישנן תנודות טמפרטורה‬ ‫בטון‬ ‫קל-קר‬ ‫02 ס“מ‬ ‫3 ס“מ‬ ‫חדות בין יום ולילה וימים רבים שבהם‬ ‫קרינת השמש חזקה. האם ניתן להפוך‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫מצב זה של חוסר יציבות תרמית ממגבלה‬ ‫איור 1.02. הקטנה במשרעת הטמפרטורה היומית בצד‬ ‫להזדמנות, ולנצל את תנאי האקלים לטובת‬ ‫הפנימי של מעטפת מסיבית, לעומת זאת שבחוץ.‬ ‫הנוחות והיעלות של הבניין?‬ ‫* * *‬ ‫בניין שמתוכנן תוך דגש על שימור אנרגיה – אפילו אם הוא מבודד ואטום היטב – לא יכול לנצל את האנרגיה‬ ‫ה"טבעית" הטמונה בתנודות המחזוריות של האקלים המקומי אם אין בו מנגנון לאגירת חום לאורך זמן. התכונה‬ ‫שמאפשרת אגירת כזו – קיבול החום של הבניין – משפיע על תפקודו התרמי במספר דרכים משולבות:‬ ‫קיבול חום גבוה אופייני לחומרים מסיביים – כלומר,‬ ‫א) עם עליית קיבול החום של המעטפת, המשרעת‬ ‫חומרים בעלי משקל גבוה ליחידת נפח, ושמיושמים‬ ‫של הטמפרטורה היומית (ההפרש בין מינימום‬ ‫בנפחים גדולים בתוך הבניין (ראה טבלה 3.6 בפרק‬ ‫למקסימום) בתוך המבנה בשל שינוי טמפרטורה‬ ‫6). על כן החומר האוגר אנרגיה מכונה מסה תרמית‬ ‫וקרינה חיצוניים תקטן. יחד עם זה, יגדל פיגור הזמן‬ ‫– כאשר כמותו במעטפת הבניין ובמחיצותיו, ומיקומו‬ ‫בין טמפרטורות השיא (מקסימלית או מינימלית)‬ ‫ביחס לבידוד, משפיעים משמעותית על תנאי הנוחות‬ ‫בפנים לבין טמפרטורות השיא בחוץ. את השילוב‬ ‫במבנה. ניתן לראות דוגמאות של כמויות מסה בחתכי‬ ‫בין שתי התופעות הללו – מיתון התנודות ופיגור‬ ‫קיר אופייניים באיור 2.91 ואיור 3.91 בפרק 91.‬ ‫הזמן של מהלך הטמפרטורה בפנים יחסית לסביבה‬ ‫בטון ומוצריו הם החומרים המקובלים ביותר לבנייה‬ ‫– ניתן לתאר כמצב של יציבות תרמית, שבו נמנעים‬ ‫בישראל. בשל קיבול החום הגבוה יחסית של בטון,‬ ‫שינויים קיצוניים שעלולים להביא לאי-נוחות קשה‬ ‫השפעתם של שינויי טמפרטורה מהירים מחוץ לבניין‬ ‫(ראה איור 1.61 ואיור 2.61 בפרק 61).‬ ‫על הטמפרטורה בתוך בניין העשוי בטון מוקטנת‬ ‫ב) קיבול חום גבוה גורם גם להקטנת הרגישות‬ ‫(איור 1.02), והם גם מתרחשים בתוך הבניין בפיגור‬ ‫של הבניין לחום שנוצר בתוכו (ממכשירים יוצרי‬ ‫בן מספר שעות. ניתן לנצל תופעה זו על מנת לחסוך‬ ‫חום, אנשים, קרינת שמש, חדירת אוויר וכו).‬ ‫באנרגיה. דוגמה: אפשר לחמם או לקרר בית כבד,‬ ‫כשקיבול החום הוא גבוה, מעטפת הבניין יכולה‬ ‫מבודד היטב במעטפתו החיצונית, בשעות בהן צריכת‬ ‫לבלוע עודפי חום מהאוויר במהירות ולמתן את‬ ‫החשמל הארצית נמוכה. מסת הבניין תאגור בתוכה‬ ‫השינוי בטמפרטורת החדר. כאשר קיבול החום‬ ‫את החום או הקור, ותוכל להבטיח נוחות תרמית גם‬ ‫קטן, יצירת חום פנימי בתוך המבנה תגרום לעלייה‬ ‫בשעות שיא של צריכת החשמל.‬ ‫מהירה וגדולה יותר של טמפרטורת האוויר שבתוכו.‬ ‫באשר למבנים קלים, כמו בנייני עץ, הרי אלה מגיבים‬ ‫באופן דומה, כל איבוד חום מהבניין יגרום לירידת‬ ‫במהירות לשינויי טמפרטורה חיצוניים ופנימיים: בניין‬ ‫הטמפרטורה בתוכו בצורה מהירה.‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫משרעת‬ ‫משרעת‬ ‫משרעת‬ ‫משרעת‬ ‫יחסית‬ ‫טמפרטורה‬ ‫יחסית‬ ‫טמפרטורה‬ ‫בפנים‬ ‫בחוץ‬ ‫בפנים‬ ‫בחוץ‬ ‫5.0 ~‬ ‫7.0 ~‬ ‫קל-קר‬ ‫בטון‬ ‫קל-קר‬ ‫ציפוי‬ ‫3 ס“מ‬ ‫02 ס“מ‬ ‫3 ס“מ‬ ‫חיצוני‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫איור 2.02. הקטנה במשרעת הטמפרטורה בצד הפנימי של מעטפת קלה (ימין), ושל מעטפת עם בידוד פנימי (שמאל).‬ ‫המלצה: ברוב המקרים, קיר מומלץ הוא קיר בעל‬ ‫קל מבודד היטב יחומם מהר על ידי תנור חימום, מה‬ ‫שכבה פנימית מחומר מסיבי, כגון בטון או בלוק‬ ‫שיכול להיחשב כיתרון, אולם כאשר יכובה התנור, תרד‬ ‫בטון, בדרך כלל בעל עובי מינימלי של 01 ס"מ,‬ ‫טמפרטורת החדר במהירות יחסית וייגרמו שינויי‬ ‫המכוסה בשכבת בידוד אשר ברוב המקרים מומלץ‬ ‫טמפרטורה חדים הנחשבים בלתי נוחים. תופעה‬ ‫למקם בצדו החיצוני של הקיר. המסה מספקת את‬ ‫דומה תקרה בעת שיקורר המבנה בקיץ: מזגן פועל‬ ‫האגירה התרמית הדרושה, והבידוד מקטין את‬ ‫יקרר מהר, אולם עם הפסקת פעולת המזגן יתחמם‬ ‫מעבר החום דרך הקיר.‬ ‫הבניין מחדש במהירות יחסית.‬ ‫הצורך במסה תרמית פנימית בולט באזורי הארץ‬ ‫יתר על כן, בבניינים קלים, תעקוב הטמפרטורה‬ ‫בעלי תנאים תרמים קיצונים – כולל אזורי ההרים‬ ‫הפנימית כמעט ללא פיגור זמן אחר שינויי הטמפרטורה‬ ‫והמדבריות (למשל בנגב ובערבה). באזורים אלה‬ ‫החיצונית. בחורף יהיה צורך לחמם את הבניין בשעות‬ ‫ישנן תנודות טמפרטורה רחבות במיוחד במחזור‬ ‫הערב, כאשר צריכת החשמל הלאומית היא הגבוהה‬ ‫היומי, והמסה הפנימית עשויה למתן ולייצב את‬ ‫ביותר, ובקיץ הצורך במיזוג אוויר יהיה בשעות אחר‬ ‫הטמפרטורות בתוך הבניין. בחלק מהמקרים, כגון‬ ‫הצהריים המאוחרות, שוב כאשר צריכת החשמל‬ ‫בעונת הקיץ בנגב, הטמפרטורה היומית הממוצעת‬ ‫הלאומית היא בשיאה.‬ ‫הנה בתחום הנוחות, למרות ההבדלים החדים‬ ‫בין יום ולילה – ובמקרים אלה, מעטפת מסיבית‬ ‫המסה האפקטיבית של הבניין אינה עניין פשוט של‬ ‫עשויה להביא למצב של נוחות בכל השעות ללא‬ ‫בניין קל מול בניין כבד. דופן של בניין כבד יכולה להפוך‬ ‫צורך במיזוג אוויר (ראה את ההשפעות של מסה‬ ‫לבעלת תכונות דומות לבניין קל (מבחינה תרמית), אם‬ ‫תרמית בהדמיה תרמית של בנין).‬ ‫יורכב הבידוד בצד הפנימי של המעטפת (איור 2.02).‬ ‫כפי שהוסבר בפרק 91, גם תופעה זו ניתן לנצל‬ ‫* * *‬ ‫במקומות המתאימים. למשל במקרים של אולמות‬ ‫ציבוריים ממוצגים הפועלים מספר שעות מצומצם,‬ ‫העקרונות שמנחים את הצורך במסה תרמית בקירות‬ ‫יאפשר מיקום הבידוד בצד הפנימי של מעטפת האולם‬ ‫חלים גם על גגות, ובמידה מסוימת על רצפות ואלמנטים‬ ‫להפעיל המיזוג בצורה אפקטיבית רק בשעות ההפעלה‬ ‫אחרים שבאים במגע עם הקרקע. את התפקוד התרמי‬ ‫הדרושות. כך לא יהיה צורך להשקיע אנרגיה בקירור‬ ‫של קירות ניתן לשפר ע"י בחירה מושכלת של חומרי‬ ‫מסת הבניין לפני התחלת השימוש, וגם לא תישאר‬ ‫הגמר, וכמובן ע"י התכנון של פתחים בתוכו.‬ ‫אנרגיה אצורה במסת הבניין אחרי גמר השימוש.‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫‬ ‫יריעת איטום‬ ‫...בבניין מודע אקלים, השפעתם האנרגטית של צורת‬ ‫בטון שיפועים‬ ‫המעטפת ושל חומרי המעטפת מורגשת לא רק‬ ‫פוליסטירן‬ ‫מוקצף‬ ‫בקירות רב-שכבתייים אלא גם במישורי המעטפת‬ ‫העליונים ...‬ ‫12. גג מגן‬ ‫יציקת בטון‬ ‫מבחינה אקלימית, הגג נמצא במקום‬ ‫בלוק מילוי‬ ‫הרגיש ביותר במעטפת הבניין. אילו‬ ‫תכונות נדרשות מהגג כדי להפוך אותו‬ ‫מנטל אנרגטי לנכס?‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫איור 1.12. חתך אופייני של תקרת צלעות.‬ ‫* * *‬ ‫בדרך כלל חומר כגון בטון קל ("בטון שיפועים"), ומעליו‬ ‫חשיפתו הישירה לשמיים של הגג יוצרת רגישות‬ ‫מותקנת שכבת איטום אספלטית או אחרת, לצורך‬ ‫מיוחדת – ממספר סיבות:‬ ‫ניקוז מי גשם. במידה ושכבת האיטום חשופה ישירות‬ ‫1) בימי קיץ, הגג חשוף לקרינת שמש בעוצמה גבוהה‬ ‫לקרינת שמש, אז היא משמשת כאחד מחומרי הגמר‬ ‫יותר מאשר כל מרכיב מעטפת אחרת – דבר שעלול‬ ‫של המעטפת, מומלץ שהיא תהיה צבועה בצבע בהיר.‬ ‫להטיל עומס חום כבד על הבניין.‬ ‫מבחינה אנרגטית, תקרת בטון מכילה כמות ניכרת‬ ‫2) בלילות חורף, הגג חשוף לאיבודי חום גדולים‬ ‫של מסה תרמית שעשויה לתרום באופן משמעותי‬ ‫במיוחד – בקרינה ארוכת גלים, וכתוצאה ממגע מוגבר‬ ‫לקיבול החום וליציבות התרמית של הבניין. ריכוז של‬ ‫עם האוויר הקריר.‬ ‫מסה בתקרה חשוב במיוחד בימי הקיץ – כאשר אוויר‬ ‫חם יחסית עולה בתוך החלל כתוצאה מהסעה טבעית,‬ ‫3) הגג מייצר הגנה בפני גשם (וגם ברד ושלג באזורים‬ ‫ובא במגע עם התקרה. במידה וטמפרטורת התקרה‬ ‫גבוהים), דבר שדורש תשומת לב מיוחד לפרטי איטום‬ ‫נמוכה מזו של האוויר, הבטון יספוג חום מהחלל ויאגור‬ ‫ולאחזקה וטיפול שוטף.‬ ‫אותו במשך שעות היום החמות. תופעה זו נחלשת‬ ‫בישראל הגגות הנפוצים הם גגות שטוחים וגגות‬ ‫במקרה של תקרת צלעות אם המילוי בין הצלעות עשוי‬ ‫משופעים. להלן ניתוח סוגי הגגות האלה מבחינה‬ ‫מחומר קל (כגון איטונג) בעל מוליכות תרמית וקיבול‬ ‫אנרגטית, אקלימית וטכנית.‬ ‫חום נמוכים.‬ ‫לאור הרגישות הבולטת של הגג לחילופי אנרגיה,‬ ‫גג בטון שטוח‬ ‫חשוב ביותר שהמסה של תקרת הבטון תהיה מוגנת‬ ‫זהו הגג האופייני והמקובל ביותר ברוב המבנים בישראל.‬ ‫היטב – והפתרון המומלץ למתן הגנה זו הנו שכבה‬ ‫הוא עשוי בדך כלל מיציקת בטון מסיבי ("תקרה‬ ‫עבה של חומר בידוד תרמי מעל הבטון. שילוב זה‬ ‫מיקשית") או מיציקת בטון מצולע ("תקרת צלעות").‬ ‫של מסה פנימית ובידוד חיצוני (עליון) מודגשת אפילו‬ ‫במקרה השני (ראה איור 1.12), חלקו התחתון של‬ ‫יותר מאשר במקרה של קירות רב-שכבתיים. כאשר‬ ‫התקרה ממולא בבלוקי בטון או בטון קל ("איטונג") או‬ ‫עובי שכבת הבידוד מותאמת לאזור האקלים (ראה‬ ‫בתבניות קלות מפוליסטירן מוקצף ("קל-קר") או חומר‬ ‫טבלה 2.91 בפרק 91), מסת הגג אינה מתחממת‬ ‫קל אחר, המאפשרים להקטין את המשקל העצמי של‬ ‫משמעותית בקיץ ואינה מתקררת משמעותית בחורף,‬ ‫הגג במידה רבה. מעל המשטח העליון של הגג יצוק‬‫הבנין‬ ‫‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫001‬ ‫יריעת איטום‬ ‫והאלמנט המסיבי של הגג הופך לחלק מהמסה אוגרת‬ ‫בטון שיפועים‬ ‫האנרגיה של הבניין – ובכך מקטין את משרעת‬ ‫פוליסטירן‬ ‫מוקצף‬ ‫הטמפרטורה היומית בתוך המבנה. אם לעומת זאת‬ ‫01-6 ס"מ‬ ‫הגג מבודד והבידוד נמצא בחלקו התחתון, מיקום זה‬ ‫של הבידוד גורם לנטרול המסה הגדולה של הגג כמסה‬ ‫תרמית שאוגרת אנרגיה. ברוב המקרים זהו חיסרון‬ ‫הפוגע בתפקוד האנרגטי של בניין.‬ ‫ניתן לבצע את הבידוד החיצוני על פי שתי שיטות:‬ ‫תקרת בטון‬ ‫אחת מכונה "גג רגיל" והשניה "גג הפוך."‬ ‫פוליסטירן‬ ‫מוקצף‬ ‫טיח חוץ‬ ‫"גג רגיל"‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫בשיטה אחת מוכרת ומקובלת לבידוד גגות בטון‬ ‫שטוחים, לוחות פולסטירן מוקצף (קל-קר) מונחים‬ ‫איור 2.12. חתך אופייני של גג בטון "רגיל".‬ ‫ישירות על הבטון ועל גבי שכבה זו, מיושם בטון‬ ‫השיפועים ועליו יריעות האיטום (כפי שמפורט באיור‬ ‫רבה, בשל ירידת טמפרטורת האוויר שמסביבו ובשל‬ ‫2.12). טכנולוגיה זו ידועה ומוכרת בתכנון ובביצוע,‬ ‫קרינה ארוכת גל ממנו לעבר השמים. הפרשים גדולים‬ ‫ותוצאותיה בדרך כלל הן גג עשוי בצורה טכנית‬ ‫בטמפרטורת הגג עלולים לגרום למאמצים תרמיים‬ ‫משביעת רצון.‬ ‫חזקים ולסדקים, בייחוד באזורי החיבורים בין הגג לבין‬ ‫כנגד יתרון זה, יש מספר חסרונות הנובעים מהשילוב‬ ‫הקירות. ברבים מבנייני הנגב יש סדקים הנמשכים לכל‬ ‫בין אופי האקלים והמקום לבין טכנולוגיית הבנייה:‬ ‫היקפם של חדרים בקומות העליונות.‬ ‫א) במידה ויריעות האיטום העליונות צבועות בצבע‬ ‫לבן, צבע זה עלול לאבד תוך זמן קצר את כושר‬ ‫"גג הפוך"‬ ‫ההחזרה, ומתחילה לבלוע יותר ויותר קרינה. בתוך‬ ‫שיטת בניה אחרת – שנקראת גג "הפוך" – מתייחסת‬ ‫זמן קצר עלול לרדת מקדם ההחזרה של הציפוי מערך‬ ‫לגג בטון שטוח שבנוי בצורה דומה לגג "רגיל" אך‬ ‫של 6.0 או יותר לערך של 3.0 או פחות. שינוי מקדם‬ ‫נבדל בדרך שבה הוא מבודד ואטום. משטח הבטון‬ ‫ההחזרה נובע מהשתנות הצבע בשל הזדקנות, לכלוך‬ ‫מכוסה בבטון שיפועים ונאטם בחומר איטום מקובל,‬ ‫וכסוי אבק וחול. בעקבות השינוי במקדם ההחזרה‬ ‫ומעל שכבת האיטום מניחים לוחות פוליסטירן מוקצף‬ ‫משתנות מאוד הטמפרטורות על פני הגג, הן העליון‬ ‫(קל-קר) ומחורצים בתחתיתם כדי לאפשר מעבר מי‬ ‫והן התחתון. באמצע הקיץ תעלה טמפרטורת המשטח‬ ‫ניקוז. מעל שכבת הבידוד מניחים אריג שאינו אטום‬ ‫העליון של גג לבן חדש ב-01 מעלות צלסיוס בקירוב‬ ‫למים (בד גיאוטכני) ושכבת חצץ, או לחילופין מרצפות,‬ ‫מעל טמפרטורת האוויר, בשל בליעת קרינת השמש.‬ ‫להגנה על הבידוד והחזקתו במקומו (כפי שמפורט‬ ‫לעומת זאת עלולה לעלות טמפרטורת המשטח העליון‬ ‫באיור 3.12).‬ ‫של גג שאינו לבן בוהק (מכוסה בחול ואבק) בעשרות‬ ‫מעלות צלסיוס מעל טמפרטורת האוויר בסביבה.‬ ‫שיטה זו עונה על בעיה משמעותית בנוגע לגג השטוח.‬ ‫שכבת האיטום נגד חדירת מים נמצאת מתחת‬ ‫ב) טמפרטורה גבוהה זו של פני האיטום גורמת‬ ‫לחומר הבידוד ואינה חשופה לתנאי האקלים והבליה‬ ‫להמסתם ולהריסתם של רוב חומרי האיטום נגד מים‬ ‫החיצוניים. היא מוגנת מהבחינות התרמית והמכנית‬ ‫המקובלים בישראל, וכך נוצר מפגע של חדירת מים‬ ‫וחייה מתארכים.‬ ‫בתקופת החורף, כאשר הגג מוצף.‬ ‫לגג הפוך ישנם גם חסרונות מעשיים. הנגישות לצורכי‬ ‫ג) פני השטח העליונים מתקררים במשך הלילה במידה‬‫הבנין‬ ‫001‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫101‬ ‫חצץ + בד גאוטכני‬ ‫תיקון ואחזקה אל שכבת האיטום נגד מים מסובכת‬ ‫פוליסטירן מוקצף 01-6 ס"מ )לוח מחורץ(‬ ‫ומסורבלת בהשוואה לגג מסיבי רגיל, וכרוכה בפירוק‬ ‫יריעת איטום +‬ ‫חלקים משכבות הכיסוי והבידוד. ניתן להקטין את‬ ‫בטון שיפועים‬ ‫ההסתברות לתקלה זו בביצוע קפדני של שכבת‬ ‫האיטום בעת בניית הגג ובבדיקת הגג על ידי הצפה‬ ‫ממושכת לפני כיסויו בשכבת הבידוד. בנוסף, חיבור‬ ‫מתקנים שונים והצבתם על הגג (דודי שמש, מזגנים,‬ ‫אנטנות וכו) מסובכים מהרגיל. חסרון תרמי אפשרי‬ ‫תקרת בטון‬ ‫נובע מקצב הניקוז המוגבל מתחת ללוחות הבידוד:‬ ‫פוליסטירן‬ ‫מים קרים עלולים להשאר זמן מה אחרי ארוע גשם,‬ ‫מוקצף‬ ‫דבר שגורם להתקררות מהירה של תקרת הבטון. לכן‬ ‫טיח חוץ‬ ‫עובי הבידוד הנדרש בגג הפוך גדול מן העובי הנדרש‬ ‫פנים‬ ‫חוץ‬ ‫בגג רגיל.‬ ‫איור 3.12. חתך אופייני של גג "הפוך".‬ ‫גג קל משופע‬ ‫גג משופע אופייני בארץ בנוי מקונסטרוקציה קלה‬ ‫משופע מאשר בגג שטוח. בחורף יהיה שטח גדול יותר‬ ‫(מסגרת עץ או מתכת) ומכוסה ברעפים, פח או חומר‬ ‫שדרכו יאבד חום, ובקיץ יהיה שטח גדול יותר שדרכו‬ ‫דומה, כאשר במקרים רבים אין הפרדה בעלת תכונות‬ ‫ייכנס חום אל תוך הבניין.‬ ‫תרמיות משמעותיות בינו לבין חלל הבניין (למשל גג‬ ‫משופע עם תקרת רביץ אשר אין לה כמעט התנגדות‬ ‫חומרים - גגות משופעים עשויים בדרך כלל מחומרים‬ ‫או כושר אגירה תרמית).‬ ‫כהים, כגון רעפי חרס, לוחות מתכת או בטון בצבע‬ ‫אדום. חומרים אלה סופגים את רוב קרינת השמש‬ ‫הגגות המשופעים ייבחנו כאן מבחינת הגיאומטריה‬ ‫הפוגעת בהם, והטמפרטורה שלהם עולה בהרבה מעל‬ ‫שלהם ומבחינת החומרים שמהם הם עשויים:‬ ‫לטמפרטורת האוויר. משום שלחומרים אלה יש מוליכות‬ ‫גיאומטריה - כאשר זווית השמש גבוהה, גיאומטריית‬ ‫תרמית גבוהה, חלק גדול מהחום שנוצר מועבר פנימה,‬ ‫הגג אינה משפיעה משמעותית על רמת הקרינה‬ ‫וגורם לעליה משמעותית בטמפרטורת החלק התחתון‬ ‫הפוגעת בו (זהו כמובן המקרה הקשה, בצהרי הקיץ).‬ ‫של הגג ובעקיפין של החלל שמתחתיו. במקרה של גג‬ ‫כאשר זווית השמש נמוכה מזווית שיפוע הגג, עלול‬ ‫קל יחסית (שעשוי למשל מפח או לוח דק על בסיס‬ ‫לגדול החתך שבו פוגע שטף קרינת השמש בגג והוא‬ ‫צמנט), העלייה של הטמפרטורה היא מהירה יותר.‬ ‫יבלע יותר אנרגיה מאשר גג שטוח. במקרה כזה תהיה‬ ‫בשל חוסר הקיבול התרמי של מכלול הגג, אין לו כל‬ ‫גם זווית פגיעת קרני השמש בגג קרובה יותר לניצבת,‬ ‫משמעות מבחינת פיגור הזמן של גל החום, התוקף‬ ‫מה שגורם גם כן להגברת כמות הקרינה הנספגת בו.‬ ‫את פנים הבניין בשעות הקשות ביותר.‬ ‫לכן, בגג דו-שיפועי יש גם משמעות להפנייה: כאשר‬ ‫לכן, מומלץ שגג משופע יהיה מבודד היטב ובעל פתחי‬ ‫רכס הגג מכוון על ציר צפון-דרום ופני הגג המשופעים‬ ‫אוורור (חלונות, מפוחים) כדי לשפר את האוורור בעונה‬ ‫פונים למזרח ומערב, הרי עודף האנרגיה הקרינתית‬ ‫החמה. בנוסף, גג משופע מעל חלקו הצפוני של בניין‬ ‫נספגת בשעות הבוקר ואחה"צ בקיץ. אבל כאשר הרכס‬ ‫עשוי לאפשר בחורף חדירת קרינה ישירה דרך חלונות‬ ‫מכוון בניצב למצב הנ"ל, עודף קרינה נקלטת על גבי‬ ‫עיליים. ניתן למתן את התחממות הגג ע"י שימוש‬ ‫הפן הדרומי בעיקר בחורף.‬ ‫ברעפים לבנים (או חומר גמר מתאים אחר בעל גוון‬ ‫אם אין מחיצה מבודדת בין החלל העיקרי של הבניין‬ ‫בהיר ומקדם בליעה נמוך), במקום הרעפים האדומים‬ ‫לבין עליית הגג, אז השטח האפקטיבי להחלפת חום‬ ‫הכהים.‬ ‫בין הגג לבין החוץ יהיה גדול יותר במקרה של גג‬‫הבנין‬ ‫101‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫201‬ ‫"גג מוצל"‬ ‫יישום מיוחד של גג משופע הינו שילוב של הקירוי הקל‬ ‫עם גג בטון שטוח. ניתן לחלק גגות אלה לשני סוגים‬ ‫עיקריים: אלה המאפשרים זרימת אוויר חופשית בין‬ ‫הגג לבין האלמנט המצל ואלה הסגורים המאפשרים‬ ‫זרימה מוגבלת או אינם מאפשרים זרימה בכלל.‬ ‫האפקט העיקרי של הצללת הגג הוא צמצום התרומה‬ ‫של קרינת השמש להתחממותו. לצורך זה די למתוח‬ ‫מעל הגג קרום דק העשוי מחומר קל (פח גלי, בד,‬ ‫רשת, עץ) או אפילו צמחייה (במקרה של גג ירוק), ואין‬ ‫צורך לבנות גגות רעפים. (פתרון כזה מצא האדריכל‬ ‫איור 4.12. גגות מוצלים בקיבוץ יטבתה שבערבה: הקירוי‬ ‫מיכאל קון בפרוייקט המגורים לעובדי מפעלי ים המלח‬ ‫העליון עשוי מרעפים לבנים על גבי מסגרת עץ, ומרחף‬ ‫אשר נבנה בשנת 0491 בערך.) זרימת אוויר חופשית‬ ‫מעל הגג השטוח המסיבי כדי לאפשר זרימה חופשית של‬ ‫אוויר.‬ ‫בין הגג לבין האלמנט המצל מבטיחה אי-לכידת אוויר‬ ‫חם בין שתי השכבות.‬ ‫על פני הגג, שטח מוגדל זה עשוי להעניק יתרון. הסיבה‬ ‫כאשר הגג המשופע סגור לחילופי אוויר, טמפרטורת‬ ‫היא שבזוויות שמש גבוהות, סה"כ שטף הקרינה על‬ ‫האוויר בחלל הסגור מתחת לגג גבוהה בצורה‬ ‫פני הגג יהיה דומה בין עם זה מישור אופקי או מישור‬ ‫משמעותית מטמפרטורת האוויר החיצוני. אם הגג‬ ‫המעוגל (איור 5.12) – אבל סילוק החום מפני השטח‬ ‫אטום היטב ואין החלפת אוויר מתחתיו, הטמפרטורה‬ ‫ע"י הסעה יהיה יותר יעיל בגג המעוגל (כדוגמת קמרון‬ ‫בתוך חלל הגג עלולה להתקרב לטמפרטורת המשטח‬ ‫חצי-גלילי, ששטחו גדול ב-%75 מזה של גג שטוח).‬ ‫החיצוני של הגג. שיפור בביצועים התרמיים בבניין‬ ‫תופעה זו מתאפשרת משום שבשעות החמות ביום קיץ,‬ ‫אשר לו גג כזה יושג על ידי אוורור הגג תוך כדי שימוש‬ ‫טמפרטורת פני הגג צפויה להיות גבוהה יותר מאשר‬ ‫בפתחים מיוחדים או במאווררים, ותוך שימוש בשכבת‬ ‫האויר החיצוני שבא איתו במגע, אפילו אם חומר הגמר‬ ‫בידוד או חומר שמחזיר קרינה ארוכת-גל, כגון רדיד‬ ‫של גג בעל מקדם בליעה נמוך. בנוסף, החלל הגבוה‬ ‫אלומיניום. היעילות במניעת התחממות התקרה‬ ‫מתחת לקמרון מאפשר ריכוז של אויר חם יחסית מעל‬ ‫שמתחת תגדל ככל שכיסוי הגג (ההצללה) יהיה בהיר,‬ ‫גובה הראש של משתמשי החלל, ובתכנון אוירודינמי‬ ‫אטום פחות ובעל מוליכות תרמית נמוכה יותר.‬ ‫מתאים, ניתן גם לשאוב את האויר הזה החוצה דרך‬ ‫פתחי אוורור. בחורף, קמרון בעל ציר מזרחי-מערבי‬ ‫יקלוט יותר קרינה מאשר גג שטוח באותו מפתח (איור‬ ‫גגות מעוגלים‬ ‫5.12).‬ ‫למרות שגגות שטוחים ומשופעים הם הנפוצים ביותר‬ ‫השיקול האנרגטי בייצור – היכולת של תקרת בטון‬ ‫בבניה ישראלית, יש יתרונות פוטנציאליים לגגות‬ ‫מישורית לשאת את משקלה תלויה בכשר ההתנגדות‬ ‫שאינם מישוריים – כגון כיפות וקמרונות.‬ ‫שלה לעומסי כפיפה – אשר דורשת חוזק גבוהה‬ ‫השיקול האקלימי – כאמור בהקשר של צורת‬ ‫בלחיצה וגם במתיחה. לבטון עצמו יש חוזק גבוה‬ ‫המעטפת, צורה מעוגלת נחשבת כיעילה משום שיש‬ ‫בלחיצה בלבד, והחוזק הדרוש במתיחה מוענק ע"י‬ ‫לה שטח פנים קטן יותר מאשר צורה אורתוגונלית‬ ‫הפלדה שנמצא בכמויות גדולות בבטון המזויין.‬ ‫שמכילה חלל בנפח זהה. אבל במקרה שגג מעוגל‬ ‫הפלדה הינה חומר עתיר במיוחד באנרגיית הייצור‬ ‫נבנה מעל קירות אנכים, שטחו למעשה גדול יותר‬ ‫(טבלה 1.12), כך שבבניה רגילה בארץ תקרות הבטון‬ ‫מאשר גג שטוח שמכסה אותו מפתח. בימי קיץ,‬ ‫אחראיות לחלק ניכר מסה"כ האנרגייה במחזור החיים‬ ‫כאשר קרינת השמש מטילה עומס חום כבד במיוחד‬‫הבנין‬ ‫201‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫של הבניין. במקרה של קמרון, היכולת לשאת את‬ ‫קיץ‬ ‫משקלו העצמי נובעת בעיקר מחוזקו בלחיצה (ראה‬ ‫דוגמאות של קשתות מאבן ולבנים, אשר אין להן חוזק‬ ‫משמעותי במתיחה), ולכן בגגות אלה הדרישות לפלדה‬ ‫עתירת אנרגיה עשויה להיות פחותה.‬ ‫המלצה: כדי להעניק הגנה אקלימית אמיתית,‬ ‫הגג חייב להקטין ככל האפשר את עומס החום‬ ‫דרום‬ ‫הקרינתי שמוטל עליו. האמצעי הבסיסי להשגת‬ ‫מטרה זו הנו שכבת בידוד תרמי בעל התנגדות‬ ‫גבוהה כדי למנוע התחממות יתר בקיץ והתקררות‬ ‫חורף‬ ‫יתר בחורף. מומלץ שהשכבה המסיבית של הגג‬ ‫תהיה פנימית (מתחת לבידוד), ושהבידוד עצמו‬ ‫יהיה מוגן ע"י חומר גמר בהיר או אמצעי הצללה‬ ‫עליונים. ניתן להפחית עוד מהעומס האנרגטי‬ ‫באמצעות תכנון צורני תלת-מימדי, שמפזר‬ ‫את קרינת השמש ומאפשר קירור יעיל בימי‬ ‫הקיץ – וגם חוסך באנרגיית ייצור.‬ ‫דרום‬ ‫* * *‬ ‫איור 5.12. התפקוד התרמי של גג מעוגל (קמרון חצי‬ ‫גלילי) לעומת גג שטוח. כתוצאה מהחלפת האנרגיה‬ ‫ניתן לשלב בגג אמצעים ומערכות לקירור פסיבי, תוך‬ ‫שונה בקרינה ובהסעה, הקמרון עשוי להתקרר בקיץ,‬ ‫ניצול של אידוי מים מפני השטח ומצמחייה, ומקרינה‬ ‫ולהתחמם בחורף, בצורה יותר יעילה מאשר גג שטוח‬ ‫ארוכת גלים אל השמיים.‬ ‫באותו מפתח.‬ ‫טבלה 1.12. אנרגיית ייצור של חומרי בניה אופייניים‬ ‫[07]‬ ‫ליחידת נפח‬ ‫3-‪MJ/m‬‬ ‫חומר‬ ‫3-‪MJ/m‬‬ ‫חומר‬ ‫017,2‬ ‫פוליסטירן מוקצף‬ ‫481‬ ‫לבני אפר פחם‬ ‫258,2‬ ‫בטון (לא כולל פלדה)‬ ‫839‬ ‫לבני אדמה מיוצבות‬ ‫667,64‬ ‫זכוכית‬ ‫612,1‬ ‫בלוקי בטון‬ ‫081,372‬ ‫פלדה‬ ‫635,1‬ ‫בלוקי איטונג‬ ‫024,075‬ ‫אלומיניום‬ ‫098,1‬ ‫אבן‬ ‫8002 ,‪70. Huberman and Pearlmutter‬‬‫הבנין‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫גגות‬ ‫צמחייה‬ ‫שכבת חופה‬ ‫ירוקים‬ ‫מצע שתילה‬ ‫בד גיאוטכני‬ ‫שכבת גינון‬ ‫שכבה מנקזת‬ ‫מחסום שורשים‬ ‫יריעת איטום‬ ‫בטון שיפועים‬ ‫בידוד תרמי‬ ‫מחסום אדים‬ ‫גג רגיל‬ ‫גג בטון‬ ‫טיח פנים‬ ‫חתך עקרוני של גג ירוק.‬ ‫תרומה לסביבה העירונית‬ ‫גג ירוק הוא גג אשר עליו הותקנה תשתית ונשתלו‬ ‫צמחים המכסים את רוב השטח.‬ ‫• הפחתת אי-החום העירוני - אחת הסיבות‬ ‫לאי החום העירוני היא מיעוט הצמחייה והקרקע‬ ‫ישנם שני טיפוסים עיקריים של גג ירוק:‬ ‫החשופה, וריבוי המשטחים המרוצפים והבנויים.‬ ‫ניתן להשיב חלק מן השטחים האבודים לעיר על גבי‬ ‫גג אקסטנסיבי - בגג אקסטנסיבי, עובי מצע הגידול‬ ‫הגגות, אם כי יש לזכור כי ככל שהבניינים גבוהים‬ ‫הינו קטן – כ-02 ס"מ לכל היותר. גג כזה הוא‬ ‫יותר, השפעת הגג על התנאים בגובה פני הקרקע‬ ‫קל (יחסית), ולכן הגג בדרך כלל אינו דורש חיזוק‬ ‫מועטה יותר.‬ ‫מיוחד; הוא מתאים לגגות גדולים, לרבות גגות‬ ‫משופעים; והוא איננו דורש תחזוקה רבה. לכן‬ ‫• ספיחת דו-תחמוצת הפחמן ומזהמים - צמחים‬ ‫מחירו זול (בהשוואה לגג אינטנסיבי). עם זאת,‬ ‫מקבעים דו-תחמוצת הפחמן מן האוויר בתהליך‬ ‫מגוון המצחייה שהוא יכול לקיים מצומצם, והתועלת‬ ‫הפוטוסינתזה – תרומה רצויה לכל הדעות בסביבה‬ ‫שלו פחותה.‬ ‫העירונית אשר בה נפלטת כמות גדולה של גז זה‬ ‫לאטמוספרה. מחקרים שונים מראים גם כי חלק‬ ‫גג אינטנסיבי - בגג אינטנסיבי עובי המצע גדול,‬ ‫מן הצמחים לוכדים אחדים מן המזהמים הנפלטים‬ ‫ומאפשר גידול צמחייה עשירה ומגוונת. עם זאת,‬ ‫לאוויר כתוצאה מפעילות האדם. עם זאת, חשוב‬ ‫הוא דורש חיזוק של הקונסטרוקציה הנושאת את‬ ‫לציין כי התרומה הישירה של הגגות לאיכות האוויר‬ ‫התקרה, ויקר מאוד בהשוואה לגג אקסטנסיבי. הוא‬ ‫סמוך לפני הקרקע קטנה מאוד, משום שאין בהכרח‬ ‫איננו מתאים לגגות משופעים, ומגוון הצמחייה הגדול‬ ‫ערבוב יעיל בין האוויר אשר בשכבת הגבול הפנימית‬ ‫בדרך כלל דורש תחזוקה. תרומתו בתחומים שונים‬ ‫לבין האוויר בחופה העירונית.‬ ‫(ראו בהמשך) רבה מזאת של הגג האקסטנסיבי.‬ ‫• יצירת בתי גידול ותמיכה במגוון הביולוגי - המגוון‬ ‫גג ירוק שונה באופן מהותי משאר טיפוסי הגגות‬ ‫הביולוגי בשטח העירוני קטן יותר ושונה ממגוון בעלי‬ ‫המקובלים בבנייה בארץ, כמו בשאר העולם. לגגות‬ ‫החיים המתקיים בסביבה הטבעית. תוספת שטחי‬ ‫ירוקים מיוחסים יתרונות רבים (אם כי לא תמיד יש‬ ‫צמחייה וקרקע מאפשרים קיום של מיני בעלי חיים‬ ‫בסיס מוצק לכל הטענות):‬‫הבנין‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫גגות ירוקים (המשך)‬ ‫היחסים ההדדיים בין התשתית, הצמחייה‬ ‫והסביבה בגג ירוק.‬ ‫אשר קיומם בעיר היה מצטמצם‬ ‫מאוד ללא אזורי מחייה מתאימים.‬ ‫תרומה לתפקוד הבניין‬ ‫תפקוד תרמי - התקנת גג ירוק‬ ‫אידוי מהעלים‬ ‫יוצרת סביבה מורכבת מאוד‬ ‫מבחינת תהליכי מעבר האנרגיה.‬ ‫איור אא מדגים את היחסים‬ ‫ההדדיים בין הצמחייה, התשתית,‬ ‫הגג הנושא והסביבה.‬ ‫• קרינת השמש נבלעת בעלים או‬ ‫בתשתית‬ ‫של גג ירוק להתנגדות התרמית הכוללת היא קטנה‬ ‫• מתקיימים חילופי קרינה ארוכת‬ ‫מאוד, ונופלת בהרבה מן הבידוד הנדרש אפילו‬ ‫גלים בין חופת הצמחייה לבין השמיים, בין הצמחייה‬ ‫באזור החוף – חיוני לבודד את הגג כראוי בלי‬ ‫לבין התשתית ובין העלים לבין עצמם‬ ‫קשר לתרומתו של הגג הירוק. התקנת בידוד תרמי‬ ‫• אידוי-דיות (‪ )evapotranspiration‬מתרחש‬ ‫מתחת לתשתית הצמיחה – אפילו שכבה של 3-2‬ ‫בעלים‬ ‫ס"מ קלקר – הופכת את התרומה של הגג לתפקוד‬ ‫התרמי של הבניין לשיקול שולי בהשוואה לשאר‬ ‫• על פני התשתית מתרחש אידוי מים הנמצאים‬ ‫השיקולים בנוגע להתקנת גג כזה בישראל.‬ ‫בתשתית. לעתים רחוקות יתרחש גם עיבוי (טל).‬ ‫• חילופי חום מתרחשים בהסעה בין עלי הצמחייה‬ ‫תפקוד אקוסטי - גגות ירוקים עשויים להפחית‬ ‫לבין האוויר שמעליהם וביניהם, וכן בין הפנים‬ ‫את מעבר הקול דרך התקרה העליונה של הבניין.‬ ‫העליונים של התשתית לבין האוויר שמעליה.‬ ‫התשתית (קרקע) בולעת את התדרים הנמוכים,‬ ‫בעוד שהצמחים עשויים לבלוע חלק מן התדרים‬ ‫• מעבר חום ומסה (אדי מים) בין התשתית לבין‬ ‫הגבוהים. (עם זאת, חשוב להזכיר שעיקר הרעש‬ ‫האוויר שמעל הגג.‬ ‫חודר לבניין דרך החלונות – מבעד לזיגוג עצמו‬ ‫ניתוח ההשפעה הכוללת של כל התהליכים האלה‬ ‫ומבעד לסדקים בין כנף החלון לבין המסגרת.)‬ ‫ממחיש כי התרומה העיקרית של הגג הירוק‬ ‫הגנה על שכבת האיטום - בגגות שטוחים (שלא‬ ‫להתנהגות התרמית של הבניין היא בכך שהוא‬ ‫כמו בגגות משופעים), יש צורך בשכבת איטום על‬ ‫מצל על הגג הנושא. לאידוי המים – מן הקרקע‬ ‫מנת למנוע חדירת מים למבנה. שכבות האיטום‬ ‫או מן הצמחים – ישנה השפעה משנית. בכל‬ ‫המקובלות בארץ כוללות יריעות (ביטומניות,‬ ‫מקרה, הטמפרטורה של התשתית איננה נמוכה‬ ‫‪ )PVC‬וחומרים המיושמים בהברשה או התזה. כל‬ ‫מטמפרטורת האוויר הרצויה בקיץ, בכל אזורי‬ ‫החומרים נפגעים במשך הזמן כתוצאה מן החשיפה‬ ‫הארץ לרבות במישור החוף. לכן לא ניתן להתייחס‬ ‫לסביבה, בשל הפרשי הטמפרטורות הגדולים‬ ‫לגג ירוק כאל מערכת קירור.‬ ‫ובעיקר עקב ההשפעה המזיקה של קרינת השמש.‬ ‫חשוב לציין גם כי הדרישה לבידוד תרמי של גגות‬ ‫התקנה של גג ירוק – בדומה לגג ההפוך – מגינה‬ ‫בניינים בישראל נובעת במידה רבה מן הצורך‬ ‫על שכבת האיטום ומאריכה את חייה. עם זאת,‬ ‫להקטין את איבוד החום בחורף. מאחר ותרומתו‬‫הבנין‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫גגות ירוקים (המשך)‬ ‫במידה ומתגלה פגיעה בשכבת האיטום בגג ירוק‬ ‫– קשה יותר לאתר אותה ולתקן אותה. כמו כן, יש‬ ‫להבטיח כי שורשי הצמחייה לא יפגעו באיטום, על‬ ‫ידי התקנת הפרדה מתאימה.‬ ‫השהית נגר עילי ומיתון ספיקות שיא בזמן גשם‬ ‫כאשר יורד גשם, חלק מן המים הופך לנגר עילי‬ ‫וחלק נספג בקרקע או נספח לעלים בצמחייה.‬ ‫במונחים כספיים, אלא חומרי גלם (תוספת בטון‬ ‫בשטח עירוני, שיעור הנגר העילי עלול להיות גדול‬ ‫ופלדה) אשר יש בהם אנרגיה אצורה ניכרת – ולכן‬ ‫מאוד, משום שרוב המשטחים אטומים. לכן, כאשר‬ ‫גם פגיעה משמעותית בסביבה.‬ ‫יורד גשם חזק, רוב המים הופך לנגר עילי, וזרימות‬ ‫צריכת מים - ברוב ארצות העולם, גג ירוק יכול‬ ‫חזקות עלולות להתפתח על פני השטח, עד כדי‬ ‫להתקיים כל השנה ללא השקיה. באקלים הארץ,‬ ‫היווצרות שטפונות. כאשר הגג מכוסה צמחייה,‬ ‫לעומת זאת, שבו שיעור האידוי השנתי עולה‬ ‫הוא מעכב את ניקוז המים אל המערכות העירוניות‬ ‫במידה רבה מאוד על כמות המשקעים אפילו בצפון,‬ ‫ומקטין את ספיקות השיא.‬ ‫גג ירוק לא יכול להתקיים ללא השקיה. גם צמחים‬ ‫עם זאת, חשוב לציין כי המים הנאגרים בתשתית‬ ‫חסכוניים במים, כגון זיפנוצה חבויה (דשא קיקויו),‬ ‫הגג הירוק אמנם עשויים לשמש להשקיית הצמחייה‬ ‫אפטניה לבובה, ססוביום ומלוחית הרגלה דורשים‬ ‫עליו – אך נגרעים מפוטנציאל מי הגשם הכולל של‬ ‫השקיה בכמות של 8-3 ליטר למ"ר ביום בחודשי‬ ‫המדינה. זאת משום שהם מתאדים על פני הגג‬ ‫הקיץ באזור החוף הלח, ואף יותר מכך באזורי‬ ‫במהלך הזמן, בעוד שאת המים הנאספים קרוב‬ ‫הארץ האחרים.[17] כאשר עובי התשתית קטן (-01‬ ‫לקרקע ניתן להפנות לאגירה בתת הקרקע, שם הם‬ ‫02 ס"מ), מצטברים בה בהדרגה מלחים הנמצאים‬ ‫נוספים למי התהום הזמינים של המדינה.‬ ‫במי ההשקיה, כך שיש צורך להביא בחשבון החלפה‬ ‫תקופתית של המצע או נטיעת צמחייה המתאימה‬ ‫חסרונות של גג ירוק‬ ‫לקרקעות מליחות. לבסוף, יש להביא בחשבון את‬ ‫לגגות ירוקים יתרונות רבים, אולם בצידם ישנם גג‬ ‫יכולתם של הצמחים לשרוד תקופות ממושכות‬ ‫מספר חסרונות.‬ ‫יחסית ללא השקיה. כאשר מביאים בחשבון את‬ ‫עומס סטטי על גג הבניין - לתשתית הצמיחה‬ ‫כל הדרישות האלה, במקביל לתועלת המתקבלת‬ ‫ואפילו לצמחים עצמם ישנו משקל, המתווסף לעומס‬ ‫מן ההגנה על הגג, נמצא כי האפטניה, שלה עלווה‬ ‫הסטטי על קונסטרוקצית הבניין. כאשר מדובר בגג‬ ‫בשרנית בצבע ירוק עז ופרחים אדומים, היא הצמח‬ ‫אקסטנסיבי, העומס הזה איננו גדול מאוד – כ-003‬ ‫המתאים ביותר לגגות אקסטנסיביים בישראל.‬ ‫ק"ג למ"ק של תערובת שתילה קלה, שהם כ-03 ק"ג‬ ‫חשוב להדגיש, עם זאת, כי גם האפטניה צורכת‬ ‫למ"ר בלבד עבור שכבה בעובי של 01 ס"מ. עם זאת,‬ ‫מים לא מועטים, וכי יישום בקנה מידה רחב של‬ ‫חשוב לזכור כי כאשר התערובת רוויה מים, משקלה‬ ‫גגות ירוקים על בניינים בכל הארץ יגדיל את הביקוש‬ ‫המרחבי עולה ל-0011 ק"ג למ"ק או יותר – עומס‬ ‫למים במידה משמעותית. – דוקא בתקופה שבה‬ ‫לא זניח.‬ ‫המחסור במים נעשה מוחשי מתמיד.‬ ‫כאשר מדובר בגג אינטנסיבי, אין ספק כי יש צורך‬ ‫בחיזוק משמעותי של קונסטרוקציית המבנה.‬ ‫0102 ,.‪71. Schweitzer et al‬‬ ‫לחיזוק הזה יש עלות ניכרת, הנמדדת לא רק‬‫הבנין‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫בקירות רב-שכבתייים ובגג מגן יש חשיבות אקלימית‬ ‫לא רק לשכבות העיקריות של מסה תרמית פנימית‬ ‫וחומרי בידוד, אלא גם לגימור החצוני...‬ ‫ב‬ ‫א‬ ‫22. חומרי גמר‬ ‫כיצד יכולה הבחירה של חומרי הגמר לתרום‬ ‫לתפקוד האקלימי ואנרגטי של הבניין?‬ ‫ד‬ ‫ג‬ ‫* * *‬ ‫איור 1.22 – חומרי גמר אופייניים‬ ‫חומרי הגמר יוצרים את הממשק הישיר בין מעטפת‬ ‫לקירות חוץ: א) טיח חלק צבוע, ב)‬ ‫הבניין והסביבה. בהתאם לכך, בחירתם מושפעת‬ ‫טיח בעל טקסטורה וגסה ("שפריץ"),‬ ‫ממספר תכונות חשובות.‬ ‫ג) בטון גלוי, ד) ציפוי אבן מסותתת.‬ ‫תכונות אופטיות ותרמיות – הצבעים ורמת החספוס‬ ‫של חומרי החזיתות קובעים במידה רבה את המראה‬ ‫החיצוני של הבניין, מבחינה ויזואלית. על פי תכונות‬ ‫אלה נקבע גם מקדם הבליעה של המשטח, אשר מוגדר‬ ‫(‪ .)albedo‬חומרים בהירים וחלקים מאוד מאופיינים‬ ‫כחלק היחסי של קרינת השמש הנבלעת בחומר, מתוך‬ ‫בערכי אלבדו גבוהים, וחומרים אלה עלולים ליצור‬ ‫סה"כ הקרינה שפוגעת בו.‬ ‫בוהק ואי-נוחות ויזואלית בקרבת הבניין. לעומת זאת,‬ ‫חומרים בעלי אלבדו נמוך מאוד שחשופים לקרינת‬ ‫בטבלה 1.6 בפרק 6 מוצגים ערכי בליעה עבור חומרי‬ ‫שמש חזקה מתחממים ופולטים קרינה ארוכת-גלים‬ ‫גמר נבחרים. ניתן להבחין שככלל, חומרים בעלי גוון‬ ‫בעוצמה גבוהה, דבר שעלול לגרום גם הוא לאי-נוחות‬ ‫כהה בולעים חלק גדול יותר של קרינת השמש, וגוונים‬ ‫בקרבת הבניין.‬ ‫בהירים פחות. בנוסף, ככל שחומר בגוון נתון נעשה‬ ‫פחות חלק ויותר מחוספס, כך עולה מקדם הבליעה‬ ‫פליטת קרינה ארוכת-גלים מהמשטח מושפעת גם‬ ‫שלו – עקב ריבוי ההחזרות והבליעות הפנימיות בתוך‬ ‫ממקדם הפליטה ("אמיסיביות") של חומרי הגמר. ברוב‬ ‫המרקם של המשטח.‬ ‫המקרים ההבדל בערך המקדם בין חומר אחד לשני‬ ‫הוא קטן (ונע בסביבות 9.0, כפי שרואים בטבלה 1.6).‬ ‫יודגש שכל עליה בבליעה של משטח החשוף לקרינת‬ ‫עבור חומרים חריגים, כגון מתכות, ערך המקדם נמוך‬ ‫שמש גורמת להתחממות פני השטח, אשר בתנאים‬ ‫בהרבה (לפח מגולוון יש אמיסיביות של 3.0 בלבד).‬ ‫חמים עלולה להגדיל משמעותית את ההולכה של חום‬ ‫לכן השימוש בפח עלול ליצור "מלכודת חום" – כאשר‬ ‫פנימה דרך הקיר (בהתאם להתנגדות התרמית שלו).‬ ‫קרינת השמש נבלעת בחומר והחום שנוצר לא נפלט‬ ‫כך אנרגיה, שמקורה קרינת שמש, מועברת בצורת‬ ‫בקלות, אלא מועבר פנימה בהולכה לתוך הבניין.‬ ‫חום אל תוך הבניין.‬ ‫תכונות מכניות ועמידות – בנוסף לתפקידיהם הויזואלי‬ ‫בהנחה שהחומר אינו שקוף, כל קרינת השמש שלא‬ ‫והאנרגטי, חומרי הגמר מקנים לבניין הגנה בפני פגיעה‬ ‫נבלעת בחומר מוחזרת החוצה, ומקדם ההחזרה של‬ ‫מכאנית, רטיבות, והדרדרות פיזית. לעמידות החומרים‬ ‫המשטח (המשלים של מקדם הבליעה) מכונה "אלבדו"‬‫הבנין‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫יש השלכות גם על שמירת התכונות‬ ‫הנזכרות לעיל, כגון מקדם הבליעה.‬ ‫לדוגמא: חומר בשימוש רחב בקירות‬ ‫של בנייני מגורים ואחרים בארץ הינו‬ ‫טיח צמנטי, בעל גימור מוחלק וצבוע.‬ ‫בהנחה שגוון הצבע הוא בהיר, המשטח‬ ‫החלק אינו בולע קרינת שמש בשיעור‬ ‫גבוה וכך נמנע התחממות הקיר. עם‬ ‫זאת, המשטח המוחלק נתון לסדיקה‬ ‫(לעיתים בצורה בולטת ביותר) כתוצאה‬ ‫מהתפשטות תרמית, שקיעת יסודות‬ ‫והתיישנות טבעית, והגוון הבהיר עלול‬ ‫להשתנות במשך הזמן – בין היתר‬ ‫כתוצאה מדהייה והדבקות של אבק‬ ‫ופיח. כאשר יש גימור מחוספס (כגון‬ ‫איור 2.22. יצירת "עומק החזית" בקני מידה שונים.‬ ‫טיח "שפריץ") ההצטברות של אבק‬ ‫וחומרים מזהמים אף מואצת.‬ ‫טווח ביניים – ארקדות, קולונדות, מרפסות, וחצרות‬ ‫לעומת זאת, קיר עם ציפוי אבן מסותתת מתאפיין‬ ‫פנימית יוצרים גם חזית עמוקה וגם חלל שימושי נוסף‬ ‫במקדם בליעה יותר גבוה – אבל עשוי לשמור על‬ ‫בין פנים וחוץ.‬ ‫תכונותיו המקוריים לאורך זמן רב. באיור 1.22 מוצגות‬ ‫מספר דוגמאות של חומרי גמר לקירות בעל תכונות‬ ‫ויזואליות, תרמיות ומכאניות שונות.‬ ‫המלצה:‬ ‫ברוב המקרים בארץ, מומלץ להשתמש בחומרי‬ ‫"עומק החזית"‬ ‫גמר בהירים יחסית על מנת למתן את עומס‬ ‫החום שנובע מבליעה של קרינת שמש בקיץ.‬ ‫ניתן להתייחס לחזית הבניין – ולחומרי הגמר של‬ ‫בחורף, המעטפת חשופה לקרינה בעיקר‬ ‫קירותיו – לא כקרום דו-מימדי, אלא כממשק בעל‬ ‫בחזיתו הדרומית – שבה מומלץ למקם חלונות‬ ‫עומק בכיוון השלישי. "עומק" החזית עשוי לתרום‬ ‫גדולים ככל שאפשר, כך שקליטת האנרגיה‬ ‫לתפקוד התרמי של המעטפת, כתוצאה מהגדלת‬ ‫לצורך חימום תלויה רק במידה קטנה במקדם‬ ‫פני השטח וסילוק חום בהסעה, ומהצללה הדדית בין‬ ‫הבליעה של הקיר עצמו.‬ ‫"שכבות" החזית. תופעות אלה מקבלות ביטוי בקני‬ ‫מידה שונים (ראה איור 2.22):‬ ‫* * *‬ ‫מרקם פני השטח – חומר גמר מחוספס (לבנים, אבן,‬ ‫וציפויים אחרים בעלי טקסטורה משמעותית) יוצר‬ ‫... גם בפתחים מזוגגים ניתן לנצל את היתרונות של‬ ‫כתמי צל קטנים וצפופים (בסדר גודל של מילימטרים‬ ‫חומרי גמר בעלי מקדם בליעה נמוך, תוך שימוש‬ ‫עד סנטימטרים בודדים.‬ ‫בתריסים ניידים ואלמנטי הצללה אחרים. חשוב ביותר‬ ‫בליטות, שקעים, גגונים – יוצרים "עומק" בחזית בסדר‬ ‫שגמר הגג העליון יהיה בהיר, וניתן גם לתת לגג הגנה‬ ‫גודל של עשרות סנטימטרים עד מטרים בודדים, אבל‬ ‫באמצעות אלמנט מרחף.‬ ‫לא יוצרים חלל ביניים שימושי.‬‫הבנין‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬ ‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫לשיקולים שמנחים את התכנון של צורת המעטפת‬ ‫וקירות רב-שכבתיים יש משמעות גם לגבי פתחים‬ ‫מזוגגים, אשר שממלאים תפקיד מיוחד בתפקוד‬ ‫הבנין ...‬ ‫32. פתחים בבנין‬ ‫בבניינים קיימים מאז ימי קדם פתחים‬ ‫במעטפת החיצונית – בקירות או בגג –‬ ‫אשר משמשים למספר מטרות (איור *.1):‬ ‫• תאורה טבעית‬ ‫• אוורור‬ ‫איור 1.32. פתחים יכולים לספק תאורה, אוורור ומבט -‬ ‫• קשר ויזואלי עם החוץ‬ ‫תוך בקרה על קרינת השמש שגורמת להתחממות הבניין.‬ ‫• מעבר בין פנים לחוץ‬ ‫בדרך כלל היו הפתחים ניתנים לסגירה באמצעים שונים, החל מיריעות בד או עורות של בעלי חיים,‬ ‫עבור בתריסי עץ וכלה בחומרי זיגוג. סגירת הפתח דרושה בעיקר על מנת לאפשר בקרה של תנאי‬ ‫אקלים הפנים בבניין.‬ ‫הפתחים בבניין מהווים את אחד מהאמצעים החשובים ביותר לעיצוב האדריכלי, ולעיתים קרובות‬ ‫גודלם ומיקומם אינו נקבע (בפועל) על פי צורכיהם של דיירי הבניין אלא מטעמים אסתטיים. אף‬ ‫על פי כן, ואולי דוקא בשל כך, יש לפתחים השפעה מכרעת על התפקוד האנרגטי של הבניין.‬ ‫בבנייה המודרנית הפתחים כמעט תמיד כוללים זיגוג, ולפיכך יעסוק פרק זה בעיקר במערכות‬ ‫זיגוג על רכיביהן השונים.‬‫קיץ -‬ ‫2. מעבר אנרגיה דרך מעטפת הבניין‬ ‫ככלל, רצוי שחלקי המעטפת של הבניין שהם אטומים‬ ‫* * *‬ ‫דרום‬ ‫1. הגדרה‬ ‫מערכת זיגוג במעטפת החיצונית של בניין כוללת‬ ‫לאור יתוכננו וייבנו כך שמעבר האנרגיה דרכם יהיה‬ ‫יחידת זיגוג אחת או יותר, ויכולה לכלול גם מסגרת,‬ ‫מזערי. זאת ניתן להשיג באמצעות שילוב מתאים‬ ‫פרופילי חלוקה (פרופילים המחלקים את השמשה)‬ ‫של בידוד תרמי ומסה תרמית בחומרים מהם עשויה‬ ‫ואמצעי הצללה אינטגרלי. יחידת הזיגוג יכולה להיות‬ ‫המעטפת. פתחי המעטפת, ובפרט מערכות הזיגוג,‬ ‫עשויה זכוכית, פלסטיק או כל חומר אחר שדרכו יכול‬ ‫מיועדים אפוא לאפשר מעבר אנרגיה מבוקר דרך‬ ‫לעבור אור.‬ ‫המעטפת – לתאורה, לאוורור או לחימום. המטרה‬ ‫האחרונה – דהיינו חימום – קיבלה בעשורים האחרונים‬ ‫בארץ ובעולם קיים מגוון גדול מאוד של מערכות זיגוג‬ ‫תשומת לב הולכת וגדלה, והיא נדונה בהרחבה במדריך‬ ‫הנבדלות זו מזו באופן ההתקנה שלהן, באופן השימוש‬ ‫זה בפרק על חימום פסיבי.‬ ‫בהן ובהשפעתן על צריכת האנרגיה הדרושה לאקלום‬ ‫הבניין, לאוורורו ולהארתו. לא ניתן להגדיר מערכת‬ ‫מעבר האנרגיה דרך מערכות הזיגוג בבניין מתרחש‬ ‫זיגוג אופטימלית אלא בהקשר של המאפיינים של‬ ‫בהולכה, כמו דרך המעטפת הקבועה והאטומה, אך גם‬ ‫בניין נתון ושל דפוסי השימוש בו.‬ ‫הבנין‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫011‬ ‫(‪:)VT - visible transmissivity‬‬ ‫• העברות אור‬ ‫בקרינה – משום שחומר הזיגוג הוא שקוף (במידה‬ ‫החלק היחסי מקרינת השמש בתחום הנראה לבני‬ ‫כזו או אחרת), וגם בהסעה – משום שלרוב מערכת‬ ‫אדם העובר דרך הזיגוג. הסימון יכול להופיע באחוזים‬ ‫הזיגוג איננה אטומה לגמרי למעבר אוויר, גם כאשר‬ ‫או כשבר עשרוני.‬ ‫היא סגורה.‬ ‫• מקדם רווח חום סולרי (‪solar heat gain coefficient‬‬ ‫פתח יכול להיות נטל או נכס, כתלות בשלושה גורמים‬ ‫‪ - SHGC‬או מקדם ‪ :)g‬היחס בין רווח החום הסולרי‬ ‫אשר לכולם השפעה מכרעת על מידת התועלת‬ ‫ליחידת שטח של הזיגוג כתוצאה מפגיעת קרינת‬ ‫שהפתח מביא בפועל:‬ ‫השמש בה, לבין שטף הקרינה הפוגעת.‬ ‫א. תכנון מתאים‬ ‫ב. ייצור והרכבה ברמה נאותה‬ ‫הערות:‬ ‫ג. תפעול נכון של הדייר‬ ‫1. בחישוב רווח החום הסולרי מביאים בחשבון לא רק‬ ‫די בכך שאחד מן הגורמים בשרשרת אינו ממלא את‬ ‫את ההעברות (‪ )transmissivity‬של הזיגוג אלא גם‬ ‫תפקידו כראוי בכדי להביא לכך שהפתח לא ימלא את‬ ‫את קרינת השמש הנבלעת בשמשה, מחממת אותה‬ ‫יעודו בבניין.‬ ‫ואח"כ נפלטת לתוך הבניין בצורת קרינה אינפרא‬ ‫אדומה או בהסעה.‬ ‫יחידת הזיגוג מהווה את החלק העיקרי במערכת‬ ‫הזיגוג, אולם בנוסף אליה עשויים להיות גם מסגרת‬ ‫2. הנתונים אשר מספקים היצרנים הם עבור קרינה‬ ‫ומערכת הצללה.‬ ‫הפוגעת בניצב למישור הזיגוג. עם שינוי זוית הפגיעה‬ ‫משתנה היחס בין ההחזרה לבליעה ולהעברה. בזוית‬ ‫3. יחידת הזיגוג‬ ‫פגיעה של כ-‪ 60o‬יעלה מקדם ההחזרה (‪ )R‬לערך של‬ ‫כמעט 1, וכמעט כל הקרינה שתפגע בזיגוג תוחזר‬ ‫יחידת הזיגוג מיועדת בראש ובראשונה להחדיר אור‬ ‫ממנו.‬ ‫לבניין. לרוב, אם כי לא תמיד, היא מאפשרת גם‬ ‫מבט החוצה בעדה. הזיגוג מותקן בדרך כלל בצורת‬ ‫3. בעבר היה נהוג לסמן את רווח החום דרך שמשה‬ ‫לוח שטוח אשר עוביו דק מאוד, המכונה שמשה, אך‬ ‫באמצעות מקדם ההצללה (‪SC – shading‬‬ ‫הוא עשוי להיות גם רכיב בעל ממדים שונים לגמרי,‬ ‫‪ ,)coefficient‬שהוא היחס בין רווח החום הסולרי‬ ‫כגון לבני זכוכית. לסוג הזיגוג ישנה השפעה מכרעת‬ ‫ליחידת שטח של הזיגוג כתוצאה מפגיעת קרינת‬ ‫על מעבר החום בהולכה ובקרינה, ולפיכך על תפקוד‬ ‫השמש בה לבין רווח החום המתקבל בשמשת ייחוס‬ ‫מערכת הזיגוג כולה.‬ ‫בעובי 3 מ"מ. ניתן להמיר את מקדם ההצללה למקדם‬ ‫רווח חום סולרי של שמשה על ידי מכפלה בערך 78.0.‬ ‫1.3 השפעת הזיגוג על מעבר אנרגיה בקרינה‬ ‫לדוגמא: מקדם ההצללה של שמשה שקופה בעובי‬ ‫כאשר קרינה פוגעת בשמשה, חלקה עובר דרך הזיגוג,‬ ‫3 מ"מ מן הסוג שהיה מקובל להתקין ברוב החלונות‬ ‫חלקה מוחזר ממנו וחלקה נבלע בו. עד לפני שנים‬ ‫בבנייני המגורים בארץ הוא 1, אך מקדם רווח החום‬ ‫לא רבות, היו השמשות במערכות הזיגוג הנפוצות‬ ‫הסולרי של אותה שמשה הוא 78.0.‬ ‫שקופות. כלומר, הן יוצרו כך שתהיה להן השפעה‬ ‫• החזרת קרינת שמש (‪ :)reflectivity‬היחס בין‬ ‫מזערית על מעבר קרינת השמש, ובפרט על מעבר‬ ‫קרינת השמש המוחזרת מן השמשה לבין שטף‬ ‫אור (נראה). היום, ניתן להזמין יחידות זיגוג אשר‬ ‫הקרינה הפוגעת. חלק מן היצרנים מסמנים בנפרד‬ ‫כוללות שמשות המעבירות רק חלק מקרינת השמש:‬ ‫את ההחזרה עבור כל אחד מצידי השמשה (פנימי או‬ ‫היתרה נבלעת בשמשה או מוחזרת ממנה.‬ ‫חיצוני), במיוחד כאשר על הזיגוג קיים ציפוי מיוחד,‬ ‫2.3 סימון התכונות של יחידות הזיגוג‬ ‫כגון ציפוי בעל פליטות נמוכה (‪.)low-e‬‬ ‫תכונות יחידות הזיגוג נתונות על ידי היצרן. הסימון‬ ‫• מקדם הבליעה של הזיגוג (‪ :)absorptivity‬היחס‬ ‫המקובל כולל את התכונות הבאות:‬‫הבנין‬ ‫011‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫111‬ ‫בין קרינת השמש הנבלעת בשמשה לבין שטף הקרינה‬ ‫הפוגעת.‬ ‫(‪U-value - thermal‬‬ ‫• מוליכות תרמית‬ ‫‪ :)transmittance‬מעבר חום ליחידת זמן דרך יחידת‬ ‫שטח של הזיגוג ושכבות הגבול של האוויר הנמצא‬ ‫במגע איתו, כתוצאה מהפרש טמפרטורות של מעלה‬ ‫אחת בין הסביבות שבשני צידי המערכת. הסימון נעשה‬ ‫ביחידות של ואט/מ"ר קלווין.‬ ‫4. תכנון מערכות הזיגוג‬ ‫אידיאלי",‬‫לא ניתן להמליץ על זיגוג מסוים כ"זיגוג‬ ‫משום שבחירת חומר הזיגוג תלויה בשיקולים רבים,‬ ‫כגון מבט אל הנוף, תאורת יום או שיקולי עיצוב. לכל‬ ‫מערכת זיגוג יתרונות וחסרונות, ויש לשקול כל מקרה‬ ‫לגופו.‬ ‫תכנון מערכות הזיגוג חייב להביא בחשבון את השפעתן‬ ‫המורכבת על הבניין ועל השוהים בו. אם מערכת הזיגוג‬ ‫(למעלה)‬ ‫איור 2.32. סינוור מחדירת שמש ישירה‬ ‫לא תאפשר נוחות ויזואלית ותרמית של דיירי הבניין,‬ ‫ומבהיקות גבוהה של הרקע (למטה).‬ ‫עלולים אלה לנקוט בצעדים אשר משמעותם ניטרול‬ ‫התועלת שבה. כאשר הזיגוג חסום על ידי אמצעי‬ ‫הצללה – תקניים או מאולתרים – האפשרות לנצל‬ ‫הועדה הבינלאומית למאור (‪ )CIE‬מגדירה סינוור‬ ‫את קרינת השמש לתאורה טבעית או לחימום פסיבי‬ ‫כ"מצב אשר בו יש חוסר-נוחות בראייה או הפחתה‬ ‫נפגעת.‬ ‫ביכולת לראות עצמים או פרטים, הנוצר כתוצאה‬ ‫מבהיקות (‪ )luminance‬בתחום לא מתאים או בפילוג‬ ‫במערכת זיגוג יעילה קיימת הפרדה בין חלקיה‬ ‫מרחבי לא נוח, או כתוצאה מניגודים קיצוניים בשדה‬ ‫השונים, בהתאם לתפקודם: חלק ממנה עשוי להיות‬ ‫הראייה".‬ ‫מיועד לתאורה טבעית, חלק לחימום פסיבי, וחלק‬ ‫שלישי לאוורור. כל אחד מחלקי המערכת בחלל נתון‬ ‫הסינוור יכול להיגרם על ידי חדירה של קרינת שמש‬ ‫עשוי להיות בעל מאפיינים שונים, כגון גודל, מיקום,‬ ‫ישירה אל העיניים, אך גם כאשר השמש יוצרת כתמים‬ ‫סוג זיגוג, פתיחה וכיו"ב.‬ ‫בהירים מאוד באזור בו מתבוננים (במרכז שדה‬ ‫הראייה) כגון שולחן עבודה, מסך מחשב או ספר שבו‬ ‫בדרך כלל לא ניתן לשלב את כל התפקודים ביחידת‬ ‫קוראים (איור 2.32 למעלה). עם זאת, סינוור יכול‬ ‫זיגוג אחת!‬ ‫להיגרם גם ללא חדירת קרינת שמש ישירה, כאשר‬ ‫חלק משדה הראייה בהיר מאוד בהשוואה לשאר הרקע‬ ‫1.4 תאורה טבעית‬ ‫– כמו בדוגמא הנראית איור 2.32 למטה.‬ ‫נוחות וויזואלית תלויה הן בכמות האור והן באיכותו.‬ ‫לסינוור ישנם שני ביטויים עיקריים:‬ ‫מניעת סנוור הינה חיונית: חלל עם עצמת הארה‬ ‫(‪ )illuminance‬מספקת המושגת בעזרת אור טבעי‬ ‫• סינוור ליקוי (‪ – )disability glare‬סינוור המביא‬ ‫אך עם סנוור לא יאפשר תפקוד יעיל, ולכן סביר להניח‬ ‫להפחתה ביכולת להבחין בפרטים, אם כי לא בהכרח‬ ‫שבחלל כזה תדרש האפלת החלונות והפעלת תאורה‬ ‫כרוך באי-נוחות. למשל, החזרים מנייר לבן מבריק‬ ‫מלאכותית.‬‫הבנין‬ ‫111‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫211‬ ‫001‬ ‫עלולים להפריע בקריאה; השתקפויות על גבי מסך‬ ‫קרינת שמש ישירה‬ ‫מחשב או על גבי מסך טלביזיה מפריעות לראות את‬ ‫קרינת שמש מפוזרת‬ ‫התצוגה.‬ ‫עוצמת הארה יחסית )%(‬ ‫08‬ ‫06‬ ‫• סינוור טורד (‪ – )discomfort glare‬גם כאשר אין‬ ‫הפחתה ניכרת ביכולת להבחין בפרטים, המצאותם‬ ‫04‬ ‫של מוקדי אור בוהקים מאוד בשדה הראייה גורמים‬ ‫לאי-נוחות.‬ ‫02‬ ‫תקן ישראלי ת"י 5998 – "תאורה למקומות עבודה‬ ‫0‬ ‫שבתוך מבנים" (שהוא למעשה אימוץ של התקן‬ ‫‪1H‬‬ ‫‪2H‬‬ ‫‪3H‬‬ ‫‪4H‬‬ ‫מרחק מן החלון‬ ‫הבינלאומי 5998 ‪ )ISO‬קובע עוצמות הארה נדרשות‬ ‫למקומות עבודה בעלי מאפיינים שונים, כגון משרדים‬ ‫או בנייני חינוך, ובמקביל קובע גם מגבלות ביחס למידת‬ ‫הסינוור (באמצעות דירוג הסינוור המאוחד – ‪)UGR‬‬ ‫ולאיכות העברת הצבע. עוצמות ההארה הנדרשות‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫נעות בין 05 לוקס ל-0001 לוקס, אך בדרך כלל הערך‬ ‫הנדרש הוא 003 או 005 לוקס.‬ ‫הקושי שבהשגת ערכים אלו באמצעות תאורת יום‬ ‫בלבד נובע ממספר סיבות:‬ ‫חתך אנכי בחדר‬ ‫א. עוצמת ההארה על משטח אופקי בחוץ עשויה להיות‬ ‫עוצמת הארה פוחתת במהירות כאשר מתרחקים מן כאשר‬ ‫איור 3.32. עוצמת ההארה פוחתת במהירות החלון‬ ‫000,001 לוקס או יותר – כלומר פי 001 או יותר מן‬ ‫מתרחקים מן החלון.‬ ‫הנדרש בתוך הבניין.‬ ‫ראשית, משום שמחקרים רבים מראים כי דוקא‬ ‫ב. שטף קרינת השמש הפוגע בחלונות בכיוונים השונים‬ ‫השינויים בתאורה הטבעית, החלים למעשה כמעט‬ ‫איננו אחיד, ולפיכך עוצמת ההארה אשר תתקבל‬ ‫ללא הרף במהלך היום, תורמים לתחושת הרווחה‬ ‫באמצעות חלון בגודל נתון שונה מחזית לחזית של‬ ‫ולבריאות שלנו ומגדילים את פריון העבודה. אור טבעי‬ ‫הבניין.‬ ‫– בתנאי שניתן לבקר את העוצמה שלו – הוא כמעט‬ ‫ג. שטף קרינת השמש המתקבל על קיר נתון משתנה‬ ‫תמיד עדיף על תאורה מלאכותית.‬ ‫בהתאם לעונות השנה, לשעות היממה ולתנאי מזג‬ ‫ושנית, משום שחלקה של התאורה החשמלית בהוצאות‬ ‫האוויר.‬ ‫האנרגיה הישירות והעקיפות של בניין עשוי לנוע בין כ-‬ ‫ד. עוצמת ההארה הטבעית בחלל הבניין יורדת ביחס‬ ‫01 אחוזים בבנייני מגורים ועד ל-04 אחוזים או יותר‬ ‫ישר לריבוע המרחק מן החלון, בהתייחס לגובה הפתח‬ ‫בבנייני משרדים. כלומר, ניצול יעיל של תאורה טבעית‬ ‫(המרחק מן הסף למשקוף). ראו איור 3.32.‬ ‫עשוי להביא לחיסכון ניכר בהוצאות התפעול השוטפות,‬ ‫בעיקר במשרדים.‬ ‫קל לראות שלא ניתן להשיג תאורה טבעית יעילה כאשר‬ ‫תכנון נכון של התאורה הטבעית אינו רק חוסך בעלות‬ ‫כל החלונות בבניין, ללא תלות בחזית בה הם ממוקמים‬ ‫הישירה של החשמל לתאורה, אלא עשוי להביא‬ ‫ובתכנון החלל הפנימי דומים בגודלם, במיקומם ובאופן‬ ‫לחיסכון גם בעלויות מיזוג האוויר, משום שהיעילות‬ ‫ההצללה עליהם.‬ ‫האורית של אור השמש גבוהה מזו של רוב מקורות‬ ‫מדוע כדאי אפוא להתאמץ בכדי להשיג תאורה טבעית,‬ ‫האור החשמליים. כלומר, עומס החום על הבניין הנוצר‬ ‫במקום להסתפק בתאורה מלאכותית (חשמלית)?‬‫הבנין‬ ‫211‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫יעילות אורית‬ ‫עקב קליטה של כמות אור יום נתונה‬ ‫מקור האור‬ ‫קטן מזה הנוצר על ידי הפקת אותה‬ ‫(לומן/ואט)‬ ‫כמות אור באמצעות נורות חשמליות.‬ ‫021-09‬ ‫אור שמש (תלוי בזווית מעל האופק)‬ ‫עם זאת, מן הראוי לציין כי בדרך כלל‬ ‫051-521‬ ‫אור הרקיע (שמיים בהירים, תלוי בשעות היום)‬ ‫עוצמת ההארה הטבעית המתקבלת‬ ‫51-31‬ ‫נורות ליבון‬ ‫באמצעות החלונות גבוהה מן הנדרש,‬ ‫ביחוד סמוך לקיר החיצוני, ולכן נוצר‬ ‫22-51‬ ‫נורות הלוגן‬ ‫עומס מיותר על מערכות מיזוג האוויר.‬ ‫07-52‬ ‫נורות ‪( LED‬אור לבן)‬ ‫תאורה אחידה יותר בחלל יכולה‬ ‫07-54‬ ‫נורות‬ ‫להתקבל על ידי שילוב מתאים של‬ ‫57-54‬ ‫נורות פלואורוצנט קומפקטיות‬ ‫מקורות אור נוספים (מלבד החלונות‬ ‫בקירות החיצוניים), במיוחד במקומות‬ ‫001-07‬ ‫נורות פלואורוצנט לינאריות עם משנק אלקטרוני‬ ‫הרחוקים יחסית מהפתחים האלה.‬ ‫תוספת זו יכולה להתבצע על ידי תאורה טבלה 1.32. היעילות האורית של אור יום ושל מקורות אור חשמליים שונים.‬ ‫טבעית נוספת (למשל באמצעות פתחי‬ ‫תאורה בתקרה בקומה העליונה) או‬ ‫(כ-07 עד 08 ס"מ מן הרצפה). לעומת זאת, כאשר‬ ‫על ידי תאורה מלאכותית (איור 4.32). חשוב מאוד‬ ‫גובה החלון נמוך יותר, עוצמת ההארה בסמוך לקיר‬ ‫שהבקרה על אמצעי התאורה המלאכותיים תאפשר‬ ‫החיצוני גבוהה ביותר, במיוחד אם חודרת מבעד לזיגוג‬ ‫הפעלה נפרדת של גופי התאורה באזורים הפנימיים‬ ‫קרינת שמש ישירה. במקרה כזה, עוצמת ההארה על‬ ‫השונים בהתאם לעוצמת התאורה הנמדדת על גבי‬ ‫משטח העבודה עלולה להגיע ל-000,05 לוקס או יותר‬ ‫משטח העבודה, בדרך כלל כתלות במרחק מן החלון.‬ ‫(כלומר, בערך פי 001 מן העוצמה הרצויה).‬ ‫מיקום החלון‬ ‫1.1.4‬ ‫אמצעים להכוונת האור‬ ‫2.1.4‬ ‫למיקום החלון בקיר החיצוני של החדר, ובעיקר לגובהו‬ ‫אור טבעי מהחלון‬ ‫כיוונן של קרני השמש הפוגעות בשמשה איננו בהכרח‬ ‫אור טבעי מכיפת תאורה‬ ‫מעל הרצפה, ישנה השפעה מכרעת על התפלגות‬ ‫הכיוון סה“כ אור למעשה, כמעט תמיד רצוי לכוון את‬ ‫הרצוי לנו. טבעי‬ ‫התאורה הטבעית בחלל הפנימי. כפי שמראה איור‬ ‫הקרינה אל התקרה, וכתוצאה מכך לקבל באזור הפעיל‬ ‫5.32, חלון הממוקם קרוב לתקרה יוצר התפלגות‬ ‫אור רך ומפוזר במקום קרינת שמש ישירה. לשם כך‬ ‫כמעט אחידה של התאורה בגובה משטח העבודה‬ ‫אור טבעי מהחלון‬ ‫אור טבעי מהחלון‬ ‫אור מלאכותי‬ ‫אור טבעי מכיפת תאורה‬ ‫סה“כ אור טבעי‬ ‫סה“כ אור טבעי‬ ‫איור 4.32. בכדי לקבל תאורה אחידה בחלל, דרושים מקורות אור נוספים מלבד החלונות הקבועים בקיר החיצוני.‬‫הבנין‬ ‫11‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫002‬ ‫‪a‬‬ ‫ניתן להיעזר באמצעים שונים, אשר אותם ניתן לסווג‬ ‫‪a. Low window‬‬ ‫לשתי קבוצות: אמצעים קבועים ואמצעים ניתנים‬ ‫051‬ ‫‪b. Mid-height‬‬ ‫לכיוון. יתרונם של האמצעים הקבועים הוא בכך שאינם‬ ‫דורשים תשומת לב מדיירי הבניין, ובכך שמלבד ניקיון‬ ‫עוצמת הארה )לוקס(‬ ‫‪b‬‬ ‫‪c. Hight window‬‬ ‫001‬ ‫תקופתי הם אינם דורשים תחזוקה ואינם מתקלקלים.‬ ‫כל האמצעים הניתנים לכיוון נותנים מענה לתנאי‬ ‫תאורה משתנים ולצרכים השונים של הדיירים, אבל‬ ‫05‬ ‫‪c‬‬ ‫אינם נותנים מענה מספק ללא התערבות הדיירים,‬ ‫נוטים להתקלקל ודורשים ניקיון ותחזוקה.‬ ‫0‬ ‫1‬ ‫2‬ ‫3‬ ‫4‬ ‫5‬ ‫אמצעי קבוע פשוט אשר מתאים ליישום כאשר החלון‬ ‫מרחק מהחלון )מ‘(‬ ‫הוא גבוה (קרוב לתקרה) הינו מדף אור (איור 6.32).‬ ‫איור 5.32. השפעת גובה החלון על פיזור ההארה בחדר.‬ ‫מדף אור ניתן להתקין מחוץ למישור הזכוכית, בתוך‬ ‫קמור (כלפי מעלה) בשל יכולתו לפזר אור לשטח‬ ‫החלל או בשני צדדי החלון גם יחד. המדף החיצוני‬ ‫רחב יותר של התקרה, ובכך לאפשר תאורה טבעית‬ ‫משמש להצללת הפתח התחתון ולניתוב אור לתקרת‬ ‫אחידה יותר במשרד. תכנון מדפי אור גם בחוץ וגם‬ ‫המשרד מקרינת שמש אשר ללא קיום המדף הייתה‬ ‫בפנים הינו הפתרון האידיאלי, ויאפשר את התרומה‬ ‫מגיעה לפתח התחתון (איור 7.32). ישנו יתרון מסוים‬ ‫המרבית. מומלץ כי גימור מדפי האור יהיה בעל צבע‬ ‫למדף חיצוני אשר צדו החיצוני נוטה מעט מעלה בכדי‬ ‫בהיר ורפלקטבי בכדי לאפשר החזרה מרבית. לצורך‬ ‫לכוון את החזר האור לעומק תקרת המשרד (במיוחד‬ ‫החזר אור מיטבי יש צורך בניקיון של המדפים.‬ ‫בשעות בהן זוויות השמש הינן באמצע גובה הרקיע).‬ ‫מומלץ לשקול את המשכיות מדפי האור מעבר לרוחב‬ ‫ישנו יתרון גם למדף בעל פרופיל קעור (כלפי מעלה)‬ ‫הפתח בכדי לאפשר הצללה וצמצום הסנוור בשעות‬ ‫בשל יכולתו לרכז את החזר קרינת השמש דרך הפתח‬ ‫בהן קרינת השמש מגיעה לחלון בזווית נמוכה (כגון‬ ‫לעומק תקרת המשרד). המדף הפנימי מונע מקרינת‬ ‫בבוקר ואחה"צ).‬ ‫השמש הישירה המגיעה מהפתח העליון להגיע לסביבת‬ ‫העבודה ובכך מקטין את ההסתברות לסנוור ומפחית‬ ‫כאשר לא ניתן להתקין מדף אור, אך גם בשילוב עם‬ ‫את עומס חום על השוהים בחדר (איור 7.32). בד"כ‬ ‫התקן זה, ניתן לשפר את פיזור האור בחלל באמצעות‬ ‫עומק מדף זה אינו מאפשר מניעה מלאה של חדירת‬ ‫תריסים פנימיים הניתנים לכיוון, כגון רפפות אנכיות‬ ‫קרינת השמש כאשר זוויות השמש נמוכות, ולכן‬ ‫או רפפות אופקיות (תריסים ונציאניים). לתריסים‬ ‫נדרשים אלמנטי הצללה וניתוב אור גם בצמוד לפתח‬ ‫תפקיד כפול: הצללה של השמשה כאשר פוגעת בה‬ ‫העליון. ישנו יתרון מסוים למדף פנימי בעל פרופיל‬ ‫איור 7.32. מדף אור בשילוב עם תריס ונציאני למניעת חדירת קרינת‬ ‫שמש ישירה בזויות נמוכות (ימין). חלקו החיצוני של מדף האור משמש‬ ‫איור 6.32. מדף אור פנימי בחדר ישיבות. מבעד‬ ‫גם כאמצעי הצללה כאשר השמש גבוהה (שמאל).‬ ‫לחלון ניתן להבחין גם במדף חיצוני.‬‫הבנין‬ ‫11‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫קרינת שמש ישירה, והכוונת קרינת השמש לעומק‬ ‫החלל.‬ ‫קיץ‬ ‫הפרופיל המסורתי של התריסים הוונציאניים הוא‬ ‫˚06‬ ‫קמור (אם הם עשויים מתכת דקה) או שטוח (אם‬ ‫הם עשויים עץ). עם זאת, ניתן להיעזר בפרופילים‬ ‫מעבר אור %47‬ ‫משוכללים יותר הנותנים מענה חלקי לפגיעת קרינת‬ ‫שמש בזוויות שונות, בהתאם לעונות השנה. דוגמא‬ ‫בר‬ ‫לפרופיל משוכלל ניתן לראות באיור 8.32).‬ ‫מע‬ ‫נת‬ ‫בחירת יחידת הזיגוג‬ ‫3.1.4‬ ‫עו‬ ‫יחידת זיגוג יכולה להיות מורכבת משמשה אחת או‬ ‫˚04‬ ‫ממספר שמשות, בהרכבים שונים. עד לאמצע המאה‬ ‫העשרים, עיקר השיפור בשמשות לבניין התבטא‬ ‫ורף‬ ‫באפשרות לייצר יחידות זכוכית שטוחות בממדים‬ ‫ח‬ ‫הולכים וגדלים ובעלות שקיפות רבה ככל האפשר, ללא‬ ‫עיוותים וללא פגיעה בהעברת הצבע. ההתפתחויות‬ ‫בטכנולוגית ייצור הזכוכית בשנים האחרונות הולידו‬ ‫˚02‬ ‫מוצרים אשר שינו לחלוטין את ההתייחסות לזכוכית‬ ‫כרכיב מעטפת בבניין. כיום ניתן לקבל שמשות בעלות‬ ‫תכונות אופטיות שונות, ולהרכיב באמצעותן מערכות‬ ‫זיגוג משוכללות בהתאם לצרכים. עם זאת, הידע‬ ‫הנדרש על מנת לאפיין מערכת זיגוג מתאימה הוא רב‬ ‫איור 8.32. תריס ונציאני עם פרופיל משוכלל.‬ ‫יותר. מאחר והנטייה בשנים האחרונות היתה להגדיל‬ ‫את השימוש בזכוכית כאלמנט מעטפת, ישנה חשיבות‬ ‫בלבד. מאידך, התקנת שמשות בעלת מעבר אור של‬ ‫רבה בבחירה של מערכת מתאימה.‬ ‫פחות מ-%02, אשר יבטל כמעט לחלוטין את תחושת‬ ‫העברת אור‬ ‫הסינוור, כרוך באובדן כמעט מוחלט של הפוטנציאל‬ ‫לתאורה טבעית.‬ ‫טעות נפוצה בקרב המתכננים היא ההנחה שבכדי‬ ‫למנוע סינוור, די בהתקנת מערכת זיגוג הכוללת‬ ‫המלצה: חלון המשמש לתאורה טבעית (כגון חלון מעל‬ ‫שמשה עם זכוכית מגוונת הבולעת חלק ניכר מקרינת‬ ‫מדף אור) יהיה בעל מעבר אור גבוה ככל האפשר –‬ ‫השמש הפוגעת בה. זאת משום שהפחתה אחידה‬ ‫לפחות %06. חלון המיועד בעיקר למבט החוצה יהיה‬ ‫של עוצמת ההארה על המשטחים השונים בחדר‬ ‫בעל מעבר אור של %05-03 בלבד, ויצויד במערכת‬ ‫איננה משנה את הניגודים בבהיקות שלהם. מאחר‬ ‫הצללה ניתנת לכיוון.‬ ‫והעין האנושית מסוגלת להתאים את עצמה לרמות‬ ‫זיגוג חם: שימור אנרגיה בבניין‬ ‫אור שונות, כל עוד הבהיקות המוחלטת איננה יורדת‬ ‫לערכים מאוד נמוכים, עלולים הניגודים בין משטחים‬ ‫באזורים קרים, כאשר דרוש חימום בחלק ניכר מן‬ ‫בהירים לבין משטחים כהים יותר לגרום להיעדר‬ ‫השנה, החלונות מהווים נקודת תורפה משמעותית‬ ‫נוחות ויזואלית. בסדרת ניסויים אשר נערכה בארץ‬ ‫במעטפת הבניין, אשר דרכה עלול להתרחש איבוד‬ ‫בימים שטופי שמש, לא נמצא כמעט הבדל בתגובות‬ ‫אנרגיה רב. לפיכך, מערכות זיגוג באזורים אלו צריכות‬ ‫הנבדקים ביחס לסינוור בסביבת העבודה כאשר שמשה‬ ‫להיות בעלות מוליכות תרמית נמוכה ככל האפשר.‬ ‫שקופה הוחלפה עם שמשה בעלת מעבר אור של %05‬‫הבנין‬ ‫11‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫מוליכות תרמית נמוכה אפשר לקבל רק באמצעות‬ ‫מערכת זיגוג הכוללת מספר שמשות.‬ ‫בתנאי הארץ אין צורך במערכת זיגוג בעלת יותר משתי‬ ‫שמשות (זיגוג כפול), אולם רצוי כי באחת השמשות‬ ‫יהיה ציפוי בעל פליטות נמוכה (‪low-emissivity‬‬ ‫שכבת גבול‬ ‫חיצונית‬ ‫‪ ,coating‬או בקיצור ציפוי ‪ .)low-e‬ניתן להסתפק‬ ‫בכך שהחלל שבין שתי השמשות יהיה מלא אוויר, ואין‬ ‫שכבת גבול‬ ‫צורך במילוי של גז אציל כגון ארגון, בו נהוג להשתמש‬ ‫פנימית‬ ‫בארצות קרות מאוד.‬ ‫ציפוי ‪low-e‬‬ ‫תרומתם של הרכיבים השונים להפחתת מעבר החום‬ ‫זכוכית‬ ‫דרך מערכת הזיגוג מתוארת באיור 9.32.‬ ‫מאחר ולזכוכית עצמה ישנה מוליכות תרמית גבוהה‬ ‫מאוד, הרי שעיקר ההתנגדות למעבר חום בחלון בעל‬ ‫שומר מרווח‬ ‫שמשה אחת מתקבלת משכבות הגבול הנוצרות באוויר‬ ‫הסמוך אליה, בשני צדדיה. בזיגוג כפול, ישנן ארבע‬ ‫מסגרת‬ ‫שכבות גבול, ולא שתיים, ולכן היא מבודדת בערך פי‬ ‫שניים מזיגוג יחיד. לעובי הזכוכית, שהוא קטן מאוד‬ ‫ביחס לעובי הקיר (01-3 מ"מ, בד"כ) השפעה זניחה‬ ‫איור 9.32. מעבר החום בזיגוג כפול.‬ ‫על ההתנגדות התרמית של מערכת הזיגוג. מאידך,‬ ‫לרוחב מרווח האוויר בין שתי השמשות ישנה חשיבות‬ ‫החום הסולרי של זיגוג, אולם כיום ניתן למצוא זכוכיות‬ ‫רבה: הבידוד התרמי המרבי מתקבל כאשר עובי‬ ‫אשר בהן היחס בין מקדם מעבר האור לבין מקדם רווח‬ ‫המרווח הוא כ-51 מ"מ. מרווח קטן יותר יביא לירידה‬ ‫החום הסולרי (ערך ‪ )K‬עולה בהרבה על 1. למשל,‬ ‫ניכרת בהתנגדות התרמית, אך גם הגדלת המרווח‬ ‫זיגוג בעל מקדם מעבר אור של 56.0 ומקדם רווח חום‬ ‫תפחית את ערך הבידוד!‬ ‫של 54.0 יתן יחס של 44.1. בזכוכיות הסלקטיביות‬ ‫הטובות ביותר בשוק כיום ניתן לקבל ערכי ‪ K‬הקרובים‬ ‫תוספת ציפוי ‪ low-e‬על אחת מן השמשות מונע כמעט‬ ‫ל-2.‬ ‫לחלוטין מעבר חום בקרינה בין השמשות, ומפחית‬ ‫את מעבר החום דרך מערכת הזיגוג לרבע מן הערך‬ ‫ישנן שתי שיטות עיקריות להפחית את רווח החום‬ ‫המקביל לזכוכית יחידה, בקירוב.‬ ‫דרך הזיגוג:‬ ‫המלצה: באזורים הקרים בארץ, רצוי להתקין זיגוג‬ ‫1. זיגוג מגוון (כהה): סוג זיגוג זה מקטין את מעבר‬ ‫כפול עם ציפוי ‪ ,low-e‬על מנת להפחית את איבוד‬ ‫הקרינה דרכו בכך שחלק גדול מהקרינה הפוגעת נבלעת‬ ‫החום בחורף.‬ ‫בו. הקרינה הנבלעת גורמת לעליית הטמפרטורה של‬ ‫הזכוכית בצורה ניכרת (זיגוג כזה יכול להגיע בתנאי‬ ‫זיגוג קריר: הפחתת רווחי חום דרך הזיגוג בבניין‬ ‫הארץ לטמפרטורה של ‪ 50oC‬או יותר ביום שטוף‬ ‫שמש). במקרה כזה, הזיגוג עצמו הופך לגוף חימום‬ ‫ברוב אזורי הארץ, למעט אזור ההר, עומס החום‬ ‫המקרין חום רב כלפי החלל הפנימי. על מנת להפחית‬ ‫בקיץ הוא השיקול העיקרי בתכנון האקלימי של הבניין.‬ ‫את חימום הבניין, יש למנוע את פליטת החום כלפי‬ ‫על מנת להפחית את העומס התרמי על הבניין דרך‬ ‫פנים באמצעות ציפוי ‪.low-e‬‬ ‫הזיגוג, יש להתקין זיגוג אשר יאפשר תאורה טבעית‬ ‫נאותה אך יהיה בעל מקדם רווח חום סולרי נמוך ככל‬ ‫2. זכוכית מחזירה (מראה): זיגוג בזכוכית מחזירה‬ ‫האפשר. בעבר היה מתאם גבוה בין מעבר האור ורווח‬‫הבנין‬ ‫11‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫ימנע במידה הרבה ביותר את חדירת קרינה השמש‬ ‫אל הבניין. מאחר ורצוי שהזכוכית לא תהיה אטומה‬ ‫לחלוטין (כדי שניתן יהיה לראות דרכה את החוץ ובכדי‬ ‫לקבל מעט אור), גם פניה המחזירים (=המבריקים)‬ ‫לא יחזירו את כל הקרינה הפוגעת בזיגוג, ועדיין תהיה‬ ‫חדירת קרינה בסדר גודל של %53-01, לפי סוג‬ ‫הזיגוג שנבחר. יש לזכור כי השימוש בזכוכית מראה‬ ‫על פני חזיתות גדולות עלול לגרום מטרד לסביבה,‬ ‫או אף לגרום בעיה בטיחותית של סינוור אם הקרינה‬ ‫חוזרת אל כביש סמוך.‬ ‫המלצה: ברוב אזורי הארץ מומלץ להתקין מערכות‬ ‫זיגוג בעלות ערך ‪ K‬גבוה ככל האפשר, בעיקר בבניינים‬ ‫אשר בהם ישנם עומסים פנימיים גדולים כגון בניינים‬ ‫למשרדים, תעשייה עילית או מסחר.‬ ‫איור 01.32. זיגוג אלקטרו-כרומי.‬ ‫זיגוג בעל תכונות משתנות‬ ‫הקליטה הישירה (‪ )direct gain‬היא אמנם יעילה‬ ‫מאחר ועוצמת הקרינה הפוגעת בחלון משתנה כל העת‬ ‫מאוד מבחינה תרמית, אך יוצרת סינוור בחלל הפנימי‬ ‫בהתאם לשעות היממה, עונות השנה ותנאי מזג האוויר,‬ ‫וטמפרטורה קורנת גבוהה בקרבת החלון. כל אמצעי‬ ‫בעוד שבבניין אנחנו מעוניינים בתנאים קבועים, פחות‬ ‫ההצללה הקיימים, לרבות מערכות הזיגוג הקריר,‬ ‫או יותר, עשוי להיות יתרון גדול במערכת זיגוג אשר‬ ‫נותנות מענה לחסרונות אלה רק במחיר של הפחתת‬ ‫בנויה כך שהיא מסוגלת לשנות את מעבר האנרגיה‬ ‫רווחי החום הרצויים לחימום הבניין.‬ ‫דרכה. מערכות זיגוג כאלה עושות את דרכן בהדרגה‬ ‫ממעבדות המחקר אל השוק, ואם כי מחירן עדיין גבוה‬ ‫מערכת זיגוג המאפשרת נוחות ויזואלית ותרמית‬ ‫מאוד, ראוי להתייחס אליהן.‬ ‫מבלי להפחית את רווח החום הסולרי פותחה בישראל.‬ ‫עיקרון הפעולה של מערכת הזיגוג (איור 11.32) מבוסס‬ ‫הטכנולוגיה הבשלה ביותר בתחום הזה היא זיגוג‬ ‫על המרת אנרגית שמש קצרת-גל לקרינה ארוכת גל‬ ‫אלקטרו-כרומי. זיגוג זה משנה את הגוון שלו בהתאם‬ ‫ולחימום האויר. בחורף משמשת האנרגיה הזו לחימום‬ ‫למצבו של שדה חשמלי המופעל עליו, כך שהוא יכול‬ ‫החלל הפנימי הסמוך לחלון, ובקיץ האנרגיה נפלטת‬ ‫להיות שקוף כמעט לגמרי או בעל מקדם העברת אור‬ ‫לסביבה החיצונית. מערכת הזיגוג מורכבת משתי‬ ‫נמוך. גוון הזיגוג במצב זה הוא כחול (ראה איור 01.32).‬ ‫יחידות: האחת זכוכית שקופה (רגילה או כפולה),‬ ‫מאחר והבקרה על העברת האור היא חשמלית, ניתן‬ ‫המשמשת לאטימת הפתח לאוויר ולמים; השנייה היא‬ ‫לבצע אותה באמצעות גלאי אופטי פשוט (תא פוטו-‬ ‫זכוכית בעלת מקדם בליעה גבוה במיוחד, בדרך כלל‬ ‫אלקטרי) כך שכמות האור העוברת דרך השמשה‬ ‫בעלת גוון כהה. המרווח שבין שתי היחידות מאוורר‬ ‫תופחת כאשר עוצמת הקרינה הפוגעת בחלון עוברת‬ ‫באמצעות פתחים בצד התחתון ובצד העליון של‬ ‫רמה מוגדרת מראש.‬ ‫הזכוכית הכהה. שתי היחידות מהוות מערכת אחת,‬ ‫המורכבת בפתח כך שניתן להפנות את הזכוכית הכהה‬ ‫הזיגוג האלקטרו-כרומי אומנם מאפשר לבקר את‬ ‫כלפי פנים בחורף וכלפי חוץ בקיץ.‬ ‫מעבר קרינת השמש דרכו בכדי לשפר את הנוחות‬ ‫הויזואלית של דיירי הבניין, אך איננו מתמודד עם אחת‬ ‫בחורף, המערכת מאפשרת לנצל את קרינת השמש‬ ‫הבעיות המאפיינות את מרבית הבניינים הסולריים:‬ ‫לחימום החלל הפנימי, אך מונעת בוהק בקרבת החלון‬ ‫התקנת חלונות גדולים בכיוון דרום, המיועדים לקלוט‬ ‫ומקטינה מאוד את הנזק העלול להגרם לריהוט וציוד‬ ‫קרינת שמש בחורף ולחמם את הבניין בשיטת‬‫הבנין‬ ‫11‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫איור 11.32. עיקרון הפעולה של חלון עם תפקוד משתנה לפי עונות השנה (ימין), ויישום של חלון עם תפקוד משתנה לפי‬ ‫עונות השנה (שמאל).‬ ‫זיגוג חלבי‬ ‫אחר בתוך הבניין כתוצאה מחשיפה לקרינת שמש‬ ‫זיגוג שקוף מאפשר לראות בעדו, בעוד שזיגוג חלבי‬ ‫ישירה. בקיץ, המערכת מקטינה את החדירה של‬ ‫עשוי להעביר כמות אור דומה מבלי לאפשר מבט‬ ‫קרינת שמש בלתי רצויה, ובכך מונעת התחממות‬ ‫דרכו. זכוכית חלבית מתאימה למצבים אשר בהם אנו‬ ‫יתר של החלל הפנימי ובוהק ליד החלון, מבלי להפריע‬ ‫מעוניינים למנוע מבט מטעמי פרטיות, אך עם זאת‬ ‫למבט דרך החלון. בתנאים מסוימים עשויה המערכת‬ ‫לאפשר מעבר אור, או כאשר אנו מעוניינים לקבל אור‬ ‫אף לבטל את הצורך בתריס חיצוני על החלון.‬ ‫מפוזר ורך. לא מומלץ להשתמש בזיגוג חלבי בחלונות‬ ‫גוון הזכוכית‬ ‫נמוכים בלב שדה הראייה משום שהם עלולים להוות‬ ‫לעתים קרובות, גוון הזכוכית מהווה שיקול חשוב‬ ‫מקור לסינוור.‬ ‫בעיצוב החיצוני של הבניין. עם זאת, חשוב לזכור כי‬ ‫זכוכית שכבות‬ ‫לגוון הזכוכית השפעה על איכות האור ועל העברת‬ ‫הצבע בתוך הבניין. כך למשל חלון בעל גוון כחול יהיה‬ ‫זכוכית שכבות עשויה שתים או שלוש שכבות של‬ ‫בעל השפעה דומה לזה של מקור אור בעל פילטר‬ ‫זכוכית וביניהן יריעה פלסטית דקה מאוד. היישומים‬ ‫כחול. כאשר כל החלונות בשדה הראיה הם בעלי גוון‬ ‫העיקריים של זכוכית שכבות הם לצרכים אקוסטיים‬ ‫זהה, קשה להבחין בהבדלים בין הגוונים, אולם כאשר‬ ‫או קונסטרוקטיביים: זכוכית שכבות עמידה יותר בפני‬ ‫מעבר האור דרך הזיגוג הוא נמוך, החלל נראה חשוך‬ ‫נזק מכני מאשר זכוכית יחידה בעובי דומה, ואיננה‬ ‫והגוונים של עצמים בתוכו נראים עמומים. זכוכית‬ ‫מתנפצת לרסיסים גם כאשר היא נשברת. עם זאת,‬ ‫אפורה היא בעלת ההשפעה המועטה ביותר על איכות‬ ‫ליריעה הפלסטית עשויים להיות גם יתרונות בתחום‬ ‫העברת הצבע, אולם לא ניתן לפי שעה לקבל זכוכית‬ ‫האופטי והתרמי. יריעות ‪ PVB‬מסננות את קרינת ה-‬ ‫אפורה בעלת ערך ‪ K‬גבוה.‬ ‫‪ UV‬כמעט לחלוטין, ובכך מקטינות מאוד את הנזק‬ ‫הנגרם לחפצים שונים בבניין כתוצאה מחשיפה לקרינת‬ ‫המלצה: בדרך כלל יש להעדיף זיגוג עם ערך ‪ K‬גבוה‬ ‫השמש. ניתן גם לגוון את היריעה, ובכך להקטין את‬ ‫ככל האפשר, ולבחון חלל ניסיוני באתר בכדי לודא‬ ‫מעבר האור דרכה.‬ ‫שאין השפעה רבה מדי על גוון האור.‬‫הבנין‬ ‫11‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫חומרי זיגוג אחרים (מלבד זכוכית)‬ ‫זכוכית היא חומר הזיגוג הנפוץ‬ ‫ביותר, משום שהיא בעלת קיים‬ ‫ארוך מאוד, חוזק מכני גבוה (איננה‬ ‫נשרטת בקלות) ומשום שניתן‬ ‫להתאים אותה ליישומים שונים‬ ‫ומגוונים. עם זאת, ישנם גם סוגי‬ ‫חומרי זיגוג אחרים בעלי תכונות‬ ‫מועילות.‬ ‫פוליקרבונט: פוליקרבונט הוא חומר‬ ‫פולימרי דמוי זכוכית, הן מבחינת‬ ‫מראהו והן מבחינת התכונות‬ ‫האופטיות שלו. הוא מעביר כ-%58‬ ‫מהקרינה הפוגעת בו, מתחמם‬ ‫פחות מזכוכית החשופה לתנאים‬ ‫דומים וגם חסין מפני שבר במכה.‬ ‫החומר גמיש, נוח לעבודה, ושימושי איור 21.32. החזרה פנימית של קרינת שמש בלוח פוליקרובונט עם העברת‬ ‫גם במקרים בהם מבקשים זיגוג סלקטיבית.‬ ‫לא מישורי. החומר זמין כשקוף,‬ ‫האור החודרת דרך פתח ולפיזורו, וגם גיוונו במידה‬ ‫מגוון בדרגות שונות או "חלבי". בשוק קיימים מספר‬ ‫והדבר נדרש. בישראל החומר מצוי בעיקר בגוונים של‬ ‫מוצרים תעשייתיים המבוססים על פוליקרבונט.‬ ‫לבן חלבי, שקוף (פחות מזכוכית בכל מקרה) ובגוונים‬ ‫המוצר הנפוץ ביותר הוא לוח דו-שכבתי שבין שכבותיו‬ ‫שונים של אדום, כחול, ירוק ועוד.‬ ‫צלעות ניצבות לפני המשטח, אשר מיוצר בתהליך של‬ ‫לוחות אקריליים: לוחות אקריליים זמינים בצבעים‬ ‫שיחול (‪ .)extrusion‬המוצר הסופי הוא מעט פחות‬ ‫שונים ובדרגות שקיפות שונות. לוחות אלה פחות‬ ‫שקוף מזכוכית או מזיגוג פוליקרבונט חד-שכבתי,‬ ‫שבירים מזכוכית, אבל הם רגישים לקרינת ‪UV‬‬ ‫אבל שכבת האויר הכלואה בין השכבות מעלה את‬ ‫הפוגעת בהם ומתבלים יותר מהר מזכוכית. באזורים‬ ‫ההתנגדות התרמית שלו. מוצר מענין במיוחד הוא זה‬ ‫מדבריים נוספת גם התבלות בשל שחיקה מאבק‬ ‫שבו פניה הפנימיים של אחת השכבות הם בעלי חתך‬ ‫וחול המונעים על ידי רוח והשורטים את פניהם. אחד‬ ‫של שיני משור הגורם להחזרות פנימיות של קרינה‬ ‫היתרונות העיקריים של לוחות אלו היא עמידותם בפני‬ ‫המגיעה אליהן. חתך זה מאפשר לשנות את היחס בין‬ ‫שבר ממכה.‬ ‫העברת הקרינה לבין החזרתה על ידי שינויים בזוית‬ ‫ההתקנה של הלוח כלפי מקור הקרינה: מידת העברת‬ ‫הקרינה או החזרתה יהיו תלויים אז בזוית הפגיעה של‬ ‫4.1.4 תכונות המסגרת‬ ‫הקרינה במשטח הפוליקרבונט (איור 21.32).‬ ‫הרוב הגדול של מערכות הזיגוג בישראל נתון במסגרות‬ ‫פיברגלס: החומר המכונה "פיברגלס" עשוי למעשה‬ ‫העשויות מתכת, בדרך כלל פרופילי אלומיניום. למאפייני‬ ‫מפוליאסטר משוריין בסיבי זכוכית. החומר זמין‬ ‫המסגרת, ובעיקר למספר הפרופילים המחלקים‬ ‫במספר גדלי גלים, עוביים וגוונים. הוא אינו מאפשר‬ ‫(שפרוצים) בחלון השפעה משמעותית מאוד על‬ ‫מבט דרכו ועמידותו בתנאי חוץ קשים אינה טובה‬ ‫התפקוד הכולל של מערכת הזיגוג, ממספר סיבות:‬ ‫במיוחד. החומר יכול לשמש להקטנת חדירת כמות‬‫הבנין‬ ‫11‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫021‬ ‫• המסגרת של הזיגוג מהווה חלק ניכר מהשטח‬ ‫הכולל של פתח הבנייה, ולפיכך מקטין במידה ניכרת‬ ‫את חלק הפתח אשר מאפשר מעבר אור דרכו. כפי‬ ‫%01‬ ‫%01‬ ‫%52‬ ‫%52‬ ‫%04‬ ‫%04‬ ‫שמדגים (איור 31.32), המסגרת עלולה להוות בין‬ ‫איור 31.32. מסגרת החלון עלולה לחסום חלק ניכר‬ ‫רבע לשליש(!) משטח הפתח, ביחוד כאשר מדובר‬ ‫ממעבר האור דרך פתח הבנייה בו מורכב החלון.‬ ‫בחלונות אלומיניום קטנים עם הרבה חלוקות משנה.‬ ‫מסגרת עשויה מתכת מוליכה חום היטב, כך שגם‬ ‫מסגרת‬ ‫אם יחידת הזיגוג מבודדת, חלק ניכר ממעבר החום‬ ‫‪5cm‬‬ ‫שולי הזיגוג‬ ‫‪5cm‬‬ ‫‪5cm‬‬ ‫דרך מערכת הזיגוג כולה יתרחש דרך המסגרת (איור‬ ‫מרכז הזיגוג‬ ‫41.32). לכן, רצוי, משיקולים של מעבר חום, להמעיט‬ ‫05 מ"מ‬ ‫ככל האפשר במספר החלוקות של הזיגוג. בנוסף על‬ ‫כך, ישנו יתרון למסגרות העשויות חומרים אשר אינם‬ ‫‪5cm‬‬ ‫איור 41.32. המוליכות התרמית של יחידת הזיגוג באה‬ ‫מוליכים חום באותה מידה כמו מתכת, כגון עץ או‬ ‫לידי ביטוי רק במרכז הזכוכית. בשולי הזיגוג של חלון עם‬ ‫‪ .PVC‬ניתן גם להתקין מסגרות אלומיניום עם הפרדה‬ ‫מסגרת מתכת, עד למרחק של בערך 5 ס"מ מן המסגרת,‬ ‫תרמית, אם כי עלותן גבוהה ואיננה מוצדקת בדרך‬ ‫חלק ניכר ממעבר החום מתרחש דרך המסגרת.‬ ‫כלל בתנאי האקלים בארץ.‬ ‫המורכבות של מערכות הזיגוג והשפעתן הרבה על התפקוד התרמי של הבניין הביאו את משרד התשתיות הלאומיות‬ ‫ליזום תקן ישראלי אשר יסדיר את האופן בו יחושבו ויוצגו התכונות של מערכות הזיגוג בבניינים. התקן, אשר‬ ‫פורסם בשנת 9002, מכונה ת"י 8605 – "מערכות זיגוג בבניינים – סימון בתווית אנרגיה." טבלה 2.32, הלקוחה‬ ‫מן המהדורה האחרונה של ת"י 5401, חלק 0 – "בידוד תרמי של בניינים – כללי", ממחישה את ההבדלים הגדולים‬ ‫בתכונות התרמיות והאופטיות של מערכות זיגוג אופייניות הנפוצות בארץ.‬ ‫תכונות חלון‬ ‫תכונות חלון‬ ‫תכונות הזיגוג‬ ‫מרווח‬ ‫זכוכית‬ ‫מסגרת‬ ‫במידות 59.0 ‪ 1.10 X‬מ במידות 59.0 ‪ 1.40 X‬מ‬ ‫(‪)W/m2 K‬‬ ‫אוויר‬ ‫‪U‬‬ ‫‪SHGC‬‬ ‫‪Tvis‬‬ ‫‪U‬‬ ‫‪SHGC‬‬ ‫‪Tvis‬‬ ‫‪U‬‬ ‫‪SHGC‬‬ ‫‪Tvis‬‬ ‫(מ"מ)‬ ‫79.4‬ ‫76.0‬ ‫56.0‬ ‫48.4‬ ‫46.0‬ ‫26.0‬ ‫69.5‬ ‫98.0‬ ‫09.0‬ ‫-‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫עץ‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫עץ‬ ‫21.3‬ ‫95.0‬ ‫95.0‬ ‫01.3‬ ‫65.0‬ ‫65.0‬ ‫71.3‬ ‫67.0‬ ‫18.0‬ ‫6‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫29.5‬ ‫47.0‬ ‫96.0‬ ‫19.5‬ ‫27.0‬ ‫76.0‬ ‫69.5‬ ‫98.0‬ ‫09.0‬ ‫-‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫אלומיניום‬ ‫48.5‬ ‫07.0‬ ‫86.0‬ ‫48.5‬ ‫86.0‬ ‫66.0‬ ‫78.5‬ ‫48.0‬ ‫88.0‬ ‫-‬ ‫2‬ ‫שקופה 6 מ"מ‬ ‫אלומיניום‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫אלומיניום‬ ‫59.3‬ ‫56.0‬ ‫36.0‬ ‫40.4‬ ‫36.0‬ ‫06.0‬ ‫71.3‬ ‫67.0‬ ‫18.0‬ ‫6‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫אלומיניום‬ ‫55.3‬ ‫56.0‬ ‫36.0‬ ‫11.3‬ ‫46.0‬ ‫36.0‬ ‫27.2‬ ‫87.0‬ ‫18.0‬ ‫61‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫אלומיניום‬ ‫41.3‬ ‫25.0‬ ‫06.0‬ ‫72.3‬ ‫15.0‬ ‫85.0‬ ‫01.2‬ ‫06.0‬ ‫87.0‬ ‫6‬ ‫3‬ ‫שקופה 3 מ"מ + ‪low-e‬‬ ‫1‬ ‫כהה 3 מ"מ + ‪low-e‬‬ ‫3‬ ‫4‬ ‫33.3‬ ‫72.0‬ ‫63.0‬ ‫54.3‬ ‫62.0‬ ‫43.0‬ ‫14.2‬ ‫82.0‬ ‫64.0‬ ‫6‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫אלומיניום‬ ‫1‬ ‫שקופה 3 מ"מ‬ ‫‪PVC‬‬ ‫30.2‬ ‫64.0‬ ‫65.0‬ ‫50.2‬ ‫44.0‬ ‫45.0‬ ‫38.1‬ ‫16.0‬ ‫87.0‬ ‫61‬ ‫3‬ ‫שקופה 3 מ"מ + ‪low-e‬‬ ‫1‬ ‫טבלה 2.32. העברות תרמית, מעבר אור ורווח חום סולרי בחלונות אופייניים.‬‫הבנין‬ ‫021‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫121‬ ‫טבלה 2.32 (המשך)‬ ‫(‪ – Tvis‬העברות אור של הזיגוג; ‪ – Tsol‬העברות קרינת שמש של הזיגוג; ‪ – E‬פליטות בתחום האינפרא-אדום‬ ‫של הציפוי; ‪ – U‬העברות תרמית; ‪ – SHGC‬מקדם רווח חום סולרי)‬ ‫1 38.0 = ‪Tvis = 0.90, Tsol‬‬ ‫2 77.0 = ‪Tvis = 0.88, Tsol‬‬ ‫3 80.0=‪E‬‬ ‫4 02.0 = ‪Tvis = 0.51, Tsol‬‬ ‫הערות:‬ ‫א. החישוב נערך בתנאי סביבה לפי ת"י 8605.‬ ‫ב. תכונות הזיגוג מתייחסות למרכז השמשה (‪ ,)center of glass‬עבור קרינה הפוגעת בניצב למישור‬ ‫הזכוכית. אם יש יותר משמשה אחת (זיגוג כפול), הנתונים מביאים בחשבון את ההשפעה של שתי השמשות,‬ ‫הציפויים ומרווח האוויר.‬ ‫ג. הנתונים מתייחסים לחלון בגובה 59.0 מ וברוחב 1.1 מ או 4.1 מ, עם חלוקה אנכית אחת (כדוגמת חלון‬ ‫הזזה אופקי בעל שתי כנפיים או חלון ציר צד עם שתי כנפיים).‬ ‫ד. החישוב עבור מסגרת עץ מתייחס לרוחב פרופיל (במישור החלון) של 8.96 מ"מ. שטח המסגרת מהווה‬ ‫%13 משטח חלון ברוחב 1.1 מ ו-%72 משטח חלון ברוחב 4.1 מ. ההעברות התרמית של המסגרת הינה‬ ‫72.2=‪ U‬ואט למ"ר קלווין.‬ ‫ה. החישוב עבור מסגרת אלומיניום מתייחס לרוחב פרופיל (במישור החלון) של 2.75 מ"מ. שטח המסגרת‬ ‫מהווה %62 משטח חלון ברוחב 1.1 מ ו-%22 משטח חלון ברוחב 4.1 מ. ההעברות התרמית של המסגרת‬ ‫הינה 86.5=‪ U‬ואט למ"ר קלווין.‬ ‫ו. החישוב עבור מסגרת ‪ PVC‬מתייחס לרוחב פרופיל (במישור החלון) של 8.96 מ"מ. שטח המסגרת מהווה‬ ‫%13 משטח חלון ברוחב 1.1 מ ו-%72 משטח חלון ברוחב 4.1 מ. ההעברות התרמית של המסגרת הינה‬ ‫07.1=‪ U‬ואט למ"ר קלווין.‬ ‫ז. תכונות החלון מבטאות את התרומה הכוללת של הזיגוג ושל המסגרת, ומתאימות רק לחלונות במידות‬ ‫הנתונות. את התכונות של חלונות במידות שונות או עם שילובים אחרים של מסגרת וזיגוג יש לחשב בהתאם‬ ‫לת"י 8605.‬ ‫למיקום מערכת ההצללה השפעה מועטה יחסית על‬ ‫5.1.4 מערכות הצללה‬ ‫הנוחות הויזואלית של אדם השוהה בחדר. עם זאת,‬ ‫מערכות הצללה מיועדות להפחית את קרינת השמש‬ ‫יש למיקום השפעה מכרעת על היעילות שלה בהקטנת‬ ‫החודרת מבעד למערכת הזיגוג, למטרות שונות: שיפור‬ ‫עומס החום על הבניין. כאשר מערכת ההצללה ממוקמת‬ ‫הנוחות הויזואלית, הקטנת עומסי החום, שמירה על‬ ‫בתוך הבניין, למשל בצורת וילון, השפעתה על המאזן‬ ‫פרטיות ועוד. את מערכות ההצללה ניתן לסווג לפי‬ ‫התרמי מועטה. זאת משום שמרבית הקרינה החודרת‬ ‫שני קריטריונים: מיקום מערכת ההצללה ביחס לזיגוג,‬ ‫מבעד לזכוכית נבלעת באמצעי ההצללה, גורמת לו‬ ‫והאפשרות לבקר את אופן פעולתה בכדי לשנות את‬ ‫להתחמם ונפלטת אל חלל החדר בהסעה (כאוויר חם)‬ ‫כמות הקרינה החודרת לבניין על ידי שינוי מקומו של‬ ‫או בקרינה אינפרה אדומה. כאשר אמצעי ההצללה‬ ‫רכיב ההצללה או שינוי הזווית שלו ביחס לחלון.‬ ‫נמצא מחוץ לבניין, קרינת השמש הנחסמת על ידו‬ ‫איננה משפיעה כמעט על המאזן התרמי של הבניין.‬ ‫מיקום מערכת ההצללה ביחס לזיגוג:‬‫הבנין‬ ‫121‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫221‬ ‫סוג זה של הצללה עדיף אפוא‬ ‫לאין שיעור מן הבחינה התרמית‬ ‫(איור 51.32).‬ ‫כאשר אמצעי ההצללה ממוקם בין‬ ‫שתי שכבות של זיגוג – למשל‬ ‫תריס ונציאני הכלוא בין שתי‬ ‫השמשות של חלון בעל זיגוג‬ ‫כפול או תריס הממוקם בין שתי‬ ‫מערכות הזיגוג של חזית כפולה, איור 51.32. הצללה חיצונית עדיפה על הצללה פנימית מבחינה תרמית.‬ ‫מעבר האנרגיה תלוי במידה רבה במאפיינים של שכבת הזיגוג הפנימית. זאת משום שהתריס מתחמם כתוצאה מן‬ ‫הקרינה הפוגעת בו, ופולט חום אל הסביבה. כאשר השמשה הפנימית מצוידת בציפוי ‪ ,low-e‬מעבר החום כלפי‬ ‫החלל הפנימי פוחת מאוד, ועיקר האנרגיה נפלט כלפי חוץ. אם התריס הפנימי הוא בעל גוון בהיר מאוד או ציפוי‬ ‫מבריק, שטף האנרגיה המועבר לחלל הבניין פוחת במידה ניכרת.‬ ‫בקרת מערכת ההצללה‬ ‫מערכת ההצללה הניתנת לבקרה, כגון תריס או וילון, עשויה לתת מענה טוב יותר לשינויים בתנאי הסביבה ולצרכים‬ ‫המיוחדים של דיירי הבניין מאשר מערכת קבועה, כגון גגון חיצוני מעל החלון. אף על פי כן, בניינים רבים מצוידים‬ ‫גם בהצללה קבועה. מהם אפוא היתרונות והחסרונות (ראה טבלה 3.32) של כל אחד מסוגי ההצללה?‬ ‫הצללה ניתנת לבקרה‬ ‫הצללה קבועה‬ ‫• עשויה לתת מענה מיטבי בכל שילוב של‬ ‫• דורשת מעט מאוד אחזקה‬ ‫יתרונות‬ ‫מיקום השמש, תנאי מזג אוויר שונים והעדפות‬ ‫• איננה דורשת תשומת לב מדיירי הבניין‬ ‫הדיירים‬ ‫• בד"כ זולה יותר‬ ‫• עשויה לתת מענה טוב גם לקרינה לא כיוונית‬ ‫• בד"כ חיצונית לזיגוג, ולכן עדיפה מבחינה‬ ‫תרמית‬ ‫• דורשת אחזקה‬ ‫• איננה נותנת מענה מיטבי בהתאם למסלול‬ ‫חסרונות‬ ‫העונתי של השמש1‬ ‫• בהיעדר תשומת לב מדיירי הבניין, עלולה‬ ‫להיות במצב לא מתאים, כגון תריס סגור כאשר‬ ‫• איננה נותנת מענה לתנאי מזג אוויר‬ ‫דרושה אנרגית שמש לחימום, או להיפך‬ ‫משתנים‬ ‫• בד"כ מותקנת בתוך הבניין, ולכן פחות יעילה‬ ‫• איננה נותנת מענה להעדפות השונות של‬ ‫מבחינה תרמית‬ ‫הדיירים‬ ‫• נותנת מענה חלקי בלבד לקרינה מפוזרת‬ ‫מכיפת הרקיע ולקרינה מוחזרת מן הקרקע‬ ‫1הערה: בשל קיבול החום של כדור הארץ, הטמפרטורות המקסימליות נמדדות כחודש עד חודש וחצי אחרי היום הארוך‬ ‫ביותר, בעוד שטמפרטורות המינימום נמדדות כחודשיים אחרי היום הקצר ביותר. בישראל, למשל, שבה היום הארוך ביותר‬ ‫הוא ה-12 ביוני, החודשים החמים הם יולי ואוגוסט, בעוד שהחודשים הקרים ביותר הם ינואר ופברואר, למרות שהיום הקצר‬ ‫ביותר חל ב-12 בדצמבר. לפיכך, הצללה קבועה המיועדת לחסום את קרינת השמש הישירה באוקטובר (שהוא חודש חם‬ ‫יחסית) למשל, ימנע את רווח החום הרצוי בחודש פברואר הקר.‬ ‫טבלה 3.32. יתרונות וחסרונות של הצללה קבועה וניידת.‬‫הבנין‬ ‫221‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫21‬ ‫הצללה חיצונית קבועה‬ ‫למערכת הצללה חיצונית קבועה‬ ‫עשויים להיות שני רכיבים: רכיב‬ ‫אופקי מעל החלון, ורכיבים אנכיים‬ ‫בצידי החלון. ניתן להתקין את‬ ‫הרכיבים האלו בנפרד או במשולב,‬ ‫בהתאם לפנות החלון, לטכנולוגית‬ ‫הבנייה ועוד.‬ ‫הרכיב האופקי מעל החלון (המכונה‬ ‫לעיתים גגון) מיועד לחסום את‬ ‫קרינת השמש הישירה כאשר השמש‬ ‫נמצאת גבוה מעל האופק. הוא מתאים‬ ‫בעיקר לחזית הדרומית, ומביא‬ ‫איור 61.32. הצללה חיצונית קבועה הכוללת רכיב אופקי ורכיבים אנכיים.‬ ‫תועלת פחותה כאשר הוא מותקן‬ ‫מעל פתחים בחזיתות האחרות.‬ ‫הרכיבים האנכיים בצידי החלון מיועדים לחסום את קרינת השמש הישירה המגיעה כאשר השמש נמצאת יחסית‬ ‫נמוך מעל האופק, כלומר במערב או במזרח, בתנאי שהחלון איננו פונה ישירות לכיוונים אלה. הצללה זו מתאימה‬ ‫אפוא לחלון בחזית דרום-מערבית או דרום-מזרחית.‬ ‫כקרינה מפוזרת. איור 71.32 מראה את החלק היחסי‬ ‫איור 61.32 מראה את התרומה של רכיבי מערכת‬ ‫של רכיבי הקרינה על קיר דרומי בנגב, בקיץ ובחורף.‬ ‫ההצללה על חלון בחזית דרומית. הצל המוטל על ידי‬ ‫הבליטה האופקית מסומן באפור, בעוד שהצל המוטל‬ ‫לא ניתן לחסום את הקרינה הלא-כיוונית המגיעה אל‬ ‫על ידי הרכיב האנכי מודגש בכחול.‬ ‫מישור החלון באמצעות אמצעי הצללה חיצוני, אלא‬ ‫במחיר של חסימה משמעותית של המבט כלפי חוץ‬ ‫חשוב לציין כי בעוד שקל יחסית לתכנן הצללה קבועה‬ ‫ושל הפוטנציאל לתאורה טבעית, למשל על ידי גגון‬ ‫יעילה לחלון בחזית הדרומית, הרי שלא ניתן כמעט‬ ‫עמוק מאוד החוסם חלק ניכר מכיפת הרקיע או על ידי‬ ‫להגן על חלון בחזית מזרחית או מערבית בלי לחסום‬ ‫רפפות צפופות.‬ ‫כמעט לחלוטין את המבט מבעד לחלון החוצה. זאת‬ ‫משום שכאשר השמש נמצאת במזרח או במערב, היא‬ ‫קרובה מאוד לאופק, וכיוון הקרינה הוא כמעט ניצב‬ ‫למישור החלון.‬ ‫מפוזרת‬ ‫מפו‬ ‫זרת‬ ‫ממ‬ ‫ישירה‬ ‫י‬ ‫פוזפוז‬ ‫שירה‬ ‫רתרת‬ ‫קרינה מפוזרת ומוחזרת‬ ‫99.0‬ ‫9‬ ‫9.0‬ ‫מוחזרת‬ ‫מוח‬ ‫8 8‬ ‫94.0‬ ‫9‬ ‫5.05.0‬ ‫יש ישי‬ ‫4.0‬ ‫ירהרה‬ ‫זרת‬ ‫מרבית אמצעי ההצללה החיצוניים הקבועים על חזיתות‬ ‫5 5‬ ‫5. 5.3‬ ‫51.1‬ ‫5‬ ‫3‬ ‫1.1‬ ‫הבניינים מיועדים לחסום את קרינת השמש הישירה,‬ ‫ומתוכננים בהתאם למיקומה בשמיים בשעות שבהן‬ ‫קרינת השמש איננה רצויה. ההתייחסות למיקומה של‬ ‫מ מו‬ ‫ו ח זח ז‬ ‫השמש ברקיע מאפשר לחסום את הקרינה הכיוונית,‬ ‫רתרת‬ ‫0 0‬ ‫5. 5.0‬ ‫0‬ ‫אך חשוב לזכור כי חלק ניכר מן הקרינה איננו מגיע‬ ‫ישירות מן השמש, אלא מוחזר מבניינים סמוכים או‬ ‫איור 71.32. קרינת השמש ישירה, מוחזרת ומפוזרת.‬ ‫מפני הקרקע, בעוד שחלק אחר מגיע מכיפת הרקיע‬‫הבנין‬ ‫21‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫21‬ ‫הדוגמא הבאה ממחישה את המונח תחלופות‬ ‫2.4 חדירת אוויר ואוורור‬ ‫אוויר בשעה:‬ ‫אוורור הבניין דרוש על מנת להבטיח כי איכות אוויר‬ ‫בחדר ששטח רצפתו 01 מ"ר וגובה התקרה 4.2‬ ‫הפנים תעמוד בדרישות בריאותיות וכן לסילוק ריחות‬ ‫מ נמצא חלון פתוח בשטח (נטו) של 1 מ"ר. אם‬ ‫רעים ומזהמים הנפלטים בו. חילופי אוויר בין הבניין‬ ‫מהירות האוויר דרך החלון היא 1 מטר לשנייה‬ ‫והסביבה כרוכים גם במעבר אנרגיה כל אימת שישנו‬ ‫(6.3 קמ"ש) בממוצע, כמה חילופי אוויר בשעה‬ ‫הבדל טמפרטורה ביניהם. מעבר האנרגיה הזה עשוי‬ ‫יהיו בחדר?‬ ‫להיות רצוי, למשל כאשר מבקשים לקרר את הבניין‬ ‫בשעות הלילה בתקופת הקיץ. עם זאת, במהלך חלק‬ ‫תשובה: דרך החלון עוברים כל שעה 006,3 מ"ק‬ ‫ניכר מן השנה מעבר החום איננו רצוי: למשל, כאשר‬ ‫אוויר (מ"ר * משנייה * 006,3 שניות). נפח החדר‬ ‫אוויר חיצוני קר חודר אל הבניין בחורף או כאשר אוויר‬ ‫– 042 מ"ק (01 מ"ר * 4.2 מ). מספר חילופי‬ ‫חם חודר אליו בקיץ.‬ ‫האוויר בשעה הוא אפוא 51 (0063 חלקי 042).‬ ‫מעבר אוויר דרך מעטפת הבניין מתרחש בעיקר דרך‬ ‫משום שקיבול החום הנפחי של האוויר נמוך מאוד. עם‬ ‫פתחים במעטפת – חלונות ודלתות. בבנייה המסיבית‬ ‫זאת, כאשר הפרש הטמפרטורה בין מסת הבניין לבין‬ ‫המקובלת בארץ, מעבר האוויר דרך הקירות המסיביים‬ ‫האוויר החיצוני גדולה, עשויה תנועת האוויר להסיע‬ ‫או דרך הגג זניחה.‬ ‫כמות משמעותית של אנרגיה ביניהם.‬ ‫מעבר האוויר בין הבניין לסביבה הנעשה דרך חלונות‬ ‫בקיץ, כאשר האוויר החיצוני קר יותר מן המסה של‬ ‫פתוחים או בסיוע אמצעים מלאכותיים כמו מפוחים‬ ‫הבניין (בעיקר בלילה, ובמיוחד באזור ההר), אוורור‬ ‫מכונה אוורור (‪ .)ventilation‬תנועת אוויר לא‬ ‫הבניין עשוי לסלק עודפי חום אשר הצטברו בה במהלך‬ ‫מבוקרת – בין אם היא מועילה ובין אם היא גורמת‬ ‫שעות היום החמות. אוורור המיועד לצנן את מסת‬ ‫לנזק, מכונה חדירת אוויר או אינפילטרציה‬ ‫הבניין מכונה קירור מבני (‪.)structural cooling‬‬ ‫(‪.)infiltration‬‬ ‫המלצה: ניתן להשיג חיסכון ניכר באנרגיה הדרושה‬ ‫את קצב חילופי האוויר בין הבניין לבין הסביבה מקובל‬ ‫למיזוג אוויר אם מאווררים את הבניין בלילה, כאשר‬ ‫לציין במונח תחלופות אוויר בשעה (‪ach – air‬‬ ‫הקירור המבני יעיל במיוחד – גם אם הבניין איננו‬ ‫‪ .)changes per hour‬תחלופה אחת בשעה מציינת‬ ‫מאוכלס בשעות האלה.‬ ‫כי במהלך שעה אחת מתחלף נפח אוויר השווה לנפח‬ ‫הפנימי של הבניין (או הדירה). אין בציון קצב תחלופות‬ ‫לאוורור ישנה גם השפעה נוספת, מוחשית יותר: תנועת‬ ‫האוויר מידע לגבי איכות האוויר בבניין כולו - יתכן‬ ‫האוויר גורמת להגברת הקצב שבו גוף האדם מחליף‬ ‫בהחלט שבחלקים ממנו לא היתה תנועת אוויר כלל.‬ ‫חום עם הסביבה: בדרך כלל, כאשר טמפרטורת האוויר‬ ‫קצב חילופי האוויר בבניין אשר בו כל הפתחים סגורים‬ ‫נמוכה מטמפרטורת העור (כ-53 מעלות), תנועת האוויר‬ ‫(דהיינו – באינפילטרציה) עשוי לנוע בין כ-3.0 חילופי‬ ‫מצננת את הגוף ותורמת לשיפור הנוחות התרמית‬ ‫אוויר בשעה בבניין אטום ברמה הגבוהה ביותר לבין -2‬ ‫שלנו. תנועת האוויר גם מגדילה את קצב נידוף הזיעה,‬ ‫3 חילופי אוויר בשעה בבניין הבנוי באיכות נמוכה.‬ ‫ובכך מצננת את הגוף, ללא קשר לטמפרטורת האוויר.‬ ‫אוורור המיועד לצנן את בני האדם השוהים בבניין על‬ ‫1.2.4 השפעת חילופי האוויר על הנוחות התרמית‬ ‫ידי האצת תנועת האוויר סמוך לגופם מכונה קירור‬ ‫בבניין‬ ‫נוחות (‪.)comfort cooling‬‬ ‫כפי שנאמר קודם, לחילופי אוויר בין הבניין לבין הסביבה‬ ‫המלצה: קירור נוחות עשוי לשפר את תחושת בני‬ ‫ישנה השפעה רבה על מאזן האנרגיה של הבניין. רוב‬ ‫האדם השוהים בבניין גם כאשר טמפרטורת האוויר‬ ‫האנרגיה האצורה בבניין, ללא קשר למקורה, נאגרת‬ ‫החיצונית גבוהה מזו שבתוך הבניין – אך בה בעת יגדיל‬ ‫במסה התרמית שלו - ברצפה, בקירות ובתקרה.‬ ‫את עומס החום הכולל על הבניין. בתנאים האלה, עדיף‬ ‫כמות האנרגיה האצורה באוויר הנמצא בבניין זניחה,‬‫הבנין‬ ‫21‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫21‬ ‫להשתמש במאוורר ליצור תנועה של האוויר הפנימי‬ ‫– ולא להכניס אוויר חיצוני חם.‬ ‫חדירת אויר‬ ‫2.2.4‬ ‫חדירת אויר מתרחשת בעיקר במקומות בהם האטימה‬ ‫בין מערכת הזיגוג לבין פתח הבנייה ובין רכיביה השונים‬ ‫של מערכת הזיגוג אינה מלאה, וכן כאשר הפתח איננו‬ ‫סגור לחלוטין. חדירת אויר היא בעלת משקל רב‬ ‫במאזן האנרגיה של בניין, במיוחד אם מעטפת הבניין‬ ‫מבודדת היטב: במקרה זה הופכת חדירת האוויר‬ ‫למרכיב מהותי במאזן האנרגיה של הבניין.‬ ‫3.2.4 אוורור‬ ‫מבחינים בין אוורור טבעי ואורור מאולץ: אוורור מאולץ‬ ‫נעשה בעזרת מפוחים, מאווררים ואמצעי הנעת אויר‬ ‫אחרים. אוורור טבעי מתקיים דרך פתחים במעטפת‬ ‫הבניין בהשפעת הפרשי לחצים בין האוויר בבניין ובין‬ ‫האוויר החיצוני.‬ ‫הפרשי הלחצים הינם תוצאה של שני מנגנונים:‬ ‫הפרש צפיפות ("אפקט הארובה") – נוצר כאשר‬ ‫קיים הפרש טמפרטורות גדול בין פנים הבניין לבין‬ ‫החוץ. טמפרטורה גבוהה יותר בתוך הבניין גורמת‬ ‫איור 81.32. אפקט הארובה בבניין: אוויר חם משתחרר‬ ‫להקטנת צפיפותו של האויר בו וכתוצאה מכך לתנועה‬ ‫דרך פתח גבוה ובמקומו חודר אוויר קריר יותר מבעד‬ ‫כלפי מעלה. אם קיים בבנין פתח גבוה, האויר החם‬ ‫לפתח נמוך יותר.‬ ‫ייצא דרכו ובמקומו יחדור לבניין אויר חיצוני קריר‬ ‫‪W=C x A x V‬‬ ‫יותר דרך פתח תחתון. יעילות המנגנון הזה תלויה‬ ‫בהפרש הטמפרטורה בין הפנים לחוץ, גודל הפתחים‬ ‫כאשר:‬ ‫בבנין והפרש הגבהים בין (מרכזי) פתח הכניסה ופתח‬ ‫‪ – W‬נפח האויר [מ"ק/שניה]‬ ‫היציאה. איור 81.32 מדגים שני מצבים אשר בהם‬ ‫‪ – A‬שטחו של הפתח [מ"ר]*‬ ‫עשוי להתקיים אפקט הארובה.‬ ‫‪ – V‬מהירות הרוח מחוץ לבנין [מ/שנייה]‬ ‫הערה: הפרש הצפיפות הנוצר בבניין הוא בדרך כלל‬ ‫‪ – C‬מקדם יעילות הפתח‬ ‫קטן מאוד (אלא אם גובהו של הבניין גדול במיוחד).‬ ‫ערכים מתאימים עבור ‪ C‬הם: 5.0-56.0 עבור רוח‬ ‫לכן תנועת אוויר בהשפעת אפקט הארובה היא חלשה‬ ‫הבאה מכיוון ניצב לפתח כניסת הרוח לבנין, ו-‬ ‫מאוד, ואיננה מורגשת כאשר נושבת רוח סמוך‬ ‫53.0-52.0 במקרים של רוח הבאה בזוית מה לפתח‬ ‫לבניין.‬ ‫הכניסה של הרוח לבניין.‬ ‫לחץ רוח – הלחץ המופעל על דפנות הבניין כתוצאה‬ ‫* במקרה שבו פתחי הכניסה והיציאה הם בעלי גדלים‬ ‫מרוח הנושבת סביבו משפיע על אפשרות האוורור של‬ ‫שונים, יש להשתמש בנוסחה בגודלו של הפתח הקטן‬ ‫הבניין. נוסחה אמפירית מקורבת להערכת פוטנציאל‬ ‫מהשנים.‬ ‫האוורור כתוצאה מלחץ רוח היא:‬‫הבנין‬ ‫21‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫21‬ ‫מיקום פתחי האיוורור‬ ‫מיקומם של הפתחים במעטפת הבניין הינו בעל‬ ‫חשיבות רבה להשגת אוורור טבעי יעיל.‬ ‫מחקרים מראים שלמיקומו של פתח היציאה אין‬ ‫חשיבות רבה בקביעת מסלול ומהירות תנועת האוויר‬ ‫בחלל המאוורר. זאת משום שהשינויים בזרימת האוויר‬ ‫מתרחשים רק בסמיכות לפתח זה, ולא בנקודות‬ ‫הקרובות יותר לפתח הכניסה. מאידך, מיקומו של‬ ‫פתח הכניסה לחלל הינו בעל חשיבות רבה, והבדלים‬ ‫במיקומו יגרמו למסלולי זרימה שונים ולמהירות שונה‬ ‫של האוויר בתוך החלל המאוורר (איור 91.32).‬ ‫איור 91.32. זרימת האוויר בחלל מושפעת בעיקר‬ ‫מסלול תנועת האוויר בחלל חשוב ממספר טעמים.‬ ‫ממיקומם של פתחי הכניסה, בעוד שלפתחי היציאה‬ ‫ראשית, משום שהיעילות של קירור נוחות תלויה בכך‬ ‫השפעה מועטה על מסלול האוויר בחדר.‬ ‫שתהיה תנועת אוויר באזורי הפעילות שבהם שוהים‬ ‫דיירי הבניין. מאידך, לעיתים קורה כי תנועת האוויר‬ ‫זרימת האויר אל מעל הגגון. גם מסלולו של‬ ‫סמוך לבני האדם איננה רצויה, אך קרור מבני דוקא‬ ‫האוויר בתוך החלל המאוורר יוסט כלפי מעלה,‬ ‫רצוי.‬ ‫מעל למפלס הראש של הנוכחים בחלל (הקטנה‬ ‫באפקט "קירור הנוחות"). גגון שאינו רתום‬ ‫בלי קשר למיקום החלון ביחס לחלל הפנימי, ניתן‬ ‫לחלוטין (לכל אורכו) אל קיר הבניין יפתור בעיה‬ ‫לכוון את זרימת האויר ולווסת את מהירותה באמצעות‬ ‫זו וזרימת האוויר בחלל תהיה דומה לזו שתיווצר‬ ‫אביזרים המחוברים לקיר מחוץ לפתח או על ידי‬ ‫תריסים שונים (איור 02.32):‬ ‫במקרה שאין כלל גגון לפני הפתח.‬ ‫• תריסי רפפה בפתח יטו את זרימת האוויר בכיוון‬ ‫• גגון במפלס הגג או אלמנטים אנכיים בצידי‬ ‫ההטיה שלהם. יש להתחשב בכך שהטיה זו גם‬ ‫הפתח יגדילו את לחץ האוויר בחזית הפתח‬ ‫מקטינה את הגודל האפקטיבי של הפתח.‬ ‫ויגבירו אז זרימת האוויר דרכו.‬ ‫• גגון בולט ורתום לקיר מעל הפתח יקטין את‬ ‫השפעת גודל החלון והיחס בין גודל פתח הכניסה ופתח‬ ‫זרימת האוויר דרך הפתח, משום שיגרום להטיית‬ ‫היציאה‬ ‫תקנות התכנון והבנייה (התוספת השנייה) קובעות‬ ‫ששטחם הכולל של חלונות בדירת מגורים יהיו‬ ‫לפחות:‬ ‫• %8 משטח הרצפה בחדר מגורים‬ ‫• %5 משטח הרצפה במטבח‬ ‫• 3.0 מ"ר או %01 משטח הרצפה בחדר שירותים‬ ‫(לפי הגדול מביניהם)‬ ‫כאשר בחדר ישנם לפחות שני פתחים (כגון חלון ודלת),‬ ‫איור 02.32. אמצעים להטיית זרימת האוויר מחוץ לחלון‬ ‫יעילות האוורור תלויה ביחס שבין הגדלים שלהם.‬ ‫או כחלק ממנו.‬‫הבנין‬ ‫21‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫21‬ ‫מהירות הזרימה הממוצעת בחדר נקבעת על ידי גודלו‬ ‫של הפתח הקטן יותר. עם זאת, גודלו ומיקומו של‬ ‫פתח הכניסה משפיעים על דפוס הזרימה בחדר, על‬ ‫63‬ ‫42‬ ‫42‬ ‫82‬ ‫48‬ ‫13‬ ‫62‬ ‫52‬ ‫42‬ ‫39‬ ‫היווצרות אזורים מתים, ועל מהירות הזרימה בסמוך‬ ‫92‬ ‫42‬ ‫72‬ ‫93‬ ‫87‬ ‫לחלון (איור 12.32). כאשר פתח הכניסה קטן, עשויה‬ ‫03‬ ‫72‬ ‫72‬ ‫701‬ ‫82‬ ‫מהירות הרוח בסמוך לו להיות גבוהה אף מן הרוח‬ ‫42‬ ‫82‬ ‫17‬ ‫251‬ ‫92‬ ‫החיצונית, אולם פיזור האוויר הטרי בחדר יהיה בלתי‬ ‫אחיד. כאשר פתח הכניסה גדול, תהיה מהירות הרוח‬ ‫דומה בכל תחומי החדר.‬ ‫53‬ ‫34‬ ‫25‬ ‫54‬ ‫84‬ ‫5. הגדרות‬ ‫63‬ ‫93‬ ‫33‬ ‫13‬ ‫65‬ ‫עצמת הארה (‪ :)illuminance‬כמות האור הפוגעת‬ ‫43‬ ‫52‬ ‫13‬ ‫93‬ ‫55‬ ‫ביחידת שטח. נמדדת ביחידות של לוקס (‪.)lux‬‬ ‫23‬ ‫32‬ ‫03‬ ‫54‬ ‫83‬ ‫33‬ ‫76‬ ‫06‬ ‫16‬ ‫26‬ ‫‪1 lux‬‬ ‫איור 12.32. השפעת הגודל היחסי של פתחי הכניסה והיציאה‬ ‫של האוויר בחדר על מהירות הזרימה הממוצעת ועל מסלול‬ ‫תנועת האוויר. (המספרים בתרשים מציינים את מהירות‬ ‫האוויר בחדר באחוזים ממהירות הרוח מחוץ לחלון.)*‬ ‫‪* Givoni B., 1968, Ventilation problems in hot‬‬ ‫‪1 lumen‬‬ ‫‪countries. Building Research Station, Technion, Haifa‬‬ ‫יעילות אורית (‪ :)luminous efficacy‬עוצמת האור‬ ‫בהיקות (‪ :)luminance‬צפיפות שטף האור הנפלט‬ ‫(הנראה) עליו מגיבה עין האדם ביחס לאנרגיה הכוללת‬ ‫ממקור אור או מוחזר ממשטח בוהק, ליחידת שטח.‬ ‫של מקור האור. נמדדת ביחידות לומן/ואט.‬ ‫נמדד ביחידות של קנדלה/מ"ר(2‪.)candela/m‬‬ ‫אזור נראה‬ ‫אר‬ ‫מו‬ ‫ור‬ ‫אז‬ ‫מידת בהיקות‬ ‫דירוג סינוור מאוחד (‪ :)UGR – Unified Glare Rating‬שיטה לאומדן של הסינוור העלול להתקבל בסביבת עבודה.‬ ‫הדירוד מתקבל על ידי נוסחה מתימטית המביאה בחשבון את מידת הבהיקות של גורמי הסינוור, את גודלם ואת‬ ‫מיקומם ביחס לציר הראיה של המתבונן, בהשוואה למידת הבהיקות של שאר שדה הראיה (הרקע). הציון על פי מדד‬ ‫זה הוא האמצעי לבחינת סינוור לפי תקן 5998, אולם הוא איננו מתאים לחללים שבהם עיקר האור הוא מן החלונות‬ ‫(תאורה טבעית).‬‫הבנין‬ ‫21‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫21‬ ‫42. חימום וקירור פסיבי‬ ‫גם בניין אשר מתוכנן היטב בהתייחס לאקלים‬ ‫ולסביבה יזדקק בדרך כלל לחימום או קירור‬ ‫על מנת לשמור על תנאי פנים נוחים, לפחות‬ ‫במהלך חלק מן השנה. אפשר להקטין את‬ ‫התלות באנרגיה בלתי-מתחדשת לאקלום‬ ‫הבניין על ידי קליטת אנרגיה מן הסביבה‬ ‫בחורף או על ידי פליטת עודפי חום אליה‬ ‫בקיץ. כאשר מעבר האנרגיה נעשה בצורה‬ ‫מבוקרת אך ללא הפעלת מערכות כלשהן,‬ ‫נהוג לכנות אותו פסיבי. (עם זאת, יש‬ ‫המכנים את מעבר האנרגיה פסיבי גם כאשר‬ ‫נדרשת אנרגיה חשמלית מסוימת להפעלת‬ ‫מערכות הבקרה או שינוע האנרגיה, בתנאי‬ ‫איור 1.42. "דוד שמש": המערכת הנפוצה לחימום פסיבי‬ ‫שהיחס בין האנרגיה הזו לבין החיסכון‬ ‫של מים, כוללת קליטה, אגירה והולכה של חום. צילום:‬ ‫וולפגנג מוצפי-הלר‬ ‫באנרגיה בבניין עולה על 05:1).‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫העולם (כולל אלו באקלים קר מאוד), מקור האנרגיה‬ ‫העיקרי הינו קרינת השמש. מאחר ובישראל קרינת‬ ‫1. מעבר אנרגיה בבניין ובין הבניין והסביבה‬ ‫השמש מצויה בשפע, בעוד שמקורות אחרים לאנרגיה‬ ‫על מנת שמעבר האנרגיה בין הבניין והסביבה יתרחש‬ ‫מתחדשת הם זניחים, יעסוק פרק זה רק באנרגיית‬ ‫באופן מבוקר אשר יתרום לנוחות בבניין, יש לבודד‬ ‫השמש כאמצעי לחימום בניינים.‬ ‫את המעטפת שלו היטב ולאפשר מעבר חום רק כאשר‬ ‫1.2. רכיבי המערכת של החימום הסולרי‬ ‫יש בכך צורך – לחימום או לקירור. מערכת לחימום‬ ‫או לקירור פסיבי של בניין כוללת שלושה רכיבים‬ ‫מערכת החימום הסולרי בבניינים דומה בעיקרה לכל‬ ‫עיקריים:‬ ‫מערכת סולרית. לשם המחשה, ניתן להשוותה למערכת‬ ‫הנפוצה לחימום מים לשימוש ביתי – אותו דוד שמש‬ ‫א. מחליף חום עם הסביבה‬ ‫המצוי על גגותינו. במקרה של דוד השמש הנפוץ (איור‬ ‫ב. מערכת אגירה‬ ‫1.42), יחידת הקליטה כוללת לוחות גדולים, מזוגגים‬ ‫ג. מערכת להובלת האנרגיה בתוך הבניין‬ ‫וכהים אשר מוצבים על הגג; מערכת האגירה הינה דוד‬ ‫כל אחד מן הרכיבים האלה יכול להיות חלק מן הבניין‬ ‫המים, אשר בדרך כלל מוצב אף הוא על הגג; ומערכת‬ ‫עצמו, אשר משמש גם למטרות אחרות, או רכיב ייעודי‬ ‫ההולכה היא צנרת המים המובילה אל הברזים בתוך‬ ‫אשר נוסף לבניין למטרה זו בלבד.‬ ‫הבניין.‬ ‫2. חימום פסיבי‬ ‫1.1.2. מחליף חום עם הסביבה: קולט השמש‬ ‫על מנת לחמם את הבניין באופן פסיבי, יש לאתר‬ ‫הקולט הפשוט והנפוץ ביותר הינו חלון - חלון רגיל‬ ‫בסביבה מקור אנרגיה זמין ומתאים לשימוש. האנרגיה‬ ‫בקיר או בגג, אשר דרכו חודרת קרינת שמש ומחממת‬ ‫הזו עשויה להיות גיאותרמית, למשל, אך ברוב ארצות‬‫הבנין‬ ‫21‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫21‬ ‫את הבניין. שיטה זו, המכונה חימום סולרי בקליטה‬ ‫ישירה, היא ללא ספק הנפוצה ביותר. עם זאת, ניתן‬ ‫84.2‬ ‫80.1‬ ‫להתקין קולטים ייעודיים אשר אין להם שימושים‬ ‫צ‬ ‫נוספים, לרוב על גג הבניין.‬ ‫45.2‬ ‫33.3‬ ‫70.5‬ ‫"הרווח הסולרי" (‪ )solar gain‬של המערכת הסולרית‬ ‫70.5‬ ‫76.7‬ ‫45.2‬ ‫הוא ההפרש בין כמות אנרגית השמש המנוצלת‬ ‫לחימום הבניין הנצברת על ידה לבין הפסדי האנרגיה‬ ‫מהבניין המתרחשים דרכה. כך למשל חלון החשוף‬ ‫לשמש מחדיר לבניין את מרבית קרינת השמש‬ ‫26.2‬ ‫הפוגעת בו, אבל גם מפסיד אנרגיה מהבניין החוצה‬ ‫36.4‬ ‫קרינת שמש:‬ ‫בהולכה ובקרינה. ניתן להגדיל אל הרווח הסולרי על‬ ‫קו“ש מ“ר ליום‬ ‫ידי תכנון מתאים של הקולט, בין אם הוא חלון ובין אם‬ ‫יולי‬ ‫הוא מתקן ייעודי אחר:‬ ‫ינואר‬ ‫פנות (‪)orientation‬‬ ‫איור 2.42. הסך היומי של קרינת השמש על הקירות והגג‬ ‫בחירת הפנות הנכונה של האלמנטים הקולטים הנה אולי‬ ‫של בניין בנגב, בקיץ ובחורף.‬ ‫ההחלטה הראשונה והחשובה ביותר בתהליך התכנון‬ ‫של מערכת חימום סולרית. בישראל הפנות המועדפת‬ ‫זווית ההטיה כלפי האופק (‪)tilt angle‬‬ ‫לצורך זה היא תמיד הדרומית, משום שבחורף, כאשר‬ ‫בהנחה שהקולט פונה לכיוון דרום, ישנה חשיבות גם‬ ‫יש צורך באנרגיה לחימום, שטף קרינת השמש על‬ ‫לזווית שבה הוא ניצב ביחס לאופק. כמות הקרינה‬ ‫משטח הפונה לכיוון דרום גבוה בהרבה משטף הקרינה‬ ‫המרבית בחישוב שנתי מתקבלת על קולט הקבוע‬ ‫על משטחים הפונים לכיוונים אחרים. איור 2.42 מראה‬ ‫בזווית הטיה כלפי האופק השווה לקו הרוחב הגיאוגרפי.‬ ‫את התפלגות קרינת השמש הממוצעת לפי הפנות של‬ ‫בישראל זווית זו היא כ-03 מעלות. עם זאת, מומלץ‬ ‫הבניין בנגב: בחורף מרבית קרינת השמש נופלת על‬ ‫כי הקולט יותקן בזווית גדולה יותר כלפי האופק – כ-‬ ‫החזית הדרומית של הבניין, בעוד שבקיץ (כאשר אין‬ ‫54 מעלות – משום שזו הזווית אשר בה יתקבל שטף‬ ‫צורך באנרגיה לחימום), מרבית קרינת השמש נופלת‬ ‫הקרינה המרבי בחורף, כאשר הצורך בחימום הוא‬ ‫על החזית המזרחית והחזית המערבית של הבניין.‬ ‫רב.‬ ‫אף כי בצפון הארץ ישנה פחות קרינת שמש בחורף‬ ‫כאשר מערכת הקליטה היא בפועל חלונות הבניין,‬ ‫מאשר בנגב, גם בגליל ישנה עדיפות ברורה להפניית‬ ‫זווית ההטיה היא לרוב אנכית (הזיגוג ניצב לרצפה),‬ ‫הקולטים לכיוון דרום.‬ ‫משיקולים אדריכליים אחרים: שימוש יעיל יותר‬ ‫חשוב לציין כי אף כי קולט הפונה לכיוון דרום יהיה‬ ‫בחלל הפנימי ואפשרות להתקנת תריסים ומסתורים‬ ‫חשוף לקרינת השמש הרבה ביותר, ביחוד בחורף‬ ‫אחרים.‬ ‫- הירידה בכיוונים אחרים הינה הדרגתית, וההפסד‬ ‫הנוצר כתוצאה מפנות שאיננה מיטבית איננו גדול‬ ‫חומרי זיגוג‬ ‫עד לסטייה של כ-54 מעלות מזרחה או מערבה מן‬ ‫ברוב הקולטים (אם כי לא בכולם!) מותקנת שכבת‬ ‫הדרום. ישנה אפוא גמישות מסוימת בתכנון מיקומם‬ ‫זיגוג שתפקידה להקטין את איבוד האנרגיה מן הקולט‬ ‫של הקולטים – ביחוד אם מדובר בחלונות הבניין, אשר‬ ‫הנמצא במגע עם האוויר בסביבה, שהוא לרוב קר‬ ‫ישנם שיקולים אדריכליים רבים העשויים להשפיע על‬ ‫במידה משמעותית ממנו. כמובן שכאשר חלונות הבניין‬ ‫גודלם ומיקומם. מאידך, חשוב לציין כי כאשר מדובר‬ ‫משמשים גם כקולט סולרי, ישנם לזיגוג גם תפקידים‬ ‫בחלונות, ככל שהסטייה מכיוון דרום גדולה – מערבה‬ ‫רבים נוספים.‬ ‫או מזרחה - כך גדל גם העומס על הבניין בקיץ.‬‫הבנין‬ ‫21‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫0.1‬ ‫0.1‬ ‫0.1‬ ‫8.0‬ ‫8.0‬ ‫8.0‬ ‫העברה‬ ‫החזרה‬ ‫בליעה‬ ‫6.0‬ ‫6.0‬ ‫6.0‬ ‫4.0‬ ‫4.0‬ ‫4.0‬ ‫2.0‬ ‫2.0‬ ‫2.0‬ ‫0‬ ‫03‬ ‫06‬ ‫09‬ ‫0‬ ‫03‬ ‫06‬ ‫09‬ ‫0‬ ‫03‬ ‫06‬ ‫09‬ ‫זווית הפגיעה )מעלות(‬ ‫זווית הפגיעה )מעלות(‬ ‫זווית הפגיעה )מעלות(‬ ‫(אמצע)‬ ‫איור 3.42. השפעת הזוית הפגיעה על מעבר קרינת שמש בזכוכית שקופה רגילה: העברה (משמאל), החזרה‬ ‫ובליעה (ימין).‬ ‫מניעת הצללה על הזיגוג‬ ‫בכדי למלא את תפקידם במערכת לקליטת אנרגית‬ ‫גם אם הקולט מתוכנן ומותקן בצורה מיטבית, יעילותו‬ ‫השמש, על חומרי הזיגוג להיות בעלי שני מאפיינים‬ ‫עיקריים:‬ ‫בפועל עלולה להיות קטנה מאוד אם לא יהיה חשוף‬ ‫לקרינת השמש. קולט שמש יהיה כמעט תמיד חשוף‬ ‫א. עליהם להיות שקופים ככל האפשר, בכדי לאפשר‬ ‫לקרינת שמש מפוזרת (מכיפת הרקיע) או קרינה‬ ‫מעבר של קרינת השמש אל גוף הקולט.‬ ‫מוחזרת (מן הקרקע או מבניינים אחרים), אך בימים‬ ‫בהירים הקרינה הישירה מהווה בין 08-58 אחוזים‬ ‫ב. עליהם להיות בעלי מולכות תרמית נמוכה, בכדי‬ ‫מסך הקרינה. לכן חשוב כי הקולט – בין אן מדובר‬ ‫למנוע הפסדי חום מהקולט.‬ ‫בחלון ובין אם מדובר בקולט ייעודי – לא יהיה נתון‬ ‫חומר הזיגוג השכיח ביותר הוא זכוכית, משום שהיא‬ ‫בצילם של בניינים שכנים, צמחייה, או אפילו חלקים‬ ‫שקופה כמעט לחלוטין לקרינת שמש. עם זאת, יש‬ ‫אחרים של הבניין עצמו. ככל שצפיפות הבנייה גדולה,‬ ‫לזכור כי שיעור קרינת השמש החודר דרך הזכוכית‬ ‫כך קשה יותר להבטיח זכויות שמש מלאות, אולם עם‬ ‫הוא פונקציה של זוית הפגיעה של הקרינה במשטח‬ ‫קצת מחשבה ותשומת לב בזמן עריכת התב"ע ניתן‬ ‫הזכוכית (‪( )incidence angle‬איור 3.42).‬ ‫להגדיל מאוד את שיעור הדירות הנהנות מן האפשרות‬ ‫דיון מורחב בתכנון מערכות זיגוג בבניינים נמצא‬ ‫לנצל את אנרגיית השמש לחימום.‬ ‫בפרק 32, העוסק בעיקר בחלונות. כאשר הקולט‬ ‫מאידך, חובה על המתכננים לבחון אם בניינים קיימים‬ ‫איננו משמש גם כחלון, ניתן כמובן להתעלם ממרבית‬ ‫עלולים להטיל צל על הבניינים שלהם, ולבחון גם את‬ ‫השיקולים העוסקים בהשפעתו של הזיגוג על התנאים‬ ‫האפשרות שבניינים אחרים אשר יוקמו בעתיד בהתאם‬ ‫האקוסטיים או הויזואליים בבניין, והתמקד בשיקולים‬ ‫להוראות התב"ע לא יעשו כן. במקרה כזה, מומלץ‬ ‫התרמיים בלבד.‬‫הבנין‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫להימנע מהתקנת מערכת ייעודית לחימום סולרי, אלא‬ ‫אם ניתן למקם אותה כך שתיהנה מחשיפה מלאה‬ ‫לשמש. איור 4.42 ממחיש את הקושי שבהבטחת‬ ‫זכויות שמש לבניינים, ואת הנזק אשר נגרם כתוצאה‬ ‫מכך.‬ ‫אם החלונות מהווים את מערכת הקליטה והם אינם‬ ‫נהנים משמש ישירה, מומלץ להקטין את השטח שלהם‬ ‫למינימום הנדרש מטעמי אוורור, פתיחה אל הנוף‬ ‫וכיו"ב, משום שאיבוד האנרגיה דרכם בחורף ורווחי‬ ‫חום לא רצויים בקיץ (בהולכה) עלולים להיות לנטל‬ ‫תרמי על הבניין העולה על התועלת שבהתקנתם.‬ ‫2.1.2. מערכת אגירה‬ ‫איור 4.42. קולטי השמש על גג הבניין התחתון מוצלים‬ ‫תפקידה העיקרי של מערכת האגירה הינו לאגור‬ ‫לחלוטין על ידי הבניין שבמעלה הגבעה. צילום: עודד‬ ‫אנרגיית שמש אשר תשמש לחימום הבניין בתקופות‬ ‫פוטצטר‬ ‫שבהן איננה זמינה (למשל – בלילה) או שבהן איננה‬ ‫זמינה במידה מספקת (למשל – בימים מעוננים).‬ ‫המסה התרמית הזמינה לאגירת אנרגיה אינה בהכרח‬ ‫עם זאת, למערכת האגירה ישנו גם תפקיד שני: לווסת‬ ‫כל המסה של הבניין. יעילותה של המסה התרמית‬ ‫את הקצב שבו אנרגיית השמש מסופקת לחלל הבניין‬ ‫נקבעת על ידי היחס בין המוליכות התרמית של‬ ‫לצורך חימומו, בכדי למנוע חימום יתר. בימי בהירים‬ ‫החומר וקיבול החום הנפחי: ככל שהמוליכות התרמית‬ ‫בהם יש קרינת שמש חזקה יתכן כי בשעות הצהרים‬ ‫של החומר גבוהה יותר, האנרגיה נבלעת מהר יותר‬ ‫שטף הקרינה הנקלט על ידי המערכת עולה על האנרגיה‬ ‫ומגיעה לעומק רב יותר; ככל שקיבול החום הנפחי גדול‬ ‫הדרושה לקיום החלל בטמפרטורה הרצויה. כתוצאה‬ ‫יותר, יקטן העומק הפעיל באגירת חום במשך זמן נתון.‬ ‫מכך, עלולה הטמפרטורה בבניין לעלות מעבר לתחום‬ ‫מאחר והבליעה והפליטה של החום במסה התרמית‬ ‫הרצוי. בתגובה, עלולים דיירי הבניין לנטרל במידה‬ ‫של הבניין מתרחשים בצורה מחזורית בהתאם לשעות‬ ‫חלקית או מלאה את מערכת הקליטה (למשל – על‬ ‫היממה, נמצא כי עבור חומרי הבנייה המקובלים, כגון‬ ‫ידי סגירת תריסים) או לסלק את עודפי החום החוצה‬ ‫בטון, העובי האפקטיבי של המסה התרמית (במחזור‬ ‫(למשל – על ידי פתיחת חלונות). בשני המקרים,‬ ‫של 42 שעות) הוא בין 6-21 ס"מ בלבד. מכאן ברור‬ ‫הפוטנציאל לחימום איננו בא לידי ביטוי במלואו, ויתכן‬ ‫שאין צורך לבנות קירות שעוביים גדול בהרבה ממידות‬ ‫כי חוסר האנרגיה יורגש בשעות אחרות.‬ ‫אלה, אם הקיר אוגר ופולט אנרגיה מצד אחד בלבד.‬ ‫יעילותה של מערכת האגירה תלויה בשני גורמים:‬ ‫טעינה ופריקה:‬ ‫כושר הקיבול התרמי שלה, והאופן בו היא קולטת‬ ‫ככל ששטח הפנים של מסת האגירה גדול ביחס לנפחה,‬ ‫אנרגיה ומשחררת אותה.‬ ‫כך יהיה תהליך הטעינה שלה יותר יעיל. מאידך, גם‬ ‫כושר הקיבול של מערכת האגירה‬ ‫תהליך הפריקה יהיה מהיר יותר, באותה מידה.‬ ‫יכולתה של מערכת האגירה להכיל אנרגיה תלוי בכמות‬ ‫טעינת המסה התרמית נעשית בשלשה אופנים:‬ ‫החומר (במסה שלו) ובחום הסגולי של החומר. לחילופין,‬ ‫א. חשיפת ישירה של פני החומר לקרינת השמש‬ ‫ניתן לאמוד את כמות החומר הפעיל בהתאם לנפחו,‬ ‫– זוהי הדרך היעילה ביותר, והיא מוגדרת כ"טעינה‬ ‫ביחוד אם לא מנצלים את המסה התרמית של הבניין‬ ‫ראשונית".‬ ‫עצמו ומתקינים מאגר הנבנה במיוחד למטרה זו.‬‫הבנין‬ ‫11‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫21‬ ‫ב. קליטת אנרגיה בקרינה ממשטח "שכן" החשוף‬ ‫כולו לשמש. זו מוגדרת כ"טעינה שניונית". במקרה‬ ‫הזה טמפרטורת הקרינה הממוצעת (‪mean‬‬ ‫‪ )radiant temperature‬של הגוף המקרין (השכן)‬ ‫חייבת להיות גבוהה יותר מטמפרטורת המשטח‬ ‫החיצוני של המסה האוגרת.‬ ‫ג. קליטת אנרגיה בהסעה מאויר חם הזורם בסמוך‬ ‫למסה האוגרת. זו מוגדרת כ"טעינה שלישונית"‬ ‫והיא הפחות יעילה מבין מנגנוני הקליטה. במקרה‬ ‫זה האויר בקולט חייב להתחמם לטמפרטורה גבוהה‬ ‫מזו של המשטח החיצוני של המסה האוגרת, לפני‬ ‫שמתחילה העברת אנרגיה מהאויר אליו.‬ ‫איור 5.42. חתך סכמתי בבניין המחומם בקליטה ישירה.‬ ‫פריקת המסה התרמית נעשית בעיקר על ידי קרינה‬ ‫סולריים בגלל בידוד לא מספיק של חלק מהקירות‬ ‫ארוכת גל ועל ידי הסעה באמצעות האויר הנמצא‬ ‫או בשל איבוד אנרגיה רב דרך החלונות. בחללים‬ ‫בסמוך לפני המסה.‬ ‫המחוממים במערכות תרמו-סיפוניות, כגון קירות‬ ‫טרומב מאווררים, עלול להיווצר ריבוד אנכי של‬ ‫3.1.2. מערכת להובלת החום בבניין‬ ‫הטמפרטורות משום שהאויר המחומם חודר אל החדר‬ ‫לאחר קליטתה של אנרגית השמש במערכת הקליטה‬ ‫קרוב לתקרה, ויש לדאוג לכך שיידחף כלפי מטה‬ ‫יש לפזר אותה בכל רחבי הבניין המחומם. פיזור‬ ‫באמצעים מכניים (למשל מאוורר תקרה). במערכות‬ ‫החום בבניין תלוי מאוד בשיטת האגירה ובתכנונו של‬ ‫של אגירה רחוקה, שאינן כמעט בשימוש בארץ, ניתן‬ ‫הבניין.‬ ‫לקבל חימום אחיד דרך רצפת החלל.‬ ‫אחד האתגרים העיקריים בתכנון מבנים סולריים הוא‬ ‫אם אנרגיה רבה מדי מצטברת בחלל המחומם‬ ‫להשיג פיזור חום טבעי ללא צורך במערכת מכנית‬ ‫והטמפרטורה בו עולה מדי, ניתן להעביר את חלקה‬ ‫שתוכל להעביר את האנרגיה ממקום אחד בבניין אל‬ ‫לחללים אחרים ללא אמצעים מיוחדים, אפילו רק על‬ ‫החדרים המחוממים. רצוי למקם את קולטי האנרגיה‬ ‫ידי פתיחת דלת. ככל שפתח הדלת גבוה יותר יעילות‬ ‫בחללים המחוממים עצמם או בסמוך אליהם, ורק אם‬ ‫העברת האנרגיה תגדל, ומומלץ להגביה את הפתח עד‬ ‫מיקום כזה אינו אפשרי להשתמש במערכת הסעת‬ ‫לגובה התקרה, באמצעות חלון עליון.‬ ‫אנרגיה המופעלת באמצעות מפוחים או משאבות.‬ ‫בבנינים המנצלים אגירה רחוקה של אנרגיה תמיד‬ ‫יש לדאוג לפיזור אחיד של החום בחלל המחומם‬ ‫תהיה דרושה מערכת - קרוב לוודאי מכנית – להעברת‬ ‫בכדי שלא יווצרו אזורים חמים יותר או פחות בתוך‬ ‫האנרגיה אל החללים הדורשים את החימום. העברה‬ ‫החלל. אלה יכולים להיווצר במיוחד ליד הרצפה‬ ‫זו תעשה בהסעה. במקרים כאלה יש להתגבר על‬ ‫ובסמוך לתקרה. בחללים המחוממים בקליטה ישירה‬ ‫התנגדות האויר והחיכוך בתעלות האוויר, והדבר כמובן‬ ‫אשר בהם מספיקה מסה ראשונית או שניונית לאגירת‬ ‫מקטין את היעילות האנרגטית של המערכת. כתוצאה‬ ‫האנרגיה, הדבר נעשה כמעט מאליו על ידי העברת‬ ‫משימוש במפוחים או מאווררים עלול גם להיווצר‬ ‫אנרגיה בקרינה בין הקירות ובהסעה בין הקירות‬ ‫מטרד רעש בחללים אליהם מגיעות התעלות.‬ ‫לבין האויר. התוצאה המתקבלת היא שבדרך כלל‬ ‫טמפרטורת הקירות קרובה מאוד לטמפרטורת האויר,‬ ‫2.2. מערכות סולריות לחימום מבנים‬ ‫ומתקבלת נוחות תרמית גם בטמפרטורות נמוכות‬ ‫בפרק זה יידונו מערכות סולריות שונות המשמשות‬ ‫יותר מחדרים שבהם הקירות קרים יותר מהאויר.‬ ‫לחימום מבנים. תתוארנה בעיקר מערכות סולריות‬ ‫לפעמים יכולים להיווצר הבדלי טמפרטורה בחללים‬‫הבנין‬ ‫21‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫אשר נמצאות בשימוש בישראל או אשר תכונותיהן‬ ‫מתאימות לשימוש בארץ.‬ ‫1.2.2. קליטה ישירה‬ ‫מערכת לקליטה ישירה היא המערכת הפשוטה ביותר‬ ‫בין מערכות החימום הסולרי. זוהי המערכת היחידה‬ ‫כמעט בה נעשה שימוש בישראל, בעיקר בגלל שיקולי‬ ‫עלות. עלותה הנמוכה של המערכת הזו נובעת מכך‬ ‫שעיקרה הוא רכיבים הקיימים ממילא בבניין הישראלי‬ ‫איור 6.42. החזית הדרומית של בניין המחומם בקליטה‬ ‫האופייני – הקליטה נעשית באמצעות החלונות ואגירת‬ ‫ישירה‬ ‫החום נעשית בקירות וברצפה. לעתים יש צורך לשנות‬ ‫במקצת את גודלם של הרכיבים האלה, אבל בעיקרו‬ ‫פני החזיתות האחרות) והתאמת גודלם לשיעור‬ ‫של עניין אין בכך תוספת משמעותית לעלות הבניין.‬ ‫האנרגיה שמבקשים להשיג מקרינת השמש.‬ ‫כיוון החלונות הקולטים הוא לכיוון דרום. בשל זווית‬ ‫• כל החומרים והאמצעים הטכניים הדרושים לבניית‬ ‫הגובה הנמוכה יחסית של השמש בחורף, קרינת‬ ‫מבנים עם קליטה ישירה זמינים מהמדף ואינם‬ ‫השמש הישירה פוגעת בחלון (בעיקר בשעות הצהריים‬ ‫מייקרים כמעט את עלות הבניין.‬ ‫בהם הקרינה חזקה במיוחד) בזויות הקרובות לניצב,‬ ‫• כל רכיבי המערכת אינם מתחממים לטמפרטורות‬ ‫כך שכמעט כל הקרינה חודרת לבניין מבעד לזכוכית.‬ ‫גבוהות, ולכן ההפסדים קטנים.‬ ‫בקיץ נמצאת השמש בזוית רום גבוהה יותר, ולכן‬ ‫זווית הפגיעה של קרניה בזיגוג היא שטוחה יחסית,‬ ‫חסרונות מערכת קליטה ישירה:‬ ‫וחדירתה דרך הזיגוג קטנה יותר. (עם זאת מודגש‬ ‫• ניתנת ליישום רק בחללים אשר יש בהם חלון הפונה‬ ‫שתכונה זו בלבד לא תמנע התחממות חללי הבניין‬ ‫לדרום.‬ ‫במשך הקיץ כתוצאה מהקרינה, ויש להגן על משטח‬ ‫• שטחי זיגוג גדולים יכולים לגרום לבוהק בחלל‬ ‫הזיגוג באמצעים אחרים).‬ ‫המחומם.‬ ‫הבניין הסולרי זקוק לכמות מספקת של מסה לאגירת‬ ‫• הקרינה האולטרה-סגולה (‪ )UV‬שהיא חלק מקרינת‬ ‫האנרגיה הנקלטת על ידי החלונות הדרומיים. לצורך זה‬ ‫השמש גורמת לדהיית חפצים בחדר המחומם.‬ ‫משמשים הקירות החיצוניים (בתנאי שהבידוד התרמי‬ ‫הוא חיצוני), תקרות, רצפות ומחיצות פנימיות הבנויות‬ ‫• הטמפרטורה הקרינתית הממוצעת במקומות בהם‬ ‫מבלוקי בטון (לא מחיצות גבס). במשך היום המסה‬ ‫ישנם כתמי שמש בתוך החדר גבוהה מאוד אפילו‬ ‫הזו אוגרת את קרינת השמש הפוגעת בה, ובלילה היא‬ ‫בחורף, ויכולה לגרום לאי-נוחות תרמית.‬ ‫משחררת אותה לחלל הבית. כך מושגת בתוך הבניין‬ ‫• אם אין אפשרות לבודד את החלונות בלילה (למשל‬ ‫משרעת טמפרטורה קטנה בהרבה מזו הקיימת בחוץ.‬ ‫באמצעות תריסים), נגרם איבוד אנרגיה רב.‬ ‫כל רכיבי המערכת הסולרית חייבים להיות מתואמים‬ ‫• חלונות גדולים עלולים לגרום לאובדן פרטיות, בעיקר‬ ‫ביניהם: חלונות גדולים מדי ומסת אגירה מעטה מדי,‬ ‫בלילה.‬ ‫למשל, עלולים לגרום להתחממות יתר.‬ ‫יתרונות מערכת הקליטה הישירה:‬ ‫2.2.2. קליטה בלתי-ישירה‬ ‫• מערכת הקליטה הישירה היא המערכת הפשוטה‬ ‫בשיטת הקליטה הבלתי ישירה, מערכת הקליטה כוללת‬ ‫והזולה ביותר להתקנה. ברוב המקרים היא דורשת‬ ‫שמשה החשופה לשמש ומאחוריה קיר מסיבי, וביניהם‬ ‫רק למקם חלונות ופתחים מזוגגים הדרושים‬ ‫חלל אוויר. ישנן מספר וריאציות שונות של שיטה זו,‬ ‫בלאו הכי בבניין בחזית הדרומית (בעדיפות על‬‫הבנין‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫הנבדלות זו מזו במיקום הבידוד התרמי בקיר ובאופן‬ ‫הבקרה על תנועת האוויר ברווח שבין הזכוכית והמסה‬ ‫התרמית. הקיר יכול להיבנות מכל אחד מחומרי הבניה‬ ‫הכבדים – בטון, סיליקה, לבנים, אבן, אדמה וכו.‬ ‫בשיטת הקיר האוגר מחומם הקיר שמאחורי הזיגוג‬ ‫ומעביר את האנרגיה אל החלל המחומם רק בהולכה‬ ‫דרך הקיר. החום מועבר מן הצד הפנימי של הקיר‬ ‫אל החלל המחומם בקרינה ובהסעה (של אויר הקרוב‬ ‫למשטח הפנימי של הקרי המחומם). פיגור הזמן הנוצר‬ ‫בחימום החלל המחומם תלוי בעובי הקיר ובחומר ממנו‬ ‫הוא עשוי. פיגור זמן אופייני בבטון הוא כ 81-02 דקות‬ ‫לכל ס"מ של עובי הקיר.‬ ‫איור 7.42. חתך סכמתי בבניין המחומם עם קיר טרומב.‬ ‫בקיר טרומב (‪ )Trombe wall‬ישנם פתחים בחלקו העליון ובחלקו התחתון, המאפשרים לאוויר לזרום בחופשיות‬ ‫מהחלל הפנימי בבניין אל המרווח שבין הזיגוג לבין הקיר, ובחזרה. כאשר הקיר חשוף לקרינת שמש ומתחמם,‬ ‫האויר הנמצא ברווח שבינו לבין הזכוכית מתחמם אף הוא, עולה למעלה וחוזר דרך הפתח העליון אל החלל המחומם.‬ ‫במקומו חודר למרווח אויר קר יותר המגיע מהחלל המחומם. האוויר הנמצא בחלל שבין משטח הזיגוג לבין הקיר‬ ‫האוגר עשוי להגיע לטמפרטורות גבוהות יחסית – בישראל יכולה הטמפרטורה לעלות עד כדי ‪ .60oC‬בתהליך‬ ‫מחזורי זה מועברת אנרגית השמש בהסעה אל החלל המחומם. בנוסף לחימום בהסעה מתקבל גם חימום בהולכה‬ ‫דרך הקיר, מאחר והמשטח החיצוני של הקיר (זה הפונה אל הזיגוג) מתחמם ומגיע לטמפרטורות גבוהות יותר‬ ‫מאלה הקיימות בצדו הפנימי של הקיר. זהו מנגנון יעיל‬ ‫– פיגור הזמן של רכיב החימום בהסעה יכול להיות‬ ‫קצר יחסית, כך שהחימום יתחיל כמעט מיד עם‬ ‫חשיפת הקיר לקרינת השמש – ואילו החימום בהולכה‬ ‫יאחר במספר שעות. מערכת זו מאפשרת להאריך‬ ‫את זמן החימום המתקבל מהקיר למשך רוב שעות‬ ‫היום וגם לשעות הראשונות של הלילה. חשוב לשים‬ ‫לב כי בשעות הלילה יתקרר החלל שבין הזיגוג לבין‬ ‫הקיר האוגר, ועלולה להיווצר בו זרימה הפוכה – האויר‬ ‫בתוכו יזרום כלפי מטה, ימשוך אויר חם מחלקו העליון‬ ‫של החלל המחומם ויחדירו חזרה אל החלל המחומם‬ ‫בטמפרטורה נמוכה יותר. למניעת התופעה הזו יש‬ ‫לדאוג לסגירת הפתחים בתחתית ובראש הקיר בשעות‬ ‫הלילה, בעזרת מדפים שניתנים לפתיחה ולסגירה.‬ ‫קיר האגירה המבודד הוא במהותו קיר טרומב שבו קיר‬ ‫האגירה הנמצא מאחורי הזיגוג מבודד מצידו הפנימי‬ ‫(צד חלל הבניין). בשיטה הזו נמנעת כל העברת אנרגיה‬ ‫מהחוץ פנימה בהולכה ובקרינה, וכל האנרגיה מועברת‬ ‫אל תוך החלל בהסעה – טבעית או מאולצת (על ידי‬ ‫מערכת מכנית). היתרון של מערכת כזו הוא שפיגור‬ ‫איור 8.42. חהתקנת זיגוג מהצד החיצוני של קיר האבן‬ ‫הזמן שלה הוא קצר יחסית והחימום מתקבל בחלל‬ ‫על מנת להפוך אותו לקיר אוגר.‬‫הבנין‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫המחומם בסמוך לחשיפת הזיגוג לשמש. יעילותה של‬ ‫מערכת זו היא נמוכה יותר מאלה שנמנו קודם, בעיקר‬ ‫משום שהקיר האוגר, שטמפרטורת צדו הפונה אל‬ ‫הזיגוג יחסית גבוהה, מקרין חום החוצה דרך הזיגוג‬ ‫וגורם להפסדים גדולים יותר.‬ ‫יתרונות הקליטה הבלתי-ישירה:‬ ‫• בעיות הבוהק והנזקים הנגרמים על ידי הקרינה‬ ‫האולטרה סגולה בקליטה הישירה נמנעים.‬ ‫• אין בעיית פרטיות.‬ ‫• בדרך כלל משרעת הטמפרטורה בתוך החלל‬ ‫המחומם קטנה יותר מאשר בבניינים מחוממים‬ ‫בקרינה ישירה.‬ ‫• ניתן בקלות יחסית לווסת את פיגור הזמן שבין‬ ‫איור 9.42. חתך סכמתי בבניין עם מערכת קליטה סולרית‬ ‫קליטת האנרגיה על ידי המערכת לבין העברתה‬ ‫מרוחקת. אם הבניין מסיבי, אין צורך במסת אגירה מיוחדת‬ ‫אל החלל המחומם בכדי להתאימה לצורכי הדיירים‬ ‫במרתף.‬ ‫ובכדי לקבל ניצולת גבוהה של המערכת.‬ ‫ישירות לחלל המחומם ויכול להמצא גם במרחק‬ ‫חסרונות הקליטה הלא ישירה:‬ ‫מה ממנו. במערכות פסיביות אמיתיות, העברת‬ ‫האנרגיה בין הקולט לבין מסת האגירה או החלל‬ ‫• כמו בקליטה הישירה, גם קיר האגירה מתאים ליישום‬ ‫המחומם, או לשניהם ביחד, נעשית באמצעות הסעה‬ ‫בעיקר בחזית דרומית.‬ ‫תרמו-סיפונית. במערכות אלה האויר החם המצטבר‬ ‫• בהשוואה לקליטה הישירה, קיר קולט יקר בהרבה:‬ ‫בקולט השמש מתחמם ועולה כלפי מעלה. אם החלל‬ ‫הוא כולל קיר בנוי וזיגוג גם יחד.‬ ‫המחומם או מתקן האגירה נמצא מעליו, יזרום האויר‬ ‫• המשטח של הקיר האוגר הוא יחסית חם, ומאחר‬ ‫ממנו אליהם בזרימה תרמו-סיפונית. עם התקררותו‬ ‫והוא נמצא קרוב מאוד לזיגוג הוא חשוף יותר‬ ‫של האויר בחלל המחומם הוא יזרום בחזרה אל הקולט,‬ ‫לטמפרטורות החיצוניות. התוצאה היא איבוד‬ ‫יחומם שוב ויזרום חזרה אל החלל המחומם. טבעת‬ ‫משמעותי של אנרגיה דרך המשטח המזוגג: יעילות‬ ‫הזרימה הזו תימשך כל עוד יקלוט קולט השמש די‬ ‫המערכת נמוכה במידה ניכרת ביחס לקליטה‬ ‫קרינה לחימום האויר לטמפרטורה שתאפשר אותה.‬ ‫ישירה.‬ ‫במערכות היברידיות ההסעה מבוצעת גם באמצעות‬ ‫• המערכת מגדילה את עובי הקיר החיצוני, ובכך‬ ‫מפוחים ומאווררים. איור 9.42 מראה יישום אפשרי של‬ ‫מקטינה את השטח הפנימי הנותר של בניין‬ ‫מערכת חימום מרוחקת, הכוללת גם אגירה מיוחדת‬ ‫במעטפת נתונה. (לפי תקנות הבנייה, מביאים‬ ‫במרתף.‬ ‫בחשבון את עובי הקיר בחישוב שטח הדירה, ובדרך‬ ‫המערכת התרמו-סיפונית מורכבת מקולט שמש שאין‬ ‫כלל הוא נחשב גם לצורך ארנונה.)‬ ‫בו אגירה תרמית, הממוקם במקום הטוב ביותר האפשרי‬ ‫• הצורך בשטח זיגוג גדול המופנה דרומה בא על‬ ‫לקליטת שמש בעונת החורף - מבחינת הפנות וההטיה‬ ‫חשבון פתחים מזוגגים אחרים הרצויים בחללי‬ ‫- ומתחת לחלל המחומם או מסת האגירה. הקולט‬ ‫הבניין, לאוורור ולמאור.‬ ‫דומה במבנהו לקולט המים הפופולרי של מערכות‬ ‫• קשה לנקות את הצד הפנימי של השמשה הפונה‬ ‫ביתיות לחימום מים, אלא שבמקום מים מזרימים בו‬ ‫כלפי הקיר האוגר.‬ ‫אויר: לוח זיגוג הממוקם מספר סנטימטרים לפני לוח‬ ‫מתכת כהה המבודד בצדו האחורי. כניסת האויר אל‬ ‫3.2.2. קליטה מרוחקת‬ ‫הקולט הזה תהיה מהצד התחתון, יציאת האויר תהיה‬ ‫במערכות קליטה מרוחקת קולט השמש אינו קשור‬‫הבנין‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫בחלקו העליון. זרימת האויר בין החלקים השונים של‬ ‫המערכת מונעת בכוח הפרש הצפיפות שבין האויר‬ ‫הקר לבין האויר החם. בלילות יש צורך לדאוג להפסקת‬ ‫הזרימה של האויר במערכת, שכן תנאי הלילה עלולים‬ ‫ליצור זרימה הפוכה – להעביר אויר חם דרך הקולט,‬ ‫לקררו ולהחזירו לחלל המחומם. בקיץ ניתן לנטרל‬ ‫את המערכת על ידי פתיחת נתיבי ההובלה של האויר‬ ‫והוצאת האויר החוצה, או על ידי כיסוי הקולט.‬ ‫איור 01.42. חתך סכמתי המדגים מעבר חום מחממה אל‬ ‫יתרונות הקליטה המרוחקת:‬ ‫החלק העיקרי בבניין.‬ ‫• הזיגוג בקולט אינו משפיע על תפקוד החדרים, כך‬ ‫שבעיות הבוהק, הקרינה האולטרה סגולה, והפרטיות‬ ‫החממה היא חלל צמוד לקיר הדרומי של הבניין שחלק‬ ‫אינן קיימות.‬ ‫ניכר מדפנותיו וגגו עשויים זכוכית. חלל החממה‬ ‫• גודל השטח המזוגג אינו תלוי בתכנון של שאר‬ ‫מחומם על ידי האנרגיה הסולרית החודרת דרך הזיגוג,‬ ‫הבניין.‬ ‫אגירת האנרגיה נעשית בקיר אוגר הממוקם בין‬ ‫החממה לבין החלל המחומם, ברצפת החממה, בכל‬ ‫• ניתן לחמם בעזרתה גם חללים שאינם פונים‬ ‫מסה אוגרת אחרת הנמצאת בתוך החממה, או במסה‬ ‫לדרום.‬ ‫האוגרת של החלל המחומם עצמו. במקרה האחרון‬ ‫• קל לבטל את פעולתה בימים חמים שבהם אין צורך‬ ‫הובלת האנרגיה תהיה על ידי הסעה מחלל החממה אל‬ ‫באנרגיה נוספת.‬ ‫החלל המחומם, שם תבלע האנרגיה על ידי המסה של‬ ‫החלל המחומם. רצוי לבודד את כל האלמנטים שהם‬ ‫חסרונות הקליטה המרוחקת:‬ ‫בעלי פוטנציאל אגירה בתוך החממה עצמה, בכדי שכל‬ ‫• היעילות התרמית של מערכות אלו נמוכה.‬ ‫האנרגיה הנוצרת בחממה תוכל להיות מועברת אל‬ ‫החלל המחומם. העברת האנרגיה הזו יכולה להיעשות‬ ‫• רק תכנון זהיר וקפדני יבטיח זרימת אויר יעילה בין‬ ‫בצורה פסיבית או בעזרת מפוח. ההעברה הזו צריכה‬ ‫הקולט לבין החלל המחומם.‬ ‫להיות מהירה יחסית, שכן אחרת תעלה הטמפרטורה‬ ‫• אנרגית החימום נמסרת לחלל המחומם בהסעת אויר‬ ‫של חלל החממה וההפסדים החוצה דרך משטחי הזיגוג‬ ‫חם. אגירת אנרגיה שמקורה באויר חם קשה יותר‬ ‫הגדולים יהיו משמעותיים.‬ ‫ופחות יעילה מאגירה שנעשית על ידי הקרנת המסה‬ ‫מאחר והחממה אינה חלק אינטגרלי של הבניין, אין‬ ‫האוגרת בקרינה ישירה או אפילו משנית.‬ ‫צורך להשקיע בה אנרגיה במקרה שהטמפרטורה שלה‬ ‫• אם קולט השמש אינו ממוקם מתחת לחלל המחומם‬ ‫יורדת מתחת לרצוי, אבל אז יש לחסום את מעבר‬ ‫ו/או מסת האגירה, העברת החום דורשת מפוח (ולכן‬ ‫האנרגיה מתוך הבניין אל החממה.‬ ‫אינה פסיבית לגמרי).‬ ‫חממה צמודה ניתנת לשימוש בשני אופנים:‬ ‫4.2.2. חממות‬ ‫א. כחלל עזר לבניין המחומם בקליטה ישירה. במקרה‬ ‫מהבחינה הטכנית החממה הצמודה לבניין היא תת‬ ‫שכזה יכולה החממה להיות חלל נוסף בבניין אשר‬ ‫סוג נוסף של מערכות קליטה לא ישירה, אולם בשל‬ ‫ניתן להשתמש בו חלק מהשנה, בדומה למרפסת.‬ ‫שימושיה האדריכליים והפופולריות העולה שלה ראוי‬ ‫ב. כקולט בקליטה לא ישירה, המייצר אויר חם שאותו‬ ‫להתייחס אליה באופן נפרד. באנגלית נקראת החממה‬ ‫ניתן להעביר אל חללים אחרים בבניין ולקבל חימום‬ ‫"חלל-שמש" (‪ – )Sunspace‬השם עצמו מצביע על‬ ‫על ידי הסעה.‬ ‫שונותה של החממה מאמצעי חימום אחרים.‬‫הבנין‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫איור 11.42. לחממה הצמודה לבניין צורות ושימושים שונים.‬ ‫– לבילוי, לגידול צמחים לנוי או לאכילה‬ ‫מבחינה גיאומטרית חממות יכולות להיות בעלות צורות‬ ‫• ניתן לשלב בה שטחי זיגוג גדולים, כמעט ללא מגבלות‬ ‫שונות, החל מחלל צמוד לקיר אחד של בניין, כאשר‬ ‫גיאומטריות החלות על חלונות בקירות הבניין.‬ ‫שאר דפנותיו (חוץ מהרצפה) עשויים זכוכית, ועד‬ ‫לחלל אשר סגור בין שלשה קירות של הבניין ואשר יש‬ ‫• ניתן להוסיף חממות לבניינים קיימים (בעיקר בקומת‬ ‫לו רק דופן מזוגגת אחת. מבחינת גובה חלל החממה‬ ‫קרקע).‬ ‫יש לקחת בחשבון שבחממה גבוהה מדי (יותר מקומה‬ ‫• ניתן בקלות לשלב חממות עם אמצעים אחרים‬ ‫אחת) יווצר ריבוד (‪ )stratification‬של האוויר: האויר‬ ‫לחימום סולרי באותו הבניין.‬ ‫החם יעלה למעלה והטמפרטורה בחלק התחתון של‬ ‫חסרונות החממה:‬ ‫החממה עלולה להיות נמוכה במידה ניכרת. תופעה זו‬ ‫יכולה לתרום להסעת אויר חם מחלל החממה אל החלל‬ ‫• עלות החממה עלולה להיות גבוהה מאוד (אם כי‬ ‫המחומם, אבל היא פוגעת בתכונותיה כחלל שימושי בו‬ ‫התועלת שבה איננה מוגבלת רק לרווח אנרגיה).‬ ‫מבלים אנשי הבית.‬ ‫• בקיץ עלול להיווצר בחממה חימום יתר.‬ ‫בקיץ חייבים לנטרל את פעילות החממה כדי למנוע‬ ‫• החממה אינה ניתנת לניצול בכל ימות השנה או אף‬ ‫חימום יתר של החלל המחומם הצמוד אליה. הדרכים‬ ‫בכל שעות היממה, בין היתר משום שנוצרים בה‬ ‫המועדפות לנטרול חממה הן פתיחת דפנותיה (עליהן‬ ‫הפרשי טמפרטורה גדולים בין היום לבין הלילה.‬ ‫להיות ניתנות לפתיחה) או הצללה שלהן.‬ ‫• היעילות התרמית של החממה נמוכה, משום ששטח‬ ‫הפנים שלה גדול ולא מבודד ומשום שהצימוד התרמי‬ ‫יתרונות החממה:‬ ‫לשאר הבניין הינו חלש.‬ ‫• החממה מהווה תוספת לשטח השימושי של הבניין‬‫הבנין‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫2‬ ‫1‬ ‫3‬ ‫3. קירור פסיבי‬ ‫כאשר מדובר בחימום פסיבי של בניינים, מקור האנרגיה‬ ‫4‬ ‫הוא בדרך כלל קרינת השמש. אנרגית השמש זמינה‬ ‫8 7 6‬ ‫במידה מספקת בכל אזורי הארץ, ואופן הניצול שלה‬ ‫4‬ ‫דומה, בכולם.‬ ‫כאשר דנים בקירור פסיבי, המצב מורכב יותר, משני‬ ‫‪P‬‬ ‫טעמים:‬ ‫5‬ ‫א. האנרגיה העודפת הנמצאת בבניין כוללת חום‬ ‫מוחש, הבא לידי ביטוי בטמפרטורה של רכיבי‬ ‫איור 21.42. לחתך סכמתי במערכת קירור בקרינה‬ ‫הבניין ושל האוויר בתוכו; וחום כמוס, הבא לידי ביטוי‬ ‫[27]‬ ‫משולבת בברכת מים רדודה על הגג.‬ ‫בתכולת אדי המים באוויר. שיפור הנוחות התרמית‬ ‫מקרא: 1. גג עליון 2. המקרן 3. דלת מבודדת 4. צינור מים‬ ‫יכול להיעשות על ידי הורדת הטמפרטורה, כלומר –‬ ‫5. משאבה 6. בידוד צף 7. בריכת מים 8. גג בטון‬ ‫סילוק חלק מן החום המוחש, אך בתנאים מסוימים‬ ‫עשויה להיות תועלת רבה מאוד גם בהפחתת‬ ‫1.3. קירור בקרינה‬ ‫הלחות. למשל, אוויר בטמפרטורה של 52 מעלות‬ ‫קירור בקרינה מתרחש כאשר הבניין מאבד אנרגיה‬ ‫ו-%57 לחות יחסית מכיל יותר חום כמוס מאשר‬ ‫אל סביבתו בקצב העולה על הקצב שבו הוא קולט‬ ‫חום מוחש.‬ ‫אנרגיה ממנה. האנרגיה הנפלטת מן הבניין היא בתחום‬ ‫ב. בכדי לסלק עודפי אנרגיה מן הבניין, דרוש אגן‬ ‫האינפרא אדום (גלים ארוכים), והיא איננה נראית בעין‬ ‫סביבתי (‪ )environmental sink‬מתאים, כלומר‬ ‫האנושית. האנרגיה הנבלעת על ידי הבניין באה משני‬ ‫תווך אשר צפיפות האנרגיה שבו נמוכה מזו שבבניין‬ ‫מקורות:‬ ‫– בין אם מדובר ברכיב החום המוחש, ובין אם‬ ‫• אנרגית שמש (בגלים קצרים, אשר כחצייה בתחום‬ ‫מדובר בחום הכמוס. למשל: אם טמפרטורת האוויר‬ ‫הנראה)‬ ‫החיצונית נמוכה מזו שבתוך הבניין, ניתן לקרר את‬ ‫הבניין על ידי החדרת אוויר זה לתוכו. ואכן, זוהי‬ ‫• אנרגיה הנפלטת ממשטחים שונים בקרבת הבניין,‬ ‫השיטה הפשוטה ביותר והנפוצה ביותר לקירור פסיבי‬ ‫כגון הקרקע או קירות בניינים שכנים, ומן האטמוספרה‬ ‫– אוורור. אולם, ההבדלים המשמעותיים בתנאי‬ ‫(בגלים ארוכים)‬ ‫האקלים בין אזורים שונים בארץ משפיעים במידה‬ ‫רבה על קיומו של אגן סביבתי מתאים. ישנם אזורים‬ ‫בליעת האנרגיה האינפרא אדומה מן הסביבה‬ ‫שבהם ניתן לקרר את הבניין למרות טמפרטורת‬ ‫מתרחשת כל שעות היממה. האנרגיה הנפלטת מן‬ ‫האוויר הגבוהה, ולעומת זאת, ישנם אזורים שבהם‬ ‫הבניין בגלים ארוכים והאנרגיה הנבלעת על ידו באותם‬ ‫הקירור הפסיבי אינו יעיל, למרות שהטמפרטורה‬ ‫אורכי גל הם בעלי סדר גודל דומה. קרינת השמש,‬ ‫של האוויר איננה גבוהה במיוחד – אבל הלחות שלו‬ ‫לעומת זאת, עשויה להיות בעוצמה גבוהה פי שניים‬ ‫גבוהה.‬ ‫או אף פי שלושה מהקרינה האינפרא אדומה, אך היא‬ ‫מתקבלת רק בשעות היום, ובעיקר בשעות הצהריים.‬ ‫על מנת לבחור את שיטת הקירור המתאימה למקום‬ ‫מאחר ובשעות אלו שטף הקרינה הנבלע בבניין גבוה‬ ‫מסוים, יש אפוא להבין איזה אגן סביבתי נכון לנצל‬ ‫בהרבה מזה הנפלט ממנו, יש צורך בבידוד תרמי רב‬ ‫– אם ישנו כזה! בניין יכול לפלוט אנרגיה אל הסביבה‬ ‫אשר יפחית את רווח החום. קירור הבניין באמצעות‬ ‫באמצעות שני תהליכים פיסיקליים עיקריים: הסעה‬ ‫פליטת קרינה אינפרא אדומה יכול להתבצע אפוא רק‬ ‫וקרינה. בנוסף לכך, ישנם מצבים שבהם ישנה תועלת‬ ‫בהמרת חום מוחש לחום כמוס, תהליך המוכר יותר‬ ‫2991 ,‪72. Erell and Etzion‬‬ ‫בשם קירור באידוי.‬‫הבנין‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫1‬ ‫המסה האוגרת של המערכת: ככל שהמקרן מתקרר‬ ‫בלילה – ובתנאי שניתן לחשוף את המסה התרמית‬ ‫יותר, כך פוחת קצב פליטת החום שלו אל הסביבה. לכן‬ ‫של הבניין אל הסביבה, על ידי הסרת הבידוד התרמי או‬ ‫רצוי שהמקרן יהיה בטמפרטורה דומה לזו של החלק‬ ‫באמצעות תווך זורם אשר יוביל את האנרגיה אל מקרן‬ ‫החם ביותר בבניין.‬ ‫מיוחד אשר ימוקם על הגג.‬ ‫• חשיפה לרוח: כל עוד המקרן חם יותר מן האוויר‬ ‫ההפרש בין הקרינה הנפלטת על ידי הבניין בגלים‬ ‫החיצוני, זרימת הרוח מגבירה את קצב איבוד החום,‬ ‫ארוכים בשעות הלילה לבין האנרגיה שהוא קולט מן‬ ‫אשר תלוי בסכום של רכיב הקרינה ורכיב ההסעה.‬ ‫הסביבה הוא לרוב קטן מאוד. גודלו תלוי בעיקר בכמות‬ ‫כאשר המקרן קר יותר מן האוויר החיצוני, כפי שעשוי‬ ‫הקרינה ארוכת הגל הנפלטת על ידי האטמוספרה.‬ ‫לקרות בלילות בהירים, החשיפה לרוח גורמת למעבר‬ ‫כאשר השמיים מעוננים או כאשר הלחות באוויר‬ ‫חום מן האוויר אל המקרן – ובכך להקטנת יעילותו.‬ ‫גבוהה, פולטת האטמוספרה קרינה רבה באופן יחסי,‬ ‫עם זאת, נסיונות שונים להתקין יריעות הגנה בפני‬ ‫והפוטנציאל לקירור קטן. קירור בקרינה עשוי להיות‬ ‫הרוח הנמתחות מעל פני המקרן עצמו הוכחו כבלתי‬ ‫יעיל אפוא רק כאשר השמים בהירים והאוויר יבש מאוד.‬ ‫יעילות, מטעמים שונים. מומלץ כי המקרן יותקן על‬ ‫תנאים אלו מתקיימים בעיקר במדבר, בעוד שבמישור‬ ‫גג עם מעקה סביבו, ללא הגנה אחרת מרוח.‬ ‫החוף ובצפון הארץ לא ניתן כמעט לקרר את הבניין‬ ‫• זווית הטיה כלפי האופק: מקרן המותקן בצורה‬ ‫בשיטה זו.‬ ‫אופקית חשוף אל החלק הקר ביותר של השמים,‬ ‫הקושי העיקרי ביישום מעשי של מערכת לקירור בקרינה‬ ‫הנמצא במרכז כיפת הרקיע, בדיוק מעלינו, ולכן‬ ‫נובע מן הצורך בבידוד תרמי על מנת למנוע מעבר‬ ‫יעילותו מרבית. ככל שזווית ההטיה של המקרן‬ ‫אנרגיה לא רצוי בגג – בין אם בשעות היום החמות‬ ‫ביחס לאופק גדלה, כך גדלה החשיפה שלו לאזורים‬ ‫בקיץ או בשעות הקרות בחורף. מאידך, על מנת לנצל‬ ‫חמים יותר של כיפת הרקיע ולמשטחים על פני כדור‬ ‫את הגג לצורך קירור הבניין בקרינה, יש צורך בחשיפת‬ ‫הארץ, שאף הם חמים ביחס לשמים – ולכן יעילותו‬ ‫המקרן לשמים. לכך קיימים שני פיתרונות: התקנת‬ ‫פוחתת.‬ ‫בידוד נייד על הגג, אשר ניתן לסלקו (באמצעים מכניים)‬ ‫מערכות לקירור קרינתי של בניינים הותקנו ונוסו‬ ‫כאשר מעוניינים בקירור ולהשיבו למקומו בשאר הזמן;‬ ‫בהצלחה במספר קטן של בנייני ניסוי, בארה"ב ובישראל.‬ ‫או שימוש בתווך זורם אשר ישמש לקישור בין המסה‬ ‫עם זאת, מערכות כאלה עשויות להביא תועלת רק‬ ‫התרמית של הבניין לבין המקרן. תווך כזה יכול להיות‬ ‫בבניינים בהם שטח הגג גדול מאוד ביחס לנפח הבניין‬ ‫אוויר, אשר בא במגע עם המקרן, מתקרר ומועבר לחלל‬ ‫(בניינים חד-קומתיים), ולכן הפוטנציאל שלהן מוגבל.‬ ‫הפנימי של הבניין, או מים.‬ ‫עם זאת, חשוב לציין כי מאחר ומערכת לקירור בקרינה‬ ‫יכולה לפעול במקביל לאוורור רגיל של הבניין, ולהגיע‬ ‫מערכת המתבססת על מים מתוארת באיור 21.42.‬ ‫לטמפרטורות נמוכות מטמפרטורת האוויר החיצוני, הן‬ ‫המים מסוחררים (בלילה בלבד) באמצעות משאבה‬ ‫עשויות להביא תועלת כאשר לא ניתן לסלק עודפי חום‬ ‫דרך מקרנים על הגג, מתקררים על ידי פליטת קרינה‬ ‫מן הבניין באמצעות אוורור בלבד.‬ ‫אל השמים הקרים, וחוזרים אל מאגר רדוד הממוקם‬ ‫על הגג. מעבר החום מן הבניין אל המאגר על הגג יכול‬ ‫2.3. קירור בהסעה - אוורור‬ ‫להתבצע ישירות דרך התקרה או באמצעות מחליפי‬ ‫חום הנמצאים בתוך החלל הפנימי או ברצפתו.‬ ‫לאוורור הבניין יכולות להיות מספר מטרות, כגון אספקת‬ ‫אוויר צח לדיירים השוהים בו. כאשר טמפרטורת האוויר‬ ‫מערכות לקירור בקרינה יכולות, בתנאי אקלימים‬ ‫מחוץ לבניין שונה מן הטמפרטורה של האוויר בתוכו,‬ ‫מתאימים, כגון אלו השוררים ברמת הנגב, ליצור הספק‬ ‫הסעת האוויר גורמת בהכרח גם למעבר אנרגיה. אם‬ ‫קירור של כ-001 ואט למ"ר במשך כל שעות הלילה.‬ ‫האוויר החיצוני קר מן האוויר הפנימי – הבניין מאבד‬ ‫עם זאת, הביצועים שלהן בפועל רגישים מאוד למספר‬ ‫אנרגיה אל הסביבה. בחורף זהו מצב לא רצוי, אולם‬ ‫מאפייני תכנון:‬ ‫בקיץ, אפשר למצל את הפרש הטמפרטורות – כאשר‬ ‫• איכות הצימוד עם המסה התרמית של הבניין או עם‬‫הבנין‬ ‫1‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫01‬ ‫גם בעונות המעבר, ואוורור לילה יכול להקטין מאוד‬ ‫הוא קיים – על מנת לסלק עודפי חום מן הבניין.‬ ‫את צריכת האנרגיה לקירור גם בערים כמו תל אביב‬ ‫הפוטנציאל לקירור בהסעה תלוי אפוא בהפרש‬ ‫או אילת, אשר בהן התועלת באוורור בחודשים יולי‬ ‫הטמפרטורות בין האוויר החיצוני לאוויר הפנימי,‬ ‫ואוגוסט איננה רבה.‬ ‫ובזמינותו. ברוב אזורי הארץ, טמפרטורת האוויר‬ ‫קירור בהסעה (אוורור) מתבצע בפועל מבעד לפתחי‬ ‫מחוץ לבניין גבוהה מן הטמפרטורה הרצויה במשך‬ ‫הבניין – חלונות, דלתות או פתחי אוורור מיוחדים.‬ ‫פרקי זמן משמעותיים, ובחלק מן האזורים – בכל‬ ‫השפעתם של מאפייני הפתחים על יעילות האוורור‬ ‫שעות היממה. עם זאת, די בכך שטמפרטורת האוויר‬ ‫תוארה בפרק הדן במערכות זיגוג במעטפת הבניין.‬ ‫החיצוני נמוכה דיה במשך שעות אחדות, לרוב בשעות‬ ‫הלילה המאוחרות ולפנות בוקר, בכדי שאפשר יהיה‬ ‫2.3. קירור באידוי‬ ‫להפיק תועלת מקירור באוורור. זו הסיבה שהשיטה‬ ‫מכונה לעיתים קרובות קירור ב"אוורור לילה".‬ ‫קירור באוורור וקירור בקרינה מביאים להפחתה‬ ‫בכמות האנרגיה הכוללת בבניין. קירור באידוי, לעומת‬ ‫למרות שמדינת ישראל משתרעת על שטח קטן‬ ‫זאת, אמנם מביא להורדה בטמפרטורה (כלומר‬ ‫מאוד, ישנם הבדלים ניכרים במהלך הטמפרטורות‬ ‫הקטנת החום המוחש) – אבל במקביל מביא לעלייה‬ ‫בין אזורים שונים בה. בהקשר הזה, חשוב לציין שני‬ ‫בלחות האוויר הנמצא במגע עם מתקן האידוי (כלומר‬ ‫נתונים עיקריים: הטמפרטורה המרבית האופיינית‬ ‫– הגדלת החום הכמוס שבו).‬ ‫לחודשי הקיץ, אשר יש לה השפעה רבה על עומס‬ ‫החום בשעות היום; ומשרעת הטמפרטורה היומית‬ ‫בדומה לקירור בקרינה או קירור בהסעה, גם היישום‬ ‫– ההבדל בין הטמפרטורה המרבית לטמפרטורה‬ ‫של קירור באידוי בבניינים תלוי בתנאי הסביבה. האגן‬ ‫המזערית באותו מקום.‬ ‫הסביבתי במקרה זה, כמו בהסעה, הוא האוויר הנמצא‬ ‫מחוץ לבניין. אלא שכאשר מדובר באידוי, הפוטנציאל‬ ‫• בשפלת החוף, הטמפרטורה המרבית בחודשי הקיץ‬ ‫לקירור איננו תלוי רק בטמפרטורה של האוויר (הנתונה‬ ‫איננה גבוהה מאוד, בשל ההשפעה הממתנת של‬ ‫על ידי טמפרטורת הגולה היבשה שלו), אלא בתכולת‬ ‫הים – אולם המשרעת היומית קטנה (מאותה סיבה)‬ ‫אדי המים בו (המתוארת על ידי טמפרטורת הגולה‬ ‫– ולכן הפוטנציאל לקירור באוורור קטן.‬ ‫הלחה). מבחינה תיאורטית, טמפרטורת הגולה הלחה‬ ‫היא הטמפרטורה הנמוכה ביותר אליה אפשר לצנן‬ ‫• באזור הבקעה והערבה, הטמפרטורה המרבית‬ ‫את האוויר על ידי אידוי מים בלבד, בתהליך אדיאבטי.‬ ‫גבוהה, ולכן נוצר עומס חום גבוה. עם זאת, למרות‬ ‫מבחינה מעשית, רוב מתקני הקירור באידוי אינם‬ ‫שהמשרעת היומית היא גבוהה – כ-31-21 מעלות -‬ ‫מספקים אוויר בטמפרטורה זו, אלא בטמפרטורה‬ ‫הטמפרטורה המזערית בחודשי הקיץ איננה נמוכה‬ ‫הגבוהה ב-3-2 מעלות יותר. בהנחה שאנו מעוניינים‬ ‫דיה בכדי לאפשר קירור יעיל באוורור.‬ ‫שהאוויר המקורר יסופק לבניין בטמפרטורה של -32‬ ‫• ברוב חלקי הנגב (להוציא את הערבה), הטמפרטורה‬ ‫42 מעלות לכל היותר (ורצוי אפילו פחות מכך),‬ ‫המרבית אמנם גבוהה, אך הטמפרטורה המזערית‬ ‫לא ניתן להשתמש בקירור באידוי בסביבה שבה‬ ‫נמוכה במידה משמעותית ומשרעת הטמפרטורה‬ ‫טמפרטורת הגולה הלחה של האוויר החיצוני עולה על‬ ‫היא כ-41 מעלות. אוויר המדבר אמנם חם יותר ביום‬ ‫כ-12 מעלות.‬ ‫מאשר האוויר בשפלת החוף, אך הירידה המהירה‬ ‫בחום אחרי השקיעה דיה בכדי לאפשר קירור יעיל‬ ‫הערה: המגבלה המתוארת כאן ובדוגמא המובאת‬ ‫באוורור במשך רוב שעות הלילה.‬ ‫בתיבת הטקסט מתייחסות רק לקירור באידוי ישיר,‬ ‫כגון זה הנעשה במצנן המדברי. בקירור עקיף או בקירור‬ ‫על אף ההסתייגויות אשר צוינו למעלה בנוגע‬ ‫דו-שלבי ניתן להגיע לטמפרטורות נמוכות יותר, אולם‬ ‫לפוטנציאל הקירור באוורור באחדים מאזורי הארץ,‬ ‫במקרים אלו מדובר במתקני קירור שהם מכונות לכל‬ ‫ראוי להדגיש כי הניתוח נעשה בהתייחס לחודשי הקיץ‬ ‫דבר, ולא בקירור פסיבי.‬ ‫החמים בלבד. בכל האזורים ישנו צורך בקירור הבניין‬‫הבנין‬ ‫01‬
  • ‫מפתח‬ ‫הבנין‬‫תוכן ענינים‬ ‫11‬ ‫1.3.3. שיטות קירור באידוי‬ ‫דוגמא: האם ניתן להשתמש בקירור באידוי בעמק‬ ‫• קירור באידוי ישיר מתקבל כאשר המים מתאדים‬ ‫בית שאן?‬ ‫ישירות אל האוויר אשר מסופק לבניין. האוויר אשר‬ ‫לצורך הבדיקה נשתמש בנתוני אקלים מתחנת‬ ‫מתקבל הוא אפוא לא רק קריר יותר, אלא גם לח‬ ‫השירות המטאורולוגי בחפציבה (אטלס אקלימי‬ ‫מאוד.‬ ‫לתכנון פיסי וסביבתי בישראל, ביתן ורובין, ׂ4991):‬ ‫• קירור באידוי עקיף נעשה כאשר האוויר המסופק‬ ‫• טמפרטורת מקסימום חודשית ממוצעת בחודש‬ ‫לבניין מקורר באמצעות מחליף חום, אשר דרכו‬ ‫יולי: 1.93 מעלות‬ ‫זורם גם אוויר אשר מקורר באידוי ישיר באופן ששני‬ ‫• לחות יחסית ממוצעת בשעה 00:41 בחודש יולי:‬ ‫מסלולי הזרימה אינם באים במגע. האוויר המסופק‬ ‫%53‬ ‫לחלל הוא קריר יותר, אך תכולת אדי המים בתוכו‬ ‫• לחץ אטמוספירי סטנרדרטי ברום 08 מ מתחת‬ ‫אינה גדלה. (אם כי הלחות היחסית עולה, משום‬ ‫לפני הים: 1.201 קילופסקל‬ ‫שהטמפרטורה יורדת!)‬ ‫טמפרטורת הגולה הלחה המתקבלת בתנאים האלה‬ ‫• קירור באידוי דו-שלבי נעשה במתקן אשר משלב‬ ‫היא 62 מעלות. כלומר, הטמפרטורה הנמוכה ביותר‬ ‫את שני התהליכים אשר תוארו למעלה: אוויר אשר‬ ‫(תיאורטית!) שמתקן צינון באידוי יוכל לספק היא 62‬ ‫קורר בקירור עקיף מצונן עוד על ידי אידוי מים‬ ‫מעלות - אך אז האוויר יהיה רווי. בפועל, האוויר שיסופק‬ ‫ישירות בתוכו, לפני שהוא מסופק לבניין. בשיטה זו‬ ‫יהיה חם ב-3-2 מעלות מן הגולה הלחה, כלומר הוא‬ ‫ניתן להגיע לטמפרטורות הנמוכות ביותר.‬ ‫יסופק ב-92-82 מעלות, בלחות של כ- %09-58.‬ ‫03‬ ‫קירור באידוי ישיר:‬ ‫08 001‬ ‫06‬ ‫04‬ ‫52‬ ‫פליטה החוצה‬ ‫לחות מוחלטת ]גרםק“ג[‬ ‫02‬ ‫לחות יחסית ]%[‬ ‫51 02‬ ‫אוויר חם ויבש‬ ‫אוויר קריר ולח‬ ‫)%24/ 62(‬ ‫)%02/ 04(‬ ‫01‬ ‫זרם אוויר ראשי‬ ‫לתוך הבניין‬ ‫5‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫5‬ ‫01‬ ‫51‬ ‫02‬ ‫52‬ ‫03‬ ‫53‬ ‫04‬ ‫54‬ ‫05‬ ‫טמפרטורה גולה יבשה ]מ“צ[‬ ‫זרם אוויר משני‬ ‫03‬ ‫08 001‬ ‫06‬ ‫04‬ ‫52‬ ‫קירור באידוי עקיף:‬ ‫לחות מוחלטת ]גרםק“ג[‬ ‫02‬ ‫לחות יחסית ]%[‬ ‫)%87/ 62(‬ ‫51 02‬ ‫אוויר חם ויבש‬