องค์ประกอบของระบบนิเวศน์และสถาปัตยกรรม

ดร.ชำนาญ บุญญาพุทธิพงศ์
ภาควิชาเทคนิคสถาปัตยกรรม
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์, ม.ขอนแก่น
1. บทนำ

สถาปัตยกรรมเกิดขึ้นมาเพื่อสร้างที่คุ้มกำบังกาย (Shelter) เป็นพัฒนาการที่เกิดขึ้นเพราะผลกระทบจากสิ่งแวดล้อม มนุษย์ต้องความอบอุ่นในหน้าหนาว ต้องความเย็นสบายในหน้าร้อน และต้องการสิ่งปกป้องคุ้มกันจากน้ำฝนและอื่นๆ สถาปัตยกรรมมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตามความต้องการทางประโยชน์ที่มากขึ้น แต่ความเข้าใจในธรรมชาติยังคงเป็นสิ่งที่ต้องมี เพื่อการใช้ชีวิตอย่างสบายภายใต้สถาปัตยกรรมที่ผสานการออกแบบโดยสถาปนิกในโลกที่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นพื้นฐานต้นๆ ที่สถาปนิกควรจะเข้าใจ คือ ปัจจัยของสิ่งแวดล้อมใดบ้างที่ส่งผลกระทบต่อภาวะการใช้งาน อาศัยของผู้คนในอาคาร ความเข้าใจนี้จะนำไปสู่การสร้างสรรค์ผลงานทางสถาปัตยกรรมที่ตอบสนองความต้องการของมนุษย์อย่างแท้จริง ในขณะเดียวพัฒนาการของสถาปัตยกรรมได้ผสมผสานกับเทคโนโลยี่เพื่อให้เกิดความสบายต่อการอยู่อาศัยใช้งาน อาคารที่มีความสอดคล้อง ถ้อยทีถ้อยอาศัยธรรมชาติก็เริ่มมีความห่างเหิน เครื่องจักรกลสามารถสร้างสภาพแวดล้อมขึ้นมาใหม่ภายในกรอบอาคาร โดยไม่จำเป็นต้องสนใจภาวะอากาศภายนอก มนุษย์สามารถสร้างความอบอุ่นภายในอาคารในขณะที่ภายนอกมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง หรือสามารถสร้างความเย็นสบายภายในในขณะที่ภายนอกมีอุณหภูมิสูงกว่า 40 องศาเซลเซียส เป็นต้น ดูเหมือนว่ามนุษย์สามารถเอาชนะธรรมชาติได้อย่างสิ้นเชิง จนกระทั่งการค้นพบผลกระทบที่เกิดจากการเสพสุขจากเครื่องจักรกลเหล่าได้หมุนวนมาเป็นผลร้ายต่อมวลมนุษย์เอง การขาดแคลนเชื้อเพลิงในช่วงปี 1970s หรือที่เรียกว่า Energy Crisis เป็นเสมือนการออกคำสั่งให้หันมาคำนึงถึงสภาพแวดล้มมากขึ้น โยเริ่มจากนั้นก็มีการรณรงค์การประหยัดพลังงาน หรือการพยายามใช้พลังงานที่ทดแทนได้ สืบเนื่องมา
ดังนั้นจึงสามารถกล่าวได้ว่า การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งแวดล้อมกับสถาปัตยกรรมนั้นควรจะทำในสองลักษณะ คือ ผลกระทบที่สภาพแวดล้อมกระทำต่องานสถาปัตยกรรม ซึ่งตอบสนองความต้องการของผู้ใช้หรือผู้อาศัยอาคารนั่นเอง และอีกประการหนึ่ง คือ การศึกษาผลกระทบที่งานสถาปัตยกรรมกระทำต่อสิ่งแวดล้อม

สิ่งแวดล้อม --> สถาปัตยกรรม
สถาปัตยกรรม --> สิ่งแวดล้อม

สำหรับสถาปนิกแล้ว ความเข้าใจในความสัมพันธ์ของสถาปัตยกรรมกับสิ่งแวดล้อมจะนำไปสู่การสร้างสรรค์สถาปัตยกรรมที่ตอบสนองแก่มวลมนุษยชาติอย่างแท้จริง ทั้งทางตรงและทางอ้อม

2. องค์ประกอบของระบบนิเวศน์และสถาปัตยกรรม (The Elements of Ecology and Architecture)

2.1 อากาศ
อากาศที่เราหายใจประกอบไปด้วย ปริมาณออกซิเจนประมาณ 21% ไนโตรเจน 78% คาร์บอนไดออกไซด์, อาร์กอน และอื่นๆ อีกเล็กน้อย เป็นระยะเวลานานกว่าล้านปีแล้วที่ส่วนประกอบต่างๆ เหล่านี้อยู่กันอย่างสมดุลเพียงพอที่จะเป็นสภาวะที่เหมาะสมกับการดำรงชีพของมนุษย์ แต่ถ้าเมื่อไรก็ตามองค์ประกอบเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลง ย่อมจะส่งผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์อย่างแน่นอน
Greenhouse Effect
ในปี 1896 นักวิทยาศาสตร์สวีเดนที่ชื่อว่า Svante Arrhenius เป็นคนแรกที่กล่าวว่า การเผาไหม้เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นในอากาศ ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนขึ้น (Global warming) หรือ Greenhouse Effect เป็นภาวะที่เกิดขึ้นเนื่องจาก ความร้อนถูกเก็บไว้ในชั้นบรรยากาศโลกมากเกินไป แทนที่จะถูกกระจายออกไปสู่ชั้นอวกาศ อันเป็นผลมาจากสารเคมีต่างๆ ได้เปลี่ยนแปลงชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้เกิดการดูดซับความร้อนไว้
ในปี 1973 มีการประมาณว่าความร้อนบนพื้นโลกจะเพิ่มขึ้นประมาณ 1oC ต่อปี สิ่งที่ก่อให้เกิด Greenhouse Effect คือ คาร์บอนไดออกไซด์, คาร์บอนมอนนอกไซด์, มีเทน, Chuloroflurocarbons, และสภาพพื้นผิวของโอโซนโลก กิจกรรมต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการ เผาไหม้, การทำลายป่า, สารทำความเย็น, CFC, Halon หรืออื่นๆ ล้วนแล้วแต่เป็นการเพิ่มผิวให้ชั้นบรรยากาศโลกให้เกิด Greenhouse Effect ทั้งสิ้น
โอโซนของโลกถูกทำลาย (Ozone Damage)
สารเคมีที่ถูกใช้ในระบบทำความเย็นโดยบริษัท General Motor ถูกค้นพบโดย Thosmas Midgley นักวิจัยประจำบริษัทในปี 1930 สารเคมีนี้มีชื่อว่า Cholrofluorocarbon (CFC) ซึ่งถูกนำมาใช้แอมโมเนียเพราะมีอันตรายต่อคนงานน้อยกว่าและราคาถูกกว่า สารเคมีนี้ได้ถูกใช้อย่างมากมายทั้งในระบบทำความเย็น ระบบปรับอากาศของอาคาร ระบบป้องกันอัคคีภัย และในวัสดุที่ใช้ทำฉนวนต่างๆ ในช่วงต้นปี 1970 มีการค้นพบว่าสารเคมีนี้มีผลทำลายชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดการออกมาตรการลดและป้องกันสารชนิดนี้อย่างเคร่งคัด เช่น ในรัฐโอเรกอน ปี 1975 เป็นต้นมามีการห้ามใช้ Aerosols ซึ่งเป็นส่วนประกอบหนึ่งใน CFC, ในอังกฤษพยายามที่จะเลิกใช้สารเคมีชนิดอย่างสิ้นเชิง ในปี 2000
ในปลายปี 1980 มีการค้นพบรูรั่วของชั้นบรรยากาศที่ Antarctica ส่งผลให้เกิดการเอาจริงเอาจังกับการหามาตรฐานการทำลายชั้น โอโซนของโลกมากขึ้น การที่โอโซนของโลกถูกทำลายจะทำให้รังสี Ultra-violet ของดวงอาทิตย์ สามารถแพร่เข้าสู้พื้นโลกมากขึ้น ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลก
CFC และสารเคมีที่เกี่ยวข้องได้ทำลายชั้นบรรยากาศไปแล้วกว่า 3% ของชั้นบรรยากาศโลกทั้งหมดในระยะเวลาแค่ 20 ปี นักวิจัยของอเมริกาวิเคราะห์ว่า ถ้าโอโซนถูกทำลายไป 5% ของชั้นบรรยากาศจะส่งผลทำให้เกิดมะเร็งบนผิวหนังเพิ่มขึ้นประมาณ 360,000 ราย
ประมาณ 50% ของปริมาณ CFC ที่มีถูกใช้ในอาคารไม่ว่าจะเป็น ในระบบปรับอากาศ ระบบป้องกันอัคคีภัย และฉนวน ดังนั้นสถาปนิกจึงสามารถเป็นตัวแปรสำคัญในการรักษาชั้น โอโซนของโลกโดยการวัสดุหรือระบบที่ปราศจากสารเคมีชนิดนี้ในอาคาร
มลภาวะทางอากาศ (Air Pollution)
สิ่งต่างๆ สามารถก่อให้เกิดมลภาวะในอากาศได้ หากมีความเบาพอและเล็กพอที่จะกระจายลอยตัวอยู่ในอากาศ ไม่ว่าจะเป็น ก๊าซ ของเหลวที่ระเหย หรือ ส่วนของของแข็งต่างๆ
แหล่งที่เป็นต้นกำเนิดของมลภาวะอาจจะจำแนกได้สองประเภท คือ ประเภทที่ไม่ย้ายที่ เช่น โรงงานอุตสาหกรรม เหมือง หรืออาคารบ้านเรือนต่าง และประเภทที่เคลื่อนย้ายได้และไม่แน่นอน เช่น ยานพาหนะต่างๆ สเปย์ต่างๆ ควันจากไฟไหม้ป่า เป็นต้น
มลภาวะที่เป็นปัญหาโดยทั่วไป ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ตะกั่ว ไนโตรเจนไดออกไซด์ และฝุ่นต่างๆ ส่วนมลภาวะทางอากาศที่มีอันตรายสูงได้แก่ Asbestos สารปรอท Vinnyl Chloride Arsenic เป็นต้น
มลภาวะทางอากาศบางตัวเกิดขึ้นเมื่อมีก๊าซบางอย่างเป็นตัวประกอบ เช่น ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นเมื่อ ไนโตรเจนออกไซด์ จากควันรถ เมื่อมารวมตัวกับไฮโดรคาร์บอน และสารประกอบอื่น ในภาวะที่มีแสงแดดจะทำให้เกิดสารพิษ ไนโตรเจนไดออกไซด์และ Ozone ทำปกกิริยาจะทำให้เกิดหมอก ทำให้มองไม่เห็น ทัศนวิสัยไม่ดี และเป็นอันตรายต่อสุขภาพ
คุณภาพอากาศภายในอาคาร
ในอาคารที่มีแนวโน้มในการปิดล้อมสภาวะภายในมากขึ้นเพื่อระบบปรับอากาศ การคำนึงถึงคุณภาพของอากาศจึงเป็นสิ่งที่มีสำคัญมากขึ้นกว่าแต่ก่อนที่มีการะบายอากาศโดยธรรมชาติอย่างทั่วถึง
ในประเทศสหรัฐอเมริกาซึ่งอาคารมีการพึ่งพาเครื่องปรับอากาศอย่างมาก พบว่า ต้องเสียงบประมาณปีละ 60 ล้านล้านดอลลาร์ (60 Billion Dollars) ในการรักษาพยาบาลผู้ป่วยที่มีสาเหตุมาจากอากาศเสียภายในอาคาร

2.2 น้ำ
ในทางวิทยาศาสตร์ น้ำประกอบไปด้วยส่วนประกอบสองอย่าง คือ ออกซิเจนกับไฮโดรเจน น้ำที่มนุษย์ใช้ทั่วไปนั้นย่อมมีส่วนประกอบอื่นๆ เช่น เกลือ เศษโลหะ แบคทีเรีย หรือ อื่นๆ ส่วนประกอบต่างๆ เหล่านี้ มีปริมาณที่ต่ำแลไม่เป็นพิษภัยต่อการใช้หรือการดื่มกิน หรือบางกรณีอาจจะมีผลดีต่อการใช้ด้วย ในแต่ละประเทศมีการกำหนดความบริสุทธิ์ของน้ำที่ใช้ต่างกัน โดยอาจจะกำหนดจาก ปริมาณส่วนประกอบอื่นๆ ที่ไม่ถึงระดับที่จะมีอันตราย การวัดค่าความเป็นกรดเป็นด่าง (PH Level) หรืออื่นๆ
ฝนกรด
ในสภาพอากาศที่เป็นพิษ การหมุนเวียนน้ำในอากาศก็สะสมสารพิษไว้ด้วย อุตสาหกรรม การเกษตร หรือบ้านเรือนต่างๆ ที่มีการใช้น้ำ เป็นการเพิ่มสารต่างๆ ให้น้ำที่จะระเหยไปสู่ระบบนิเวศน์ เมื่อมารวมกับสภาพมลภาวะทางอากาศ ทำให้น้ำในอากาศที่จะกลายเป็นหมอกและฝนมีสภาพความเป็นกรดสูง
ฝนกรดจะทำลายวัสดุบางส่วนของตัวอาคาร จากากรสำรวจพบว่า ซากโบราณสถานของกรุงเอเธนส์ถูกทำลายโดยฝนกรดในรอบ 25 ปี มากกว่าการทำลายโดยสภาพธรรมชาติก่อนหน้านั้น ในเมืองสำคัญอีกหลายเมือง ไม่ว้าจะเป็น ลอนดอน โรม เวนิซ,วอชิงตัน ที่มีอนุสารีย์หรือมีสถานที่สำคัญทางประวัติศาสตร์ต่างก็ได้รับความเสียหายจากฝนกรดนี้
ระบบสาธารณูปโภค สาธารณูปการต่างๆ ก็อาจจะได้รับคามเสียหายได้เช่นกัน รางรถไฟที่ถูกกัดกร่อนทำให้เสื่อมสภาพเร็วอาจจะเป็นสาเหตุของการอุบัติเหตุ
นอกจากนี้ฝนกรดยังทำให้เกิดภาวะวิกฤติทางธรรมชาติ ปลาในแหล่งธรรมชาติทั้งในยุโรปและอเมริกามีการตายจากสภาพความเป็นกรดของน้ำมากขึ้น 20% ของน้ำในทะเลสาปของสวีเดนมีสภาพเป็นกรดมากเกินไป ซึ่งส่งผลกระทบต่อการวางไข่ของปลาซาลมอน
การเผาไหม้ต่างๆ ที่เกิดขึ้นทั้งในอาคารและนอกอาคาร ล้วนแล้วแต่ให้เกิดมลภาวะในอากาศ ส่วนหนึ่งจะกลับมาในรูปของฝน
การทิ้งของเสียลงสู่แหล่งน้ำ
หนึ่งในสาเหตุหลักของการเกิดมลภาวะในแม่น้ำต่างๆ คือ โรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ สถาปนิกมีส่วนเกี่ยวข้องกับส่วนนี้เพราะ วัสดุต่างๆ ที่สถาปนิกใช้ในแต่ละอาคารมีการผลิตผ่านระบบอุตสาหกรรม มากและน้อย การรู้จักเลือกวัสดุหรือใช้วัสดุที่มีกระบวนการผลิตที่ส่งผลเสียต่อระบบนิเวศน์น้อยเป็นหนึ่งในแนวทางที่สถาปนิกสามารถมีส่วนร่วมได้
นอกจากของเสียที่ถูกทิ้งลงสู่แหล่งน้ำโดยโรงงานอุตสาหกรรมแล้ว ของเสียจากอาคารบ้านเรือนและอาคารต่างๆ ก็เป็นอีกส่วนหนึ่งที่เกี่ยวข้องใกล้ชิดกับกระบวนการออกแบบของสถาปนิกและวิศวกร
การใช้น้ำ
น้ำที่ใช้ในอาคารบ้านเรือนทั้งหลายส่วนใหญ่มาจากแม่น้ำ แหล่งน้ำจืดมีเพียง 3% ของน้ำในโลก และ 2 ใน 3 ของน้ำนี้ อยู่ที่ขั้วโลก ซึ่งไม่สามารถนำมาใช้ได้ในอาคารบ้านเรือนทั่วไป แต่ปริมาณน้ำที่จะนำมาใช้ไม่เป็นปัญหาใหญ่ หากแต่น้ำที่จะนำมาใช้ดื่มต่างหากที่อาจจะขาดแคลน และเป็นปัญหาใหญ่ในอนาคตถ้าไม่มีการวางแผนที่ดีพอ แหล่งน้ำธรรมชาติหลายๆ แห่งที่เคยนำมาใช้ดื่มกินได้รับสารเคมีจากแหล่งต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรม บ้านเรือน ทำให้แหล่งน้ำดื่มหรือแหล่งน้ำจะนำมาใช้ทำน้ำประปาลดลง
การใช้น้ำในอาคารขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานของอาคาร สำหรับอาคารที่พักอาศัยและอาคารสำนักงานแล้ว น้ำจะถูกใช้สำหรับ ชักโครก การชำระร่างกาย การซักผ้า การล้าง การดื่มและปรุงอาหาร การรดน้ำต้นไม้ ล้างรถ และสูญเสียน้ำในกรณีต่างๆ การประหยัดอาจจะทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงระบบการใช้เอาน้ำทิ้งบางอย่างหมุนเวียนมาใช้ในการรดน้ำต้นไม้ หรือในการชักโครก เป็นต้น

2.3 ดิน
เหล็ก กระจก คอนกรีต อลูมิเนียม และพลาสติกต่างๆ เป็นผลิตผลที่ได้มาจากพื้นโลกหรือดินทั้งสิ้น ดินบริเวณเหมืองต่างๆ ซึ่งถูกทำลายทำให้เสียความสมบูรณ์ของดินไป ไม่สามารถใช้ประโยชน์อื่นๆ ได้ อาจจะมีสารพิษตกค้างจากการทำเหมืองอีกด้วย กระบวนการขุดเอาวัตถุดิบ ขนส่งสู่โรงงาน การแปรรูป ล้วนแต่ต้องใช้พลังงาน และเพิ่มมลภาวะแก่โลก พลังงานที่ใช้ในการได้มาซึ่งวัสดุต่างๆ เหล่านี้ เรียกว่า Embodied Energy พลังงานส่วนนี้ควรนำมาประกอบการพิจารณาเลือกวัสดุในการก่อสร้างด้วย ดังนั้นอาจจะกล่าวได้ว่าวัสดุที่ใช้พลังงานในการผลิตน้อยที่สุดก็สร้างมลภาวะให้สิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด
ระยะในการดินทางไปยังที่ก่อสร้างก็เป็นการสูญเสียพลังงานเนื่องจากการขนส่ง ดังนั้นการใช้วัสดุในพื้นที่จะเป็นสิ่งที่ควรจะหันมาให้ความสนใจ วัสดุในท้องถิ่นส่วนใหญ่จะราคาถูกกว่าวัสดุที่ขนส่งมาจากแดนไกล มีความสอดคล้องกับภูมิอากาศ และสิ่งแวดล้อมมากกว่า ทั้งยังเป็นการส่งเสริมเศรษฐกิจในพื้นที่อีกด้วย
การเลือกวัสดุให้สอดคล้องกันจากหลากหลายแหล่งเป็นสิ่งที่ซับซ้อน แต่เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ โรงงานผลิตปูนซีเมนต์เพิ่มคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 8% ให้กับชั้นบรรยากาศเป็นหนึ่งในสาเหตุของ Global warming นอกจากนี้ยัง Robert Berkebile สถาปนิกอเมริกันยังพบว่า อลูมิเนียมเป็นวัสดุที่ใช้พลังงานในการผลิตสูงมาก แต่โรงงานผลิตอลูมิเนียมก็มีการนำเอาวัสดุเก่ามาใช้อีกมากที่สุด ดังนั้นขึ้นอยู่กับสถาปนิกว่าจะช่วยประหยัดพลังงานในส่วนนี้อย่างไร การเลือกเอาอลูมิเนียมที่นำกับมาใช้ใหม่จะช่วยลดพลังงานในการผลิตไปได้ถึง 95% และลดมลภาวะได้ถึง 96% เมื่อเทียบกับอลูมิเนียมที่ใหม่
นอกจากปัญหาดินเสียอันเกิดจากการใช้สำหรับทิ้งขยะก็เป็นปัญหาที่เริ่มจะขยายใหญ่ขึ้นหากไม่ได้รับการศึกษาผลดีผลเสียให้แน่นอน รวมทั้งควรมีการวางแผนการใช้ที่ดินให้เป็นระบบ เพราะปริมาณขยะที่จะนำมาฝังกลบเพิ่มขึ้นอย่างมากในแต่ละปี

2.4 ไฟ
การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงเป็นการใช้พลังงานที่สำคัญและส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในหลายๆ ด้าน ไม่ว่าจะเป็น การทำให้เกิดมลภาวะทางอากาศ มลภาวะทางน้ำ และการสูญเสียทรัพยากรธรรมชาติ
เกือบจะทุกๆ กิจกรรมของมนุษย์ต้องการการใช้พลังงาน ชนิดของเชื้อเพลิงอาจจะจำแนกได้สองชนิดใหญ่ๆ คือ ที่ทดแทนได้ (Renewable) และทดแทนไม่ได้ (Finite) เชื้อเพลิงที่สูญเสียไปไม่สามารถทดแทนได้ได้แก่ น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน เป็นต้น ส่วนที่ทดแทนได้ได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานคลื่น พลังงานจากการเผาไหม้ไม้ ฟืน เป็นต้น
พลังงานเชื้อเพลิงต่างๆ มีการใช้มากกว่า 88% ของพลังงานทั้งหมด ในประเทศอุตสาหกรรมต่างๆ การเผาไหม้เชื้อเพลิงดังกล่าวนี้ส่งผลกระทบโดยตรงต่อสภาวะ Greenhouse Effect เพราะในการเผาไหม้เป็นสาเหตุให้เกิด คาร์บอนไดออกไซด์ และมีเทน ในการเผาไหม้ของน้ำมันและถ่านหินทำให้เกิดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และไฮโดรคาร์บอน อันจะทำให้เกิด มลภาวะทางอากาศ และการเผาไหม้นี้ยังส่งผลให้เกิดฝนกรดกลับมาสร้างมลภาวะต่อเนื่องยังพื้นโลกอีกด้วย
แหล่งเชื้อเพลิงต่างๆ เป็นแหล่งทรัพยากรธรรมชาติที่สามารถหมดลงได้ ด้วยปริมาณการใช้ในปัจจุบันนี้ คาดการณ์ว่าน้ำมันจะหมดลงใน 60 ปี ก๊าซธรรมชาติจะหมดใน 120 ปี และถ่านหินจะหมดไปในอีก 1500 ปีข้างหน้า อาคารเป็นหนึ่งในส่วนที่ใช้พลังงานอย่างมากทั้งในการก่อสร้างและการอยู่อาศัย ใช้งาน หากสถาปนิกรู้จักการใช้วัสดุที่ช่วยลดการใช้พลังงานทั้งในการผลิตและการติดตั้ง ออกแบบอาคารให้มีการใช้พลังงานอย่างประหยัด รวมไปถึงการพยายามใช้พลังงานที่สามารถทดแทนได้ ย่อมจะเป็นการช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมากมาย

3. Green, Ecological or Sustainable Architecture

คำเหล่านี้หมายความว่าอย่างไร? และเป็นอย่างไร?

“Green”, “Ecology”, and “Sustainable” ถูกใช้โดยนักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม ต่อมาเมื่อสถาปัตยกรรมได้ให้ความสนใจในความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น คำเหล่านี้จึงถูกนำมารวมกับสถาปัตยกรรม โดยให้ความหมายที่สื่อถึง งานสถาปัตยกรรมที่คำนึงถึงระบบนิเวศน์ สิ่งแวดล้อมและเป็นสถาปัตยกรรมที่มีออกแบบโดยคำนึงถึงความยั่งยืนของธรรมชาติ สถาปัตยกรรมในแนวความคิดนี้มีเป้าหมายในการออกแบบที่จะส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุดและสร้างสภาพแวดล้อมที่น่าอยู่ มีผลดีต่อสุขภาพของผู้อยู่อาศัย ความหมายเชิงลึกของคำเหล่านี้เกี่ยวพันไปถึงเรื่องที่สถาปนิกจะทำได้เพื่อการรักษาเยียวยา รวมไปถึงการขยาย สืบต่อ หรือทำให้โลกสามารถรองรับความเปลี่ยนแปลงและคงอยู่เพื่อมนุษยชาติในรุ่นต่อๆ ไป
ในทางสถาปัตยกรรมแล้วมีหลายทางที่จะออกแบบ “สถาปัตยกรรมสีเขียว” (Green Architecture) และรับผิดชอบต่อการเพิ่มขึ้นปัญหาสิ่งแวดล้อมบนพื้นโลก การออกแบบนี้อาจจะสามารถทำได้โดยที่ยังคงประสิทธิภาพในการใช้งานของอาคาร ยังมีความสวยงามทางสถาปัตยกรรม และมีค่าใช้จ่ายของการก่อสร้างไม่มาก ทั้งนี้อาจจะสรุปการออกแบบเพื่อสิ่งแวดล้อมได้เป็น 5 หัวข้อหลักๆ คือ ระบบนิเวศน์ของอาคาร (Building Ecology), ประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน (Energy Efficiency), วัสดุ (Materials), รูปทรงอาคาร (Building Form), และการออกแบบอาคารโดยรวมที่ดี (Good Design)
Building Ecology
ผลิตภัณฑ์และงานระบบต่างๆ ที่ใช้ในอาคารอาจจะเป็นพิษได้ อาจจะปล่อยสารเคมี และเศษฝุ่นละอองที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพเป็นระยะเวลายาวนานหลังจากที่อาคารสร้างเสร็จ สาเหตุนี้สามารถแก้ได้หากสถาปนิกมีความเข้าใจและลดอันตรายของการใช้วัสดุตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ มีการปรับเปลี่ยนและเลือกใช้วัสดุที่ไม่มีผลข้างเคียง รวมไปถึงระบบระบายอากาศทั้งแบบธรรมชาติและระบบเครื่องจักรกลสามารถออกแบบให้มีการหมุนเวียนเอาอากาศบริสุทธิ์เข้ามาในอาคารมากที่สุดและลดภาวะที่จะทำให้เกิดเชื้อราหรือความอับ เหม็นให้น้อยที่สุด
Energy Efficiency
โดยการออกแบบให้อาคารนำเอาและใช้ประโยชน์จากพลังงานธรรมชาติเป็นลดภาระการผลิตพลังงาน ทั้งยังเป็นรักษาพลังงานไว้ใช้ในยามจำเป็นจริงๆ เช่น ในช่วงที่มีการใช้กระแสไฟสูงในช่วงร้อนจัด เป็นต้น การออกแบบอาจจะเป็นการใช้ประโยชน์จากแสงอาทิตย์ การใช้ Thermal Mass ของอาคารเพื่อเก็บหรือระบายความร้อน หรือการออกแบบระบบฉนวนให้เหมาะสมกับการใช้งาน การใช้ระบบควบคุมการเปิดปิดเครื่องใช้ไฟฟ้า หรือระบบทำความเย็นสามารถลดความต้องการในการใช้ไฟฟ้าได้
Materials
วัสดุบางอย่างที่ใช้ในการก่อสร้างส่งผลเสียต่อสภาพแวดล้อมของโลกมากน้อยแตกต่างกัน ไม้บางชนิดได้มาจากการตัดไม้ในป่าที่ไม่สามารถปลูกทดแทนได้ วัสดุบางอย่างอาจจะได้มาโดยกระบวนการที่สร้างมลภาวะให้กับพื้นโลก หรือสร้างสารพิษออกมาในขั้นตอนการแปรรูป วัสดุบางอย่างผลิตมาจากแหล่งทรัพยากรที่สามารถทดแทนได้ และมีความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมในขั้นตอนการผลิต สถาปัตยกรรมควรจะคำนึงถูกระบบนิเวศน์ทั้งในระดับทองถิ่นและระดับโลก โดยสถาปนิกควรจะพิจารณาใช้วัสดุที่มีผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์และอ่นให้น้อยที่สุด
Building Form
รูปทรงของอาคารมีส่วนรับผิดชอบต่อสภาพแวดล้อมข้างเคียง ไม่ว่าจะเป็นการใช้งานของที่ดิน ต้นไม้ หรือสภาพอากาศโดยรอบ ในการออกแบบรูปทรงอาคารอาจจะทำให้มีการเอื้อต่อการหมุนเวียนของการวัสดุ ทรัพยากร ลดการใช้ทรัพยากรและพลังงานในอาคาร เพิ่มความน่าอยู่ให้แก่ผู้ใช้ และมีความปลอดภัย การออกแบบสามารถสะท้อนถึงความงามในแง่ของความสอดคล้องกับสภาพท้องถิ่น หรือธรรมชาติโดยรอบ และมีความรับผิดชอบต่อสภาพแวดล้อมในวงเล็ก (Micro-Climate)
Good Design
การออกแบบที่ดีต้องคำนึงถึงสิ่งที่จะตามมาหรือผลงานชิ้นนั้นทิ้งอะไรไว้บ้าง อาคารที่คงทนถาวร ง่ายต่อการใช้ คำนึงถึงเอาวัสดุเก่ากลับมาใช้ และสวยงาม มักจะได้ผลลัพธ์ที่ดี เช่น จะมีความต้องการพลังงานน้อยลง ซ่อมบำรุงน้อย และคุณค่าเพิ่มขึ้นตามกาลเวลา การออกแบบที่คิดอย่างละเอียดละออ ให้ความสำคัญกับรายละเอียดแต่ละส่วน ใช้วัสดุที่มีคุณภาพ และใช้ระบบจักรกลอันทรงประสิทธิภาพจะเป็นการง่ายกว่าที่จะสนองต่อแนวความคิดของสถาปัตยกรรมแบบยั่งยืน ในขณะที่อาคารที่สร้างออกมาอย่างมากมายรวดเร็ว ใช้ของราคาถูกเข้าไว้ ใช้เวลาในการคิดออกแบบสั้นๆ จะก่อปัญหาต่อสิ่งแวดล้อมตามมามากกว่าอย่างแน่นอน
เป้าหมายในการออกแบบนี้เรียกว่า การออกแบบเพื่อความยั่งยืน หรือการออกแบบเพื่อโลกสีเขียว ถ้าสถาปนิกไม่ได้คำนึงถึงส่วนนี้เลย ก็คงจะทิ้งซากแห่งความเลวร้ายของสภาพแวดล้อมตกทอดไปสู่ลูกหลานในภายภาคหน้า แต่ถ้าสถาปนิกมีจิตสำนึกในส่วนมากขึ้น เราก็จะสามารถชลอและยืดอายุความสวยงามของอากาศบริสุทธิ์ หมู่มวลแมกไม้อันเขียวขจี สภาพแวดล้อมที่ดีนี้ไว้อย่างยาวนาน
ในระยะยาวการออกแบบเพื่อความยั่งยืนมีวัตถุประสงค์เพื่อลดการทำลายและการใช้ทรัพยากรธรรมชาติให้มากที่สุด ดังนั้นอาจจะกล่าวได้ในเบื้องต้นวัตถุประสงค์ของการออกแบบอาคารเพื่อความยั่งยืน เป็นการสร้างตัวอย่างที่ดี เพื่อสร้างจิตสำนึกในการคำนึงถึงสภาพแวดล้อมให้เกิดแก่สังคมและวงการสถาปนิกเอง การออกแบบเพื่อความยั่งยืนจะต้องมีการวางเป้าหมายดังนี้
- ใช้อาคารเป็นเสมือนเครื่องมือทางการศึกษาที่แสดงผลถึงความสำคัญของสภาพแวดล้อมที่มีต่อความยืนยาวของเผ่าพันธุ์มนุษย์
- เชื่อมสัมพันธ์มนุษย์กับสภาพแวดล้อมในแง่ของจิตวิญญาณ ความรู้สึก และผลประโยชน์ทางการเยียวยารักษาที่ธรรมชาติมอบไว้ให้
- โปรโมทคุณภาพชีวิตและความเป็นอยู่ของมนุษย์ในอีกทางหนึ่ง โดยการแทรกตัวอย่างใกล้ชิดกับความเป็นท้องถิ่น ความเป็นภูมิภาค รวมไปถึงความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับทรัยากรและสภาพแวดล้อมของโลก
- กระตุ้นให้ชุมชนมีความคิดคำนึงถึงการใช้เทคโนโลยี่และพลังงานที่เหมาะสม มีการจัดการกับขยะหรือของทิ้งจากอาคารที่ดี รวมไปถึงการใช้วัสดุอย่างมีประสิทธิภาพ
- ทำนุถนอมวัฒนธรรมการอยู่อาศัยที่มีความรับผิดชอบและกลมกลืนกับปัจจัยทางสภาพแวดล้อมของท้องถิ่น
- สร้างความเข้าใจในประวัติศาสตร์และวัฒนธรรมของที่ตั้งกับความเป็นท้องถิ่น ภูมิภาค ไปจนถึงความสัมพันธ์ในสเกลที่ใหญ่ขึ้น
โดยสรุป มาตรฐานการออกแบบที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (Wines 2000, p.67) อาจจะตรวจสอบได้จาก
--> อาคารเล็ก
อาคารขนาดใหญ่ย่อมสิ้นเปลืองทรัพยากรในการก่อสร้างและพลังงานในการดำเนินการมากกว่าอาคารเล็ก นอกจากนี้อาคารขนาดใหญ่ยังส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมโดยรอบ (Micro Climate) มากกว่าอาคารขนาดเล็ก แต่ความต้องการขนาดอาคารที่ใหญ่ขึ้นก็ไม่อาจจะหลีกเลี่ยงได้ ในบางกรณีอาคารขนาดใหญ่เพียงอาคารเดียวอาจจะสูญเสียทรัพยากรน้อยกว่าอาคารเล็กหลายๆ อาคารในประโยชน์ใช้สอยเดียวกัน
--> ใช้วัสดุหมุนเวียนหรือวัสดุที่ทดแทนได้
การใช้วัสดุหมุนเวียนเป็นการลดการเสาะหาหรือใช้ทรัพยากรใหม่ หรือในทำนองเดียวกันการใช้วัสดุที่ทดแทนได้จะลดผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมโดยรวม
--> ใช้วัสดุที่สิ้นเปลืองพลังงานในการผลิตต่ำ
วัตถุประสงค์ของใช้วัสดุที่ใช้วัสดุที่ใช้พลังงานในการผลิตต่ำเป็นการให้ความสนใจต่อวงจรการใช้พลังงานของแต่ละวัสดุโดยรวมยกตัวอย่างเช่น อาคารก่ออิฐฉาบปูนจะส่งผลดีต่อสภาพแวดล้อมในแง่ของพลังงานที่ใช้ในการผลิต แต่ในระบบนิเวศน์แล้ว สารเคมีที่ออกมาจากโรงงานผลิตอาจจะเป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อม รวมทั้งการใช้พลังงานในการขนส่งก็เป็นปัจจัยหนึ่งที่ควรคำนึงถึง
--> ใช้ไม้จากแหล่งไม้ทดแทน
ในปัจจุบันนี้ป่าไม้ถูกทำลายเป็นอย่างมากจนเกิดผลกระทบต่อภูมิอากาศของบางส่วนของโลก ไม้แม้ว่าจะถือว่าเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่ปลูกทดแทนได้ ก็ควรจะมีการเลือกจากแหล่งที่มีการเตรียมการสำหรับการตัดและการทดแทนอย่างเป็นระบบ เพื่อให้ส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมน้อยที่สุด
--> ระบบเก็บน้ำ
ขณะที่น้ำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลก แต่ก็แหล่งกระจายมลภาวะที่สำคัญ ความรับผิดชอบต่อน้ำเป็นความรับผิดของทุกสังคมตั้งแต่เล็กไปหาใหญ่ จากอาคารสู่อาคาร ระบบเก็บน้ำเป็นอีกส่วนหนึ่งที่มีส่วนสำคัญ เป็นการขยายความต้องการน้ำในช่วงที่เกิดภาวะวิกฤติหรือขาดแคลนน้ำ เป็นการลดการสูญเสียน้ำไปโดยเปล่าประโยชน์อีกด้วย
--> การบำรุงรักษาต่ำ
นี่คือผลประโยชน์ที่อาคารทุกหลังต้องการ เพราะเป็นการลดทุนในการรักษาสภาพอาคารให้คงประสิทธิภาพได้ในระยะเวลาที่ยาวนาน การบำรุงรักษาที่ต่ำเป็นประพลังงานที่ต้องใช้ในงานนั้นๆ ด้วย
--> ใช้อาคารหมุนเวียน (Recycling of Buildings)
การสร้างอาคารใหม่ย่อมสิ้นเปลืองและส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศน์มากกว่าการอาคารเดิม ดัดแปลงสำหรับประโยชน์อื่น ทั้งยังเป็นการรักษาสภาพแวดล้อมเดิมให้คงอยู่ในชุมชน
--> ลดการใช้สารเคมีที่ทำลายโอโซน
สิ่งที่ส่งผลกระทบต่อมนุษย์อย่างมากคือ สารเคมีที่ไปทำลายโอโซนของโลก การแก้ปัญหาต้องเริ่มจากกระบวนเริ่มต้นของการออกแบบ การเลือกใช้วัสดุ การหมุนเวียนใช้วัสดุ และการหาแหล่งพลังงานใหม่ๆ ที่ไม่ทำลายโอโซน
--> อนุรักษ์สภาพแวดล้อมธรรมชาติ
การรักษาสภาพที่ดีของพื้นที่เป็นเป้าหมายหลักของการคำนึงถึงระบบนิเวศน์โดยรวม การรักษาต้นไม้ใหญ่ไว้หนึ่งต้นเป็นเสมือนการทำให้คน 4 คนบนพื้นโลกสามารถหายใจได้อย่างสบาย การรักษาสภาพสีเขียวไว้ให้เพียงพอเป็นการลดการรักษาพยาบาลและลดความกดดันภายในจิตใจของมนุษย์ นักพัฒนาอสังหาริมทรัพย์ต่าง ถือได้ว่าเป็นศัตรูหลักของการอนุรักษ์ธรรมชาติ แต่ถ้าเขามีความเข้าใจต่อการรักษาสภาพแวดล้อม ธรรมชาติก็ถูกทำลายน้อยลง
--> ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
หัวข้อนี้รวมไปถึงการหาแหล่งพลังงานอื่นๆ จากธรรมชาติ เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานลม เป็นต้น การลดการใช้พลังานโดยการออกแบบอาคารที่คำนึงถึงภูมิอากาศเป็นอีกจุดหนึ่งที่ควรให้ความสำคัญ
--> คำนึงถึงทิศทางของแสงอาทิตย์
แสงอาทิตย์มีบทบาทต่อการออกแบบอาคารมาช้านาน แสงอาทิตย์เป็นกำหนดฤดูหรือความหนาว ร้อนบนพื้นโลก จะเป็นการลดการใช้พลังงานหากมีการออกแบบที่เข้าใจทิศทางของแสงอาทิตย์
--> การเข้าถึงระบบขนส่งมวลชน ( Access to public transportation)
แม้ว่าข้อนี้จะไม่เกี่ยวข้องโดยตรงต่อการออกแบบสถาปัตยกรรม แต่การลดการใช้รถส่วนตัว หันมาใช้ระบบขนส่งมวลชนเป็นแนวในการประหยัดพลังงานที่สำคัญมาทุกยุคทุกสมัย และเป็นการลดมลภาวะทางอากาศด้วย

4. สรุป
สถาปนิกเป็นอาชีพหนึ่งมีความสัมพันธ์และต้องรับผิดชอบต่อสภาพแวดล้อมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นสถาปนิกจะควรเริ่มจากมีความเข้าใจความสัมพันธ์ของสภาพแวดล้อมและสถาปัตยกรรมก่อนที่จะลงมือออกแบบงานสถาปัตยกรรมแต่ละชิ้น งานสถาปัตยกรรมส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมอย่างมากมายไม่ว่าจะเป็นในแง่ของมลภาวะ การใช้ทรัพยากรธรรมชาติ และอื่นๆ เป้าหมายหลักที่สำคัญและสถาปนิกควรจะยึดเป็นแนวทางในการปฏิบัติวิชาชีพ คือ การยืดอายุของธรรมชาติออกไป หรือการรักษาความยั่งยืนของสภาพแวดล้อม เพื่อมวลมนุษยชาติจากรุ่นสู่รุ่น

5. อ้างอิง

ENVIRON Design Collaborative, Green Strategies, http://www.cstone.net, Charlottesville, VA., 1999

Vale, Brenda, and Vale, Robert, Towards a Green Architecture, RIBA Publications Ltd., Lon Don, 1991

Wines, James, Green Architecture, TASCHEN, New York, 2000

Zeiher, Laura C., The Ecology of Architecture : A Complete Guide to Creating the Environmentally Conscious Building, Watson-Guptill Publications, New York, 1996