בניין יצרן אנרגיה

בניין יצרן אנרגיה (באנגלית: Energy-plus house, מכונה גם: בית אנרגיה פלוס, בית יעיל פלוס) הוא מונח המשמש לתיאור מבנה שמייצר יותר אנרגיה מזו שהוא צורך. זאת בשונה מבניין מאופס אנרגיה, בו כמות האנרגיה המיוצרת שווה לכמות האנרגיה הנצרכת. הבניין מכיל אמצעים לייצור חשמל ממקורות אנרגיה מתחדשים, אשר כמות החשמל המיוצרת בו גדולה מכמות החשמל המסופקת לו על ידי מקורות חשמל חיצוניים במשך שנה. תכונה זו מושגת באמצעות שימוש בטכנולוגיות להפקת חשמל במתקנים קטנים (microgeneration) וטכניקות להפחתת צריכת האנרגיה, כגון: תכנון בניינים סולריים פסיביים, בידוד ובחירת מיקום הדורש השקעה אנרגטית נמוכה בחימום, קירור, ותאורה. צמצום הנוחות המודרנית יכול לתרום גם הוא לחיסכון באנרגיה, עם זאת, מבחינת המתגוררים והמתארחים בבניינים אלו, כמעט ואי אפשר להבחין בהבדל בינם לבין בניין שאינו יצרן אנרגיה, וההבדל העיקרי הוא ריבוי של מכשירים חסכוניים באנרגיה ברחבי הבית.

המונח נטבע לראשונה בשנת 1994 על ידי רולף דיש (Rolf Disch) בעת שבנה את בית מגוריו הפרטי, ה-Heliotrope כבניין יצרן האנרגיה הראשון בעולם. לאחר מכן, הוסיף דיש לשכלל את התפיסה בפרויקטים נוספים שנבנו על ידי חברת רולף דיש אדריכלות סולארית , במטרה לקדם אימוץ רחב יותר של מבנים יצרני אנרגיה לשימושי מגורים, מסחר וקמעונות. חברת Disch גורסת כי Energy Plus היא יותר מסתם שיטה לייצור דיור ידידותי לסביבה, אלא גם מושג אקולוגי ואדריכלי משולב. ככאלה, Energy Plus נועדה להיות עדיפה על עיצובים בעלי צריכת אנרגיה מופחתת, או מאופסי אנרגיה כמו אלה של בניין פאסיבי.

גישה טכנית 
גישת Energy Plus עושה שימוש במגוון טכניקות לייצור בניין המייצר יותר אנרגיה ממה שהוא צורך. דוגמה טיפוסית היא לכידת חום במהלך היום, על מנת להפחית את הצורך לייצר חום לאורך הלילה. הלכידה מושגת באמצעות אזורי חלון גדולים הפונים לצפון ולדרום, כדי לאפשר לאור השמש לחדור למבנה. דבר זה מפחית את הצורך בשימוש באנרגיית תאורה. חלונות בעלי שלוש שכבות (ערך U = 0.7) לוכדים את החום בפנים. תוספת של בידוד כבד פירושה שהמבנה עדיין חם בערב ולכן זקוק לחימום מופחת. במבנה Energy Plus המכונה ספינת השמש, ששטחו 5,600 מטרים רבועים ומשלב שימושים של מסחר ומגורים, השתמשו בטכניקות כמו חומרים של שינוי פאזות בקירות ובידוד ואקום. כך מתאפשרת זמינות מרבית של שטח הרצפה מבלי לפגוע בבידוד יעיל.

היבטים חברתיים וקהילתיים 
חלק חשוב בגישת ה- Energy Plus, המבדילה אותה מתפיסות דומות, הוא שהבעלים או השוכר של בניין Energy Plus אמור להיות מסוגל לחיות ולעבוד בו בנוחות, מבלי לוותר על אורח החיים או על רמת החיים הרגילה. לדוגמה, לוחות סולריים מעוצבים באופן אסתטי, כך שישתלבו בחזית המבנה. זה משקף את הדגש של Energy Plus על תכנון ושילוב קהילתי, כאשר היבטים של תחבורה, ניהול מים ותקשורת נחשבים גם הם כחלק מהתכנון. עיצוב Energy Plus אף מדגיש את החשיבות של פיתוח בר-קיימא בקהילות בכלל. קהילה חסכונית באנרגיה נתפסת כמייצרת הזדהות חיובית וגאווה קהילתית. רולף דיש אומר שהוא מושך אוכלוסייה איכותית, מיזמים חדשניים ומקומות עבודה יצירתיים באמצעות העיצובים שלו וטכניקות תכנון עירוניות מקיימות, כמו ניהול תנועה הכולל מסלולי הליכה רחבים, מסלולי אופניים וקישורים לתחבורה ציבורית הם כולם חלק מאידיאל Energy Plus. כך, למשל, הדיירים והבעלים משלבים אופניים ורכב שיתופי, ובשכונה יש אזור רחב נטול מכוניות.

פרויקטים יצרני אנרגיה לדוגמה - פרייבורג, גרמניה

ההליוטרופה (Heliotrope) 
המעצב של ההליוטרופה (Heliotrope), שנבנה בשנת 1994 כמגורים הפרטיים והפרויקט המיוחד של רולף דיש בפרייבורג, טוען כי הוא הבניין הראשון בעולם שייצר יותר אנרגיה מזו שהוא משתמש בה, בהסתמך על אנרגיה מתחדשת לחלוטין וחופשית מפליטות ו-CO2 נייטרלי. המבנה מסתובב כדי לעקוב אחר השמש, דבר המאפשר לו להשתמש בכמות גדולה של אור שמש וחום טבעי במהלך היום. בבניין משולבות טכנולוגיות שונות לייצור אנרגיה, כולל לוח מעקב פוטו-וולטאי סולארי כפול צירים בגודל 56 מטרים מרובעים, מחליף חום גיאותרמי, יחידת חום וכוח משולבים (CHP) ומעקה מרפסת סולארית-תרמית, כדי לספק חום ומים חמים. אלה בשילוב כמויות הבידוד הגדולות מאפשרות להליוטרופה לייצר פי ארבעה עד שישה מצריכת האנרגיה שלה (תלוי בעונת השנה). הבניין מצויד גם במערכת לניקוי מים אפורים וקומפוסטציה מובנית של פסולת.

לאחר הצלחת ההליוטרופ בפרייבורג, Hansgrohe התקשרה עם רולף דיש אדריכלות סולארית לתכנון ובניית הליוטרופ נוסף שישמש כמרכז מבקרים ואולם תצוגה באופנבורג, גרמניה. בניין ההליוטרופ השלישי נבנה בהילפטולטשטיין שבבוואריה כדי לשמש כמעבדת שיניים טכנית.

השכונה הסולארית (Solar Settlement) 
עם הצלחתו של ההליוטרופ, יישמה חברת רולף דיש אדריכלות סולארית את תפיסת ה- Energy Plus שלה בבנייה רווייה על ידי פיתוח קהילתי של 50 בנייני Energy Plus. הפרויקט, שנקרא השכונה הסולארית (Solar Settlement), נבנה בין השנים 2000–2005 ברובע וובן בפרייבורג, ומהווה דוגמה לחזונו של דיש '"ציווי סביבתי בסיסי" (“fundamental environmental imperative”). נכון לשנת 2011, הבניינים מאוכלסים יותר מ -8 שנים בתפוסה מלאה וכל אחד מהם ייצר יותר מ -5,000 אירו (5,600 דולר) של עודפי אנרגיה בשנה, מהם נהנו בעלי הבתים. הפרויקט זכה בשנת 2002 בפרס 'בניין השנה' ובפרס שילוב אנרגיה סולארית במגורים, ובשנת 2006 בפרס 'קהילת הדיור היפה ביותר בגרמניה'.

בעיצוב פנים של הבניינים נעשה שימוש בעץ מהיער השחור ובתאורה טבעית שמספקת חללים מוארים בשמחה וזרימה טבעית מחדר לחדר. הדיירים ב-Solar Settlement טוענים כי לא התפשרו ברמת החיים שלהם, וכי הם נהנים מבחינה סביבתית וכלכלית.

ספינת השמש (Sun Ship) 
ספינת השמש (Sun Ship), הממוקמת בסמוך לשכונה הסולארית שילרברג  בפרייבורג, משתרעת על פני שטח של 5,600 מטרים רבועים וכוללת שימושים של מסחר, משרדים ומגורים. ספינת השמש כוללת סופרמרקט, חנות נוחות ובית קפה בקומה הראשונה, משרדים וחללי עבודה בקומה השנייה ובקומה הרביעית, ותשעה פנטהאוזים על הגג. ההיבטים הבולטים במבנה הם קירותיו המבודדים בוואקום, אוורור עם התאוששות חום של 95%, חלונות משולשים וחזית של פאנלים סולריים.

כבניין המשרדים יצרן האנרגיה הראשון בעולם, ספינת השמש מציג לא רק יעילות אנרגטית גבוהה, אלא גם סביבת עבודה נעימה. המשרדים מוקפים בחלונות שמחדירים אור שמש טבעי מצפון ומדרום, ועל ידי כך מצמצמים את השימוש באור מלאכותי, שצורך אנרגיה. בנוסף למשרדים ולשטחי המסחר, שני חדרי ישיבות מספקים מקום להרצאות, לפגישות ומשמשים גם כאולם תצוגה.

בניין יצרן אנרגיה בישראל

הווילה בארסוף 
בשנת 2018 תוכננה בארסוף וילה על ידי האדריכל יוסי קורי שמייצרת יותר חשמל משהיא צורכת. הווילה בשטח 250 מ"ר משתרעת על מגרש של 700 מ"ר וכוללת ארבעה חדרי שינה, סלון, מטבח ופטיו. על הבית הולבשה מעטפת קירות בצורת V שממתנת את חדירת השמש, ובנוסף מאפשרת להלביש עליה את המערכת הסולארית. לדברי האדריכל, הבית כולל 60 חומרים אקולוגיים המתחלקים לחומרים מקומיים, ממוחזרים ומתחדשים. על גגות המבנה יש 90 מ"ר של תאים פוטו-וולטאים.

פרסים 
 פרס הקיימות הגרמני לשנת 2008.
 פרס וופרטל לאנרגיה וסביבה לשנת 2005.
 פרס אנרגיה עולמית לשנת 2003.
 פרס השמש האירופי לשנת 2002.
 פרס האדריכלות הפוטו-וולטאית 2001 באדן-וירטמברג.

ראו גם 
 דלקים מאובנים
 בניין ירוק
Bloom Energy Server

קישורים חיצוניים 

 PlusEnergy Solar Settlement in Freiburg Germany
 GEMINI inhabited solar power plant turnable house in Weiz Styria Austria
 IEA research program "Net Zero Energy Solar Buildings"
 World Map of international known Net Zero and Plus-Energy Buildings
 Net zero energy-, energy-plus or climate-neutral buildings in the next generation of electricity grids
 Solar Settlement and Sun Ship Video
 Rolf Disch Solar Architecture
 PlusEnergy

הערות שוליים

אנרגיה סולארית
טיפוסי מבנים
ייצור חשמל
טכנולוגיה סביבתית
בנייה בת קיימא