ออกแบบอาคารด้วย BIM ช่วยลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์อย่างยั่งยืน

ในปัจจุบันการรักษาสิ่งแวดล้อม เป็นหนึ่งในโจทย์สำคัญที่นักออกแบบนำมาเป็นหลักคิดเพื่อสร้างสรรค์งาน โดยเฉพาะการออกแบบอาคารที่ต้องผ่านการประเมิน EIA เพื่อลดผลกระทบที่มีต่อชุมชนและสิ่งแวดล้อมให้มากที่สุด รวมถึงลดคาร์บนฟุตพริ้นท์ (Carbon Footprint) ตามมาตรฐาน ISO 16745 ซึ่งการออกแบบที่มิตรต่อสิ่งแวดล้อมสามารถทำให้สะดวกสบายมากขึ้นผ่านการใช้ BIM ในการออกแบบ

คาร์บอนฟุตพริ้นท์ คืออะไร ทำไมถึงต้องลด

คาร์บอนฟุตพริ้นท์ (Carbon Footprint) คือ ปริมาณรวมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจก ซึ่งเกิดจากการใช้ไฟฟ้าและพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิส มีส่วนสำคัญในการทำให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและภาวะโลกร้อน

คาร์บอนฟุตพริ้นท์ กลายเป็นประเด็นสำคัญระดับโลกที่หลายประเทศให้ความสนใจ โดยหลังจากการประชุมรัฐภาคีกรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ครั้งที่ 26 COP26 เพื่อหารือถึงแนวทางการแก้ไขและรับมือสภาพอากาศที่เปลี่ยน โดยประเทศไทยประกาศเจตนารมณ์ตั้งเป้าหมายลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกให้เหลือศูนย์ (Net Zero Carbon) ผ่านการออกแบบอาคารให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และใช้ประโยชน์จากธรรมชาติเพื่อลดการใช้พลังงาน เพื่อก้าวสู่ Net Zero Energy Building ซึ่งมีการรับรองอาคารลดคาร์บอน (Carbon Reduction Certification for Buildings) โดยสถาบันสิ่งแวดล้อมไทย ที่ช่วยส่งเสริมให้ลดและหลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

BIM กุญแจสำคัญสำหรับการลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ในอาคาร

BIM คือ กระบวนการสรรสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่รวมข้อมูลทั้งหมดของอาคาร ตั้งแต่การออกแบบ การก่อสร้าง การดำเนินงาน และการบำรุงรักษา ไปจนถึงการรื้อถอน และด้วยความสามารถนี้เอง ทำให้ BIM สามารถวิเคราะห์และหาแนวทางการลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ในอาคารได้ ตั้งแต่การก่อสร้างไปจนถึงการใช้พลังงานภายในอาคาร

BIM ช่วยคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของอาคารตั้งแต่การออกแบบ

BIM เป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมสำหรับการคำนวณคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของโครงการ ตั้งการจำลองวัตถุด้วย Object จาก BIM ไปจนถึงการออกแบบโครงสร้างอาคารเพื่อลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ให้ได้มากที่สุด โดยแนวทางการลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ด้วย BIM มีดังนี้

• จำลองวัตถุที่ใช้ภายในอาคาร ทุก Element ในอาคารจะถูกจัดวางและออกแบบผ่านโปรแกรมด้วยโมเดล 3 มิติ (BIM Object)เช่น ซ็อกเก็ต, วาล์ว และส่วนของผนัง เป็นต้น ซึ่งวัตถุเหล่านี้จะมีรายละเอียดข้อมูลทั้งหมด โดยเฉพาะปริมาณคาร์บอนของแต่ละชิ้น ทำให้สามารถเลือกวัตถุที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำมาใช้ในการสร้างอาคารได้
• ขั้นตอนการรื้อถอน BIM สามารถวิเคราะห์ทรัพยากรร่วมกับแบบจำลองที่สร้างขึ้น เพื่อจัดทำรายงานการรื้อถอนโดยละเอียด และวัดปริมาณคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของแต่ละวัตถุ นำทรัพยากรที่มีอยู่แล้วกลับมาใช้ใหม่ ลดปริมาณการใช้วัตถุ เพื่อลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ในอาคารให้เหมาะสม
• ลดการใช้วัตถุที่ไม่จำเป็นตั้งแต่งานออกแบบ เทคโนโลยีจาก BIM สามารถระบุแหล่งที่มาของการใช้วัตถุในการก่อสร้างได้โดยละเอียด รวมถึงวิเคราะห์ส่วนประกอบแต่ละชิ้นในงานก่อสร้างได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ทำให้สามารถลดปริมาณคาร์บอนได้อย่างถูกจุด เช่น การเลือกใช้คอนกรีตประเภทที่มีคาร์บอนต่ำ แทนที่จะเป็นคอนกรีตทั่วไป เป็นต้น

การประหยัดพลังงานด้วยแบบจำลองจาก BIM

นอกเหนือจากการลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์แล้ว BIM ยังสามารถวิเคราะห์แนวทางการลดพลังงานภายในอาคารได้อีกด้วย จากแบบจำลอง 3 มิติของ BIM ที่คำนวณสมดุลความร้อนของอาคารแบบไดนามิก โดยสามารถระบุได้ว่าจุดไหนเป็นจุดที่ใช้พลังงานสูง หรือบริเวณไหนที่กระจายพลังงานได้ดี ซึ่งรายงานการใช้พลังงานเหล่านี้ นำไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงานของอาคาร โดยการประหยัดพลังงานจาก BIM มีตัวอย่างดังนี้

• Computational Fluid Dynamics (CFD) หรือพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ ซึ่ง BIM สามารถจำลองของไหล ด้วยโปรแกรม Autodesk CFD เพื่อวิเคราะห์ของไหล เช่น น้ำ และ อากาศ ที่กระทบกับตัวอาคาร ทำให้สามารถเข้าใจพฤติกรรมของของไหลมากยิ่งขึ้น ตัวอย่างการนำไปใช้งานเช่น การคำนวณทิศทางการไหลของอากาศเพื่อออกแบบอาคารประหยัดพลังงาน หรือเพื่อออกแบบห้องแยกผู้ป่วยสำหรับโรคติดเชื้อทางเดินอากาศ
• Environment (LCA) (Life cycle assessment) คือ การประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมในเชิงปริมาณ โดยพิจารณาถึงการใช้ทรัพยากร พลังงาน และการปล่อยของเสียรูปแบบต่างๆ ซึ่ง BIM เข้ามามีบทบาทในการเพิ่มข้อมูลสำหรับการประเมินผลกระทบ ตั้งแต่วัสดุที่ใช้งาน ไปจนถึงการจัดวาง Layer ของงานออกแบบ
• Sun Path Simulation หรือจำลองแสง เป็นส่วนสำคัญที่ช่วยลดการใช้พลังงาน โดยการนำแสงธรรมชาติเข้ามาร่วมกับงานออกแบบ ซึ่ง BIM สามารถคำนวณและจำลองแสงเงาโดยรอบของอาคาร ทำให้นักออกแบบสามารถวิเคราะห์ทิศทางของแสงได้แม่นยำมากยิ่งขึ้น

ขอขอบคุณรูปภาพจาก irbnet

นอกจากตัวอย่างข้างต้นแล้ว ยังมีอีกหลายวิธีที่สามารถใช้ BIM วิเคราะห์เพื่อลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ได้ เช่น การวิเคราะห์พลังงาน (Energy), การวิเคราะห์ต้นทุน (LCC) ไปจนถึงการจำลองทั้ง Structural Model, Architect Model และ BS systems Model ซึ่งเหล่านี้ล้วนแล้วแต่มีความสำคัญต่อการออกแบบทั้งสิ้น

สรุป

สุดท้ายนี้การลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ ถือเป็นพันธกิจที่สำคัญของนักออกแบบในอนาคต เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้ผู้คนอยู่ร่วมกับอาคารได้อย่างยั่งยืน และสิ่งสำคัญที่ช่วยให้การออกแบบเป็นได้สะดวกและมีประสิทธิภาพนั้นคือ BIM ที่พร้อมเป็นส่วนนึงของการลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ตั้งแต่การออกแบบจนถึงอาคารที่สมบูรณ์

แน่นอนว่าการออกแบบอาคารต่างๆ ย่อมขาดโมเดล 3 มิติคุณภาพไปไม่ได้ นักออกแบบท่านใดที่กำลังมองหาโมเดลเพื่อใช้งานร่วมกับโปรเจ็คของตัวเอง BIMobject เป็นอีกตัวเลือกหนึ่งที่น่าสนใจไม่น้อย เพราะได้มีการรวบรวมโมเดลจากแบรนด์สินค้าคุณภาพมากกว่า 2,000 แบรนด์ ที่ตรงตามสเกลจริง ถูกทำออกมาจริง วางขายจริง เพื่อให้คุณใช้งานได้ฟรี สามารถสมัครสมาชิกและดาวน์โหลดโมเดลที่ตัวเองถูกใจได้เลยที่ BIMobject Thailand