ทำความรู้จัก Project Design Questionnaire ตอนที่ ๒ MO Memoir : Tuesday 3 March 2558

ผมจบมาทางด้านวิศวกรรมเคมี แต่ตอนจบใหม่ ๆ ต้องไปทำงานก่อสร้างโรงงานปิโตรเคมี เลยทำให้ต้องไปเรียนรู้เรื่องต่าง ๆ เพิ่มเติมนอกเหนือไปจากความรู้เฉพาะทางที่เรียนมาจากในภาควิชา อันที่จริงเรื่องราวที่ต้องไปเรียนเพิ่มเติมนั้นก็ได้อาศัยพื้นฐานที่เรียนมาตั้งแต่สมัยเรียนปริญญาตรีปี ๑ ปี ๒ คือมันอยู่ในวิชาพื้นฐานทางวิศวกรรมต่าง ๆ ที่นิสิตคณะวิศวกรรมศาสตร์ทุกคนต้องเรียน ไม่ว่าจะเป็นเรื่องทางด้านวัสดุศาสตร์ที่เรียนทั้งโลหะ (เน้นเหล็กเป็นหลัก) คอนกรีต และพลาสติก การขึ้นรูปชิ้นงานที่มีทั้งงานช่างฝีมือ งานกลึงและหล่อโลหะ รวมทั้งความรู้ทางด้านกลศาสตร์ (ไม่ว่าจะเป็นสถิตยศาสตร์วิศวกรรม (Engineering Static) พลศาสตร์วิศวกรรม (Engineering Dynamics) หรือกลศาสตร์ของวัสดุ (Mechanics of Materials)) วิชาเขียนแบบ รวมไปถึงวิชาพวกไฟฟ้ากำลัง การเรียนนั้นมีทั้งหาซื้อตำรามาอ่านเอง เรียนรู้ด้วยการสอบถามวิศวกรรุ่นพี่ และประเภทครูพักลักจำ
  

ที่ต้องเกริ่นเรื่องนี้ขึ้นมาก่อนก็เพราะเรื่องที่จะเขียนต่อไปมันไม่ค่อยจะเกี่ยวข้องกับงานวิศวกรเคมีเท่าใดนัก แต่เห็นว่าวิศวกรเคมีที่ทำงานออกแบบนั้นควรจะต้องมีความรู้เอาไว้บ้าง จะได้รู้ว่าสิ่งที่ตัวเองออกแบบบนคอมพิวเตอร์หรือบนกระดาษนั้น สุดท้ายมันสามารถสร้างได้จริงหรือไม่ ดังนั้นเนื้อหาที่เขียนแม้ว่าจะพยายามตรวจสอบความถูกต้องแล้ว ก็ยังอาจมีผิดพลาดได้ (ขอออกตัวไว้ก่อน) และคงไม่สามารถเขียนลงลึกลงไปในศาสตร์ทางด้านนั้นได้

ต่อไปเป็นหน้า Page 6 of 21 ในหัวข้อ 3.0 CIVIL WORK ที่เป็นงานโยธา

คำถามแรกเลยที่ปรากฏคือความสามารถในการรับน้ำหนักของพื้นดิน ตรงนี้มันเกี่ยวข้องกับการออกแบบฐานราก ตามด้วยคำถามเกี่ยวกับร้อยละการเพิ่มขึ้นของค่าความเร็วลมและแผ่นดินไหวเหนือค่าเฉลี่ย
  

จากนั้นเข้าสู่เรื่องฐานรากด้วยคำถามเกี่ยวกับความลึกที่น้อยที่สุดของฐานราก (ลึกมากกว่านั้นไม่เป็นไร) และถ้ามีการใช้เสาเข็ม (pile) จะออกแบบให้รับน้ำหนักได้เท่าใด ใช้ชนิดไหน ความยาวเท่าใด (คือความลึกที่จะจมลงไปในชั้นดิน) ส่วนจะเป็นเข็มตอก (driven pile) หรือเข็มเจาะ (bore pile) ก็ขึ้นอยู่กับสถานที่ก่อสร้างและการออกแบบ เสาเข็มทำหน้าที่รับน้ำหนักของโครงสร้างที่อยู่เหนือพื้นดินและถ่ายลงสู่พื้นดิน หน้าที่หลักของเสาเข็มคือรับแรงในแนวดิ่ง แต่อาจต้องรับแรงในแนวข้างได้ถ้าหากพื้นดินมีการเคลื่อนตัวในแนวราบ เช่นเมื่อเกิดแผ่นดินไหว เรื่องเสาเข็มนี้เคยเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๗๗๓ วันพุธที่ ๑๙ มีนาคม ๒๕๕๗ เรื่อง "เก็บตกจากงานตอกเสาเข็ม" (ก็เกือบครบปีแล้วซินะ)
  

หน่วย kips เป็นหน่วยเก่า บางทีก็เขียนเป็น kip เท่ากับน้ำหนัก 1000 ปอนด์ (lb) (หรือครึ่งหนึ่งของ short ton โดยที่ 1 short ton = 2000 ปอนด์) ถ้าแปลงเป็นหน่วย SI ก็จะได้ว่า (จาก http://en.wikipedia.org/wiki/Kip_(unit))
  

1 kip = 4448.2216 newtons (N) = 4.4482216 kilonewtons (kN)
  

เวลาของที่ของแข็งอยู่ในของไหลจะมีแรงลอยตัวเทียบเท่ากับน้ำหนักของไหลที่มีปริมาตรเท่ากับปริมาตรของแข็งที่แทนที่ของไหลนั้น ในกรณีที่ของไหลนั้นเป็นของเหลวเช่นน้ำ แรงลอยตัวนี้จะมีขนาดที่มีนัยสำคัญเพราะของเหลวมีความหนาแน่นสูง (อันที่จริงในอากาศมันก็มี แต่น้อยมาก) สำหรับเสาเข็มหรือฐานรากที่อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำใต้ดิน จะมีแรงลอยตัวกระทำในแนวดิ่ง (คือยกเสาเข็มขึ้น) เทียบเท่ากับน้ำหนักของน้ำปริมาตรเท่ากับปริมาตรเสาเข็มที่อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำใต้ดิน แรงนี้คือ uplift load (ซึ่งสวนทางกับ vertical load หรือน้ำหนักกดลงในแนวดิ่งที่เสาเข็มแบกรับเอาไว้)

ถัดจากเสาเข็มก็เป็นเรื่องความเร็วลม ซึ่งสำคัญต่อการออกแบบโครงสร้างที่อยู่เหนือพื้นดิน จะเห็นว่าความเร็วลมนั้นขึ้นอยู่กับระดับความสูงจากพื้นดิน และในบางบริเวณลักษณะภูมิประเทศยังเป็นตัวกำหนดความเร็วและทิศทางของลมด้วย แรงลมที่กระทำต่อโครงสร้างนั้นยังขึ้นอยู่กับรูปร่างของโครงสร้าง เช่นหอกลั่น ปล่องควันหรือ flare จะมีรูปร่างทรงกระบอกเรียวยาว ในขณะที่อาคารต่าง ๆ นั้นมักจะมีลักษณะเป็นทรงสี่เหลี่ยม
   

ถัดไปก็เป็นคำถามเกี่ยวกับเรื่องแผ่นดินไหว สำหรับประเทศไทยแล้วปัญหาเรื่องแผ่นดินไหวรุนแรงนั้นยังไม่เคยมีประวัติ แต่จากการที่มันไม่ค่อยมีแผ่นดินไหวนั้นจึงอาจทำให้คิดว่ามัน "จะไม่มี" แผ่นดินไหว ก็เลยทำให้การออกแบบโครงสร้างนั้นไม่ได้คำนึงถึงจุดนี้ พอเกิดแผ่นดินไหวขึ้นมาทีก็เลยเป็นปัญหา (อย่างเช่นกรณีที่เกิดขึ้นที่ภาคเหนือเมื่อไม่นานมานี้) ที่ทำให้อาคารจำนวนมากได้รับความเสียหาย โดยเฉพาะอาคารเก่าและอาคารขนาดเล็ก

และปิดท้ายของแบบสอบถามในหน้านี้คือระดับความสูงของสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ ที่จะสูงกว่าระดับพื้นทาง (paving) แบบสอบถามระบุว่าจะใช้ระดับความสูง (และความลาดเอียง) ตามที่แจ้งมานี้ เว้นแต่ว่าจะมีการระบุเป็นอย่างอื่น

ต่อไปเป็นหน้า Page 7 of 21

คำถามในหน้านี้เริ่มด้วยคำถามเกี่ยวกับความสามารถในการรับแรงของคอนกรีตที่จะใช้ในการก่อสร้างสิ่งต่าง ๆ พึงสังเกตนะว่าคอนกรีตที่ใช้ทำอ่างเก็บน้ำจะต้องรับแรงได้มากที่สุด (เพราะน้ำมีน้ำหนักมาก) ส่วนคอนกรีตกันไฟ (fireproofing) นั้นไม่ได้มีไว้รับแรง มันทำหน้าที่เป็นเพียงแค่ฉนวนกันความร้อนจากเปลวไฟเพื่อไม่ให้โครงสร้างโลหะร้อนจนสูญเสียความแข็งแรง (เช่นโครงหลังคาที่เป็นเหล็ก เสาโครงสร้างที่เป็นเหล็ก)
    

สารเคมีตัวหนึ่งที่ทำอันตรายกับคอนกรีตได้คือซัลเฟต (sulphate SO₄^2-) บริเวณหนึ่งที่มีซัลเฟตมากคือในทะเล สิ่งก่อสร้างที่สร้างลงไปในทะเล หรือในบริเวณที่น้ำอาจมีความเข้มข้นซัลเฟตสูง (เช่นใกล้ปากแม่น้ำที่มีน้ำเค็มไหลย้อนเข้าเวลาน้ำลง) จึงจำเป็นต้องใช้คอนกรีตที่ทนต่อการกัดกร่อนของซัลเฟตในน้ำทะเลได้ (Portland cement ประเภท 5)
   

ส่วนครึ่งล่างของหน้านี้เป็นคำถามเกี่ยวกับวัสดุที่จะใช้ทำผิวทางและความหนาของแต่ละชั้น ซึ่งแบ่งย่อยไปตามบริเวณต่าง ๆ เช่นรอบ ๆ ปั๊ม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โครงสร้างรองรับท่อ (pipe rack) บริเวณรอบแทงค์เก็บของเหลว (inside dike area) ทางเดิน ถนน ที่จอดรถ ฯลฯ คำถามตรง Slope และความลาดเอียงเกี่ยวข้องกับการระบายของเหลวออกจากบริเวณ (ของเหลวนั้นอาจเป็นน้ำฝน หรือของเหลวที่รั่วไหลจากอุปกรณ์ลงสู่พื้น)

ต่อไปเป็นหน้า Page 8 of 21

หน้านี้เริ่มด้วยคำถามเกี่ยวกับถนนและระบบระบายน้ำ
   

ในส่วนของถนนนั้นมีคำถามเกี่ยวกับวัสดุที่จะใช้ทำถนน ความกว้างของผิวจราจร และความกว้างของไหล่ทาง (ถนนที่สร้างบนพื้นราบนั้น ไหล่ทางมักจะใช้เป็น ทางเดินเท้า ฝังท่อระบายน้ำ ท่อน้ำประปา หรือสายเคเบิลต่าง ๆ รวมไปทั้งใช้ปักเสาไฟฟ้า ถ้าเป็นถนนที่ถมดินสูงขึ้นจากพื้นผิวด้านข้าง ไหล่ทางยังทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้ดินเคลื่อนตัวออกไปทางด้านข้างซึ่งจะทำให้ถนนทรุดได้เมื่อมีรถหนักวิ่งผ่าน)
  

ถนนคอนกรีต (อ่าน คอน-กรีต นะ ไม่ใช่ คอ-นก-รีต) ถ้าสร้างดีก็จะอยู่ได้ยาวนาน เรียกว่าใช้กันจนลืม ถนนลาดยางมะตอยจะมีอายุการใช้งาน ต้องมีการซ่อมผิวจราจรเป็นระยะ แต่ถนนลาดยางมะตอยมันมีข้อดีตรงที่ขุดง่าย ซ่อมง่าย ดังนั้นในบางแห่ง ณ ตำแหน่งที่มีท่อลอดใต้ผิวจราจรที่ท่อนั้นอาจต้องมีการซ่อมบำรุง ผิวจราจรตรงนั้นก็จะเป็นถนนลาดยางมะตอยในขณะที่บริเวณอื่นเป็นคอนกรีต (ใครอยู่มาบตาพุดก็ลองสังเกตดูนะครับ ว่าผิวจราจรที่อยู่เหนือแนวท่อแก๊สที่ขึ้นจากทะเลไปยังโรงแยกแก๊สนั้นเป็นยางมะตอยหรือคอนกรีต)
   

OSBL คือ outside battery limit ส่วน ISBL คือ inside battery limit คำว่า Battery limit ในที่นี้คือเขตพื้นที่ความรับผิดชอบของโรงงาน เป็นเส้นแบ่งส่วนที่ตัวโรงงานเองเป็นผู้ดูแลรับผิดชอบกับส่วนที่ผู้อื่นเป็นผู้ดูแลรับผิดชอบ เรื่องนี้เคยอธิบายไว้แล้วใน Memoir ปีที่ ๗ ฉบับที่ ๙๒๘ วันพฤหัสบดีที่ ๒๒ มกราคม ๒๕๕๘ เรื่อง "ทำความรู้จักProcessDesign Questionnaire ตอนที่๓"

   

คำถามสุดท้ายของหน้านี้เป็นคำถามเกี่ยวกับระบบระบายน้ำว่าจะให้เป็นระบบไหน ของที่มีอยู่เดิมนั้นสามารถนำมาใช้กับโครงการที่สร้างขึ้นใหม่ได้หรือไม่ ระบบระบายน้ำฝนในบ้านเราที่เห็นใช้กันทั่วไปก็มักจะเป็นระบบรางระบายน้ำรูปตัวยูที่มีฝาปิดด้านบนตลอดแนวราง (ถ้ามีรถหนักทับวิ่งฝาก็จะแตกได้) ซึ่งมักจะใช้กับระบบขนาดเล็กบนทางเท้าที่ไม่มีรถหนักวิ่งผ่าน กับระบบท่อใต้ดินและบ่อพัก แต่ถ้ามีที่ว่างหรือเป็นบริเวณริมรั้ว ก็อาจทำเป็นรางรูปตัววี (น้ำไหลได้เร็วแบบคลอง)

   

หน้าสุดท้ายของชุดนี้คือหน้า Page 9 of 21

คำถามในหน้านี้เกี่ยวข้องกับรั้วที่จะสร้าง และความต้องการพิเศษสำหรับงานโยธา (ที่อาจจะมีเพิ่มในอนาคตหรือเพื่อการซ่อมบำรุง)

 
เรื่องการออกแบบรั้วโรงงานว่าจะให้เป็นแบบโปร่ง (มองจากภายนอกเห็นภายในได้) หรือเป็นแบบทึบ (ไม่ให้คนข้างนอกเห็นอะไรภายใน) ควรที่ต้องคำนึงถึงชุมชนที่อยู่รอบข้าง เพราะการปิดกั้นสายตาก็ก่อให้เกิดความอึดอัดกับผู้อยู่อาศัยในบริเวณรอบ ๆ ได้ และยังอาจก่อให้เกิดข่าวในทางไม่ดีว่าอาจมีการทำสิ่งไม่ดีอยู่ภายใน จึงต้องปิดบังไม่ให้คนภายนอกรับรู้ ซึ่งถ้าหากเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น ก็จะทำให้โรงงานมีปัญหากับชุมชนรอบข้างได้