שתפו‬        

נטע נסים

יותר לבן מלבן

צריכת החשמל בישראל גדלה משמעותית בשנים האחרונות, לא מעט כתוצאה משימוש מוגבר במיזוג אוויר. האם אנחנו יכולים לקרר את הבית בדרכים אחרות וכך גם לחסוך כסף וגם לצמצם את הפגיעה בסביבה?

27 בדצמבר 2018



 

 

אנחנו אמנם נמצאים בתחילתו הרשמית של החורף ולכן מודאגים יותר מגשמים ומקור מאשר מחום, אבל כל מי שאי פעם בנה או שיפץ בית בישראל יודע שאל הצרות של העונה הבאה צריך להתכונן מראש, אחרת אתם עלולים למצוא את עצמכם בצרות גדולות.

ב-2018 נרשם בישראל שיא צריכת חשמל חדש. זה קרה ביוני, בעקבות עומסי החום כבדים, ששלחו את הישראלים אל השלט של המזגן. לשימוש במיזוג אוויר במקומות סגורים יש השלכות בריאותיות שליליות על בני האדם (הפחתת הסבילות שלנו לטמפרטורות חיצוניות, התכווצויות שרירים והצטברות וירוסים וחיידקים בחלל הסגור), כמו גם השלכות סביבתיות שליליות (הגברת אפקט החממה, פליטת מזהמים כגון תחמוצות גופרית וחנקן וחלקיקים נשימים כחלק מתהליכי ייצור החשמל ועוד). למעשה, נדמה שאנחנו נמצאים במצב הפסד תמידי: להפעלת מיזוג אוויר השלכות שליליות ואילו ללא שימוש במיזוג אוויר בזמן גלי חום כבדים שפוקדים את ישראל בעונת הקיץ, יהיה לנו יותר קשה לתפקד.

ייתכן שלפרדוקס הזה יש פתרון לא-חשמלי ומפתיע: צבע לבן מסוג חדש.

כוח האלבדו

המצב האופטימלי הזה, שבו נעים לנו במקום סגור, נקרא "נוחות תרמית" – זו תחושה של רווחה פיזית ונפשית, כשמנגנוני בקרת הטמפרטורה בגוף שלנו נמצאים במינימום פעילות. מזגן הוא אמצעי אחד להשיג נוחות תרמית, אבל גם באמצעות תכנון בר קיימא ומותאם לתנאי הסביבה (בידוד, חיסכון אנרגטי וכו') ניתן להגיע לנוחות זו תוך שימוש מופחת במשאבים.

גגות תל אביב. על פי מחקר ישראלי אחרי שיפוץ הגג צריכת החשמל תעמוד על 40.4 – 44.9 קוט"ש למ"ר בלבד לשנה. תצלום: blake campbell – unsplash

 

אחת הדרכים הבולטות לתכנון בר-קיימא היא התחשבות בתכונותיהם של החומרים שבהם אנחנו משתמשים לבנייה. כך, למשל, תכונה חשובה של חומר לבנייה בתנאי חום קיצוניים היא האלבדו (בלטינית – לובן) שלו. מדובר ביחס בין שטף קרינת השמש המוחזר מפני השטח לקרינת השמש הפוגעת בו. כמות הקרינה המוחזרת תלויה במספר מאפיינים, כמו אורך הגל של הקרינה וזווית הפגיעה שלו. למשטחים וחומרים שונים יש אלבדו שונה. בעוד ששלג לבן ובהיר מחזיר כמעט 90 אחוז מהקרינה שפוגעת בו, הרי שפחם שחור מחזיר רק כ-4 אחוזים מהקרינה. כלומר, רוב הקרינה נקלטת בתוך החומר ולא מוחזרת חזרה. אם היינו בונים גג מפחם, בקיץ הבית שלנו היה מתחמם במהירות ואוגר את החום.

מחקר של ד"ר חנוך פרידמן (שהיה חלק מעבודת הדוקטורט שלו באוניברסיטת בן גוריון) בחן והעריך את האפשרויות להשגת חיסכון באנרגיה הנצרכת בבתי מגורים קיימים בישראל. במחקר נמצא שלפני שיפוץ הגג (צביעת הגג בלבן ואיטומו) צריכת החשמל הממוצעת היתה ברמה של 65-62 קוט"ש למ"ר לשנה, ואילו  אחרי שיפוץ הגג צריכת החשמל עמדה על 40.4 – 44.9 קוט"ש למ"ר לשנה (השוני בחישוב הצריכה נובע ממיקום הדירה או הבניין במרחב).

קירור קרינתי

במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Science, תואר פיתוח של צבע לבן עמיד לחום, המבוסס על פולימר (מולקולת ענק שרשרתית המורכבות מיחידות חוזרות הקשורות ביניהן). החומר מחזיר כמעט את כל קרינת השמש המגיעה אליו (96 אחוז), ופולט 97 אחוז מהקרינה האינפרה אדומה ארוכת הגל (LWIR). הצבע החדש יכול לשמש לצביעת בתים, גגות, מכוניות ומשטחים מכל מיני סוגים כמו פלסטיק, מתכת ועץ. הצבע מורכב ממים, אצטון ופולימר וכאשר הוא מתייבש, האצטון והמים מתנדפים ומשאירים מאחור שכבה פולימרית מלאה בכיסי אוויר. חללים זעירים אלה, בגודל קטן מאוד של בין מאות ננומטרים למיקרומטרים, מחזירים יותר מ-96 אחוז מאור השמש הנכנס, לעומת צבעים לבנים אחרים המחזירים רק כ-85 אחוז מאור השמש. בבדיקות שנערכו כחלק מהמחקר, נמצא שהטמפרטורה של משטחים שנצבעו בצבע זה היתה נמוכה ב-6 מעלות לעומת טמפרטורת האוויר, זאת למרות שהמשטחים היו חשופים לקרינת שמש חזקה. אפקט הקירור של החומר הוא כ-96 וואט למטר רבוע (W/m2 ) תחת קרינת שמש בעוצמה של 750 – 890 וואט למטר רבוע.

לפני שאנחנו נדרשים לחומרים אקזוטיים ויקרים, כדאי לחזור לחומרים בסיסיים הקיימים כבר, ולהשתמש בהם. תצלום: lance asper – unsplash

 

"החומר שנבדק במחקר שואף להביא למקסימום את קרינת השמש המוחזרת ואת הקרינה האינפרה אדומה הנפלטת ממנו ולכאורה הוא חומר נהדר לשימוש למטרת קירור קרינתי", אומר פרופ' אביתר אראל מאוניברסיטת בן גוריון. אולם, לדבריו של אראל קיים פער בין נתוני הניסוי לבין יישום של חומר כזה על גג שטוח בישראל. "סביר להניח שלאחר ימים בודדים הציפוי יכוסה באבק וטל ואז מה שהיה לבן ומבריק בהתחלה יהיה כבר אפרפר לאחר זמן לא רב", הוא מסביר. כשהחומר מאבד את הברק שלו, ייחודיותו נעלמת וההחזר הקרינתי יהיה דומה לזה של צבעים לבנים רגילים. למעשה, שימוש בצבע הלבן החדש יהיה אפקטיבי מבחינת התועלת המרבית שלו רק במקומות חמים וגשומים ורק אם הגג יהיה משופע – זאת כדי שהאבק והלכלוך יישטפו בקלות מהגג.

"מה שאנחנו יכולים לעשות כדי להגן על הבית מקרינת השמש זה פשוט לצבוע בצבע לבן או סיד את הגג, ולחדש את הציפוי כאשר הוא מאבד את הלובן", אומר אראל. השימוש בצבע לבן יכול לצמצם את השימוש במערכות מיזוג אוויר עתירות אנרגיה ומציע הגנה מסוימת מפני החום גם לאנשים שאין להם יכולת למזג את הדירה בימות הקיץ החמים. "לפני שאנחנו נדרשים לחומרים אקזוטיים ויקרים, כדאי לחזור לחומרים בסיסיים הקיימים כבר, ולהשתמש בהם", מסכם אראל.


בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב-מאקו

שתפו‬        


הירשמו לניוזלטר שלנו

עקבו אחרי זווית