בית הספר ללימודי הסביבה ע"ש פורטר
תאור פרוייקט:
באוניברסיטת תל אביב הוקם מבנה ייחודי - ביה"ס לאיכות הסביבה ע"ש פורטר. התכנון האדריכלי בוצע על-ידי שלושה משרדים שזכו בתכנון הפרויקט לאחר תחרות בינלאומית.
סניף פרויקטים לתעשייה הוביל את התכנון המפורט והביצוע של המערכות התרמו סולארית ומיזוג האוויר בפרויקט, על בסיס התכנון של משרד המתכננים "אסא אהרוני".
דרישות המזמין היו למבנה עם פליטת פחמן שואפת לאפס, הצגת טכנולוגיות ותהליכי בנייה חדשניים והשגת דירוג פלטינום - הדירוג הירוק הגבוה ביותר ב-LEED.
בפרויקט הוטמעו טכנולוגיות ייחודיות ובין השאר מערכת מיזוג אוויר תרמו סולארית, מערכת המופעלת באמצעות אנרגית השמש - קולטי שמש מיוחדים מטיפוס שפופרות ואקום, הממירים את אנרגית הקרינה למים חמים המפעילים מכונת קירור הפועלת במחזור ספיגה (תהליך כימי הבא במקום מדחסים חשמליים). שימוש ב-"אפקט המערה" – יישום צנרת קירור ברצפת המבנה לשמירת תנאי נוחות תרמית גם ללא הזרמת אוויר; מערכת לאוורור טבעי באמצעות מערכת ארובות וחלונות ממונעים; שימוש ב-"קורות קורנות" בכיתות הלימוד; טיפול חוסך אנרגיה באוויר הצח המוחדר לבניין ועוד.
תכנון וביצוע המערכת התרמו-סולארית לקח בחשבון את הפרמטרים הבאים:
- הקולטים הסולאריים בוצעו וסופקו במסגרות פלדה בשטח של כ-12 מ"ר ליחידה. מסגרות אלו שולבו בתכנון האדריכלי של המבנה ומהוות אלמנט עיצובי אשר יצר אתגר בתכנון, בייצור ובהרכבה.
- הצנרת במערכת הסולארית תוכננה ובוצעה בהתאם לנתוני הקולטים, עוצמות הקרינה, סוג הנוזל, בטיחות המערכת ואחזקתה.
- מערכת ההפעלה והבקרה תוכננה כך שתבטיח מיצוי מקסימלי של האנרגיה הסולארית, בהתחשב בעוצמות הקרינה המשתנות לאורך היום ובעונות השונות.
- בין השאר בזמן שהבניין אינו פעיל, מופנים המים הקרים המיוצרים באמצעות האנרגיה הסולארית למערכת קירור חדרי מחשב באוניברסיטה הצורכים אנרגיה באופן רציף.
- מערכות גיבוי תוכננו כמענה לתנאי אקלים משתנים ולדרישות האחזקה של המערכות.
עוד על פרויקט פורטר
בניין פורטר שליד אוניברסיטת ת"א הוקם כבניין ירוק עם דירוג "ליד פלטינום" – LEED PLATINUM. לשם כך תוכנן מבנה עם בידוד תרמי מעולה, הצללות, שימוש בצמחיה על הגג, תאורה טבעית רבה, מערכת לשימוש במים ממוחזרים, אוורור טבעי ומערכת מיזוג אויר יעילה במיוחד.
מערכת זו כוללת טכנולוגיות מתקדמות כגון: קורות מקוררות (Chilled Beams), רצפה קורנת, יחידת טיפול באוויר עם גלגל אנתלפיה ומערכת קירור מים תרמו-סולרית.
היותו של המבנה סמוך לאוניברסיטת תל אביב מזמינה מעקב רציף של הפקולטה להנדסה ונותנת הזדמנות מיוחדת לסטודנטים ללמוד ולחקור את פעולת המערכות ואף לבחון ולהציע רעיונות לשיפור ואופטימיזציה.
ואכן, מערכת הבקרה של בניין פורטר חוברה לאחרונה בתקשורת לפקולטה להנדסה והסטודנטים בקורס מיזוג אויר שהביקוש אליו גדל מאוד בעקבות כך, החלו לנטר ולחקור את פעולת המערכת. נתמקד בעיקר במערכת התרמו-סולרית שכן אין זו מערכת שכיחה בעולם כיום.
המערכת כוללת ארבעה רכיבים עיקריים:
1 . מערך של קולטים סולריים לחימום מים.
1.1 הקולטים שנבחרו הם מסוג U-Pipe Evacuated Tube לטמפרטורות 90-200 צלזיוס.
1.2 מערך הקולטים חולק לשלושה מעגלים בהתאם לדרישות האדריכלות, Eco wall לפני – הקיר הדרומי, Eye shade (קרניז) בזווית של 30⁰ לגג בכיוון דרום, Roof מעל הגג.
1.3 מעגלי מים דרך הקולטים שחושבו למפלי לחץ דומים כדי לשמור על איזון המערכת.
2. מיכל אגירה.
2.1 מיכל לאגירת המים החמים כאשר הייצור עולה על הדרישה.
2.2 בוילר גיבוי להשלמת חימום אם נדרש.
3 . מכונת ספיגה לקירור מים.
3.1 צ'ילר ספיגה על בסיס ליתיום ברומייד וקרר R-718.
3.2 מגדל קירור לעיבוי אדי הקרר.
4 . מחליף חום לתגבור מערכת המים של האוניברסיטה כאשר לא נדרש קירור בבניין פורטר ויש לפנות את האנרגיה מהקולטים הסולריים.
בנוסף מותקנים מחליפי חום, משאבות ואביזרי פיקוד.
לפי נתוני יצרן הקולטים, מעגל ה"אקו וול" (Eco Wall) ייתן את מירב האנרגיה בחודש אוקטובר בעוד ששני מעגלי הגג יפיקו את מירב האנרגיה בחודש יולי. בסה"כ כלל המערכת מפיקה את מירב האנרגיה באוקטובר (31,000 קילוואט-שעה). תכנון צנרת המים בכל מעגל נדרש להתאים למקסימום הספיקה אך ע"מ לקבל מקסימום טמפרטורה כדי לקבל תפוקה גבוהה מהצ'ילר נדרש ברז פיקוד בכל מעגל.
מאחר והמערכת התרמו-סולרית לא נותנת מענה מלא לדרישת הקירור בזמני השיא, על מערכת הבקרה להפעיל ולהפסיק את מקרר הגיבוי בהתאם. על הבקרה להבטיח שמקרר הספיגה ייכנס לפעולה רק כאשר טמפרטורת המים החמים במיכל האגירה גבוהה מספיק לפעולה יעילה.
