אדריכלות ירוקה - העמדת המבנה במגרש

גורמים רבים משפיעים על החלטת האדריכל למיקום נכון של מבנה מגורים; כל החלטה חייבת להתחשב בתכתיבי הראשות המקומית, במבנים הסמוכים ובמבנה הטופוגרפי של המגרש והמגרשים הסמוכים. מבנה נכון, הוא כזה שמשתלב היטב באיזור ויחד עם זה בעל יחודיות נעימה ומרשימה.

קישור למאמר המקורי: אדריכלות ירוקה - העמדת המבנה במגרש

תכנון לפי עקרונות האדריכלות הירוקה מנצל באופן מירבי אנרגיות טבעיות (כמו שמש, רוח, לחות וכו,) במטרה למזער את השימוש באנרגיה מלאכותית ובכך להביא לחיסכון משמעותי בהוצאות הכספיות השוטפות לתחזוקת הבית ולשיפור בנוחות ובהרגשת המשתמשים השונים במבנה.

הפחתה בשימוש באנרגיות מלאכותיות לתחזוקת הבית יתרום באופן משמעותי לשימור הסביבה מאחר ובאופן מפתיע מסתבר שכ-50% מהגורמים המזהמים בעולם המערבי קשורים ישירות למבנים, הרבה יותר מאשר מזיהום הנגרם מרכבים מרכבים (כ-25%) ותעשיה (כ-25%).

האדריכל ישתדל להעמיד את המבנה במגרש כך שיאפשר ניצול מירבי של אנרגיות הטבע ללא התערבות פעילה הצד הדיירים, מה שמכונה "בית סולארי פסיבי". משמעות מושג זה הוא בית המשתלב עם הטבע והאקלים המקומי. הבית למעשה מתאים גם לקיץ וגם לחורף – בקיץ הבית ישמור על טמפרטורות נמוכות יחסית לסביבה והתחושה בו תהיה הרגשה של קרירות, ובחורף התחושה בבית תהיה נעימה עם טמפרטורות נוחות יותר יחסית לסביבה. מבנה מתוכנן נכון, יאפשר נוחות נוחות תרמית עם מינימום השקעת אנרגיה.

בעונת החורף, המטרה היא הגברת השימוש באנרגית השמש לחימום הבית והפחתת הצורך במערכות חימום מלאכותיות כמו מזגנים, קמינים, ותנורים למיניהם.

מעקב אחר מסלול השמש, מלמדת אותנו שבחורף היא נמצאת תמיד בגזרה הדרומית, ובמסלול נמוך (בזווית חדה), מה שמאפשר החדרה מצוינת של קרינת שמש אל הבית, במידה ומירב הפתחים ירוכזו בחזית הדרומית.

בעונת הקיץ, הגנה נכונה על הפתחים באמצעות גגונים, הצללות ואף צמחיה ימנע חדירת קרינת שמש ישירה. אם מירב הפתחים, כאמור, מרוכזים בחזית הדרומית, קל מאד להצל עליהם מכיון שהשמש נעה במסלול גבוה וצפוני יותר, בזוית מאד כהה.

לפיכך, במידת האפשר, בתלות בתנאי המגרש, העמדה אופטימלית מבחינתנו, היא העמדה המאפשרת חזיתות דרום וצפון ארוכות, וחזיתות מזרח ומערב קצרות, עם פתחים עיקריים המופנים, ככל הניתן, לכיוון דרום.

מיותר לציין שלא תמיד תנאי המגרש מאפשרים העמדה אופטימלית של המבנה כך שכל החדרים יופנו בדיוק לכיוון דרום. במקרים רבים חזיתות המבנה פונים רק באופן חלקי לכיוון דרום (לדוגמא, דרום מערב או דרום מזרח), וכאן האדריכל האחראי לתכנון הבית, בהתאם לדרישות בעלי המגרש, ידאג לתכנון אופטימלי של המבנה בהתחשב ב תנאי המקום.

מתכנן הבית נדרש במקרים רבים לתת את דעתו גם על גובה מפלס הכניסה, הדבר נדרש במקרים רבים כאשר המגרשים השכנים נמצאים בגובה משמעותי שונה מגובהו של המגרש המדובר. גורם נוסף חשוב (מיני רבים) בהעמדת המגרש הוא מרחק המבנה מגבולות המגרש.

תכנון חללי הפנים בתלות באופן העמדת הבית על מגרש

אנחנו מעונינים בחדירת השמש אל החדרים השימושיים במהלך היום, בשעות בהם זורחת השמש. כפי שהוסבר לעיל, מאוד נוח לשלוט על חדירת קרני השמש מכיוון דרום. לכן, במידת האפשר, רצוי למקם בחלק הדרומי של הבית את חדרי המגורים, פינת האוכל וחדרי הילדים. הילדים שוהים בחדרים שלהם בשעות אחר הצהרים, ועל ידי מיקום חדר ילדים בצד דרום, בחורף, ניתן בקלות, ליהנות מחמימות השמש, ובקיץ ניתן לצמצם את חדירת השמש באמצעים פשוטים יחסית, על ידי מיקום נכון של הצללות. לעומת זאת, חדר ההורים אצל רוב המשפחות, נמצא בשימוש בעיקר בשעות הלילה, ולכן אין חשיבות לחזית דרומית בחדר זה. חבל למקם בחזית הדרומית גם חדרי שירות ורחצה לסוגיהם. לגבי המטבח, מאחר והוא אזור מחמם, בגלל הפעלה של כיריים ותנורים והימצאות המקרר, גם אותו מומלץ למקם באזור הצפוני יותר של החלל, כך שהקרינה הדרומית לא תגיע אליו מכיוון שאין בכך צורך.

שליטה על חדירת קרני השמש

חורף: באמצעות פתחים המופנים בעיקר לצד דרום אנחנו מאפשרים לקרני שמש לחדור אל הבית באופן ישיר ולחמם את הבית באותם ימים בהירים של החורף. חדירת השמש מחממת את פנים הבית ואת חומרי המסה התרמית מהם הבית בנוי (תקרה, רצפה, קירות) ובכך עוזרת לחימום הבית ולצימצום באמצעי חימום מלאכותיים.

קיץ: בישראל בקיץ מאוד חם באיזורים רבים, ולכן המטרה היא לצמצם עד כמה שניתן את חדירת השמש לתוך הבית. ולכן יש להגן על אותם הפתחים המופנים לכיוון דרום.

תכנון נכון של החלונות, בהתאם לזוויות השמש בקיץ ובחורף, ימנע בקיץ את חדירת קרני השמש לתוך חללי הבית. בחורף, כאמור, השמש באה בזווית גבוהה מאוד ומכה בעיקר על הגג ולא על החלונות הדרומיים כך שהחלונות אינם חשופים כלל לשמש. בליטה של הגג או בליטת הצללה קלה לחלונות תספיק כדי להגן על החלונות כל העונה החמה. כמובן שחלונות אינם הדרך היחידה לחדירת חום אל הבית; יש לבודד את קירות הבית ואת הגגות, כפי שנסביר בפרקים הבאים.

באופן כללי, ניתן להתיחס לתקופה שבין 21 למרץ ועד 21 לספטמבר כתקופה החמה, בתקופה זו השמש נמצאת בזווית גבוהה, ובהתיחה לחזית הדרומית, השמש נמצאת בזווית של 58° ומעלה. כמובן שזה לא פשוט כלל, דווקא באביב ובסתיו מתרחשים לא מעט ימי שרב – ימים חמים מאד, שבהם השמש עדיין נמוכה ויכולה לחדור לבית מחלונות הבית. גם ההפך קורה לפעמים, ובעונות המעבר יש ימים קרים ואין עדיין מספיק חדירת שמש לבית. אבל בעונות המרכזיות, הקיץ והחורף, אפשר להשתמש בחכמה בידע של זוויות השמש וליצור בית סולרי פסיבי.

כאמור, עד כמה שניתן, יש לשאוף ולמקם את הבית כך שהפתחים של החדרים השימושיים במהלך היום יופנו כלפי דרום. אבל לפעמים הדבר אפשרי באופן חלקי בלבד או בכלל בלתי אפשרי, ואז לדוגמא, נפנה את חללי הבית השימושיים במהלך היום לכיוון מזרח או מערב. בכיוונים אלו קשה לנו יותר לשלוט באופן פסיבי על חדירת קרני השמש בשיא הקיץ, מכיון וזוויות השמש הן נמוכות מאוד (אחרי הצהרים במערב ובבוקר במזרח). הבעיה קיימת בעיקר בשעות הערב כאשר האוויר חם מאוד מאחר ובמהלך היום קירות הבית, הגג, והאדמה כבר התחממו בצורה ניכרת מחום השמש, ובתוך הבית קיימת הרגשת חום כבדה ומציקה. מסיבות אלו, רצוי במידת האפשר למקם את החדרים לכיוון דרום.

התאמת גודל נכון של חלונות לגודל החדר

יחד עם תכנון נכון של מיקום החדרים בתוך הבית במטרה לאפשר חדירה נכונה של קרני השמש לחללי הבית, חשוב מאוד גם כן לתכנן את החלונות כך שנשמור על האנרגיה בתוך הבית.  מצד אחד יש להקפיד על כך שהפתחים לא יהיו קטנים מדי והבית יישאר חשוך וקר, ומצד שני שלא יהיו גדולים מדי ויגרמו לאיבוד החום או הקור.

התקן הישראלי 5282, המתלווה לתקן בנינים ירוקים 5281, מציין את היחסים המקסימליים ואת היחסים הרצויים בין גודל החלונות בכל חדר לבין שטח הרצפה של החדר כולו.

מקור הטבלא להלן: תקן ישראלי מס' 5821 חלק 2 נספח א' טבלא 1.1

הטבלא להלן מפרטת את גודל מערכת קרינה ישירה (חלונות זכוכית שקופים) הנדרשת בהתאם לטיפוס המערכת :

(% שטח זיגוג המערכת ביחס לשטח הרצפה שהמערכת מיועדת לחמם)

סימון טיפוס המערכת:

מתחיל באותיות DG , ואחר כך סוג הזיגוג: יחיד יסומן ב-1 וזיגוג כפול יסומן ב-2. בניה קלה יסומן ב-Lובניה רגילה יסומן ב-H. עבור תוספת תריס גלילה או אחר, בתנאי שקיים מילוי על ידי חומר מבודד במרווח האוויר בתוך שלבי התריס יסומן ב-i.

הערה : מערכת קרינה ישירה חייבת לכלול תריס להגנה מהתחממות בקיץ.

הערה 1: בהתאם למצוין בתקן הישראלי ת"י 5282 , באזור ד' (בקעת הירדן) אין דרישה לחימום סולרי פסיבי.

הערה 2: זיגוג יחיד אפשרי רק במקרים שת"י 5282 מאפשר זאת

הערה 3: שטח הזיגוג נקבע לפי שטח ההשלכה של זיגוג המערכת על מישור אנכי הפונה לדרום הנקי. אם מערכת הזיגוג אינה פונה לדרום הנקי, שטח המערכת שיידרש יהיה גדול יותר

חלוקת הארץ לאזורי אקלים:

אזור א`: מישור החוף,
אזור ב`: גבעות השפלה הפנימית,
אזור ג`: הרי יהודה השומרון והגליל,
אזור ד`: עמק הירדן ואילת.

התקן מתייחס עוד לגורמים רבים נוספים המשמשים לדירוג שימור האנרגיה של המבנה, רובם יוסברו בפרקים הבאים.

פתחים המתוכננים נכון תוך התחשבות באנרגיות מהטבע, כמו: בשמש (כפי שהוסבר בהרחבה במסמך זה) וברוח, ישפיעו מאוד לטובה על ההרגשה והנוחות של המשתמשים במבנה.

מעבר להחדרה מבוקרת של קרני השמש, פתחים הממוקמים נכון, עוזרים רבות לשיפור ההרגשה על ידי איוורור טבעי וקבוע של החלל; איוורור טבעי זה מושג על ידי מיקום חללים מנוגדים, מיקום חללים בגבהים שונים, שימוש בארובה טרמית, שימוש בארובת רוח, שימוש בפטיו (חצר פנימית), ועוד הרבה פתרונות יצירתיים נוספים. על הכל יוסבר בפרקים הבאים.

המאמר נכתב על ידי ציון שאלתיאל - מקו ישר - אדריכלות ירוקה.

קו ישר - משרד בעל ניסיון רב בתכנון הנדסי ואדריכלי בפרויקטים מגוונים של בתים פרטיים, בתים משותפים, מבני ציבור ותוספות בנייה, ניסיון רב בהגשת תוכניות לאישור העירייה ורישוי עסקים.