ייעוץ אנרגטי כאינטגרטור לצוות הקמה של פרויקט

מאת: דר. אלכס פאיזיס - סול אנרג`י
תרגום: מהנדס דן אסא Dan Assa Engineering

הקדמה

הפרויקט המובא כאן בתמצית הינו פרויקט לבניית בנין משרדים קטן ברומניה. חברת סול אנרגיה נשכרה לצורך לווי הפרויקט ומתן ייעוץ אנרגטי לכל שלבי הפרויקט. המובא להלן הינו תקציר של הפעולות שנעשו והקשר בין האדריכל, המנהל, הקבלן ויועץ האנרגיה, כדוגמא למערכת יחסים מפרה ועבודה משולבת למיקסום היעילות האנרגטית במבנה.

סול אנרגיה הינה חברה אירופאית שמשרדיה הראשיים באתונה. החברה מתמחה במתן שירותי תכנון ,הקמה וייעוץ אנרגטי למבני ציבור, מלונות, מפעלים ועוד. החברה מבצעת פרויקטים של פיקוח בנייה ,חדרים טכניים, ופתרונות אנרגיה מגוונים לרבות שדות סולאריים, משאבות חום, מערכות מיזוג, פתרונות גיאותרמיים ועוד. לסול אנרג`י למעלה מ 150 פרויקטים פעילים בכל אגן הים התיכון ואירופה.

הפרויקט המדובר

סול אנרג`י נבחרה כיועץ אנרגיה לבניין משרדים חדש בבוקרסט, רומניה. המובא להלן הוא תיאור פעילויות הייעוץ תוך כדי דגש על הממשקים שלו עם הגופים המתכננים והמבצעים בפרויקט, כדוגמא לאופן עבודה בקבוצת תכנון מגוונת.

משימות הייעוץ וממשקיו עם הגופים השונים בפרויקט

1. ארכיטקטים – תאור פרויקט , שימושי הבניין, הנחיות כלליות לארכיטקט המתכנן, מטרות אנרגטיות לפרויקט.

2. אופטימיזציה של תכן ארכיטקטוני – תכן פסיבי נכון , לרבות העמדה, הצללה ומבנה, זרימת אויר וכד`. שילוב מהנדסי מערכות וארכיטקטים בפתרון משולב.

3. ניתוח מבני – חישובי עלויות וחומרי מבנה, ניתוח מפורט של צרכים אנרגטיים ועומסים תרמיים של המבנה.

4. תכן מערכות קונספטואלי – בחינת התאמת מערכות, בחינת חלופות למערכות שונות לפי קריטריונים שונים (הנדסיים –טכניים, אחזקה ועלות. כלכליים – החזר השקעה ותשואה על הון ועוד.)

5. הגדרות מערכות – הגדרה סופית של מבנה, ארכיטקטורה וגודל מערכות, אלגוריתם עבודה ושליטה (במקרה דנן מערכת הבקרה והשליטה הממוחשבת בוצעה ע"י סול אנרג`י)

6. תמיכה בפועל בבנייה – ליווי ביצוע והנחיות מיועדות לקבלנים ולמתכנני המערכות והמתקינים.

7. בחינה של ביצוע למול תכנון – לצורך מתן תוקף ודרוג אנרגטי מהאיחוד האירופי, בחינת תוצאות המבנה והשגת יעדים אנרגטיים.

תכן פסיבי

כמוראה באנליזה, בוצע סקר מקיף והערכות לטובת מיקסום הפרמטרים הפסיביים, כגון חימום סולארי, קירור פאסיבי, תאורה טבעית, אוורור טבעי, חישובי מסות תרמיות ועוד. היעד הסופי הוגדר כ- 85% הקטנה בגודל המערכות המותקנות בבניין מקביל (חימום,קירור ומיזוג וחשמל). על היעדים שהוגדרו לעמוד במבחן המציאות על בסיס בחינה שנתית.

מיקום - במרכז בוקרסט, נאלצו המתכננים להתמודד עם הסתרות שמש, רעש וזיהום אויר. מכיוון מערב קיימת זרימה של אויר וקרינת שמש לא מוסתרת עקב קוטג` חד קומתי. לעומת זאת ממזרח ישנו בניין בן חמש קומות שמהווה חסימה לאוויר ואור. אנליזות מזג אויר מדויקות בוצעו למיקום הרלוונטי בפריסה יומית ושעתית לחישובי העמיסה התרמית.

אוורור טבעי - לצורך מתן מענה לכניסת אוורור ואור שמש בחורף לעומת הצללה בקיץ הוצע מסך מגן דקורטיבי אשר מהווה חלק מהמבנה.

צריכות אנרגיה משוערות - לאחר חישובי כל האלמנטים הסביבתיים והגדרות הדרישות והמבנה, ניתן לבצע אנליזה מדויקת של הצרכים האנרגטיים של המבנה לאורך השנה, על בסיס שעתי. הגרף הבא מתאר את ההבדל באנרגיית המערכת הנדרשת להתקנה. אנו רואים כי בתכנון פאסיבי בלבד, הושגה ירידה של 36% בגודל המערכות האנרגטיות הנדרשות למבנה.

מערכות - לאחר האנליזה והגדרת הדרישות, ניגשנו לבחינת חלופות למערכות אנרגיה שונות, תוך כדי בחינת אלמנטים טכניים, כגון עלות אחזקה לאורך זמן ואלמנטים כלכליים, כגון החזר השקעה ואחרים.

הוצעו מספר פתרונות שהמובילים ביניהם היו מערכות גיאותרמיות פתוחות או סגורות. מטבע הדברים, החיסכון שהושג על ידי תכנון פסיבי נכון, מתורגם כאן ישירות לגודל המערכת הנדרשת לאספקת הצרכים. בתוך המבנה יושמו מערכות חימום/קירור תת רצפתי בשילוב מערכות ביעילות גבוהה לטיפול באוויר. המערכות מפוקדות ונשלטות ע"י מערכת מחשוב מרכזית אשר מנטרת את הדרישות ומווסתת את המערכות לחסכון מקסימאלי (מערכת השליטה והמחשוב בוצעו ע"י סול אנרג`י). התוצאה – בניין עם דרישות אנרגטיות עודפות נמוכות, עלויות תפעול נמוכות ובקרה נוחות מעולה.

בחירת חלופות - לאחר ההשוואות ובחינת כל האפשרויות הרלוונטיות, רוכזו התוצאות בגרפים מסכמים לצורך בחירת החלופה המועדפת. הגרפים הציגו עלות ראשונית ועלות תפעול שוטפת לחלופות.

סיכום
במאמר זה הצגנו הליך חשיבה אנרגטי חדש, אשר מלווה את הפרויקט מתחילת התכנון ועד לביצוע בפועל. ההליך יוצר שיתוף בין גורמי המערכת השונים, לרבות הארכיטקט, הקבלן, המהנדסים והבעלים ובין ייעוץ אנרגטי מלווה, אשר גורם לחסכון מהותי בעלויות ההקמה והתפעול. זאת ועוד, התכנון האנרגטי הנכון מניב פרות ישירים נוספים לנושאי איכות הסביבה, קידום שיווקי ומענקים ממשלתיים שונים.

דן אסא

מהנדס ראשי בחברת סול אנרג`י ישראל - פתרונות לחסכון באנרגיה