การประหยัดพลังงาน

1. การประเมินจาก “คุณสมบัติ” (Characteristics) ของ “อิฐ” ที่เป็นคุณสมบัติเฉพาะ

การประเมินจาก “คุณสมบัติ” เป็นการประเมินค่าความเป็น “ฉนวน” ซึ่งเป็นค่าที่แสดงให้เห็นว่า “วัสดุ” ที่ใช้ทำอิฐ หรือผนังสามารถชะลอหรือป้องกันความร้อนผ่านตัววัสดุนั้นๆ ได้ง่ายหรือยาก ซึ่งในคุณสมบัตินี้สามารถบอกได้ทันทีว่า วัสดุชนิดใดป้องกันความร้อนที่จะผ่านเข้ามาในบ้านได้เท่านั้น แต่จะไม่ได้บอกการประหยัดพลังงานของบ้านหรืออาคาร

2. การประเมินจาก “หน้าที่” (Function) ของการเป็นผนัง

การประเมินจาก “หน้าที่” เป็นการประเมิน “ร่วม” กับ “คุณสมบัติ” ว่าเมื่อมาเป็นผนังแล้วจะส่งผลดีหรือเสียต่อการปกป้องความร้อนในบ้านหรืออาคารอย่างไร ซึ่งมีปัจจัยที่มีผลกระทบดังนี้

2.1 ค่า “การสะสมความร้อน” ในตัวอิฐหรือผนัง ค่านี้จะขึ้นอยู่กับสมการ Heat flux Q = KA (T1-T2)/L โดย K (Thermal conductivity), A (Area), T1-T2 (Diff. temp) และ L (Thickness) โดยจะเห้นว่า ค่าการสะสม ความร้อน จะขึ้นอยู่กับ ค่า (T1-T2) มี 2 กรณี

กรณีที่ 1: เมื่อไม่มีเครื่องปรับอากาศ ในสถานการณ์ที่อุณหภูมิ “ลดลง” จากกรณี “ช่วงเย็น”
จะมีค่า ความแตกต่างของอุณหภูมิ ทั้ง 2 ด้าน “น้อย” ทำให้อากาศร้อนที่สะสมอยู่ภายในอิฐหรือผนัง มีระยะเวลานาน ยิ่งอิฐที่มีค่าความเป็นฉนวน “สูง” ก็จะอม หรือสะสมความร้อนไว้นานกว่าที่จะคลายออก จึงทำให้บ้านเย็นช้า หรือในกรณี ถ้าจะเปิดเครื่องปรับอากาศ ก็จะใช้พลังงานมากกว่าปกติ ดูตามกรณีที่ 2

กรณีที่ 2: เมื่อมีหรือใช้ เครื่องปรับอากาศ ในสถานการณ์ที่มีอากาศ “ร้อน” หรือ “ช่วงบ่าย”
จะมีความแตกต่างของอุณหภูมิ “มาก” (กรณีอุณหภูมิห้องประมาณ 45°C อุณหภูมิที่ผิวผนังด้านนอก จะประมาณ 50-55°C) เมื่อเทียบกับอุณหภูมิขณะใช้เครื่องปรับอากาศที่ 25°C จะเห็นว่า มีค่า (T1-T2) ที่มีค่าสูง หรือประมาณ 25-30°C ซึ่งจะทำให้ Heat flux จากภายนอกบ้าน สามารถผ่านผนังบ้านได้ง่ายขึ้น นั่นหมายถึง การที่เครื่องปรับอากาศ ต้องใช้พลังงานเพิ่มจากสภาวะปกติเช่นเดียวกัน

2.2 การระบายความร้อน ขณะที่ไม่อยู่บ้าน กรณีนี้เกิดขึ้นจากช่วงที่เราไม่อยู่บ้านแล้ว “ปิด” ประตูหน้าต่างจนหมด จะเห็นว่าภายในบ้านจะสะสมความร้อนจากการปิดบ้านไว้ตลอดเวลา กรณีนี้ถ้าต้องการเปิดเครื่องปรับอากาศก็จะทำให้มีการใช้พลังงานจากเครื่องปรับอากาศมากกว่าปกติ เช่นเดียวกัน

2.3 เมื่อความร้อนสูงขึ้นและความร้อนสะสมมากขึ้น ค่าความเป็นฉนวนที่เป็นค่าคุณสมบัติเฉพาะวัสดุนั้นๆ จะยิ่ง “แย่ลง” จากหลักการทางวิทยาศาสตร์ที่ว่าค่าคุณสมบัติเฉพาะที่เป็นค่า K, R และ U มีค่าที่ “ไม่คงที่” และจะแย่ลงเรื่อยๆ เมื่้ออุณหภูมิสูงขึ้นและสะสมความร้อนมากขึ้น

ทำไมอิฐประหยัดพลังงาน Air Flow Block และการออกแบบบ้านประหยัดพลังงานด้วยวิธีธรรมชาติ (Natural Passive House) จึงสามารถรวมประสิทธิภาพทั้งในส่วน “คุณสมบัติ” (Characteristics) และ “หน้าที่” (Function) ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ดี กว่าอิฐและผนังชนิดอื่นๆ ในหลายมิติด้วยเหตุผลดังนี้

1. ใช้หลักการพาความร้อนออก (Convection) จึงสามารถทำให้ค่า คุณสมบัติเฉพาะนั้นมีค่าใกล้เคียงค่าเดิมมากที่สุด เพราะมีการระบายอากาศร้อนออกตลอดเวลาที่อุณหภูมิสูงกว่า 20°C และจากหลักการนี้ส่งผลต่อการประหยัดพลังงาน ดังนี้

• 1.1 ทำหน้าที่ระบายความร้อนทั้งภายนอกและภายในผนังตลอดเวลา ทำให้ขณะปิดบ้านไว้ มีการสะสมความร้อนในบ้านหรืออาคารลดลง
• 1.2 สามารถลดค่า ความแตกต่างของอุณหภูมิทั้ง 2 ด้าน (T1-T2) ลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพราะเป็นเสมือนผนัง 2 ชั้น จึงทำให้ค่าอุณหภูมิด้านนอก ย้าย “จุดอ้างอิง” ของอุณหภูมิด้านนอก มาอยู่ที่ผนังด้านใน จึงลดการใช้พลังงานขณะเปิดเครื่องปรับอากาศได้อย่างมาก

2. หลักการ convection จะดีขึ้นแบบสวนทางกับอิฐชนิดอื่นๆ ที่ใช้ค่าคุณสมบัติเฉพาะด้านความเป็น “ฉนวน” เพราะยิ่งความร้อนสูงขึ้น จะสะสมความร้อนมากขึ้น อิฐชนิดที่ใช้ค่าความเป็นฉนวนจะมีประสิทธิภาพลดลงเรื่อยๆ แต่กับอิฐ AFB ยิ่งร้อน ยิ่งมีความดันมากขึ้น จากเหตุของความร้อน เมื่อมีความดันมากขึ้น ก็จะระบายอากาศร้อนได้มากขึ้น

3. การที่อิฐ AFB ไม่ได้ทำด้วยวัสดุที่เป็นฉนวน จึงทำให้มีการระบายความร้อนได้เร็วและดีกว่าอิฐที่ใช้วัสดุที่เป็นฉนวน จะเป็นผลดีในช่วงเย็นที่อุณหภูมิลดลง ผนังที่ทำจากอิฐ AFB จะคลายความร้อนออกจากผนังได้เร็วกว่าอิฐที่ใช้วัสดุที่เป็นฉนวน (อ้างอิงการทดสอบ เร็วกว่าอิฐมวลเบาประมาณ 4 ชั่วโมง)

ทั้งหมดข้างต้นเป็นการสรุปภาพรวมในมิติของการประหยัดพลังงานเท่านั้น ยังมีข้อดีในมิติอื่นๆ อีกมากมาย เช่น การป้องกันเสียง การดูดซึมน้ำต่ำเพียง 10 % ความแข็งแรง การเจาะยึด การลดต้นทุนและอื่นๆ อีกมากมาย

การประเมินการประหยัดพลังงานจากการใช้ อิฐประหยัดพลังงาน Air Flow Block และ บ้านประหยัดพลังงานด้วยวิธีธรรมชาติ (Natural Passive House) เป็นการประเมินบนข้อมูลและอ้างอิงสมมุติฐานดังนี้

1. บ้านหรืออาคาร ที่ใช้อิฐประมาณ 250 ตร.ม ต่อ หลัง
2. ประเมินจํานวนบ้านหรืออาคาร ประมาณ 35,000,000 ตร.ม ต่อปี หรือ ประมาณ 140,000 หลัง ต่อปี
3. ทดแทนการใช้อิฐมวลเบา 100% & ทดแทนการใช้อิฐบล็อกทั่วไป 50% ตามปริมาณการใช้งาน ต่อปี
4. ลดการใช้ปูนซีเมนต์ร้อยละ 10 ต่อ บ้าน 1 หลัง
5. ลดค่าไฟฟ้า จากการใช้เครื่องปรับอากาศ จากการปกป้องอุณหภูมิที่ลดลงจาก “คุณสมบัติ” ของอิฐ 3-30% เทียบกับอิฐชนิดต่างๆ
6. ลดค่าไฟฟ้า จากการใช้เครื่องปรับอากาศจาก “Function” การใช้งาน ประมาณ ร้อยละ 10 ของค่าไฟฟ้าปกติ
7. ลดค่าไฟฟ้า จากการสะสมความร้อนในผนัง จากการใช้เครื่องปรับอากาศ ช่วงเวลาเย็น
8. ประเมินจากข้อมูลค่าไฟฟ้าทั่วไป กรณี บ้านที่ใช้เครื่องปรับอากาศ โดยค่าไฟฟ้า ร้อยละ 60 มาจากเครื่องปรับอากาศ ที่เหลือจากเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นทั่วไป
9. เป็นการประเมินจากบ้านทั่วไป ขนาด 3 ห้องนอน 2 ห้องน้ำ มีเครื่องปรับอากาศ 3 เครื่อง ต่อ หลัง
10. ค่าไฟฟ้าประมาณ 6,000 บาท ต่อ หลัง ต่อ เดือน และแยกเป็นค่าไฟฟ้าจากเครื่องปรับอากาศ ร้อยละ 60 หรือประมาณ 3,600 บาท ต่อ หลัง ต่อ เดือน

เพื่อลดความซับซ้อน จึงประเมินการลดการใช้ไฟฟ้าเฉลี่ย 25 % ของค่าไฟฟ้าจากเครื่องปรับอากาศทั่วไป ดังนั้นกรณีนี้จะประหยัดค่าไฟฟ้าจากเครื่องปรับอากาศ ประมาณ 900 บาท ต่อ เดือน

การคำนวณ #1: ลดค่าใช้จ่ายการใช้ไฟฟ้า จากอิฐประหยัดพลังงาน AFB ต่อ ปี

• จำนวนนบ้านหรืออาคาร: 140,000 หลัง ต่อ ปี
• ค่าไฟฟ้าจากเครื่องปรับอากาศ ลดลง: 900 บาท ต่อ หลัง ต่อ เดือน หรือ 10,800 บาท ต่อ ปี
• รวมเป็นการลดค่าไฟฟ้าจากเครื่องปรับอากาศ ประมาณ: 1,500 ล้าน บาท ต่อ ปี

การคำนวณ #2: ลดค่าใช้จ่ายการใช้ไฟฟ้า จากบ้าน NPH ต่อ ปี

• ประเมินอัตราการประหยัดเพิ่ม จาก การคำนวณ #1 อีก 20%: 300 ล้านบาท ต่อ ปี

การคำนวณ #3: ประเมินการลดค่าใช้จ่ายจากค่าไฟฟ้า “รวม”

• ประมาณ: 1,800 ล้านบาท ต่อ ปี

ผลกระทบเชิงเศรษฐศาสตร์

การประเมินการลงทุนจากการใช้ อิฐประหยัดพลังงาน Air Flow Block และบ้านประหยัดพลังงานด้วยวิธีธรรมชาติ (Natural Passive House)

1. ต้นทุนจากการใช้ อิฐประหยัดพลังงาน Air Flow Block : เนื่องด้วยอิฐชนิดนี้มีต้นทุนต่อตร.ม.ที่ต่ำกว่าอิฐชนิดอื่นๆ จึงไม่มีการลงทุนเพิ่ม และยังมีต้นทุนลดลงประมาณ 30,000 บาท ต่อหลัง
2. ต้นทุนจากการใช้บ้านด้วยระบบ Natural Passive House มีดังนี้

• • ค่าลิขสิทธิ์: 10,000 บาท ต่อหลัง
  • ค่าระบบท่อและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง: 5,000 บาท ต่อหลัง
  • ค่าขุดหลุมฝังท่อ: 3,000 บาท ต่อหลัง
  • ค่าดำเนินการ: 5,000 บาท ต่อหลัง

รวมทั้งหมด: 23,000 บาท ต่อหลัง

การประเมินจุดคุ้มทุนจากการลงทุน

จะเห็นว่าระบบนี้ไม่มี “การเพิ่มการลงทุน หรือ ค่าใช้จ่าย” ในการสร้างบ้านหรืออาคาร จากการใช้อิฐประหยัดพลังงาน Air Flow Block แต่เป็นการลดค่าใช้จ่ายลงประมาณ 30,000 บาท ต่อหลัง รวมถึง การลงทุนในการทำระบบ Natural Passive House มีการลงทุน เพียง 23,000 บาท ต่อหลัง ซึ่งยังน้อยกว่าค่าใช้จ่ายที่ลดลงจากการใช้อิฐประหยัดพลังงาน Air Flow Block

การประเมินครั้งนี้จึงไม่สามารถประเมินดัชนีการลงทุนในค่าต่างๆ ได้ เช่น ค่า IRR (Internal rate of return), NPV (Net present value) และ ROI (Return of Investment)

สรุป การประเมินครั้งนี้เป็นการประเมินการใช้นวัตกรรมที่ไม่มีการลงทุนเพิ่มเติมแต่อย่างใด มีแต่ประโยชน์จากผลของการประหยัดพลังงานเพียงอย่างเดียว

ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม

ศักยภาพในการขยายผล

เนื่องด้วยบ้านประหยัดพลังงาน NPH เปรียบเป็นนวัตกรรมที่ไม่มีการลงทุนเพิ่มใด ๆ เลย อาจมีต้นทุนที่ลดลงด้วย จึงทำให้ผู้สนใจที่มีรายได้น้อยถึงปานกลางที่ต้องการสร้างบ้านสูงไม่เกิน 3 ชั้น สามารถเข้าถึงนวัตกรรมบ้านเย็น ประหยัดพลังงานได้ง่ายขึ้น รวมถึง ภาคการผลิตอิฐประหยัดพลังงาน Air Flow Block ก็เป็นการลงทุนขนาดเล็ก (SME) ซึ่งช่วยให้มีการกระจายการลงทุนได้ง่ายขึ้น และสามารถต่อยอดการประยุกต์ใช้งานกับอาคารประเภทต่างๆ ได้ดังนี้:

• อาคารสูงไม่เกิน 3 ชั้น
• อาคารเอนกประสงค์อื่นๆ
• ที่พัก รีสอร์ท ที่ต้องการประหยัดพลังงาน
• หรืออาคารที่สูงเกิน 4 ชั้น แต่สามารถมีการเพิ่มระบบอื่นๆ เช่น ระบบลมเย็นที่สามารถมีความดันสูงขึ้น เป็นต้น

ความน่าเชื่อถือ

• อิฐประหยัดพลังงาน Air Flow Block ได้ผ่านการทดสอบด้านการประหยัดพลังงานจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า พระนครเหนือ
• อิฐประหยัดพลังงาน Air Flow Block ได้ทดสอบตาม มอก. 58 กับ 2 มหาวิทยาลัย คือ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี และมหาวิทยาลัยขอนแก่น
• บ้านประหยัดพลังงานด้วยวิธีธรรมชาติ (Natural Passive House) ผ่านการทดสอบวิจัยกับบ้านจริง ผลการทดสอบเผยแพร่ตามสื่อต่างๆ