ວິທີແກ້ໄຂດ້ານການປູກຫຼັງຄາທີ່ທັນສະໄໝສຳລັບອາຄານທີ່ມີໂຄງສ້າງເຫຼັກ

ຫຼັງຄາທີ່ບໍລິການດ້ານພະລັງງານແສງຕາເວັນສຳລັບອາຄານທີ່ມີໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ຜະລິດພະລັງງານໄດ້ເກີນຄວາມຕ້ອງການ

ຫຼັງຄາທີ່ເຮັດຈາກແທງເຫຼັກທີ່ຕິດຕັ້ງແຜ່ນສຸລິຍະພາບ (photovoltaic panels) ສາມາດປ່ຽນອາຄານເຫຼັກທົ່ວໄປໃຫ້ເປັນຜູ້ຜະລິດພະລັງງານທີ່ແທ້ຈິງ ໂດຍປະສົມຜະສານລະຫວ່າງການກໍ່ສ້າງທີ່ແໝ່ນແຂງກັບການຜະລິດພະລັງງານທີ່ບໍ່ເປີດເຜີຍມື້. ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ໃຊ້ພື້ນທີ່ຫຼັງຄາທັງໝົດຢ່າງມີປະສິດທິພາບເພື່ອເກັບຮັບແສງຕາເວັນ ໂດຍບໍ່ໄດ້ປະທັບທັບຕໍ່ຄວາມສາມາດຂອງອາຄານໃນການຕ້ານທານສະພາບອາກາດທີ່ຮຸນແຮງ— ເຊິ່ງເປັນສິ່ງທີ່ໂຮງງານສ່ວນຫຼາຍຈຳເປັນຕ້ອງມີ ເນື່ອງຈາກວ່າພວກເຂົາເຮັດວຽກຕະຫຼອດທັ້ງປີ ໂດຍບໍ່ສົນໃຈວ່າທຳມະຊາດຈະສົ່ງສິ່ງໃດມາ. ສະຖານທີ່ອຸດສາຫະກຳສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການພຶ່ງພາແຫຼ່ງໄຟຟ້າຈາກພາຍນອກ ແລະ ລົດລາຄາຄ່າໄຟຟ້າປະຈຳເດືອນໄດ້ຈາກ 40% ຫາກເຖິງ 2/3 ຂອງຈຳນວນທັງໝົດ ໂດຍການຜະລິດພະລັງງານຢູ່ບ່ອນທີ່ຕ້ອງການໃຊ້. ເຕັກໂນໂລຊີນີ້ເຮັດວຽກໄດ້ດີ ເນື່ອງຈາກຜູ້ຜະລິດໄດ້ພັດທະນາແຜ່ນສຸລິຍະພາບທີ່ເບົາເປັນພິເສດ ເພື່ອໃຊ້ຕິດຕັ້ງເທົ່ານັ້ນກັບເທື້ອແທງເຫຼັກ ເຊິ່ງໝາຍຄວາມວ່າບໍ່ມີນ້ຳໜັກເພີ່ມເຕີມໃດໆທີ່ກົດລົງເທິງໂຄງສ້າງທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ.

ແຜ່ນຫຼັງຄາແທງເຫຼັກທີ່ມີແຜ່ນສຸລິຍະພາບເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບສອງດ້ານ: ການປ້ອງກັນໂຄງສ້າງ + ການຜະລິດພະລັງງານທີ່ບ່ອນໃຊ້

ການບູລະນາເລີ່ມຕົ້ນເມື່ອພວກເຮົາປ່ຽນແທນແຜ່ນເຫຼັກປົກກະຕິດ້ວຍແຜ່ນສຸກເສີນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນໄດ້ເຫຼົ່ານີ້ ເຊິ່ງຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ເທິງເທິງຂອງຫຼັງຄາໂດຍບໍ່ຕ້ອງເຈาะຮູໃດໆ. ບໍ່ມີຮູໝາຍຄວາມວ່າບໍ່ມີນ້ຳລົ່ນເຂົ້າ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງທີ່ສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບຜູ້ທີ່ເຄີຍເຄີຍເຈີບກັບບັນຫານ້ຳເສຍຫາຍມາແລ້ວ. ແຜ່ນເຫຼົ່ານີ້ຖືກຈັດຢູ່ໃນລະດັບ UL 2218 Class 4 ສຳລັບຄວາມຕ້ານທານການຕີຂອງຫີມະ ແລະ ສາມາດຮັບມືກັບຄວາມໄວຂອງລົມໄດ້ຈົນເຖິງປະມານ 140 ໄມລ໌ຕໍ່ຊົ່ວໂມງ. ມັນມັກຈະຜະລິດພະລັງງານລະຫວ່າງ 18 ເຖິງ 22 ແວດຕ໌ຕໍ່ສາມເຫຼີ່ຍມຟຸດ ຂຶ້ນກັບເງື່ອນໄຂການຕິດຕັ້ງ. ແຕ່ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ແຜ່ນເຫຼົ່ານີ້ແຕກຕ່າງຈາກລະບົບທົ່ວໄປແມ່ນຫຍັງ? ພື້ນຖານເຫຼັກນີ້ສາມາດນຳຄວາມຮ້ອນອອກໄດ້ດີກວ່າລະບົບແຜ່ນເຄືອບເຫຼັກທີ່ໃຊ້ຢູ່ເກົ່າຫຼາຍ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍຮັກສາປະສິດທິພາບໃຫ້ຄົງທີ່ເຖິງແມ່ນອຸນຫະພູມຈະສູງຂຶ້ນໃນເວລາລະດູຮ້ອນ, ເຊິ່ງເປັນບັນຫາທີ່ລະບົບສຸກເສີນແບບດັ້ງເດີມຫຼາຍຊຸດມັກຈະເກີດຂຶ້ນເນື່ອງຈາກປະສິດທິພາບຂອງມັນຫຼຸດລົງຢ່າງມີນັກໃນສະພາບອາກາດຮ້ອນ.

ເງື່ອນໄຂດ້ານເຕັກນິກທີ່ສຳຄັນ: ການແບ່ງແຍກພາລະບັນທຸກ, ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຈາກຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃນການຕິດຕັ້ງເພີ່ມເຕີມເທິງໂຄງສ້າງເຫຼັກຮູບຕົວ C

ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ດ້ານຄວາມຮ້ອນແມ່ນບໍ່ສາມາດເຈລະຈາໄດ້: ສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວເສັ້ນດ້ານ (linear expansion coefficient) ຂອງເຫຼັກ (6.5 × 10−6/°F) ຕ້ອງການລະບົບການຕິດຕັ້ງທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ສອດຄ່ອງກັນ. ສຳລັບການຕິດຕັ້ງເພີ່ມເຕີມໃນໂຄງສ້າງເກົ່າ, ລາວທີ່ຕິດຕັ້ງດ້ວຍວິທີການກົດ (compression-fit rails) ແມ່ນເປັນທີ່ຕ້ອງການຫຼາຍກວ່າການໃຊ້ອຸປະກອນທີ່ຕ້ອງເຈາະເຂົ້າໄປໃນຫຼັງຄາ ເພື່ອຮັກສາຄຸນສົມບັດການຕ້ານການກັດກິນ ແລະ ປ້ອງກັນການສູນເສຍສິດທິໃນການຮັບປະກັນຈາກຜູ້ຜະລິດ.

ເຕັກໂນໂລຢີຫຼັງຄາທີ່ເຢັນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານຄວາມຮ້ອນທີ່ສົ່ງຜ່ານສິ່ງກໍ່ສ້າງທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກ

ບັນຫາເມືອງທີ່ຮ້ອນຂຶ້ນ: ເປັນຫຍັງຫຼັງຄາເຫຼັກທີ່ມີຄວາມຊັນຕ່ຳຈຶ່ງຕ້ອງການເນື້ອໜັງທີ່ສາມາດຊົງແສງໄດ້ດີ ແລະ ສາມາດປ່ອຍຄວາມຮ້ອນໄດ້ດີ

ເມືອງຕ່າງໆ ເຮັດໃຫ້ອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກຮ້ອນຂຶ້ນຢ່າງຮຸນແຮງ ເນື່ອງຈາກສິ່ງທີ່ເອີ້ນວ່າ ອິດທິພົນເຂດເມືອງຮ້ອນ (urban heat island effect). ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ, ພື້ນຜິວທັງໝົດເຫຼົ່ານີ້ທີ່ເຮັດຈາກເບຕົງ ແລະ ອາຊັນຟັລດ ຈະເກັບຄວາມຮ້ອນໄວ້ໄດ້ດົນກວ່າຫຼາຍເທົ່າທຽບກັບທຸ່ມ grass ຫຼື ຕົ້ນໄມ້, ເຊິ່ງບໍ່ປົກກະຕິແລ້ວຈະເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມສູງຂຶ້ນ 15 ເຖິງ 20 ອົງສາ. ເຄືອບຫຼັງຄາທີ່ເຮັດຈາກໂລຫະທີ່ມີຄວາມຊັນຕ່ຳ ຈະຮັບເອົາບັນຫານີ້ຢ່າງເຕັມທີ່ ເນື່ອງຈາກຮູບແບບທີ່ເປັນແທບຂອງມັນຈະດູດຊຶມແສງຕາເວັນເຂົ້າໄປເໝືອນສະປ້ອງ. ເມື່ອເວົ້າເຖິງການຕໍ່ຕ້ານການຮ້ອນຂຶ້ນນີ້, ມີວິທີການສອງຢ່າງທີ່ຄວນພິຈາລະນາ. ຢ່າງທຳອິດ, ພື້ນຜິວທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ແສງຕາເວັນຖືກສະທ້ອນອອກໄປຫຼາຍຂຶ້ນ ແທນທີ່ຈະດູດຊຶມເຂົ້າໄປ ຈະເຮັດວຽກໄດ້ດີຫຼາຍ. ພວກເຮົາກຳລັງເວົ້າເຖິງວັດສະດຸທີ່ມີອັດຕາການສະທ້ອນແສງຕາເວັນໄດ້ຢ່າງໜ້ອຍ 65%. ຢ່າງທີສອງ, ເຄືອບພິເສດທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ອາຄານປ່ອຍຄວາມຮ້ອນທີ່ເກັບໄວ້ອອກໄປໄດ້ຢ່າງໄວວາຜ່ານອາກາດກໍເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມແຕກຕ່າງຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງເຊັ່ນກັນ, ໂດຍເປົ້າໝາຍທີ່ດີທີ່ສຸດແມ່ນຄວາມສາມາດປ່ອຍຄວາມຮ້ອນ (thermal emittance) ໃນອັດຕາທີ່ເກີນ 90%. ການປະສົມປະສານຍຸດທະສາດເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຫຼຸດອຸນຫະພູມຂອງຫຼັງຄາລົງໄດ້ເຖິງ 50 ອົງສາ ເມື່ອທຽບກັບຫຼັງຄາສີເຂັ້ມທຳມະດາ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ລະບົບເຄື່ອງປັບອາກາດທີ່ຢູ່ໃນອາຄານຈະເຮັດວຽກ້າງນ້ອຍລົງ ແລະ ຍັງຊ່ວຍປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເຫຼັກໂຄງສ້າງຂະຫຍາຍຕົວຫຼາຍເກີນໄປເວລາທີ່ອຸນຫະພູມນອກເຮືອນສູງຂຶ້ນ.

ຕົວຊີ້ວັດດ້ານປະສິດທິພາບທີ່ສຳຄັນ: ດັດຊະນີການຕອບສະຫນອງແສງຕາເວັນ (SRI) ± 82, ການປະຕິບັດຕາມມາດຕະຖານ ASTM E1980, ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວເມື່ອຖືກສຳຜັດໃນສະພາບແວດລ້ອມທາງອຸດສາຫະກຳ

ລະບົບຫຼັງຄາເຢັນທີ່ມີປະສິດທິພາບສຳລັບການກໍ່ສ້າງດ້ວຍເຫຼັກ ຕ້ອງການເກນການປະຕິບັດທີ່ໄດ້ຮັບການຢືນຢັນ:

ຜູ້ຜະລິດຊັ້ນນຳໃຊ້ສານເຄືອບທີ່ປັບປຸງດ້ວຍ fluoropolymer ແລະ ເຊລາມິກ ເພື່ອບັນລຸມາດຕະຖານເຫຼົ່ານີ້—ເຊິ່ງໄດ້ຮັບການຢືນຢັນຈາກການທົດສອບຂອງບຸກຄົນທີສາມຜ່ານສະຖາບັນ Cool Roof Rating Council—ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມຮັບຜິດຊອບ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານໃນສະພາບການໃຊ້ງານທາງອຸດສາຫະກຳທີ່ເຂັ້ມງວດ

ລະບົບຫຼັງຄາອັດຈະລິຍະທີ່ມີເຊັນເຊີ ສຳລັບຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນສິ່ງກໍ່ສ້າງທີ່ມີໂຄງສ້າງເຫຼັກ

ການຕິດຕາມແບບທັນທີ: ເຊັນເຊີທີ່ຝັງຢູ່ເພື່ອການວັດແທກການຖືກດຶງຂຶ້ນຈາກທິດທາງລົມ, ການກໍ່ຕົວຂອງນ້ຳຄ້າງ, ແລະ ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແຖວຕໍ່ກັນໃນຫຼັງຄາເຫຼັກທີ່ມີແຖວຕໍ່ກັນຕັ້ງ

ເມື່ອຖືກຝັງເຂົ້າກັບເຕັກໂນໂລຊີ IoT, ຫຼັງຄາເຫຼັກທີ່ມີແຖວຕໍ່ກັນຕັ້ງຈະປ່ຽນຈາກການຕິດຕັ້ງທີ່ບໍ່ເคลື່ອນໄຫວເປັນຊັບສິນອັດຈະລິຍະທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍຂໍ້ມູນ. ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະປະກອບດ້ວຍເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຄັ່ນຕາມຫຼັກພີເຊີເອເລັກຕຣິກ (piezoelectric strain gauges) ເພື່ອຕິດຕາມຄວາມກົດດັນຈາກການຖືກດຶງຂຶ້ນຈາກທິດທາງລົມໃນເວລາຈິງ, ແລະ ສົ່ງຄຳເຕືອນເມື່ອຄ່າເຫຼົ່ານີ້ເລີ່ມເຂົ້າໃກ້ລະດັບທີ່ອາດເກີດອັນຕະລາຍ. ຢູ່ບ່ອນທີ່ແຖວຕໍ່ກັນປະສານກັນ, ເຊັນເຊີວັດແທກຄວາມຊື້ນຈະຈັບບັນຫາການກໍ່ຕົວຂອງນ້ຳຄ້າງໄດ້ທັນທີທີ່ເກີດຂຶ້ນ. ອີງຕາມການຄົ້ນຄວ້າຈາກ Building Science Corporation ໃນປີ 2024, ການຈັບບັນຫາແຕ່ເລີ່ມຕົ້ນນີ້ຊ່ວຍແກ້ໄຂບັນຫາການກັດກິນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຂຶ້ນຢູ່ໃນທີ່ທີ່ເບິ່ງບໍ່ເຫັນໄດ້ປະມານສອງສ່ວນສາມກ່ອນທີ່ຈະເກີດເປັນບັນຫາໃຫຍ່. ເມື່ອເບິ່ງໃນເຫດການລົມທີ່ເກີດຂຶ້ນຈິງ, ສິ່ງກໍ່ສ້າງທີ່ຕິດຕັ້ງລະບົບການຕິດຕາມເຫຼົ່ານີ້ຈະມີການຮຽກຮ້ອງໃຫ້ຊ່ວຍແກ້ໄຂເປັນການฉຸກເຮືອນ້ອຍລົງປະມານ 39% ເມື່ອທຽບກັບສິ່ງກໍ່ສ້າງທີ່ອີງໃສ່ການບໍາລຸງຮັກສາທີ່ມາດຕະຖານເທົ່ານັ້ນ.

ການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ສາມາດປັບຕົວໄດ້: ການແກ້ໄຂບັນຫາຂອງໂລຫະສະເກິມທີ່ເບົາແຕ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງ—ການປັບປຸງຂະບວນການເຊື່ອມຕໍ່ໃຫ້ເໝາະສົມກັບພື້ນຜິວເຫຼັກທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງໃນປັດຈຸບັນ

ໂລຫະສະເກິມທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງໃນປັດຈຸບັນກຳລັງກາຍເປັນເບົາລົງ ແຕ່ຍັງຄົງຮັກສາຄວາມແຂງແຮງໄວ້ໄດ້, ແຕ່ສິ່ງນີ້ກໍນຳມາເຖິງບັນຫາທີ່ສຳຄັນໃນການເຊື່ອມຕໍ່. ລະບົບການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ສາມາດປັບຕົວໄດ້ໃໝ່ເຫຼົ່ານີ້ ມີການນຳໃຊ້ໂລຫະສະເກິມທີ່ມີຄຸນສົມບັດຈື່ຮູບຮ່າງ (shape memory alloys) ເຊິ່ງສາມາດປັບຄ່າຄວາມດັນຂອງການຈັບ (clamp loads) ໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການ. ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຈັດການບັນຫາຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ຄວາມແຕກຕ່າງກັນໃນການຂະຫຍາຍຕัวເມື່ອຮ້ອນຂອງວັດສະດຸຕ່າງໆ ແລະ ຈັດການກັບຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ເກີດຂື້ນຊີ້້າໆ ໃນໄລຍະເວລາດົນນານ. ການທົດສອບໃນສະພາບການຈິງ ແສດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ອາຄານທີ່ສ້າງດ້ວຍລະບົບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຕ້ານທານກັບລົມໄດ້ດີຂື້ນ 55% ເມື່ອທຽບກັບວິທີການດັ້ງເດີມ ໂດຍເປັນການນຳໃຊ້ກັບວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງໃນການດຶງ (tensile strength) ຢ່າງໜ້ອຍ 550 MPa. ສິ່ງທີ່ດີເລີດກໍຄື ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ຍັງຮັກສາຄຸນສົມບັດການປ້ອງກັນການກັດກິນໄດ້ດີ ແລະ ຍັງຮັກສາຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄວ້ໄດ້ອີກດ້ວຍ, ເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງບໍ່ກາຍເປັນເປີດ (brittle) ຫຼື ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເກີດການກັດກິນ.