בניין מאופס אנרגיה

בניין מאופס אנרגיה (באנגלית: Zero-energy building ובקיצור ZEB) הוא השם המשותף למבנים, שאינם צורכים אנרגיה על בסיס שנתי. כלומר, סך צריכת האנרגיה הנצרכת במבנה/אתר בשנה, שווה לאנרגיה המתחדשת המיוצרת במבנה/אתר באותו הזמן וזאת מבלי לפגוע בפונקציונליות המבנה. (קיימת הגדרה המאפשרת את ייצור האנרגיה המתחדשת מחוץ למבנה).  מטרת האיחוד האירופי להגיע למצב שכל המבנים יעמדו בתקן "קרוב למאופס אנרגיה". דוגמה למבנה כזה בישראל הוא בית המשפט בחדרה.

סקירה 

בנייה מאופסת אנרגיה החלה בשנות ה-70 של המאה ה-20 עם פרוץ משבר הנפט. כיום בנייה מאופסת אנרגיה היא מגמה עולמית המתחזקת ככל שעלות יצור אנרגיה מתחדשת יורדת והפער בינה ולבין עלות האנרגיה מדלקים מצטמצם.

קיימות מספר גישות למדידת בניינים מאופסי אנרגיה:

 אפס שימוש באנרגיה נטו - כמות האנרגיה המתחדשת המיוצרת שווה לכמות האנרגיה הנצרכת.
 אפס פליטת אנרגיה נטו - המכונה גם בניין ללא פליטת פחמן.
 עלות אפס נטו - בשיטה זו משווים את עלות רכישת האנרגיה הנצרכת לתמורה ממכירת החשמל המיוצר כאנרגיה מתחדשת.
השוני בין הגישות נובע מתקינה שונה בכל אזור, אך התוצאה של כל הגישות היא דומה ובכולן מגיעים לצריכת אנרגיה אפסית ולטביעת רגל פחמנית נמוכה ביותר.

יישום
צמצום צריכת האנרגיה במבנים מתקבל על ידי שימוש בשלושה מרכיבים במשולב: 
מרכיב תכנון – תכנון מבנה חסכוני באנרגיה, כדוגמת מבנה מאופס אנרגיה, נדרש להשיג את הנוחות האקלימית בתוך הבניין וזאת ללא שימוש באנרגיה לדוגמה: העמדת הבניין וארגון החללים הפנימיים תוך יעילות מקסימלית לתנאי הסביבה, שימוש בהצללה, ניצול מסה תרמית, בידוד, זיגוג וכו'). 
צמצום שימוש באנרגיה- הפעלת ציוד מיזוג אוויר ואוורור בעלי יעילות גבוהה לקבלת סביבה בעלת נוחות תרמית לדוגמה: מערכות בקרת אנרגיה במבנים, מערכות השבת חום, טכנולוגיות לאגירת אנרגיה והסטת עומסים וכו'. 
ייצור אנרגיה מתחדשת – שימוש בטכנולוגיות יצור אנרגיה ללא שימוש חומרים מתכלים מהטבע לדוגמה: תאים פוטוולטאים, טורבינות רוח, מערכות גיאותרמיות, וכו'.

יתרונות השיטה 

 בנייה מאופסת אנרגיה בדומה לבנייה ירוקה מעודדת חדשנות במציאת פתרונות לחסכון באנרגיה לדוגמה: גגות ירוקים, חלונות שמייצרים חשמל וחומרי בנייה חדשניים שמיישמים כלכלה מעגלית.
 יישום בנייה מאופסת אנרגיה תצמצם את הצורך בהקמת תחנות כוח חדשות עם גידול האוכלוסייה והעלייה ברמת החיים.

כדאיות כלכלית  

ניתוח עלות-תועלת של בניין מאופס אנרגיה שונה מזה של מבנה רגיל בכמה מדדים. ההשקעה של משאבי זמן ותשומות במבנים מאופסי אנרגיה גבוהה בהרבה ביחס למבנה רגיל הן בשלב התכנון, בו צריך להתחשב בתקנים ובדרישות נוספות, והן בשלב הביצוע אשר מחייב שימוש בחומרים ובמערכות יקרות יותר ונוספות לעומת בנייה רגילה. החסכון בעלויות צפוי להתקבל אך ורק בשלב התפעול של המבנה, וההחזר על ההשקעה (ROI) רק לאחר זמן רב, לעיתים אף עשרות שנים. בדיקה כלכלית פרטנית למיזם צריכה לקחת בחשבון מספר גורמים, ביניהם:
 שווי המענקים והסובסידיות הממשלתיות שאינם חלק מההשקעה. 
 השפעת שיעור הריבית - בשל ההשקעה גדולה יותר בשלב ההתחלתי לשיעורי הריבית ולשינויים בה השפעה קריטית על ה-ROI. 
 עלויות התחזוקה של מערכות שונות מהעלויות במבנה רגיל.

מאחר שהחסכון צפוי להיות מושג רק בשלב התפעול יש יתרון לבניה בשיטת בנה-הפעל-העבר (BOT).

השוואה לבנייה ירוקה 
 בנייה ירוקה בהשוואה לבנייה מאופסת אנרגיה - בניה ירוקה היא גישה הוליסטית הכוללת תכנון וביצוע בכל היבטי פרויקט הבנייה, במטרה למזער את החותם האקולוגי של הפרויקט על הסביבה על ידי חסכון באנרגיה, מים ושימוש בחומרים ירוקים. לעומת זאת, בנייה מאופסת אנרגיה היא ממוקדת בפתרון התפעולי של ייצור אנרגיה מתחדשת השווה לצריכת האנרגיה של הפרויקט ואינה עוסקת בשלב הבנייה ובשימוש בעל חותם אנרגטי נמוך. עם זאת, כדי להשיג בניין מאופס אנרגיה, על התכנון להשתמש בעקרונות דומים ובסופו של התהליך, תוצאות שתי הגישות מצמצמות את ההשפעה של המבנים על הסביבה.

בעולם 

מחקר עולמי שנערך בשנת 2010 מצא מעל 200 בניינים מאופסי אנרגיה בעולם. כיום בניה מאופסת אנרגיה נפוצה בעולם ובמספר מדינות הופכת להיות חלק מהתקינה לבניה. בשלב הראשון בניינים אלו נפוצים במבנים ציבוריים ובמספר מדינות החלו בפרויקטים אלו בבניה למגורים.

ראו גם 
 בנייה ירוקה
 הנדסה סביבתית
 בניין יצרן אנרגיה

קישורים חיצוניים 
 משרד האנרגיה האמריקאי 
 אנציקלופדיה בריטניקה 
 מחקר של המועצה הישראלית לבנייה ירוקה, מחלקת מחקר ופיתוח
 המועצה הישראלית לבנייה ירוקה
 מתווה לקידום בניה מאופסת אנרגיה בישראל שפורסם על ידי משרד האנרגיה, 2020

הערות שוליים

2020 02
טכנולוגיה סביבתית
חיסכון באנרגיה
בנייה
אנרגיה מתחדשת
בנייה בת קיימא