יום שני , אוגוסט 21 2017
בית » כללי » איך בונים בניין דל -קלוריות?

איך בונים בניין דל -קלוריות?

מאת: מערכת הבלוג

Stone roof top  / Dome of  shopping mall / Jerusalem

תקרה מעוגלת בקניון ממילא בירושלים

אודות הכתב

ד"ר נורה הוברמן היא פוסט דוקטורנטית במחלקה לאדם במדבר ויחידת האדריכלות המדברית במכונים לחקר המדבר ע"ש יעקב בלאושטיין. המחקר שלה עוסק בשיטות בנייה חסכוניות באנרגיה ובניתוח מחזור החיים של בניינים.

קלוריה או (קילו-קלוריה) היא למעשה יחידת מידה לאנרגיה. כיום, כולנו הרבה יותר מודעים לאיכות המזון שאנו קונים ובודקים את הערך התזונתי בתוויות של אריזות האוכל. הרבה מאתנו מתמקדים במיוחד בכמות הקלוריות הכתובה על האריזה כחלק מדיאטת דלת-קלוריות מאוזנת, שהיא כידוע איזון של סך האנרגיה הנכנסת והיוצאת מהגוף. אולם הצורך בצריכה קלוריות נמוכה נכון לא רק לבני-אדם, אלא גם לעצמים דוממים כמו בניינים. השיח אודות "דיאטת דלת- קלוריות מאוזנת" בבניינים נכנס בהדרגה לשיח הציבורי כחלק מהדאגה להשפעות הסביבתיות שיש להם, אולם המשמעות לכך ואפשרויות פתרונות היישום מוכרות פחות.

זוללים הרבה אנרגיה

Casa Mila

תקרה לא שטוחה בקאסה מילה, ברצלונה, ספרד. צילום: ד"ר נורה הוברמן

ידוע שמבני מגורים ומסחר הם צרכני אנרגיה "כבדים"  – 40% מסה"כ צריכת האנרגיה במדינות מתועשות. למעשה ערך זה מבטא רק את האנרגיה הדרושה לתפעול השוטף של הבניין (חימום, קירור, תאורה וכו') במהלך השימוש בו, והמספר האמיתי כולל גם את האנרגיה המושקעת בייצור חומרי הגלם ובתהליך הבנייה עצמו. מספר זה, הקרוי גם "אנרגיה גלומה", גבוה בהרבה. ההתפתחות הטכנולוגית והידע הקיים כיום הביאו לפתרונות רבים לשיפור היעילות האנרגטית בתפעול הבניין, ולעיתים מחייבים שימוש בחומרים ושיטות בנייה בעלי אנרגיית ייצור גבוהה. ולכן, הובילה לכך שהאנרגיה הגלומה בבניינים הפכה לבעלת חשיבות גדולה יותר – כאשר חלקה היחסי בסך האנרגיה הכוללת בהם עולה.

תמונה מציאותית יותר של צריכת האנרגיה וההשפעה הסביבתית של בניין מתאפשרת באמצעות "ניתוח מחזור חיים" (Life-Cycle Assessment – LCA) של הבניין ובהתאמה "דיאטה לאורך החיים" שמתחשבת בשלבים השונים בחיי הבניין. כך, בדומה לתוויות מזון או דירוג אנרגטי במכשירי חשמל המאפשרים השוואה בין מוצרים שונים, ניתן לתת דירוג אנרגטי לבניינים. הדירוג הוא ציון שמקבל בניין או חלק ממנו, בהתאם ליעילות האנרגטית שלו וכולל שש דרגות מ-A עד F. לכן, יש צורך בידע שיאפשר לכמת התייעלות אנרגטית ולפתרונות מעשיים שיובילו לחיסכון משמעותי.

ניתוח LCA השוואתי שבוצע במחקר באוניברסיטת בן-גוריון בנגב [1], עבור בניין אופייני בישראל – מבוסס על שלד בטון יצוק ובתנאי הנגב – הראה שמתוך סך האנרגיה הגלומה בו חלק מכריע, כ-60% , מושקע במערכת המבנית. מתוך ה-60%, החלק העיקרי מיועד למשטחים האופקיים, התקרות והגגות. בתקרות ובגגות של הבניינים שלנו ישנם מוטות פלדה שהן האחראיות לחלקה הארי של האנרגיה הגלומה. הפלדה היא חומר הדורש אנרגיה רבה לייצורו ומהווה את "כרית השומן" של הבניין זולל הקלוריות.

לפיכך, מחקר המשך [2] בדק את הפוטנציאל הקיים לחסכון באנרגיה במחזור החיים של מערכות מבניות על ידי שימוש בתצורות חלופיות, ולא שטוחות, של תקרה, אשר יכולות לאפשר צמצום בשימוש בחומרים עתירי אנרגיה גלומה, כגון מלט ופלדה. לצורך העניין פותחה מסגרת אופטימיזציה מורכבת המשתמשת בתוכנות מחשוב לתכנון, בדיקה וחזוי הצריכה הקלורית של הבניין. שיטת אנליזה ותכנון זו, מספקת פתרון משולב, פונקציונאלי וסביבתי, ומספק מידע חשוב לקבלת החלטות בקרב אדריכלים, בונים ואנשי ציבור, לשיפור היעילות האנרגטית של ענף הבנייה.

ד"ר נורה הוברמן תציג את השיטה שפותחה, כמו גם פתרונות אחרים, בכנס 10X10 –עשרה מתכננים בעשר הרצאות על בנייה ירוקה שייערך באוניברסיטת בן-גוריון בנגב ביום שלישי, 24.5.2016.

לפרטים נוספים אודות כנס 10X10 הקליקו על התמונה

[1] Huberman, N., and Pearlmutter, D. (2008). "A life-cycle energy analysis of building materials in the Negev desert." Energy and Buildings, 40(5), 837-848.

[2] Huberman, N., Pearlmutter, D., Gal, E., Meir, I.A. (2015). “Optimizing structural roof form for life-cycle energy efficiency.” Energy and Buildings, 104(1), 336–349.

אודות מערכת הבלוג

מערכת הבלוג
ibgu.ac.il הינו בלוג חדשנות, מדע וטכנולוגיה של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב.