การปรับปรุงระบบเปลือกอาคารเพื่อการอนุรักษ์พลังงาน : กรณีศึกษาอาคารสำนักพหลโยธิน ธนาคารกสิกรไทย จำกัด (มหาชน)

Abstract

ศึกษาหาแนวทางในการอนุรักษ์พลังงาน ด้วยการปรับปรุงระบบเปลือกอาคาร โดยพิจารณาความสามารถในการลดภาระการปรับอากาศรวมของอาคาร และความเป็นไปได้ในการลงทุน จึงเลือกศึกษาอาคารสำนักงานที่มีการใช้งานมานาน และมีเปลือกอาคารที่เป็นกระจกชั้นเดียว (Monolithic Glass) จึงพิจารณาเลือก อาคารสำนักพหลโยธิน ธนาคารกสิกรไทย เป็นอาคารกรณีศึกษา ขั้นตอนการวิจัยเริ่มจากการศึกษาอิทธิพลของตัวแปรต่างๆ ที่มีผลต่อการถ่ายเทความร้อนผ่านเปลือกอาคาร ศึกษาคุณสมบัติกระจกชนิดต่างๆ ที่สามารถใช้เป็นเปลือกอาคารและกำหนดทางเลือก เพื่อศึกษาการปรับปรุงระบบเปลือกอาคารของกรณีศึกษาเป็น 2 แนวทางคือ การเปลี่ยนกระจกเดิมของอาคาร และการปรับปรุงกระจกเดิมของอาคารด้วยการติดฟิล์มกันความร้อน หรือเพิ่มฉนวนกันความร้อน ดำเนินการวิจัยโดยติดตั้งกระจกตัวอย่างที่ต้องการศึกษา บนผนังอาคารทดสอบที่หันหน้าไปทางด้านทิศใต้ ควบคุมอุณหภูมิภายในด้วยเครื่องปรับอากาศ วัดอุณหภูมิอากาศและอุณหภูมิผิวกระจกทั้งด้านในและด้านนอกอาคาร วิเคราะห์ผลการทดสอบด้วยการเปรียบเทียบอุณหภูมิผิว ของกระจกแต่ละชนิดกับอุณหภูมิอากาศ และศึกษาการถ่ายเทความร้อนของกระจกชนิดต่างๆ เปรียบเทียบกับการคำนวณตามมาตรฐานของ American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) ผลการวิจัยพบว่า เปลือกอาคารของกรณีศึกษายอมให้ความร้อนถ่ายเทผ่านได้มาก พิจารณาได้จากอุณหภูมิผิวภายในที่สูง และมีอุณหภูมิใกล้เคียงอุณหภูมิผิวภายนอกแสดงให้เห็นว่า มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง จากการคำนวณพบว่า ต้องใช้พลังงานถึง 5,231,743 kWh/ปี ในการปรับอากาศเพื่อลดความร้อนที่เข้ามาในอาคาร จากการศึกษาแนวทางการปรับปรุงพบว่า แนวทางการเพิ่มฉนวนกันความร้อนด้านหลังของกระจกเดิม ทำให้อุณหภูมิผิวกระจกสูง และอาจทำให้กระจกแตกได้จึงไม่เหมาะสมในการใช้งาน สำหรับการติดฟิล์มกันความร้อน ถึงแม้ว่าการคำนวณแล้วสามารถลดปริมาณความร้อนลงได้ แต่อุณหภูมิผิวกระจกภายในที่มีอุณหภูมิสูง ทำให้การใช้งานจริงต้องใช้พลังงานในการปรับอากาศปริมาณมาก เพื่อชดเชยอุณหภูมิผิวกระจกด้านในที่สูง สำหรับแนวทางการเลือกใช้กระจก 2 ชั้น (Insulating Glass) พบว่าอุณหภูมิผิวภายในต่ำและมีอุณหภูมิผิวภายนอก สูงกว่าอุณหภูมิผิวภายนอกของกระจกเดิมของอาคาร เนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนต่ำ จากการคำนวณพบว่า ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทผ่านกระจก 2 ชั้น น้อยกว่ากระจกเดิมของอาคาร เมื่อเปรียบเทียบแนวทางแต่ละแนวทาง โดยพิจารณาการที่จะลดปริมาณความร้อนที่เข้าสู่ภายในอาคารและความเป็นไปได้ทางการเงินพบว่าแนวทางที่เหมาะสมที่สุดในการปรับปรุงอาคารกรณีศึกษา คือ การใช้กระจก Reflective Low-E ซึ่งจากการคำนวณพบว่าสามารถลดความร้อนที่ถ่ายเทผ่านเปลือกอาคารได้ถึง 58.94% และมีจุดคืนทุนในระยะเวลา 5 ปี