INDOOR AIR QUALITY / CO₂
ภาวะคาร์บอนไดอ๊อกไซด์คั่ง เรื่องใกล้ตัวที่ไม่ควรมองข้าม
ห้องปิดที่มีคนอยู่ต่อเนื่องอาจสะสมคาร์บอนไดออกไซด์ แม้แอร์จะเย็นและค่าฝุ่นต่ำ การออกแบบอากาศที่ดีจึงต้องมองทั้งคน แหล่งมลพิษ และอากาศภายนอกที่เติมเข้ามาจริง
เผยแพร่ 5 ตุลาคม 2569
แอร์ทำความเย็นก็จริงอยู่ แต่แค่เย็นนั้นยังไม่พอ
ลองนึกถึงห้องประชุมที่ปิดประตูตั้งแต่เช้า หรือห้องนอนที่เปิดแอร์ตลอดคืน ถึงแม้ว่าเราจะรู้สึกเย็น แต่ถ้าคนในห้องยังหายใจออกและปล่อย CO₂ อย่างต่อเนื่อง อากาศสดจากภายนอกถูกเติมเข้ามาน้อยกว่าที่ควรจะเป็น ความเข้มข้นของ CO₂ ก็เพิ่มขึ้นได้เรื่อยๆ CO₂ ไม่มีกลิ่น จึงไม่ควรอาศัยความรู้สึกเพียงอย่างเดียวในการประเมินการระบายอากาศ ส่วนอาการง่วง มึน หรือไม่สดชื่นมีได้หลายสาเหตุ และไม่สามารถวินิจฉัยว่าเกิดจาก CO₂ ด้วยอาการเหล่านี้เพียงอย่างเดียว
CO₂ เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ค่าที่เครื่องวัดแสดงมักใช้ ppm หรือส่วนในล้านส่วน: 1,000 ppm เท่ากับ 0.1% โดยปริมาตร ตัวเลขนี้บอกความเข้มข้นของก๊าซในอากาศ ไม่ได้บอกความเข้มข้นในเลือด และไม่ได้วัดคุณภาพอากาศทุกด้านพร้อมกัน
CO₂ ในห้อง กับภาวะคาร์บอนไดออกไซด์คั่งในร่างกาย
คำว่า “CO₂ คั่งในห้อง” ในบทความนี้หมายถึงการสะสมของก๊าซในอากาศ ส่วน hypercapnia เป็นภาวะ CO₂ ในเลือดสูง เช่น เมื่อปอดขับก๊าซออกได้ไม่เพียงพอ การวัดห้องด้วยเครื่องวัด ppm จึงใช้วินิจฉัยภาวะนี้ไม่ได้ ข้อมูลผู้ป่วยจาก NHS
ทำไมยิ่งอยู่หลายคน ยิ่งต้องเติมอากาศ
สำหรับห้องทั่วไป แหล่งสำคัญคือการหายใจของคน อัตราการปล่อยขึ้นกับกิจกรรมและลักษณะของผู้ใช้งาน ห้องที่มีคนมากหรือออกแรงมากจึงมีภาระต่างจากห้องที่ใช้นั่งพัก
หลักคิดคือ “เกิดขึ้นเท่าไร ระบายออกเท่าไร” ห้องใหญ่ช่วยให้ความเข้มข้นขึ้นช้าลง แต่ถ้าจำนวนคนและอัตราเติมอากาศเท่าเดิม ความเข้มข้นเมื่อเข้าสู่สมดุลไม่ได้ลดลงเพียงเพราะห้องใหญ่ขึ้น แบบจำลองของ NIST QICO₂ ช่วยพิจารณาทั้งค่าตามเวลาและค่าที่สมดุล
กราฟตัวอย่าง: ห้องเดียวกัน แต่เติมอากาศต่างกัน
สมมติห้อง 60 m³ มีคน 2 คน แต่ละคนปล่อย CO₂ 18 ลิตร/ชั่วโมง รวม 0.036 m³/ชั่วโมง กำหนดอากาศภายนอกและค่าเริ่มต้นที่ 450 ppm ทุกตัวเลขเป็นข้อสมมติเพื่อการเรียนรู้ ไม่ใช่ผลตรวจห้องจริงหรืออัตรามาตรฐานสำหรับทุกคน
เมื่อเติมอากาศภายนอก 12, 60 และ 180 m³/ชั่วโมง ค่าสมดุลที่คำนวณได้คือ 3,450, 1,050 และ 650 ppm ตามลำดับ กราฟแสดงว่าช่วงแรกอาจยังดูต่ำ ทั้งที่ห้องจะสะสมสูงขึ้นเมื่อใช้งานนาน การตรวจเพียงครั้งเดียวตอนเริ่มประชุมจึงอาจทำให้เข้าใจผิด
อาการที่พบ ต้องแยกความสัมพันธ์ออกจากสาเหตุ
ในห้องอับ ผู้ใช้อาจรายงานปวดศีรษะ ง่วง อ่อนล้า หรือสมาธิลดลง แต่มีปัจจัยร่วม เช่น ความร้อน กลิ่น และมลพิษอื่น หลักฐานผลโดยตรงของ CO₂ ในช่วงที่พบทั่วไปในอาคารยังไม่สอดคล้องกัน จึงไม่ควรเขียนว่า “ถึง 1,000 ppm ทุกคนจะปวดหัว” ASHRAE Position Document 2025
ที่ความเข้มข้นสูงมาก CO₂ เป็นอันตรายโดยตรงและอาจทำให้เวียนศีรษะ หายใจลำบาก สับสน หรือหมดสติ ความรุนแรงขึ้นกับระดับและระยะเวลาสัมผัส NIOSH Pocket Guide หากมีอาการหายใจลำบากหรือสับสน ให้ไปยังบริเวณอากาศปลอดภัยและขอความช่วยเหลือทางการแพทย์ ไม่ต้องรอให้เครื่องขึ้นถึงค่าขีดจำกัด
ถัง CO₂ น้ำแข็งแห้ง หรือกระบวนการที่ปล่อยก๊าซมาก ต้องประเมินอันตรายเฉพาะ ไม่ควรใช้แนวทางตรวจห้องประชุมแทนระบบความปลอดภัยในพื้นที่ดังกล่าว
ตัวเลขสากล: แต่ละเกณฑ์ตอบคนละคำถาม
แนวทางตรวจการระบายอากาศของอาคารกับขีดจำกัดสัมผัสในการทำงานมีวัตถุประสงค์ต่างกัน ตารางนี้แสดงบริบทและช่วงเวลา เพื่อไม่ให้เอาตัวเลขสูงของงานอาชีวอนามัยมาเป็นเป้าหมายของห้องนอนหรือสำนักงาน
1,000 ppm ไม่ใช่ขีดจำกัดความเป็นพิษสากล และไม่ใช่ค่าผ่านของ ASHRAE สำหรับทุกห้อง ส่วนค่าที่ใช้ควบคุม DCV ต้องเลือกตามประเภทพื้นที่และวิธีออกแบบ คำอธิบายของ ASHRAE
เกณฑ์จากต่างประเทศในตารางเป็นแหล่งอ้างอิงทางวิชาการ ไม่ใช่การประกาศว่าเป็นข้อบังคับของประเทศไทย ต้องตรวจข้อกำหนดที่ใช้กับโครงการจริงด้วย
ดูตารางตัวเลขและลิงก์แหล่งอ้างอิง
| ค่า CO₂ | ความหมายและบริบท | แหล่งอ้างอิง |
|---|---|---|
| มากกว่า 1,500 ppm ต่อเนื่อง | แนวทาง HSE สำหรับพื้นที่ทำงานที่มีคนอยู่: บ่งชี้การระบายอากาศไม่เพียงพอ ควรปรับปรุง ไม่ใช่ขีดจำกัดพิษ | HSE: CO₂ monitoring |
| ต่ำกว่า 800 / 800–1,500 / มากกว่า 1,500 ppm | แนวทางสถานศึกษาในอังกฤษ: การระบายอากาศดี / เพียงพอ / ไม่ดี เป็นแนวทางในบริบทสถานศึกษา | DfE: education settings |
| 5,000 ppm เฉลี่ย 8 ชั่วโมง | UK HSE: ขีดจำกัดสัมผัสในการทำงานระยะยาว ไม่ใช่ค่าออกแบบบ้าน | HSE: workplace exposure |
| 15,000 ppm เฉลี่ย 15 นาที | UK HSE: ขีดจำกัดสัมผัสระยะสั้น | HSE |
| 30,000 ppm เฉลี่ย 15 นาที | US NIOSH: ค่าแนะนำ ST สำหรับการทำงาน ต่างจากเกณฑ์ UK HSE | NIOSH |
| 40,000 ppm (4%) | US NIOSH: IDLH หรือระดับอันตรายทันทีต่อชีวิตหรือสุขภาพ ไม่ใช่ค่าที่รอให้ถึงก่อนแก้ไข | NIOSH IDLH |
ASHRAE ช่วยวางระบบ ไม่ใช่แค่ตั้งเครื่องเตือน
ANSI/ASHRAE 62.1-2025 ใช้เป็นกรอบออกแบบการระบายอากาศในอาคารหลายประเภท ส่วน 62.2-2025 ครอบคลุมหน่วยพักอาศัยที่ใช้อยู่อย่างต่อเนื่อง รวมการระบายอากาศทั้งหน่วย การดูดออกเฉพาะจุด และการควบคุมแหล่งมลพิษ ข้อมูลมาตรฐาน 62.1 และ 62.2
สำหรับวิศวกร ให้เริ่มจากประเภทพื้นที่ จำนวนคน พื้นที่ใช้งาน และวิธีจ่ายอากาศ แล้วตรวจลมภายนอกที่ถึงพื้นที่ใช้งานจริง ค่า CO₂ เป็นข้อมูลช่วยตรวจการทำงาน ไม่ทดแทนการคำนวณมาตรฐานหรือการวัดปริมาณลม
คำนวณคร่าว ๆ ได้ แต่ต้องรู้ข้อสมมติ
ในห้องที่อากาศผสมสม่ำเสมอ ณ สมดุล: Cᵢ = Cₒ + 10⁶G/Q โดย Cᵢ และ Cₒ เป็น ppm, G คืออัตราเกิด CO₂ และ Q คืออัตราอากาศภายนอก หน่วย m³/ชั่วโมงทั้งคู่ หากตั้งค่าตัวอย่าง Cᵢ = 1,000 ppm และ Cₒ = 450 ppm จะได้ Q = 0.036 × 10⁶ / 550 ≈ 65.5 m³/ชั่วโมง หรือ 9.1 ลิตร/วินาที/คน สำหรับคน 2 คน
1,000 ppm ในสมการเป็นเพียงเป้าหมายที่เลือกมาแสดงวิธีคิด ไม่ใช่คำแนะนำสำหรับทุกอาคาร หากคนออกแรงมากขึ้น อากาศภายนอกมี CO₂ สูงขึ้น หรือลมจ่ายลัดไปทางออกก่อนถึงคน ผลจะเปลี่ยนไป การใช้ค่าที่ยังไม่เข้าสมดุลคำนวณแบบสมดุลก็ทำให้ประเมินลมผิดได้
สมการตามเวลาและข้อจำกัดของกราฟ
C(t) = Cₒ + 10⁶G/Q + [C(0) − Cₒ − 10⁶G/Q]e−Qt/V.
V = 60 m³; G = 0.036 m³/h; Cₒ = C(0) = 450 ppm; t: h; Q: m³/h.
สมมติอากาศผสมสม่ำเสมอ ลมเข้าและออกเท่ากัน ก๊าซเกิดและลมภายนอกคงที่ ไม่มีการถ่ายเทจากห้องข้างเคียง ไม่มีอุปกรณ์ดูดซับ CO₂ และใช้ปริมาตรก๊าซที่สภาวะอ้างอิงเดียวกัน ตัวอย่างไม่แทนการคำนวณออกแบบตามมาตรฐาน
แอร์ เครื่องฟอก และอากาศภายนอก ทำหน้าที่ต่างกัน
แอร์แบบหมุนเวียนอากาศในห้องช่วยลดอุณหภูมิ แต่ไม่ได้แปลว่ามีการเติมอากาศภายนอก ส่วนแผ่นกรอง HEPA ดักอนุภาค ไม่ได้กำจัด CO₂ แนวทางของ Department for Education ประเทศอังกฤษ ระบุชัดว่าเครื่องฟอกอากาศไม่ได้ลด CO₂ หรือแทนการระบายอากาศ
แนวทางแก้คือให้มีเส้นทางเติมอากาศภายนอกที่เหมาะสมและเส้นทางระบายออก หากข้างนอกมี PM2.5 สูง ควรพิจารณาลมเติมผ่านระบบกรองและเลือกตำแหน่งรับลมให้พ้นแหล่งมลพิษ ไม่ใช่เปิดหน้าต่างโดยไม่ดูคุณภาพอากาศ แนวทางปรับปรุง IAQ ของ US EPA
ในห้องแรงดันบวกเพื่อป้องกันฝุ่น การซีลควรมาพร้อมลมเติมที่ผ่านการกรองและทางระบายที่ออกแบบไว้ ตรวจทั้ง CO₂ ปริมาณลม และแรงดันห้องร่วมกัน แรงดันบวกอย่างเดียวไม่ยืนยันว่ามีลมภายนอกพอ และเลือกพัดลมจาก จุดทำงานจริงเมื่อมีท่อและกรอง ไม่ใช่ค่าลมสูงสุดในโบรชัวร์
วัดอย่างไรให้ตัวเลขมีความหมาย
เลือกเครื่องวัด CO₂ แบบ NDIR ที่ระบุความแม่นยำและวิธีสอบเทียบ วางระดับใกล้ศีรษะในบริเวณใช้งาน ห่างจากคนอย่างน้อย 0.5 เมตร และหลีกเลี่ยงหน้าต่าง ประตู หรือช่องจ่ายลม ตรวจหลายช่วงเวลาพร้อมบันทึกจำนวนคนและสถานะระบบ คำแนะนำตำแหน่งและการวัดจาก HSE
สำหรับห้องนอน ให้ดูแนวโน้มตลอดช่วงที่มีคนนอน สำหรับห้องประชุม ให้ดูช่วงคนเต็มห้อง ไม่ใช่เฉพาะห้องว่าง ทบทวนคู่มือสอบเทียบตามผู้ผลิต และตรวจหลายตำแหน่งหากมีหลายโซน ค่าอากาศภายนอกควรวัดในตำแหน่งที่เป็นตัวแทนของลมรับจริง
เติมอากาศให้พอดี โดยไม่เสียพลังงานเกินจำเป็น
ระบบ Demand-Controlled Ventilation หรือ DCV สามารถปรับลมเติมตามภาระใช้งาน โดยใช้ CO₂ ร่วมกับจำนวนคน ตารางใช้งาน และข้อกำหนดลมขั้นต่ำ อย่ารอให้สูงแล้วค่อยเริ่มทุกครั้ง เพราะเซนเซอร์และความเข้มข้นมีเวลาตอบสนอง
ลมขั้นต่ำสำหรับมลพิษจากวัสดุหรือแหล่งที่ไม่สัมพันธ์กับจำนวนคนยังต้องพิจารณา ระบบกู้คืนพลังงาน HRV/ERV อาจช่วยลดภาระปรับอากาศได้ตามชนิดและสภาวะใช้งาน แต่ยังต้องออกแบบความชื้น การรั่วข้ามทางลม การกรอง และการบำรุงรักษาให้เหมาะกับอากาศร้อนชื้น
ออกแบบ IAQ ให้เห็นทั้งระบบ
CO₂ เป็นแฟกเตอร์สำคัญในการติดตามภาระคนและการเติมอากาศ แต่ต้องดูร่วมกับ PM2.5 สารระเหย แหล่งเผาไหม้ ความชื้น และอุณหภูมิ ห้องที่ CO₂ ต่ำยังอาจมีฝุ่นหรือสารเคมีสูงได้
เริ่มจากสำรวจจำนวนคนและแหล่งมลพิษ วัดแนวโน้มระหว่างใช้งาน ตรวจลมเติมและลมระบายจริง แล้วปรับระบบพร้อมตรวจซ้ำหลังเปลี่ยนจำนวนคนหรือเปลี่ยนกรอง เป้าหมายคือทำให้คนได้รับอากาศที่เหมาะสมอย่างต่อเนื่อง ไม่ใช่เพียงทำให้หน้าจอเครื่องวัดเป็นสีเขียว
ทุกพื้นที่มีเงื่อนไขของตัวเอง เริ่มจากการทำความเข้าใจโจทย์ของคุณร่วมกัน
พูดคุยเรื่องโครงการ