‫ ‬

                                                                                        ‫ ‬

                        ...
‫תוכן הענינים‬


 ‫הקדמה - מתודולוגיה........................................................................................
‫הקדמה - מתודולוגיה‬            ‫0‬




 ‫רעיון ה"בניין החכם" השיג תוקף מסויים בעשורים האחרונים. יחד עם רעיונות כמו "חומרי...
‫מעטפת המבנה – מבוא‬               ‫1‬




           ‫במעבר בין חוץ ופנים- בין הביתהמבנה לסביבה האורבנית- מעטפת המבנה היא...
‫בבניין המפעל לנעליים ב- ‪ ,(1911-25) Alfeld‬וולטר גרופיוס הצליח יחד עם אדולף מייר, לתלות קיר מסך מול אולם‬
     ‫תעשייתי ...
‫פונקציה: מה היא המטרה המעשית של המבנה או של מעטפת המבנה?‬
                   ‫בנייה: מהם האלמנטים או הרכיבים של המבנה או ...
‫התפתחות המעטפת החכמה‬                   ‫2‬




                                                                         ...
‫רעיונות האינטליגנציה המלאכותית‬

‫באמצעות האינטיליגנציה המלאכותית ניתנת לאובייקטים היכולת לתפקד בצורה שדומה להתנהגות אנוש...
‫המעטפת החכמה כוללת את הרעיון שהמבנה עצמו אינו אדיש אלא דינאמי ומשתנה כדי להקטין את צריכת האנרגיה‬
                       ...
‫תכנון המעטפת החכמה‬            ‫3‬




                                                     ‫גורמים ליצירת נוחות כפרמטרים...
‫כיום, דרישות בסיסיות לבידוד חום כמו מערכות הצללה והגנה מפני סינוור שהן גם יעילות וגם גמישות אשר נועדו‬
             ‫למנו...
‫המעטפת צריכה לאפשר בידוד אקוסטי ברמה נוחה מרעשי חוץ ומעשי פנים. ניתן להשיג זאת ע"י שימוש בחומרים‬
                ‫בעלי י...
‫מקובל לאפשר שליטה מקסימלית של המשתמש על סביבתו המיידית. לרוב מערכות הבקרה יש אפשרות לביטול ידני.‬
 ‫עם זאת, לעתים שליטתו ...
‫שילוב מערכות סולאריות במעטפת הבניין‬                          ‫4‬




                                                   ...
‫שימוש ישיר )פאסיבי( מתייחס לאמצעים שמיושמים בבנייה לצורך איסוף, אגירה והפצת אנרגיה סולרית זמינה, כמעט‬
       ‫ללא אמצעים...
‫האוריינטציה והזוית של שטח הקולטן חיוניות כדי להשיג תפוקת חום טובה, וכמו כן ידוע כי עוצמת הקרינה נמוכה יותר‬
             ...
‫61‬
                                                                       ‫גורם השקיפות במעטפת הבניין‬                ‫5...
‫למרות שניתן להשתמש בזכוכית אקטיבית בעיצוב המעטפת החיצונית, המשקל הוא גורם מגביל ואף יקר. זכוכית‬
  ‫פוטוכרומית, לדוגמא, ה...
‫4.5 דוגמא ליישום זכוכית ה-‪ LC‬בבניין משרדים‬       ‫3.5 דוגמא ליישום זכוכית ה-‪ LC‬בתצוגת רכבים‬
                       ...
‫תקדימים- שנות ה-08‬           ‫6‬




                                                                                   ...
‫בעקבות רעיון המודעות האנרגתית באותה העת, נבחרה המערכת הזו כיוון שלא אפשרה למשתמשים גישה ישירה‬
      ‫לשליטה על האיוורור ...
‫הבעיות שעומדות בפני הבניין כיום קשורות באופן ישיר לחוסר היכולת ההסתגלותית של החזית. בהשוואה בין חזית‬
     ‫ה"באפר" לחזית...
‫ ‬




                                                             ‫8.6 החלוקה הסכמתית לאיזורים טרמיים, לאיזורים‬
      ...
‫9.6 הכניסה המזרחית המקורית‬




                                ‫91‬
                                     ‫‪Arab world In...
‫01.6 תוכניות המבנה‬




          ‫21.6 מראה המעטפת מחלל הפנים  ‬                                          ‫11.6 איזומטרי...
‫עיצוב מעטפת המבנה היווה גורם משמעותי בעיצוב האדריכלי כולו כיוון שההתייחסות לחזיתות היתה כאל אלמנטים‬
  ‫יוצרי חלל ולא כאל...
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Smart Envelopes - Elisha Rotem

2,328 views

Published on

hebrew

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
2,328
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
154
Actions
Shares
0
Downloads
43
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Smart Envelopes - Elisha Rotem

  1. 1. ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫עבודה סמינריונית בנושא:‬ ‫מעטפות חכמות ‬ ‫498302660‬ ‫רותם אלישע‬ ‫סמסטר א' תש"ע 0102-9002‬ ‫|‬ ‫תגית כלימור‬ ‫|‬ ‫ארץ, עיר, חי, צומח – קיימות בראיה כוללת‬
  2. 2. ‫תוכן הענינים‬ ‫הקדמה - מתודולוגיה......................................................................................................................... 3‬ ‫מעטפת המבנה – מבוא ..................................................................................................................... 4‬ ‫התפתחות המעטפת החכמה .............................................................................................................. 7‬ ‫תכנון המעטפת החכמה ................................................................................................................... 01‬ ‫שילוב מערכות סולאריות במעטפת הבניין............................................................................................ 41‬ ‫גורם השקיפות במעטפת הבניין ......................................................................................................... 71‬ ‫תקדימים- שנות ה-08 ..................................................................................................................... 02‬ ‫תקדימים- שנות ה-09 ..................................................................................................................... 72‬ ‫תקדימים שנות ה-0002 ................................................................................................................... 43‬ ‫לסיכום .......................................................................................................................................... 93‬ ‫רשימת מקורות והפניות ................................................................................................................... 14‬ ‫רשימה ביבליוגרפית.........................................................................................................................24  ‬ ‫2‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  3. 3. ‫הקדמה - מתודולוגיה‬ ‫0‬ ‫רעיון ה"בניין החכם" השיג תוקף מסויים בעשורים האחרונים. יחד עם רעיונות כמו "חומרים חכמים" הוא מתחיל לייצג‬ ‫עקרונות עיצוביים של תפיסות הקשורות ל"תיקון עצמי" ויכולת הגבה לסביבה, שנעשו אפשריות ע"י טכנולוגיות חדשות‬ ‫בכלל וטכנולוגיות מידע בפרט.‬ ‫ה"מעטפת החכמה" היא למעשה מרכיב בבניין החכם, ומתייחסת לאלמנט שמתפקד כעטיפה של הפנים המאוכלס,‬ ‫שמעצב ובונה את הסביבה הפנימית במונחים של אור, חום, קול, איוורור ואיכות האוויר.‬ ‫המעטפת היא למעשה תת המערכת החשובה ביותר ביצירת איזון אנרגתי בבניין. על מנת ליצור עיצוב יעיל אנרגתית ונכון טכנית‬ ‫אשר גם משכנע ברמה האסתטית, דרושה הבנה בסיסית של המערכות ושל טיפולוגיות הבנייה והיכולת לתרגם את הידע הזה‬ ‫לעיצוב בפועל.‬ ‫רב הבניינים כיום מאובזרים בטכנולוגיות מתקדמות יותר ויותר, אך נראה שמעטים בלבד ממצים את הפוטנציאל‬ ‫שיכולה להציע ה"אינטילגנציה הסביבתית".‬ ‫הדגש כיום הוא על השליטה ה"אקטיבית" וה"אוטומטית" בתיפקודי המעטפת, באופן שונה מאוד מהגישה‬ ‫הקונבנציונלית של האדריכלות הפאסיבית אשר התפתחה כתגובה לחשש מהשפעות של אמצעים מכאניים ומהתלות‬ ‫הגוברת בטכנולוגיה. עם זאת, האדריכלות הפאסיבית אינה יכולה לספק תשובות לכל הבעיות של בקרה אקלימית ועל‬ ‫כן החל החיפוש אחר אמצעים להפיכת הבניין לדינאמי ומגיב. המבנה המגיב בעצמו צריך טכנולוגיה, והסיבה‬ ‫לאבולוציה מפאסיבי לאקטיבי נראית ללא תקדים, כאשר היא משלבת כיום גם את ענייני העלות, הכדאיות ונושאי‬ ‫התחזוקה1.‬ ‫בדוגמאות המובאות בעבודה ניתן לראות כיצד נעשה שימוש במנגנונים דינאמיים שמגיבים לתנאי סביבתם ע"י שילובם‬ ‫בעיצוב המבנה, כאשר מדובר על מבנים משלושת העשורים האחרונים - קונטקסט שבו עלה הצורך ביכולת השתנות‬ ‫מעטפת המבנה.‬ ‫מתוך הדוגמאות הללו ניתן לנסות ולבחון את האופן בו יושמו הטכנולוגיות החכמות אשר יוצרות את מעטפת הבניין‬ ‫החכמה כחלק מן התכנון האדריכלי, כאשר המטרה היא ההבנה של מערכת היחסים בין המעטפת החכמה והתכנון‬ ‫האדריכלי. כלומר, האם סוג המעטפת נקבע עפ"י התכנון, או שמא להיפך? או שאולי מערכת היחסים ביניהם היא‬ ‫הדדית לחלוטין?‬ ‫לצורך כך יש להבין תחילה את משמעות מושג המעטפת החכמה ואופן התפתחותה במהלך ההסטוריה, להכיר )לכל‬ ‫הפחות ברמה הבסיסית( את הטכנולוגיות שיוצרות אותה ולבסוף, לבחון את התוצר האדריכלי שמשתמש בה. רק‬ ‫מתוך ההבנה הכוללת של השפעת גורמי הטכנולוגיה והזמן על היישום האדריכלי בפועל ניתן יהיה להסיק מסקנות‬ ‫אמיתיות ולבקר בצורה "הוגנת" את התוצאות.‬ ‫בחירת דוגמאות היישומים נעשתה תוך כוונה לספק מעין סקירה לאורך שלושת העשורים האחרונים, ומתוך הדוגמאות‬ ‫שנבדקו במהלך שלב איסוף החומרים נבחרו שתיים מכל עשור אשר יוכלו יחד לספק מגוון התייחסויות לנושא המחקר.‬ ‫העבודה תנסה לתת את מירב האינפורמציה הקיימת והרלוונטית על כל אחת מדוגמאות התקדימים המובאות, אך עם‬ ‫זאת, לא בכולן המידע שנאסף מקיף באותו האופן, בעיקר בשל העובדה שטרם נכתבו מאמרים או ספרים על‬ ‫הפרוייקטים החדשים יותר שביניהם.‬ ‫3‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  4. 4. ‫מעטפת המבנה – מבוא‬ ‫1‬ ‫במעבר בין חוץ ופנים- בין הביתהמבנה לסביבה האורבנית- מעטפת המבנה היא בעלת תפקיד חשוב מאוד.‬ ‫ראשית היא מספקת הגנה, תוחמת שטח פרטי ויוצרת פרטיות. אך גם תפקידה האסתטי והתרבותי הוא חשוב ביותר.‬ ‫מעטפת המבנה, ובייחוד החזית, היא כרטיס הביקור של המבנה ושל המתכנן שלו, ובתוך קונטקסט, היא מאפיינת גם‬ ‫את פני העיר. לא בכדי היא מושכת יותר תשומת לב מכל רכיב אחר של המבנה.‬ ‫הרעיונות שבאו מן המודרניזם והשפעתם שניכרת גם היום, מציינים שהמראה החיצוני של מבנה צריך לשקף את מה‬ ‫שקורה בתוכו. צריכה להיות הרמוניה בין הצורה לפונקציה, בפנים וגם בחוץ.‬ ‫עם הזמן, החלה המעטפת "להיפרד" מן הקונסטרוקציות המאסיביות והפכה למעין וילון, או כפי שנהוג לקרוא לו- קיר‬ ‫מסך, אשר לעתים משמש כאריזה שכל מטרתה למשוך את תשומת הלב.‬ ‫עם היותן של הדרישות הטכניות מורכבות ומאתגרות יותר וההנחיות לבידוד הפכו לנוקשות יותר ויותר, כמעט כל‬ ‫מעטפת חיצונית הפכה להיות מערכת רב שכבתית אשר בקושי מאפשרת לקבל מושג לגבי פנים המבנה.‬ ‫התגובות האדריכליות לקצב השינויים המהיר בעידן הנוכחי הן שונות ומגוונות. יש שיבחרו לאמץ את אופני השימוש‬ ‫בצבעים הרבים, באימג'ים מודפסים, בחזיתות מדיה מהבהבות או במסכים מוארים. אחרים דווקא יאמצו את האיכויות‬ ‫שבבנייה הישנה כדי להדגים את נוכחותו של המבנה המוצק והאמיתי בעולם הוירטואלי וישתמשו באבן טבעית, לבנים,‬ ‫עץ או בטון חשוף.‬ ‫בין שתי הגישות הללו קיימת הגישה של מעטפת המבנה ה'מגיבה', כמרכיב אחד ברעיון בר הקיימא של צריכת אנרגיה‬ ‫נמוכה. מעטפת כזו תהיה עשויה החל מתריסים ורפפות ועד לחזיתות רב שכבתיות מזכוכית המאובזרות באמצעי‬ ‫הצללה ומגנים מקרינה, סינוור וצבירת חום ואנרגיה.‬ ‫ניתן לראות כבר בבניית הבית היפני המסורתי חלקים גדולים מהקיר החיצוני מורכבים מדלתות הזזה שעשויות מנייר‬ ‫חדיר לאור עם מסגרות עץ. תריסי הזזה שמחוברים למרפסת מהווים מעטפת דו שכבתית גמישה המשמשת הגנה‬ ‫נוספת ממזג האוויר. בחודשי הקיץ, אריגים והצללות מבמבוק נתלים מול החזית ומגנים מפני השמש החזקה.‬ ‫המעטפת החיצונית הגמישה של הבית היפני מסוגלת להגיב לטווח רחב של מצבים ומאפשרת יחסים שונים בין הפנים‬ ‫לחוץ.‬ ‫המעטפות הראשונות אשר משוחררות לגמרי מהסטרוקטורה הנושאת )מאוחר יותר נקראו קירות מסך( נוצרו בבנייני‬ ‫תעשייה, ללא התערבות ממשית של אדריכלים, והגיעו מתוך הפונקציה- הצורך באור מירבי הביא לשימוש מירבי‬ ‫4‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  5. 5. ‫בבניין המפעל לנעליים ב- ‪ ,(1911-25) Alfeld‬וולטר גרופיוס הצליח יחד עם אדולף מייר, לתלות קיר מסך מול אולם‬ ‫תעשייתי כמו ריקמה שקופה ומשוחררת לגמרי מהקונסטרוקציה של המבנה. ניכר המאמץ לשחרר את המעטפת‬ ‫מתפקידה הקונסטרוקטיבי אך בד בבד היחס אליה הופך להיות כאל אלמנט עצמאי שתפקידו העיקרי הוא בהעברת‬ ‫ה"מסר" הטכנולוגי המתקדם.‬ ‫‪1.3 Alfeld an der Leine, Germany‬‬ ‫עד שנות ה-07 המוקדמות, בהשפעת הסגנון הבינלאומי, השימוש בקירות מסך התפשט ברחבי העולם והפך מפתרון‬ ‫יצירתי לשורת משטחים בעלי עיצוב מונוטוני שיוצרים קונטיינרים מזכוכית אשר תלויים באיוורור מלאכותי ובמיזוג אוויר,‬ ‫וגורמים לצריכת אנרגיה מוגזמת.‬ ‫למרות השינויים התרבותיים, הכלכליים, הטכנולוגיים והאנרגתיים, המשימה הבסיסית של ארכיטקטורה היא ליצור‬ ‫"מקלט" נוח המגן מתנאי מזג אוויר חיצוניים, כגון קרינת שמש חזקה, טמפרטורות קיצוניות, משקעים ורוח. המעטפת‬ ‫החיצונית של המבנה היא תת המערכת העיקרית והראשונה שיכולה להשפיע על התנאים החיצוניים ולווסת אותם על‬ ‫מנת לייצר דרישות נוחות של המשתמש בתוך המבנה. כמו עור ולבוש האדם, גם מעטפת המבנה ממלאת אחר‬ ‫דרישות ע"י ביצוע מספר תפקידים אשר מתאפשרים בזכות תכנון ובנייה מתאימים. כל חקירה רצינית בנושא צריכה‬ ‫להתעסק בשאלות הבאות שחשובות לתיאוריה, לניתוח, לתכנון ולעיצוב:‬ ‫5‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  6. 6. ‫פונקציה: מה היא המטרה המעשית של המבנה או של מעטפת המבנה?‬ ‫בנייה: מהם האלמנטים או הרכיבים של המבנה או של המעטפת? וכיצד הם משולבים לכדי שלם?‬ ‫צורה: כיצד נראה המבנה או כיצד נראית המעטפת?‬ ‫בעוד שהקטגוריות הללו של התבוננות וניתוח נשארו כמעט ללא שינוי במשך שנים רבות, כמות פליטת הפחמן הדו‬ ‫חמצני והמחסור בדלק מאובנים האיצו את העלייה ברמת המודעות האקולוגית. כאשר שאלות שרלוונטיות לבנייה בת‬ ‫קיימא מקבלות תפקיד מרכזי בתהליך התכנון, נולד הצורך בבחינה מחודשת של רעיונות תכנוניים, בצורה ובעיצוב של‬ ‫מעטפת הבניין. לכן, הפקטור הבא צריך להתווסף לרשימה:‬ ‫אקולוגיה: כמה אנרגיה דרושה לצורך הבנייה, השימוש וההריסה של מבנה או של המעטפת שלו?‬ ‫במונחים של נוחות, הגדרות פונקציונליות מקבלות עדיפות על פני היבטים קונסטרוקטיביים, אסתטיים ואקולוגיים. אך‬ ‫למעשה יש צורך לתת לכל אלה משקל שווה במערכת הכוללת הנקראת בניין, מכיוון שהם תלויים זה בזה ומשפיעים‬ ‫באופן ישיר אחד על השני2.‬ ‫6‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  7. 7. ‫התפתחות המעטפת החכמה‬ ‫2‬ ‫הקדמה‬ ‫השוואה בין בניין משרדים טיפוסי ובית כפרי בתאילנד או בהודו אינה רק ניגוד בין מה שניתן לקרוא לו ארכיטקטורה של‬ ‫טכנולוגיה מתקדמת ומבנה פרימיטיבי. היא גם ניגוד בין שימוש בזבזני באנרגיה ובנייה ממקורות חובקי עולם, ובין‬ ‫שימוש בחומרים מקומיים ליצירת מבנים שפותרים בעיות של גשם כבד, הצללה מפני השמש ואיוורור טבעי ע"י שימוש‬ ‫בשיטות בנייה שצורכות מעט אנרגיה.‬ ‫3.2 בית כפרי בהודו‬ ‫2.2 בית כפרי בתאילנד‬ ‫1.2 בנייני משרדים בשיקאגו‬ ‫מבחינה הסטורית, מזה שנים רבות קיימת המודעות להשפעת הבניין על הסביבה, החל מכתביו של ויטרוביוס, דרך‬ ‫דאגתו של וויליאם מוריס לגבי הנזק הסביבתי שנגרם מקצב העיור והתיעוש בסוף המאה ה-91. הפוטנציאל שבתכנון‬ ‫מבנים להפחתת צריכת האנרגיה, ולהכרות עם יתרונות האנרגיה הסולרית )למשל( הפך לממשי בתחילת המאה ה-‬ ‫02, והתפתח באופן משמעותי במהלך שנות ה-03. ההיבטים האקולוגיים של השפעת הבניינים הפכו לדיון רחב בשנות‬ ‫ה-06 וה-07, אשר גם סימנו את התחלות התכנון האקולוגי כפי שאנחנו מכירים אותו כיום.‬ ‫דונלד ווטסון, פרופסור אמריקאי לארכיטקטורה, הבחיןציין שאנחנו כעת ב"עיצומה של תפנית למידה" של אדריכלות‬ ‫סביבתית, כפי שאדריכלים חיפשו אותה בתחילת שנות ה-07. בבריטניה זה קיבל פרשנות לגישות תכנון נפוצות, כמו‬ ‫שימוש במסה טרמית, איוורור טבעי, הצללה חיצונית והגבלת צבירת חום פאסיבי )ממוצרי חשמל וכד'(.‬ ‫ידוע שבניינים מהווים כחצי מצרכני האנרגיה ברוב מדינות העולם המפותח. הצרכנים הדומיננטים האחרים הם‬ ‫תחבורה ותעשיה שפעילותם קשורה בבניינים ובמיקומם. בנוסף, גם ייצור החומרים והובלתם לאתרי הבנייה צורכים‬ ‫אנרגיה נוספת.‬ ‫אמירה מסכמת לגבי תפקיד האדריכלים בעניין המטרה האקולוגית- מתוך הכרזת התלות ההדדית לעתיד בר קיימא,‬ ‫הקונגרס העולמי לארכיטקטים של ‪ ,UIA/AIA‬שיקאגו 3991:‬ ‫בניינים והסביבה הבנוייה משחקים תפקיד חשוב בהשפעה האנושית על הסביבה הטבעית ועל איכות החיים; תכנון בר‬ ‫קיימא משלב התחשבות במקורות, בשימוש יעיל באנרגיה, בניינים בריאים וחומרים, שימוש רגיש מבחינה אקולוגית‬ ‫7‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  8. 8. ‫רעיונות האינטליגנציה המלאכותית‬ ‫באמצעות האינטיליגנציה המלאכותית ניתנת לאובייקטים היכולת לתפקד בצורה שדומה להתנהגות אנושית, ע"י חיקוי‬ ‫של תהליך החשיבה, עיבוד הנתונים, למידה, הסקת מסקנות ופעולה מתוך בחירה. במערכות המתקדמות עיבוד‬ ‫המידע נעשה עפ"י מערכת חוקים שנקבעה מראש. למרות התחכום הרב, התהליכים האלה לא מגיעים למורכבות‬ ‫האמיתית של אינטיליגנציה אנושית.‬ ‫"רשתות עצבים" מלאכותיות מסוגלות להתמודד עם בעיות מורכבות יותר שאינן יכולות להיות מתוארות ע"י חוקים‬ ‫מוגדרים מראש או דפוסי התנהגות. הן מנסות לחקות רשתות ביולוגיות של תאי מוח שמעבדות מידע. הרשתות‬ ‫העצביות מספקות מערכות מלאכותיות עם יכולות של למידה והכללה, סינון מידע לא רלוונטי, מיומנות להתמודד עם‬ ‫טעויות קטנות או אינפוט חסר, והחשוב מכל, לאמץ פתרונות עם הזמן כדי לפצות על נסיבות משתנות.‬ ‫סנסורים בבניין שמסוגלים לגלות שריפה ופורצים פועלים כמו מתוך "אינטיליגנציה טבעית" כפי שהגוף שלנו יכול לחוש‬ ‫בסכנה ולהגיב; זרימת האוויר במבנה דומה למערכת הנשימה שלנו; מערכות סנסוריות שיכולות למנות את מאפייני‬ ‫הסביבה הפיזית שלנו כבר קיימות, ומחקות את חושי בעלי החיים. מבחינות במאפיינים שונים- מעוצמת התאורה ועד‬ ‫לרמת זיהום האוויר4.‬ ‫הצורך בבניינים חכמים‬ ‫בניינים נבנו והעסיקו את האדם במשך אלף שנה גם ללא הרעיונות של "אינטיליגנציה", וניתן לשאול, למה הרעיונות‬ ‫האלה רלוונטים עכשיו?‬ ‫עניין ה"בניין החכם" מקורו בדרישות ההולכות ונהיות מתוחכמות לנוחות שנלוות לפיתוחם של צורות בניין ותכנים‬ ‫מורכבים, בעקבות צריכת האנרגיה הגוברת.‬ ‫אינטיליגנציה יכולה לשמש כדי לשפר את תפקוד הבניין ע"י הפיכתו למסוגל להפחית את הצורך באנרגיה מיובאת‬ ‫לחימום, קירור, תאורה ואיוורור.‬ ‫ישנה גם חשיבות לצורך בשליטה של המשתמש בסביבתו הפרטית.‬ ‫שמירה על איזון בין נוחות רגעית של משתמש לבין שמירה על נוחות מתמשכת של כלל המבנה, היא אחת המשימות‬ ‫של המעטפת החכמה5.‬ ‫6‬ ‫מתוך ספרו של ‪intelligent Buildings – Brian Atkin‬‬ ‫בניין חכם צריך "לדעת" מה קורה בפנים ובחוץ  ‬ ‫בניין חכם צריך "להחליט" מהי הדרך היעילה ביותר ליצירת סביבה נוחה ופרודוקטיבית למשתמשים.  ‬ ‫בניין חכם צריך "להגיב" מהר לדרישות המשתמשים.  ‬ ‫המעטפת החכמה‬ ‫החזית החכמה היא חלק מהותי בבניין החכם, כשמתייחסים לאלמנט העוטף את הסביבה הפנימית המאוכלסת. ניתן‬ ‫להתייחס אליו עפ"י הדימוי הביולוגי של מעטפת עור חכמה.‬ ‫8‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  9. 9. ‫המעטפת החכמה כוללת את הרעיון שהמבנה עצמו אינו אדיש אלא דינאמי ומשתנה כדי להקטין את צריכת האנרגיה‬ ‫בבניין.‬ ‫גרסאות מוקדמות של בניינים כאלה התיחסו לשינויים שהתבצעו באופן ידני. הרעיון של שינוי ידני קיים כבר מאות‬ ‫שנים. הרכיבים הפשוטים ביותר הם תריסים, וילונות וחלונות. היכולת התפתחה להיות אוטומטית, מכאנית וממונעת‬ ‫ואפילו התאמה עצמאית "אינסטינקטיבית".‬ ‫המעטפת החכמה יכולה להיות מוגדרת כחיבור של אלמנטים בנויים אשר מבחינים מן החוץ, איזור מוגן ממזג האוויר,‬ ‫אשר מתפקדת בהתאם לצורך על מנת להגיב לשינויים סביבתיים ויוצרת נוחות עם שימוש בכמה שפחות אנרגיה. בכזו‬ ‫מעטפת, האדפטביליות של אלמנטי החזית מופעלת בצורה אינסטינקטיבית ע"י וסתים לתצורה המתאימה. מערכת‬ ‫חשמלית שתלוייה כמה שפחות באנרגיה חיצונית מפעילה את האלמנטים הללו. המעטפת הינה חלק במערכת הבניין‬ ‫ומקושרת לחלקים אחרים בבניין שנמצאים מחוץ לאיזור העטוף, כמו סנסורים שמחוברים ע"י כבלים ונשלטים כולם ע"י‬ ‫מערכת ניהול הבניין – המוח7.‬ ‫9‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  10. 10. ‫תכנון המעטפת החכמה‬ ‫3‬ ‫גורמים ליצירת נוחות כפרמטרים בתכנון המעטפת‬ ‫גורמים אלה קשורים זה לזה ותלויים זה בזה:‬ ‫טמפ' האוויר הפנימית; טמפ' המשטחים הפנימיים ; תנועת אוויר ותחלופת אוויר ; לחות פנימית; עוצמת הארה;‬ ‫כל הפרמטרים הללו, פרט לפרמטר הלחות הפנימית, יכולים להיות תחת בקרה ישירה וויסות באמצעות תכנון החזית‬ ‫והגג, וזהו הגורם המנחה בקונספציה של מעטפת המבנה8.‬ ‫1.3 גורמים ליצירת נוחות כפרמטרים בתכנון המעטפת‬ ‫השפעת עיצוב החזית והגג על צריכת האנרגיה והנוחות בתוך המבנה‬ ‫צריכת אנרגיה לחימום ממשיכה להיות עניין מרכזי בבניית מגורים, בעוד שדרישת האנרגיה לקירור נהיית חשובה יותר‬ ‫בהקשר של מבני משרדים. לכן, רכיבים שמגנים מפני הצטברות חום בקיץ ואיבוד חום בחורף, הינם חשובים במיוחד.‬ ‫בבנייני משרדים קונבנציונליים, כ-%04 מצריכת האנרגיה מוקדשת לחימום, %04 נוספים להפעלת מערכות מיזוג אוויר‬ ‫לאיוורור ולקירור, וכ-%02 נצרכים לטובת תאורה מלאכותית. להעלאת הנוחות ולהפחתת צריכת האנרגיה, יש צורך‬ ‫בהפחתת עומסי הקירור בעזרת הגנה אופטימלית מהשמש, שימוש משופר באור טבעי וויסות מערכות התאורה‬ ‫המלאכותית באמצעות ווסתים התלויים באור הטבעי. בנוסף, הוצאת חום מצטבר ע"י קירור לילי, תהליך שיכול להיתמך‬ ‫ע"י עיצוב מעטפת בניין שמגיבה וחשיפה של מאסות טרמיות בפנים המבנה,שילוב שהוא אפקטיבי גם בהפחתת מעבר‬ ‫חום וגם באיבוד חימום רצוי. לצורך כך דרושים אלמנטים גמישים הן בעיצובם והן בשימושם.‬ ‫01‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  11. 11. ‫כיום, דרישות בסיסיות לבידוד חום כמו מערכות הצללה והגנה מפני סינוור שהן גם יעילות וגם גמישות אשר נועדו‬ ‫למנוע התחממות יתר וסינוור בקיץ, כבר הצליחו להוריד באופן משמעותי את צריכת האנרגיה בבניינים9.‬ ‫01‬ ‫תפקידי המעטפת החכמה‬ ‫מערכות הגנה מהשמש-‬ ‫מיקום מערכות ההגנה מהשמש הוא בעל השפעה ברורה ומוכחת על צריכת האנרגיה של בניינים. עם זאת, השפעה‬ ‫של הצללה פנימית )מן הצד הפנימי של המעטפת( יעילה הרבה פחות, כיוון שקרינת השמש שנספגת באלמנטים הללו‬ ‫מועברת לחלל הפנים. התקנה של מערכות אלה בתוך זיגוג כפול מגנה עליהן מפני אבק ומזהמים ואף מאפשרת‬ ‫מניפולציות שונות )לדוגמא: מערכות מיקרו גריד ומערכות פריזמה(, אך התקנה שלהן מחוץ למעטפת עדיין יעילה יותר,‬ ‫אם כי לא תמיד מתאימה )מסיבות של רוחות חזקות וכדומה(.‬ ‫אלמנטי הגנה מהשמש נדרשים על מנת למנוע התחממות יתרה בכל סוגי המבנים, ובמיוחד בבניינים בעלי זיגוג רב או‬ ‫בכאלה שבהם נדרש קירור רב. מערכות דינאמיות לעומת מערכות קבועות ונייחות, מאפשרות התאמה של אלמנטי‬ ‫ההצללה למיקום השמש, יכולות לאפשר את שליטת המשתמש בהצללה ומאפשרות שימוש מקסימלי באור טבעי.‬ ‫מערכות נגד סינוור-‬ ‫מטרתן העיקרית היא למנוע ניגודים קיצוניים בעוצמת האור, נושא רלוונטי במיוחד עבור בנייני משרדים בהם נחוצה‬ ‫נוחות ויזואלית. מערכות שונות יכולות לשמש לעמעום ולפיזור האור: וילונות, תריסים הוריזונטליים או ורטיקלים,‬ ‫תריסים ונציאנים, מסכים, זיגוג שקוף למחצה, זיגוג אלקטרוכרומי. בשימוש במערכות כאלה חשוב להימנע מהפחתה‬ ‫רבה מדי של האור הטבעי. מיקום המערכות ביחס לזיגוג הפנימי קובעות את כמות החום שנאגר בפנים כתוצאה‬ ‫מקרינת השמש.‬ ‫שימוש באור טבעי-‬ ‫השימוש באור טבעי חשוב הן מבחינת נוחות ושביעות רצון המשתמשים והן מבחינת צריכת האור המלאכותי. תאורה‬ ‫מלאכותית התלויה בתאורה טבעית מציעה יתרונות נוספים. מערכות שמתאימות את מידת האור האופטימלית הן‬ ‫)לדוגמא(: זיגוג בעל ציפוי סלקטיבי, רפלקטורים אשר מסיטים אור טבעי לעומק החדר, מערכות מיקרו-גריד עם ציפוי‬ ‫רפלקטיבי גבוה, מערכות פריזמה, זיגוג לפיזור אור, מערכת רפפות זכוכית, מערכות הולוגרפיות )‪.(HDS‬‬ ‫בידוד טרמי-‬ ‫אפשרות אחת של ויסות העמידות הטרמית של החזית או הגג כתגובה לתנאי החוץ ולדרישות הפנים, היא שימוש‬ ‫בחומרים וברכיבים שביכולתם להפחית איבוד חום דרך הולכה.‬ ‫מערכות בידוד מתחלקות לשתי קבוצות: מערכות קבועות, כמו למשל מערכות חימום ובידוד משולבות או מערכות‬ ‫איוורור אחורי של החזית, והן לא מאפשרות התאמה לתנאי החוץ המשתנים; ומערכות דינאמיות, כמו תריסי הזזה,‬ ‫שבהן החומר המבודד נמצא מחוץ או מלפני המעטפת. רכיבים שקופים או שקופים למחצה יכולים לשמש לאגירת חום‬ ‫בחורף כדי לחמם את חלל החזית, כאשר בקיץ האוויר החם מפונה ע"י פתיחת החזית.‬ ‫איוורור טבעי-‬ ‫למעטפת תפקיד חשוב בתחלופת האוויר במבנה, כאשר הדגש הוא על כמות נכונה של איוורור הדרושה כדי להפחית‬ ‫למינימום איבוד חום ע"י איוורור, בזמנים שבהם טמפ' החוץ קרירה. הפתרון של פתחים בחזית יכול להצליח עם תכנון‬ ‫נכון של אופן הפתיחה ומיקום האלמנטים הנפתחים.‬ ‫אספקטים פונקציונליים אחרים-‬ ‫11‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  12. 12. ‫המעטפת צריכה לאפשר בידוד אקוסטי ברמה נוחה מרעשי חוץ ומעשי פנים. ניתן להשיג זאת ע"י שימוש בחומרים‬ ‫בעלי יכולת החזרה מתאימה, או ע"י שילוב של בידוד אקוסטי ע"י ספיגת אנרגית הקול והפיכתו לחום.‬ ‫על המעטפת גם תפקיד ההגנה מפני אש, עשן וחום, ועל כן בחירת חומרי המעטפת לעתים עשוייה להיות מוגבלת‬ ‫כתוצאה מהגדרות הבטיחות הרשמיות.‬ ‫11‬ ‫מאפיינים חכמים‬ ‫תיאור ה"מאפיינים הגנטיים" שיוצרים את המעטפת החכמה בצורתה המפותחת.‬ ‫מערכות ניהול הבניין ‪BMS‬‬ ‫המוח, יחידת עיבוד הנתונים המרכזית, המקבלת את המידע מסנסורים שונים וקובעת את התגובה המתאימה של‬ ‫האלמנטים המבצעים. מסוגלת לנטר שינויי מזג אוויר ולשלוט ולפקח על פעולות של מערכות אקטיביות ופאסיביות‬ ‫להבטחת שימוש יעיל באנרגיה. אחד התפקידים החשובים שלה הוא לוסת את הטמפרטורה ע"י הפעלת כל האלמנטים‬ ‫הנשלטים בבנייין על מנת להשיג זאת באופן טבעי.‬ ‫יכולת למידה‬ ‫המעטפת החכמה יכולה להיות בעלת יכולת למידה. למשל, להשתמש במידע על מזג אוויר נתון וצפוי על מנת לחשב‬ ‫את החימום האופטימלי, התאורה ורמת ההצללה של הבניין מראש.‬ ‫מידע סביבתי‬ ‫פרוייקטים רבים מסוגלים לאסוף מידע מפורט שקשור לתנאים סביבתיים מחוץ ובתוך המבנה. המידע הזה חיוני‬ ‫בקביעת ההחלטות על השליטה בטכנולוגיות החכמות. מדידות טיפוסיות למשל של מהירות הרוח וכיוונה, טמפ' החוץ,‬ ‫טמפ' החזית, לחות חיצונית, בידוד סולארי, אוויר הפנים וטמפ' החדר, כמות האור הטבעי והלחות.‬ ‫תאורה מלאכותית מגיבה‬ ‫עיקרון חשוב בהשגת המטרה של תאורה טבעית אפקטיבית, היא מערכת תאורה מלאכותית מגיבה, עם יכולת לכבות‬ ‫או לעמעם עצמה כתגובה לתאורה טבעית מספיקה. מערכות תאורה חכמות מופעלות ע"י סנסורים שקולטים שימוש‬ ‫בחלל ומווסתים כתגובה את רמת התאורה.‬ ‫בקרה על אור טבעי‬ ‫אחת ממטרות המפתח בתכנון לצריכת אנרגיה נמוכה, הוא מיקסום האור הטבעי. קיימות מערכות שונות שמגיבות‬ ‫לזויות השמש, מייצרות פוזיציות אופטימליות לרפלקטורים והצללות. העברת האור יכולה להשתנות ולהתאים לצורך‬ ‫בחללי הפנים הקשור לאור ולטמפרטורה, בהתאם למידת האור שנמדד בחוץ.‬ ‫בקרה סולארית‬ ‫במקרים רבים, השמש כמקור אנרגיה מתחדש, יכולה להוות תורמת מרכזית באנרגיה של הבניין. מערכות חכמות‬ ‫מבקרות את המקור החיוני הזה. אלוגריתם ממוחשב קובע את זויות השמש לפי זמנים, ומיקומה. חישובים אלה‬ ‫משמשים במעקב אחרי השמש.‬ ‫השמש יכולה גם להזיק לתנאי הנוחות בפנים, וככזו לעתים צריך למתן את ההשפעות של חימום יתר, קרינה וסינוור.‬ ‫תריסים שנשלטים ע"י מחשב, רפפות והצללות אחרות שגם סופגות אנרגיה רבה מהווים בקרה סולארית. לעתים יכולה‬ ‫להיות משולבת מעטפת משנית הכוללת תריסים ונציאניים שניתן להעלות ולהוריד בהתאם לצורך.‬ ‫בקרה על שימוש‬ ‫21‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  13. 13. ‫מקובל לאפשר שליטה מקסימלית של המשתמש על סביבתו המיידית. לרוב מערכות הבקרה יש אפשרות לביטול ידני.‬ ‫עם זאת, לעתים שליטתו של המשתמש עלולה לגרום לפשרה בתנאי הנוחות הכלליים ובאסטרטגיית צריכת האנרגיה,‬ ‫וכאן נכנסת לפעולה מערכת ה-‪.BMS‬‬ ‫מפיקי אנרגיה‬ ‫בניינים שואפים לעצמאות חשמלית ע"י הפקת חשמל עצמית ע"י תאים פוטו-וולטאים, טורבינות רוח, ומערכות חשמל‬ ‫וחימום משולבות.‬ ‫בקרה על איוורור‬ ‫איוורור יכול להיות מווסת בצורה אוטומטית להעלאת האפקטיביות ולשימוש רב יותר ע"י אלמנטים במבנה עצמו, כמו‬ ‫גגות שנפתחים, חלונות מתכווננים ומנטרלים פניאומטיים. בקרה חכמה עוזרת להתגבר על בעיות שנגרמות בגלל‬ ‫איוורור טבעי, כמו זיהומי רעש ואויר. השימוש באיוורור מכאני הינו רק במצבים קיצוניים.‬ ‫קיימות גם מערכות איוורור שמופעלות עפ"י תנאי השימוש ופועלות רק כאשר יש משתמש בחלל.‬ ‫בקרה על חימום וטמפרטורה‬ ‫טכנולוגיות חכמות משמשות להפחתת עומס האנרגיה שנגרם כתוצאה מגורמים של חימום, קירור ואיוורור. נעשים‬ ‫מאמצים להפחתת הצורך בחימום אוויר ומים ע"י שימוש באנרגיה סולארית פאסיבית, שמסופקת ע"י בקרה מוטורית‬ ‫מדוייקת יותר. מערכות בקרה מבטיחות את האופטימליות בתהליכי החימום.‬ ‫מתקני קירור‬ ‫שימוש בבקרה מכאנית של טכניקות קירור פאסיביות, כגון מחליפי חום תת קרקעיים, שימוש במאגרי מים ובמי תהום,‬ ‫וקירור לילי של המסה הטרמית ע"י איוורור . הזרמת המים הקרים מתוכננת ביעילות כמו גם מעגלי החימום.‬ ‫מעטפת כפולה‬ ‫שיטה שכרוכה בהוספת מעטפת זכוכית שנייה אשר יכולה ליצור הזדמנויות למיקסום אור טבעי ושיפור היעילות‬ ‫האנרגתית. בקיץ, יכולה החזית הכפולה להפחית הצטברות של חום ע"י איוורור באמצעות חלל הביניים. בחורף,‬ ‫החזית הכפולה תתנהג כבאפר בין הבניין לחוץ, תפחית את איבוד החום ותשפר את מעבר החום פנימה. מנגנוני בקרה‬ ‫חכמים משמשים לויסות הכנסת האויר לחלל הביניים בצורה אוטומטית, ואף סוגרים אותו ליצירת באפר טרמי.‬ ‫31‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  14. 14. ‫שילוב מערכות סולאריות במעטפת הבניין‬ ‫4‬ ‫21‬ ‫מעטפת המבנה כתחנת כוח‬ ‫לפני התקופה שבה דלקים נהיו זמינים כל כך, השימוש היעיל באנרגיה לחימום ועקרונות של שימוש באנרגיה סולארית‬ ‫היו שיקולים חיוניים בעיצוב המבנה והמעטפת שלו. בחירת החומר, אוריינטציה ביחס לשמש, חשיפה, תכנון ועיצוב‬ ‫משטחי החזית והגג היו כולם משולבים בצורה הרמונית עם תנאי האתר, כמו למשל האקלים המקומי, הטופוגרפיה‬ ‫וזמינות של חומרים לבנייה ולבעירה לתהליך הבניה. במשך מאות שנים התפתחה תרבות בנייה שניתן היה לראות בה‬ ‫את הקשר הישיר בין הדרישות הפונקציונליות והמראה החיצוני של המבנה. השינויים הדרסטיים בתחום האנרגיה‬ ‫וביחוד בזמינות של דלקים וחשמל זולים השפיעו רבות על הקשר הזה ואפשר לומר אף שגרמו להיעלמותו. הפתרון‬ ‫ההגיוני היחידי לתוצאות השינויים הללו, שהם הנזקים הסביבתיים והדלדלות מקורות האנרגיה, טמון בהפחתה ניכרת‬ ‫של צריכת האנרגיה ובשימוש באנרגיה סולארית.‬ ‫2.4 סכמה המראה את היעלמותו של הקשר בין‬ ‫1.4 סכמה המראה את הקשר שהתפתח בין‬ ‫הפונקציה והמראה בעקבות השינויים בתחום האנרגיה‬ ‫הדרישות הפונקציונליות ומראה הבניין‬ ‫31‬ ‫מעטפת הבניין כגנרטור לחום ואנרגיה‬ ‫השילוב של אנרגיה סולרית עם קונספט המבנה הינו באופן טבעי בעל השפעה על צורת הבניין, ומערכת היחסים בין‬ ‫הארכיטקטורה והטכנולוגיה הופכת להיות עוד יותר משמעותית. כאשר מערכות טכנולוגיות של אנרגיה סולרית‬ ‫משולבות במעטפת הבניין, חשוב להימנע מהסתכלות מבודדת על מערכות אלה מיתר הבניין. למרות שהשוק כיום כבר‬ ‫מציע מגוון רב של פתרונות איכותיים, לעתים עדיין קיים פער במפגש בין הארכיטקטורה לפתרונות הטכנולוגיים.‬ ‫קרינה הינה מקור חשוב של אנרגיה סולרית עבור בניינים ויעילותה היא כפולה. יש להבדיל בין שימוש ישיר, פאסיבי,‬ ‫ובין שימוש בלתי ישיר, אקטיבי.‬ ‫41‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  15. 15. ‫שימוש ישיר )פאסיבי( מתייחס לאמצעים שמיושמים בבנייה לצורך איסוף, אגירה והפצת אנרגיה סולרית זמינה, כמעט‬ ‫ללא אמצעים טכניים. הוא תלוי בעיקר באוריינטציה, בתכנית ובעיצוב המבנה בכלל והחזית שלו בפרט. שימוש‬ ‫המעטפת באנרגיה סולארית הוא ליצירת איוורור טבעי )משתמשת בהפרשי טמפ' ולחצים להזרמת אוויר(, בהארת‬ ‫חללי הפנים באור טבעי ובחימום חללי פנים ע"י יצירת אפקט חממה. קיימות מערכות רבות ומגונות לאיסוף, להפצה‬ ‫ולאגירת אנרגיה. חללי ביניים )‪ ,(BUFFER ZONES‬בידוד חום ע"י שקיפות, זיגוג ‪ ,aerogel‬וזכוכית מבודדת במיוחד‬ ‫הן דוגמאות המאפשרות שימוש באנרגיה סולרית תוך הפחתת כמות איבוד החום.‬ ‫שימוש בלתי ישיר )אקטיבי( מתייחס לאמצעים טכניים נוספים לספיגה, הפצה ובמידת הצורך אגירה של אנרגיה‬ ‫סולרית. היישום במקרה זה יהיה באמצעות קולטנים שיכולים להיות משולבים במעטפת הבניין. שימושים לא ישירים‬ ‫באנרגיה הסולרית כוללים חימום של מים ואוויר וניתן לשלב אותם גם עם מערכות אנרגיה אחרות לצורך יצירת אנרגיה‬ ‫לקירור למשל. שימוש באלמנטים פוטו-וולטאים לייצור חשמל נעשה מקובל מאוד בשנים האחרונות, וניתן ליישם אותם‬ ‫במעטפת במגוון רחב של יישומים.‬ ‫3.4 שימושים באנרגיה סולארית‬ ‫קולטים סולרים הוא מונח כולל למערכות שסופגות קרינה, הופכות אותה לחום ומפיצות אותו דרך הזרמת אוויר או מים.‬ ‫הם משמשים בעיקר לחימום מים וחימום החלל ובשילוב עם מערכות בניין רגילות הם יוצרים מערכת אנרגיה שלמה.‬ ‫קיימות תצורות שונות למערכת זו וניתן ליישם אותן בהתאם לסוג השימוש. לדוגמא: סופגים סולריים )עשויים לרוב‬ ‫מגומי שחור או ממשטחים סינתטיים(, קולטני לוחות שטוחים )עשויים ממתכת וזכוכית(, קולטני צינורות בוואקום.‬ ‫51‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  16. 16. ‫האוריינטציה והזוית של שטח הקולטן חיוניות כדי להשיג תפוקת חום טובה, וכמו כן ידוע כי עוצמת הקרינה נמוכה יותר‬ ‫בחזית ורטיקלית מאשר בגג.‬ ‫בחישוב מימדי הקולטים המותקנים, חשוב להתאים את המערכת לצריכת האנרגיה האמיתית ולקחת בחשבון גם את‬ ‫מטרת החימום הספציפית.‬ ‫41‬ ‫תאים פוטו-וולטאים‬ ‫תאים פוטו-וולטאים הן מערכות אשר הופכות באופן ישיר קרינת שמש לחשמל. בגרעין ההתקנים הללו ישנם תאי פוטו‬ ‫שמשולבים למודולים. מערכות אלה יודעות לאגור חשמל עודף במעין בטריות. קיימים סוגים שונים של תאים פוטו-‬ ‫וולטאים אשר מיוצרים מחומרים שונים ועל כן יעילותם שונה. בין הסוגים השונים: תאי סיליקון מונו-קריסטליים,תאי‬ ‫סיליקון פולי-קריסטליים, תאי סיליקון אמורפוס ותאי ‪ .CIS‬בדרך כלל, כ-03 עד 04 תאים מחוברים ליחידות גדולות‬ ‫יותר )מודולים( המיוצרות מראש, שיכולות להיות ברמות שקיפות שונות ומגיעות בצורות שונות.‬ ‫בעוד שתאי אמורפוס ותאים מונו-קריסטליים הם בעלי מראה הומוגני, תאים פולי-קריסטליים מאופיינים בשבירות‬ ‫רבות, משטח מובנה עם השתקפויות אור משתנות. בנוסף, תאים מונו-קריסטליים מציעים מגוון רחב של צבעים.‬ ‫ניתן לשלב גם אלמנטים דינאמיים במודולים הפוטו-וולטאים במעטפת הבניין אשר יאפשרו הפקה של יותר אנרגיה‬ ‫סולרית במהלך השנה, עם השתנות תנאי הקרינה.‬ ‫51‬ ‫המערכות הסולאריות כחלק מהתכנון האדריכלי‬ ‫שילוב מערכות סולאריות במעטפת הבניין משמעו שעל הרכיב להיות חלק בלתי נפרד מהגג וממעטפת הבניין, כאשר‬ ‫על הרכיב למלא את התפקיד הפונקציונלי והסטרוקטורלי גם יחד. לכן השילוב הויזואלי והקונסטרוקטיבי של רכיבים‬ ‫סולאריים חייב להבטיח שההתקנה שלהם על או בתוך המעטפת החיצונית לא תתנגש עם הדרישות והמאפיינים של‬ ‫המעטפת אלא תשלים ותתמוך בהם באופן אופטימלי.‬ ‫למימדי המערכת יש השפעה ניכרת על על המראה החיצוני של המבנה ולכן חייבת להתחבר בצורה הרמונית עם‬ ‫העקרונות הויזואלים של משטחי הגג והחזית.‬ ‫במבנים רבים ניתן לראות חוסר ברגישות וחוסר הבנה של "אופי המבנה" כשזה נוגע לעניין החיבור. קיים צורך ברור‬ ‫להתחשב באספקטים אלה של העיצוב בנוסף לדרישות הטכנולוגיות של המערכת ועניינים פרקטיים של בנייה.‬ ‫כאשר מדברים על עיצוב בארכיטקטורה, לעתים קיימת נטייה לייחס אותו רק לאסתטיקה. אך צורה וצבע לבדם אינם‬ ‫קובעים את מידת ההתאמה של ה"חיבור". חומר וקונסטרוקציה של מעטפת המבנה, כמו גם הגודל והפרופורציות של‬ ‫האלמנטים המרכיבים אותה, הם פרמטרים רלוונטים לא פחות. בהקשר זה, לחזית, יותר מאשר לגג, יש חשיבות‬ ‫כ"פני" הבניין, אשר חושפת עקרונות עיצוביים, פרמטרים סטרוקטורליים ועקרונות מתווים. תכונות אלה משתקפות גם‬ ‫בחזית ובאלמנטים שבונים אותה, והתוצאה היא מגוון רחב של עיצובים שמוגדרים ע"י חומרי הבניה וע"י התקופה שבה‬ ‫הם נבנו. לכן, אלמנטים כמו קולטנים ומודולים פוטו-וולטאים אשר מותקנים בחזית מתפקדים גם כאלמנטים עיצוביים‬ ‫)אולי בניגוד לאלה הממוקמים על הגג(.‬ ‫מגוון רחב של מוצרים הקיימים כיום בשוק מציע אפשרויות עיצוביות רבות, אך עם זאת, לא כל משטח פוטנציאלי‬ ‫מתאים לשילוב של מערכות אנרגיה סולאריות. יש לשקול את המאפיינים הטיפולוגיים והסטרוקטורלים של מעטפת‬ ‫הבניין ולבדוק את ההתאמה גם לחלקי המבנה האחרים המתחברים למעטפת, מבפנים ומבחוץ.‬ ‫61‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  17. 17. ‫61‬ ‫גורם השקיפות במעטפת הבניין‬ ‫5‬ ‫מאז מגדל הזכוכית של מיס ואן דה רוה, שמעולם לא נבנה, היה קיים החלום על קירות זכוכית מעוגלים שעוטפים‬ ‫בניינים גדולים.‬ ‫שקיפות אינה מצב פשוט או סטטי, אלא יכולה לנוע בין אפקט של השתקפות ועד לשקיפות, כתלות במיקום הצופה‬ ‫ומזג האוויר. המאמצים לשלוט בהשפעות הפחות רצויות של קירות מסך, בייחוד צבירת חום ואיבוד חום, סינוור,‬ ‫החזרת אור ורעש, הובילו לפיתוח עיצובים טכנולוגיים חדשים.‬ ‫12-0291 ‪5.1 Glass Skyscraper for Berlin MIES‬‬ ‫תפקודה של החזית הפך להיות חשוב לא פחות מן המראה שלה. עיצוב דיגיטלי ומוצרים טכנולוגיים המאפשרים‬ ‫הרכבה של גיאומטריות מורכבות ביתר קלות, תוך שילוב של חידושים סביבתיים והנדסיים, יצרו פרדיגמה חדשה.‬ ‫ממברנות מזכוכית גמישה, עם מינימום תמיכה, והיכולת להשיג תצורות גיאומטריות מורכבות יחד עם חלל סגור שמגיב‬ ‫לסביבתו, הם דוגמא להתקדמות לקראת מעטפת בניין חיצונית נשלטת יותר.‬ ‫שקיפות אינה העניין היחיד בפיתוחים של חזיתות וגם לא ההבחנה בין חוץ ופנים. יש גם עניין בתפקוד המעטפת‬ ‫כמאפשרת הבחנה סביבתית מבחינה טרמית, ויזואלית ואקוסטית. בבניין גדול אותה המעטפת צריכה גם לתפקד‬ ‫באופן שונה בחללים שונים.‬ ‫בתכנון של בניינים גבוהים, הרעיון של קירות זכוכית נושמים )מערכות אקטיביות ופאסיביות( הוא חשוב, כיוון ששליטה‬ ‫מקומית של המשתמש עשוייה להיות בעייתית. חזיתות זכוכית שמגיבות מסגלות עצמן באופן דינאמי לשינויים של אור‬ ‫ותנאי מזג האוויר על מנת להשיג את דרישות המשתמשים ע"י התערבות בהעברת האור, החום, האוויר והקול. חשיבה‬ ‫על חומרי השכבות יכולה להניב תוצאות מעניינות, כיוון שפתרון דומה ניתן להשיג באמצעים שונים ובכך ליצור אפקט‬ ‫שונה, הן ויזואלית, הן קונסטרוקטיבית והן כלכלית.‬ ‫אמצעים דינאמיים, כמו תריסים ורפפות שמופעלים בחללים המאווררים שבין השכבות או אפילו כשכבה בפני עצמה,‬ ‫הם דוגמא נפוצה של תגובה דינאמית במערכות החזית, אך קיימים גם חומרים מגיבים, כמו זכוכית )פוטוכרומית(‬ ‫71‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  18. 18. ‫למרות שניתן להשתמש בזכוכית אקטיבית בעיצוב המעטפת החיצונית, המשקל הוא גורם מגביל ואף יקר. זכוכית‬ ‫פוטוכרומית, לדוגמא, העשוייה משכבות של נוזל קריסטלי וציפויים נוספים בין שתי שכבות הזכוכית, היא עבה ועל כן‬ ‫כבדה. מערכות ‪ suspended-particle‬הן פתרון אפשרי נוסף לשליטה מהירה וטובה בהעברת אור עם עובי קטן יותר‬ ‫של החומר.‬ ‫71‬ ‫זכוכיות חכמות – דוגמאות‬ ‫‪LC SmartGlassTM‬‬ ‫זכוכית חכמה שמאפשרת פרטיות בהפעלת מתג. מדובר בפאנלים המיוצרים עפ"י דרישה ומשתמשים בלמינציה אשר‬ ‫סוגרת את הפילם המיוחד בין שתי שכבות או יותר של זכוכית. ע"י שימוש בזרם חשמלי חלש ביותר, משתמשים יכולים‬ ‫להדליק או לכבות את הזכוכית החכמה ולהפוך אותה משקופה לאטומה ולהיפך. הזכוכית קלה להתקנה וניתן‬ ‫להשתמש בה ביישומים רבים ושונים. הזכוכית החכמה יכולה להגיע גם בתצורות שונות הכוללות מגוון צבעים, עמידות‬ ‫באש, זיגוג כפול, מעוגלת ובצורות שונות.‬ ‫עיקרון הפעולה של הזכוכית החכמה הוא, כאשר מופעל הזרם החשמלי, מולקולות הקריסטל הנוזלי מתיישרות ואור‬ ‫עובר ישירות דרך הזכוכית השקופה. כאשר החשמל כבוי, מולקולות הקריסטל הנוזלי מאורגנות באופן רנדומלי ובכך‬ ‫מונעות מעבר של אור והזכוכית הופכת לאטומה.‬ ‫יתרונות זכוכית ה-‪ LC‬החכמה:‬ ‫שליטה מיידית בפרטיות‬ ‫שימוש יעיל בחלל בסביבה בנוייה‬ ‫חוסמת כ-%5.99 מקרינת שמש מזיקה‬ ‫ידידותית לסביבה‬ ‫איכויות אופטיות שמפחיתות סינוור‬ ‫קיום לטווח ארוך‬ ‫ניתנת לייצור בגדלים גדולים‬ ‫נדרשת תחזוקה נמוכה‬ ‫צריכת חשמל נמוכה‬ ‫מאפשרת הקרנה על גבי המשטח כמסך ‬ ‫2.5 אופן פעולת הזכוכית החכמה‬ ‫81‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  19. 19. ‫4.5 דוגמא ליישום זכוכית ה-‪ LC‬בבניין משרדים‬ ‫3.5 דוגמא ליישום זכוכית ה-‪ LC‬בתצוגת רכבים‬ ‫‪SPD-SmartGlassTM‬‬ ‫הזכוכית החכמה יכולה להתכוונן בצורה ידנית או אוטומטית לשליטה מדוייקת בכמות האור, הסינוור והחום שעוברים‬ ‫דרך החלון. כאשר יש העדפה אדריכלית לשימוש בזכוכית בחזית הבניין יש צורך להתמודד עם בעיות הסינוור, צבירת‬ ‫חום שמש וחשיפה לקרינת ‪ .UV‬השימוש בפטנט הזכוכית החכמה הזו בחזית מפחית את הצורך במיזוג אוויר ובחימום.‬ ‫היכולת המיידית להפעיל את הזכוכית לקבלת אור שמש בעת הצורך ולספק הצללה מבוקרת בתנאי אור רב מדי היא‬ ‫בעלת ערך. הפאנלים מיוצרים עפ"י דרישה ומשתמשים בלמינציה אשר סוגרת את הפילם המיוחד‬ ‫)‪ (Suspended Particle Device‬בין שתי שכבות או יותר של זכוכית.‬ ‫העיקרון על פיו פועלת טכנולוגיית הזכוכית החכמה מסוג זה למעשה זהה לקודמתה אך התוצאה המתקבלת היא‬ ‫זכוכית שיכולה לשנות את רמת כהותה ע"י שליטה בזרם החשמלי העובר בה ויכולה לחסום עד %4.99 מכמות האור.‬ ‫יתרונות זכוכית ה-‪ SPD‬החכמה:‬ ‫שליטה מיידית ומדוייקת בחדירת האור הטבעי.‬ ‫חסכון באנרגיה הדרושה לקירור ולתאורה מלאכותית.‬ ‫ידידותית לסביבה, מפחיתה את פליטת הפחמן במבנה‬ ‫איכויות אופטיות אשר מפחיתות סינוור‬ ‫מבטלת את הצורך באלמנטי הצללה‬ ‫קיום לטווח ארוך‬ ‫אפשרות לייצור בגדלים גדולים‬ ‫מתאימה לשימוש בתנאי טמפרטורה חיצונית שנעה בין 02- ל-07+ מעלות.‬ ‫בקרה מקיפה על טמפרטורה‬ ‫דורשת תנאי תחזוקה נמוכים‬ ‫צריכת חשמל נמוכה‬ ‫חוסמת אור אך לא חוסמת מבט.‬ ‫5.5 דוגמא ליישום זכוכית ה- ‪SPD‬‬ ‫91‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  20. 20. ‫תקדימים- שנות ה-08‬ ‫6‬ ‫ ‬ ‫81‬ ‫‪Occidental chemical center Cannon Design‬‬ ‫מפלי הניאגרה, ניו-יורק, 0891.‬ ‫מבנה זה הוא אחד הבניינים ה"חכמים" הראשונים שתוכננו לחיסכון באנרגיה וזכו לתארים מרשימים. הוא תוכנן בשנות‬ ‫ה-08 המוקדמות ועד היום הוא במקום גבוה בעולם מבחינת היעילות האנרגתית שלו. הוא דוגמא לשילוב בין חדשנות‬ ‫הנדסית )לתקופתו( ותכנון איכותי.‬ ‫המרכז הכימי במפלי הניאגרה בניו יורק היה הבניין הראשון באמריקה הצפונית שנבנה עם חזית כפולה. הוא נבנה‬ ‫סמוך לתקופת משבר הנפט של שנות ה-07 והלקוח רצה בניין שיהיה גם בעל מודעות אנרגתית וגם מוביל באופן ברור,‬ ‫אשר ינצל את המיקום החשוב שלו על קצה ערוץ הניאגרה עם הנופים שלו, וגם יחייה את מרכז העיר הדועך בזכות‬ ‫מיקומו על צומת הדרכים בין קנדה וארה"ב.‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫2.6 חזית מערבית‬ ‫  1.6 חזית מערבית‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫כוונות תכנוניות‬ ‫כדי להפיק את המירב מנוף ערוץ הנהר שנשקף מכיווני צפון, מערב ודרום, בחרו האדריכלים להשתמש בזיגוג‬ ‫מהרצפה ועד התקרה בבניין הקובייתי הקונבנציונלי לכאורה הכולל 9 קומות וגרעין שירות אשר מוקף בחללי משרדים.‬ ‫כדי לענות על הדרישה השנייה של הלקוח )עניין המודעות האנרגתית( החליטו האדריכלים ללמוד את נושא החזית‬ ‫הכפולה הכוללת חלל ביניים המשכי שעובר לאורך כל אורכה ומשלב אמצעים מוטוריים בקצהו העליון ובקצהו התחתון.‬ ‫המבנה כולל שתי מערכות איוורור: אחת לחזית והשנייה למיזוג האוויר של חללי הפנים.‬ ‫02‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  21. 21. ‫בעקבות רעיון המודעות האנרגתית באותה העת, נבחרה המערכת הזו כיוון שלא אפשרה למשתמשים גישה ישירה‬ ‫לשליטה על האיוורור הטבעי. התכנון גם מאפשר לאוויר החם שבחלל הקיר למזג את האוויר החיצוני שבמעטפת‬ ‫החיצונית ולשמש כבאפר כלפי השכבות הפנימיות של הזכוכית.‬ ‫מעטפת הבניין מורכבת משתי שכבות של זכוכית מבודדת ירוקה שמאפשרת חדירה סולארית של כ-%08 כאשר‬ ‫השכבה החיצונית כוללת חלל בעומק 0021 מ"מ של אוויר עם רפפות, ושכבה אחת של זכוכית שקופה כמעטפת‬ ‫פנימית.‬ ‫משיקולים כלכליים החליטו האדריכלים שעל מרכיבי החזית להיות עצמאיים ללא צורך בבקרה צמודה. לצורך כך‬ ‫השתמשו ברפפות שמופעלות ע"י סנסורים "חכמים" של אור ומגיבים בהתאם למזג האוויר, השעה והעונה, כאשר לכל‬ ‫חזית מערכת הפעלה משלה. הרפפות יכולות להיסגר לגמרי ולהוות שכבת בידוד נוספת בחורף.‬ ‫  3.6 תוכניות המבנה‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫בעיות התחלתיות‬ ‫הצרכים המקצועיים של הבניין כבניין מעבדות העלו את צריכת האנרגיה הדרושה לקירור, אך מאידך, לא היה כלל צורך‬ ‫בחימום.‬ ‫בעיות עדכניות‬ ‫הבניין עבר שיפוץ רציני. הכיכר בכניסה המזרחית המקורית של הבניין שופצה לכדי אקווריום גדול שכולל מנהרות עם‬ ‫חנויות ומסעדות.‬ ‫כיום הבניין מופעל רק בשלוש מתוך תשע הקומות שלו, ובעקבות כך, תכנון הקירור אינו מתאים וכתוצאה מכך הקומות‬ ‫התחתונות קרות מדי.‬ ‫בעיות נוספות של תחזוקה הביאו גם להזנחה וחוסר תפקוד של מערכת הרפפות וכתוצאה מכך נפגעה הבקרה על‬ ‫כניסה מתאימה של קרינת השמש.‬ ‫שיקולים‬ ‫השימוש בחזית כ"באפר" היה על מנת להשיג את המטרות האקלימיות של הפחתת הצורך בקירור בקיץ והצורך‬ ‫בחימום בחורף. אך ההתעסקות בחסכון באנרגיה הביאה את המתכננים להתעלם מהתוצאות שיכולות להיגרם מכשלון‬ ‫של תפקוד המעטפת. למרות כל הפרסים שבהם זכה הבניין, מערכות השליטה שלו נכשלו והבניין הפך ללא נוח ולא‬ ‫יעיל אנרגתית. באופן אירוני, )נכון לשנת 1002(, החלקים היחידים שעדיין עובדים הם דווקא אלה המיושנים יותר‬ ‫מבחינה טכנולוגית ולא אלה המופעלים דרך אמצעי בקרה משוכללים יותר.‬ ‫12‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  22. 22. ‫הבעיות שעומדות בפני הבניין כיום קשורות באופן ישיר לחוסר היכולת ההסתגלותית של החזית. בהשוואה בין חזית‬ ‫ה"באפר" לחזית כפולה שמשלבת חלונות שנפתחים ומאפשרים איוורור טבעי, הרי שעדיפה האפשרות השנייה שבה‬ ‫האוויר עדיין יכול להיכנס לחללים הפנימיים, בניגוד לחזית הסטטית שכשמערכת האיוורור כושלת אינה מצליחה‬ ‫לתפקד כלל. התלות במערכות "חכמות" בלבד יכולה לשתק את הבניין לחלוטין, דבר שיכול לקרות כתוצאה מחוסר‬ ‫תחזוקה הולם של המערכות הללו.‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫6.6 כשל החזית החכמה‬ ‫5.6 חלל הביניים בחזית‬ ‫4.6 חזית דרומית‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫7.6 חתך ותוכנית חזית ה"באפר"‬ ‫22‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  23. 23. ‫ ‬ ‫8.6 החלוקה הסכמתית לאיזורים טרמיים, לאיזורים‬ ‫המוארים באור טבעי ולאיזורים ממוזגים.‬ ‫דיון ומסקנות - מערכת היחסים בין המעטפת החכמה ותכנון הבניין:‬ ‫מעבר לדגש הברור שנלקח מבחינה של תקדים זה שממחיש את הצורך בשילוב מערכות הבקרה האוטומטיות יחד עם‬ ‫אפשרות שליטה של המשתמש, ניתן לבחון את הבניין גם ללא התייחסות לתוצאה הסופית של תיפקוד הבניין כיום,‬ ‫אשר נכשל מסיבות שונות שגם אינן קשורות לתכנון האדריכלי בלבד, ומתוך הנחה שבאמצעות תחזוקה הולמת ייתכן‬ ‫והבניין היה יכול לתפקד בצורה טובה גם מבחינה אנרגתית וגם מבחינות אחרות. לצורך הניתוח, נצא מתוך נקודת‬ ‫הנחה זו ונבודד את מרכיבי התכנון האדריכלי ותכנון המעטפת.‬ ‫התכנון האדריכלי, כאמור, החל מהרצון לחשוף את רוב חללי הפנים לנוף הנהר. לשם כך הוחלט על מעטפת שקופה.‬ ‫יחד עם דרישת הלקוח לבניין מתקדם מבחינה טכנולוגית, שאולי באה לידי ביטוי בצורה מעט יומרנית לזמנה, הוחלט‬ ‫על שימוש בטכנולוגיה שתאפשר יעילות אנרגתית. השילוב בין שתי החלטות בסיסיות אלה הביא לרעיון של השימוש‬ ‫בטכנולוגיה המסויימת הזו של חזית ה"באפר". במקביל לכך, פותחה הסכימה הכללית של המבנה, של שכבות, אשר‬ ‫נובעת הן מהרצון האדריכלי לאפשר מבטים אל הנוף מרוב חלקי הבניין, והן מבחינה תפקודית של המערכות‬ ‫האקלימיות והשירותיות. נראה כי הסכימה שנבחרה היא זו שלמעשה מגבשת את הרעיון האדריכלי עם הדרישה‬ ‫הטכנולוגית בצורה פשוטה ונכונה.‬ ‫למרות האמצעים הטכנולוגיים הפחות מפותחים שהיו קיימים בשנים אלו, ולמרות אופן השימוש הפשוט לכאורה‬ ‫במעטפת, ניתן להבין את הרעיון שעומד מאחורי בחירתה של המעטפת הזו ולהעריך את האומץ שנעשה בבחירה זו.‬ ‫ככל הנראה, את החסרונות הטכניים הרבים שהובילו לכשלון התפקודי של המעטפת, וכתוצאה מכך גם לכשלון תפקודי‬ ‫של הבניין, היה ניתן למנוע באמצעות הטכנולוגיות המפותחות שקיימות היום ובעזרת הידע והנסיון הרבים שנצברו‬ ‫במהלך עשרות השנים שעברו מאז. לכן, בחינת הבניין תהיה הוגנת יותר ללא התחשבות בתוצאה הסופית כאשר‬ ‫מדובר בנסיון לבחון את מערכת היחסים בין התכנון האדריכלי ובחירת המעטפת.‬ ‫עם זאת, ניתן לומר שבדוגמא זו בחירת המעטפת בעיקר הושפעה מהרעיון התכנוני והיא אכן משרתת אותו, אך מעט‬ ‫קשה להבחין בהשפעת המעטפת על תכנון חללי הפנים של המבנה, פרט להיותה שקופה ומאפשרת מבט אל הנוף‬ ‫החיצוני ותרומתה לתנאי הנוחות בבניין לא נראה כי היא מייצרת איזושהי איכות חללית משמעותית אחרת.‬ ‫32‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  24. 24. ‫9.6 הכניסה המזרחית המקורית‬ ‫91‬ ‫‪Arab world Institute Jean Nouvel and Architecture Studio‬‬ ‫המבנה שנמצא בפריז נבנה בין השנים 7891-1891, מכיל פונקציות של מוזיאון, ספריה, אודיטוריום, מסעדה‬ ‫ומשרדים. הפרוייקט זכה בתחרות עיצוב עם הפרוייקט שלקח סיכונים בהצעת הפתרונות שלו, שעם השנים הוכיחו את‬ ‫הסיכונים הללו.‬ ‫המבנה מתנהג כמעין באפר בין הקמפוס הכולל בלוקים ובין נהר הסיין. חזית הבניין מותאמת לפיתול הנהר ומרככת‬ ‫את מראה הבלוקים. בניגוד לכך, החזית ההפוכה הינה מלבנית לחלוטין, ואליה פונה חלל ציבורי מרובע. מעל ציפוי‬ ‫הזכוכית של החזית קיים מסך מתכתי בעל מוטיבים גיאומטריים דינאמיים. המוטיבים הללו הם למעשה 042 צמצמים‬ ‫מוטוריים שנפתחים ונסגרים כל שעה. הם מתפקדים כשוברי שמש על מנת לשלוט בכמות האור שנכנסת לבניין.‬ ‫המנגנון הזה יוצר חללי פנים עם אור מסונן – אפקט שמשמש לעתים קרובות באדריכלות איסלמית לצורך השגת‬ ‫אפקטים אקלימיים.‬ ‫"מוסד העולם הערבי" מיצג את העולם הערבי בפריז, אך אינו בניין ערבי אלא מערבי. יש בבניין אלמנטים סימבוליים‬ ‫מסויימים כמו המשרביות אשר הפוליגונים שלהן מצורות שונות וגדלים שונים יוצרים אפקט דומה לחללים ערביים‬ ‫דוגמת ארמון האלהמברה.‬ ‫מבחינה אורבנית, המבנה מהווה מפרק בין שתי תרבויות ושתי הסטוריות. החלק הדרומי של הבניין, עם הצמצמים‬ ‫המוטוריים, הינו ביטוי המתאים לתקופה ולתרבות המזרחית, ואילו החלק הצפוני של הבניין משקף את התרבות‬ ‫המערבית עם איזכורים של הנוף הפריזאי.‬ ‫התכנון האדריכלי ועיצוב הפנים תוכננו יחד על ידי האדריכלים בראייה כוללת ושלמה. גם ההתייחסות לנושא האור באה‬ ‫לידי ביטוי באופנים שונים במבנה, במיוחד בקיר הדרומי, הבנוי כולו מצמצמים, כאשר בו ההתייחסות היא לחדירת‬ ‫האור הטבעי, השפעתו ניכרת גם באלמנטים בפנים הבניין בזכות ההצללות שהוא יוצר עליהם.‬ ‫42‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  25. 25. ‫01.6 תוכניות המבנה‬ ‫21.6 מראה המעטפת מחלל הפנים  ‬ ‫11.6 איזומטריה של המבנה‬ ‫31.6 מודול צמצמים מוטורים מתוך החזית  ‬ ‫דיון ומסקנות - מערכת היחסים בין המעטפת החכמה ותכנון הבניין:‬ ‫דוגמא זו אמנם אינה עונה במפורש על מאפייני ה"מעטפת החכמה", אך ללא ספק בהתחשב בתקופה בה תוכנן ונבנה‬ ‫הפרוייקט, ישנו נסיון להכניס חדשנות טכנולוגית "חכמה" שמטרתה להגיב לתנאי האור החיצוניים- דבר שגם כיום הינו‬ ‫רלוונטי ומשמעותו האקלימית והאנרגתית ברורה הרבה יותר.‬ ‫הדגש המעניין בתקדים זה הוא החיבור שנעשה דרך עיצוב האלמנט החכם לקונספט האדריכלי. הרעיון, כאמור, היה‬ ‫לתכנן מבנה אשר יתייחס גם בעיצובו הכולל וגם בפרטיו הקטנים לתרבות שאותה הבניין מייצג- התרבות הערבית.‬ ‫עיצוב אלמנטי החזית דמויי המשרביות הערביות אינם רק דומים בעיצובם לאלמנטי המשרביות המקוריים המשמשים‬ ‫52‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬
  26. 26. ‫עיצוב מעטפת המבנה היווה גורם משמעותי בעיצוב האדריכלי כולו כיוון שההתייחסות לחזיתות היתה כאל אלמנטים‬ ‫יוצרי חלל ולא כאל שכבת "עטיפה" בלבד. גם התפקיד הסימבולי של כל אחת מן החזיתות מראה על המשקל הרב‬ ‫שניתן לבחירת המעטפת כחלק מהרעיון התכנוני כולו.‬ ‫טכנולוגיית הצמצמים הנפתחים ונסגרים עפ"י תנאי אור השמש שלמעשה כשלה עם השנים, מהווה דוגמא נוספת‬ ‫לטכנולוגיה בתחום החזיתות ה"חכמות" אשר מצליחה להיות מוערכת מאוד בזכות חדשנותה הנועזת אך בעקבות‬ ‫חוסר בידע ובנסיון נכשלת. עם זאת, כבר לפני כמה עשורים החל חיפוש אחר עיצובים חדשים ומשופרים של‬ ‫טכנולוגיות קודמות ואף קדומות אשר יצליחו להוות פתרון לצרכים האקלימיים של המבנה שרק התעצמו עם השנים.‬ ‫בהקשר זה ניתן לומר כי מבנה ה-‪ IMA‬הוא דוגמא לדרך חשיבה יצירתית המשלבת רעיון אדריכלי יחד עם בחירת‬ ‫עיצוב החזית והטכנולוגיה החכמה באופן כזה שמנסה לענות על הצורך האדריכלי-עיצובי וגם על הצורך האקלימי‬ ‫)למרות שהוא לוקה בחסר( בו זמנית.‬ ‫מערכת היחסים בין התכנון האדריכלי והמעטפת החכמה נראית די הדדית- הרעיון האדריכלי הכתיב צורך באיזושהי‬ ‫מעטפת מחד, ומאידך, המעטפת המקורית הצליחה להשתלב בצורך זה תוך השפעה רבה על אופי החללים. כיוון‬ ‫שהטכנולוגיה בה השתמשו בחזית היא חדשה וייחודית לגמרי, לא ייתכן כי היא נבחרה מתוך היצע מצומצם של‬ ‫אפשרויות ו"כפתה" את אופייה והשפעותיה על תכנון המבנה- עובדה מעניינת בהתחשב בכך שההיצע הקיים בשנות‬ ‫ה-08 היה קטן בהרבה מההיצע כיום )ואולי דווקא היום ניתן לראות מצבים של "כפייה" מסויימת(.‬ ‫ ‬ ‫ ‬ ‫41.6 חזית המבנה המורכבת מצמצמים שמזכירה ארבסקה –איזכור‬ ‫62‬ ‫מעטפות חכמות‬ ‫ ‬

×