אספקטים של בניה ירוקה תוך שימוש ברכיבים של בטון טרום

מבוא

בשנים האחרונות חלה עלייה במודעות לאיכות הסביבה בכלל ולאיכות הסביבה בבניה בפרט. לאור זאת, המשרד לאיכות הסביבה שם לו למטרה לשלב בתוכניות הבנייה נוהלי בנייה המפגינים רגישות לסביבה, באמצעות הפיתוח והיישום של קווים מנחים לבנייה אחראית כלפי הסביבה. קווים מנחים אלה, יוכלו לעזור בקביעת מוצרים ונוהלי עבודה ירוקים בבנייה עירונית, וכן יעזרו להשיג יעילות וחיסכון בעלויות. הקווים המנחים שיותוו יהיו השלכה מידית על סדרה של פרויקטים וינוסחו מחדש בהתבסס על הערכת מידת ההצלחה של הפרויקט, ועל מדידות שיתבצעו בנוגע לביצועי הפרויקטים הניסיוניים. יש ציפייה כי הקווים המנחים ייושמו בכל תוכניות הבנייה המתבצעות בישראל.

לתכנון בנייה אחראי כלפי הסביבה )הנקרא לעתים ארכיטקטורה "בת קיימא" או "ירוקה"( יתרונות אחדים: האחד, הוא מעודד נצילות אנרגיה באמצעים של חישוב עלות מחזור חיים של מעטפת הבנייה והמערכות המכניות; השני, הוא מוביל לניצול מרבי תוך מניעת דלדול משאבי הטבע; השלישי, מיחזור ושימוש בחומרים הניתנים למיחזור. הרביעי, דואג לנוחיות המשתמש ולבריאותו, באמצעות הגברת התאורה הטבעית והאוורור הטבעי והימנעות משילוב מוצרים רעילים בציוד הפנים. יש לציין שבניה הכוללת אחריות לסביבה מצריכה אף הערכה של הגורמים הכלכליים והאקולוגיים של חלופות הבנייה, כולל הגורמים אשר אינם נחשבים כיום כ"עלויות", כגון דלדול משאבים, בזבוז אנרגיה לשם חפירה, הובלה וייצור החומרים. בנוסף, תכנון ירוק הוא תכנון שבו ההחלטות מבוססות על קריטריונים שמטרתם ניהול משאבי הבנייה מעבר לסוגיות הארכיטקטוניות, האסתטיות והפונקציונליות.

אך, תכנון בנייה אחראי כלפי הסביבה הוא פרויקט בנייה "ירוק" בעל אופי חינוכי המפגין את היתרונות של תקנים סביבתיים מחמירים יותר על ידי שימוש במודלים חסכוניים אב-טיפוסיים להערכת הפרויקט. עקב זאת תהליך הטמעתם ארוך, ועד אשר ייטמעו מתודולוגיות "מבוססות סביבה" בסגנון הזרם המרכזי של שיטות הבנייה, ימשיכו מאמצי בנייה אלה להיחשב באופן מודע כמאמצים נפרדים "ירוקים". בנוסף, הבנייה הירוקה מחייבת שיתוף פעולה בין כל הגורמים העוסקים בתכנון הבית, היינו,היזמים וכל צוות המתכננים, החל משלב התכנון הראשוני והעמדה של הבית, ומודעות רבה שלהם לנושא. חשוב לציין שחלק חשוב בתכנון הוא התייחסות לעלות הבית לכל מחזור חייו ( Life Cycle Cost ) כשיקול הכלכלי העיקרי ולא לעלות ההשקעה בבנייה עצמה.

במהלך מחצית המאה האחרונה, בניה טרומית מבטון סומנה כבסיס לחיסכון בחומרים וכוח אדם, שיפור באיכות המוצר, במיומנות הביצוע ובמהירות הביצוע. הקבלנים מעדיפים לבנות בבניה טרומית, מסיבות ברורות של חיסכון בעלויות והצלחה מרובה בפרויקט. בשנים האחרונות גדלה ההבנה כי בניה טרומית מבטון ביצעה צעד ענק קדימה בכל הנוגע לתפיסה של צמצום הפגיעה באיכות הסביבה, כגון: יעילות תחבורתית לדיירים; חומרי בנייה בעלי תוחלת חיים ארוכה יותר שעלות תחזוקתם נמוכה; ניצול יעיל של חומרי הבנייה להקטנת כמות פסולת הבניין; מזעור הפגיעה בסביבה; מחזור פסולת, מים "אפורים"; חומרי בנייה שייצורם דורש מעט אנרגיה.

שיפור איכות הסביבה באתר הבניה ע"י שימוש באלמנטים העשויים מבטון טרומי 

ענף הבניה הוא מצד אחד, צרכן גדול של משאבי הטבע ומצד שני מזהם גדול של הסביבה. במשך 30 השנים האחרונות, חלה עליה בפגיעה בסביבה עקב הגידול הדרמטי באוכלוסיה והתפתחות התעשיה שהובילו לעלייה בבניה. הבניה גורמת לפגיעות סביבתיות רבות: למשל, בניית קונסטרוקציה של בניין אחראית על 25% מכריתת העצים מהיערות ועל 30% מחול וחצץ ממחצבות כל שנה ברחבי העולם. באופן גלובלי, ענף הבניה צורך, 16% מהמים המתוקים ו 30%- מהאנרגיה הנצרכת בשנה. קרוב ל 30%- מגופרית חמצנית מופק מדלק פוסילי, המיוצר ע"י הגנראטורים להפקת חשמל לצורך הספקת אנרגיה לבתינו ולמשרדינו.

הבעיה הסביבתית בענף הבניה נוצרת לרוב מבניה בשיטה הקונבנציונלית המתבססת על טכנולוגיה לא מתקדמת, דורשת פחות אנרגיה, אך משתמשת בציוד מזהם מאוד. עקב הפעילות האינטנסיבית של בניה בתוך אתר הבניה, ומתוך הצרכים הטבעיים של צורת הבניה הקונבנציונלית, היא גורמת למספר מפגעי סביבה כגון: חוסר סדר ונקיון באתר, אבק רב, רעש חזק, זיהום אוויר, צפיפות תחבורתית בקרבת האתר ועוד. כל המפגעים הללו מהווים מטרד לאנשים הגרים בבניינים הסמוכים, כמו גם לאנשים המשתמשים בנתיבי התחבורה בקרבת האתר.

בשנים האחרונות חלה עליה חדה בהבנת האזרחים את החשיבות של איכות האוויר והצפיפות התחבורתית והם מחו בפני מוסדות הממשל. מחאתם הובילה למשל לבניה טרומית, הכוללת רכיבים קונסטרוקטיביים ואדריכליים המיוצרים במקומות נגישים, מחוץ לאזורים הצפופים של מרכזי ערים. הרכיבים מיוצרים במפעל הטרומי יכולים להיות: לוחות קיר, קורות, עמודים, טבלאות בטון, גרמיי מדרגות, חזיתות אדריכליים ועוד. אלמנטים אלה מיוצרים במפעל תחת תנאים מבוקרים באזורים בהם התנאים טובים מאד ויש מקום רב לאכסון. הרכיבים מיוצרים עם חוזק גבוה ובטון ברמה גבוהה בשילוב עם מגוון אפשרויות כמו מוטות ברזל, חיפוי אבן ועוד. פועלים, חומרים, ציוד ושאר אביזרים מועברים בצורה קלה יותר למפעל, מפני שהוא לא נמצא במרכז העיר והדרכים אליו פתוחות ונגישות יותר.

כאשר אתר הבניה נמצא במרכז העיר, ישנה תנועת רכבים רבה אל ומן האתר. ישנן משאיות רבות החוסמות את עורקי התנועה ובו בזמן מזהמות את אותה נקודה בעיר בכמות נכבדת של פליטות רכב למינהן הנובעות משימוש בדלקים מסוגים שונים. המשאיות לרוב מובילות חומרי בנייה, ציוד או משאבות ומערבלי בטון לצורך העבודה השוטפת באתר. אך באם הבנייה משתמשת ברכיבים טרומיים, ניתן לייצרם באתר ייצור מחוץ לעיר , כגון: חזיתות של מבנים שיכולים להיות צבועים מראש במפעל הטרומי ולחסוך את הפיגומים שיביא צבעי חיצוני לאתר הבניה (שינוע ציוד מיותר לאתר) ואת הצביעה באתר הבניה (זיהום אוויר הנובע מריחות של הצבע ולכלוך מיותר). ולשנע אותם אל האתר בשעות השפל על הכבישים, כמו למשל באמצע הלילה, ובכך למנוע חסימת צירי תנועה ולמתן את כמות הפליטות הנצברות בו זמנית בנקודה אחת.

לתהליך הייצור מחוץ לאתר (באמצעות רכיבים טרומיים) יתרונות אחדים:

1. התהליך מלווה בהפחתה משמעותית בכמות הפסולת הנוצרת בזמן הבניה לעומת תהליך הבניה הקונבנציונלית.
2. ישנם רכיבים טרומים המתוכננים לחיסכון באנרגיה.
3. ההפחתה בשימוש בחומרים כגון: צמנט, אגרגטים, חול, ברזל, עץ, מסגרות עבודה ומרכיבים נוספים, מפחיתה את כמות האנרגיה המושקעת בחציבה, בעיבוד ובתהליך ייצור של החומרים הללו, ומפחיתה את זיהום האוויר הנפלט מהתהליכים שבייצור. לדוגמא, בייצור של טון אחד של צמנט נפלט כ-טון של פחמן דו חמצני לאטמוספירה. החיסכון בחומרי בניה יוביל לחיסכון במשאבי הטבע שלנו הכלולים בתוך תהליך הייצור ולחיסכון במשאבים כמו דלק. בנוסף, השימוש בבניה טרומית, חוסך את הדרישה הגדולה לעץ הנעשית בבניה הקונבנציונלית לצורך טפסות זמנית, מעקות זמניים, עיצוב ובכך תופחת כריתת היערות בעולם.

לבניה מבטון טרומי יתרונות סביבתיים הן בזמן הבניה עצמה והן בזמן החיים של המבנה.

בזמן הבניה:

מינימום אשפה - נדרשים פחות חומרים בשל הדיוק בתערובת המיקסר של הבטון וכן נלקחים טולרנסים קטנים יותר. פחות בטון מבוזבז מיוצר הודות לפיקוח הצמוד על הכמויות של החומרים. את עודף החומר שנוצר יותר קל למחזר בגלל שהייצור של הבטון הוא במקום אחד. כמו, חול, ברזל וחומרים נוספים המשמשים לגימור של פני השטח ממוחזרים ומשתמשים בהם שוב.

תכולה ממוחזרת - חומרים ממוחזרים כמו אפר פחם, צמנט סיגים, סיליקה ואגרגטים ממוחזרים יכולים להיכלל בתוך הבטון, ע"י כך מגדילים את השימוש בחומר ממחוזר ומפחיתים את השימוש בחומר חדש )בתולי(, למשל,שימוש בחומרים ממוחזרים הכלולים בתערובות הבטון )אפר פחם, מוטות ברזל, כבלי פלדה ועוד(. אפר פחם יכול להוות עד 56% מתערובת הבטון וכ 2.5%- מסך כל מוצרי הבטון הטרום. תעשיית הבטון הטרומי משתמשת בכ 9- מליון טון של אפר פחם בשנה, על מנת להשיג חוזק ועמידות למוצרי הבטון השונים. הוספה של אפר פחם ושאר מוצרי לוואי של תעשיות שונות יכולים להועיל לא רק לשיפור באיכות הסביבה במחזור חומרים אלה, אלא גם לתרום לחוזקו הסופי של האלמנט הטרומי. בטון חזק מאד יכול להיות ממוחזר לבניה טרומית, בין 2% ל 35%- מהאגרגטים של הבטון הטרומי יכול להיות מבטון ממוחזר(. בנוסף, נעשה שימוש במים אפורים שממוחזרים לתוך תערובות בטון.

פחות הפרעה לסביבה - פחות אבק ואשפה נוצרת באתר הבניה מפני שרק אלמנטים שזקוקים להם מסופקים לאתר הבניה. פחות משאיות ופחות זמן נדרשים לבניה מפני שהבטון מיוצר מחוץ לאתר הבניה. סיבה זו במיוחד מועילה באזוריי אוכלוסיה צפופים. יחידות של בטון טרומי בד"כ אלמנטים גדולים, אזי חלק גדול מהמבנה נגמר עם כל פעילות, תוך יצירת פחות שיבושים באופן כללי. בנוסף יש פחות רעש באתר הבניה כי רוב העבודה אינה מבוצעת באתר הבניה עצמו.

בזמן החיים של המבנה:

חיסכון באנרגיה - חיסכון באנרגיה מושג בבניינים ע"י שילוב של מסה תרמית של בטון יחד עם כמות אופטימלית של בידוד בבנית קירות טרומיים. בטון טרומי משמש כחוסם אוויר, הוא מפחית חדירת אוויר ושומר יותר אנרגיה בתוך הבית. משקל אלמנטי הבטון הטרומי יכול להיות מופחת עד לכשליש וכל זה בזמן שיפור באיכות הבידוד. בבניה טרומית יש שימוש בחומרים ממוחזרים, אשר תורמים לעיצוב תרמי טוב יותר ובמגוון רבדים לאיכות הסביבה. יש שימוש בפחות בטון בבניה טרומית יחסית לבניה מסורתית מבטון, בגלל איכות החומרים הגבוהה שמשתמשים בהם. עיצוב נכון של מבנה טרומי יכול להסתיים במספר מופחת של אלמנטים, מפתחים גדולים יותר ופחות חומר שמשתמשים בו באתר הבניה. בידוד אופטימלי מושג תוך שימוש בקירות סנדוויץ טרומיים.

התנגדות לאסון - מבנים טרומיים עמידים בפני אש, רוח, הוריקנים, הצפות ורעידות אדמה.

קרירות - בטון קל או בטון צבוע בצבעו הטבעי מפחית את חדירת החום, ולכן מפחית את הטמפרטורה החיצונית של המבנה ובכך חוסך אנרגיה.

יכולת מחזור - מבנים מבטון טרומי באזורים מאוכלסים, יכולים להיות ממוחזרים לתוך מילוי של בסיסיי כבישים, לקראת סוף ימיהם השימושיים. רוב חומרי האשפה ניתנים למחזור

בניה ירוקה מבטון טרומי בארה"ב

בארה"ב, הרצון של קליינטים ולפיכך גם של המתכננים, לעצב מבנים ידידותיים לסביבה, תופס תאוצה בשנים האחרונות. רוב תשומת הלב ניתנת ע"י חברת LEED: leadership in Energy & environmental Design. שנוצרה ע"י המועצה לבניה ירוקה בארה"ב. הכרה של מבנה ע"י LEED כמבנה ירוק מושגת באמצעות ניקוד ב 6- קטגוריות שונות: המצאות באתר, ניצול מים, אנרגיה ואטמוספירה, חומרים ומשאבים, איכות סביבתית בתוך המבנה, חידושים ועיצוב. לכל אחת מ 6- הקטגוריות יש מספר קטגוריות ספציפיות למדידה כדי לקבוע האם הבניין הוא ידידותי לסביבה. יש צורך להשיג לפחות 26 נקודות על מנת להפוך להיות: "מבנה ירוק".

הסטנדרטים המקיפים של חברת LEED בנוגע לבניה ירוקה נשענים על טופס המבוסס על  נקודות, אשר מציינות את העמידות והידידותיות לסביבה במספר קטגוריות. על מנת להשיג אישור בסיסי של חברת LEED יש צורך לקבל בין 26 ל 32- נקודות. החברה מעניקה דרגות למבנים שבוחנת. יש אפשרות להשיג את דרגת הכסף בה יש צורך לקבל בין 33 ל 38- נקודות, דרגת הזהב הדורשת 51-39 נקודות והדרגה הגבוהה ביותר, פלטינום, למבנה שקיבל מעל 52 נקודות.

ארכיטקטים ובעלי הון, מחפשים אחרי כל טכניקה עבור בניה ירוקה שהם יכולים למצוא, על מנת לעזור לפרויקטים שלהם להפחית את כמות האנרגיה המושקעת ולספק יתרונות אקולוגיים לאוכלוסיה. רכיבים מבטון טרומי עוזרים להשיג את המטרה הזו.

על מנת להגיע להישגים טובים ע"י LEED מתכננים נוטים לעיתים תכופות יותר לבניה מבטון  טרום, אשר מספקת מספר יתרונות ירוקים. כל סוגי המבנים הנבנים בבטון טרומי עוזרים במספר דרכים להשיג נקודות מטעם חברת,LEED תוך שימוש בחומרים מקומיים, איכות ייצור  מתקדמות וחיסכון גדול בהוצאת אנרגיה. למעשה רכיבים מבטון טרומי יכולים להשיג 23 מתוך 26 נקודות על מנת להשיג את אישורה של חברת,LEED לכך שהמבנה הינו "מבנה ירוק".  היתרון הגדול בבניה מבטון טרום הוא המסה התרמית, אשר עוזרת בויסות שינויים בטמפרטורה החיצונית. בנוסף באלמנטים מבטון טרומי גדולים יש מעט חיבורים ובכך מונעים חדירת אוויר לא מפוקח לתוך המבנה.

סיכום

ההצלחה של תעשיית הבניה הטרומית מבטון התבססה על יתרונות כלכליים, מוצרים איכותיים יותר ומהירות בניית הקונסטרוקציה. היום יש מניע נוסף לשימוש בבניה הטרומית והוא העלייה במודעות לצפיפות תחבורתית, זיהום סביבתי וניצול משאבי טבע. שימוש בבניה מבטון טרומי מתורגם באופן ישיר לחיסכון כלכלי וחיסכון סביבתי. יש שימוש בפחות חומרים, פחות ניצול משאבי הטבע, וחיסכון באנרגיה של ייצור והובלה. בניה טרומית הפכה להיות אלטרנטיבה מאד אטרקטיבית לבניה קונבנציונלית באתר, במיוחד במרכזיי אוכלוסין גדולים.