การใช้เซ็นเซอร์ CO₂ ในระบบปรับอากาศ: สมดุลระหว่างคุณภาพอากาศภายในอาคารและการอนุรักษ์พลังงาน
- Chakrapan Pawangkarat
- 1 hour ago
- 2 min read
จักรพันธ์ ภวังคะรัตน์, Member ASHRAE
Head of Property and Asset Management, JLL Thailand
อดีตนายกสมาคมวิศวกรรมปรับอากาศแห่งประเทศไทย (ACAT)
2 August 2025
ในโลกยุคใหม่ที่ความสำคัญของสุขภาพและพลังงานก้าวเข้ามาเป็นประเด็นหลักในการบริหารอาคาร ความสามารถในการควบคุมคุณภาพอากาศภายใน (Indoor Air Quality – IAQ) จึงกลายเป็นหัวใจสำคัญของระบบปรับอากาศที่ดี และหนึ่งในเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมคุณภาพอากาศภายในอาคารคือ “CO₂ Sensor” หรือเซ็นเซอร์ตรวจวัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
บทความนี้จะพาไปทำความเข้าใจว่า CO₂ Sensor งานอย่างไร ทำไมจึงจำเป็นในระบบปรับอากาศ การตั้งค่าที่เหมาะสมมีลักษณะอย่างไร รวมถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นหากละเลยการออกแบบและควบคุมอย่างถูกต้อง
1. บทนำ: ทำไม CO₂ จึงเป็นตัวชี้วัดคุณภาพอากาศ
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เป็นก๊าซธรรมชาติที่ร่างกายมนุษย์ปล่อยออกมาระหว่างการหายใจ ในพื้นที่ปิด เช่น สำนักงาน ห้องประชุม หรืออาคารพาณิชย์ หากไม่มีการระบายอากาศที่เหมาะสม ระดับ CO₂ จะสะสมเพิ่มขึ้นจนส่งผลต่อความรู้สึกไม่สบาย ความง่วง หรือประสิทธิภาพในการทำงาน
ระดับ CO₂ ที่สูงเกินไปมักไม่เป็นอันตรายรุนแรงในระยะสั้น แต่ส่งผลต่อคุณภาพชีวิต ความรู้สึกไม่สดชื่น และในบางกรณีอาจมีผลต่อสุขภาพในระยะยาว โดยเฉพาะในกลุ่มเปราะบาง เช่น ผู้สูงอายุ เด็ก หรือผู้มีโรคระบบทางเดินหายใจ
2. หลักการทำงานของ CO₂ Sensor
CO₂ Sensor เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดความเข้มข้นของก๊าซ CO₂ ในอากาศ ซึ่งมักใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า NDIR (Non-Dispersive Infrared) ทำงานโดยปล่อยคลื่นอินฟราเรดผ่านอากาศในช่องวัด หากมี CO₂ อยู่ จะดูดซับพลังงานบางส่วน และเซ็นเซอร์จะคำนวณค่าความเข้มข้นตามระดับการดูดซับนั้น
ข้อมูลที่ได้จากเซ็นเซอร์จะถูกส่งต่อไปยังระบบควบคุมอัตโนมัติของอาคาร (Building Automation System – BAS) หรือระบบควบคุมการระบายอากาศ (Demand-Controlled Ventilation – DCV) เพื่อปรับอัตราการจ่ายลมหรืออากาศบริสุทธิ์ให้สอดคล้องกับความต้องการใช้งานจริง
3. ความสัมพันธ์ระหว่าง CO₂ กับการระบายอากาศ
มีหลักฐานเชิงวิศวกรรมชัดเจนว่า ความเข้มข้นของ CO₂ มีความสัมพันธ์โดยตรงกับจำนวนผู้ใช้อาคารและอัตราการจ่ายอากาศบริสุทธิ์ หากอัตราการจ่ายอากาศบริสุทธิ์ไม่เพียงพอ ระดับ CO₂ จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และในทางกลับกัน หากจ่ายอากาศบริสุทธิ์มากเกินไป จะทำให้สูญเสียพลังงานในการปรับอากาศโดยไม่จำเป็น
ตัวอย่างที่แสดงถึงความสัมพันธ์:
ถ้าห้องประชุมขนาด 50 คน ไม่มีการระบายอากาศหรือมีเพียงเล็กน้อย ภายในเวลาไม่ถึง 30 นาที ระดับ CO₂ สามารถพุ่งขึ้นจาก 500 PPM ไปเกิน 1,500 PPM ได้อย่างง่ายดาย
ในอาคารสำนักงาน หากไม่มีการควบคุมแบบอัตโนมัติ ระบบเติมอากาศบริสุทธิ์จะจ่ายลมตายตัว ไม่สนใจว่ามีคนอยู่จริงหรือไม่ ส่งผลให้สูญเสียพลังงานโดยไม่จำเป็น
4. ค่าตั้งต้น (Setpoint) ที่แนะนำ
ตามเอกสารของ ASHRAE ซึ่งเป็นหนึ่งองค์กรด้านวิศวกรรมที่ได้รับการยอมรับทั่วโลก ได้แนะนำให้ระดับ CO₂ ภายในอาคารควรอยู่ที่ “ระดับความเข้มข้นของอากาศภายนอก + 700 PPM” โดยปกติแล้วบรรยากาศภายนอกมีระดับ CO₂ ประมาณ 300 – 400 PPM ดังนั้นค่าเป้าหมายภายในอาคารจะอยู่ที่ประมาณ 1,000 – 1,100 PPM
การใช้ค่าดังกล่าวมีจุดมุ่งหมายเพื่อ:
รักษาระดับ CO₂ ให้ไม่สูงจนส่งผลต่อผู้ใช้อาคาร
ป้องกันการจ่ายอากาศมากเกินไป (Over-ventilation) ซึ่งสิ้นเปลืองพลังงาน
รองรับจำนวนคนจริงในพื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพ
5. กฎหมายและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
ในประเทศไทย การระบายอากาศในอาคารเป็นข้อบังคับตามกฎหมายภายใต้พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร โดยกฎกระทรวงฉบับที่ 33 ซึ่งระบุให้ต้องมีการระบายอากาศขั้นต่ำ หรือ ใช้ตามมาตรฐานที่น่าเชื่อถือเช่น มาตรฐานวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย (วสท.) หรือ ASHRAE Standard
ในกรณีของอาคารสำนักงาน มาตรฐานโดยทั่วไปคือ:
7.5-10 ลิตรต่อวินาทีต่อคน (7.5-10 L/s/person)
สำหรับพื้นที่ใช้งานเข้มข้น มีแหล่งสารละเหยหรือมลพิษอื่น อาจต้องใช้มากกว่านี้
6. ประโยชน์ของการใช้ CO₂ Sensor ในอาคาร
ด้านพลังงาน
ลดการใช้พลังงานในระบบปรับอากาศโดยลดการจ่ายอากาศบริสุทธิ์ในช่วงที่มีผู้ใช้น้อย
ป้องกันการสูญเสียความเย็นหรือความร้อนจากภายนอกที่ไม่จำเป็น
ด้านสุขภาพ
ควบคุมคุณภาพอากาศให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย
ลดโอกาสการสะสมของสารระเหยหรือมลพิษอื่นในอาคาร
ด้านการจัดการ
ใช้เป็นข้อมูลประกอบการบริหารการใช้งานอาคารแบบ Real-time
เชื่อมโยงกับระบบ Building Management System (BMS) เพื่อควบคุมแบบอัตโนมัติ
7. ความเข้าใจผิดและปัญหาที่พบบ่อย
แม้จะเป็นเทคโนโลยีที่มีประโยชน์สูง แต่ก็มีหลายอาคารที่ยังติดตั้งหรือใช้งาน CO₂ Sensor อย่างไม่เหมาะสม เช่น
ติดตั้งเซ็นเซอร์ผิดตำแหน่ง เช่น ใกล้ช่องลมอากาศบริสุทธิ์ หรือบริเวณที่ไม่มีการไหลเวียนอากาศ
ตั้งค่าระดับ CO₂ ไว้สูงหรือต่ำเกินไปโดยไม่อิงมาตรฐาน
ไม่เชื่อมต่อกับระบบควบคุม ทำให้เซ็นเซอร์กลายเป็นเพียงตัววัดเฉยๆ
8. การบริหารจัดการที่เหมาะสม
เพื่อให้การใช้ CO₂ Sensor เกิดประโยชน์สูงสุด ผู้บริหารอาคารควร:
ร่วมมือกับวิศวกรเพื่อออกแบบตำแหน่งการติดตั้งที่เหมาะสม
กำหนดค่า Setpoint ตามมาตรฐานที่เชื่อถือได้
เชื่อมต่อเซ็นเซอร์กับระบบ BMS/DCV เพื่อควบคุมอัตโนมัติ
กำหนดแผนบำรุงรักษา ตรวจสอบความเที่ยงตรงของเซ็นเซอร์เป็นระยะ
เก็บข้อมูลและวิเคราะห์แนวโน้ม CO₂ เพื่อปรับปรุงการจัดการอาคารต่อไป
9. มลพิษในอาคาร: อย่ามองแค่ CO₂
แม้ว่า CO₂ จะเป็นตัวชี้วัดหลักที่ใช้งานง่าย แต่ “คุณภาพอากาศภายในอาคาร” ยังประกอบด้วยปัจจัยอื่นๆ ที่ไม่ควรมองข้าม ได้แก่:
ฟอร์มาลดีไฮด์ จากเฟอร์นิเจอร์หรือวัสดุก่อสร้าง
VOCs จากน้ำยาทำความสะอาด สี หรือวัสดุเคลือบ
PM2.5 และ PM10 จากทั้งภายใน (เช่น การพิมพ์หรือทำอาหาร) และภายนอก
คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ซึ่งอาจบ่งชี้ว่ามีการรั่วของไอเสียเข้าสู่ระบบปรับอากาศ
การติดตั้งระบบตรวจวัดอากาศในรูปแบบรวม (IAQ Monitoring System) ร่วมกับ CO₂ Sensor จึงเป็นแนวทางที่ดีขึ้นสำหรับอาคารยุคใหม่
10. บทสรุป: CO₂ Sensor คือจุดเริ่มต้นของอาคารที่ใส่ใจ “คน”
ในวันที่ผู้ใช้อาคารใส่ใจเรื่อง “สุขภาพ” มากกว่าเดิม และในวันที่พลังงานกลายเป็นต้นทุนที่ต้องบริหารอย่างจริงจัง CO₂ Sensor จึงเป็นเครื่องมือที่ช่วยให้อาคาร “คิดได้” ว่าควรระบายอากาศเท่าไร จึงจะพอดีทั้งต่อ “คน” และ “พลังงาน”
สำหรับผู้จัดการอาคาร วิศวกร หรือเจ้าของอาคาร การลงทุนในระบบตรวจวัด CO₂ ไม่ได้เป็นเพียงการตอบโจทย์ด้านพลังงาน แต่คือการสร้างความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และความไว้วางใจต่อผู้ใช้อาคารอย่างยั่งยืน