แนวทางการออกแบบอาคารที่มีการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์เพื่อเป็นต้นแบบสําหรับอาคารสํานักงานอัจฉริยะ

Abstract

The research study titled "guideline of building design with application of zero net energy as prototype for smart office building" had the objective to study guideline in building design in order to be a building with zero net energy consumption consistent with the energy development plan of the country. It had the main goal of increasing the ability of building sector in reducing energy consumption and to use energy as efficient as possible. In making a building to have zero net energy consumption, the most important thing was to make a building to use energy as low as possible first and then design the power generating system from renewable energy to cover energy consumption. Therefore, designing a building was the first variable that was important to reduction of energy consumption of the building. Designing of the building in this research was design of small office building to medium-size office building with the usage area of 150 square meters by using architectural design principle, construction technology and utilizing surrounding environment to reduce energy consumption of a building with the purpose of becoming a building with zero net energy consumption and simulated such building model on choosing materials for building construction. The model had 2 cases as follows. The case 1 was to use currently popular materials to pass the criteria of Building Energy Code (BEC). The case 2 was to choose material to acquire the best design outcome with the goal to make the design building become Zero Energy Building (ZEB) by using BEC Web-Based software of the Department of Alternative Energy Development and Efficiency. In the assessment of the energy standard criteria value of the building, it was found that the building type 1 passes the BEC building assessment criteria in the category of OTTV and RTTV according to announcement of the Ministry of Energy regarding specification of building design standard for energy conservation, New Edition 2021. As for COP category, it passed the HEPS criteria. The LPD and EUI category passed the ZEB criteria. IN the building type 2 almost every category passed the ZEB building assessment criteria. There was only COP category that passed HEPS because the current technology of air-conditioning system could not pass the ZEB criteria.

Moreover, when considering comparison of the expense in the construction and the expense in energy consumption of building type 1 and type 2, it was found that building construction investment by choosing high quality material so that the building could have the ability in protecting the heat at a high level comparing with a building with general materials, the break-even point would be around 42 years. From such data, it could be concluded that small to medium size office building with the usage area not over 150 square meters, the building design by using high-end material to pass the ZEB criteria might still not worthy nowadays. The increased expense from using quality material might be used to install power generation system from renewable energy instead. This would make a building to become a building with zero net energy consumption.

การศึกษาวิจัยเรื่อง “แนวทางการออกแบบอาคารที่มีการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์เพื่อเป็นต้นแบบ สำหรับอาคารสำนักงานอัจฉริยะ” มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแนวทางในการการออกแบบอาคาร เพื่อมุ่งสู่การเป็นอาคารที่มีการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ สอดคล้องกับแผนพัฒนาพลังงานของประเทศ ที่มุ่งเน้นเป้าหมายสำคัญในการที่จะทำให้ในภาคส่วนอาคารนั้นเพิ่มขีดความสามารถในการลดการใช้พลังงานและใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด ซึ่งการทำให้อาคารมีการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์นั้น สิ่งสำคัญที่สุดคือการทำให้อาคารมีการใช้พลังงานที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ก่อน แล้วจึงออกแบบระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนให้ครอบคลุมการใช้พลังงานนั้น ดังนั้น การออกแบบอาคารจึงเป็นตัวแปรลำดับแรกที่มีความสำคัญต่อการลดการใช้พลังงานของอาคาร ซึ่งการออกแบบอาคารในงานวิจัยนี้ เป็นการออกแบบอาคารสำนักงานขนาดเล็กถึงขนาดกลางที่มีขนาดพื้นที่ใช้งาน 150 ตร.ม. โดยใช้หลักการการออกแบบทางสถาปัตยกรรม เทคโนโลยีในการก่อสร้าง ร่วมกับการใช้ประโยชน์จากสิ่งแวดล้อมภายนอกมาช่วยลดการใช้พลังงานของอาคาร เพื่อมุ่งสู่การเป็นอาคารที่มีการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ และได้นำแบบอาคารดังกล่าวมาจำลองการเลือกใช้วัสดุในการก่อสร้างอาคาร โดยมีการจำลอง 2 กรณี คือ กรณีที่ 1 เลือกใช้วัสดุที่นิยมใช้ในปัจจุบัน เพื่อให้ผ่านเกณฑ์ Building Energy Code (BEC) และกรณีที่ 2 เลือกใช้วัสดุ เพื่อให้ได้ผลลัพท์ในการออกแบบที่ดีที่สุด โดยมีเป้าหมายให้อาคารที่ออกแบบมุ่งสู่การเป็นอาคาร Zero Energy Building (ZEB) โดยใช้โปรแกรม BEC Web–Based ของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน ในการประเมินค่าเกณฑ์มาตรฐานพลังงานของอาคาร พบว่า อาคารแบบที่ 1 ผ่านตามเกณฑ์ประเมิณอาคาร BEC ในหมวดของ OTTV และ RTTV ตามประกาศกระทรวงพลังงาน เรื่อง กำหนดค่ามาตราฐานการออกแบบอาคาร เพื่อการอนุรักษ์พลังงาน ฉบับใหม่ ปี 2564 ส่วนหมวด COP ผ่านเกณฑ์ HEPS โดยหมวด LPD และ EUI ผ่านเกณฑ์ ZEB ในส่วนของอาคารแบบที่ 2 ผ่านตามเกณฑ์ประเมิณอาคาร ZEB เกือบทุกหมวด มีเพียงหมวด COP ที่ผ่านเกณฑ์ HEPS เนื่องจากเทคโนโลยีของระบบปรับอากาศในปัจจุบันยังไม่สามารถผ่านตามเกณฑ์ ZEB ได้

และเมื่อพิจารณาเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและค่าใช้จ่ายในส่วนการใช้พลังงานของอาคารแบบที่ 1 และแบบที่ 2 พบว่าการลงทุนก่อสร้างอาคารโดยเลือกใช้วัสดุคุณภาพสูง เพื่อให้อาคารมีความสามารถในการป้องกันความร้อนอยู่ในระดับดีมากนั้น เมื่อเทียบกับอาคารที่ใช้วัสดุแบบทั่วไป จะมีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 42 ปี ซึ่งจากข้อมูลดังกล่าวจึงทำให้สรุปได้ว่า อาคารสำนักงานขนาดเล็กถึงขนาดกลางที่มีพื้นที่ใช้สอยไม่เกิน 150 ตารางเมตรนั้น การออกแบบอาคารโดยใช้วัสดุคุณภาพสูงเพื่อให้ผ่านตามเกณ์ ZEB นั้น อาจยังไม่มีความคุ้มค่าในปัจจุบัน ซึ่งค่าใช้จ่ายที่เพิ่มจากการใช้วัสดุคุณภาพดีนั้น อาจนำมาใช้ในการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนแทน จะทำให้อาคารมุ่งสู่การเป็นอาคารที่มีการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์อย่างสมบูรณ์ได้