จากแผนอนุรักษ์พลังงาน 20 ปีของประเทศไทย กำหนดให้มีการออกแบบอาคารทั่วไปให้เป็นอาคารใช้พลังงานเป็นศูนย์ (Net-Zero Energy Building) ภายในปี พ.ศ. 2579 โดยที่ประเทศไทยมีอาคารต้นแบบที่ใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์แห่งแรกที่มหาวิทยาลัยขอนแก่น เพื่อให้อาคารอื่นๆ ทั่วทั้งประเทศต่อยอดการออกแบบก่อสร้างอาคารให้การใช้พลังงานเกิดประโยชน์สูงสุด แต่ถึงแม้ปัจจุบันอาคารใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ในไทยยังมีเพียงไม่กี่แห่ง ส่วนใหญ่ยังเป็นอาคารขนาดเล็ก ซึ่งไม่มีความซับซ้อนเทียบกับอาคารขนาดกลางและขนาดใหญ่

อาคารในยุโรป-US ขยายสู่ระดับชุมชนที่ใช้พลังงานเป็นศูนย์

จากบทความเรื่อง “ชุมชนที่ใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ (Net-Zero Energy Settlement)” โดย รศ. ดร.พิพัฒน์ ชัยวิวัฒน์วรกุล บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ได้ระบุว่า ในกลุ่มประเทศสมาชิกสหภาพยุโรป ภาคอาคารมีการใช้พลังงาน 40% ของพลังงานทั้งหมด ซึ่งคิดเป็น 36% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในเขตภูมิภาคนี้ ดังนั้นคณะมนตรีสหภาพยุโรปจึงเห็นชอบที่จะบังคับใช้ Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) เพื่อเป็นเครื่องมือเชิงกฎหมายที่จะปรับปรุงเกณฑ์ประสิทธิภาพพลังงานอาคารในแต่ละประเทศสมาชิกให้เข้มงวดขึ้น โดยมีเป้าหมายให้อาคารที่จะก่อสร้างใหม่ในปีค.ศ. 2020 เป็นอาคารที่ใช้พลังงานสุทธิใกล้ศูนย์

ในสหรัฐอเมริกา อาคารธุรกิจและบ้านที่อยู่อาศัยใช้ไฟฟ้าประมาณร้อยละ 70 ของการใช้ทั้งหมดในประเทศ ซึ่งสัดส่วนดังกล่าวคาดว่าจะเพิ่มเป็นร้อยละ 75 ในปี ค.ศ. 2025 หน่วยงานภาครัฐ Environmental Protection Agency (EPA) จึงได้ประกาศใช้ Executive Order 13693 กำหนดให้อาคารก่อสร้างใหม่ของภาครัฐต้องเป็นอาคารที่ใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ในปี ค.ศ. 2020 โดยในปี ค.ศ. 2025 อาคารภาครัฐที่มีอยู่ 1% จะเป็นอาคารที่ใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์

ภายใต้การกำหนดนโยบายที่ชัดเจนดังกล่าว กอปรกับงบประมาณสนับสนุนจากภาครัฐที่ต่อเนื่อง การพัฒนาอาคารที่ใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ทั้งในยุโรปและสหรัฐอเมริกา จึงมีความก้าวหน้าโดยลำดับ จากเดิมที่ขอบเขตของโครงการที่เป็นอาคารหลังหนึ่งๆได้ขยายสู่ระดับชุมชน หรือเมืองที่ใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ (Net-Zero Energy Settlement) หลายแห่ง ซึ่งการพัฒนาในลักษณะนี้ส่งผลกระทบที่ชัดเจนทั้งด้านอนุรักษ์พลังงานและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การดำเนินโครงการเหล่านี้เริ่มที่จะขับเคลื่อนโดยกลไกตลาด (Market Driven Mechanism) เกิดเป็นธุรกิจใหม่ตลอดห่วงโซ่อุปทานของอุตสาหกรรมก่อสร้าง เกิดผลิตภัณฑ์อาคารสำเร็จรูปใหม่ กระบวนการก่อสร้างใหม่ เทคโนโลยีการออกแบบอาคาร การตรวจวัดและพิสูจน์เพื่อประกันสมรรถนะของอาคาร รวมไปถึงธุรกิจบำรุงรักษางานระบบ ฯลฯ

อาคารสำนักงานกองสื่อสารองค์กร มข. ต้นแบบอาคารใช้พลังงานเป็นศูนย์แห่งแรกของไทย

สำหรับประเทศไทย มีโครงการอาคารต้นแบบที่ใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero Energy Building) ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่าง มหาวิทยาลัยขอนแก่น กับกองทุนเพื่อส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) กระทรวงพลังงาน สนับสนุนงบประมาณ 18 ล้านบาท เพื่อศึกษาพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานที่เหมาะสมสำหรับอาคารในประเทศไทย ถือเป็นอาคารแรกและอาคารเดียวในประเทศไทยที่ใช้พลังงานเป็นศูนย์ ตามหลักการอาคารใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ คือ ปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่นำเข้าจากภายนอกสู่อาคาร เมื่อหักลบกับปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้เองจากอาคารคิดคำนวณในแต่ละรอบปีต้องมีค่าเท่ากับศูนย์ ซึ่งเป็นการประหยัดพลังงานไฟฟ้าภายในอาคารได้สูงสุด โดยที่อาคารสามารถผลิตไฟฟ้าใช้เองได้เพียงพอต่อความต้องการภายในอาคาร

มข. ระดมนักวิจัยพัฒนาปรับปรุงอาคารเก่าให้เป็นต้นแบบอาคารที่ใช้พลังงานไฟฟ้าสุทธิเป็นศูนย์

โครงการวิจัยฯ นี้มีเป้าหมายในการใช้พลังงานไฟฟ้าสุทธิภายในอาคารเป็นศูนย์ (Net Zero Energy Building) นำทีมวิจัยโดย ผศ. ดร.เด่นพงษ์ สุดภักดี รองอธิการบดีฝ่ายวิชาการและเทคโนโลยีสารสนเทศ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ซึ่งได้รวบรวมนักวิจัยที่เกี่ยวข้องหลายสาขาภายในมหาวิทยาลัยขอนแก่น ประกอบด้วยอาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ นักวิจัยจากคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น พร้อมกับการสนับสนุนผู้เชี่ยวชาญจากภายนอกทั้งภาครัฐและเอกชนต่างๆ เช่น สำนักงานคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานและบริษัท เอ็นโซล จำกัด โดยได้พัฒนาปรับปรุง “อาคารสำนักงานของกองสื่อสารองค์กร มหาวิทยาลัยขอนแก่น” ให้เป็นอาคารสำนักงานต้นแบบที่สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าสุทธิภายในอาคารเป็นศูนย์

ชู 2 องค์ประกอบสำคัญ สู่เป้าหมายการใช้พลังงานไฟฟ้าในอาคารสุทธิเป็นศูนย์

เดิมอาคารสำนักงานกองสื่อสารองค์กร มหาวิทยาลัยขอนแก่น เป็นอาคารเก่า 2 ชั้น มีพื้นที่ใช้งาน 315 ตารางเมตร มีการใช้ไฟฟ้าประมาณ 35,000 หน่วยต่อปี ทีมวิจัยได้ออกแบบอาคารเน้นให้ใช้พลังงานเกิดประสิทธิภาพสูงสุด ลดการใช้พลังงานจากฟอสซิล โดยติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าใช้ในอาคาร ในช่วงกลางวันที่สามารถผลิตพลังงานได้เกินความต้องการ จะจ่ายพลังงานไปยังอาคารอื่นๆ ด้วย ขณะเดียวกัน ช่วงกลางคืนหรือไม่มีแสงอาทิตย์ ก็จำเป็นต้องใช้พลังงานจากภายนอก แต่เมื่อใช้พลังงานภายนอกลบกับพลังงานที่ผลิตได้ในอาคารแล้วจะมีค่าเท่ากับศูนย์

สิ่งที่ช่วยให้แนวคิดดังกล่าวสำเร็จขึ้นอยู่กับองค์ประกอบสำคัญ 2 ส่วน ส่วนแรก คือ เทคโนโลยีการประหยัดพลังงานที่นำมาใช้ในอาคาร เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ที่มีประสิทธิภาพสูง การออกแบบอาคารและการจัดการพลังงาน เป็นต้น ส่วนที่ 2 คือ เทคโนโลยีการผลิตพลังงานที่ใช้ในอาคาร อาทิ การผลิตไฟฟ้าหรือความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งถือเป็นแนวทางการประหยัดพลังงานไฟฟ้าภายในอาคารได้สูงสุด โดยเบื้องต้นอาคารจะสามารถผลิตไฟฟ้าใช้เองได้ประมาณ 28,000 หน่วย/ปี เฉลี่ย 80 หน่วย/วัน หรือมีการผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าปริมาณการใช้งานประมาณ 8%

อาคารต้นแบบ มข. ถ่ายทอดความรู้อาคารใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ให้อาคารอื่นๆ ทั่วทั้งประเทศ

อาคารต้นแบบฯ แห่งนี้ ได้ลดการใช้พลังงานในอาคารโดยใช้เทคนิคดังนี้ คือ ปรับเปลี่ยนอุปกรณ์สำนักงานเป็นอุปกรณ์ประหยัดพลังงาน ปรับปรุงผนังอาคารโดยการติดตั้งฉนวนในผนัง ปรับปรุงหลังคาอาคารโดยเปลี่ยนวัสดุมุงเป็นสีอ่อนและติดตั้งฉนวนใยแก้วหนา 4 นิ้ว ลดพื้นที่กระจกและติดตั้งฟิล์มกรองแสงที่กระจกเพื่อลดความร้อนโดยอาคารมีค่าการถ่ายเทความร้อนรวม (Thermal Transfer Value : OTTV) เท่ากับ 18.95 วัตต์ต่อตารางเมตร และมีค่าสัดส่วนพื้นที่หน้าต่างกระจกต่อพื้นที่ผนังทั้งหมด (Window to Wall Ratio : WWR) เท่ากับ 0.21 ติดตั้งอุปกรณ์นำแสงธรรมชาติเข้ามาใช้ในอาคารการปรับปรุงระบบปรับอากาศ โดยใช้ระบบ Variable Refrigerant Volume (VRF) มีคอมเพรสเซอร์ DC มอเตอร์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าจากระบบ ผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรง และมีอินเวอร์เตอร์ควบคุมความเร็วรอบให้สัมพันธ์กับภาระการทำความเย็น ติดตั้งแผงรังผึ้งระบายความร้อน (Cooling Pad) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนของระบบปรับอากาศ ใช้หลอด LED โดยมีค่าพลังไฟฟ้าแสงสว่างต่อพื้นที่ (Lighting Power Density : LPD) เท่ากับ 3.36 วัตต์ต่อตารางเมตร โดยที่ยังมีแสงสว่างที่เพียงพอ และการรณรงค์จิตสำนึกการอนุรักษ์พลังงาน สุดท้ายคือ ปรับปรุงหลังคาให้มีความลาดเอียงไปทางทิศใต้และติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 20 กิโลวัตต์ สามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 26,000 หน่วยต่อปี

ภายหลังการปรับปรุงโครงสร้างอาคารและปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ดังกล่าวแล้ว อาคารใช้พลังงานลดลงถึง 40% รวมทั้งพลังงานที่ใช้จริงประมาณ 60% ยังได้มาจากระบบการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ โดยอาคารของมหาวิทยาลัยขอนแก่นจะเป็นอาคารต้นแบบและสถานที่ถ่ายทอดความรู้อาคารต้นแบบด้านการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์อีกด้วย เพื่อให้อาคารอื่นๆ ทั่วทั้งประเทศต่อยอดการออกแบบก่อสร้างอาคารให้การใช้พลังงานเกิดประโยชน์สูงสุด ลดการพึ่งพาพลังงานจากฟอสซิล โดยมหาวิทยาลัยขอนแก่นจะเป็นศูนย์กลางในการกระจายความรู้ออกไปในวงกว้าง

กฟผ. ปรับปรุงอาคารสถานีไฟฟ้าแรงสูงอุบลราชธานี สู่การใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์

ล่าสุด การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ได้มีโครงการวิจัยเพื่อศึกษาการปรับปรุงอาคารที่ทำการสถานีไฟฟ้าแรงสูง อุบลราชธานี สู่การใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ โดยอาคารนี้เป็นอาคารก่อสร้างใหม่ ความสูง 4 ชั้น ประกอบด้วยพื้นที่สำนักงานห้องประชุม และห้องน้ำ มีพื้นที่ใช้สอยทั้งหมด 2,273.81 ตารางเมตร มีพื้นที่ปรับอากาศ 1,027.17 ตารางเมตร ผลการจำลองค่าพลังงานสำหรับอาคารต้นแบบผ่านโปรแกรม Building Energy Code (BEC) มีค่าพลังงานรวมที่ใช้ตลอดปีเท่ากับ 93,709.72 kWh/Year เป้าหมายหลักของการศึกษาในครั้งนี้ คือ กำหนดแนวทางการปรับปรุงอาคารเพื่อลดการใช้พลังงาน รวมกับพลังงานที่จัดหาได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ต้องมีค่ามากกว่าค่าพลังงานรวมที่ใช้ตลอดปีของอาคารต้นแบบ จากผลการศึกษาพบว่า ทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดในการปรับปรุงอาคาร คือ เปลี่ยนวัสดุกระจกเป็นชนิด Clear Color Single Silver Low-E coat on Ocean Green 6 mm (6-6-6) ลดขนาดหน้าต่างชนิด น 1 ประมาณร้อยละ 25 ใช้แสงธรรมชาติภายในอาคารและจัดหาพลังงานด้วยเซลล์แสงอาทิตย์จากมาตรการทั้งหมดทำให้มีค่าพลังงานรวมที่ใช้ตลอดปี 82,195.43 kWh/Year ค่าพลังงานรวมที่จัดหาได้ 82,555.55 kWh/Year ส่งผลให้การใช้พลังงานเป็นบวก คือ สามารถจัดหาพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่าที่ใช้เท่ากับ 360.12 kWh/Year โดยใช้งบประมาณลงทุน 7,701,066.15 บาท คิดเป็นระยะเวลาคืนทุน 28 ปี

เผยอาคารใช้พลังงานเป็นศูนย์ในไทยยังเป็นอาคารขนาดเล็ก-มีจำนวนน้อย

จะเห็นได้ว่าอาคารใช้พลังงานเป็นศูนย์เริ่มมีการออกแบบก่อสร้างและใช้งานในประเทศไทยแล้ว แต่ยังเป็นอาคารขนาดเล็กและมีจำนวนค่อนข้างน้อย ขณะที่การออกแบบก่อสร้างอาคารใช้พลังงานเป็นศูนย์ขนาดกลางและขนาดใหญ่นั้น มีความซับซ้อนมากกว่า เนื่องจากระบบประกอบอาคารที่เพิ่มขึ้นทำให้มีการใช้พลังงานมากขึ้น การลดการใช้พลังงานในอาคารต้องการการทำงานประสานกันแบบบูรณาการของผู้ที่เกี่ยวข้อง รวมทั้งออกแบบบูรณาการแนวทางการประหยัดพลังงานด้วย ซึ่งส่วนใหญ่จะต้องมีการใช้โปรแกรมจำลองพลังงานในอาคาร เพื่อให้มีข้อมูลสนับสนุนทางเลือกการออกแบบต่างๆ ตามแนวทางการออกแบบที่นำเสนอรวมทั้งต้องมีการออกแบบเตรียมพื้นที่เพื่อติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

ดังนั้นผู้ที่มีบทบาทสำคัญที่สุดที่จะทำให้การออกแบบอาคารใช้พลังงานเป็นศูนย์ประสบความสำเร็จ ได้แก่ เจ้าของอาคารเนื่องจากกระบวนการดังกล่าวเป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องตั้งแต่ออกแบบก่อสร้างไปจนถึงการใช้งานและวัดผลความสำเร็จของอาคาร ปัจจุบันเริ่มมีอาคารขนาดกลางและขนาดใหญ่ที่ประสบความสำเร็จในการเป็นอาคารใช้พลังงานเป็นศูนย์แล้วในต่างประเทศ เช่น อาคาร School of Design and Environment 4 ความสูง 6 ชั้น ของมหาวิทยาลัย National University of Singapore ซึ่งถือเป็นอาคารที่มีพลังงานสุทธิเป็นศูนย์แห่งแรกของประเทศสิงคโปร์ พื้นที่ 8,500 ตารางเมตร เป็นต้น

จากแผนอนุรักษ์พลังงาน 20 ปีของประเทศไทย กำหนดให้มีการออกแบบอาคารทั่วไปให้เป็นอาคารใช้พลังงานเป็นศูนย์ภายในปี พ.ศ. 2579 แต่ยังไม่มีแนวทางที่ชัดเจนในการสนับสนุนการออกแบบอาคารใช้พลังงานเป็นศูนย์ในประเทศไทย ซึ่งเรื่องนี้น่าจะเป็นโจทย์ท้าทายความสามารถของกระทรวงพลังงานรวมทั้งสถาปนิกและวิศวกรไทยที่จะช่วยกันพัฒนาอาคารขนาดกลางและขนาดใหญ่ของไทยให้สามารถใช้พลังงานเป็นศูนย์ได้อย่างแท้จริง

Source: นิตยสาร Green Network ฉบับที่ 107 กันยายน-ตุลาคม 2564 คอลัมน์ Cover Story โดย กองบรรณาธิการ

ในทางกลับกัน ถ้าตัวอาคารเองมีการออกแบบโดยคำนึงถึงการสำนึกเรื่องพลังงาน (Energy Conscious Design) แต่ระบบปรับอากาศและระบบไฟฟ้าแสงสว่างมีประสิทธิภาพต่ำและไม่สอดคล้องกับการดำเนินกิจกรรมในอาคารตามที่ออกแบบไว้แล้วนั้น อาคารก็ไม่สามารถใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นกัน ด้วยเหตุนี้การทำงานร่วมกันระหว่างผู้ออกแบบทั้งสถาปนิกและวิศวกรจึงสำคัญมากต่อการออกแบบอาคารให้ประหยัดพลังงาน โดยควรเริ่มต้นออกแบบอาคารให้ได้รับความร้อนน้อยที่สุด และเลือกระบบให้สอดคล้องกับการใช้งานและมีประสิทธิภาพสูง

ปัจจัยภายนอกต่อการออกแบบอาคารเพื่อการอนุรักษ์พลังงาน

ทิศทางแสงแดด ควรออกแบบให้ด้านแคบของอาคารหันไปทางทิศตะวันออก-ทิศตะวันตก เพื่อให้ด้านที่มีพื้นที่ผนังน้อย รับความร้อนจากรังสีอาทิตย์ โดยเฉพาะในช่วงบ่ายที่มีแสงแดดร้อนจัด ส่งผลให้ความร้อนเข้าสู่อาคารลดลง และลดการสิ้นเปลืองค่าไฟฟ้าของระบบปรับอากาศ

พืชพันธุ์ธรรมชาติ การปลูกต้นไม้ขนาดใหญ่ที่มีทรงแผ่กว้างและพุ่มใบโปร่งบริเวณรอบๆ อาคารเพื่อให้ร่มเงา ช่วยลดความร้อนที่เกิดจากรังสีโดยตรงจากดวงอาทิตย์ หรือการปลูกไม้พุ่มและการสร้างบ่อน้ำ เพื่อสร้างความเย็นให้กับสภาพแวดล้อม หรือการปลูกหญ้าและพืชคลุมดินเพื่อป้องกันความร้อน

สภาพภูมิประเทศ การออกแบบอาคารให้สามารถประหยัดพลังงานได้เต็มที่ มีปัจจัยที่จำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องนำมาพิจารณา คือ สภาพภูมิประเทศที่อาคารจะสร้างขึ้นเหนือพื้นที่นั้น การปรับสภาพภูมิอากาศให้เหมาะกับการก่อสร้างอาคาร สามารถทำได้หลายวิธีด้วยกัน เช่น การปรับพื้นดินให้ลาดเอียงไปทางทิศเหนือเพื่อให้รับแสงแดดน้อยลง หรือการสร้างบ่อน้ำขนาดใหญ่เพื่อให้ลมพัดผ่านสร้างความเย็นให้กับสภาพแวดล้อม เป็นต้น

สภาพภูมิอากาศ การสร้างอาคารควรคำนึงถึงสภาพภูมิอากาศของท้องถิ่นนั้นๆ เนื่องจากการสร้างอาคารที่เหมาะสมกับสภาพภูมิอากาศ ไม่ว่าจะเป็นเขตร้อนหรือเขตหนาวจะช่วยลดการใช้พลังงานได้ เช่น การใช้ประโยชน์จากลมประจำถิ่น ด้วยการวางตัวอาคารและช่องเปิดให้ขวางทิศทางลม สำหรับประเทศไทยมีลมประจำถิ่น ได้แก่ ลมฤดูร้อนพัดจากทางทิศใต้ หรือตะวันตกเฉียงใต้ และลมฤดูหนาวพัดจากทางทิศเหนือหรือตะวันออกเฉียงเหนือ

ปัจจัยภายในต่อการออกแบบอาคาร เพื่อการอนุรักษ์พลังงาน

ผนังทึบ เป็นส่วนสำคัญในการช่วยให้อาคารมีประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงาน เนื่องจากพลังงานส่วนใหญ่ในอาคารใช้เพื่อควบคุมอุณหภูมิในอาคารให้เหมาะสม กับกิจกรรมต่างๆ ของผู้ใช้อาคาร การเลือกใช้ผนังทึบที่เหมาะสมจะเป็นส่วนสำคัญในการลดภาระการใช้พลังงานสำหรับระบบปรับอากาศภายในตัวอาคารลงได้

แนวทางการออกแบบผนังทึบ เพิ่มความสามารถการต้านทานความร้อนให้สูง (R-value) หรือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมให้ค่า (U-value) ด้วยการติดตั้งฉนวนกันความร้อนที่ผนังด้านนอกหรือใช้ผนัง 2 ชั้นที่มีช่องว่างอากาศระหว่างชั้นเพื่อกันความร้อนจากภายนอก รวมทั้งสีของผนังทึบภายนอกควรเป็นสีโทนอ่อน เช่น ขาว สีโทนอ่อนมีคุณสมบัติดูดกลืนรังสีแสงอาทิตย์น้อยกว่าสีโทนเข้ม แต่ถ้าจำเป็นใช้สีโทนเข้มไม่ควรใช้ในตำแหน่งที่โดนแสงอาทิตย์มาก หรือต้องมีการติดตั้งฉนวนกันความร้อนด้านหลังบริเวณที่ใช้สีเข้ม

ผนังโปร่งแสง หรือกระจกเป็นส่วนประกอบหนึ่งของอาคาร ที่ส่งผลต่อการใช้พลังงานในอาคาร เนื่องจากเป็นส่วนที่รับความร้อน และถ่ายเทความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์เข้าสู่ในอาคารได้มากกว่าผนังทึบ 5-10 เท่า การเลือกชนิดกระจกและเทคนิคการติดตั้ง จึงเป็นส่วนสำคัญที่ช่วยลดการใช้พลังงานในอาคารได้

คุณสมบัติของกระจกที่เหมาะสม

• Visible Transmittance (VT) ค่าการส่องผ่านของแสงไม่ควรน้อยกว่า 20% เพื่อสามารถนำแสงธรรมชาติมาใช้ประโยชน์ในอาคารได้
• U-value ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากการถ่ายเทความร้อนจากภายนอกเข้าสู่ภายในอาคาร เช่น กระจกเขียวตัดแสง กระจก Low-E เป็นต้น
• Solar Heat Gain Coefficient (SHGC) คือผลรวมของรังสีแสงอาทิตย์ที่ส่งผ่านกระจกกับส่วนของรังสีที่ถูดูดซับอยู่ภายในกระจก ซึ่งควรมีค่าน้อย เพื่อป้องกันรังสีแสงอาทิตย์ และเพื่อความสบายตาของผู้ใช้อาคาร การถ่ายเทความร้อนจากภายนอกเข้าสู่ภายในอาคาร เช่น กระจกเขียว ตัดแสงกระจก Low-E เป็นต้น

หลังคา อาคารควรมีการติดตั้งฉนวนกันความร้อน เพื่อทำให้ตัวอาคารมีประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงานได้ดีขึ้น เช่น ฉนวนใยแก้ว ฉนวนโพลียูรีเทนยิปซัมบอร์ด แผ่นสะท้อนความร้อน อะลูมิเนียมฟอยล์ เป็นต้น

อุปกรณ์บังแดดภายนอก มีประสิทธิภาพภายใน การลดปริมาณความร้อนเข้าสู่ภายในอาคารดีกว่าแบบภายใน ดังนั้นการออกแบบช่องเปิดของอาคาร ต้องมีอุปกรณ์บังแดดภายนอกติดตั้งด้วยเสมอ สำหรับการออกแบบอุปกรณ์บังแดดภายนอกอาคารที่ดี ควรคำนึงหลายปัจจัยประกอบกัน เช่น การวางทิศทางตัวอาคาร ขนาดช่องเปิด และช่องว่างระหว่างอุปกรณ์บังแดดกับผนังอาคาร

ระบบไฟฟ้าแสงสว่าง การลดการใช้ไฟฟ้าจากแสงประดิษฐ์หรือหลอดไฟต่างๆ ให้น้อยลง แต่ความสว่างต้องเพียงพอกับการใช้งาน เพราะหากการประหยัดแสงสว่างแล้วทำให้ประสิทธิภาพของผู้ใช้งานอาคารลดลง เช่นนั้นแล้วก็ถือว่าไม่ใช่การประหยัดค่าใช้จ่ายสุทธิที่แท้จริง แนวทางการออกแบบ เช่น การเลือกใช้หลอดไฟที่มีประสิทธิภาพสูงหรือหลอดไฟ LED การใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาติในเวลากลางวัน ด้วยเทคนิคการติดตั้งแยกสวิตช์เปิด-ปิดดวงโคมสำหรับพื้นที่ตามแนวกรอบอาคาร

ระบบปรับอากาศ การใช้เครื่องปรับอากาศต้องคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ เช่น เลือกเครื่องปรับอากาศที่มีกำลังทำความเย็นเหมาะสมกับภาระการทำความเย็น และมีประสิทธิภาพสูงหรือเป็นรุ่นประหยัดไฟเบอร์ 5 เป็นต้น

แนวทางการออกแบบอาคารต้นแบบประหยัดพลังงาน

โครงการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและพัฒนาต้นแบบอาคารประหยัดพลังงานสำหรับภาครัฐ โดยการคัดเลือกอาคารของภาครัฐ 4 ประเภท จำนวน 5 แบบ ได้แก่ อาคารสถานศึกษา อาคารชุมนุมคน อาคารสำนักงานขนาดใหญ่ อาคารสำนักงานทั่วไป และอาคารสถานพยาบาล มาวิเคราะห์การใช้พลังงาน และพัฒนาให้เป็นอาคารต้นแบบประหยัดพลังงาน ปัจจัยที่พิจารณาในการออกแบบอาคาร ได้เน้นไปที่ 3 ปัจจัยหลัก ประกอบด้วย การเลือกใช้วัสดุก่อผนังทึบและผนังโปร่งแสง การเลือกใช้วัสดุหลังคาและการติดตั้งฉนวนกันความร้อน และการเลือกใช้หลอดไฟประสิทธิภาพสูง LED

ข้อมูลจาก : คู่มือเผยแพร่อาคารต้นแบบประหยัดพลังงานภาครัฐ