ลดปัญหาโลกร้อนด้วยการใช้เหล็ก และคุณประโยชน์ของเหล็ก

แนวโน้มการใช้เหล็กในการลดปัญหาโลกร้อน เป็นเรื่องที่ได้ถูกทำการอภิปรายโดย ศาสตราจารย์ วรศักดิ์ กล่าวถึงวิศวกรชาวอังกฤษบุคคลหนึ่งที่ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งปลูกสร้างในประเทศอังกฤษ โดยเริ่มตั้งแต่กระบวนการการผลิต การก่อสร้าง การใช้งาน ไปจนถึงกระบวนการรื้อถอนทำลาย จึงได้พบว่าสิ่งก่อสร้างและกระบวนการผลิตในขั้นต่างๆ นั้น ส่งผลต่อการเกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกโดยตรงคือ มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ สู่บรรยากาศประมาณครึ่งหนึ่งของกิจกรรมทั้งหมดภายในประเทศ ซึ่งคาร์บอนฟุตพริ้นท์ (Carbon Footprint) เป็นวิธีการที่ใช้ในการตรวจสอบปริมาณการปล่อยก๊าซต่างๆ สู่บรรยากาศ โดยทำการตรวจสอบตลอดวัฏจักรชีวิตของผลิตภัณฑ์และบริการ ได้แก่ กระบวนการผลิตและแปรรูป การขนส่ง การใช้ จนถึงขั้นสุดท้ายคือการกำจัด ผลที่ได้จะให้ผลเชิงปริมาณเทียบเท่ากับศักยภาพการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ วัดเป็นกิโลกรัม (kg CO2 equivalent) ซึ่งมาตรฐานการวิเคราะห์คาร์บอนฟุตพริ้นท์ (PAS 2050:2008-Specification for the assessment of the life cycle greenhouse gas emissions of goods and services) ได้ถูกพัฒนาขึ้นจนกลายเป็นที่ยอมรับทั่วโลกโดย British Standards Institution (BSI)

มหาวิยาลัยอ๊อกซ์ฟอร์ดได้ทำการทดลองเกี่ยวกับปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเปรียบเทียบกันระหว่างการใช้โครงสร้างเหล็กและโครงสร้างคอนกรีตในงานก่อสร้าง โดยมอบหมายงานให้แก่บริษัท Peter Brett Associates (PBA) ในการทำการออกแบบอาคารคณะวิทยาสตร์ ซึ่งแบ่งการก่อสร้างเพื่อพิจารณาเป็นสองรูปแบบ ได้แก่ การใช้โครงสร้างเหล็กเป็นหลักแล้วใช้แผ่นพื้นคอนกรีตวางบนระบบคานเหล็กสองทาง และการใช้โครงสร้างคอนกรีตเป็นหลักแล้วทำการเสริมด้วยเหล็ก หลังจากทำการออกแบบแล้วจึงให้มีการคำนวณค่าปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ตลอดวัฏจักรของผลิตภัณฑ์ ได้แก่ กระบวนการการผลิตวัสดุ การขนส่งวัสดุ การก่อสร้างและการรื้อถอนทำลาย เมื่อได้ทำการคำนวณปริมาณการปล่อยก๊าซออกมาจากวัฏจักรทั้งสองรูปแบบแล้ว พบว่างานก่อสร้างรูปแบบที่สอง คือการใช้โครงสร้างคอนกรีตเป็นหลักนั้น มีปริมาณการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สูงกว่ารูปแบบที่หนึ่ง คือการใช้โครงสร้างเหล็กเป็นหลักถึง 24% ซึ่งค่าที่ได้ดังกล่าวนี้ เป็นค่าที่ยังไม่ได้ทำการคำนวณรวมกับปริมาณของกระบวนการก่อสร้างที่ส่งผลกระทบอื่นๆ ต่อสิ่งแวดล้อม จากการทดลองจึงพบว่าการก่อสร้างโดยการใช้เหล็กเป็นหลักแล้วทำการเสริมด้วยคอนกรีตนั้น เป็นการก่อสร้างที่มีส่วนในการช่วยแก้ไขและช่วยลดภาวะปรากฏการณ์เรือนกระจกได้ นอกจากนี้ การก่อสร้างอาคารโดยใช้โครงสร้างเหล็กยังมีประโยชน์อีกมากมายดังตัวอย่างที่จะกล่าวต่อไปนี้

คุณประโยชน์ของเหล็กด้านความยั่งยืนใน 3 ปัจจัย

1. ปัจจัยทางด้านสิ่งแวดล้อม

• ขยะของเหลือใช้เป็นศูนย์ (Zero Waste) ชิ้นส่วนเหล็กในงานก่อสร้างนั้น สามารถผลิตและประกอบล่วงหน้ามาจากโรงงานก่อนถูกส่งมายังหน้างาน ซึ่งสามารถกำหนดปริมาณชิ้นส่วนตามความต้องการได้ ทำให้การวางแผนในงานก่อสร้างทำได้ง่าย มีความถูกต้องแม่นยำ แทบจะไม่เหลือไม่เศษวัสดุทิ้งมากในงานก่อสร้าง เหล็กจึงถูกใช้งานอย่างคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพสูงสุด
• การก่อสร้างที่สะอาดและรวดเร็ว (Clean-Dry and Speedy Construction) เหล็กเป็นวัสดุก่อสร้างที่ใช้ระยะเวลาสั้น รวดเร็วและปลอดภัยในการทำการประกอบและติดตั้ง ซึ่งระยะเวลาการก่อสร้างอาคารที่ลดลง ส่งผลให้ผลกระทบที่จะเกิดต่อชุมชนลดลงด้วย มากกว่านั้นโครงสร้างเหล็กยังมีความสะดวกสบายในการขนส่งจากโรงงานไปยังหน้างาน จึงสามารถช่วยลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งด้วย
• การออกแบบให้มีสิ่งแวดล้อมน่าอยู่ทำได้ง่าย (Design for Good Living Environment) อาคารที่มีเหล็กเป็นโครงสร้าง นอกจากจะมีความโปร่งที่ช่วยเพิ่มการรับแสงภายในตัวอาคารแล้วโครงสร้างจากเหล็กยังสามารถทำการออกแบบได้หลากหลาย ช่วยสร้างสภาพแวดล้อมที่ดี สามารถปรับเปลี่ยนรวมทั้งแปลงรูปได้สะดวก มากกว่านั้นความแข็งแรงของเหล็กสามารถช่วยเพิ่มความยาวของช่วงเสา ทำให้การจัดการพื้นที่ภายในอาคารทำได้ง่าย ตัวอย่างเช่น อาคารผู้โดยสารท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ เป็นต้น โครงสร้างเหล็กสามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบได้ เมื่ออาคารถูกเปลี่ยนแปลงการใช้งาน (Reconfiguration) วิธีการดังกล่าวทำให้เหล็กสามารถใช้ประโยชน์ได้นานยิ่งขึ้น

2. คุณประโยชน์ด้านเศรษฐกิจ

งานก่อสร้างอาคารด้วยโครงสร้างเหล็กนั้น เป็นงานก่อสร้างที่มีความรวดเร็ว สามารถคาดการณ์ระยะเวลาในการทำงานได้ (Speedy and Predictable Construction Program) ในงานก่อสร้างที่ใช้เหล็กนั้น เริ่มต้นจากการทำการผลิตโครงสร้างในโรงงานอย่างเป็นระบบเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพและมีมาตรฐาน ทำให้สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยและแม่นยำในกระบวนการก่อสร้าง ซึ่งจุดเด่นของผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจคือ การลดลงของระยะเวลาสำหรับการก่อสร้างที่หน้างาน ส่งผลให้ค่าใช้จ่ายระหว่างการก่อสร้างลดลงไปด้วย

ประโยชน์ของการใช้เหล็กเป็นวัสดุหลักในการก่อสร้างนั้น ให้ผลงานที่มีความแข็งแรงสูงมาก  มีน้ำหนักเบาทำให้สะดวกต่อการขนส่งมากกว่าคอนกรีต และมีโครงสร้างโดยรวมที่ต้องการเสาเข็มน้อย คุณสมบัติตามที่กล่าวมาจึงส่งให้เหล็กเป็นวัสดุที่มีผลตอบแทนทางเศรษฐกิจยาวนานและคุ้มค่าสำหรับการนำไปใช้งาน หลังจากที่อาคารเหล็กได้ถูกใช้งานจนหมดอายุการใช้งานแล้ว โครงสร้างและชิ้นส่วนต่างๆ ของเหล็กสามารถรีไซเคิล และนำกลับมาใช้งานได้ใหม่โดยที่เหล็กยังคงคุณค่า ความสามารถและคุณสมบัติไว้ อาจถูกนำกลับไปเป็นชิ้นส่วนของการสร้างอาคาร นำไปก่อสร้างอาคารใหม่ หรือนำเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิลต่อไป

3. คุณประโยชน์ด้านสังคม

การก่อสร้างด้วยโครงสร้างเหล็กนั้นมีคุณประโยชน์ด้านสังคมคือ สามารถทำงานก่อสร้างได้ด้วยความรวดเร็ว ทำการติดตั้งโครงสร้างได้โดยกลุ่มทีมงานขนาดเล็ก และด้วยความที่เหล็กนั้นเป็นผลิตภัณฑ์ที่ถูกผลิตขึ้นและประกอบในโรงงาน สิ่งแวดล้อมบริเวณก่อสร้างจึงเป็นงานแห้ง ทำให้มีความสะอาด สามารถควบคุมสุขลักษณะความปลอดภัยได้ ส่วนในขั้นตอนการก่อสร้างโครงสร้างเหล็กนั้นไม่มีปัญหาด้านมลภาวะทางเสียง การรบกวนและผลกระทบด้านสียงต่อชุมชนจึงมีน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับการก่อสร้างด้วยโครงสร้างคอนกรีต ในด้านความสวยงาม เหล็กถือว่าเป็นวัสดุที่สามารถนำมาแปลงรูปได้ง่าย อาคารเหล็กจึงสามารถออกแบบและก่อสร้างให้สวยงามเหมาะสมกับสิ่งแวดล้อมในสังคมได้ดีมากกว่าอาคารคอนกรีต นอกจากนี้ เหล็กยังมีโครงสร้างโปร่งที่ทำให้ภายในอาคารสามารถถ่ายเทอากาศได้ดีและรับแสงสว่างได้มากขึ้น

ด้วยศักยภาพข้างต้นของเหล็กที่ให้ผลงานที่มีคุณภาพ รวมทั้งความตื่นตัวในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะการลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศ ทำให้การใช้ประโยชน์จากเหล็กสำหรับการก่อสร้างเติบโตมากยิ่งขึ้น