מעטפת מבטיחה וגם מקיימת

תכנון: אדריכלית גלית שיף

שם המשרד: גלעד- שיף אדריכלות 

המשרד גלעד-שיף אדריכלות, שקיים יותר מעשור, מתמחה בקיימות בעיצוב אדריכלי ועירוני. האדריכליות יעל גלעד וגלית שיף, היו בין הראשונות בארץ שהתמחו בסימולציות אקלימיות שמטרתן לבדוק כבר בשלב התכנון, כיצד יתפקד המבנה כאשר הוא יעמוד על תילו. המטרה היא תכנון חכם ויעיל אנרגטית.

בפרויקט "רטרופיט אנרגטי במעטפת המבנה" שהוביל הפורום הישראלי לאנרגיה בשיתוף קק"ל, משרד השיכון והבינוי ועמיגור, הפתרון האדריכלי היה  להשתמש בבידוד התרמי בעיצוב המעטפת. "אם עד היום ההתייחסות למעטפת הייתה רק ברמה האסתטית וברמת התשתית, אנחנו מאמינות שחייבים להוסיף גם את הרמה התפקודית. גם בתקציב מוגבל, אפשר לשפר ולייעל את ההתנהגות האנרגטית של המבנה. כלומר, שהדירות יהיו נעימות יותר למחיה ושצריכת האנרגיה תפחת.

התייעלות אנרגטית במעטפת המבנה, חזית המבנה בשדרות לפני ואחרי. צילום לפני: גלעד-שיף אדריכלות, צילום אחרי: ליאון אביטן התייעלות אנרגטית במעטפת המבנה, חזית המבנה בשדרות לפני ואחרי. צילום לפני: גלעד-שיף אדריכלות, צילום אחרי: ליאון אביטן

"כדי לראות את התועלת האנרגטית בזמן אמת, ראשית נעשה הבידוד רק במחצית המבנה. ההשוואה בין חצאי החזיתות (המשופץ והמקורי) נעשתה באמצעות צילומים תרמיים והתוצאות היו מעודדות."

ביצוע בשני שלבים כדי להשוות את תפקוד החזית לאחר השיפוץ לתפקודו לפני השיפוץ. ביצוע בשני שלבים כדי להשוות את תפקוד החזית לאחר השיפוץ לתפקודו לפני השיפוץ.

"בישראל 2019 יש עוני אנרגטי. בחורף עדיין יש אנשים שיושבים בדירות שלהם עם סוודרים ומעילים וחדר המדרגות שלהם חשוך, משום שאין להם כסף לשלם חשבון חשמל. ההמלצה שלנו היא לשלב בידוד מתאים לא רק בבנייה חדשה אלא גם בפרויקטים של שיפוץ מבנים קיימים. כמו כן, אפשר לשלב מערכות סולאריות על הגג וגם על החזית לייצור מקומי של חשמל."

חזית הכניסה הדרום-מערבית של הפרויקט בשדרות טופלה באמצעות שכבת לוחות בידוד בחיפוי טיח, מערכת הצללות בנויות מעל חלונות קיימים, ותאים סולאריים קטנים לצורך ייצור חשמל לחדרי המדרגות. צילום ליאור אביטן חזית הכניסה הדרום-מערבית של הפרויקט בשדרות טופלה באמצעות שכבת לוחות בידוד בחיפוי טיח, מערכת הצללות בנויות מעל חלונות קיימים, ותאים סולאריים קטנים לצורך ייצור חשמל לחדרי המדרגות. צילום ליאור אביטן

ניסוי שטח לייצור אנרגיה סולארית על משטחים עקמומיים מפלסטיק במימון קרן החדשנות במכללת שנקר, בשיתוף המחלקה להנדסת פלסטיקה ופלרם תעשיות. חזית הכניסה הדרום-מערבית של הפרויקט בשדרות טופלה באמצעות שכבת לוחות בידוד בחיפוי טיח, מערכת הצללות בנויות מעל חלונות קיימים, ותאים סולאריים קטנים לצורך ייצור חשמל לחדרי המדרגות. צילום ליאור אביטן

הפרויקט שהיה פיילוט לאומי נעשה בשני מבני שיכון במקומות גיאוגרפיים שונים, האחד בשדרות והשני במגדל העמק. הפתרונות הותאמו לתנאי המקום ולמבנים השונים. בשדרות, גילו גלעד ושיף שהוספת הצללה קבועה לחלונות קיימים בחזית הדרום-מערבית היא יעילה יותר. "רצינו לייצר הצללה אפקטיבית לחלונות השונים בגודלם ובמיקומם. הפתרון שלנו היה שכל ההצללות ייתלו מאותו גובה, ואילו השיפועים והאורכים של ההצללות יותאמו לממדי החלונות ולמיקומים שלהם. בפרויקט במגדל העמק מצאנו שהחלונות הגדולים לא סבלו מקרינת שמש ישירה, אבל החדירו רוח לדירות. לכן החלטנו לוותר על הצללות אבל להחליף את החלונות. לתנאים המקומיים כדוגמת הפניות המבנה, תנאי האקלים וטכנולוגיית הבנייה, יש השפעה עצומה על תפקוד המבנה, ובהתאמה גם על הפתרון האדריכלי הנדרש."

שיף בקיאה להפליא בכל הקשור במוצרים סולאריים בכל רחבי העולם. כחלק משירותי הייעוץ שהמשרד נותן, האדריכליות, בשיתוף ד"ר דניאל מדר, הובילו צוות מולטי דיסציפלינרי שהגיש סקר למשרד להגנת הסביבה בנושא חזיתות סולאריות במבני משרדים בישראל. מדובר ביותר מ-100 עמודים של סקירה יסודית של אפשרויות השילוב של מוצרי מדף שקיימים בחו"ל. "לקחנו מבנה משרדים סטנדרטי ובדקנו כמה שיטות של שילוב פאנלים. למשל זכוכיות סולאריות, פאנלים אטומים או הצללות סולאריות וכדומה. עשינו סימולציות כדי לבדוק את כמות הקרינה שמתקבלת בתנאים הספציפיים של הארץ, שהם טובים מאוד מבחינת הזווית של השמש ותנאי העננות נמוכה."

יעל גלעד וגלית שיף מייצגות את ישראל בתחרות WOMEN 4 CLIMATE של ארגון C40 צילום: שרה בסטין.

דיברת על התקנת לוחות סולאריים על מעטפת המבנה. מה בנוגע להתקנה על גגות, כפי שנהוג בדרך כלל?

"נכון, יש הרבה יוזמות להתקנת לוחות סולאריים על הגגות, אבל בעיר שטח הגגות מצומצם מאוד ובעתיד הוא יצטמצם עוד יותר, משום שהבנייה נהיית גבוהה וצרה. לדעתנו, הפוטנציאל האמיתי נמצא במעטפת מבנה סולארית.

"השוק העולמי של חומרים שהם Building-integrated photovoltaics (בניין שמשלב תאים סולאריים בצורה אינטגרלית) נמצא בצמיחה שנתית של 33 אחוזים (צפי שוק לשנת 2022 של 61 מיליארד דולר). מדובר על מוצרים סולאריים מתקדמים שהאדריכל יכול לעבוד איתם גם מבחינת העיצוב וגם מבחינת היעילות האנרגטית. אם בעבר הלוחות הסולאריים היו בעייתיים אסתטית והיו בעיות של בוהק ושל סנוור, היום יש מענה לכל הנושאים האלו. יש מוצרים שמגיעים לרמות שקיפות גבוהות. ככל שהחומר שקוף יותר, החיפוי יעיל פחות מבחינה אנרגטית; אבל בזכות המגוון הקיים אפשר בהחלט למצוא את האיזון."

לאלו מסקנות הגעתן?

"אם נשתמש בלוחות סולאריים רק בגגות מבני משרדים, לא נצליח להגיע אפילו לחמישה אחוזים מצריכת האנרגיה של המבנה. השימוש בלוחות סולאריים בחזית הדרומית של מבנה המשרדים יכול לשלש את פוטנציאל ייצור האנרגיה, ובתוספת החזית המזרחית והמערבית – להגיע גם עד פי שש. זמן החזר ההשקעה בתנאי השוק הנוכחיים עדיין גבוה, אולם הוא יורד במידה ניכרת בשקלול תועלות חיצוניות ותועלות משקיות. אם לדוגמה המערכת הסולארית מייצרת גם הצללה לחזית – כמות הקרינה על החלונות יורדת. כך אפשר להוריד את מפרט החלון ולצמצם עלויות. חשוב לזכור גם שבכל שנה המוצרים הסולאריים נעשים יעילים יותר מבחינה אנרגטית, ושהמחיר שלהם יורד ככל שהשוק גדל.

"במחקר שעשינו במימון קרן החדשנות במכללת שנקר, בשיתוף המחלקה להנדסת פלסטיקה ופלרם תעשיות, גילינו שאם המעטפת של המבנה אינה מעטפת ישרה ואנחנו מפזרים את הפאנלים הסולאריים רק בחלקים היעילים ביותר בעקמומית המעטפת – אפשר להגיע לשיפור אנרגטי של בין 50 ל-70 אחוזים בהשוואה לחזית אנכית רגילה. פריסת החומר הסולארי על מוצר פלסטיק נעשית על פי מודל פרמטרי שמאפשר את יישום החומר בדרך שתספק את היעילות האנרגטית הגבוהה ביותר."

מבט על פארק הקיימות על גג דיזנגוף סנטר. צילום ליאור אביטן ניסוי שטח לייצור אנרגיה סולארית על משטחים עקמומיים מפלסטיק במימון קרן החדשנות במכללת שנקר, בשיתוף המחלקה להנדסת פלסטיקה ופלרם תעשיות.

כאשר היעילות האנרגטית מובטחת, האדריכלות עוברות לפתרון האסתטי. בתחילת השנה, ארגון C40 (ארגון עולמי שבו חברות 94 הערים הגדולות בעולם, בהן תל-אביב, אשר התחייבו להתמודד עם שינויי האקלים), הוציא קול קורא לנשים שמקדמות קיימות, להציע תוכניות לצמצום פליטת גזי חממה בעיר. גלעד ושיף היו בין ארבע הפיינליסטיות שייצגו את ישראל בתחרות שהתקיימה בפריז.

  חזית הכניסה הדרום-מערבית של הפרויקט בשדרות טופלה באמצעות שכבת לוחות בידוד בחיפוי טיח, מערכת הצללות בנויות מעל חלונות קיימים, ותאים סולאריים קטנים לצורך ייצור חשמל לחדרי המדרגות. צילום ליאור אביטן יעל גלעד וגלית שיף מייצגות את ישראל בתחרות WOMEN 4 CLIMATE של ארגון C40 צילום: שרה בסטין.

"הרעיון היה ליישם על מעטפת המבנה מוצרים סולאריים שיכולים להיות גם יעילים וגם אסתטיים, ובכך להתגבר על חסמים שעדיין מונעים הטמעה בפועל של חזיתות סולאריות בישראל. למשל, מבחינת הסגנון והצבעוניות, הפאנלים הסולאריים יכולים להתכתב עם הלוגו של העיר, כפי שהצענו לראש עיריית תל אביב, ואולי בקרוב עוד נראה את הרעיון מיושם."

אתן מקדמות גם את נושא הגגות הירוקים

"אנחנו מקדמות את הנושא של חקלאות עירונית שאפשר ליישם גם על הגגות. תכננו את פארק הקיימות על הגג של דיזינגוף סנטר שגודלו 1,500 מ"ר. היום הגג הוא שטח ציבורי פעיל שמקדם את החקלאות העירונית כולל "תינוקייה" לגידול שתילים, מרכז הדרכה לצמחייה הידרופונית, מתחם הדרכה לגידול כוורות דבורים בשיטת דבוראות ביו-דינמית ועוד.

תינוקיית שתילים – 1700 שתילים רכים ניטעים מדי שנה, גדלים על הגג ונתרמים לפרויקטים שונים. עם התבגרותם הם ייצרו קיזוז פחמני לכשליש מפליטת הפחמן של הדיזינגוף סנטר. צילום ליאור אביטן. מבט על פארק הקיימות על גג דיזנגוף סנטר. צילום ליאור אביטן

מרכז מבקרים חדש של קק"ל בהרי ירושלים, גג משופע המשלב גג ירוק המגדל צמחייה מקומית וגג סולארי אינטגרלי שיספק אנרגיה למבנה. הדמיה וסכמה: גלעד-שיף אדריכלות. תינוקיית שתילים – 1700 שתילים רכים ניטעים מדי שנה, גדלים על הגג ונתרמים לפרויקטים שונים. עם התבגרותם הם ייצרו קיזוז פחמני לכשליש מפליטת הפחמן של הדיזינגוף סנטר. צילום ליאור אביטן.

"בימים אלו אנחנו מתכננות תוכנית בניין עיר חדשה לעיריית חולון שמשלבת חקלאות עירונית. לכבוד שנת המאה לתל אביב תכננו עבור הרשות לפיתוח כלכלי תל-אביב יפו את שיפוץ החווה החקלאית של תל אביב ושדרוגה. בעבר שימשה החווה רק את בית הספר לחקלאות, והיום היא משמשת גם את הקהילה.

מרכז מבקרים חדש של קק"ל בהרי ירושלים, גג משופע המשלב גג ירוק המגדל צמחייה מקומית וגג סולארי אינטגרלי שיספק אנרגיה למבנה. הדמיה וסכמה: גלעד-שיף אדריכלות.

"אני חושבת שהכותרת של כל הפרויקטים שבהם אנחנו מעורבות היא "קיימות במרחב הבנוי". אני אוהבת מאוד את המילה מקיים – מבטיח ובשאיפה גם מקיים. עם השנים, תעשיית הבנייה בישראל זנחה את עקרונות הבנייה המקיימת, אבל אין לנו פריבילגיה לתכנן מבנים רק על בסיס נראות. תכנון אנרגטי ואקלימי יכול לחולל גם נראות מעניינת ומיטיבה, וכך האסתטיקה, האדריכלית והקיימות ישלימו זו את זו. מה שמדליק אותנו זה לעשות דברים שהם גם וגם."