מדף אור: פתרון אדריכלי יעיל במיוחד

לחלון תפקידים רבים, שחלקם אף מנוגדים זה לזה: להכניס תאורה טבעית – אך ללא סנוור, לאפשר מבט לנוף – ולעיתים גם פרטיות, ולאפשר אוורור טבעי – אך גם בידוד תרמי ואקוסטי. כאשר מתייחסים לחלון כיחידה אחת, קשה להשיג את כל אלו בו־זמנית. אולם כאשר מחלקים את פתח הבניין למערכת בעלת מספר רכיבים שונים, ניתן להשיג יותר.

באופן אינטואיטיבי, הדרך הפשוטה ביותר להכניס יותר אור טבעי, יותר מבט לנוף ויותר אוורור טבעי, היא להגדיל את שטח פתחי הבניין. אולם, הגדלת פתחי הבניין עלולה גם להגדיל את הסיכון לסנוור ולעומסי חום. כתוצאה, בבניינים שעובדים או לומדים בהם, וילונות ורפפות מכסים לעיתים חלק משמעותי מהפתחים, ופוגעים באיכויות שביקשנו להשיג מלכתחילה.

תאורה טבעית איכותית ללא סנוור אינה כלל קלה להשגה. מגוון פתרונות לשיפור התאורה הטבעית מספקים רק מענה חלקי. זכוכית כהה מורידה את כמות האור ומצמצמת סנוור אך לא מונעת אותו. תריס ונציאני גם מפחית את כמות האור הטבעי, אך כדי למנוע סנוור נדרש להיות כמעט סגור לגמרי (זאת מכיוון שכאשר הוא פתוח למחצה, החזרי אור בין הרפפות גורמים לעיתים גם לצדדים הפנימיים הפונים לחלל העבודה והלימוד להיות בוהקים, ולהוות מקור לסנוור). שינוי מיקום הישיבה והמסך, ביחס לכיוון החלונות, לא משנה את איכות התאורה הטבעית, אך יכול לשפר את מידת הסנוור בעמדות העבודה – אך לא לבטל אותו.

לעומת זאת, נמצא שבמדינות שטופות שמש, ובעיקר בחזית דרומית, מערכת מורכבת, הכוללת חלון עליון, חלון תחתון, מדף אור ביניהם, ומערכות לשליטה בתאורה טבעית נפרדות לעליון ולתחתון, מאפשרת תאורה טבעית איכותית (אראל, א' וקפטן, ע' , 2011).

החלון התחתון מיועד בעיקר למבט אל הסביבה החיצונית, כאשר ניתן לפתוח וילונות ורפפות. בעוד שהחלון העליון מיועד בעיקר להכנסת אור יום לעומק החלל, גם כאשר רפפות ווילונות סגורים בחלון התחתון – כך שחללי העבודה והלימוד זוכים לתאורה טבעית גם במצב זה. לרוב יש צורך במערכת רפפות לחלון העליון (נפרדת מהתחתונה), המונעת סנוור מהחלון העליון ומאפשרת ניתוב אור לכיוון התקרה ולעומק המבנה.

בין שני הפתחים רצוי למקם מדף האור, חיצוני ולעיתים גם פנימי, המאפשר לייעל את תפקוד המערכת. למדף האור החיצוני תפקיד כפול, הצללת הפתח התחתון מפני קרינת שמש ישירה בזוויות גבוהות, וניתוב אור לכיוון הפתח העליון ומשם לתקרת החלל ולעומקו. המדף החיצוני מפחית עומס חום, מאפשר להשאיר רפפות או וילונות פתוחים למשך שעות רבות יותר, מאפשר מבט אל החוץ, ומעמיק ומגדיל את חדירת האור לבניין. בעוד שמדף האור הפנימי נועד בעיקר לייעל את תפקוד החלון העליון ולהפחית את פוטנציאל הסנוור ממנו.

בדומה לפתרונות אקלימיים אחרים, גם מדף אור אינו פתרון המתאים לכל החזיתות. יעילותו תלויה בכיוון החזית. בחזיתות הדרומיות הוא יעיל במיוחד, בחזיתות מזרחיות ומערביות יעילותו פחותה, ובחזיתות צפוניות תרומתו מוגבלת מאד. לאפיון מדף האור, גודל הפתחים, סוג הזיגוג, מערכות לשליטה בתאורה טבעית (כגון רפפות ווילונות) ואופן שילובם במבנה, חשיבות רבה בהשגת יעילות המערכת כולה.

חשוב לציין כי היתרונות של מערכת חלונות כפולה אינם נובעים מעצם קיומם של שני פתחים, אלא מהאופן שבו רכיבי המערכת פועלים יחד. בפועל תוכננו בניינים רבים עם מערכת חלונות כפולה, תחתונה ועליונה, שאינה מנצלת באופן מיטבי את פוטנציאל התאורה הטבעית. לעיתים מותקנת בין החלונות מערכת רפפות (במקום מדף אור), שבשל זוויתן אינה מנתבת אור דרך הפתח העליון, ולמעשה משמשת בעיקר להצללת החלון התחתון. במקרים אחרים מותקנת מערכת וילונות או רפפות אחת לכל גובה הפתחים, כך שגם החלון העליון מושפע מהצללת החלון התחתון. כתוצאה, פוטנציאל התאורה הטבעית של הפתח העליון אינו מנוצל במלואו – וחבל שכך.

על אף שהמערכת, הכוללת חלון תחתון, חלון עליון ומדף אור, מורכבת יותר ובצידה עלות נוספת, הפרדת התפקידים בין מספר רכיבים מאפשרת להשיג איכויות שקשה להשיג כאשר יחידת חלון אחת נדרשת לבצע את כל המשימות בו־זמנית. דווקא תכנון מערכתי מאפשר איכות גבוהה של תאורה טבעית, מבט לנוף ואוורור טבעי, ובהתאם שיפור ביעילות העבודה והלימוד במבנה.