העיר העתיקה יזד שבאיראן. Photo by Hasan Almasi, Unsplash
הקיץ הישראלי מגיע בימים אלה לשיאו. בחודשי יולי-אוגוסט הלוהטים בישראל, קשה להאמין, ואולי אפילו בלתי אפשרי, לדמיין את החיים בלי מזגן. כשבחוץ השמש קופחת והטמפרטורות מטפסות אל מעבר ל-35 מעלות, השאלה איך מתגוננים מהחום הופכת לשיחה מהותית. רובנו מסתתרים מאחורי חלונות סגורים, מנסים לשמר איזו פיסה של קרירות בתוך קופסת הבטון וכמובן מדליקים את המזגן. אבל גם בעבר היה פה חם (אפילו מאוד) ובכל זאת אנשים חיו כאן, בלי טכנולוגיה של בידוד תרמי מתקדמת וללא מערכות מיזוג. איך הם עשו את זה? ואיך זה שדווקא היום, עם כל הידע והכלים שעומדים לרשותנו, נדמה שהבניינים שלנו נאבקים באקלים במקום להשתמש בו?
לשלוט במזג האוויר
כבר כמה עשורים, מאז פריצת הדרך הטכנולוגית בתחום, אנחנו שבויים בקונספט של שליטה: בטמפרטורה ובנוחות האקלימית במבנים שבהם אנחנו חיים ועובדים. הציפייה היא שבלחיצת כפתור נוכל לקרר, לחמם, לאוורר ולוודא שתמיד יהיה לנו נעים. הרצון הזה לשלוט בתנאים הסביבתיים הפך לא רק לנורמה אלא גם לקונספט שיווקי. כך למשל, בקמפיין של חברת המזגנים הישראלית ״תדיראן״ מהשנים האחרונות, כיכב השחקן האמריקאי מורגן פרימן בתפקיד ״אלוהים״ עם הסלוגן: ״תדיראן – שולטים במזג האוויר״.
אבל מה שהתחיל כרעיון מבטיח של נוחות מתקדמת, הפך עם הזמן לתפיסה כמעט אוטומטית, שלפיה ניתן ואף ראוי לשלוט לחלוטין בתנאי המחיה שלנו. ככל שהטכנולוגיה נהייתה נגישה וזמינה יותר, כך התחזקה התחושה שזו הדרך הנכונה היחידה. אלא שכיום, יותר ויותר מומחים מתחילים להטיל ספק בגישה הזו. הטענה היא שהרצון לשלוט באופן קבוע באקלים התוך-מבני הוא בעייתי מבחינה סביבתית ומבחינה תכנונית. ״כשאנחנו שבויים בפתרונות טכנולוגיים, אנחנו לא פעם מפספסים את הפתרונות הפשוטים וההגיוניים יותר״, מסביר ד״ר יונתן נתניאן, ראש המעבדה לחקר ביצועים סביבתיים בארכיטקטורה בטכניון. ״לעיתים קרובות, השימוש בטכנולוגיה לא רק שלא משפר את תפקוד המבנה, אלא גם מייקר אותו ומגדיל משמעותית את טביעת הרגל הפחמנית. אקלום מבנים, כלומר השקעת אנרגיה לחימום, לקירור ולאוורור על ידי הפעלת מערכות מכניות, הוא דוגמה מצוינת לסוג של כדור שלג של פתרונות טכנולוגיים די מקובעים בתהליך התכנון – שלמעשה גורמים לנו לפספס את נקודת המוצא הפשוטה שהיא במקרה הזה הנוחות האקלימית שלנו – שהיא עניין דינמי״, מסביר נתניאן.
אחד המבנים הרלוונטיים ומעוררי ההשראה של יישום של גישות תכנון פאסיבי וגישות מתקדמות בבנייה עכשווית הוא מבנה בית הספר לתכנון ולסביבה ב- NUS בסינגפור. צילום: Joshua Rommel Hayag Vargas, Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International
התשובה באיראן העתיקה
בעבר הרחוק תוכננו מבנים באזורים שונים בעולם כך שיספקו נוחות תרמית, כלומר טמפרטורה אידיאלית ומאוזנת בתוך המבנה, גם בתנאי אקלים חיצוניים קיצוניים, כל זאת ללא שימוש בטכנולוגיה מתקדמת. שיטת תכנון זו מכונה בעגה המקצועית ״תכנון אקלימי פסיבי״. מדובר בגישה שמבוססת על התאמת האדריכלות לסביבה, למשל על ידי ניצול נכון של הרוח ושל קרני השמש ושימוש בשיטות בנייה חכמות ובחומרים מבודדים ומקומיים. ״עקרונות התכנון הפאסיבי נשענים על הבנה עמוקה של תנאי האקלים ועל התאמה מדויקת של התכנון לצרכים ולדפוסי הפעולה של המשתמשים במבנה. המטרה היא לגשר ביניהם באמצעות האדריכלות והכלים הזמינים כדי לבנות מבנה נוח מבחינה תרמית. הפתרונות מושגים באופן פאסיבי, כלומר ללא הפעלת כוח מכני, ובהסתמך על כוחות הטבע בלבד״, מדגיש נתניאן.
אחת הדוגמאות העתיקות והמרתקות לגישה זו מגיעה מאיראן. בעיר העתיקה יזד, שנמצאת באזור מדברי וחם, נבנו כבר במאה ה-14 מבני אבן ייחודיים המצוידים ב״בַּאדְגִיר״ (Badgir), מעין מגדלי רוח מסורתיים שתפקידם לייצר אוורור טבעי וקירור פאסיבי למבנים. המבנים האלה מצליחים לאוורר ולקרר את החלל הפנימי ללא שימוש בחשמל, אלא רק בזכות עקרונות פיזיקליים פשוטים ותכנון אינטליגנטי. המגדלים מתנשאים לגובה רב, לוכדים רוחות קרירות בגובה ומנתבים אותן אל תוך המבנה, בעוד שהאוויר החם נדחף החוצה, מה שעשוי להוריד את הטמפרטורה בתוך המבנה ב-10 מעלות צלזיוס. לעיתים האוויר עובר גם מעל מאגרי מים תת-קרקעיים, מה שמסייע להוריד עוד יותר את הטמפרטורה. בימים נטולי רוח, מופעל מנגנון טבעי נוסף – ארובה סולארית (solar chimney) – היוצר יניקה של אוויר בעזרת אנרגיית השמש וגורם לירידת טמפרטורה בין 8 ל-12 מעלות צלזיוס.
״בעולם מבינים את הבעיות הטמונות בגישה להפקדת נוחות המשתמשים באופן אבסולוטי בידי טכנולוגיות מערכות הבניין ויש רצון רב ללמידה משיטות הבנייה הוורנקולריות (שיטות בנייה מסורתיות, א.ד.)״, טוען נתניאן, ומבהיר: ״הכוונה אינה בהכרח לבנייה של ׳בתי הוביטים׳, אלא דווקא שילוב של טכנולוגיה מתקדמת כמו סימולציות, חומרים מתקדמים וכלי חישה ובקרה כדי להתאים את המבנה לעקרונות הפשוטים של התכנון הפאסיבי: הבנת האקלים, מיקרו-האקלים וצורכי המשתמשים, באופן דינמי ונכון יותר. שילוב רעיונות כאלה בתהליך התכנון – כבר בשלביו הראשונים – מאפשר נקודת פתיחה סביבתית טובה יותר ומצמצם משמעותית את הצורך בריבוי מערכות אלקטרו-מכניות מורכבות ועתירות פחמן״.
לדבריו, אחת הסיבות לכך שגישה זו עדיין לא מיושמת באופן נרחב היא שמרנות רווחת בענף הבנייה יחד עם הזמינות הגדולה של המערכות הטכנולוגיות הקיימות. ״זה יוצר אפקט 'ריבאונד'; ככל שיש יותר פתרונות טכנולוגיים, כך אנחנו נוטים לפתור בעזרתם כל בעיה, גם כשזה לא בהכרח הפתרון הנכון או הסביבתי. כיום, במיוחד ככל שתהליך התכנון הופך למורכב יותר, העקרונות הפאסיביים לא אחת נזנחים ויישום עקרונות הבנייה הפאסיבית אם בכלל, מסתמך בעיקר על האינטואיציה של המתכננים ופחות על מידע כמותי. כך תחום הנוחות האקלימית למעשה נפתר על ידי מהנדסי מיזוג אוויר״, הוא אומר.
החיים שאחרי הקבלן
המחקר של נתניאן וצוות המעבדה שלו בטכניון מכוון לשנות את זה על ידי פיתוח מתודולוגיות וכלים לאינטגרציה של נתוני תפקוד סביבתי בשלבים הראשונים של התכנון. אחד הכיוונים המחקריים במעבדה מתמקד בחקר מבנים קיימים ובהערכה של התפקוד האנרגטי של הבניין לאחר האכלוס. ״בזירה המחקרית ניכר מעבר מחשיבה על מבנים כקליפה להתמקדות בגורם האנושי ובחוויית הנוחות היומיומית של המשתמשים. מחקרי נוחות אקלימית עכשוויים עוברים ממודלים כלליים וגלובליים (שבהם מוצע פתרון אחד לכל הבניין) למודלים דינמיים ומקומיים יותר (שבהם מוצע פתרון לכל דירה או לכל חלל בבניין). באמצעות יישום של אסטרטגיות שונות – מהעיקרון הפשוט של שליטה אינדיבידואלית בתרמוסטט, דרך מערכות היברידיות ומשולבות כגון אוורור טבעי ומערכות מכניות, ועד לשימוש בחיישנים, בבינה מלאכותית ובמערכות שליטה חכמות – ניתן לתכנן סביבות מגורים ועבודה שמגיבות בזמן אמת ובאופן מקומי לצרכים המשתנים של המשתמשים במבנה. ״התוצאה היא סביבה תרמית מותאמת אישית, שמצד אחד חוסכת באנרגיה באופן משמעותי ומצד שני מגבירה את תחושת הנוחות ושביעות הרצון. מבחינתנו, זו מהפכה של ממש באופן שבו אנחנו מתכננים בניינים ומנהלים את התנאים בתוכם״, הוא אומר.
אחד המבנים הרלוונטיים ומעוררי ההשראה של יישום של גישות תכנון פאסיבי וגישות מתקדמות בבנייה עכשווית הוא מבנה בית הספר לתכנון ולסביבה ב- NUS בסינגפור. מדובר במבנה ייחודי שמשלב בין מגוון חללים פתוחים לחללים סגורים, תוך שימוש בשילוב בין מערכות קירור אקטיביות, פאסיביות והיברידיות, כולן מותאמות לאקלים המקומי ולשימושים במבנה. לאחר השלמת הבנייה, המבנה ממשיך לתפקד כמעין ״מעבדה חיה״: הנתונים הנאספים בו בזמן אמת מאפשרים להפיק תובנות יישומיות לשיפור תכנון עתידי. ״המבנה בסינגפור מייצר תובנות שיכולות לרמז על גישה חדשה לתכנון, שבה עקרונות פאסיביים משולבים בתפיסת נוחות דינמית מייצרים מבנה שהוא גם יעיל מאוד מבחינה סביבתית אבל מעבר לזה הוא מעצים משמעותית את תחושת הנוחות של המשתמשים בו״, מסביר נתניאן.
ככל שהטמפרטורות עולות והמודעות הסביבתית גוברת, נדמה שהתשובה לשאלות על העתיד דווקא טמונה בלקחים מהעבר. תכנון אקלימי פאסיבי אינו רק נוסטלגיה או טרנד עיצובי, אלא הזדמנות אמיתית לחשוב אחרת על המרחב שבו אנחנו חיים: כזה שלא מתנגד לסביבה אלא פועל איתה בהרמוניה. שילוב בין חוכמה עתיקה לטכנולוגיה מתקדמת עשוי להיות המפתח לבנייה חכמה יותר, חסכונית יותר ובעיקר אנושית יותר. כי בסופו של דבר, נוחות תרמית היא לא רק עניין של טמפרטורה, אלא של תפיסת עולם.
