בנייה ירוקה

בנייה ירוקה (באנגלית: Green Building) המכונה גם "בנייה בת-קיימא" היא גישה מערכתית כוללת לתכנון, לבנייה ולתפעול של בניינים במטרה לחסוך אנרגיה, מים וחומרי גלם, המיושמת משלב התכנון המוקדם ועד לשימוש בבניין.
מטרת הבנייה הירוקה ליצור סביבת שהייה (מגורים /עבודה ועוד) בריאה ונוחה תוך הימנעות, ככל האפשר, מפגיעה במשאבים טבעיים מתכלים ובאיכות הסביבה. בנייה ירוקה באה לידי ביטוי בשימוש בחומרים ידידותיים לסביבה ובחומרים ממוחזרים ותכנון שיאפשר חיסכון מקסימלי באנרגיה.
גישה זו נועדה להשפיע הן על המשתמשים בבניינים ובסביבתם הקרובה והן על הקבלנים הבונים אותם, על ידי צמצום הצריכה של המשאבים המתכלים ושיפור התנאים בסביבה הבנויה. בנייה ירוקה עשויה גם לתרום למניעת תסמונת הבניין החולה.
להשגת מטרות אלה, נעשה שימוש במספר אסטרטגיות, כמו בידוד תרמי יעיל של הגג, הקירות והחלונות, ניצול מסה תרמית ובידוד תרמי לחיסכון באנרגיה לצורך חימום או קירור. תכנון יעיל וחסכוני של השטח בבית וניצולו.
הדבר נעשה בין היתר על ידי ניצול מרבי של מי נגר עילי להשקיה או להחדרה למי התהום ויבטיח שילובו בנוף, תוך מזעור היקף עבודות העפר (חפירה או מילוי). שימוש באביזרים חוסכי מים ואנרגיה. שימוש במקורות אנרגיה נקיים ומתחדשים(רוח, שמש). ועוד.
חלק חשוב בתכנון הוא התייחסות לעלויות מחזור חיי הבניין (Life Cycle Cost) הכוללות בין היתר את עלויות ההקמה, התפעול והתחזוקה למשך שנות חייו.

הגדרה של משרד להגנת הסביבה בישראל לבנייה ירוקה

המשרד להגנת הסביבה מגדיר בנייה ירוקה כגישה מערכתית כוללת לתכנון, לבניה ולתפעול של בנינים וסביבתם. לניצול יעיל וחסכוני של משאבי הטבע והסביבה כדי למנוע מפגעים סביבתיים וליצירת תנאים איכותיים ובני קיימא לדיירים בבנין ולשוהים בסביבותיו.

השפעות כלכליות

השפעות אלה קשורות לשיפור ביצועי הבניין, בעיקר מבחינת מעגלי חיי הבניין. בנייה ירוקה יכולה להביא לחסכון של עד 30% מצריכת האנרגיה בהשוואה לבניין קונבנציונלי. אומנם העלות של הקמת בניין ירוק היא גבוהה יותר בהשוואה לבניין קונבנציונלי, בטווח של 0-10% מסך עלויות הבנייה , אך גם עלות האנרגיה של בניין קונבנציונלי היא גבוהה. החיסכון בעלויות בהפעלת ותחזוקת בניין ירוק מפצה על עלות הקמת מאפייני הבניין הירוק.עבור בנייני מגורים, במהלך 20 שנים ההחזר הכלכלי מבניין ירוק יהיה פי 4–6 גבוה יותר מפרמיית העלות הראשונית של הקמתו.

השפעות חברתיות

ההשפעות החברתיות כוללות אספקת סביבה בטוחה ובריאה לכלל הגורמים הרלוונטיים לרבות עובדי הבנייה, משתמשים ומפעילים, אשר יש להתחשב בה בתכנון הבניין.

השפעות בריאותיות

מחקרים מצאו כי הבריאות וכן הפרודוקטיביות יכולים להטיב תודות לתנאי הבניין הירוק. הפרודוקטיביות של אדם שעבר מבניין קונבנציונלי לבניין ירוק יכולה אף לעלות עד ל-25%.

מאפייני בנייה ירוקה

בניינים ירוקים מאופיינים בטביעת רגל אקולוגית קטנה, מזעור של צריכת מקורות (אנרגיה, חומר ומים) בכל אורך החיים של הבניין, מזעור הפסולת המיוצרת או לחלופין טיפול בחלקה, תוך שיפור איכות הסביבה הפנימית בבניין וזאת על מנת לוודא את רווחתם של הדיירים, את בריאותם ואת יצרנותם. כדי להשיג את היעדים הנ"ל על צוות התכנון לעשות שימוש באסטרטגיות תכנון "ירוקות" שכוללות אמצעים פאסיביים ואקטיביים שמצמצמים את השימוש באנרגיה, בעיקר אנרגיה לאקלום ולתאורה.

אמצעי תכנון פאסיביים

התייחסות למבנים עם התייעלות אנרגטית טובה. כלומר, בניית הבית וכיוונו יהיו בצורה כזו שידרשו כמה שפחות שימוש באנרגיה קונבנציונלית עבור חום או קירור ועוד. ישנם חמישה אלמנטים מרכזיים עבור סטנדרטים לאמצעים פסיביים. (א) מעטפת הבניין לרבות בידוד המעטפת באמצעות קירות, חלונות, גג (כגון גג ירוק) ורצפה. (ב) איטום, קרי איטום המבנה ומניעה של זליגת אוויר ממוזג אל מחוצה לו. (ג) אוורור- תכנון עבור אוורור מפולש, כגון אפקט הארובה. (ד) הימנעות מגשרים תרמיים. כלומר, בחירת חומר בנייה כגון מסה תרמית או לחלופין בידוד תרמי בהתאם לצורך. (ה) תכנון נכון של יחס חלון-קיר לניצול התאורה הטבעית ולמניעת חדירת חום בקיץ. נוסף לכך ניתן לומר שהמיקום והפנייה של המבנה צריכים להיות אופטימליים כדי שינצלו כיווני השמש והרוח בצורה מיטבית.

אמצעי תכנון אקטיביים

אמצעים אלו הם למעשה אמצעים אשר המתגוררים במבנה צריכים ליישם. לדוגמה, בקנייתם מערכת מיזוג, יבחרו הדיירים במערכות מיזוג בעלות יעלות גבוהה, מערכות אוורור מאולצות, אמצעי הצללה דינמיים, נוריות "לד" (LED) אשר צורכות פחות אנרגיה ובעלות נצילות אנרגטית גבוהה.
להלן מפורטים מספר אמצעי תכנון של בנייה ירוקה. קיימים אמצעים תכנון נוספים אשר לא יפורט עליהם בעובדה זו.

מערכת אקלום גיאותרמית

מערכת המבוססת על החלפת חום עם האדמה על ידי הזרמת מים במערכת צינורות סגורה.
יתרונה הוא בכך שטמפרטורת הקרקע קבועה. טמפרטורת הקרקע ברמת הנדיב למשל, עומדת על 21.7 מעלות צלזיוס. המערכת הגאותרמית בנויה מצינורות החפורים אנכית לעומקים של כמה עשרות מטרים באדמה וחוזרים בחזרה למבנה. החפירה יכול להיות גם אופקית לעומק של מספר מטרים, כתלות באופי הקרקע ובעומס החום הדרוש. בצינורות זורמים מים המתקררים או מתחממים (בהתאם לעונת השנה) על ידי האדמה עד לטמפרטורה של אותו מתווה קרקע אשר נע בין 17–23 מעלות צלזיוס. המים מושבים למבנה כדי לקררו או לחממו. ניתן ליישם מערכת צינורות גיאותרמיים במבנים חדשים ובמבנים קיימים.
על פי סוכנות הגנת הסביבה האמריקאית ישנו חסכון בעלויות האנרגיה שמופקת במערכת זו בין 25% ל-50% ביחס למערכות אחרות. השימוש במערכת זו מוריד את הביקוש לחשמל כמעט ל-1 קילוואט לטון של הקיבולת. המערכת אינה פולטת חומרים מזהמים כגון פחמן דו-חמצני ואורך חיי המערכת הוא כ-20 שנה.
יתרונות השימוש במערכות גיאותרמיות הן, בראש וראשונה שיפור הבריאות והפרודוקטיביות. שנית, חילוף החום המתבצע באדמה מבטל את הצורך ביחידת עיבוי חיצונית ולכן בעל ערך אסתטי ואקוסטי. שלישית, המערכת בטיחותית יותר, לנזילות, ריחות או סכנת השריפה.

גגות צוננים (באנגלית: Cool Roofs)

"גג צונן" הוא גג שפניו נשארים "צוננים" ביחס לטמפרטורת הסביבה או הטמפרטורה האופפת את הגג. בחירת חומרי הגמר של הגג מאפשרת לו להחזיר את קרינת השמש ולמנוע מעבר למבנה תחתיו. עם זאת, הגג תורם לצמצום הביקוש לאנרגיית קירור ודרישות של צריכת החשמל. החיסכון השנתי הקולקטיבי לקירור וחימום הוא 8.9%.מבחינת עומסי החום החיצוניים המשפיעים על המבנה, הגג הוא המרכיב החשוב ביותר במעטפת הבניין מבחינה תרמית. בישראל הגגות הנפוצים הם גגות שטוחים וגגות משופעים. מהבחינה התרמית (בהיבט של בנייה ותחזוקה), עדיפים גגות שטוחים אטומים בחומר בעל החזר סולרי על פני גגות אחרים.

יתרונות

מבנים ירוקים הם בריאים יותר בהשוואה למבנים רגילים. זאת בזכות גורמים כגון שימוש בחומרים שאינם פולטים מזהמים לאוויר, חומרים שאינם פולטים קרינה, אוורור טוב יותר, חשיפה גדולה יותר לתאורה טבעית ובידוד אקוסטי משופר. בנוסף, מבנה ירוק תורם לצמצום משמעותי של צריכת החשמל והמים וכתוצאה מכך עלויות התפעול של הבית פוחתות. כמו כן, מבנה ירוק הוא השקעה לטווח ארוך. מבנים אלו נמכרים במהירות רבה יותר ולרוב מחירם בשוק גבוה יותר ממבנים בעלי נתונים דומים שאינם ירוקים.

חסרונות

לבנייה ירוקה ישנו תאריך תפוגה ומדובר בהשקעה לא קטנה אשר דורשת שנים להחזרה. כמו כן, על מנת להעניק לבניין את תו ה"בניין ירוק" עליו להיות מותאם לאקלים ותנאי סביבתו. כלומר, הממצאים להתאמה והסתגלות הבנייה היא לפי תנאי האקלים הנוכחיים ולא ניתן לדעת לאיזה קיצוניות זה יכול להגיע.הבנייה הירוקה צריכה לעקוב אחר עקרון "עדיפות פסיבית, אופטימיזציה וצעדים אקטיביים". כלומר, מתן עדיפות לצעדים פסיביים כפי שפורטו קודם לכן, על מנת להפחית את חימום הבניין, מיזוג האוויר ועומס התאורה. בנוסף, יש ליישם אמצעים אקטיביים כפי שפורטו גם הם קודם לכן. הדבר מצריך מיקוד בפיתוח הטכנולוגי של ניצול האנרגיה מתחדשת וחדשה, בהתייחס לכל השינויים המודרניים הקיימים ביום יום. אומנם הגדלת מודעות בעלי העניין בנושא הנ"ל תגדיל את המעוניינים אך ללא תמיכת הממשל הדבר אינו אפשרי.

ארצות הברית

בדצמבר 2007 הקונגרס האמריקאי אישר למשרד הפדרלי לביצועי מבנים להוציא לפועל את התוכנית לעצמאות וביטחון אנרגטי הכולל התייחסות לניהול בר קיימא של מבנים ולקידום יעילות המבנים הפדרליים.
בקליפורניה הוחלט בשנת 2012 שכל מבני הציבור המוקמים על ידי המדינה יוקמו לפי סטנדרטים של בנייה ירוקה. החלטה זו התקבלה לאחר הערכה ריאלית שהראתה כי עלות של מבנה ירוק גבוהה רק במעט מעלות מבנה קונבנציונלי.החלטה זו כללה פירוט צעדים כדוגמת: הפחתת צריכת מים בלפחות 10% עד שנת 2015 ו-20% עד שנת 2020, בהשוואה לשנת 2010, הפחתות זהות בפליטת גזי חממה, כל שיפוץ שיתחיל אחרי שנת 2025 צריך להיות לפי תכנון "נטו אפס אנרגיה" וכך גם 50% מהמבנים החדשים שעיצובם יחל אחרי שנת 2020 ועוד.

סין

סין התפתחה במהירות מאז 1978 והיא נמצאת בשלב של עיור מהיר. בנייה ושיפוץ מבנים משיגה התפתחות רבה בשנים האחרונות, במיוחד בערים הגדולות והבינוניות. כתוצאה בלתי נמנעת, הבנייה של סין עומדת בפני הגברת האנרגיה וסוגיות סביבתיות בתהליך העיור.
הבנייה הירוקה לא קיבלה כל תשומת לב בסין עד המאה ה -21. בשנת 2003, בבייג'ינג, הוועדה של המשחקים האולימפיים פרסמה שהאתר האולימפי יבנה בבניה ירוקה. ובשנת 2006 אושר תקן הערכת הבנייה הירוקה כסטנדרט ארצי בסין. התקן שונה ב-2014, והסטנדרט החדש מיושם באופן רשמי החל מ-1 בינואר 2015. ישנם 17 תקני בנייה ירוקים (כולל אלה בפיתוח) ברמה הארצית ועוד כ-50 ברמה הפרובינציאלית בסין. התקנים "מנסים" להתאים את עצמם לתקנים בינלאומיים, אך סין היא מדינה גדולה בעלת שטח ענק בו ישנם אזורים אקלימים שונים לעיתים וכל אזור חייב להתאים את עצמו לתקן המקומי. עם זאת, אין מדיניות ספציפית עבור בניית בניין ירוק. מדיניות התמריצים של סין שמטרתה לקדם פיתוח של בנייה ירוקה אינה מספיקה.

צרפת

במסגרת תיקון נרחב של חוקי התכנון והבנייה, הייתה הצעת חוק המחייב הקמה של גגות ירוקים. החוק נדחה על ידי הפרלמנט הצרפתי בשל שיקולים הנוגעים לחוסר הבהירות סביב יעילות ההקמה של הגגות הירוקים והשפעתם על היבטים כלכלים, סביבתיים וחברתיים במשק הצרפתי. עם זאת, במחוזות מסוימים התקבלו החלטות מקומיות. למשל, בחבל איל דה פראנס יינתן סיוע למקימי גגות ירוקים, אשר כולל גם מענק של 45‏€ לכל מ"ר של גג ירוק. במחוז רמות הסן הוחלט שתינתן גם סובסידיה של עד 48‏€ על עלויות ההקמה לכל מ"ר של גג ירוק.

תקן ישראלי לבנייה ירוקה

התקן הישראלי לבנייה ירוקה שמספרו 5281 הושק לראשונה בשנת 2005 וכלל התייחסות לבנייה חדשה במגורים ומשרדים בלבד. בשנת 2011 תקן זה עודכן ביוזמת המשרד להגנת הסביבה ומכון התקנים על למנת לייצר תקן לבחינה מהו מבנה ירוק באמצעות אמות מידה מדויקות. התקן החדש מורכב מסדרת תקנים החלים על מגוון סוגי בניינים, לרבות מבנים קיימים לשיפוץ. ישנם שמונה חלקים שונים לגרסת 2011 הכוללים דרישות כלליות, התייחסות למבני מגורים, התייחסות לבנייני משרדים, מוסדות בריאות ועוד.
בשנת 2016 התקן עודכן בשנית וכלל התייחסות חדשה למבני תעשייה חדשים וקיימים וכן התייחסות לבניינים שאינם מבני מגורים (כגון מוסדות חינוך ואחסון תיירותי), בנייני מגורים, ובנייני גרעין ומעטפת - בנייני משרדים (ששטחם גדול מ-500 מ"ר). האחרונים הם בניינים רבי קומות אשר בנייתם אושרה, אף שלא הושלמו בהכרח כל עבודות הגמר הפנימיות, חלוקות המשנה הקומתיות והתקנת המערכות הנדרשות לצורך אכלוסו הסופי, אך הושלמו בו אלמנטים שונים כגון לנועה אנכית (פירי מעליות וגרמי מדרגות); מרחבים מוגנים; חניות; שלד ומעטפת חיצונית. השינוי העיקרי בעדכון משנת 2016 לעומת 2011 מתבטא בהתייחסות למבני תעשייה.
לפי ת"י 5821 חלק 0 משנת 2016 ישנם מסלולי הערכה שונים לפי סוג הבניין: חדש, משופץ, ותוספת לבניין. בכל מסלול יש תנאי סף שונים, ניקוד מינימלי שונה, השטח המוערך שונה ולכן האישור שיינתן יהיה עבור השטח המוערך. חלק 2 לת"י 5281 מתייחס לבנייה ירוקה במבני מגורים.

מחקרים בנושא בנייה ירוקה

30% מצריכת החשמל הביתית בישראל נועד לשם מיזוג חדרים - קירור או חימום, על כן כל תכנון לצמצום פליטות פחמן דו-חמצני חייב לכלול התייחסות לאנרגיה הנצרכת לחימום וקירור בבניינים. בנוסף, בישראל אחוז הבניינים החדשים הנבנים כל שנה הוא כ־1.5%. כלומר, על מנת לצמצם את צריכת החשמל הביתית יש לשפץ מבנים קיימים, דבר אשר דורש פתרונות אחרים בהשוואה למבנים חדשים. העלות של שיפוץ בניין קיים כבניין ירוק תלויה במצבו של המבנה הקיים, זמינות חומרים וכוח אדם וכן אילוצים משפטיים ורגולטוריים. בגרמניה, עלות חסכון בחשבון החשמל של 80% היא 300 אירו עבור כל מטר מרובע.
המטרה העיקרית של מחקרים בנושא היא להצדיק את הערך של ה"ירוק" אשר יסייע לקבלת ההחלטות של העשייה. מחקרים שנעשו בישראל הסיקו כי תוספת העלות של הקמת בניין ירוק נעה בין 2.1% ל-4.1% מעלות הפרויקט הכוללת. כאשר מדובר בבתי ספר, מחקר שנעשה על ידי המשרד להגנת הסביבה בשיתוף המועצה הישראלית לבנייה ירוקה הראה כי תוספת העלות משתנה בין מרכז הארץ, שם הייתה 2.6% בממוצע מעלות הבנייה הכוללת, לאזורי הפריפריה, שם העלות הייתה 4.5%-6.3% מהעלות הכוללת.
במחקר אחר שנעשה בישראל, נבחנה היתכנות הקמת בתי ספר ירוקים כפרויקט כלכלי. המחקר כלל בחינת עלות תועלת שהתבטאה בתוספת עלות הקמת הבניין אל מול תועלות משני סוגים - תועלת כלכלית ותועלות התנהגותיות כפי שדווח בשאלונים אנונימיים על ידי המורים המלמדים באותם בתי ספר. תוספת העלות הממוצעת על מנת לקבל כוכב ירוק אחד לפי ת"י 5281 הייתה 5.3% מעלות הפרויקט הכוללת. המאפיינים שתרמו הכי הרבה להשקעה הכלכלית בפרויקט הם מעטפת הבניין לרבות הזגוגיות וכן מערכת האקלום (מערכות האוורור ומערכות המיזוג). התועלות הכלכליות כללו חסכון של 23% בצריכת החשמל בהשוואה לבית ספר קונבנציונלי וצריכת המים בבית ספר ירוק נמוכה ב-24% מבתי ספר קונבנציונליים. התועלות ההתנהגותיות היו שביעות רצון כללית של המורים הגבוהה ב-20% בהשוואה למלמדים בבתי ספר קונבנציונליים, שביעות רצון כתוצאה מאור טבעי גבוהה ב-30%, שביעות רצון כתוצאה מהאקוסטיקה הגבוהה ב-15-20% ועוד. החוקרים הסיקו כי תקופת ההחזר על ההשקעה היא כ-45 שנים עבור הבניין כולו וכי על פניו השקעה בפרויקט מסוג זה אינה מוצדקת. עם זאת, החוקרים לא לקחו בחשבון תועלות כלכליות נוספות כגון שיפור הישגי התלמידים, שיפור המצב הבריאותי וכתוצאה מכך פחות ימי מחלה של העובדים, צמצום פליטת גזי חממה ועוד.
מחקר משנת 2014 ניסה לאמוד האם שיפוץ של מעטפת בתים בישראל מבחינה תרמית, היא בעלת יתרונות כלכליים ישירים לבעלי הבתים (כתוצאה צמצום צריכת האנרגיה בלבד). המחקר השווה את דרישות האנרגיה למיזוג אוויר של דירות טיפוסיות לפני ולאחר שיפוץ באמצעות סימולציה במחשב. עלות השיפוץ נלקחה ממספר חברות בנייה והושוותה ליתרון הכלכלי הישיר כתוצאה משימור האנרגיה בכל אחת מאפשרויות השיפוץ. על מנת לבחון את השפעת האקלים על אסטרטגיות השיפוץ, נבחנו מבנים ב-4 ערים בכל אחד מאזורי האקלים (תל אביב, באר שבע, ירושלים ואילת). החוקרים מצאו כי יחס התועלת לעלות השיפוץ עבור כל המבנים וכל אסטרטגיות השיפוץ למעט הוספת בידוד תרמי לגג בבניין דירות, היה נמוך מ-1, כלומר, החיסכון בחשמל אינו מצדיק את השיפוץ. בבנייני מגורים ישנה חשיבות למיקום הדירה בבניין מבחינת הקומה ומיקומה בקומה (חיצוני או פנימית). בקומה האחרונה, ב-2 סוגי הדירות (פנימית וחיצונית) ועבור כל סוגי האסטרטגיות, הייתה ירידה בצריכת האנרגיה השנתית לחימום וקירור בהשוואה לתקופה שלפני השיפוץ.
בניתוח עלות תועלת ביישום של בידוד תרמי בגג בלבד, שכן מדובר היה באסטרטגית השיפוץ האפקטיבית ביותר, בשני סוגי המבנים בערים השונות נמצא שככל שהאקלים קיצוני יותר (קור עבור ירושלים וחום עבור אילת) התועלת עולה עבור בעל דירה אינדיבידואלי. באקלים מתון יותר התועלת קטנה יותר או אף שלילית. מניתוח התוצאות החוקרים הסיקו כי שיפור המאפיינים התרמיים של מעטפת בניין אינו מוצדק.