อาคารสีเขียวคืออะไร? รวม 10 วิธีออกแบบอาคารให้ประหยัดพลังงาน

ปัจจุบันต้องยอมรับว่า ‘โลกร้อน’ ได้กลายเป็นหนึ่งปัญหาหนักที่สร้างความเสียหายทั่วโลก ทั้งปัญหาภัยแล้ง ภัยธรรมชาติ น้ำแข็งขั้วโลกละลาย ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น ภาวะขาดแคลนอาหาร ปัญหาภัยธรรมชาติที่มีความรุนแรงมากขึ้น ปัญหาสุขภาพ ความความยากจน และสิ่งมีชีวิตเสี่ยงสูญพันธุ์มากขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ทั่วโลกหันมาโฟกัสและพยายามหาทางแก้ปัญหานี้ร่วมกัน โดยหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาแบบยั่งยืนที่หลาย ๆ ประเทศเริ่มให้ความสนใจคือ การสร้างมาตรฐานอาคารสีเขียวหรืออาคารประหยัดพลังงาน

ทำความรู้จัก! อาคารประหยัดพลังงาน หรือ อาคารสีเขียว คืออะไร

ถ้าพูดถึง ‘อาคารสีเขียว’ คนส่วนใหญ่อาจเข้าใจว่าหมายถึงอาคารแนว Vertical Forest หรืออาคารป่าแนวตั้งที่ออกแบบพื้นที่สำหรับปลูกต้นไม้ได้จำนวนมากเพื่อเพิ่มพื้นที่สีเขียว อย่างอาคาร Bosco Verticale มิลาน ประเทศอิตาลี The Nanjing Green Towers นานกิง ประเทศจีน โครงการ 1000 Trees เซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน หรืออพาร์ตเมนต์ M6B2 Tower ปารีส ประเทศฝรั่งเศส แต่ในความจริงแล้วความหมายของอาคารสีเขียวหรืออาคารประหยัดพลังงาน คือ อาคารแบบยั่งยืน (Sustainability) ที่วางแนวทางปฏิบัติให้เกิดการใช้ทรัพยากรและรักษาสิ่งแวดล้อมอย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งการจัดการทรัพยากรน้ำ ไฟฟ้า พื้นที่ การก่อสร้าง การจัดการของเสีย โดยคำนึงถึงสุขภาพของผู้ใช้งานและสิ่งแวดล้อม ซึ่งแนวคิดอาคารประหยัดพลังงาน สามารถนำไปใช้ได้ทั้งกับอาคารเก่าและอาคารใหม่ สำหรับกรณีอาคารเก่าเป็นการนำระบบและวัสดุใหม่เข้าไปแทนระบบเก่าหรือวัสดุเก่าที่ขาดประสิทธิภาพ ในขณะที่การสร้างอาคารใหม่ ควรเริ่มวางแผนการตั้งแต่การออกแบบและวางระบบการระบบการจัดการพลังงานภายในอาคารให้ตรงตามมาตรฐานอาคารสีเขียว

มาตรฐานอาคารประหยัดพลังงานมีอะไรบ้าง

• TREES หรือ Thai’s Rating of Energy and Environment Sustainability: 
• LEED หรือ Leadership in Energy and Environmental Design: 
• EDGE หรือ Excellence in Design for Greater Efficiencies: 
• WELL Building Standard

สำหรับการระบุว่าอาคารหรือโรงงานอุตสาหกรรมใดได้มาตรฐานอาคารประหยัดพลังงาน ไม่ได้พิจารณาแค่ว่าเป็นอาคารที่ใช้พลังงานน้อย ใช้เฉพาะพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม หรือมีการจัดการระบบของเสียที่มีประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ต้องผ่านการประเมินตามเกณฑ์มาตรฐานที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล โดยหลักเกณฑ์ที่ใช้ในการพิจารณาอาคารประหยัดพลังงาน ได้แก่

• TREES หรือ Thai’s Rating of Energy and Environment Sustainability: เป็นหลักเกณฑ์การประเมินของสถาบันอาคารเขียวไทย (TGBI) ประเทศไทย 

หน่วยงานอิสระที่ไม่แสวงผลกำไร จดทะเบียนนิติบุคคลภายใต้มูลนิธิอาคารเขียวไทย โดยทางสถาบันฯ จะยึดการประเมินตามแนวทางความยั่งยืนด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม ซึ่งอิงตามหลักเกณฑ์เดียวมาตรฐานสากลที่ใช้ในประเทศต่างๆ แต่ปรับให้เหมาะสมกับประเทศไทยมากขึ้น ด้วยการระบุให้ผู้ประกอบการสามารถใช้วัสดุก่อสร้างที่ผลิตในประเทศไทยได้

• LEED หรือ Leadership in Energy and Environmental Design: เป็นหลักเกณฑ์การประเมินอาคารประหยัดพลังงานหรือสิ่งก่อสร้างที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของ U.S. Green Building Council (USGBC) ประเทศสหรัฐอเมริกา สามารถใช้ประเมินได้ทั้งอาคารที่อยู่ทั้งในประเทศสหรัฐอเมริกาและประเทศอื่นทั่วโลก ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ LEED เป็นหลักเกณฑ์มาตรฐานสากลที่ได้รับนิยมมากที่สุด รวมทั้งยังถูกนำไปใช้แนวทางในสร้างมาตรฐานการรับรองอาคารประหยัดพลังงานของประเทศต่าง ๆ อีกด้วย ปัจจุบันการขอใบรับรองอาคารประหยัดพลังงานจาก LEED สามารถยื่นเอกสารเพื่อขอการรับรองที่ผ่านทางเว็บไซต์ของ LEED ถ้าคะแนนถึงเกณฑ์ที่กำหนดจะได้รับใบรับรองแบบถาวร   
• EDGE หรือ Excellence in Design for Greater Efficiencies: เป็นหลักเกณฑ์การประเมินอาคารประหยัดพลังงาน การวัดผลการก่อสร้างอย่างยั่งยืน และนวัตกรรมในการรับรองมาตรฐานความเป็นเลิศในการออกแบบอาคาร สำหรับตลาดเกิดใหม่ของบรรษัทเงินทุนระหว่างประเทศหรือ IFC (International Finance Corporation) ที่เป็นสมาชิกของกลุ่มธนาคารโลก โดยหลักเกณฑ์ในการพิจารณาจะคล้ายคลึงกับเกณฑ์ของ LEED แต่เพิ่มการประเมินปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในยุโรป อเมริกา และเอเชีย เนื่องจากมีแอพพลิเคชั่นในการประเมินด้วยตัวเองโดยไม่เสียค่าใช้จ่าย ซึ่งหลังจากผ่านการประเมินอาคารจาก EDGE Auditor เรียบร้อยแล้ว อาคารที่ผ่านการประเมินจะได้รับใบรับรองถาวร เช่นเดียวกับ LEED
• WELL Building Standard เป็นหลักเกณฑ์การประเมินอาคารประหยัดพลังงานของประเทศแคนาดา จากสถาบันสถาบัน IWBI (International WELL Building Institute) ที่เกิดจากความร่วมมือกับผู้พัฒนาหลักเกณฑ์มาตรฐาน LEED เพื่อใช้เป็นมาตรฐานในการประเมินคุณภาพผู้อยู่อาศัยในอาคาร โดยมีหลักเกณฑ์ในการประเมินทั้งหมด 10 ข้อ สำหรับการขอใบรับรองจาก WELL Building Standard นอกจากส่งเอกสารแล้ว ยังต้องรับการประเมินจากผู้ตรวจ หากอาคารผ่านการประเมินจะได้รับใบรับรอง แต่มาตรฐาน WELL Building Standard จะต้องต่ออายุใบรับรองทุก 3 ปี

​อยากออกแบบอาคารให้ประหยัดพลังงาน ต้องคำนึงถึงอะไรบ้าง?

ตามหลักเกณฑ์อาคารประหยัดพลังงานแบบต่าง ๆ ไม่ว่า TREES, LEED, EDGE หรือ WELL Building Standard เห็นได้ว่าการสร้างอาคารที่อยู่อาศัยและโรงงานอุตสาหกรรม หรือปรับปรุงอาคารเดิมเพื่อให้เข้าเกณฑ์มาตรฐานอาคารสีเขียว ต้องให้ความสำคัญและใส่ใจทั้งการออกแบบโครงสร้าง การเลือกวัสดุก่อสร้าง และการวางระบบการจัดการพลังงานให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งถึงแม้ว่าไม่สามารถทำได้ครบในทุกข้อ แต่การเริ่มเปลี่ยนก็นับเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีของการลดการใช้พลังงานในอาคาร นำไปสู่การลดค่าใช้จ่าย การจัดการแบบยั่งยืน พร้อมก้าวไปเป็นอาคารสีเขียวแบบสมบูรณ์แบบ สำหรับวิธีการออกแบบอาคารประหยัดพลังงานควรคำนึงถึงเรื่องต่าง ๆ ดังนี้
1. สภาพภูมิประเทศและภูมิอากาศการสร้างอาคารประหยัดพลังงานใหม่ค่อนข้างจัดการได้ง่ายกว่า ในเรื่องการวางตำแหน่งของอาคารให้เหมาะสมกับสภาพภูมิประเทศและภูมิอากาศ เพราะสามารถกำหนดทิศทางของอาคารที่ส่งผลดีต่อการประหยัดพลังงานในอาคารแบบยั่งยืนได้ง่ายกว่าอาคารเก่า โดยในการออกแบบอาคารควรตรวจสอบตำแหน่งทิศทางของลม ทิศทางของแสงและการลาดเอียงของพื้นดินก่อนเขียนแบบอาคาร เช่น

• การออกแบบส่วนที่มีความแคบน้อยไปทางทิศตะวันออกหรือตะวันตกเพื่อให้อาคารโดนแสงอาทิตย์น้อยลง ลดการสะสมความร้อนภายใน 
• การวางตำแหน่งอาคารด้านที่มีหน้าต่างให้รับลมประจำถิ่นได้ง่ายขึ้น กรณีประเทศไทย ลมฤดูร้อนจะพัดจากทางทิศใต้หรือทิศตะวันตกเฉียงใต้ ขณะที่ลมฤดูหนาวพัดจากทางทิศเหนือหรือทิศตะวันออกเฉียงเหนือ 
• การปรับปรุงพื้นที่โดยรอบด้วยการสร้างแหล่งน้ำ เพื่อให้กระแสลมพัดไปยังอาคาร การปรับเนินดินให้กระแสลมผ่านได้ง่ายขึ้นหรือการปลูกต้นไม้เพื่อสร้างความร่มรื่น

2. การจัดการกับปริมาณแสงสิ่งสำคัญที่สุดของการจัดการกับปริมาณแสงคือ คุณภาพของแสงที่ส่งผ่านเข้าไปในอาคารต้องเหมาะสมกับการใช้งานของผู้ใช้งาน จึงทำให้ค่อนข้างยากต่อการลดจำนวนอุปกรณ์ให้แสงสว่างโดยเฉพาะการประหยัดพลังงานในโรงงาน เนื่องจากอาจส่งผลกระทบและเป็นอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงานในอาคาร ดังนั้นการจัดการกับปริมาณแสงที่ง่าย ประหยัดพลังงาน และส่งผลกระทบน้อยที่สุดคือ การเลือกใช้หลอดไฟที่ได้มาตรฐาน เหมาะสมกับพื้นที่ การเลือกใช้หลอดไฟอัตโนมัติ การปิดเมื่อไม่มีการใช้งาน และการดูแลรักษาให้พร้อมใช้งานอยู่เสมอ
3. การถ่ายเทอากาศข้อดีแรกของการวางระบบการถ่ายเทอากาศในอาคารประหยัดพลังงาน คือ ช่วยลดการใช้เครื่องปรับอากาศในระยะยาว ซึ่งสิ่งเหมาะสมที่สุดคือ การสร้างช่องลมระบายอากาศให้สูง เพื่อให้ลมลอยขึ้นไปและระบายออกสู่ตัวอาคาร อย่างไรก็ตามการสร้างช่องเปิดตามธรรมชาติเพื่อรับแสง รับลม หรือระบายอากาศ ต้องระมัดระวังเรื่องปริมาณแสงและความร้อนที่เข้ามา ไม่ควรสร้างช่องลม ช่องแสงขนาดใหญ่ แต่หากจำเป็นต้องออกแบบให้กว้าง ควรติดตั้งอุปกรณ์บังแดด เพื่อลดความร้อนที่ไหลเข้ามา
4. รูปร่างและรูปทรงของตัวอาคารสำหรับลักษณะของอาคารประหยัดพลังงานที่มีประสิทธิภาพเป็นอาคารที่มีอัตราส่วนพื้นที่ต่ำ พื้นที่ใช้สอยน้อย และรูปทรงโค้งมน เพราะจะทำให้การรั่วซึมของอากาศเย็นภายในน้อยกว่าอาคารขนาดใหญ่ที่มีพื้นที่ใช้สอยสูง ซึ่งถ้าเรียงลำดับจากน้อยไปหามาก คือ ทรง Cylinder ทรง Cube ทรง Box และ ทรง Complex form แต่ทั้งนี้หากปรับเป็นการออกแบบอาคารในลักษณะจั่วสูงก็จะช่วยระบายอากาศและความร้อนได้ดีมากขึ้น
5. การใช้ผนังทึบและผนังใสในบริเวณต่าง ๆ ความแตกต่างระหว่างการใช้ผนังทึบกับผนังใสคือ การต้านทานความร้อน โดยผนังแบบทึบสามารถต้านทานความร้อนได้มากกว่าผนังใสหรือกระจกใส ดังนั้นอาคารประหยัดพลังงานจึงนิยมใช้เป็นผนังทึบที่มีการติดตั้งฉนวนความร้อน ใช้สีโทนอ่อนที่มีการดูดกลืนความร้อนน้อยกว่าโทนเข้มเพื่อเพิ่มคุณสมบัติการต้านทานความร้อนให้กับอาคารมากขึ้น แต่กรณีเลือกใช้ผนังโปร่งหรือกระจกเพื่อความสวยงาม ควรเลือกใช้กระจกที่มีคุณสมบัติกันความร้อนทดแทน เช่น

• กระจกเคลือบผิวสะท้อนแสง (Reflecting Metallic Coating) ลดได้ทั้งความร้อนและแสงสว่าง แต่ข้อเสียคือ สามารถแผ่ความร้อนภายในห้องได้ จึงไม่เหมาะกับประเทศในเขตร้อน
• กระจกสองชั้น (Double Glazing) สามารถลดความร้อนได้สูงถึง 80% และแสงผ่านได้ดี ป้องกันรังสี UV จึงช่วยทั้งลดความร้อนและประหยัดพลังงานจากอุปกรณ์ส่องสว่าง แต่ข้อเสียคือ มีราคาสูงกว่ากระจกประเภทอื่น
• กระจกติดฟิล์ม Low E (Low Emissivity) กระจกใสที่มีการเคลือบ Sun Protection ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การแผ่รังสีต่ำ จึงคุณสมบัติเด่นเรื่องช่วยลดความร้อนเข้าสู่อาคาร
• กระจกลามิเนต ช่วยป้องกันความร้อนได้ดี อีกทั้งยังลดอันตรายเวลาแตก เพราะเศษกระจกยังยึดเกาะกัน ไม่ร่วงหล่นเหมือนกระจกแบบอื่น เหมาะสำหรับส่วนที่ไม่มีการใช้เครื่องปรับอากาศ

6. ระบบปรับอากาศจากข้อมูลจากสถาบันอาคารเขียวไทยพบว่าระบบปรับอากาศเป็นการใช้พลังงานที่มากที่สุดในอาคาร โดยเฉลี่ยแล้วอยู่ที่ 65% จากการใช้พลังงานทั้งหมด ดังนั้นหากต้องการประหยัดพลังงานในโรงงานอุตสาหกรรมหรืออาคาร นอกจากต้องปรับลดการใช้พลังงานส่วนนี้ลงแล้ว ต้องให้ความสำคัญกับการเลือกเครื่องปรับอากาศที่ได้มาตรฐานประหยัดพลังงาน ขนาด และประเภทของเครื่องปรับอากาศที่เหมาะสมกับพื้นที่ สำหรับประเภทเครื่องปรับอากาศที่ใช้กันในปัจจุบัน ได้แก่

• เครื่องปรับอากาศติดผนัง ขนาดเล็กกระทัดรัด ดูแลรักษาง่าย เหมาะสำหรับห้องที่มีขนาดเล็ก 
• เครื่องปรับอากาศแขวนใต้ฝ้า กระจายความเย็นได้ทั่วถึง เหมาะสำหรับห้องที่มีคนจำนวนมาก อย่างห้องสำนักงาน โซนให้บริการลูกค้า หรือร้านขายของ
• เครื่องปรับอากาศฝังในเพดาน เป็นเครื่องปรับอากาศที่ซ่อนส่วนของตัวเครื่องและท่อต่าง ๆ ในฝ้าเพดาน เหมาะกับห้องที่ต้องการความสวยงาม
• เครื่องปรับอากาศแบบตู้ตั้งพื้น เป็นแบบที่กระจายความเย็นได้ดี แข็งแรงทนทาน เหมาะสำหรับใช้งานในห้องขนาดใหญ่ที่มีคนใช้งานจำนวนมาก อย่างในโรงงานอุตสาหกรรมหรือห้องประชุมขนาดใหญ่

อย่างไรก็ตามนอกจากประเภทแล้ว ควรดูขนาด BTU หรือขนาดการทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศให้สัมพันธ์กับขนาดห้องด้วย เพราะหากเลือกขนาด BTU ต่ำเกินไปก็จะทำให้คอมเพรสเซอร์ทำงานหนัก อายุการทำงานสั้นลง แต่ถ้าเลือกขนาด BTU สูงกว่าขนาดพื้นที่คอมเพรสเซอร์จะตัดบ่อยเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานโดยไม่จำเป็น 
7. วัสดุของหลังคาหลังคาเป็นส่วนที่ทำหน้าที่รับแสงโดยตรง เพราะฉะนั้นหากต้องการปรับให้เป็นอาคารประหยัดพลังงานแบบยั่งยืน ควรเลือกหลังคาทึบสีอ่อนที่มีมวลสารน้อยรวมถึงสะสมความร้อนน้อยด้วย และที่สำคัญต้องมีการบุฉนวนกันความร้อนใต้หลังคา ซึ่งจะช่วยสะท้อนความร้อนและลดการสะสมของความร้อนในอาคาร สำหรับฉนวนกันความร้อนที่นิยม ได้แก่

• ฉนวนใยแก้ว เรียกอีกชื่อว่าไฟเบอร์กลาส กันความร้อน ไม่ลามไฟ  กันเสียงได้ดี
• ฉนวนโฟม PE ป้องกันและสะท้อนความร้อนได้พร้อมกัน 
• ร็อควูล คุณสมบัติใกล้เคียงกับฉนวนใยแก้ว แต่ทนไฟและซับเสียงได้ดีกว่า
• อลูมินั่มฟอยล์ สะท้อนความร้อนได้สูงสุด 97% ทนแรงดึง แข็งแรงไม่ฉีกขาดง่าย
• แอร์บับเบิ้ล ป้องกันและสะท้อนความร้อนได้พร้อมกัน สามารถติดตั้งกับหลังคาได้หลายส่วน

8. อุปกรณ์บังแดดภายนอกและการปลูกต้นไม้หากต้องการปรับปรุงอาคารเดิมให้เป็นอาคารประหยัดพลังงานหรือติดข้อจำกัดด้านการออกแบบ สามารถแก้ไขด้วยการเสริมอุปกรณ์บังแดดแบบถาวรในจุดที่รับแสงอาทิตย์ แต่กรณีที่ไม่ต้องการให้อุปกรณ์บังแดดบดบังความสวยงามของภูมิทัศน์ อาจเลือกเป็นการเปลี่ยนพื้นที่โดยรอบให้เป็นสวนที่มีความร่มรื่น ด้วยการปลูกพืชคลุมดิน ไม้พุ่ม และแหล่งน้ำ เพื่อปรับบรรยากาศโดยรอบให้เย็นลง
9. ใช้พลังงานหมุนเวียนนอกจากการใช้พลังงานอย่างคุ้มค่าจะเป็นหนึ่งในเกณฑ์การพิจารณารับรองอาคารประหยัดพลังงานของสถาบันต่าง ๆ การวางระบบเพื่อหมุนเวียนยังเป็นการลดการใช้พลังงานและประหยัดค่าใช้จ่ายต่อปีได้เป็นจำนวนมากอีกด้วย สำหรับระบบการหมุนเวียนพลังงานที่นิยมใช้การลดพลังงานในโรงงานหรืออาคารประเภทต่าง ๆ ได้แก่

• ระบบการจัดการน้ำ ปัจจุบันมีทั้งการรีไซเคิลน้ำประปาเพื่อหมุนเวียนกลับมาใช้ล้างสุขภัณฑ์ ช่วยประหยัดน้ำประปา การกักเก็บน้ำฝนเพื่อใช้ในการรดน้ำต้นไม้
• การติดต้้งสารแผงโซลาเซลล์ (Solar Cell) เพื่อผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์ ซึ่งข้อดีนอกจากจะเป็นพลังงานสะอาดที่ไม่มีวันหมดแล้ว ยังเป็นการลงทุนวางระบบครั้งเดียวที่ให้ผลตอบแทนระยะยาวอีกด้วย

10. ติดตั้งระบบ SCADAเพื่อประสิทธิภาพที่มากขึ้นในการประหยัดพลังงานในโรงงานหรือองค์กร ระบบ SCADA หรือ Supervisory Control and Data Acquisition ถือเป็นอีกหนึ่งตัวช่วยที่ขาดไม่ได้ในการบริหารจัดการระบบควบคุมการใช้พลังงาน เพราะระบบ SCADA คือ ซอฟแวร์ที่ทำให้จัดการ ตรวจสอบ ติดตาม และวิเคราะห์ข้อมูลการใช้พลังงานภายในอาคารแบบ Real-Time ทำให้การควบคุมพลังงานได้ง่ายและครอบคลุมมากขึ้น

สรุป

จะเห็นได้ว่าอาคารประหยัดพลังงานมีประโยชน์ ทั้งในแง่ของการประหยัดต้นทุน ประหยัดพลังงาน และช่วยรักษาสิ่งแวดล้อม จึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่องค์กรทั้งภาครัฐและเอกชนต่างหันมาให้ความสำคัญกับการสร้างหรือเปลี่ยนอาคารเก่าให้เป็นอาคารประหยัดพลังงาน เพราะแม้ว่าต้องลงทุนในด้านการออกแบบและวางระบบจัดการมากขึ้น แต่สามารถคืนทุนได้ภายใน 3 – 5 ปี หลังจากนั้นเป็นการเก็บเกี่ยวผลประโยชน์ในระยะยาว 
ซึ่งผู้ประกอบการที่ให้ความสำคัญกับธรรมชาติและกำลังสร้างอาคารประหยัดพลังงานหรือเปลี่ยนอาคารเก่าให้เป็นอาคารสีเขียวแบบยั่งยืน แต่ยังไม่รู้ว่าจะต้องเริ่มจากตรงไหน แนะนำ  Sorarus ผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบระบบประหยัดพลังงาน คร่ำหวอดอยู่ในวงการด้านการผลิตน้ำร้อนจากพลังงานทดแทนและให้ปรึกษากับภาคธุรกิจมากว่า 40 ปี ติดตั้งมาแล้วกว่า 1,000 แห่ง การันตีวัสดุติดตั้งใช้งานได้นานกว่า 100 ปี รับประกันคืนทุนไวและประหยัดต้นทุนทรัพยากรได้มากถึง 50-70% แน่นอน