איטומן - מומחי איטום ושיקום מבנים
איטום שיקום פרוייקטים פורום מפרטי איטום ושיקום מפת אתר
 
דף הבית
מאגר לקוחות
איטום
שיקום
פרוייקטים
חומרי שיקום
מפרטי איטום ושיקום
מן העיתונות
גלריית תמונות
קישורים
פורום
צור קשר
בידוד גגות

 

המאמר המקצועי המובא להלן הנו פרק ממדריך מקצועי אשר פורסם ע"י משרד התשתיות הלאומיות וכותרתו "היבטים אנרגטיים בתכנון באזורים מדבריים".

 

המדריך נערך ע"י פרופ` יצחק מאיר, פרופ` יאיר עציון ופרופ` דוד פיימן. 

 

התכנים המקצועיים במדריך זה  ובהירות הצגתם מציבה אותו כמדריך חובה להבנת נושא בידוד ותכנון אנרגטי של מבנים באזורים מדבריים – ובכלל 

 

התוכן המובא להלן הנו חלק מתוך פרק 2- "הבניין במדבר". חלק זה עוסק בנושא בידוד תרמי של גגות מסוגים שונים.

 

                                                      ==============

 

בידוד גגות

 

חלק 2 :    "הבניין במדבר".

 

2.2    הגג.

 

הגג הוא המרכיב החשוב ביותר במעטפת הבניין הן מבחינה תרמית (פליטת חום בחורף בקרינה, הולכה והסעה, וקליטת קרינה בקיץ) והן מבחינת האחזקה והטיפול. בישראל הגגות הנפוצים הם גגות שטוחים וגגות משופעים. מהבחינה התרמית עדיפים גגות שטוחים צבועים בלבן בוהק על פני גגות אחרים. בין הגגות השטוחים מומלץ `הגג ההפוך` העונה על רוב הבעיות המתעוררות בבנייה באזורים מדבריים, ובין הגגות המשופעים מועדף הגג המוצל על פני אחרים.

 

בישראל נהוגים כמה סוגי גגות אופייניים,אשר בהם משתמשים ברוב המבנים בארץ. להלן ניתוח סוגי הגגות האלה מהבחינות האנרגטיות, האקלימיות והטכניות, לפי סדר עדיפות יורד:

 

 

2.2.1   גג הפוך

 

זהו גג מסיבי רגיל הבנוי באחת השיטות הקונסטרוקטיביות (לוח בטון מסיבי או מצולע עם חומר שיפועים ואיטום על משטחו העליון השיטות מתוארות בסעיף 2.2.3), אך נבדל בדרך שבה הוא מבודד ואטום. הגג נאטם בחומר איטום מקובל, ומעל שכבת האיטום מניחים שכבת בידוד תרמי בעובי הנדרש שהיא בלתי סופגת מים ובלתי דליקה, ומחורצת בתחתיתה כדי לאפשר מעבר מי ניקוז (בדרך כלל סוג מסוים של פוליסטירן מותפח – `קל-קר`). מעל שכבת הבידוד מניחים חצץ או מרצפות בטון להגנה על הבידוד והחזקתו במקומו. טכניקת בנייה זו רווחת זה עשר שנים ויותר בארצות הברית ובאירופה, ויש באפשרותה להתאים מאוד לבנייה באזורים מדבריים משום שהיא עונה על רוב הבעיות שנמנו לעיל בנוגע לגג השטוח.

 

יתרונות:

 

א.      מסת הגג אינה מתחממת ואינה מתקררת משמעותית בשל שכבת הבידוד העוטפת אותה מבחוץ. בשל שכבת הבידוד הופכת לשולית גם שאלת צבע הגמר של המשטח העליון של הגג (החצץ או מרצפות הבטון או כל חומר אחר), כך שתהליך ההתיישנות של הגג אינו גורע מתפקידו.

 

ב.      שכבת האיטום נגד חדירת מים נמצאת מתחת לחומר הבידוד ואינה חשופה לתנאי האקלים והבליה החיצוניים. היא מוגנת מהבחינות התרמית והמכנית וחייה מתארכים.

 

ג.       מכיוון שטמפרטורת הגג אינה משתנה קיצונית בין היום לבין הלילה, נפתרת מאליה בעיית הסדיקה הקשורה ב`עבודת` הגג מהסיבות התרמיות.

 

 

ד.      האלמנט המסיבי של הגג הופך לחלק מהמסה האוגרת אנרגיה של הבניין ומקטין את משרעת תנודות הטמפרטורה היומיות בתוך המבנה.

 

חסרונות:

 

א.      הנגישות לצורכי תיקון ואחזקה אל שכבת האיטום נגד מים מסובכת ומסורבלת בהשוואה לגג מסיבי רגיל, וכרוכה בפירוק חלקים משכבות הכיסוי והבידוד. ניתן להקטין את ההסתברות לתקלה זו בביצוע קפדני של שכבת האיטום בעת בניית הגג ובבדיקת הגג על ידי הצפה ממושכת לפני כיסויו בשכבת הבידוד.

 

ב.      חיבור מתקנים שונים והצבתם על הגג (דודי שמש, מזגנים, אנטנות וכו`) מסובכים מהרגיל.

 

 

2.2.2      גג מוצל

 

גג מוצל הוא גג הבנוי מחומר או מהרכב חומרים אשר להם התנגדות תרמית או קיבול תרמי משמעותי והוא מוצל. לדוגמה: גג בטון מזוין מבודד מצדו העליון שמעליו גג רעפים או גג אסבסט (טכנולוגיה זו מקובלת היום בעיקר בקרב חברות הבנייה המתועשת), או גג בטון מזוין שמעליו מתוח קרום עשוי אסבסט, פח גלי, עץ, בד וכד`. ניתן לחלק גגות אלה לשני סוגים עיקריים: אלה המאפשרים זרימת אוויר חופשית בין הגג לבין האלמנט המצל ואלה הסגורים המאפשרים זרימה מוגבלת או אינם מאפשרים זרימה בכלל.

 

יתרונות:

 

האפקט העיקרי של הצללת הגג הוא צמצום התרומה של קרינת השמש להתחממותו. לצורך זה די למתוח מעל הגג קרום דק העשוי מאסבסט גלי, פח גלי, בד, אץ או אפילו צמחייה, ואין צורך לבנות גגות רעפים. פתרון כזה מצא האדריכל מיכאל קון בפרוייקט המגורים לעובדי מפעלי ים המלח אשר נבנה בשנת 1940 בערך, שם הוצלה התקרה על ידי קרום אסבסט גלי. במבנים אלה ייתכן ששיפוע הגג עזר גם להאצת מהירות תנועת האוויר בין קרום האסבסט לבין הגג המסיבי בשל היווצרות יניקה בצדו האחד של הגג. זרימת אוויר חופשית בין הגג לבין האלמנט המצל מבטיחה אי-לכידת אוויר חם בין שתי השכבות.

 

חסרונות:

 

האפקט של גג משופע סגור לחילופי אוויר הוא שטמפרטורת האוויר מתחת לגג הסגור גבוהה בצורה משמעותית מטמפרטורת האוויר החיצוני. אם הגג אטום היטב ואין החלפת אוויר מתחתיו, הטמפרטורה בתוך חלל הגג עלולה להתקרב לטמפרטורת המשטח החיצוני של הגג. שיפור בביצועים התרמיים בבניין אשר לו גג כזה יושג על ידי אוורור הגג תוך כדי שימוש בפתחים מיוחדים או במאווררים. היעילות במניעת התחממות התקרה שמתחת תגדל, ככל שכיסוי הגג (ההצללה) יהיה בהיר, אטום פחות ובעל מוליכות תרמית נמוכה יותר.

 

 

2.2.3    גג שטוח מסיבי

 

זהו הגג האופייני והמקובל ביותר ברוב המבנים בישראל. הוא עשוי בדרך כלל מלוח בטון מסיבי או מלוח בטון מצולע הממולא בבלוקי איטונג או בתבניות פוליסטירן מותפח או תבניות קלות אחרות, המאפשרות להקטין את המשקל העצמי של הגג במידה רבה. על המשטח העליון של הגג יצוק בדרך כלל חומר שיפועים, כגון בטון קל, ומעליו שכבת איטום אספלטית או אחרת, הצבועה בצבע לבן מחזיר קרינה.

 

יתרונות:

 

א.      טכנולוגיה ידועה ומוכרת בתכנון ובביצוע, שתוצאותיה בדרך כלל הן גג עשוי בצורה טכנית משביעת רצון.

 

ב.      גג בעל כושר התיישנות טוב עמיד לאורך שנים. בעיות ההתיישנות נוצרות בדרך כלל רק בשכבת האיטום של הגג.

 

חסרונות:

 

לגג כמה חסרונות הנובעים מהשילוב בין אופי האקלים והמקום לבין טכנולוגיית הבנייה.

 

א.      שכבת הכיסוי הלבנה מאבדת תוך זמן קצר את כושר ההחזרה, ומתחילה לספוג יותר ויותר קרינה. בתוך זמן קצר יורד מקדם ההחזרה של הציפוי מערך של 0.75 בקירוב לערך של 0.30 או פחות. שינוי מקדם ההחזרה נובע מהשתנות הצבע בשל הזדקנות, לכלוך וכיסוי אבק וחול. בעקבות השינוי במקדם ההחזרה משתנות מאוד הטמפרטורות על פני משטחי לוח הגג, הן העליון והן התחתון. באמצע הקיץ תעלה טמפרטורת המשטח העליון של גג לבן חדש ב-10 מעלות צלסיוס בקירוב מעל טמפרטורת האוויר, בשל ספיגת קרינת השמש. לעומת זאת תעלה טמפרטורת המשטח העליון של גג שאינו לבן בוהק (מכוסה בחול ואבק) ב-40 מעלות צלסיוס בקירוב מעל טמפרטורת האוויר בסביבה.

 

ב.      כאמור, טמפרטורת המשטח העליון של הגג עולה מאוד עקב חשיפת הגג לקרינת השמש (5) (טמפרטורת המשטח העליון יכולה להגיע במשך היום בקלות ל-70 עד 80 מעלות צלסיוס ולעתים אף ליותר). טמפרטורה גבוהה זו גורמת להמסתם ולהריסתם של רוב חומרי האיטום נגד מים המקובלים בישראל, וכך נוצר מפגע של חדירת מים לתוך המבנה בתקופת החורף, כאשר הגג מוצף. הרס שכבת הבידוד הוא תהליך המאיץ את עצמו: מים החודרים בין שכבת הבידוד לבין השכבה הנושאת של הגג מתחממים ומתאדים עקב התחממות הגג, נפחם גדל בהרבה ואז גדל המרחק בין שכבת הבידוד לשכבה הנושאת.

 

ג.      גג הבניין מתקרר במשך הלילה במידה רבה, בשל ירידת טמפרטורת האוויר שמסביבו ובשל

      קרינה ארוכת גל ממנו לעבר השמים. באזורים צחיחים שכיחים הפרשים בטמפרטורה היומית,  

      הנעים בין 70-50 מעלות צלסיוס על פני השכבה העליונה של הגג. הפרשים גדולים אלה

      בטמפרטורה עלולים לגרום למאמצים תרמיים חזקים ולסידוק המבנה, בייחוד באזורי החיבורים

      בין הגג לבין הקירות. ברבים מבנייני הנגב יש סדקים הנמשכים לכל היקפם של חדרים בקומות

      העליונות.

 

ד.     אם הגג מבודד, הבידוד נמצא בחלקו התחתון. מיקום זה של הבידוד גורם לנטרול המסה הגדולה של הגג כמסה אוגרת אנרגיה (6). זהו חיסרון הפוגע בתפקודם האנרגטי של המבנים.

 

 

2.2.4        גג משופע

 

גג משופע הוא גג הבנוי ממשטחים נטויים, ואשר בינו לבין חלל הבניין אין הפרדה בעלת תכונות תרמיות משמעותיות (למשל גג משופע עם תקרת רביץ אשר אין לה כמעט התנגדות או כושר אגירה תרמית).

 

הגגות המשופעים ייבחנו כאן מבחינת הגיאומטריה שלהם ומבחינת החומרים שמהם הם עשויים:

 

גיאומטריה:

 

קרינה: כאשר השמש גבוהה, גיאומטריית הגג אינה משפיעה משמעותית על רמת הקרינה הפוגעת בו (זהו כמובן המקרה הקשה, בצהרי הקיץ). יש הבדלים קטנים בכמות הקרינה הנבלעת בגגות בעלי גיאומטריות שונות. הבדלים אלה נובעים מהשוני בזווית הפגיעה של קרינת השמש הישירה במשטחי הגג: משטחים הנמצאים בזווית קרובה לישרה עם קרני השמש יספגו יותר קרינת שמש מאלה הנמצאים בזווית שטוחה יותר עם קרני השמש. הבדלים קטנים יהיו גם ביחס שבין ספיגת הקרינה המפוזרת והמוחזרת. לצרכים מעשיים הבדלים אלה הם זניחים.

 

כאשר השמש נמוכה (בזווית נמוכה מזווית שיפוע הגג) והגג הוא בעל שיפועים גבוהים, עלול לגדול החתך שבו פוגע שטף קרינת השמש בגג והוא יספוג יותר אנרגיה מאשר גג שטוח. במקרה כזה תהיה גם זווית פגיעת קרני השמש בגג קרובה יותר לניצבת, מה שגורם גם כן להגברת כמות הקרינה הנספגת בו.

 

הולכה/הסעה: מכיוון שלפי ההגדרה כאן אין המחיצה בין החלל העיקרי של הבניין לבין `עליית הגג` מבודדת היטב, יגדל השטח האפקטיבי להחלפת חום בין הגג לבין החוץ. בחורף יהיה שטח גדול יותר שדרכו יאבד חום, ובקיץ יהיה שטח גדול יותר שדרכו ייכנס חום אל תוך הבניין.

 

חומרים:

 

גגות משופעים עשויים בדרך כלל מחומרים כהים, בעלי מוליכות חום בלתי זניחה ומעט מאוד קיבול תרמי (רעפי חרס, רעפי בטון, אסבסט אפור או אדום וכד`). חומרים אלה סופגים את רוב קרינת השמש הפוגעת בהם, והטמפרטורה שלהם עולה בהרבה מעל לטמפרטורת האוויר. חלק מהחום הנוצר מוקרן מהגג החוצה, והחלק הנותר מעלה את טמפרטורת החלק התחתון של הגג ובעקיפין את טמפרטורת החלל שמתחתיו. במקרה של גג `קל` יחסית, העלייה של הטמפרטורה היא משמעותית. בשל חוסר הקיבול התרמי של מכלול הגג, אין לו כל משמעות מבחינת פיגור הזמן של גל החום, התוקף את פנים הבניין בשעות הקשות ביותר.

 

יתרונות:

 

ניתן לומר שמבחינה אקלימית ואנרגטית אין יתרונות לגג משופע אלא בתנאים מיוחדים:

 

א.      גג משופע, מבודד היטב ובעל פתחי אוורור (חלונות, מפוחים) בחלקו הגבוה עשוי לשפר את תנאי האוורור בעונה החמה.

 

ב.      גג משופע מעל חלקו הצפוני של בניין עשוי לאפשר בחורף חדירת קרינה ישירה דרך חלונות עיליים.

 

חסרונות:

 

א.      חומר נפוץ לכיסוי גגות משופעים הוא רעפים מסוגים שונים (חימר, בטון). גון הרעפים הכהה גורם להתחממות מהירה של הגג. אופן הנחתם של הרעפים משאיר רווחים ביניהם. רווחים אלה מאפשרים חדירת אוויר בין הגג לבין התקרה, ובכך גדלים עומסי החימום והקירור של הבניין.

 

ב.      העדר בידוד מתאים והמסה התרמית הקטנה של הגג המשופע המקובל גורמים השתנות מהירה של טמפרטורת הפנים במקביל לטמפרטורת החוץ.

 

  

2.2.5    גג משופע מסיבי

 

גג שמקובל לאחרונה בבנייה בארץ הוא הגג המשופע המסיבי שבדרך כלל מכוסה רעפים למטרות דקורטיביות בלבד. זהו גג שמאחד בתוכו כמעט את כל המגרעות התרמיות האפשריות ומאוד בלתי מומלץ באזורי הנגב.

 

יתרונות:

 

בתוספת בידוד בצדו העליון של גג הבטון ניתן עקרונית להפכו לגג הפוך (ראה דיון על הגג ההפוך בתת-פרק 2.2.1).

 

חסרונות:

 

לרוב גג זה מורכב מפלטת בטון מסיבית קונסטרוקטיבית, לא מבודדת, מכוסה ברעפים. גונם הכהה של הרעפים גורם בקיץ להתחממות מהירה של מסת הבטון. האנרגיה האגורה במסת הבטון מועברת כחום אל תוך הבניין. בחורף גורם העדר הבידוד לאיבוד רב של אנרגיה דרך משטח הגג.

 

 

טבלה 2-1: השוואה מסכמת והערכה של טיפוסי גגות

 

סוג הגג

יתרונות

חסרונות

 

גג הפוך

- בידוד במקום המאפשר ניצול המסה התרמית

- אין צורך בחידוש שכבת הגימור

- שכבת האיטום מוגנת

- אין בעיות סדקים

 

- נגישות לא נוחה לשכבת האיטום

- הצבת מתקנים על הגג קשה ומסובכת

גג מוצל

- הורדת התרומה של קרינת השמש להתחממות הגג

- כאשר הגג סגור לחילופי אוויר טמפרטורת האוויר תחתיו גבוהה בצורה משמעותית מטמפרטורת האוויר החיצוני.

 

גג שטוח מסיבי (לוח בטון מסיבי או מצולע)

- טכנולוגיה ידועה

- ביצוע משביע רצון

- קיים ארוך

- דרישה לאחזקה שוטפת (סיוד, איטום)

- סדקים בין הגג לקירות בגלל מאמצים תרמיים

- מיקום לא יעיל של הבידוד ביחס למסה התרמית

 

גג משופע

- כאשר הוא מבודד היטב ויש פתחי אוורור בחלקו הגבוה הוא עשוי לשפר את תנאי האוורור

- שילובו מעל חלקו הצפוני של הבניין מאפשר בחורף חדירת קרינה ישירה דרך חלונות עיליים

 

- גון הרעפים הכהה גורם התחממות מהירה של הגג

- הרווחים שבין הרעפים גורמים לאיבוד אנרגיה מהיר

- העדר מסה תרמית

גג משופע מסיבי

- תוספת בידוד בצדו החיצוני של הבטון הופכת למעשה את הגג לגג הפוך!

- בקיץ גורם הגוון הכהה של הרעפים להתחממות מהירה של מסת הבטון.

- האנרגיה האגורה במסת הבטון מועברת כחום אל תוך הבניין.

- בחורף, גורם העדר הבידוד לאיבוד רב של אנרגיה.

 

 

 

                                                     ================

 

 

מאמר זה הובא לעיל על מנת לספק מידע מקצועי ואמין בנושא בידוד גגות מבנים, לקהל המקצועי ולציבור המבקרים באתר.

 

מומלץ להוריד את הפרק השלם המקורי של "הבניין במדבר" , המכיל מידע בעל ערך רב על בידוד מבנים, בידוד גגות וקירות , תצורת המבנה, תכנון פתחים- ועוד.

 

תודתנו לד"ר אברהם ארביב, מנהל האגף למחקר ופיתוח במשרד התשתיות הלאומיות ולגב` יסמין סיאני – הממונה על יישום חוק חופש המידע, על תמיכתם ועזרתם בפירסום התכנים.

 

מאמר נוסף מתוך מדריך זה מוצג באתרנו תחת הכותרת – "בידוד קירות".

 

לרשותך מאמרים נוספים באתרנו אשר רלוונטים לנושאים המוזכרים במאמר זה-

 

בידוד גגות בשיטת גג "הפוך".

סיוד או הלבנת גגות.

 

למאמרים נוספים אחרים- ראה את מדור מפרטי איטום ושיקום.

 

שאלות בכל נושא ניתן תמיד להפנות אל פורום איטום ושיקום מבנים.

 

 

בברכה,

 

איטומן-

מומחי איטום ושיקום מבנים

 

   © כל הזכויות שמורות לחברת איטומן 2005.                                                                                                                                      www.ZYwebs.com     Dvirs