מקרה מבחן בית הספר ללימודי הסביבה ע"ש פורטר

_____________________________________________

תעודת זהות
שם הפרויקט: בניין בית הספר ללימודי הסביבה ע"ש פורטר
דרוג: לפי ת"י 5281 גרסא 2011 חלק 4 – מוסדות חינוך. דרוג מיועד: דרוג יהלום- הדרוג הגבוה ביותר בתקן ודרוג פלטיניום עפ"י ה-LEED, התקן האמריקאי לבנייה ירוקה.
סוג פרויקט בית ספר להשכלה גבוהה
מיקום: באזור המזרחי של קמפוס אוניברסיטת תל-אביב
שטח בנוי: כ-3500 מ"ר
מספר קומות: 4 קומות+ מרתף+ גג ירוק
לקוח: אוניברסיטת תל אביב
אדריכלים: פרופ' אדריכל יאשה גרובמן, אקסלרוד גרובמן אדריכלים, דר' יוסי קורי, גאוטקטורה וניר חן, חן אדריכלים בע"מ.
קבלן ראשי: שיתופית חברה לבניה בע"מ, "אלקטרה בע"מ" מערכות מיזוג ואנרגיה מתחדשת
קונסטרוקציה: אביבי אקסלרוד מהנדסים בע"מ
תכנון נוף: ברוידע מעוז
חשמל: סמו מהנדסים
מיזוג אוויר: אסא אהרוני
אקוסטיקה: ויקס אהרון
ייעוץ וסימולציות תאורה טבעית: ד"ר ערן קפטן
מנהל הפרויקט: ליאור עיני – ברן ישראל
יעוץ סביבתי: גיא באטל , לודן טכנולוגיות
יועצת תרמית: מאירה בת אל
אקולוגית: אביב אבישר
הידרולוג: שמעון צוק
קונסטרוקציה: א.ט. מהנדסים – בניה והנדסה אזרחית (358) בע"מ
ליווי לתקן: ברן ישראל – הגשה לתקן 5281, אסא אהרוני מהנדסים יועצים בע"מ – הגשה לתקן האמריקאי LEED , חופית יצחק בן שלום – ניהול תוכניות וייעוץ
אכלוס: ספטמבר 2014
____________________________________________

למעבר למרכז המידע שלנו עם כל המחקרים העדכניים לחצו כאן

תקציר

בניין בית הספר ללימודי הסביבה ע"ש פורטר מתוכנן כמעבדה חיה המדגימה באופן מעשי את עקרונות הבנייה הירוקה. מחשבה רבה הושקעה בעת תכנון הפרויקט כך שהבניין יפיק את המירב מהאלמנטים הפאסיבים, כגון ניצול השמש לתאורה ואוורור הטבעי לאקלום החללים, כדי לצמצם את הצורך בתאורה מלאכותית ובמערכות מיזוג הצורכות חשמל. העמדת המבנה על ציר צפון-דרום, עם החזית הרחבה כלפי דרום, מאפשרת לנצל באופן מירבי את קרינת השמש לחימום בחורף ותכנון של הצללה נכונה מסייע למנוע את חדירת קרני השמש בקיץ. החזית הדרומית כוללת אלמנט המכונה ה"אקו-וול" – מערכת תרמו-סולארית המייצרת אנרגיה להפעלת כל מערכת המיזוג בבניין. בתחום המים המבנה הצליח להגיע ל100% חסכון במים שפירים להשקייה בכך שכל המים האפורים מהברזים והמקלחות במבנה מועברים, לאחר טיהור באגנים הירוקים, לשימוש להשקייה. החזית הדרומית של בניין בית הספר ללימודי סביבה, ובמרכזה אלמנט ה"קפסולה", נראים היטב על ידי כל מי שעובר בנתיבי איילון. הקפסולה הינה אלמנט עגול המסמל את כדור הארץ כתזכורת מתמדת לאנשי הסגל ולסטודנטים הלומדים במבנה את מקצועות הסביבה, את מה הם מנסים לשמר. כמו אלמנט זה, כל אספקט תכנוני ופיזי של הבניין משקף את החזון של בית הספר לקידום חקר מקצועות הסביבה ונושא הקיימות על כל רבדיו.

הישגי הפרויקט במספרים:
20% מכלל החומרים בפרויקט הינם תוצרת ישראל.
44% מהחומרים בפיתוח, 18% מחומרי הגמר ו-12% מחומרי השלד הנם חומרים ממוחזרים או בשימוש חוזר.
ל-91% מרכיבי הגמר ו-13% ממרכבי השלד יש תו ירוק ישראלי או בינלאומי.
50% מהעץ בפרויקט הינם עץ משקי
40% חסכון במים שפירים בשימוש בתוך המבנה
75% מהחללים המאושים מוארים באמצעות תאורה טבעית
75% מפסולת הבניין הועברה לאתר מחזור מורשה

רקע
בית הספר ללימודי הסביבה ע"ש פורטר הוקם בשנת 2000 ומאז הוא מתפקד כמרכז אקדמי למחקר רב תחומי ולהוראה בנושאי סביבה בישראל. לבית הספר גישה בינתחומית ייחודית המאפשרת לשלב בין תחומי מחקר השייכים למדעי הטבע והמדעים המדויקים לבין תחומי מחקר השייכים למדעי הרוח והחברה.
עד 2014 בית הספר ללימודי סביבה התאכסן בבניין באוניברסיטת תל אביב ללא משכן משל עצמו. בעזרתה הנדיבה של דיים שירלי פורטר הוחלט להקים לבית הספר ללימודי סביבה מבנה קבע, אשר לא רק יאכלס את הסטודנטים והסגל האקדמי אלא גם ידגים בעצמו את הערכים הסביבתיים שבית הספר מנסה לקדם.
ב-2008 הוכרזה תחרות לבחירת האדריכלים לתכנון של מבנה בית הספר ללימודי סביבה כבניין ירוק שיעמוד בתקנים המחמירים ביותר לבנייה ירוקה. עצם פתיחת התכנון לתחרות הייתה עוד אבן בדרך להגשמת חזון בית הספר לעודד אדריכלים ויועצים ללמוד ולהתמקצע בתחום של הבנייה הירוקה.
ההצעה התכנונית הזוכה, של קבוצת אקסלרוד-גרובמן אדריכלים עם חן אדריכלים ועם גאוטקטורה כללה אסטרטגיות לעמידה בתקן הישראלי לבנייה ירוקה (ת"י 5281) ובתקן האמריקאי LEED.
במהלך תכנון המבנה היה ברור כי הוא יהיה יוצא דופן בביצועיו הסביבתיים לכן הוחלט להמתין עם תהליך ההסמכה עד לעדכון התקן הישראלי בשנת 2011, ולהסמיכו לפי התקן העדכני והמחמיר יותר. יתרה מזו, על מנת לתעל את הסיטואציה ללימוד אקדמאי של הנושא ניתן אישור לביצוע עבודה אקדמית שמטרתה להשוות בין תהליכי ההסמכה של שני התקנים.
על אף העובדה שדרישות התקן בגירסתו החדשה התפרסמו רק לאחר שהמבנה כבר היה בשלבי בנייה, הבניין הצליח לעמוד ביעד שהוצב לו והנו מועמד להסמכה כבניין ירוק 5 כוכבים, הדרוג הגבוה ביותר בתקן הישראלי. בנובמבר 2014 קיבל בניין בית הספר את ההסמכה הסופית לתקן האמריקאי לבנייה ירוקה, בדרוג הגבוה ביותר- LEED PLATINUM ברמה של 92 נקודות והצטרף לנבחרת של כ-20 מבנים בלבד בעולם שקיבלו ניקוד הגבוה מ-90 .

אנרגיה
גולת הכותרת של הבניין הוא הקיר הדרומי הנקרא גם ה"אקו-וול". הקיר משמש להפקת אנרגיה, הצללה על חלל האטריום, הפרדה תרמית של חללי המבנה העיקריים מן השמש הדרומית וכמגן אקוסטי . בנוסף משמש האקו-וול כבסיס פיזי להקמת מעבדות סביבתיות וכחלון ראווה של בית הספר כלפי הצופים אליו מנתיבי איילון. על חלקו החיצוני של האקו-וול מותקנות שפופרות תרמו-סולאריות לחימום מים. המים הרותחים מועברים בצינורות לגג שם, באמצעות מצנן ספיגה, האנרגיה מתורגמת לחימום או קירור מים (בהתאם לעונת השנה) למיזוג הבניין. המשמעות היא שהאנרגיה המיוצרת ע"י חימום השפורפרות מזינה את מערכת המיזוג בבניין באופן מוחלט, ללא צורך בחשמל נוסף. יתרה מכך, המערכת מחוברת לקמפוס האוניברסיטה כך שבסופי שבוע וחגים- כשהבניין מייצר עודף אנרגיה, ניתן להעבירה לבניינים אחרים בקמפוס.
מיזוג האוויר מפוזר בחללים על ידי מערכת של קורות קורנות. המערכת מכוונת לחמם או לקרר את החלל לטמפרטורה בין 21-25 מעלות, שזהו טווח הנוחות התרמית. מערכת זו חסכונית באנרגיה כיון שהיא פועלת במהירות אוויר נמוכה ואינה דורשת מאווררים או רכיב צורך אנרגיה אחר ביחידות הקצה.
חלל הכניסה לבניין, המכונה גם האטריום, מתנשא לגובה של כ- 16מ'. לכן, לטובת חיסכון בצריכת האנרגיה לא תוכנן לאקלם את כל גובהו אלא רק את האזור שבו שוהים אנשים. הדבר התאפשר אודות לשימוש במערכת צינורות מים שמקרינה חום מהריצפה עד גובה קומת אדם (כשני מטר). בקיץ המערכת עובדת הפוך כך שהצינורות סופגים את הקרינה הנפלטת מגוף האדם (כ-60-70 וואט לאדם) ובכך שומרים על חלל הכניסה קריר. בנוסף הותקנו מערכות לאוורור לילה, ומערכות לשחרור אוויר חם באמצעות ארובות תרמיות שחורות, מגובות מאווררים, ומוכוונות בהתאם לרוח השלטת המוגברת על ידי הצורה האווירודינמית של המבנה. כמו כן הזכוכיות בקיר האקו-וול הדרומי, מסוג LOW-E ובידודית הן בעלות ביצועים תרמיים גבוהים במיוחד. הן מצמצמות את החום הקורן אך מעבירות תאורה טבעית מה שמצמצם למינימום את עומס החום הנובע מתאורה.

תאורה
הדבר הראשון שמרגישים כאשר נכנסים לבניין הוא השפע בתאורה טבעית. גם בימים סגריריים, חלונות הזכוכית הפונים מזרחה, מערבה ודרומה, מיתרים כמעט לחלוטין את השימוש בתאורה מלאכותית. גם בתכנון הכיתות והחללים הפנימיים הוגברה התאורה הטבעית ככל הניתן מבלי לייצר בוהק.
התאורה המלאכותית בכל הבניין הינה בגופים בעלי נצילות אורית גבוהה כגון LED וT-5 והיא מופעלת באמצעות מערכת בקרה מרכזית המגדירה הדלקה בהתאם לחיישני נוכחות, מדי תאורה "פוטו-צל" או הגדרות זמנים, כך שאם אין אנשים בחדר או אם רמת התאורה הטבעית גבוהה מספיק- לא יהיה שימוש בתאורה מלאכותית.
מחקר מעמיק נעשה כדי להבטיח כי גופי התאורה, הן בתוך המבנה והן מחוצה לו, מונעים זיהום אור לילי. תאורה חיצונית תוכננה רק במקומות הנדרשים לצורך אבטחת המקום או באזורים הפעילים בשעות החשכה.

איכות פנים מבנית
בחלל האטריום ישנם חלונות נפתחים המכניסים אוויר ממערב פנימה ותורמים לאוורור טבעי של המבנה. כאשר האוויר מתחמם האוויר החם עולה למעלה לארובות שפולטות אותו החוצה וכך נשמרת טמפרטורה נוחה בבניין ללא צורך בחשמל.
בבניין יותר מ 70 חולונות כיבוי אש אשר אנו מנצלים אותם לפתיחה אוטמטית בשעות הדימדומים כאשר יש בריזה קרה מכיוון מערב (הים)ומאפשרים להשאיר את מערכת המיזוג כבויה במרבית שעות הבוקר.

מים
מים הוא משאב טבעי מאוד חשוב בישראל ובפרויקט הקפידו לחסוך ככל הניתן בצריכת המים ולהגיע לשימוש חוזר מקסימלי עבור כל טיפה. לשם כך כל הברזים והמקלחים שהותקנו בבניין הינם חסכוניים, דהיינו בעלי ספיקות נמוכות משל ברזים סטנדרטיים. יתרה מזאת, בחדרי השירותים הברזים הינם ברזים אלקטרוניים שהם חסכוניים במיוחד, ומאחר והם מופעלים ע"י חיישן אלקטרוני נמנע בזבוז מים בשל ברז שהושאר פתוח.
המים האפורים בבניין, מים ממקלחות וכיורי רחצה, נאספים ומטוהרים באמצעות סדרה של אגנים ירוקים הנמצאים בכניסה לבניין. האגנים הירוקים, מלבד היותם חלק אסטטי בלתי נפרד מהפיתוח הנופי, מכילים מצעי סינון וניקוי העשויים מצמחים ומאבני טוף וחצץ. המים עוברים בכוח הגרביטציה בין שלוש הבריכות השונות המטהרות את המים האפוריים עד לקבלת מים צלולים לחלוטין בהם ניתן לעשות שימוש חוזר להשקיה. מערכת ההשקיה של הפיתוח הנופי בקומת הכניסה ושל הצמחייה על הגג מבוססת לחלוטין על המים המטוהרים ולכן אין שימוש במים שפירים להשקיה כלל.

חומרים
מחשבה רבה הושקעה בבחירת החומרים לפרויקט מתוך שאיפה להשתמש בתמהיל היעיל ביותר של חומרים ממוחזרים, חומרים המיוצרים בישראל וחומרים בעלי תו ירוק ישראלי או בנלאומי. אחד החומרים בהם נעשה שימוש נפוץ ושעד כה היה נדיר לראותו בפרויקטים הינו הבמבוק. הבמבוק נחשב חומר חזק מאוד אך בעל קצב התחדשות מהיר ובמבנה ניתן לראות אותו כחיפוי דקורטיבי לקירות הפנים, כריצוף בתוך המבנה ומחוצה לו וגם באבזרי הריהוט הפזורים באטריום ובמסדרונות. אלמנט נוסף בחומרי הגמר הינם אריחי הריצוף במסדרונות ובכיתות אשר עשויים מ-60% פסולת בנייה ממוחזרת.
גם בעת הבנייה עצמה נעשו מאמצים רבים לשימוש חוזר בחומרים. לכן לצורך מילוי היסודות, מילוי תשתיות הרצפה ולייצוב חלק מהמדרונות הדרומיים שעליהם יושב המבנה, נעשה שימוש חוזר בשאריות האספלט שהיה באתר לפני כן ובפסולת בנייה. כמו כן, נעשה שימוש חוזר בעפר מהחפירה שבוצעה עבור האודיטוריום בקומת המרתף לצורך הגבהת מפלס הכניסה לבניין, וזאת כדי לאפשר את המבנה המדורג של האגנים הירוקים.

פסולת
בדרך כלל חדרי האשפה ממוקמים במקומות הכי נידחים בבניין ואינם מהווים מקור מיוחד לגאווה. במבנה בית הספר הבחירה לתכנן את חדר האשפה בקירבה לכניסת הבניין ועם חזית זכוכית שקופה בטווח ראיה של כל הנכנס לבניין, מדגימה היטב את הרצון דווקא לחשוף את הקהל לתהליכי ההפרדה והמחזור של הפסולת. חדר הפסולת במבנה תוכנן עבור יכולת הפרדה עתידית ל-9 זרמים.

תחבורה ונגישות
הפרוגרמה המקורית של הבניין ייעדה את המרתף לשמש כחניון עבור באי הבניין וכך גם הופיע בתוכניות הראשוניות שהוגשו במסגרת התחרות. עם התקדמות הפרויקט לקראת ביצוע וכחלק מגיבוש אסטרטגיית הקיימות של הבניין, הוחלט להפנות את כלי הרכב למגרשי החנייה הקיימים ברחבי הקמפוס ובמקום חניון להשתמש בחלל המרתף לבנייה של אודיטוריום. בבניין תוכננו חניות נכים ועוד 6 מקומות חניה בלבד וזאת לטובת עידוד השימוש באמצעי תחבורה אלטרנטיביים על פני רכבים פרטיים. מתוך ראייה ארוכת טווח, לכולן הכנות למערכת הטענה עבור כלי רכב חשמליים.

אופניים: שבילי אופניים מוסדרים מגיעים עד לפתח הבניין. שם מחכות לרוכבים שפע חניות אופניים הנמצאות בשדה הראייה של עמדת שומר הכניסה. כדי לאפשר נוחות מירבית ולעודד הגעה באופניים גם בימי הקיץ הרבים תוכננו מקלחות ומלתחות בקומת המרתף.

תחבורה ציבורית: במרחק של פחות מ-200 מ' מכניסת הבניין ממוקמות מספר תחנות אוטובוס המשרתות למעלה מ-15 קווים שונים. בנוסף, הבניין ממוקם 10 דק' הליכה מתחנת רכבת וטיילת מובילה בין התחנה לבין הבניין.

נגישות: הבניין עצמו והגישה אליו הותאמו באופן מלא לגישה של אנשים בעלי מוגבלויות.

פיתוח נופי
גג הבניין משמש כ'גג ירוק' וכמחציתו מכוסה בצמחייה. מלבד מקום מפגש נעים לסטודנטים, לגג מגונן יש יתרון בהפחתת תופעת אי החום העירוני ובשיפור הבידוד של הגג לחום וקור. הצמחייה שנבחרה לגג הינה מקומית וחסכונית במיוחד וכמעט אינה דורשת השקיה או תחזוקה כגון גיזום. מעט המים הנדרשים להשקיית הצמחייה מתקבלים באופן מוחלט ממים אפורים שטוהרו ע"י האגנים הירוקים. בנוסף, תוכננה גינת עשבי תבלין במרפסת בקומת הקרקע במטרה להזמין את הסטודנטים והסגל להנות משתיית ספל תה מהביל מצמחים שנקטפו זה עתה ובשאיפה אף לשמש את הקפיטרייה העתידית
המבנה משמש ללימודים גבוהים של מקצועות האקולוגיה, לכן הייתה חשיבות רבה ליישום הלכה למעשה של שמירה ואף שיפור האקולוגיה בשטח, על אף עבודות הבנייה. לשם כך צוות היועצים מנה גם אקולוגית אשר ליוותה את הפרויקט והמליצה על שימור ושיפור אקולוגיית האתר באמצעות יצירת בתי גידול לזוחלים והנחיות למניעת השתלטות של מינים פולשים מהמדרון על המינים שנשתלו באתר.

קהילה חברה וחינוך
חזון הבניין הוא להיות אבן שואבת לאדריכלים, מהנדסים ומתכננים בתחום הבנייה הירוקה. ההתנסות בטכולוגיות מהחדישות ביותר ויישומן באופן חסר תקדים במבנה בישראל, מאפשרות לבניין לשמש מעבדה חיה לניטור וניתוח היתרונות והחסמים ביישום הטכנולוגיות גם במבנים אחרים בעתיד.
כדי לחזק זאת נערכים סיורים רבים בבית הספר וכל המידע אודות הבניין ומערכותיו נגישים באופן מלא דרך אתר האינטרנט של בית הספר.
את הבניין ניתן לראות בקלות בנסיעה צפונה על נתיבי איילון ולכן בחרו להשתמש בו כאמצעי נוסף להעברת מסרים סבבתיים. בשעות הלילה אלפי נורות LED על "הקפסולה" מעבירות נתונים אודות רמת זיהום האוויר.
הדבר בא לידי ביטוי גם בחשיבה התכנונית, אשר לא בהכרח נותנת ניקוד בתקן אך מעודד התנהגות בריאה של האנשים המשתמשים בבניין. למשל הבחירה למקם את המעלית באופן נסתר ולהבליט את גרם המדרגות נועדה לעודד את השימוש במדרגות על פני המעלית. בנוסף, המסדרונות הפתוחים מאפשרים מפגשים ואינטראקציות חברתיות.

___________________

תודות
גל סורקין שפניר
אדריכל ד"ר יוסי קורי
חופית יצחק בן שלום

צילום: שי אפשטיין

כתיבת מקרה המבחן: עדי אשכנזי