แนวทางการปรับปรุงอาคารเพื่อการอนุรักษ์พลังงาน: กรณีศึกษาหอสมุดป๋วย อึ๊งภากรณ์

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพด้านพลังงานของอาคารหอสมุดป๋วย อึ๊งภากรณ์ แห่งมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ซึ่งเป็นหนึ่งในอาคารควบคุมตามพระราชบัญญัติส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน โดยการศึกษานี้จะมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงระบบกรอบอาคารให้มีค่าการถ่ายเทความร้อนรวมเป็นไปตามเกณฑ์ที่กำหนดของกฎกระทรวงพลังงาน จากการศึกษาเบื้องต้นพบว่าลักษณะของกรอบอาคารในปัจจุบันใช้วัสดุที่มีค่าความต้านทานความร้อนต่ำ จึงทำให้มีความร้อนจากภายนอกถ่ายเทเข้ามาภายในอาคารเป็นจำนวนมากก่อให้เกิดภาระต่อระบบปรับอากาศ และส่งผลให้อาคารมีค่าการถ่ายเทความร้อนรวมผ่านผนัง (OTTV) เท่ากับ 63.8 W/m2 และค่าการถ่ายเทความร้อนรวมผ่านหลังคา (RTTV) เท่ากับ 19.53 W/m2 ซึ่งสูงกว่าสูงกว่าเกณฑ์ที่กระทรวงฯกำหนด โดยการศึกษานี้มีเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย คือ โปรแกรม Building Energy Code version 1.0.6 สำหรับใช้ในการวิเคราะห์การใช้พลังงานไฟฟ้าของอาคาร และวิเคราะห์ค่าการถ่ายเทความร้อนรวมในอาคาร โดยมีเกณฑ์ในการเลือกแนวทางปรับปรุงคือ สามารถลดความร้อนที่เข้าสู่ภายในอาคารโดยไม่ส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงของโครงสร้าง และไม่เปลี่ยนแปลงรูปลักษณ์ของอาคาร โดยผลการศึกษาพบว่า แนวทางการปรับปรุงผนังอาคารให้มีค่าการถ่ายเทความร้อนรวมผ่านผนังอาคาร (OTTV) มีค่าผ่านเกณฑ์มาตรฐาน โดยที่ใช้เงินลงทุนน้อยที่สุดและมีระยะเวลาคืนทุนเร็วที่สุดคือการปรับปรุงผนังทึบ โดยการติดตั้งฉนวนโพลีสไตรีน หนา 25 มม. เว้นช่องว่างอากาศ และปิดทับด้วยผนังสำเร็จรูปยิบซั่มบอร์ด ซึ่งทำให้ค่า OTTV มีค่า 46.69 W/m2 และสามารถลดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าลงได้ 8.21% โดยมีระยะเวลาคืนทุน 5.77 ปี และแนวทางปรับปรุงผนังอาคารที่สามารถลดการใช้พลังงานได้มากที่สุดคือการปรับปรุงผนังทึบร่วมกับผนังโปร่งแสงโดยการทาสีสะท้อนแสงที่ผนังภายนอกและติดตั้งแผ่นยิปซั่มบุฟอยล์เว้นช่องอากาศร่วมกับติดตั้งฟิล์มกรองแสงความเข้ม 75% ทำให้ค่า OTTV มีค่า 41.03 W/m2 และสามารถลดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าลงได้ 10.86% โดยมีระยะเวลาคืนทุน 10.33 ปี สำหรับแนวทางปรับปรุงหลังคาอาคารให้มีค่าการถ่ายเทความร้อนรวมของหลังคา (RTTV) มีค่าผ่านเกณฑ์มาตรฐาน โดยที่ใช้เงินลงทุนต่ำที่สุดและมีระยะเวลาคืนทุนเร็วที่สุดคือการปูฉนวนใยแก้วแบบม้วนหนา 50 มม. ซึ่งทำให้ค่า RTTV มีค่า 8.270 W/m2 และสามารถลดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าลงได้ 13.31% โดยมีระยะเวลาคืนทุน 5.08 ปี และแนวทางปรับปรุงหลังคาอาคารที่สามารถลดการใช้พลังงานได้มากที่สุดคือ การทาสีสะท้อนแสงหลังคาร่วมกับการปูฉนวนใยแก้วแบบม้วนหนา 50 มม. ซึ่งทำให้ค่า RTTV มีค่า 7.984 W/m2 และสามารถลดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าลงได้ 14.98% โดยมีระยะเวลาคืนทุน 8.34 ปี นอกจากนี้เมื่อทำการปรับปรังปรุงผนังอาคารและหลังคาอาคารร่วมกันโดยแนวทางการปรับปรุงที่ทำให้อาคารมีค่าถ่ายเทความร้อนรวมผ่านผนังอาคาร (OTTV) และค่าการถ่ายเทความร้อนรวมของหลังคา (RTTV) ผ่านเกณฑ์มาตรฐานและมีระยะเวลาคืนทุนเร็วที่สุดคือการเสริมแผ่นยิปซั่มและฉนวน โพลีสไตรีน หนา 25 มม. ที่ผนังอาคาร และติดตั้งฉนวนใยแก้วแบบม้วนหนา 50 มม. ที่บริเวณใต้หลังคาอาคารจะสามารถลดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าลงได้ 21.52% โดยมีระยะเวลาคืนทุน 5.34 ปี และแนวทางการปรับปรุงผนังร่วมกับหลังคาที่ทำให้อาคารสามารถลดพลังงานได้มากที่สุดคือการทาสีสะท้อนแสงที่ผนังอาคารภายนอกร่วมกับเสริมแผ่นยิปซั่มบุฟอยล์ร่วมกับติดตั้งฟิล์มกรองแสงความเข้ม 75% ที่กระจกและทาสีสะท้อนแสงที่หลังคาอาคารร่วมกับติดตั้งฉนวนใยแก้วแบบม้วนหนา 50 มม. บริเวณใต้หลังคาอาคารจะสามารถลดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าลงได้ 25.84% โดยมีระยะเวลาคืนทุน 9.22 ปี