หน้าหลัก ข่าวและบทความนวัตกรรมสีเขียว : กระจกฉนวนความร้อนกับการลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ในอาคารสมัยใหม่

บทความ

นวัตกรรมสีเขียว : กระจกฉนวนความร้อนกับการลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ในอาคารสมัยใหม่

ในยุคที่สภาวะโลกร้อนกลายเป็นปัญหาระดับโลกที่ทุกภาคส่วนต้องร่วมมือกันแก้ไข การออกแบบอาคารสมัยใหม่จึงไม่ใช่เพียงการคำนึงถึงความสวยงามและประโยชน์ใช้สอยเท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมด้วย หนึ่งในนวัตกรรมสีเขียวที่กำลังได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายคือ “กระจกฉนวนความร้อน” (Insulated Glass) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มผลิตภัณฑ์กระจกนิรภัยที่ไม่เพียงแต่เพิ่มความปลอดภัย แต่ยังช่วยลดการใช้พลังงานและลดการปล่อยคาร์บอนฟุตพริ้นท์ในอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ทำความเข้าใจกับกระจกฉนวนความร้อน

กระจกฉนวนความร้อนเป็นนวัตกรรมที่พัฒนาต่อยอดมาจากกระจกนิรภัย โดยการนำเทคโนโลยีการเคลือบและการผนึกหลายชั้นมาผสมผสานเพื่อให้ได้กระจกที่มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนป้องกันความร้อนได้อย่างดีเยี่ยม กระจกชนิดนี้มักเรียกกันหลายชื่อ เช่น กระจกฉนวนสองชั้น (Double-glazed Glass) กระจกเทอร์มัลอินซูเลชั่น (Thermal Insulation Glass) หรือกระจกโลว์อี (Low-E Glass) ซึ่งทั้งหมดอยู่ในกลุ่มของกระจกนิรภัยที่มีคุณสมบัติพิเศษด้านการจัดการพลังงาน

โครงสร้างของกระจกฉนวนความร้อน

โครงสร้างพื้นฐานของกระจกฉนวนความร้อนประกอบด้วยกระจกอย่างน้อย 2 แผ่น (หรือมากกว่า) ที่ถูกประกบกันโดยมีช่องว่างระหว่างกระจกแต่ละแผ่น ช่องว่างนี้อาจถูกเติมด้วยอากาศแห้งหรือก๊าซเฉื่อย เช่น อาร์กอน (Argon) หรือคริปตอน (Krypton) ซึ่งมีคุณสมบัติในการเป็นฉนวนที่ดีกว่าอากาศธรรมดา นอกจากนี้ กระจกยังอาจถูกเคลือบด้วยสารพิเศษที่เรียกว่า Low-E (Low Emissivity) ซึ่งช่วยสะท้อนรังสีความร้อนและลดการส่งผ่านรังสีอินฟราเรดเข้าสู่อาคาร

ในอุตสาหกรรมการผลิตกระจกนิรภัย การพัฒนากระจกฉนวนความร้อนไม่ได้หยุดอยู่เพียงเท่านี้ ปัจจุบันมีการนำเทคโนโลยีล่าสุดมาผสมผสาน เช่น การใช้ฟิล์มลามิเนตพิเศษที่มีคุณสมบัติในการกรองแสง การเคลือบนาโนที่ช่วยให้กระจกทำความสะอาดตัวเองได้ (Self-cleaning Glass)

กระจกฉนวนความร้อนกับการลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์

การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากภาคอาคารคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 40% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดทั่วโลก โดยส่วนใหญ่มาจากการใช้พลังงานในระบบปรับอากาศและการทำความร้อน การติดตั้งกระจกฉนวนความร้อนจึงเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดการใช้พลังงานและการปล่อยคาร์บอนฟุตพริ้นท์จากอาคาร

การลดการใช้พลังงานในระบบปรับอากาศ

ในประเทศที่มีภูมิอากาศร้อนเช่นประเทศไทย การใช้พลังงานส่วนใหญ่ในอาคารเกิดจากระบบปรับอากาศ กระจกฉนวนความร้อนสามารถลดการถ่ายเทความร้อนผ่านกระจกได้ถึง 60-70% เมื่อเทียบกับกระจกธรรมดา ทำให้อาคารเย็นลงและลดภาระการทำงานของเครื่องปรับอากาศได้อย่างมีนัยสำคัญ จากการศึกษาพบว่า การติดตั้งกระจกฉนวนความร้อนในอาคารสำนักงานขนาดใหญ่สามารถประหยัดค่าไฟฟ้าได้ 30-40% ต่อปี คิดเป็นการลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ได้หลายตันต่อปี

การที่กระจกนิรภัยประเภทฉนวนความร้อนมีประสิทธิภาพในการป้องกันความร้อนนั้น เป็นผลมาจากค่า U-Value (ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม) และค่า Solar Heat Gain Coefficient (SHGC) หรือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจากรังสีอาทิตย์ที่ต่ำ โดยกระจกฉนวนความร้อนคุณภาพสูงอาจมีค่า U-Value ต่ำกว่า 1.0 W/m²K เทียบกับกระจกธรรมดาที่มีค่าประมาณ 5.7 W/m²K ซึ่งหมายความว่ากระจกฉนวนความร้อนสามารถลดการถ่ายเทความร้อนได้มากกว่า 5 เท่า

การลดการใช้ทรัพยากรในระยะยาว

นอกจากการประหยัดพลังงานโดยตรงแล้ว กระจกฉนวนความร้อนยังช่วยลดการใช้ทรัพยากรในระยะยาวได้หลายทาง

1. ลดขนาดของระบบปรับอากาศ เมื่อภาระการทำความเย็นลดลง อาคารสามารถติดตั้งระบบปรับอากาศที่มีขนาดเล็กลง ทำให้ประหยัดทรัพยากรในการผลิตและการติดตั้ง

2. ยืดอายุการใช้งานของระบบปรับอากาศ ระบบปรับอากาศที่ทำงานน้อยลงจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ลดความจำเป็นในการเปลี่ยนอุปกรณ์บ่อยครั้ง

3. ลดการซ่อมบำรุง กระจกนิรภัยมีความทนทานสูงกว่ากระจกธรรมดา ทำให้ลดความจำเป็นในการเปลี่ยนหรือซ่อมแซม ซึ่งหมายถึงการลดการใช้ทรัพยากรและพลังงานในการผลิตกระจกใหม่

4. ลดการใช้ไฟฟ้าในการให้แสงสว่าง กระจกฉนวนความร้อนสมัยใหม่บางประเภทสามารถกรองรังสี UV และความร้อนออกไปได้ แต่ยังคงยอมให้แสงธรรมชาติผ่านเข้ามาได้อย่างเพียงพอ ทำให้ลดการใช้ไฟฟ้าสำหรับแสงสว่างภายในอาคาร

กรณีศึกษา : Green Building กับการใช้กระจกนิรภัยฉนวนความร้อน

การนำกระจกนิรภัยประเภทฉนวนความร้อนมาใช้ในอาคารสีเขียว (Green Building) เป็นแนวทางที่ได้รับความนิยมทั่วโลก ลองมาดูกรณีศึกษาที่น่าสนใจ:

อาคาร Pearl River Tower กวางโจว ประเทศจีน

อาคาร Pearl River Tower ถือเป็นหนึ่งในอาคารสำนักงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุดในโลก อาคารนี้ใช้กระจกนิรภัยฉนวนความร้อนแบบสองชั้นพิเศษ (Double-skin Facade) ที่ประกอบด้วยชั้นกระจกภายนอกและชั้นกระจกภายในพร้อมช่องอากาศระหว่างกลาง ช่องอากาศนี้ทำหน้าที่เป็นฉนวนและยังช่วยระบายความร้อนโดยอาศัยหลักการลมร้อนลอยตัวสู่เบื้องบน (Stack Effect) ทำให้อาคารสามารถลดการใช้พลังงานได้มากกว่า 60% เมื่อเทียบกับอาคารสำนักงานทั่วไปขนาดเดียวกัน

อาคาร The Edge อัมสเตอร์ดัม ประเทศเนเธอร์แลนด์

อาคาร The Edge ได้รับการขนานนามว่าเป็น “อาคารสำนักงานที่ฉลาดที่สุดในโลก” โดยได้คะแนน 98.36% จากการประเมินของ BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) ซึ่งเป็นมาตรฐานการประเมินอาคารสีเขียวของสหราชอาณาจักร อาคารนี้ใช้กระจกนิรภัยฉนวนความร้อนพิเศษที่มีการติดตั้งเซ็นเซอร์อัจฉริยะกว่า 28,000 ตัว ทำให้สามารถปรับการใช้พลังงานให้เหมาะสมกับสภาพอากาศและการใช้งานจริง

อาคาร Bahrain World Trade Center ประเทศบาห์เรน

อาคารนี้โดดเด่นด้วยการออกแบบที่มีกังหันลมขนาดใหญ่อยู่ระหว่างตึกแฝด นอกจากนี้ยังใช้กระจกนิรภัยฉนวนความร้อนที่มีการเคลือบด้วยสารพิเศษ ช่วยสะท้อนความร้อนในสภาพอากาศร้อนจัดของตะวันออกกลาง ทำให้ลดการใช้พลังงานในระบบปรับอากาศได้อย่างมาก

การนำกระจกฉนวนความร้อนมาใช้ในอาคารสมัยใหม่ของไทย

ประเทศไทยเป็นประเทศที่มีภูมิอากาศร้อนชื้น การใช้กระจกนิรภัยที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดการใช้พลังงานและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อาคารสมัยใหม่ในไทยหลายแห่งได้เริ่มนำกระจกฉนวนความร้อนมาใช้มากขึ้น

มาตรฐานและการรับรองในไทย

ในประเทศไทย มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับกระจกนิรภัยและกระจกฉนวนความร้อนมีหลายมาตรฐาน เช่น

– มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (มอก.) มอก. 965-2537 สำหรับกระจกนิรภัยแบบเทมเปอร์ มอก. 1222-2539 สำหรับกระจกนิรภัยหลายชั้น เป็นต้น

– มาตรฐานอาคารเขียวไทย (TREES) การใช้กระจกนิรภัยที่มีค่า SHGC และ U-Value ตามเกณฑ์ที่กำหนด สามารถช่วยให้อาคารได้คะแนนในหมวด “การประหยัดพลังงาน”

– มาตรฐานประสิทธิภาพพลังงานอาคาร (BEC) กำหนดให้อาคารที่มีพื้นที่ตั้งแต่ 2,000 ตารางเมตรขึ้นไปต้องมีค่าการถ่ายเทความร้อนรวมผ่านเปลือกอาคาร (OTTV) ไม่เกินเกณฑ์ที่กำหนด ซึ่งการใช้กระจกฉนวนความร้อนเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดค่า OTTV

ตัวอย่างอาคารสีเขียวในไทยที่ใช้กระจกฉนวนความร้อน

อาคาร Energy Complex (EnCo) เป็นอาคารสำนักงานของกระทรวงพลังงานที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน LEED ระดับ Platinum โดยใช้กระจกนิรภัยฉนวนความร้อนแบบ Low-E สองชั้น ช่วยลดการใช้พลังงานได้ถึง 40% เมื่อเทียบกับอาคารทั่วไป

อาคาร Park Ventures Ecoplex ได้รับการรับรองมาตรฐาน LEED ระดับ Platinum เช่นกัน โดยใช้กระจกนิรภัยฉนวนความร้อนพิเศษที่มีค่า SHGC ต่ำและยอมให้แสงผ่านได้สูง ทำให้ลดการใช้ไฟฟ้าสำหรับแสงสว่างและระบบปรับอากาศ

อาคาร SCG 100th Year Building ใช้กระจกนิรภัยฉนวนความร้อนแบบ Low-E และมีการติดตั้งแผงบังแดด (Shading Device) เพิ่มเติม ทำให้สามารถลดการใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การเลือกกระจกนิรภัยประเภทฉนวนความร้อนที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น

สภาพภูมิอากาศและทิศทางของอาคาร

ในพื้นที่ที่มีอากาศร้อนตลอดปีเช่นประเทศไทย ควรเลือกกระจกที่มีค่า SHGC ต่ำเพื่อลดความร้อนจากแสงอาทิตย์ แต่ในขณะเดียวกันควรเลือกกระจกที่ยอมให้แสงผ่านได้มากพอ (ค่า Visible Light Transmission – VLT สูง) เพื่อลดการใช้ไฟฟ้าสำหรับแสงสว่าง

นอกจากนี้ ทิศทางของกระจกก็มีผลต่อการเลือกใช้ กระจกที่หันไปทางทิศตะวันออกและทิศตะวันตกจะได้รับแสงแดดโดยตรงในช่วงเช้าและเย็น จึงควรเลือกกระจกที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันความร้อนสูงกว่ากระจกที่หันไปทางทิศเหนือหรือทิศใต้

ประเภทของอาคารและการใช้งาน

อาคารประเภทต่างๆ มีความต้องการที่แตกต่างกัน

– อาคารสำนักงาน ต้องการกระจกที่ลดความร้อนและแสงจ้า แต่ยังให้แสงธรรมชาติเพียงพอเพื่อลดการใช้ไฟฟ้า

– โรงแรมและที่พักอาศัย อาจต้องการกระจกที่มีคุณสมบัติในการลดเสียงรบกวนด้วย

– ศูนย์การค้า ต้องการกระจกที่ใสมากเพื่อแสดงสินค้า แต่ยังคงต้องป้องกันความร้อนได้ดี

– โรงพยาบาลและสถานศึกษา อาจเน้นคุณสมบัติด้านความปลอดภัยและการป้องกัน UV เพื่อสุขภาพของผู้ใช้อาคาร

งบประมาณและระยะเวลาคืนทุน

กระจกฉนวนความร้อนมีราคาสูงกว่ากระจกธรรมดา แต่สามารถประหยัดค่าพลังงานในระยะยาว การคำนวณระยะเวลาคืนทุน (Payback Period) จะช่วยให้เจ้าของอาคารตัดสินใจได้ง่ายขึ้น โดยทั่วไป การติดตั้งกระจกฉนวนความร้อนในอาคารสำนักงานขนาดใหญ่สามารถคืนทุนได้ภายใน 3-5 ปี ขึ้นอยู่กับราคาพลังงานและประสิทธิภาพของกระจกที่เลือกใช้