כיצד ליישם עקרונות אדריכלות ירוקה בתכנון מבנים

החלטות הסקיצה קובעות את הביצועים התרמיים של הבניין לכל אורך חייו

החלטות התכנון שמתקבלות בשלב הסקיצה, כמו כיוון המבנה, יחס החלונות לקיר ועומק ההצללה, קובעות את מרבית הביצועים התרמיים של הבניין לכל אורך חייו. מרגע שהיעד נקבע והתב"ע אושרה, שינוי כיווניות או הגדלת מרפסות הופך מהחלטה של צוות התכנון לתהליך סטטוטורי מלא. התוצאה היא שפרויקטים רבים מגלים את דרישות הבנייה הירוקה רק בשלב ההיתר, כאשר רוב ההחלטות שנדרשות כדי לעמוד בהן כבר הפכו בלתי הפיכות. המאמר הזה ממפה את שלבי ההחלטה, את הגופים שבוחנים כל דרישה ואת התוצרים שהרשות בפועל קוראת.

זמן קריאה: 5 דקות

מה זה אדריכלות ירוקה ובמה היא נבדלת מבנייה ירוקה

אדריכלות ירוקה היא שכבת התכנון שבה נקבעות ההחלטות הפיזיות של המבנה, כך שיפחיתו את העומסים האקלימיים עליו עוד לפני שמערכות מכניות כלשהן נכנסות לתמונה. כיווניות, גודל ומיקום פתחים, הצללה, ניצול מסה תרמית ובחירת חומרים הן ההחלטות של אדריכלות ירוקה, וכולן מתקבלות על הנייר ולא באתר הבנייה. בנייה ירוקה, לעומת זאת, היא התהליך המלא – התכנון, הרישוי, הביצוע, הבקרה והעמידה בדרישות תקן 5281 עד קבלת התו. ההבחנה הזו אינה סמנטית, כי היא קובעת מי אחראי על מה ובאיזה שלב.

בפרויקט אמיתי מדובר ברצף אחד ולא בשני תהליכים נפרדים. תכנון נכון בשלב הרעיוני מייעל את שלב הרישוי, מצמצם את היקף הפתרונות המערכתיים הנדרשים ומפחית שינויים בשלב הביצוע. כאשר התכנון הפסיבי נעשה נכון, היועצים לבנייה ירוקה עובדים על מבנה שכבר מציב נקודת פתיחה טובה, במקום לפצות על חזית בעייתית באמצעות זיגוג יקר או מערכות מיזוג גדולות יותר.

מי שמוביל את שכבת התכנון הוא אדריכל בנייה ירוקה, בשיתוף יועצי מיקרו-אקלים ותכנון תרמי. האדריכל אינו צריך להיות מומחה בכל תחום, אבל הוא חייב לדעת מתי לשלב כל יועץ ואילו החלטות הופכות להיות בלתי הפיכות. הידע הזה הוא ההבדל בין פרויקט שהבנייה הירוקה שלו משתלבת בתכנון, לבין פרויקט שנאלץ להוסיף דרישות ירוקות על תכנית סגורה.

תכנון ביו-אקלימי והקשר לאקלים הישראלי

תכנון ביו-אקלימי הוא התאמת המבנה לשמש, לרוח, לטופוגרפיה ולמיקרו-אקלים הספציפי של המגרש, כך שהמבנה עצמו עובד בעד הדייר ולא נגדו. בישראל הנושא הזה משמעותי במיוחד, כי השונות האזורית בין מישור החוף, ההר המרכזי והנגב יוצרת שלושה מצבי תכנון שונים לחלוטין תחת אותו תקן. חזית מערבית בתל אביב וחזית מערבית בבאר שבע מציבות אתגרים שונים, הן בעוצמת הקרינה והן במשטר הרוחות.

תכנון ביו-אקלימי מבוסס נתונים נשען על תחנות ייחוס ונתוני שנה מטאורולוגית אופיינית, ובהם נתוני האקלים האופייני של השירות המטאורולוגי הישראלי, המאפשרים למדל את התנהגות המבנה על פני שנה שלמה ולא על פי יום קיץ בודד. בלי בסיס נתונים כזה, כל החלטה על הצללה או זיגוג היא הנחה בלבד.

ההחלטות המרכזיות מתקבלות כבר בשלב הסקיצה – כיוון המבנה על המגרש, יחס החלונות לקיר בכל חזית, עומק המרפסות, מיקום הגרעין והפרדת אזורי השימוש. כל אחת מההחלטות האלה נראית מקומית, אבל יחד הן קובעות את מאזן החום של הדירה ואת מידת הסנוור בשעות הבוקר והצהריים. מרגע שהסקיצה הפכה לתכנית הגשה, התיקונים כבר דורשים סבב תיאום מלא מול כל היועצים.

אילו החלטות ביו-אקלימיות משפיעות הכי הרבה על נוחות המבנה

שלוש החלטות שולטות במרבית התוצאה. הראשונה היא כיווניות. חזית צפונית ודרומית מאפשרות אור טבעי יציב לאורך היום, בעוד שחזית מזרחית ומערבית סופגות קרינה נמוכה ועזה בשעות שבהן ההצללה האנכית פחות יעילה. השנייה היא הצללה. סרגל אופקי על חזית דרומית חוסם את השמש הגבוהה של הקיץ ומכניס את הנמוכה של החורף, אבל אותו סרגל על חזית מערבית כמעט חסר תועלת. השלישית היא אוורור. דירה שאין בה אפשרות של אוורור צולב תלויה במיזוג גם בערבים הנעימים של עונת המעבר. ההחלטות האלה נבדקות במודל האנרגטי, אבל הן נקבעות הרבה לפני שהמודל רץ.

איך מתחילים תהליך תכנון של פרויקט ירוק ומי נכנס לצוות

התחלה נכונה של פרויקט ירוק היא הגדרת יעדים תכנוניים עוד בשלב הרעיוני, לפני שמדובר במסמכים ובהגשות. יעד תכנוני הוא למשל החלטה שכל הדירות בחזית המערבית יקבלו הצללה יעילה, או שהמבנה ינצל מסה תרמית בקומות הציבוריות. יעד כזה שנקבע מוקדם משפיע על הסקיצה. יעד שנקבע בשלב ההיתר משפיע רק על המפרט.

הרכב הצוות הטיפוסי כולל אדריכל בנייה ירוקה או אדריכלית בנייה ירוקה, יועץ תכנון תרמי, יועץ מיקרו-אקלים במקרים של בנייה גבוהה או ציפוף, מהנדס מערכות ומנהל פרויקט שמתאם בין כולם. משרדנו נכנס בדרך כלל בשלב התכנון המוקדם, מלווה את התב"ע וההיתר ועד מסירת הפרויקט, כך שהדרישות שנקבעות בשלב הרעיוני מלוות בפועל עד לתוצר הסופי.

ההבדל בין טיפול מוקדם לטיפול מאוחר מתבטא בעיקר בהיקף השינויים. יעד שהוגדר בשלב התב"ע משולב מראש בהוראות התכנית ומתורגם לתנאים ברורים לכל מי שמתכנן עליה. יעד שהוגדר בשלב ההיתר מחייב לעיתים עדכון תכניות, חישובים מחדש, תיאום עם יועצים שכבר סיימו את עבודתם וסבב הגשה נוסף. לכן תיאום מוקדם בין מעטפת, מערכות ומיקרו-אקלים אינו מותרות, אלא כלי לצמצום סבבי תיקון והגשה חוזרים.

רגולציה, תב"ע והיתר בנייה

מרגע שרשות מקומית אימצה מדיניות בנייה ירוקה, הדרישה לעמוד בעקרונותיה הופכת לחלק מהליך הרישוי ולא מסמך רצוני. רשויות רבות בוחנות את הנושא בשני מוקדים – בשלב התב"ע, שבו נקבעים הוראות ותנאים לכלל המתחם, ובשלב ההיתר, שבו נדרשים נספחים מפורטים שמוכיחים עמידה בדרישות. מי שמגיע לשלב ההיתר בלי שהתב"ע טופלה מראש, מוצא את עצמו מנהל מו"מ על עקרונות בשלב שבו כל שינוי עקרוני כבר עולה בזמן תכנון.

עיריית תל אביב-יפו, למשל, מפרסמת את מדיניות הבנייה הירוקה שלה כחלק מאתר הרשות, ומדיניות דומה קיימת ברשויות נוספות בהיקפים ובנוסחים שונים. המסגרת הרלוונטית בישראל היא תקן 5281, שמופץ על ידי מכון התקנים הישראלי ומהווה את בסיס הדירוג שהרשויות דורשות. את האופן שבו הדרישות מתורגמות למסמכים ולבדיקות בפועל אפשר לקרוא במאמר שלנו על תקן 5281 מהלכה למעשה.

התובנה התכנונית היא פשוטה. הדרישות של הרשות אינן מפתיעות את מי שקרא אותן בשלב התב"ע. הן מפתיעות רק את מי שגילה אותן יחד עם הבוחן בשלב ההיתר.

מעטפת הבניין ובידוד תרמי כבסיס לתכנון ביו-אקלימי

המעטפת, כלומר הקירות, הגג והחלונות, היא הגורם שקובע כמה חום חודר למבנה בקיץ וכמה חום הוא מאבד בחורף. החלטות המעטפת נבדקות מול ת"י 1045 ות"י 5282, והן מתורגמות לבדיקות של מבנה שלם ולא של רכיב בודד. עובדה אחת שקבועים רבים מפספסים היא שערך הבידוד של קיר במעטפת נקבע לפי הנקודה החלשה ביותר בו, ולא לפי הממוצע.

שלושה עקרונות שולטים בתכנון מעטפת נכון. ראשית, רציפות בידוד. שכבת בידוד שנקטעת בקווי קומה, בקונסולות או במפגש עם הגג יוצרת גשרי חום שפוגעים בביצועי כל הקיר. שנית, טיפול שיטתי בגשרי חום בפרטים הקטנים, במפגשי חלונות ובתוספות בלטות, שבהם התכנון המפורט קובע את התוצאה ולא המפרט. שלישית, בחירת זיגוג לפי חזית. ציפוי חסכוני שמתאים לחזית מזרחית אינו בהכרח הבחירה הנכונה לחזית צפונית, כי המטרה בכל כיוון שונה. להעמקה בנושא אפשר לקרוא על תכנון תרמי מתקדם למבנים.

בשלב התכנון המפורט אנחנו מכינים את הנספחים התרמיים להגשה, על בסיס מודל אנרגטי מלא של המבנה. המודל בודק את המעטפת יחד עם המערכות ועם דפוסי השימוש, כך שהתוצאה משקפת את הבניין כפי שיתפקד ולא סך של בדיקות רכיב. זו גם הסיבה שהמודל חייב לרוץ על תכנית מעודכנת. מודל שנבנה על סקיצה ישנה מפיק דו"ח מדויק על מבנה שכבר לא קיים.

טעויות מעטפת שחוזרות בפרויקטים

הטעות החוזרת ביותר היא הצללה לא מספקת בחזית מערבית, כאשר מרפסת צרה או סנפיר בודד מתוכננים לפי אחידות אדריכלית ולא לפי זווית השמש בשעות אחר הצהריים. התוצאה היא עומס קירור גבוה בדירות הפונות מערבה ותלונות דיירים עם האכלוס, גם כאשר הפרויקט עומד בדרישות התקן. טעות שנייה היא אי-התאמה בין זיגוג לכיוון. זיגוג אחיד בכל החזיתות חוסך ברכש אבל מפספס את ההזדמנות להתאים כל חזית לעומס שלה. טעות שלישית היא חוסר עקביות בין התכניות למפרט, כאשר פרט מסוים מצויר אחרת בשני מסמכים והבוחן נדרש להכריע. כל אלה סוגיות תכנון מונע, שנפתרות בבדיקת עלים שיטתית לפני ההגשה.

הצללות, אור טבעי ואוורור טבעי

אסטרטגיית הצללה נבנית לפי כיווני חזית ושימושי החלל, ולא לפי קריטריון אחיד לכל הבניין. חזית דרומית נהנית מהצללה אופקית יעילה, חזית מזרחית ומערבית דורשות פתרונות אנכיים או מתכווננים, וחזית צפונית בדרך כלל זקוקה להצללה מינימלית אך לטיפול בסנוור. הכלים העומדים לרשות המתכנן כוללים הצללות קבועות, הצללות מתכווננות, עומק מרפסות וסרגלי הצללה, ובחירת הכלי נקבעת לפי שעות השימוש בחלל.

האיזון בין אור יום לסנוור הוא המתח המרכזי בתכנון הפתחים. חלון גדול מכניס אור ומפחית את הצורך בתאורה מלאכותית בשעות היום, אבל אותו חלון בכיוון הלא נכון הופך למקור סנוור ועומס קרינה. הבדיקה של מפת סנוור בוחנת את החללים שבהם יושבים אנשים מול מסכים, בעיקר חללי עבודה וחינוך, ולכן היא רלוונטית יותר למבני תעסוקה וחינוך מאשר למגורים.

אוורור טבעי מתוכנן באמצעות פתחים מנוגדים שמאפשרים אוורור צולב, ובבניינים גבוהים גם באמצעות ניצול הבדלי לחץ בין חזיתות. כאן נכנס גם מרחב החוץ. חצר פנימית מוצלת, רוחב רחוב וצמחייה משפיעים על הטמפרטורה של האוויר שנכנס לדירה. תכנון ביו-אקלימי רואה את המבנה ואת סביבתו המיידית כמערכת אחת, ולכן החלטות נוף וצמחייה אינן נפרדות מההחלטות על הפתחים.

מיקרו-אקלים, רוחות והשפעות עירוניות

הציפוף העירוני והמעבר לבנייה גבוהה ברוב הרשויות יצרו מצב שבו המבנה הבודד כבר אינו היחידה הנבדקת. מגדל שנבנה בסביבה צפופה מייצר משטרי רוח שונים מסביבתו, וההצללה שהוא מטיל על מגרשים שכנים היא חלק מהאקלים שלהם. בפרויקטים של התחדשות עירונית ומגדלים רבי-קומות נדרשת בדיקה של השפעות הדדיות בין מבנים, כשלב תכנון סטנדרטי ולא כתגובה לדרישה של ועדה שהופיעה באיחור.

הבדיקה מתבצעת בסימולציית רוח במודל כלים חישובית (CFD), שבוחנת מהירויות רוח במרחבים הציבוריים בגובה ההליכה, אזורי משב רוח מטריד ומרחבים שאינם שמישים בגלל עומס רוח. על המידול בסביבה העירונית ועל השיטה אפשר לקרוא במאמר שלנו על מידול CFD ומשטרי רוח בערים. התוצר הוא נספח רוחות להיתר או לתב"ע, עם המלצות תכנוניות למיתון – הצללה, עצים, מיקום פתחי כניסה ועיצוב קרקע מדורג.

הדבר החשוב להבין הוא שניתוח הרוחות משתלב עם תכנון ביו-אקלימי כולל, ולא עומד לבד. אותן רוחות שמטרידות במרחב הציבורי הן הרוחות שיכולות לשמש לאוורור טבעי בדירות, ולכן ההמלצות של נספח הרוחות חייבות להיבחן גם מול היעדים התרמיים של המבנה. יועץ שמכין את שני הנספחים בנפרד, בלי תיאום ביניהם, מייצר לעיתים המלצות סותרות.

מערכות אנרגיה, חיסכון במים ובחירת חומרים ירוקים

החלוקה בין תכנון פסיבי למערכות פעילות היא מפתח להבנת תפקידה של אדריכלות ירוקה. התכנון הפסיבי מפחית את העומסים על המבנה, והמערכות, כלומר מיזוג, בקרה ואנרגיה סולארית, משלימות את הביצועים בפועל. מבנה שתוכנן פסיבית נכון דורש מערכות קטנות יותר, פועל ביעילות גבוהה יותר בשעות העומס ומאפשר למערכות המשלימות לעבוד בתנאים טובים. מבנה שתוכנן בלי חשיבה פסיבית מעמיס את כל הפער על המערכות, ומשם הדרך ליעילות אנרגטית הופכת קצרה ויקרה.

בתחום המים העקרונות פשוטים ונדרשת בהם משמעת תכנונית – אביזרים חסכוניים ביחידות הדיור, השקיה חכמה וצמחייה מותאמת אקלים בשטחים הציבוריים, ותכנון נגר עילי שמנצל את המים במקום להזרים אותם לרחוב. החלטות הצמחייה נקשרות גם להצללה של המרחב הציבורי ולמיקרו-אקלים, ולכן הן חלק מאותה מערכת אחת.

בחירת חומרים ירוקים נעשית לפי עמידות, השפעה סביבתית ובריאותית, התאמה לאקלים חם ולתנאי אוויר מלוח בקרבת החוף, וזמינות בשוק המקומי. חומר שדורש תחזוקה תכופה או שאינו עמיד בתנאי האתר מפסיד את יתרונו הסביבתי בתוך מחזור חיים קצר. עלות מחזור חיים היא המסגרת הנכונה להשוואה בין חומרים, כי היא בוחנת את כל תוחלת החיים של הרכיב ולא את מחיר האספקה בלבד. תווית ירוקה בלי בדיקה של התנאים האלה היא מסמך שיווקי.

כדאיות תכנונית, טעויות נפוצות ועיכובים בתהליך

הערך של אדריכלות ירוקה מתבטא בעיקר בהפחתת שינויים בשלב הביצוע ובייעול תהליך הרישוי, ולא בפרמטר כספי בודד. כאשר יעדי התכנון מוגדרים בשלב המוקדם, התכניות והמפרטים שמוגשים להיתר עקביים מראש, ומספר סבבי ההערות מהרשות יורד. כאשר היעדים מוגדרים בשלב ההיתר או הביצוע, כל תיקון מגלגל סבב תיאום בין ארבעה או חמישה יועצים, עדכון מודלים והגשה חוזרת. הפער בין שני המסלולים אינו בהיקף התקציב אלא בהיקף העבודה החוזרת.

הטעויות הנפוצות שחוזרות בפרויקטים הן שלוש. חוסר תיאום בין יועצים, כאשר היועץ התרמי עובד על גרסת תכנית אחת והאדריכל על אחרת. הגדרת יעדים מאוחרת, כאשר היזם מגלה את דרישות הרשות רק כשהתיק כבר מוגש. ואי-עקביות בין תכניות למפרטים, שמתגלה בבדיקת הבוחן ומחייבת תיקון בשתי חזיתות. דוחות של משרד מבקר המדינה בנושאי בנייה ירוקה והצללה עירונית מדגישים את החשיבות של תכנון מוקדם ותיאום בין גופים, כתובנת תכנון ולא כביקורת על כשל בודד.

הטבלה הבאה מסכמת מה ניתן עדיין לשנות בכל שלב, ומה הופך בלתי הפיך:

איך בוחרים אדריכל או אדריכלית בנייה ירוקה לפרויקט

בחירת אדריכל בנייה ירוקה נעשית קודם כל לפי ניסיון מוכח בפרויקטים דומים בסוג השימוש – מגורים, מסחר, חינוך או מלונאות. לכל סוג מבנה דרישות תרמיות ותפעוליות שונות, ואדריכל שהוביל מבני מגורים רבים אינו בהכרח הבחירה הטבעית למלון או למבנה חינוך. הפרמטר השני הוא יכולת העבודה מול יועצים ורשויות, כלומר ניסיון בהגשות מול ועדות מקומיות ומחוזיות ובתיאום עם יועצי תכנון ממגוון תחומים.

בפגישה הראשונה מומלץ לבדוק שלושה דברים. איך האדריכל מגדיר יעדי תכנון בשלב הרעיוני, ואילו דוגמאות יש לו ליעדים שהוגדרו מוקדם וליוו את הפרויקט עד סופו. אילו נספחים ובדיקות נדרשים בפרויקט הספציפי, כולל נספחים תרמיים, נספחי רוחות ומפות סנוור, ומי מכין כל אחד מהם. ואיך מתבצע התיאום בין היועצים, באיזה היקף ותדירות, ומי אחראי על העקביות בין המסמכים.

משרדים כמו GreEngineering מספקים ליווי הנדסי-סביבתי משלים לצד עבודת האדריכל, בתחומי מיקרו-אקלים, תכנון תרמי והכנת נספחים לרשויות, כולל ליווי בתהליכי היתרי בנייה עד לאישור. החלוקה התפקודית ברורה. האדריכל מוביל את שכבת התכנון, והיועץ ההנדסי מספק את המודלים, הבדיקות והנספחים שמוכיחים אותה מול הרשות.

מההגדרת יעדים ועד מסירת הפרויקט

הדרך שבה פרויקט ירוק מתנהל בפועל נמדדת ברצף המסמכים שלו. יעדים שהוגדרו בשלב הרעיוני מתורגמים להוראות בתב"ע, משם לתכניות ההיתר והנספחים התרמיים והאקלימיים, ומשם לפיקוח עליון שמוודא שהביצוע עומד במה שאושר. משרדנו מלווה את הרצף הזה, מהתכניות הראשונות של האדריכל ועד מסירת הפרויקט, וזה ההבדל בין ייעוץ שמסתיים בדו"ח לבין ייעוץ שמסתיים בבניין.

בפרויקטים שבהם ליווינו את התהליך מהשלב המוקדם, מבנים בסדרי גודל שונים, מבתים פרטיים ועד שדה תעופה תמנע ובית החולים לילדים רפפורט ברמב"ם, התבנית חוזרת על עצמה. ככל שהיעדים מוגדרים מוקדם יותר, כך מספר ההחלטות שצריך לפתוח מחדש בהמשך קטן. התובנה הזו אינה תלוית פרויקט, והיא נכונה גם למבנה מגורים בודד וגם למתחם שלם.

שאלות נפוצות

אדריכלות ירוקה אינה שכבה של דרישות שמתווספות לתכנון, אלא סדר ההחלטות הנכון שלו – כיווניות והצללה בסקיצה, הוראות בתב"ע, נספחים ומודל אנרגטי בהיתר, ופיקוח עליון שמוודא את הביצוע. אם הפרויקט שלכם נמצא בשלב תכנון מוקדם, צרו קשר עוד היום בטלפון 054-3968121 או במשרדנו בויצמן 130, כפר סבא, ונבחן יחד את הדרך הקצרה ביותר מהיעדים ועד האישור.

על הכותב

אביעד בראון, מנכ״ל GreEngineering

מוביל משרד להנדסת סביבה ואנרגיה מכפר סבא המתמחה בתכנון, ייעוץ וליווי פרויקטים לבנייה ירוקה לפי תקן 5281, תכנון ומידול תרמי לפי תקני 1045 ו-5282, מידול רוחות והצללות, סקרי אנרגיה ואנרגיה מתחדשת, תכנון סביבתי לתב"עות ולהיתרי בנייה ותכנון פתרונות אשפה. במשרד מועסקים מהנדסים, אדריכלים ומתכננים בתחומי הנדסת אנרגיה, תעשייה וניהול ואיכות הסביבה, והוא ליווה למעלה מ-2,000 פרויקטים ברחבי הארץ, מבתים פרטיים ועד שדות תעופה, בתי חולים ומתחמי מגורים בקנה מידה לאומי.