חליפה תרמית: מהו המפתח ליצירת ערים יותר יעילות אנרגטית?

עד כמה שהייתי רוצה שהמצב יהיה אחר, רק ערים מעטות ברחבי העולם נוסדו ותוכננו במטרה לטייב את יעילותן האנרגטית. במקום זאת, מרביתן הן ערב רב של בניינים מכל הצורות והגדלים, שנבנו לאורך תקופות שונות, ועם רמות משתנות של התאמה לסטנדרטים של הבנייה כיום. תזרקו כמה אלפי בני אדם לתוך הערבוביה הזו, יחד עם הנגישות המוכנה של אנרגיה "זולה", ולמתכנני ערים יש אתגר רציני מול הידיים.

בארצות הברית, בערך 8 מתוך כל 10 אנשים חיים במרחבים אורבניים, מה שמציב את המדינה הרבה מעל לממוצע העולמי שעומד על 54%, כפי שנמדד על ידי האו"ם ב-2014. היא גם נמצאת בין המשתמשות הכבדות ביותר בעולם של מכשירי חימום, אוורור ומערכות מיזוג אוויר – יותר ממחצית מהאנרגיה שבה משתמשים בבניינים לאורך האזורים הצפון מזרחיים והמערב התיכון מקורה במזגנים, ובדרום ומערב ארצות הברית הנתון מעט יותר נמוך ועומד על 45%. ולרוע המזל, מרבית האנרגיה הזו הולכת לאיבוד בגלל בידוד גרוע – חימום שמאבד כ-60% מעוצמתו עדיין מאפיין בצורה מטרידה את מרבית בנייני המשרדים בבריטניה.

אין זו הפתעה לכן, שערים בכל יבשת אימצו תכניות שונות במטרה להפחית את הבזבוז האנרגטי שלהן, וכדי לשפר את העקבות הסביבתיים שמשאירים שטחי המגורים, המסחר והתעשייה שלהן. אחת התכניות היותר נפוצות היא התאמה רחבה מחדש של בידוד תרמי בבניינים שאינם יעילים, משום שבידוד טוב יותר = פחות אנרגיה שאובדת + ירידה בצריכת האנרגיה. רעיון מצוין מכל זווית. אבל על מנת ליישם אותו, קודם תצטרכו לזהות את הבניינים האלו שבהם ניתן לייצר את השינוי הגדול ביותר עד לבידודם. ובשביל זה, יש לכם צורך בדרך אמינה שבה ניתן למדוד את צריכת האנרגיה של בניינים בודדים – ספקי אנרגיה אוספים מידע רב, אבל קשה הרבה יותר להעריך בדיוק איפה ההפסדים מתרחשים.

אילו בניינים סביבכם מנצלים את האנרגיה שלהם נכון, ואילו הם בזבזנים? | צילום: Fotolia

וזה המקום שבו נכנסים לתמונה אישורי צריכת האנרגיה (EPC). הם נדרשים על פי חוק עבור כל בניין שנבנה, נמכר או מוצע להשכרה באיחוד האירופי מאז 2010. שמאים מוסמכים מבקרים בנכס, ומבצעים 'בדיקת אנרגיה' במטרה להפיק את ה-EPC. זה, בתורו, מתפקד כדירוג האנרגיה של הבניין. אבל, כמו כל התשובות הפשוטות שניתנות לשאלות מורכבות, הדירוגים הללו אינם מושלמים. הם מבוססים על שילוב של מידע ידוע והערכות נרחבות – דפוסי החימום של הבניין מוערכים, וההעדפות האינדיבידואליות של הדיירים לא נלקחות בחשבון, וההשלכות שיש למשתנים כמו מיקומו הגאוגרפי של הבניין או המבנה הפיזי שלו נלקחים בחשבון רק במסגרת ממוצע שמחשבים ל"בתים ממוצעים". הביצועים הטרמיים של החומרים מהם בנוי הבניין (כמו למשל זכוכיות החלונות ומבנה הגג) נלקחים בדרך כלל ממידע שנמדד במעבדה, מה שעשוי, ועשוי גם שלא להעיד על ביצועיהם בשטח. אין לומר שהמדידות חסרות כל ערך – רחוק מכך – אבל מדידת הביצועים האנרגטיים של הבניין היא ללא ספק משימה לא פשוטה כפי שאולי הייתם חושבים.

אז כיצד, אם כן, יכולה עיר לקבוע אילו בניינים בשכונה יכולים להרוויח הכי הרבה מהתאמה מחדש של הבידוד הטרמי שלהם? צוות של חוקרים מ-MIT ככל הנראה מצא את התשובה, ופרסם אותה בגיליון החדש של כתב העת Interface בהוצאת Royal Society. הם השתמשו בשילוב של נתונים גיאוגרפיים (כמו עקבות הבניינים על הקרקע), חשבונות נצברים לאורך שלוש שנים של גז לחימום ונתוני מזג אוויר מפורטים, כמשתנים המשפיעים ביותר על הבניינים באובדן החום בערים עם מזג אוויר קר. בתוך כך נכללו גם מדידות של שטח הפנים החיצוני של הבניין, מספר השכנים שחולקים קיר עם הבניין והטמפרטורה הממוצעת שנקבעת על ידי הדיירים. הם גילו ש-93% מהאנשים הדליקו את מכשירי החימום שלהם מרגע שהטמפרטורה בחוץ הגיעה לתווך 13-17 מעלות צלזיוס, וזה באזורים אורבניים בנויים, כשהפריסה של השכונה השפיעה גם היא על צריכת האנרגיה בתוכה. כמו כן, הצוות הראה שניתן לתאר באופן כללי את הביצועים הטרמיים האמתיים של בניין מאוכלס באמצעות משתנה יחיד שמקשר בין צריכת האנרגיה ומבנה הבניין לבין הבדלי הטמפרטורות בין תוך הבניין לסביבתו החיצונית.

יתר על כן, הם השתמשו בנתונים שלהם כדי ללכת צעד אחד נוסף קדימה – הם זיהו דפוס סטטיסטי שיאפשר למתכננים לקבוע כמה גז ייחסך עבור כל התאמה מחודשת של בניין, ברמה העירונית. כשהם מתבוננים על מידע שנאסף מכ-6,200 בתים בקיימברידג', מסצ'וסטס, הם גילו שהתאמה טרמית מחדש במספר מצומצם של בניינים נבחרים – המייצגים כ-16% מכל הבניינים שם – יכולה להשיג פיחות של 40% בצריכת גז לחימום ברחבי העיר. מנגד, אם הבניינים נבחרים בצורה רנדומלית, 67% מהם יצטרכו לעבור התאמה מחדש כדי להגיע לאותו שיעור של חיסכון.

המחקר הזה לא משלב בתוכו את "אפקט החממה האורבני", כך שגם לו יש חסרונות, אבל הוא מייצג גישה מאוד מעניינת לאופן שבו ניתן לקבוע מה באמת חשוב בביצועיו של בניין. החוקרים גם משוכנעים שהגישה שלהם יכולה להיות מיושמת על בניינים בכל סוג של מזג אוויר, או כפי שהם תיארו זאת: "…אלו אמצעים ישירים להגדיל את פוטנציאל החיסכון בגז מרמת הבניין לרמת העיר, המסייע בהתוויית מדיניות אורבנית המתבססת על ידע מדעי, וביישומה".