การศึกษาค่าดัชนีการใช้พลังงานของอาคารในภูมิภาคร้อนชื้น

Abstract

อัตราการใช้พลังงานในอาคารมีปริมาณเพิ่มขึ้นทุกปี มีสัดส่วนร้อยละ 20.2 ของปริมาณการใช้พลังงานทั้งประเทศ การใช้พลังงานจากระบบปรับอากาศเป็นสัดส่วนสูงมากสำหรับอาคารในเขตภูมิอากาศร้อนชื้น การลดปริมาณการใช้พลังงานดังกล่าวและการแก้ปัญหาสภาวะโลกร้อน หลายประเทศออกข้อกำหนดและมาตรฐานต่างๆ ได้แก่ LEED, BREEAM, CASBEE และ GREENMARK เป็นต้น การออกแบบอาคารมีความสำคัญอย่างมากต่อการลดปริมาณการใช้พลังงาน ความเข้าใจปัจจัยด้านพลังงาน สิ่งแวดล้อมและสภาวะน่าสบายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในการออกแบบ ผลการศึกษาวิจัยพบว่าปัจจัยที่มีอิทธิพลสูงต่อปริมาณการใช้พลังงานสำหรับการออกแบบอาคาร ได้แก่ 1) สภาพแวดล้อม 2) รูปทรงอาคาร 3) คุณสมบัติวัสดุก่อสร้างและวิธีการติดตั้ง และ 4) ประสิทธิภาพอุปกรณ์และเครื่องจักร ตามลำดับ ดังนั้นการออกแบบเพื่อให้อาคารประหยัดพลังงานและอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมสามารถประเมินผลได้โดยดัชนีชี้วัดการใช้พลังงานของอาคารในภูมิภาคร้อนชื้น มีรายละเอียดดังนี้ ICUTS = IC * IU * IT * IS = 1/COP * [sigma] U.S * [delta]T * S/A COP หมายถึงประสิทธิภาพเครื่องปรับอากาศ U (W/ m[superscript 2o] k)หมายถึงสัมประสิทธิการถ่ายเทความร้อนของวัสดุ S (m[superscript 2] ) หมายถึงพื้นที่เปลือกอาคาร [delta]T (ํc) หมายถึงอุณหภูมิอากาศ และA (m[superscript 2] )หมายถึงพื้นที่ใช้สอยของอาคาร ดัชนีการใช้พลังงานของอาคารเกิดจากผลรวมความสัมพันธ์ของ 4 ตัวแปร เพื่อใช้ระบุเกณฑ์ชี้วัดประสิทธิภาพการใช้พลังงานในอาคาร อาคารมาตรฐานทั่วไปดัชนีชี้วัดเฉลี่ย ICUTS 36.32 w/m[superscript 2] และค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน 23.28 โดยอาคารที่มีประสิทธิภาพสูงสุดมีค่าดัชนีชี้วัดเท่ากับ 0.60 w/m2 และอาคารที่มีประสิทธิภาพต่ำสุดมีค่าดัชนีชี้วัด 116.66 w/m[superscript 2] ผู้ออกแบบสามารถปรับปรุงปัจจัยทั้งหมดเพื่อลดปริมาณการใช้พลังงานในอาคารได้ถึง 194 เท่า หากปรับปรุงอาคารโดยใช้ปัจจัยบางส่วนสามารถลดการใช้พลังงานลงได้ ตัวอย่างเช่น การปรับปรุงอุณหภูมิอากาศ IT เพียงปัจจัยเดียวสามารถลดปริมาณการใช้พลังงานได้ 4 เท่า การเลือกใช้วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ IU ลดการใช้พลังงานได้ 23.56 เท่า และการเปลี่ยนหรือปรับปรุงระบบปรับอากาศ IC สามารถลดการใช้พลังงาน 1.48 เท่า ส่วนการลดพื้นที่ผิวอาคาร IS สามารถลดปริมาณการใช้พลังงานได้อย่างมาก แต่สำหรับอาคารเดิมการลดพื้นที่ผิวของเปลือกอาคารนั้นควรวิเคราะห์การคุ้มทุนและความเป็นไปได้ อย่างไรก็ตามการปรับปรุงอาคารหรือการออกแบบอาคารโดยใช้ปัจจัยเพียง 3 ปัจจัยที่กล่าวมา สามารถทำให้อาคารมีประสิทธิภาพดีกว่าเดิมถึง 94.26 เท่า ดัชนีการใช้พลังงานนี้คำนวณได้โดยง่าย สามารถใช้เป็นเครื่องมือสำหรับการออกแบบเบื้องต้น เหมาะสำหรับเจ้าของอาคาร สถาปนิก วิศวกร และผู้ออกแบบด้านอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง จากปัจจัยทั้งสี่สามารถมองภาพรวมของการประหยัดพลังงานของอาคารอย่างชัดเจน ผู้ประเมินสามารถปรับปรุงอาคารให้มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้ดีขึ้นได้ตามความเหมาะสม