แบบบ้านประหยัดพลังงาน : หลังคาซีแพคโมเนีย

หลังคาซีแพคโมเนีย

ความลาดเอียงของหลังคา

ความลาดเอียง(องศา) ของหลังคา กับ ความยาวจันทัน   ต้องมีความสัมพันธ์กัน  เพื่อป้องกันน้ำล้นลิ้นรางด้านข้างของกระเบื้องเมื่อฝนตก  ดังตารางด้านล่างนี้  ความลาดเอียงของหลังคา( องศา) 17 18 19 20 21 22 มากกว่า 22 ความยาวจันทันไม่ควรเกิน ( เมตร) 5.5 6 6.5 7 7.5 8 ไม่จำกัด

แบบบ้านประหยัดพลังงาน : แบบหลังคาต่างๆ

1. หลังคาตระกูลปั้นหยา

2. แบบตระกูลหน้าจั่ว

3. แบบไทยประยุกต์

Jr Design แบบบ้านประหยัดพลังงาน : มาดูบ้านอนุรักษ์พลังงานของรัฐกัน

การออกแบบบ้านประหยัดพลังงานโดยปรับเปลี่ยนรูปแบบทางสถาปัตยกรรม

(CASE : การปรับปรุงประสิทธิภาพ "บ้านเอื้ออาทร" โครงการระยะที่ 2 เป็นบ้านประหยัดพลังงาน)

               การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน "โดยการปรับเปลี่ยนรูปแบบทางสถาปัตยกรรม (เช่น การเปลี่ยนรูปแบบทางสถาปัตยกรรม รูปแบบโครงสร้าง วัสดุ แบบผัง การจัดวางตัวอาคารและทิศทาง ฯลฯ) โดยการปรับปรุงต่างๆจะต้องคำนึงถึงการประหยัดพลังงงาน  ความคุ้มค่า ความเหมาะสม ความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติและประโยชน์ แก่ผู้อยู่อาศัยสูงสุด
          โดยศึกษาจากแบบสถาปัตยกรรม แบบทางวิศวกรรม แบบผังโครงการ แบบสาธารณูปโภคส่วนกลางต่างๆ ของบ้านอื้ออาทร โดยประเภทของอาคารที่ศึกษาทั้งหมด 6 ประเภท คือ

          บ้านเดี่ยว 2 ชั้น
          บ้านแฝด 2 ชั้น
          บ้านแถว (ทาวน์เฮ้าส์) 2 ชั้น
          อาคารชุด 5 ชั้น รูปแบบ F
          อาคารชุด 5 ชั้น รูปแบบ F1
      
          โดยแนวความคิดในการปรับปรุงอาคาร เพื่อทำให้เกิดสภาวะน่าสบายและประหยัดพลังงานนั้นได้ทำการพิจารณา ดังนี้

          1. ด้านอุณหภาพ
              - โดยการป้องกันความร้อนเข้าสู่อาคาร
 
          2. ด้านการมองเห็น
             - โดยการพิจารณาระดับการส่องสว่างที่เหมาะสมในเบื้องต้น และนำเสนอมาตรการด้านอุปกรณ์ไฟฟ้าแสงสว่างและดวงโคม
 
          3. ด้านสภาพอากาศ
            - โดยการพิจารณาผลจากการระบายอากาศ
 
         4. ด้านการใช้สอยอาคาร
            - โดยการปรับเปลี่ยนพื้นที่ใช้สอยของอาคาร และระบบวิศวกรรมต่างๆ ที่เหมาะสม

          ซึ่งผลจากการศึกษาและออกแบบนั้นได้นำปัจจัยและมาตรการต่างๆ เข้ามาช่วยพิจารณาเพื่อให้โครงการบ้านเอื้ออาทรนั้น มีศักยภาพในด้านการอนุรักษ์พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมาตรการและข้อพิจารณาในด้านต่างๆ มีดังนี้ คือ

  มาตรการในการป้องกันความร้อนเข้าสู่อาคาร
           ภูมิอากาศของประเทศไทย เป็นภูมิอากาศเขตร้อนชื้นแถบศูนย์สูตร ดังนั้นในการป้องกันความร้อนเข้าสู่อาคาร เพื่อทำให้เกิดสภาวะน่าสบายภายในอาคารตามทฤษฎีและงานวิจัยที่กล่าวมาแล้วในบทที่ 2 จึงควรที่จะพิจารณาถึงปัจจัยที่มีผลต่อสภาวะน่าสบาย (Comfort) แก่อาคาร ได้แก่
                    1)      อุณหภูมิอากาศ (Air Temperature)
                    2)      การแผ่รังสีความร้อน (Radiation)
                    3)      ความชื้นสัมพัทธ์ (Humidity)
                    4)      การไหลเวียนของอากาศ (Air Movement)

           

               ปัจจัยดังกล่าวนี้เป็นปัจจัยหลักที่จะใช้ในการสร้างแนวทางในการป้องกันความร้อนเข้าสู่อาคาร โดยจากการศึกษาการป้องกันความร้อนเข้าสู่อาคาร จะพิจารณากรอบอาคาร 2 ส่วนด้วยกัน คือ หลังคา และผนังอาคาร โดยเมื่อพิจารณาถึงวัสดุที่จะนำมาใช้เป็นกรอบอาคารนี้ พบว่าคุณสมบัติวัสดุผสมที่มีความน่าจะเป็นตัวแทนวัสดุสำหรับเปลือกอาคารที่ดี คือ วัสดุที่มีการใช้งานร่วมกันระหว่าง ฉนวนประเภทปิด และมวลสาร โดยผิวภายนอกของอาคารจะเป็นการป้องกันการแพร่ผ่านของความร้อนและความชื้นเข้าสู่ภายในอาคาร ส่วนภายในของอาคารจะเป็นการสร้างเสถียรภาพทางอุณหภูมิให้กับอาคาร และเมื่อพิจารณาปัจจัยดังกล่าวข้างต้นกับโครงการบ้านเอื้ออาทรแล้ว จึงได้กำหนดแนวทางในการปรับปรุงกรอบอาคารไว้ ดังนี้
              - การปรับปรุงวัสดุในส่วนหลังคา
              - การปรับปรุงวัสดุผนังอาคาร

         มาตรการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ไฟฟ้าและดวงโคม
              การนำมาตรการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ไฟฟ้าและดวงโคม มาใช้กับโครงการบ้านเอื้ออาทรนั้น เป็นการช่วยให้ภาพรวมของอาคารและโครงการมีการบริโภคพลังงานไฟฟ้าที่เหมาะสม และเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมของประเทศอีกด้วย โดยมาตรการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ไฟฟ้าและดวงโคมนั้น จากการศึกษาทฤษฎีและการออกแบบด้านแสงสว่างเพื่อสร้างความสบายทางสายตาและการมองเห็น พบว่าการเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าและดวงโคมที่มีประสิทธิภาพจะช่วยให้โครงการนั้นสามารถที่จะประหยัดพลังงานในภาพรวมได้ โดยมาตรการที่จะนำมาใช้ในโครงการบ้านเอื้ออาทรอนุรักษ์พลังงานนี้ คือ การใช้บัลลาสต์กำลังสูญเสียต่ำ (Low Loss Ballast) และการใช้หลอดคอมแพค (Compact Fluorescent)

         มาตรการปรับปรุงงานระบบสุขาภิบาล
               ระบบประปาและสุขาภิบาลสำหรับโครงการบ้านเอื้ออาทรอนุรักษ์พลังงานนั้น ไม่มีผลกระทบที่ชัดเจนต่อกระบวนการในการประหยัดพลังงาน แต่ทั้งนี้สามารถพิจารณาและสรุปเป็นข้อเสนอแนะในการดำเนินการก่อสร้าง เพื่อให้เกิดความคุ้มค่ากับโครงการและเป็นการสร้างสภาพแวดล้อมที่ให้เกิดขึ้นกับผู้ที่อยู่อาศัยภายในโครงการ ดังนี้
              1)  การออกแบบระบบน้ำใช้สำหรับอาคารภายในโครงการ โดยเฉพาะอาคารบ้านพักอาศัย 2 ชั้น, บ้านแฝด 2 ชั้น และบ้านแถว (ทาวน์เฮ้าส์) 2 ชั้น ควรพิจารณาระบบการจ่ายน้ำประปาให้กับอาคารต่างๆ ภายในโครงการให้มีประสิทธิภาพ สามารถจ่ายน้ำให้ทั่วถึงทุกอาคาร และมีแรงดันของน้ำประปาที่เหมาะสม ทั้งนี้เพื่อเป็นการป้องกันใช้พลังงานไฟฟ้าที่มากขึ้นอันเนื่องมาจากการใช้ปั๊มน้ำที่อาจเกิดขึ้นได้กับโครงการ
              2)  การปรับเปลี่ยนแนวทางเดินท่อน้ำทิ้งจากห้องครัวมาผ่านบ่อดักไขมันก่อนนำน้ำทิ้งมาผ่านกระบวนการบำบัดน้ำเสีย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียก่อนทิ้งลงบ่อพักและระบบระบายน้ำสาธารณะ อีกทั้งเป็นการลดค่าใช้จ่ายในส่วนระบบบำบัดน้ำเสียรวมภายในโครงการ หากระบบบำบัดน้ำเสียภายในอาคารสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
              3)  ปัญหาในการดำเนินการดูแลรักษาระบบบำบัดน้ำเสียรวมในระยะยาวผู้ออกแบบคาดการณ์ถึงปัญหาที่อาจเกิดขึ้นภายหลัง หากเป็นไปได้แล้วนั้น ควรใช้ระบบบำบัดน้ำเสียแบบเติมอากาศในการบำบัดน้ำเสียในอาคารทุกประเภท และเน้นให้มีจุดเด่นคือ ผู้อยู่อาศัยสามารถดูแลรักษาระบบบำบัดน้ำเสียภายในครัวเรือนเองได้ เช่นการทำความสะอาดตัวกลาง, การนำปั๊มอากาศมาซ่อมแซมได้
               ระบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้อากาศ (Aerobic Treatment) กล่าวถึงการนำจุลชีพมาบำบัดน้ำเสียในครัวเรือน โดยเลือกชนิดของจุลชีพที่ใช้ออกซิเจนมาช่วยในกระบวนการทำงาน ซึ่งระบบดังกล่าวมีประสิทธิภาพสูงกว่าระบบบำบัดน้ำเสียแบบไม่ใช้อากาศ (Anaerobic Treatment) กล่าวคือ BOD (Biological Oxygen Demand) ที่ออกจากระบบบำบัดฯ แบบใช้อากาศจะมีค่าต่ำกว่า 20 mg/L ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานทำให้ไม่ต้องใช้ระบบบำบัดรวมอีกในการบำบัดน้ำเสียในโครงการ
               4)  หากมีการรวบรวมน้ำทิ้งจากกลุ่มอาคารที่อยู่อาศัย ก่อนการปล่อยลงสู่ลำน้ำสาธารณะควรมีการนำน้ำทิ้งนั้นมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด เช่น นำมารดน้ำต้นไม้รอบๆ โครงการ หรือ บริเวณสวนสาธารณะ เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุด
              5)  การกำจัดขยะหรือของเสียในแต่ละครัวเรือน  ควรมีการรณรงค์ให้แต่ละบ้านมีการคัดแยกขยะก่อนทิ้ง เช่น จัดระบบการเก็บรวบรวมในโครงการให้สอดคล้องกับนโยบายดังกล่าว เพื่อเพิ่มความสะดวกในการรวบรวมและทำลายขยะหรือของเสียเหล่านั้น และควรมีจุดจัดเก็บอย่างพอเพียง

แบบบ้านประหยัดพลังงาน : เราจะเลือกใช้ฐานรากอย่างไรดี ??? จะเอาฐานแผ่ หรือ ตอกเสาเข็ม

ปัญหาของผมในการออกแบบ อันหนึ่งก็คือ จะออกแบบฐานรากอะไรให้ลูกค้าดี จะเอาเป็นฐานรากแบบฐานแผ่ หรือว่าจะเอาแบบตอกเข็มดี อันไหนจะดีกว่ากัน

อย่างแรกเลยที่ต้องคำนึง คือ ความปลอดภัยในการรับน้ำหนักของบ้าน อันดับต่อมาคือความประหยัดในงบประมาณ

สมมุติว่าเรา จะก่อสร้างอาคารสักอาคารนึง และเราจะเลือกฐานรากแบบไหนดี ความลึกของฐานราก หรือความลึกของเสาเข็มจะลึกเท่าไร
ส่วนตัวผมจะทำอย่างนี้ครับ
ถ้า ไม่ใช่กรุงเทพ อันดับแรกผมจะถามข้อมูลดินจากที่ข้างเคียงก่อน หรือบริษัทเสาเข็มเจ้าถิ่นครับ ว่าบริเวณนั้นเขาทำฐานรากยังไง ความลึกเท่าไรเป็นข้อมูลในใจ
แล้วคำนวนออกแบบโครงสร้างตามปรกติ ผมจะทราบน้ำหนักของอาคารที่ลงในฐานรากแต่ละฐานครับว่ามีน้ำนักกดลงไปเท่าไร
ที นี้ก็มาดูข้อมูลดิน ว่าเป็นยังไง ถ้ารู้ข้อมูลดินมาว่าแถวนั้น ตอกเข็มไม่ลง และ้ต้องเป็นฐานแผ่แน่ๆ ผมก็จะระบุไว้ในแบบ เพื่อความปลอดภัยว่า
“ผู้รับเหมาจะต้องทำการสำรวจชั้นดิน หรือทำการทดสอบการรับน้ำหนักของดินก่อนทำการก่อสร้าง”
ขั้นตอนต่อมาคือการตรวจสอบข้อมูลดิน ที่สถานที่จริง?? สำหรับการ ตรวจสอบส่วนใหญ่ จะมี 2 วิธีคือ การทำ Borring Log และการทำ plate barring Test (รายละเอียดค่อยว่ากันนะ คร่าวๆคืออันแรกเป็นการตวจสอบชั้นดิน อีกอันเป็นการเทสการรับน้ำหนักของชั้นดินครับ)

พอได้ข้อมูลดินที่แท้จริงจากบริษัทที่ทำการสำรวจแล้ว? ขั้นตอนต่อมาก็มาตัดสินใจว่า จะเลือกใช้ฐานรากแบบไหนอย่างไร ? วิธีการตัดสินใจคือ ถ้าดินในระยะตื้นๆที่สามารถทำฐานรากแผ่ได้นั้น สามารถรับน้ำหนักของอาคารได้เพียงพอ ก็จะทำการออกแบบฐานรากแผ่ตามความลึกตามที่ว่า? แต่ถ้าข้อมูลดินระบุว่าที่ระดับความลึกที่สามารถทำฐานรากแผ่นั้นไม่สามารถ รับน้ำหนักอาคารของเราได้ ก็จำเป็นต้องพิจารณาเป็นฐานรากแบบเสาเข็มครับ

วิธีการออกแบบฐานรากแผ่ ว่าควรจะใหญ่ขนาดไหน ถ้าไม่มีข้อมูลดินจริงๆ ก็สามารถทำได้โดยการสมมุติ การรับน้ำหนักของดิน เรียกว่าเดาอย่างมีหลักการครับว่า
1. ภาคกลาง, ภาคเหนือ, อีสาน ใช้ 8 ตันต่อตารางเมตร
2. ภาคตะวันออก ชลบุรี, ระยอง ภาคใต้ ใช้ 10 ตันต่อตารางเมตร
3. โซนใกล้ ภูเขา มองเห็นภูเขา ใกล้ทะเล ใช้ 12 ตันต่อตารางเมตร
4. กรุงเทพ หรือดินอ่อน ที่อยากจะใช้ฐานแผ่ ใช้ 2 ตันต่อตารางเมตร


คร่าวๆ การออกแบบนะครับ ว่าขนาดฐานรากจะเป็นเท่าไรคือ น้ำหนักของอาคารที่ลงเสาเข็ม ลบ กับ การรับน้ำหนักของดินคูณกับพื้นที่ของฐานรากที่สัมผัสดิน
ตัวอย่างเช่น ภาคกลาง ใช้ ฐานราก 1×2 เมตร(ยังไม่พูดถึงความหนานะ) จะรับน้ำหนักอาคารได้ 16 ตันครับ (8×1x2=16)ทีนี้ พอถึงเวลาการก่อสร้างจริง หน้าที่ของผู้รับเหมาก็จะต้องไปตรวจสอบสอบพื้นที่ จริงครับว่าชั้นดินแข็งที่ว่า รับน้ำหนักได้ 8 ตัน 10 ตันอยู่ครงไหน ลึกไปจากผิวดินอยู่เท่าไร
ส่วนมากอย่างน้อยๆ ควรจะลึกลงไปไม่ต่ำกว่า 1.00 เมตร โดยไม่รวมดินถมนะครับ ถ้ามีดินถมก็ต้องจากระดับดินถมลงไป เพราะดินถมรับน้ำหนักไม่ได้พอ
วิธีสังเกตุ ตอนคนงานขุด หรือแมคโคจ้วงลงไป คือลักษณะดินจะเป็นชั้นๆ มีสีต่างๆกัน และมีลักษณะดิน ไม่เหมือนกัน ตอนขุดลงไป คอยสังเกตุครับดินที่รับงน้ำหนักได้ดีควร จะเป็นดินแข็ง, ลูกรัง, ทราย หรือดินปนทราย, ถ้าเป็นดินเหนียว หรือดินปลูกต้นไม้ยังใช้ไม่ได้ ใหุ้ขุดลงไปอีก แต่ชั้นดินที่แข็งมันก็ยังเป็นชั้นๆอีกครับ ถ้าทะลุชั้นดินแข็งลงไปอาจจะกลายเป็นดินอ่อนอีกรอบก็ได้ไม่แน่
เพื่อนๆ อาจเคยเห็น อาคารบางอาคาร ที่อยู่ในบริเวณที่ไม่น่าจะต้องตอกเข็ม เช่นชายทะเล เชิงเขา แต่ ก็ยังตอกเข็มอีก เป็นเพราอะไร
ตอบคือ น้ำหนักของอาคารที่ลงในแต่ละเสาเข็มมันมากเกินกว่าที่จะทำฐานแผ่นั่นเองครับ ดินมันรับไม่ไหว ถ้าจะทำฐานแผ่ ฐานอาจต้องใหญ่มากๆ
วิศวกรเลยจำเป็นต้องออกแบบให้ตอกเข็ม ทั้งๆที่ตอกยาก
และฝาก นิดนึงครับ สำหรับ ท่านผู้ออกแบบทั้งหลาย ว่าการ ออกแบบอาคารที่มี span ยาวๆ หรือการออกแบบเสา คานที่ไม่ตรง grid line เยื้องไปเยื้องมาที่ท่านชอบนั้น จะทำให้อาคารนั้นมีน้ำหนักลงไปฐานรากมากกว่าปรกติ และก็เปลืองกว่าด้วยครับ
บางทีดินอาจรับไม่ไหวก็ได้ ถ้าสามารถเลือกได้ควรออกแบบให้เป็น กริดๆ ตารางๆ และก็ span เสาไม่ยาวเกินไปครับ เรื่องนี้ผมเถียงกับสถาปนิกที่เป็นเพื่อนกันมานานมาก แบบว่าจะเอาถูกๆ แต่เล่นออกแบบ ยึกยักๆ กริดไลน์เยอะมาก span ก็ห่างๆ พอเห็นขนาด กับจำนวนเสาเข็มก็แทบเป็นลมเรื่องราคาค่าก่อสร้าง? แต่ก็อย่างว่าทำไงได้? การออกแบบอาคารให้ถื่อเกินไปบางที ก็รับไม่ได้เหมือนกันครับ