עקרונות התכנון הסולרי
יעדי התכנון הסולרי: נוחות תרמית וויזואלית ואוורור הבית, והאמצעים התכנוניים להשגתם: מערכות אקטיביות ופסיביות לניצול אנרגיית השמש בבניין .דוגמאות לעקרונות תכנון אדריכלי לבנייה הסולרית.
 | באופן כללי ניתן לומר שהתכנון הסולרי מתייחס לשלושה היבטים: הנוחות התרמית במבנה: מבחינת טמפרטורה ואוורור, הנוחות הוויזואלית וניצול השמש לחימום מים. נוחות תרמית: המושגים נוחות תרמית או אי נוחות תרמית מתייחסים להרגשה של האדם בתנאים תרמיים ("חם לי" או "קר לי"). הפרמטרים העיקריים המשפיעים על הנוחות הם: טמפרטורה, לחות יחסית, מהירות האוויר (רוח) ועוד. המטרה העיקרית של הבידוד התרמי היא ליצור אקלים אידיאלי לשהייה בבניין ללא צורך במערכות מכניות. ההשקעה בבידוד תרמי גורמת להקטנת צריכת האנרגיה ולמניעת עובש על הקירות החיצוניים. דרישת הבידוד ואופן היישום מפורט בתקן ישראלי 1045. הדרישות משתנות בהתאם למיקום הבניין בארץ. הבידוד התרמי מושפע מאיכות האיטום של הבית - במונח איטום מתכוונים ליצירת שכבת מגן מפני רטיבות ומים. על השכבה לבודד את האלמנט שאנו רוצים לבודד בבניין ולמנוע כל חדירה של מים. בתכנון הסולרי יש להתחשב בכל הקשור למסלול השמש ולקרינתה. מיקום השמש בשמים, מסלולה, כיווני קרינת השמש, הכיוון הדרומי, קרינה והצללה, גבולות הצל - כל אלו הם פרמטרים חשובים לתכנון כיווני הבית ופתחיו. בחירת החומרים בהתאם לפרמטרים אלה: חומרים אטומים לקרינת השמש, מחוספסים, שקופים ושקופים למחצה מהווים גורם - משפיעה על האקלים והתאורה בבית. נתון נוסף שנלקח בחשבון הוא מקדם העברת חום של החומרים השונים. החום עובר דרך חומרים ואלמנטים בבניין וכל חומר בעל מקדם העברה שונה דבר שיש לו משמעות רבה לתוצאות התחושה התרמית בבניין. |
אוורור הבית:
רצוי להחליף את האוויר של פנים המבנה עם האוויר של חוץ המבנה כדי לסלק גזים, לחות וריחות לא רצויים במבנה. באופן טבעי ניתן לעשות זאת בימי האביב והסתיו על ידי פתיחת חלונות, כאשר מזג האוויר מאפשר זאת.
נוחות ויזואלית:
הנוחות הויזואלית נקבעת על ידי רמת ההארה בבית: תאורה טבעית ומלאכותית, מידת הבוהק והסינוור, אווריריות החלל.
התאורה הטבעית עדיפה על התאורה המלאכותית הן בגלל החיסכון באנרגיה והן בזכות התאמתה לדרישות העין.
הנוחות הוויזואלית נפגעת על ידי מקורות אור חזקים הנמצאים בשדה הראייה של האדם. מקורות אלו גורמים לבוהק ולסינוור.
האמצעים התכנוניים: מערכות אקטיביות ופסיביות לניצול אנרגיית השמש בבניין
מערכות אקטיביות לניצול אנרגיית השמש בבניין נעזרות בדרך כלל בציוד מיוחד ובמערכות מכניות לקליטה, אגירה והסעה של האנרגיה. התכנון של מערכות אלו נעשה בדרך כלל על ידי מהנדסי חימום ומיזוג אוויר.
מערכות פסיביות לניצול אנרגיית השמש בבניין אלו הם האלמנטים שמהם נבנה הבניין אשר משמשים לקליטת אנרגיה והעברתה, כגון פתחים מזוגגים הפונים לדרום וכו.
ההשקעה הראשונית במערכות שכאלו יכולה להיות יקרה ומרתיעה, אך לטווח הארוך, בייחוד כאשר עליית מחירי הנפט והגז בעולם משפיעה באופן ישיר על חשבון החשמל במדינת ישראל, יש לשקול ברצינות התקנת מערכות שכאלה, גם אם בסדר גודל קטן, ויש לייחס חשיבות למיקומן (התקנת דוד שמש, למשל, עשויה להשפיע על תכנון צורת הגג).
תכנון אדריכלי:
להלן דוגמאות לעקרונות תכנון אדריכלי לבנייה הסולרית:
1 . העדפת בניינים ארוכים לכיוון מזרח-מערב כך שהחזיתות הארוכות פונות לכיוון דרום צפון.
2 . פתחים מזוגגים גדולים לקליטת אנרגיה סולרית בחזית הדרומית.
3 . צמצום שטח הפתחים מצד מזרח ומערב.
4 . בקרה והפעלה נכונה של פתחי המעטפת.
5 . שימוש באמצעים טבעיים להצללה ולהגנה מפני רוחות.
6 . אמצעי הצללה לחלקים השונים של הבית בהתאם לשעות היום.
7 . בידוד המעטפת של הבית (בנייה בבלוק או בטכנולוגיה מבודדת, בנייה בבלוק רגיל עם תוספות של טיח תרמי או חומרי בידוד, התייחסות רצינית ביותר לבידוד גג רעפים או גג שטוח). בידוד תרמי טוב מקטין את מעברי החום בין חוץ הבניין לפנים הבניין. איטום מבוקר של המעטפת מפחית את הסתננות האוויר לבית בחורף.
8 . הבטחת פוטנציאל אוורור בקיץ.
9 . במעטפת הבניין שימוש בגוונים בהירים המחזירים את קרני השמש (אופייני לבנייה במזרח התיכון).
10 . הצללה מקסימלית של הגג. אפשר לבנות מעין סבכה או פרגולה על כל הגג כך שבמשך שעות היום הקורות יוצרות הצללה על הגג ובכך מגבירות את רמת הבידוד התרמי.
11 . חלוקה פנימית מינימלית של חלל הבית ושימוש במרפסות שמש.
12 . פריסה נכונה של אזורי הצריכה והקליטה של האנרגיה.
13 . שימוש במערכות גיבוי תרמי המתחשבות באנרגיה סולרית המשלימה אותן.
תכנון בניין מגורים תוך התחשבות בעקרונות אלה מעניק בנוסף לחיסכון בהוצאות האנרגיה גם נוחות תרמית גבוהה, השפעה חיובית על איכות האוויר וסירקולציית האוויר בבית, נוחות ויזואלית והשפעה חיובית על איכות האוויר כתוצאה מהקטנת השימוש בדלקים.