תכנון אקלימי ואנרגיה

בארצנו החמה אנו נמצאים במצב בו ננסה ברוב השנה לקרר את המבנה. הסיבה העיקרית לחום במבנה נובעת מחדירת קרני שמש דרך החלונות ויצירת אפקט חממה בבית.

בכדי להימנע מכך, אין צורך לוותר על החלונות. את התכנון יש להתחיל מתוך ההבנה איך להציב את המבנה, איך לסדר את מערך החללים בתוכו, היכן למקם את החלונות וכיצד להצל עליהם.

בנוסף, אזורים כמו חצר פתוחה או מרפסת בהם אנו רוצים לשבת גם בבוקר חורפי (וליהנות מהשמש), וגם באחר צהרים קיצי (ליהנות מהבריזה אבל ללא שמש ישירה), דורשים תכנון הצללות.

לשם כך, נעשה שימוש בתוכנות מחשב ייעודיות המאפשרות לבחון את חזיתות המבנה וההצללות עליו בכדי להגיע למצב האופטימלי. המתכנן מזין לתוכנות אלו את המודל התלת ממדי של המבנה המיועד ואת מיקומו ובודק את ההצללה שלו בשעות הקריטיות ובחודשים הבעייתיים (זווית השמש משתנה, בהתאמה, עפ"י היום בשנה, השעה ומיקום הבית בארץ). התוצאה של ניתוח כזה היא סרטון וידאו בו ניתן לראות את הצל נע על גבי החזית.

לדוגמה, להלן תמונות לגבי ניתוח הצללה של בית בתכנון:

בעקבות הניתוח שונתה הפרגולה כך שיתקבל צל על הפתח הגדול עד חמש אחה"צ לפחות.

בכדי להשלים את ההצללה כשהשמש ממש נמוכה, אנו מתכננים לכסות את הזווית על ידי צמחיה שתמוקם בדיוק במקום הנדרש.

תכנון ברמה זו מאפשר לנו לבנות את המכלול כולו כך שיהיה נעים לשהות בו ולא יהיה צורך למזג אותו או לסגור בו את החלונות אלא בימים חמים במיוחד.

חלק מהשיקולים לגבי הצמחייה בה אנו משתמשים הוא התנהגותה לאורך השנה. אחד הצמחים הנוחים ביותר מבחינה זו היא הגפן.

כבר בימי קדם השתמשו בה להצללה מאחר ובנוסף להיותה צמח מטפס, היא מכוסה בעלים ונותנת צל בקיץ, בעוד שבחורף היא עירומה ומאפשרת חדירת קרני שמש נעימות.

השימוש במסנני קרינה (פילם נגד UV) על גבי החלונות הוא הפתרון האחרון ואנו משתמשים בו בלית ברירה מאחר והוא מאלץ את סגירת החלונות גם בימים בהם הטמפרטורה נעימה.
ניתן בנוסף לעשות שימוש בוילונות ותריסים למניעת חדירת אור מסנוור.

אפקט דומה ניתן לקבל בשימוש ברפפות הצללה בזוויות מוגדרות. אנו יכולים לקבוע אלמנטים כך שייצלו על הקיר או החלל רק בשעות מסוימות או רק בחודשים מסוימים. כך נקבל בשמחה שמש בוקר בחורף ונחסום את רוב הקרינה בקיץ. בנוסף לכל אלה ישנם גם אלמנטים ניידים בכמה רמות (ידניים / חשמליים) המאפשרים שליטה מלאה בצל המתקבל.

אופן חימום וקירור המבנה תלוי ברמת הבידוד שלו. בכדי להקל על שמירת טמפרטורה נעימה בפנים, כשבחוץ חם / קר מדי, יש צורך לבודד את החלל הפנימי. ישנן שיטות רבות לביצוע הבידוד ונציין כאן רק את העובדה שבכדי שהבידוד יהיה יעיל, צריך לשמור על מעטפת בידוד מלאה. כשהמעטפת אינה מושלמת יכנס חום / קור מבחוץ דרך המעברים.

מעברים כאלה קיימים בעיקר בפתחים ובשלד המבנה. את פתחי החלונות חובה לבודד על ידי שימוש בזיגוג כפול. את השלד ניתן לבודד בשימוש בפרטי בניין נכונים. גג המבנה, כחלק שמקבל קרינה מכסימלית, הוא אחת מנקודות התורפה העיקריות ובו יש לטפל בהקפדה יתרה.

שיקול נוסף בבניה הוא המסה התרמית של הבית. מונח זה מתייחס לכמות החום שהבית אוגר בעצמו. בשימוש נכון אנו יכולים לנצל תכונה זו. ישנם מקומות בהם נעדיף את הבית במסה תרמית מינימלית ומקומות בהם נשאף להגדיל אותה למכסימום.

שיקולי התכנון נוגעים לצורת השימוש במבנה ומיקומו בארץ. למשל, במדבר, קירות עבים אוגרים את החום ביום ופולטים אותו בלילה. בצורה זו אנו נהנים מהקרירות היחסית שלהם במהלך היום ומהחום שנאגר בהם במהלך הלילה הקר.

כשאנו מתכננים מבנה חדש, או מטפלים במבנה קיים, ניתן לתמרן את אופן זרימת האוויר בו. מתחילים בניתוח משטר הרוחות באזור בו נמצא הבית. הפניית הפתחים והחצר לרוח הרצויה, בריזה בקיץ למשל, תאפשר שימוש מינימלי במערכת המיזוג.

תכנון הזרימה בבית (מאיפה ולאן, אפקטים של ארובה, עליית חום וכדומה) מאפשרים לקבל תנאים נוחים וטבעיים בבית.

בנוסף לתכנון המבנה עצמו, מערכות טכניות פשוטות ( כגון מאווררים, וונטות) יאלצו את האוויר לנוע על פי רצוננו.

אנו יכולים לפלוט מהבית אוויר חם, במידה ואנו רוצים להיפטר ממנו, או לסחרר אותו בחלל אם אנו רוצים לשמר אותו. בהשקעת אנרגיה מינימלית נקבל חסכון עצום באנרגית החימום / הקירור הנדרשת.

ברמת החיים המצוייה ובאקלים הארץ הקיצוני אין מנוס, כמובן, מתכנון מערכות חימום וקירור.

שימוש במערכות אנרגיה נקיה כמו דוד שמש, קולטי חשמל ותאורה סולרית יכולים להקטין את צריכת החשמל באופן משמעותי. התקנת תאים סולאריים ליצור חשמל יכולה להקטין את חשבון החשמל לאפס, ואפילו להביא למכירת חשמל עודף לחברת החשמל.
שימוש במערכות אנרגיה חליפית כמו גז לחימום ובישול יקטין את הזיהום שפולט הבית.

תכנון נכון של החדרת אור טבעי למבנה לא רק יחסוך בחשמל אלא גם ישפר את נוחות המשתמשים. עין האדם מותאמת לאור טבעי, ולכן ההרגשה בחללים המוארים באור טבעי, תהיה טובה יותר.
חסכון ניכר יכול יתקבל, בנוסף, על ידי בחירה נכונה של גופי תאורה. שימוש בטיימרים לצרכנים כמו דוד מים, מערכות תאורת חוץ וכדומה ינצלו אתה אנרגיה רק כאשר נזדקק לה באמת.