הצללות חכמות ל'הצלת' משבר החשמל

מאת: תומר ספינר

פרופ' עדנה שביב היא המומחית מס' 1  לתכנון הצללות חכמות, שגם חוסמות שמש קיץ ישירה, גם מפזרות תאורת רקיע טבעית 'רכה' ויעילה לעומק החדר (וגם מחדירות שמש נעימה ומחממת- בחורף!). בראיון הבלעדי ובמצגת (המקושרת בלינק לאתר הטכניון) מסבירה שביב איך להחזיר לבתינו ולמשרדינו שפיות-אקלימית שתציל אותם מלהפוך לכבשני קיץ.

פרופ' עדנה שביב מהטכניון זכתה לפני מספר שבועות בפרס 'חלוץ אנרגיה סולארית' של האגודה האמריקאית לאנרגיה סולארית  ASES.
הפרס, הנחשב ליוקרתי ביותר בתחום הבניה הירוקה, ניתן לשביב על שורת מחקרים פורצי דרך בתכנון בניינים ביו-אקלימיים, החוסכים אנרגיה לקירור בקיץ,  ומנצלים את אנרגיית השמש לחימום בחורף - תוך שימוש מינימלי במערכות אלקטרו-מכניות.

"עוד ב 1967 פיתחה עדנה שביב את כלי התכנון הממוחשב (CAD ) הראשון בעולם שהיה מבוסס על ביצועי הבניין."
(כלומר תוכנה ראשונה שמציגה פתרונות ארכיטקטוניים לדרישות מוגדרות מראש של תפקוד הבניין ת.ס.)" נכתב בנימוקי ועדת הפרס. "בתקופת משבר האנרגיה של 1973 הבינה שביב את החשיבות הגדולה של חיסכון באנרגיה בבניינים ופיתחה שורת תוכנות חלוציות לתכנון בניינים 'מודעי אקלים'- שנים רבות לפני ש'בניה ירוקה' הפכה פופולרית. שביב בנתה מודלים ממחושבים שהעניקו לאדריכלים כלים מתקדמים לתכנון חוסך אנרגיה  של בניינים ולשמירה על 'זכויות שמש' בחורף של הבניינים וסביבתם - שהם מאבני היסוד של בניה ירוקה-אקלימית."
 
"כש'בצורת החשמל' בכותרות, כדאי להדגיש שאופנת החלונות הגדולים ללא תריסים חיצוניים, או הצללה חיצונית אחרת (כגון 'שוברי שמש בבנייני משרדים), היא שגיאה אקלימית חמורה," אומרת פרופ' שביב עם שובה ארצה ממסע הרצאות.
"צלונים פנימיים, וילונות, ואפילו זכוכית בידודית או בעלת ציפויים מחזירים, או בולעי קרינה - אינם תחליף יעיל לתריס חיצוני, לחסימת קרינת שמש ישירה בקיץ.
הסתמכות על וילון פנימי, במיוחד אם הוא לא בהיר, כפי שנעשה בהרבה מלונות, למשל, היא חלמאות משולשת: קרינת השמש כבר חדרה לבניין והוילון לא מונע את 'אפקט החממה' המזיק בקיץ. מאידך, הוילון הכבד  חוסם את האור הטבעי, שהוא הנעים והיעיל ביותר- ואז נאלצים להוסיף תאורה מלאכותית שמגבירה עוד יותר את פסטיבל בזבוז החשמל".
 
ב 1996 נחנך במכון וייצמן "בניין מדעי הסביבה" שהוכרז ע"י משרד התשתיות חלוץ בארץ ובעולם במבני ציבור ידידותיים לסביבה. הייעוץ האנרגטי שסיפקה פרופ' שביב לאדריכלים רפי לרמן ודרור סדומי 'חתך'  בכ 50% את צריכת האנרגיה של הבניין לקירור, חימום ולתאורה. 
"בנייה אקולוגית  'ירוקה' נעזרת במשאבי טבע, במקום להילחם בו" מסבירה שביב
מבחוץ, נראה בניין מדעי הסביבה, כאילו יש בו חלונות גדולים. אולם, החלק שמתחת לגובה שולחן העבודה איננו חלון, אלא קיר מבודד היטב, מצופה זכוכית מבחוץ, שמעניקה מראה מודרני וגם מגינה על הבידוד מגשם. החלונות עצמם מוצלים על-ידי שוברי שמש, המשאירים את החלק המרכזי של החלון חופשי לקשר ויזואלי עם החוץ ועם העצים היפים והנוף. החלק העליון של החלון הוא זיגוג כפול מבודד, המוצל ע"י תריס ונציאני לבן, שנמצא מאחורי הזכוכית הפנימית ומגן עליה מקרינת השמש. שלבי תריס זה מהווים "מדפי תאורה" הנותנים צל, ובנוסף, מחזירים את קרינת השמש לעומק החדר, ומעניקים תאורה 'רכה' וטבעית בפיזור אחיד שהיא הנעימה והחסכונית ביותר. הבניין מוקף עצים יפים החוסמים את שמש החורף המבורכת ולכן תוכננה חממה סולארית שנבנתה על גג המבנה, לקליטת קרינת השמש. האויר החם מהחממה מוזרם  למערכת החימום בחורף, ואילו בקיץ נפלט החוצה ובכך מנוטרלת פעולת החממה כשהיא לא נדרשת בקיץ.

בניגוד להרבה 'ארמונות זכוכית' הייטקיים לא השתמשתם בזכוכית כהה, מדוע?
 פרופ' עדנה שביב:
"בשימוש בזכוכית כהה ההפסד הוא משולש: הזכוכית הכהה בולעת את קרינת השמש, מתחממת ופולטת אותה כקרינת חום (ארוכת גל) לתוך החדר. כלומר, קרינת השמש נראית שחודרת בעד זגוגית שקופה גורמת לחום, אבל מעניק גם תאורה טבעית. בזכוכית כהה מפסידים את התאורה וסובלים בקיץ מקרינת חום בלבד. כלומר, גם לא מנענו כניסת חום לתוך הבית, גם חסמנו קרינת שמש טובה ונעימה בחורף וגם הפסדנו את אור השמש הטבעי, דבר המחייב שימוש בתאורה חשמלית".
 
לאחרונה היתה פרופ' שביב בין מובילי הרוויזיה לתקן הישראלי 5281 לבניה ירוקה שגירסתו הראשונה (2005) לא דירגה בצורה מדעית מרכיבי חיסכון אנרגיה בבניינים.
"לאחר הרוויזיה קיבלנו תקן ישראלי מקורי, המבוסס על מחקרי הטכניון, מותאם לארבעת אזורי האקלים בישראל, למסורת הבנייה שלנו, ואינו 'קופי-פייסט' של תקנים מחו"ל".
שביב נחשבת בין המבקרים הבולטים בעולם של התקן האמריקאי הידוע לבנייה ירוקה LEED.
"תקן LEED נוטה להעניק ניקוד רב לשיכלולים טכנולוגיים (מזגנים חדישים, מיחזור מים, הפקת חשמל בתאים סולריים) אך ממעיט מדי בניקוד מרכיבים 'ירוקים' כמו הצללות, הפניית חלונות נכונה, החדרת אור טבעי רך ונעים, אוורור טבעי. אלה נכסי צאן ברזל של הבניה הירוקה החוסכים אנרגיה רבה ומגבירים את החיוניות ואיכות החיים בבניין. התקן הירוק הישראלי המתוקן שם את הדגש עליהם.
"למשל, מלון בסן פרנסיסקו, בו התאכסנו לפני חודש, קיבל תקן LEED 'זהב' בזכות מערכות מיזוג משוכללות, מיחזור מים ועוד שיכלולים אלקטרו-מכניים רבים.
אבל בהיעדר הצללה חיצונית כל שהיא, ובגלל שלחדר היו שני קירות חוץ, מזרחי ודרומי, כולם רק זיגוג מרצפה ועד תקרה, החדר שלי ושל בעלי להט מחום. מרגע שזרחה השמש ועד שעות אחה"צ המוקדמות, נאלצנו לעזוב את החדר מוכה-השמש.