ต้นแบบบ้านแห่งอนาคต ช่วยประหยัดพลังงาน ลดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม

• รู้จัก "ต้นแบบบ้านแห่งอนาคต" ช่วยประหยัดพลังงาน ลดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม
• เปิดแอร์อย่างไร ให้ร่างกายสบายขึ้นและประหยัดค่าไฟ
• สภาพภูมิอากาศในปัจจุบันเปลี่ยนแปลงรวดเร็ว ออกแบบบ้านแบบในอดีตไม่ได้ ต้องปรับตัวและคุมสภาพให้อยู่ภายใต้พื้นฐานใกล้เคียงกับธรรมชาติมากที่สุด

รู้หรือไม่ การเปิดแอร์ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส อาจไม่ใช่วิธีการประหยัดพลังงานที่ดีที่สุด และไม่ใช่อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับคนไทย ซึ่งการเปิดแอร์ที่อุณหภูมิ 26 องศาเซลเซียสขึ้นไป และเพิ่มการหมุนเวียนของอากาศภายในห้อง เช่น เปิดพัดลม จะช่วยให้ร่างกายสบายขึ้นและประหยัดค่าไฟได้มากกว่า จากการวิจัยเราพบว่าการปรับอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส จะช่วยประหยัดพลังงานแอร์ได้ถึง 10% หรือแม้แต่การเปิดแอร์ที่อุณหภูมิ 29 องศาเซลเซียส เมื่อไม่มีคนอยู่ภายในห้อง จะประหยัดมากกว่าการเปิด-ปิดแอร์บ่อยๆ เสียอีก

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.เทิดศักดิ์ เตชะกิจขจร คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เผยข้อมูลจากโครงการวิจัย บ้านประหยัดพลังงานต้นแบบ Smart Living Unit "ZEN model" ที่ท้าทายแนวปฏิบัติที่หลายคนเชื่อและทำอยู่เพื่อร่วมประหยัดพลังงานไฟฟ้าและค่าใช้จ่าย

Smart Living Unit "ZEN model" ต้นแบบบ้านแห่งอนาคตที่ประหยัดพลังงานและอยู่สบาย ควบคุมด้วยระบบดิจิทัล เชื่อมโยงทุกอุปกรณ์ในบ้านด้วย Home IoT ผลงานวิจัยของคณะสถาปัตย์ฯ ร่วมกับวิศวะฯ จุฬาฯ และ Panasonic Solutions (Thailand) Co., Ltd. เพื่อความเป็นอยู่ที่สบาย ประหยัดค่าไฟ ลดการใช้พลังงานและผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน

ตั้งแต่ปี 2565 คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ ร่วมมือกับคณะวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีสารสนเทศจุฬาฯ และ Panasonic Solutions (Thailand) Co., Ltd. ดำเนินโครงการวิจัย “บ้านประหยัดพลังงานต้นแบบ Smart Living Unit "ZEN model"

เพื่อวิจัยหาและสร้างบ้านต้นแบบที่ประหยัดพลังงานและอยู่สบายสำหรับผู้อยู่อาศัยในประเทศไทย โดยปัจจุบัน บ้านต้นแบบ (Prototype) สร้างเสร็จแล้ว ตั้งอยู่บริเวณหน้าคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ จุฬาฯ และมีผู้สนใจเข้ามาเยี่ยมชมเป็นระยะๆ

จุดเริ่มต้นบ้านประหยัดพลังงานและอยู่สบาย

บ้านประหยัดพลังงานต้นแบบสร้างขึ้นครั้งแรกที่โรงงานของ Panasonic เป็นบ้านขนาดประมาณ 10 ตารางเมตร เพื่อทดลองการควบคุมสภาพภูมิอากาศและการแปลงอุปกรณ์ในบ้านให้เป็นระบบดิจิทัล โดยการเขียนแบบบ้านใช้ระบบ BIM (Building Information Modeling) ที่เป็นการเขียนแบบสมัยใหม่ที่ทุกเส้นและทุกองค์ประกอบสามารถใส่ข้อมูลดิจิทัล (Digital data) เข้าไปได้ 

ผลการวิจัยและทดลองเป็นที่น่าพอใจ เราจึงได้ขยายเป็นบ้านประหยัดพลังงานต้นแบบ Smart Living Unit ZEN model ขนาด 36 ตารางเมตร ที่ปัจจุบันตั้งอยู่บริเวณหน้าคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ จุฬาฯ เป็นต้นแบบบ้านประหยัดพลังงานจำลองให้สมจริงยิ่งขึ้น โดยบ้านต้นแบบ Smart Living Unit ประกอบด้วย 1 ห้องนอน ห้องนั่งเล่น ห้องครัว ห้องน้ำ และระบบต่างๆ ภายในบ้านถูกควบคุมด้วยระบบดิจิทัล Home IoT (The Internet of Things) ทั้งหมด

ปัจจุบันยูนิตนี้ใช้สำหรับทดสอบการใช้พลังงานและการสั่งการระบบต่างๆ ภายในบ้าน แต่ในอนาคตเราจะเปิดให้คนเข้ามาทดลองอยู่เพื่อเก็บข้อมูลที่เสมือนจริงขึ้น ผศ.ดร.เทิดศักดิ์ กล่าว

บ้านสบายเพื่อคนทุกวัย ควบคุมด้วยระบบดิจิทัล Home IoT

คุณสิรินดา มธุรสสุคนธ์ ผู้ประสานงานโครงการ บริษัทพานาโซนิค โซลูชั่นส์ (ประเทศไทย) กล่าวถึงคอนเซปต์ของบ้านต้นแบบ Zen Model ว่าเป็นที่อยู่อาศัยที่ออกแบบสำหรับพฤฒพลัง (ผู้สูงอายุที่ยังมีสุขภาพแข็งแรงอยู่) นอกจากนี้ยังใช้โครงสร้างโมดูลาร์เพื่อความยั่งยืนในการใช้อาคารทั้งในด้านความรวดเร็วในการก่อสร้าง รวมไปถึงความสะดวกในการเปลี่ยนแปลงการใช้งานและสถานที่ในอนาคต 

บ้านต้นแบบเป็นบ้านกึ่งสำเร็จรูป และที่พิเศษคือมีการออกแบบให้ผนังภายนอกบ้านสามารถเปิดออกได้ เพื่อเปลี่ยนฉนวนกันความร้อน (Insulation) เป็นแบบต่างๆ ทดสอบดูว่าวัสดุกันความร้อนแบบไหนสามารถประหยัดพลังงานได้มากกว่ากัน ที่สำคัญอุปกรณ์ในบ้านมีทดลองการสั่งการและเชื่อมโยงถึงกันทั้งหมดผ่านระบบ Home IoT (Internet of Things) ได้แก่ ระบบแอร์ ไฟฟ้า ระบบปรับอากาศ ระบบเสริมอื่นๆ โดยการสั่งงานผ่านระบบ Digital ไม่ใช่เรื่องยาก เพียงแต่ยังไม่เคยมีใครนำระบบเหล่านี้มา Integrated เข้ากับพื้นที่ใช้งานจริงเท่านั้น

บ้านประหยัดพลังงานต้นแบบนี้เป็น Prototype

ผศ.ดร.เทิดศักดิ์ กล่าวว่า เพื่อทดสอบความเป็นไปได้ว่าสามารถใช้งานและอยู่อาศัยได้จริง หลังจากนั้นจึงจะคำนวณค่าบริการและค่ากระบวนการในการสร้างบ้านต่อไป บ้านไม่ควรรองรับเฉพาะคนที่มีเงินเท่านั้น แต่ควรจะตอบโจทย์ผู้คนในระดับกลางด้วยเช่นเดียวกัน เราต้องการให้ทุกคนสามารถเข้าถึงบ้านประหยัดพลังงานและอยู่สบายได้จริงในอนาคต

ภาวะน่าสบายในบ้านสำหรับคนไทย

บ้านต้นแบบประหยัดพลังงาน Smart Living Unit แบบ Zen model นอกจากจะมีการทดสอบเรื่องการประหยัดพลังงานแล้ว ยังมีการทดลองเกี่ยวกับ PMV (Predicted Mean Vote) หรือ ค่าสภาวะความสบายของคนด้วย โดยจะวัดค่าอุณหภูมิ ความเร็วลมของที่อยู่อาศัยและปัจจัยอื่นๆ เช่น ความชื้น การเผาผลาญ (เมทาบอลิซึม) ในร่างกายของผู้อยู่อาศัย กิจกรรมที่ทำรวมไปถึงเสื้อผ้าที่สวมใส่  

ผศ.ดร.เทิดศักดิ์ กล่าวเสริมว่า สิ่งที่ท้าทายคือการทำให้ระบบควบคุมคุณภาพอากาศ (Indoor Air Quality) ภายในห้องมีความเสถียร ซึ่งทีมวิจัยต้องจัดเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่อง ค้นหาอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสมและสบายที่สุดสำหรับผู้อยู่อาศัย ไม่ว่าภายในบ้านจะมีคนอยู่หนึ่งคน สองคน สามคน อยู่ตอนเที่ยง ตอนเย็น หรือตอนนอน และยังต้องสะท้อนไปที่ค่าไฟว่าจะต้องประหยัดด้วย โดยในโครงการวิจัยนี้ เราต้องเก็บและทำฐานข้อมูล (Data) ที่เกี่ยวกับการอยู่อาศัย ซึ่งการได้ทำงานกับหน่วยงานที่มีศักยภาพและให้เรามีส่วนร่วมในการรับรู้การใช้งานระบบและเข้าไปจัดการกับข้อมูลดิจิทัล ทำให้เราลดต้นทุนในการซื้อข้อมูลจากต่างชาติได้เยอะ

เปิดแอร์อย่างไร รู้สึกสบายและประหยัดไฟ

สภาพภูมิอากาศในปัจจุบันเปลี่ยนแปลงรวดเร็วและคาดเดายาก เราจึงต้องเรียนรู้ที่จะปรับตัวให้เข้ากับความเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เราจะออกแบบบ้านอิงตามฤดูกาลตามธรรมชาติแบบในอดีตไม่ได้แล้ว เราต้องปรับตัวและคุมสภาพให้เราอยู่ภายใต้พื้นฐานใกล้เคียงกับธรรมชาติมากที่สุด

สถานการณ์ฝุ่น PM 2.5 จากเดิมเราสามารถเปิด-ปิดหน้าต่างบ้านได้ตลอดเวลาตามที่ต้องการแต่กลายเป็นว่าช่วงเดือนมกราคม-เมษายน ค่าฝุ่น PM 2.5 สูงมาก เราเปิดหน้าต่างไม่ได้เพราะมีความเสี่ยงต่อสุขภาพ ดังนั้นการควบคุมสภาพอากาศภายในบ้านจึงเป็นสิ่งสำคัญ นอกจากควบคุมสภาพอากาศภายในบ้านให้เหมาะสมต่อสุขภาพของผู้อยู่อาศัยแล้ว อุณหภูมิที่น่าสบายและเหมาะสมก็สำคัญ

จริงๆ แล้วอุณหภูมิ 25 องศาฯ ไม่ใช่อุณหภูมิที่ดีที่สุดสำหรับคนไทย เราอาจเปิดแอร์ที่อุณหภูมิสูงกว่า 25 องศาฯ แล้วใช้พัดลมช่วย จะดีกว่าและประหยัดไฟได้มากขึ้น ถ้าภายในบ้านมีการหมุนเวียนของอากาศดี เราสามารถเปิดแอร์ที่ 26 องศาเซลเซียสได้ การเพิ่มอุณหภูมิแอร์ทุกๆ 1 องศาฯ จะช่วยประหยัดไฟได้ 10%

เวลาที่ไม่มีคนอยู่ในห้อง ก็ไม่จำเป็นต้องปิดแอร์ทุกครั้ง เราแค่ปรับอุณหภูมิแอร์ขึ้นมาที่ 29 องศาฯ ไม่ต้องปิดแอร์ เมื่อไหร่ที่มีคนกลับเข้ามาในห้อง ค่อยปรับเป็นอุณหภูมิปกติ ทำแบบนี้จะสามารถประหยัดไฟได้เกือบ 30% และต้องมีพัดลมดูดอากาศช่วยด้วย เพราะยังมีเรื่องคาร์บอนไดออกไซด์กับออกซิเจนที่เป็นตัวแปรที่เรากำลังศึกษาอยู่

บ้านต้นแบบ BCG เพื่อสุขภาวะและความยั่งยืน

การสร้างบ้านที่ประหยัดพลังงานไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย แต่ยังมีส่วนสำคัญในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสร้างสิ่งแวดล้อมที่ยั่งยืน ตามโมเดลเศรษฐกิจสู่การพัฒนาที่ยั่งยืน หรือ Bio-Circular-Green Economy Model (BCG) ซึ่งเป็นเรื่องที่จุฬาฯ ให้ความสำคัญและดำเนินการมาตั้งแต่ต้น โดยตั้งแต่ช่วงหลังการระบาดของโรคโควิด-19 คนมีความตระหนักมากขึ้นในเรื่องพลังงาน คุณภาพชีวิต และสุขภาพ แทนที่เราจะลงทุนเพียงเฉพาะด้านเทคโนโลยีที่ไกลเกินตัว

ขณะที่เราสามารถผนวกความรู้ที่ประยุกต์ แล้วนำมาจัดการข้อมูลผ่านเทคโนโลยีหรือระบบดิจิทัล เพื่อช่วยให้เราใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ช่วยประหยัดเวลา ค่าใช้จ่าย และทำให้การอยู่อาศัยภายในบ้านมีความสบายและมีความสุขยิ่งขึ้น ส่งผลต่อสุขภาพของผู้อยู่อาศัยในอนาคต.