โครงการการวิจัยประยุกต์ประกอบการออกแบบอาคารประหยัดพลังงาน

Abstract

วัตถุประสงค์หลักของโครงการนี้คือ การวิจัยเพื่อให้ได้มาซึ่งตัวแปรและอิทธิพลของตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับการนำประโยชน์จากระบบธรรมชาติมาใช้ในการออกแบบอาคารประหยัดพลังงานในสภาพภูมิอากาศแบบร้อนชื้นรวมถึงแนวทางในการประยุกต์ข้อมูลที่ได้เพื่อนำมาใช้กับการออกแบบอาคารอนุรักษ์พลังงานเฉลิมพระเกียรติซึ่งเป็นอาคารสาธิตการอนุรักษ์พลังงานตัวอย่างของกรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงาน ในการวิเคราะห์เบื้องต้นพบว่าตัวแปรสำคัญที่จำเป็นต้องทราบมากที่สุดเพื่อจะนำไปใช้ในการออกแบบอาคารดังกล่าวคือ อิทธิพลของ ต้นไม้ ดินน้ำ และแสงธรรมชาติ ที่มีลักษณะเฉพาะสำหรับภูมิอากาศแถบร้อนชื้น ข้อมูลเหล่านี้ถูกนำมาปรับปรุงดัดแปลงและประยุกต์ใช้กับโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อวิเคราะห์หาแนวทางในการออกแบบอาคารประหยัดพลังงานดังกล่าว ขบวนการวิจัยทดลองและวิเคราะห์ได้ทำไปพร้อมๆ กับการออกแบบและการประเมินค่าการใช้พลังงานในอาคารด้วยระบบคอมพิวเตอร์ (COMPUTER SIMULATION)ด้วยเหตุนี้การวิเคราะห์วิจัยในเรื่องดังกล่าวจึงเป็นหัวใจสำคัญในการแสวงหาข้อมูลที่จะป้อน (INPUT) ให้กับการประเมินค่าการใช้พลังงานโดยวิธีจำลองสภาพอาคารด้วยคอมพิวเตอร์ (COMPUTER SIMULATION) เพื่อศึกษาหาวิธีการประหยัดพลังงานภายในอาคารตัวอย่างอย่างละเอียด โดยใช้การวิเคราะห์ทางคอมพิวเตอร์มาช่วยในการประเมินผลการวิจัยให้สามารถสร้างตัวอย่างของอาคารประหยัดพลังงานที่สมบูรณ์ได้ในที่สุด จากผลงานวิจัยนี้ ทำให้ทราบถึงอิทธิพลของตัวแปรหลายตัวที่สำคัญ เช่น ความลึก-ตื้นของน้ำมีอิทธิพลทำให้อุณหภูมิน้ำมีความแตกต่างกันได้ถึง 4 C ดินที่ผิวมีการปรับแต่งสภาพบางลักษณะมีอิทธิพลทำให้อุณหภูมิดินลดลงถึง 3 C จากปกติ วัสดุปูผิวทางเดินเมื่อเทียบกับสนามหญ้าพบว่ามีอิทธิพลทำให้อุณหภูมิแตกต่างกันถึง 10 C และการใช้ช่องเปิดด้านบนช่วยให้สามารถดึงแสงธรรมชาติเข้ามาภายในอาคารได้ลึกถึง 8 เมตร รวมถึงการใช้ช่องเปิดเหนืออาคารส่วนที่เป็นโดมก็ช่วยประหยัดการใช้ระบบไฟฟ้าแสงสว่างบริเวณทางเดินในช่วงเวลากลางวันไปได้มาก อิทธิพลดังกล่าวเป็นส่วนประกอบซึ่งมีผลต่อการใช้พลังงานในอาคาร ในการวิจัยขั้นสุดท้ายข้อมูลต่างๆ เหล่านี้จึงได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้กับอาคารอนุรักษ์พลังงานเฉลิมพระเกียรติ และทำการวิเคราะห์โดยการจำลองสภาพการใช้พลังงานในอาคารด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ พบว่าสามารถประหยัดพลังงานลงได้มากกว่า 50% เมื่อเทียบกับอาคารที่มีมาตรฐานในการก่อสร้างโดยทั่วไป นั่นคือสามารถลดภาระการทำความเย็นให้กับอาคารลงมากดังจะพบว่าใช้ปริมาณเครื่องปรับอากาศเพียงประมาณ 63 ตร.ม./ตัน และมีค่าการถ่ายเทความร้อนรวมของกรอบอาคารน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของ พรบ.อนุรักษ์พลังงาน (OTTV) เพียง 18 วัตต์/ตร.ม. (คิดเป็นเพียง 40% ตามที่กำหนดไว้) งานวิจัยนี้จึงนับเป็นก้าวแรกที่ทำให้เกิดอาคารอนุรักษ์พลังงาน ที่มีความเหมาะสมอย่างยิ่งกับภูมิภาคในเขตร้อนชื้น