חימום וקירור – עם הרבה פחות או ללא חשמל

כיום קשה לדמיין במדינות המפותחות חימום וקירור של מבנים ללא מערכות חשמליות, אולם מצב זה חדש יחסית. רק בעשורים האחרונים הפכו החימום והקירור למבוססי חשמל, ובכל מקום שבו החשמל זמין והאוכלוסייה יכולה לשלם עבורו, אמצעי זה קל ונוח לשימוש.

במדינות רבות, חלק ניכר מאנרגיית החשמל עדיין מיוצר באמצעות שריפת פחם, נפט וגז – מקורות אנרגיה מתכלים, הפולטים מזהמי אוויר ופחמן דו־חמצני הגורמים להתחממות כדור הארץ. לפיכך, כל עוד ייצור החשמל אינו מתבסס בעיקר על מקורות אנרגיה נקיים, חשוב להפחית ככל האפשר את התלות בחשמל לצורכי חימום וקירור, כחלק מהמאמץ לקדם עולם בר־קיימא.

בנוסף להיבט הסביבתי, הקטנת התלות בחשמל מאפשרת למבנה להמשיך לתפקד טוב יותר גם במצבי חירום, עומסי רשת והפסקות חשמל, ולכן זוהי סיבה נוספת להפחית את השימוש בו.

ישנם גם מקורות אנרגיה אחרים המאפשרים בעיקר חימום, כגון נפט וגז, אולם גם הם מבוססים על מקורות אנרגיה מתכלים ומזהמים. במדינות מתפתחות רבות עדיין נעשה שימוש באש לצורכי חימום, שגם היא מזהמת, אינה בריאה ולעיתים אף מוגבלת בשל מחסור בעץ להסקה. לו היו לתושבים במדינות אלו המשאבים והתשתיות, גם הם היו עוברים לחימום ולקירור המבוססים בעיקר על חשמל, ובכך מגדילים עוד יותר את צריכת האנרגיה ואת פליטות גזי החממה.

בעבר, באדריכלות המסורתית, מלבד חימום באמצעות אש, נעשה שימוש באמצעים פסיביים לחימום ולקירור. האדריכלות עצמה היוותה חלק עיקרי ממערכת האקלום של המבנה. אומנם סגנון הבנייה וטכנולוגיות הבנייה המודרניות השתנו, אך עדיין ניתן להיעזר בעקרונות אלו גם לחימום ולקירור במבנים מודרניים.

לדוגמה, חימום פסיבי באמצעות החדרת קרינת שמש ישירה לבניין עדיין יכול להפחית משמעותית את הצורך בחימום באמצעות מערכות, או לפחות את צריכת האנרגיה הנדרשת לכך. לשם כך נדרש תכנון אדריכלי מושכל, כגון הפניית פתחים גדולים לכיוון השמש החורפית ושילוב מסה תרמית (חומרי בנייה כבדים), המסוגלת לאגור את החום לטובת שעות הערב והלילה. אסטרטגיה זו מחייבת גם הצללה יעילה בעונה החמה, אחרת הצורך בקירור עלול לעלות על התרומה בחימום.

במקרים שבהם כניסת קרינת שמש ישירה לחלל בעייתית, לדוגמה בשל סנוור במרחבי לימוד ועבודה, ניתן עדיין לנצל את אנרגיית השמש לחימום באמצעות פתרונות אחרים, כגון קיר טרומב (קיר אגירת חום), או באמצעות וילונות ותריסים המאפשרים להפחית את הסנוור מבלי לוותר על תרומת קרינת השמש לחימום.

קירור פסיבי יכול להתבצע באזורים בעלי לחות נמוכה באמצעות צינון באידוי, ובאזורים שבהם קיים משרע טמפרטורות גדול בין היום ללילה, באמצעות קירור המסה התרמית הפנימית בעזרת אוורור מפולש בשעות הלילה. ניתן גם להקטין את הצורך בקירור באמצעות פליטת אוויר חם מהמבנה ושימוש במערכות דלות אנרגיה לסחרור אוויר (כגון מאווררים), המשפרות את תחושת הנוחות גם ללא הורדת טמפרטורת האוויר.

בנוסף לאמצעים אלו, ניתן לשלב בתכנון גם מערכות וטכנולוגיות המנצלות את תנאי הסביבה לצורכי חימום וקירור, כגון חימום וקירור גיאותרמי, אגירת קור לילית וקירור לרקיע הלילי.

לסיכום, בכל הקשור לאקלום מבנים, במקרים רבים כיום האדריכלות לא רק שאינה חלק מהפתרון, אלא היא אף חלק מהבעיה. אדריכלות המאפשרת חימום וקירור פסיביים, עם הרבה פחות או ללא חשמל, אינה חזרה נוסטלגית לעבר, אלא צורך עכשווי. אדריכלות כזו יכולה לצמצם את צריכת החשמל ואת התלות בו, לחזק את חוסנו של המבנה ולתרום להתמודדות עם האתגרים הסביבתיים והאנרגטיים של ההווה והעתיד.