วอล์ฟกัง เคสลิง (Wolfgang Kessling): วิธีปรับอากาศสนามกีฬา

สวัสดีครับทุกท่าน

เรากำลังนั่งอยู่ใน ลานประชุมในที่แจ้ง และมีความสุขไปกับ อากาศที่เย็นสบาย ในค่ำคืนนี้ แต่ในวันที่กาตาร์จะเป็นเจ้าภาพ การแข่งขันฟุตบอลโลก ในอีก 10 ปีข้างหน้านั้น ปีค.ศ. 2022 เรารู้แล้วว่า มันจะร้อนมากๆ และแดดจ้ามากๆ ในฤดูร้อนเดือนมิถุนายนและกรกฎาคม ในตอนที่กาตาร์ได้รับเลือก ให้จัดการแข่งขันฟุตบอลโลก ผู้คนทั่วโลกต่างสงสัยว่า จะเป็นไปได้อย่างไร ที่นักฟุตบอลจะแข่งขัน อย่างสุดความสามารถ ท่ามกลางสภาพอากาศทะเลทรายแบบนี้? จะเป็นไปได้อย่างไร ที่ผู้ชมจะมานั่งชม กันอย่างเป็นสุขในสนามกีฬากลางแจ้ง ในที่ที่ร้อนแบบนี้?

ด้วยความร่วมมือจากสถาปนิกจาก อัลเบิร์ตสเปียร์และหุ้นส่วน ทีมงานวิศวกรของเรา จากทรานส์โซลาร์ได้สนับสนุน และพัฒนาสนามกีฬากลางแจ้ง ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ 100 เปอร์เซ็นต์ และทำความเย็นด้วยแสงอาทิตย์ 100 เปอร์เซ็นต์

เดี๋ยวผมจะเล่าให้ฟัง แต่ผมขออธิบายถึง "ความสบาย" เสียก่อน ผมอยากเริ่มจากมุมมองที่มีต่อความสบาย เพราะหลายๆคน สับสนระหว่าง อุณหภูมิโดยรอบ ​(ambient temperature) กับ ความสบายเชิงความร้อน (thermal comfort)

เรามักเห็นแผนภูมิแบบนี้ ซึ่งมีเส้นสีแดงๆ แสดงถึงอุณหภูมิในอากาศ ในเดือนมิถุนายนและกรกฎาคม อุณหภูมิจะขึ้นไปสูงถึง 45 องศาเซลเซียส ซึ่งร้อนมากๆ แต่อุณหภูมิในอากาศ ไม่ใช่ตัวแปรตัวเดียว ที่กำหนดความสบาย

ผมอยากแสดงงานวิจัย ที่เพื่อนของผมทำ เกี่ยวกับสนามแข่งฟุตบอลโลก สนามโอลิมปิคทั่วโลก เทียบกับความสบาย และวิเคราะห์ความสบาย ที่ผู้คนรู้สึก จากกิจกรรมกีฬาต่างๆ ผมขอเริ่มต้นที่เม็กซิโก

อุณหภูมิที่เม็กซิโก อุณหภูมิในอากาศอยู่ระหว่าง 15 ถึง 30 องศาเซลเซียส และผู้คนก็มีความสุขมาก เป็นการแข่งขันที่รู้สึกสบายมาก ในเม็กซิโกซิตี้ ลองดูครับ ที่ออร์แลนโด สนามกีฬาคล้ายๆกัน กลางแจ้งเหมือนกัน ผู้คนนั่งกลางแดดจ้า ความชื้นสูง ซึ่งพวกเขาไม่เพลิดเพลินเลย มันไม่สบายตัวเลย อุณหภูมิในอากาศไม่ได้สูงมาก แต่ผู้คนไม่รู้สึกสบายตัวขนาดนั้น

ที่โซลล่ะ? เนื่องจากข้อจำกัดด้านการถ่ายทอดสด การแข่งขันกีฬาจึงเกิดขึ้น ในช่วงบ่ายแก่ๆ พระอาทิตย์ตกดินแล้ว ผู้คนจึงรู้สึกสบาย

ที่เอเธนส์ล่ะ? สภาพอากาศแบบเมดิเตอร์เรเนียน แต่ก็ไม่สบายเหมือนกันถ้าต้องอยู่กลางแจ้ง ผู้คนไม่ได้รู้สึกสบาย

เรารู้ว่าที่สเปน "โซล อี ซอมบร้า" ถ้าคุณมีตั๋ว และได้ตั๋วในที่ร่ม คุณต้องจ่ายมากขึ้น เพราะคุณได้ที่นั่งที่สบายกว่า

ที่ปักกิ่งล่ะ แดดจ้าตอนกลางวัน ความชื้นสูง ซึ่งไม่สบายเลย

ถ้าผมเอาข้อมูลทั้งหมด มาดูรวมกัน สิ่งที่เราเห็นคือ ในทุกที่เหล่านี้ อุณหภูมิในอากาศอยู่ระหว่าง 25 ถึง 35 องศาเซลเซียส และถ้าเรามองอุณหภูมิโดยรอบ ที่เส้น 30 องศาเซลเซียส ถ้าเรามองที่เส้นนี้ เราจะเห็นว่ามีระดับความสบาย แตกต่างกันไปมากมาย เริ่มตั้งแต่ สบายมากๆ ไปจนถึงไม่สบายมากๆ

ทำไมล่ะ? เพราะยังมีตัวแปรอื่นๆมากมาย ที่มีผลกระทบต่อ ความสบายเชิงความร้อน ที่เรารู้สึกได้ แสงแดด แบบแดดล้วนๆ แดดที่ถูกพัดมา ซึ่งก็คือลม ลมแรง ลมอ่อน ความชื้นในอากาศ อุณหภูมิโดยรอบ ในบริเวณที่เราอยู่ และนี่คืออุณหภูมิในอากาศ

ตัวแปรทั้งหมดนี้มีผลกระทบ ต่อความรู้สึกสบายที่เรารู้สึกได้ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ ได้กำหนดตัวแปรขึ้นมา นั่นก็คือ "อุณหภูมิที่รู้สึกได้" ซึ่งค่าตัวแปรทั้งหมด ถูกนำมาคำนวณ และช่วยให้นักออกแบบ เข้าใจถึงว่าตัวแปรใดส่งผล ที่ทำให้เรารู้สึกสบาย หรือไม่สบายได้ ซึ่งเป็นตัวแปร ที่แสดงให้เห็นถึง อุณหภูมิที่รู้สึกได้ ตัวแปรเหล่านี้ ก็ย้อนกลับมามีผลต่อ การเผาผลาญในร่างกายเรา

เพราะการเผาผลาญ ของร่างกายมนุษย์นั้น เราปล่อยความร้อนออกมา ผมรู้สึกตื่นเต้น ที่ได้มาพูดให้พวกคุณฟัง ในขณะนี้ บางทีผมกำลังปล่อยพลังงาน สัก 150 วัตต์ คุณนั่งอยู่อย่างสบายๆ น่าจะผลิตสัก 100 วัตต์ต่อคน และเราต้องหาทาง ปล่อยพลังงานนี้ทิ้งไป ร่างกายผมต้องเอาพลังงานออกไป และเมื่อไหร่ที่ร่างกายผม ปล่อยพลังงานออกไปได้ยากขึ้น ผมก็จะรู้สึกไม่สบายกายมากขึ้น แค่นั้นเลยครับ ถ้าผมไม่สามารถระบายพลังงานนี้ได้เลย ผมก็จะตาย

ถ้าเราวิเคราะห์ว่า อะไรจะเกิดขึ้น การแข่งขันฟุตบอลโลก ในช่วงเดือนมิถุนายนและกรกฎาคมนั้น เราจะเห็นว่า อุณหภูมิในอากาศ จะสูงกว่ามากๆ แต่เนื่องจากเราจะแข่งกัน ในช่วงบ่าย เราจะได้ความสบาย ในช่วงระยะ พอๆกันกับที่อื่นๆ ที่คนรู้สึกไม่สบายกาย

เราเลยนั่งคุยกับทีมงาน ที่เป็นคนเขียนหนังสือเสนอตัวเป็นเจ้าภาพ เราบอกว่า เราจะตั้งเป้า ให้อุณหภูมิที่รู้สึกได้ ในสนามกลางแจ้ง ให้อยู่ในช่วงนี้ ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 32 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นสภาพอากาศ ที่ผู้ชมจะรู้สึกสบายมากๆ ผู้ชมจะรู้สึกสบาย ในบรรยากาศกลางแจ้ง

แต่หมายความว่าอย่างไร ถ้าเราไปดูว่าตอนนี้เป็นอย่างไร เราจะเห็นว่า อุณหภูมินั้นสูงเกินไป ถ้าเราใช้การออกแบบสถาปัตยกรรมที่ดีที่สุด การออกแบบวิศวกรรมสภาพอากาศ เราจะเจอทางตัน

เราต้องทำอะไรที่ดีกว่านั้น ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสี ​ (radiant cooling) และเราต้องผนวกสิ่งนี้ เข้ากับการปรับสภาวะแบบอ่อน (soft conditioning)

ตอนนี้สภาพอากาศในสนามจะเป็นอย่างไรล่ะ? ในสนามจะมีไม่กี่ปัจจัย ที่ทำให้เกิดความสบายกาย อย่างแรกเลย การจัดที่ร่ม สนามต้องป้องกันผู้ชม จากลมร้อน และลมแรง

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด เราต้องใช้ ระบบเชิงรุก แทนที่จะเป่าพายุลมเย็น เข้าไปในสนาม เราสามารถใช้เทคโนโลยี ระบายความร้อนแบบแผ่รังสี คล้ายๆกับการทำความอุ่นบนพื้น ด้วยท่อน้ำร้อนใต้พื้น โดยเราใช้น้ำเย็น ส่งผ่านไปตามท่อน้ำใต้ดินแทน ซึ่งสามารถระบายความร้อน ที่จะถูกปล่อยในสนาม ในช่วงกลางวัน เพื่อสร้างความสบายกาย จากนั้นจึงปล่อยลมแห้งๆ แทนที่จะเป็นลมเย็น เพื่อให้ผู้ชมและนักกีฬา สามารถปรับตัว เข้ากับความต้องการ ของร่างกายแต่ละคนได้ พวกเขาสามารถปรับตัว และหาความสบายที่พวกเขาต้องการ

เราน่าจะมีประมาณ 12 สนามแข่งขัน แต่เราจะมีถึง 32 สนามฝึกซ้อม ที่แต่ละประเทศจะใช้ ในการฝึกซ้อม เราใช้คอนเซปเดียวกัน การบังแดด การป้องกันสนามแข่งจากลม และการใช้พื้นหญ้า สนามหญ้าที่มีการรดน้ำ เป็นแหล่งระบายความร้อน ที่ช่วยปรับอุณหภูมิได้อย่างดีเยี่ยม และการใช้ลมที่ถูกนำความชื้นออก จะสร้างความสบายกายได้

แต่แม้กระทั่งการออกแบบทางอ้อมที่ดีที่สุด ก็จะช่วยได้ไม่เต็มที่ เราต้องมีระบบเชิงรุก เราจะทำอย่างไรล่ะ?

ความคิดของเราตอนที่ประมูลนั้น การระบายความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ 100 เปอร์เซ็นต์ มีบรรทัดฐานจากความคิดที่ว่า เราจะใช้หลังคาสนามแข่ง เราจะปูหลังคาสนามแข่ง ด้วยระบบพลังงานแสงอาทิตย์ เราจะไม่ขอยืมพลังงาน มาจากยุคโบราณ เราจะไม่ใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล เราจะไม่ขอยืมพลังงาน จากเพื่อนบ้านของเรา เราจะใช้พลังงานที่เราสามารถเก็บเกี่ยว ได้จากหลังคาของเรา ซึ่งสนามฝึกซ้อมทั้งหลาย จะถูกปูด้วยแผงรับแสงอาทิตย์ ที่ใหญ่และยืดหยุ่น ในอีกไม่กี่ปี เราจะเห็นอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ ที่ยืดหยุ่น ที่สามารถให้ป้องกันเรา จากแดดแรงๆ และผลิตไฟฟ้าให้เราใช้ไปพร้อมๆกัน

พลังงานนี้ กำลังถูกเก็บเกี่ยวตลอดปี ถูกส่งไปตามสายไฟฟ้า และกำลังแทนที่พลังงานฟอสซิล เมื่อเราต้องใช้มันสำหรับระบายความร้อน เราก็จะดึงมัน กลับมาจากโครงข่ายไฟฟ้า เราจะใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ที่เราส่งไปตามโครงข่ายไฟฟ้า กลับมาเมื่อเราต้องการ ใช้ระบายความร้อน เราสามารถทำได้ในปีแรก เราสามารถทำได้ ในอีก 10 และในอีก 20 ปี พลังงานที่ใช้ ในการแข่งขันฟุตบอลโลกที่กาตาร์ ในอีก 20 ปี มันจะเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าของกาตาร์

(เสียงปรบมือ)

ขอบคุณครับ (เสียงปรบมือ)

สิ่งนี้ไม่ได้เป็นประโยชน์ สำหรับสนามแข่งเท่านั้น เราสามารถใช้ในสถานที่แจ้งอื่นๆ และเรากำลังศึกษา เกี่ยวกับเมืองแห่งอนาคต ที่มาสดาร์ (Masdar) ในอาบูดาบี สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ และผมดีใจที่ได้ทำงานกับ เซ็นทรัลพลาซ่า ซึ่งเป็นความคิดเดียวกัน ที่ใช้ในการสร้างความรู้สึก ที่ทำให้รู้สึกสบายกาย ผู้คนเพลิดเพลิน กับการไปที่นั่น มากกว่าการเดินห้าง ซึ่งต้องถูกทำความเย็น เราต้องการสร้าง พื้นที่แจ้ง ที่มีความสบายขนาดที่ว่า ผู้คนสามารถไปในช่วง บ่ายอ่อนๆ แม้กระทั่ง เดือนที่ร้อนสุดๆ พวกเขาจะสามารถเพลิดเพลิน ไปกับครอบครัวของพวกเขาได้ (เสียงปรบมือ)

และแนวคิดเดียวกันนี้ การป้องกันจากแสงแดด การป้องกันจากลม และการใช้ประโยชน์ การเก็บเกี่ยวจากแสงอาทิตย์ ตามทางเดินของเรา และจากร่มที่สวยงามเหล่านี้

ผมอยากชักชวนให้ทุกคน เพ่งความสนใจ ไปที่ความสบายเชิงความร้อน ไปที่สภาพแวดล้อมทางความร้อน ในคืนนี้ และคืนพรุ่งนี้ และถ้าคุณต้องการรู้เพิ่มเติม ผมอยากเชื้อเชิญให้คุณ ไปที่เว็บไซต์ของเรา เราได้สร้างเครื่องคิดเลขง่ายๆ ที่ใช้ในการคำนวณอุณหภูมิที่รู้สึกได้ ที่คุณสามารถตรวจสอบ ความสบายกายกลางแจ้งของคุณได้ และผมหวังว่า การแบ่งปันแนวคิดเหล่านี้ ถ้าวิศวกรและนักออกแบบทั้งหลาย สามารถนำตัวแปรทางสภาพแวดล้อม ต่างๆเหล่านี้ไปใช้ ก็จะเป็นไปได้ที่เราจะสร้าง สภาพแวดล้อมกลางแจ้ง ที่สบายกายมากๆได้ เพื่อเปลี่ยนแปลงความรู้สึกของเรา ต่อความร้อน ที่เรารู้สึกสบายกาย ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง และเราสามารถทำได้ จากการออกแบบทางอ้อม และการใช้แหล่งพลังงาน เฉกเช่นกาตาร์ ที่ใช้แสงอาทิตย์

(เสียงปรบมือ)

ขอบคุณมากครับ (เสียงปรบมือ) ชูกราน (เสียงปรบมือ)