ความรู้ใหม่จาก "ตึกเก่า"
เมื่อ 100 ปีที่แล้วอาคารหลังนี้สร้างขึ้นเพื่อเป็นที่ทำการของหน่วยงานภาครัฐที่มีบทบาทสำคัญในการรับผิดชอบเศรษฐกิจและการพาณิชย์ของประเทศที่ทันสมัย ซึ่งสะท้อนผ่านรูปแบบสถาปัตยกรรมคลาสสิกที่ปรับประยุกต์ให้ทันสมัยด้วยองค์ความรู้ในภาษาสถาปัตยกรรมตะวันตก เกิดเป็นรูปทรงอาคารที่เหมาะสมกับบริบทที่ตั้ง มีรูปด้านอาคาร ส่วนประณีตสถาปัตยกรรม ตลอดจนการตกแต่งภายในที่เหมาะสมกับหน้าที่ใช้สอย ภายใต้รูปทรงอาคารที่ดูเหมือนจะเรียบง่ายหลังนี้จึงเต็มไปด้วยหลักฐานของความรู้ทางวิศวกรรมโครงสร้างวัสดุ และงานระบบอาคารที่ทันสมัยที่สุด
ในระหว่างงานสำรวจรื้อถอน และบูรณะปรับปรุงอาคาร สถาปนิกนักอนุรักษ์ได้ค้นพบหลักฐานสำคัญหลายอย่างที่เชื่อมโยงและสะท้อนให้เห็นแนวคิดในการออกแบบและเลือกใช้วัสดุของสถาปนิกและวิศวกรชาวอิตาเลียนได้เป็นอย่างดี ซึ่งหลักฐานเหล่านั้นองค์ความรู้ใหม่ที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน สามารถนำไปอ้างอิงเปรียบเทียบกับอาคารร่วมสมัยแห่งอื่นได้อีกด้วย โดยหลักฐานที่ค้นพบมีดังนี้
ตึกใหญ่มั่นคงแม้ไม่มีเสาเข็ม
อาคารมีฐานรากแผ่คอนกรีตเสริมเหล็กแบบผนังต่อเนื่อง ฐานรากรับผนังกว้าง 3.40 เมตร ลึกลงไปใต้ระดับดินประมาณ 1.70 เมตร เป็นคอนกรีตแผ่นหนาต่อเนื่องไปตามแนวผนังรับน้ำหนักทั้งหมดของอาคาร ไม่มีเสาเข็ม สันนิษฐานว่า วิศวกรเลือกใช้ฐานรากระบบนี้ เพราะพื้นดินในบริเวณนี้มีความคงตัวแตกต่างจากบริเวณอื่นของกรุงเทพฯ ที่เคยเป็นทะเลตมอย่างในย่านบางรัก ปทุมวัน หรือดุสิต ซึ่งวิศวกรฝรั่งนิยมทำฐานรากอาคารแบบกล่อง ทำให้แม้จะผ่านมาแล้วกว่า 100 ปี ฐานรากของอาคารกระทรวงฯ ก็ยังคงสภาพดี มีการทรุดตัวน้อยมาก การก่อสร้างฐานรากรับผนังคอนกรีตเสริมเหล็กสำหรับอาคารนั้นจำเป็นต้องใช้ปูนซีเมนต์จำนวนมหาศาล ซึ่งก็มิใช่ปัญหาใหญ่ เพราะสยามสามารถผลิตปูนซีเมนต์ใช้ได้เองเพื่อทดแทนการนำเข้ามาตั้งแต่มีการตั้งบริษัทปูนซีเมนต์ไทย จำกัด เมื่อ พ.ศ. 2456 แล้ว
ความประณีตในการออกแบบโครงสร้างที่พบในฐานรากอาคารหลังนี้ เห็นได้จากการทำพื้นทางเดินรอบอาคารพร้อมรางระบายน้ำ เป็นแผ่นคอนกรีตเสริมเหล็ก ยื่นต่อเนื่องออกมาจากโครงสร้างฐานรากรับผนังโดยตรง ทำให้พื้นทางเดินและรางระบายน้ำทรุดตัวลงไปพร้อมกับตัวอาคารทั้งหลัง
เทคโนโลยีก้าวหน้า สร้างพื้นกันชื้น
โครงสร้างพื้นชั้นล่างเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กที่ออกแบบไว้พิเศษ คือ ทำคานคอนกรีตมีบ่าขวางด้านแคบของห้องที่ระยะทุก ๆ 2.50 เมตร แล้ววางแผ่นคอนกรีตโค้ง หนา 5 เซนติเมตร ให้ปลายพาดที่บ่าคาน ฉาบปูนทับด้านบน เพื่อป้องกันความชื้นจากใต้ดินเข้าสู่ตัวอาคาร จากนั้นจึงวางตงไม้และปูพื้นไม้ทับไปบนโครงสร้างคอนกรีตนั้น
ส่วนโครงสร้างพื้นชั้น 2 เป็นคานคอนกรีตเสริมเหล็กที่แขวนจากคานใหญ่ด้านบน คานใหญ่นี้อยู่ในแนวผนัง เหนือระดับขอบบนของประตูชั้น 2 ทั้งหมด คานคอนกรีตเสริมเหล็กนี้ทำหน้าที่ 2 ประการ คือ รองรับตงไม้และพื้นไม้ของชั้น 2 และหิ้วแผ่นฝ้าเพดานคอนกรีตของห้องชั้นล่างทั้งหมดไว้ คานคอนกรีตเสริมเหล็กนี้จึงพาดเป็นตาราง ตามระยะประสานพิกัดที่กำหนดไว้ โครงสร้างอันพิสดารนี้ใช้เฉพาะในส่วนพื้นที่ทำงานทั้งหมด ส่วนพื้นทางเดินชั้น 2 ซึ่งไม่ได้รับน้ำหนักมาก ทำเป็นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กชนิดถ่ายน้ำหนักไปทางเดียวที่บางเพียง 5 เซนติเมตร โดยมีน้ำหนักของผนังห้องและผนังทางเดินที่ก่อด้วยอิฐช่วยกดทับให้เกิดความมั่นคง พื้นทางเดินส่วนนี้ปูทับด้วยกระเบื้องหินขัดสีเทาอ่อนและเขียว
โครงสร้างพื้นชั้น 3 เป็นคานคอนกรีตเสริมเหล็กลักษณะเดียวกับคานรับพื้นชั้น 2 ถ่ายแรงลงบนคานใหญ่ชุดเดียวกัน วางตงไม้และปูพื้นไม้ทับหน้าในลักษณะเดียวกัน โดยที่ตงไม้พื้นวางที่ระยะ 90 เซนติเมตรทั้งอาคาร
สมาร์ทบิวดิ้งด้วยผนัง 2 ชั้น กันร้อน กันเสียง
โครงสร้างผนังอาคารเป็นแบบผสม คือ มีทั้งผนังทึบรับน้ำหนัก และผนังก่ออิฐ 2 ชั้น เว้นช่องว่างไว้ตรงกลางเพื่อลดน้ำหนักของตัวอาคาร ทั้งยังช่วยป้องกันความร้อนและเสียงอีกด้วย ซึ่งช่องว่างระหว่างผนัง 2 ชั้นนี้มีประโยชน์มากในการปรับปรุงอาคาร เพราะสามารถใช้เป็นช่องทางสำหรับเดินท่องานระบบอาคารสมัยใหม่ได้ ผนังอาคารในส่วนมุขกลางก่ออิฐหนาที่มีความแข็งแรงเป็นพิเศษ เพราะผนังส่วนนี้ต้องรับน้ำหนักของบันไดหลักทั้งหมดผ่านลูกตั้งคอนกรีตเสริมเหล็กจำนวนมาก สังเกตได้จากชุดหน้าต่างแถบบนสุดของมุข ซึ่งเป็นแนวผนังที่มิต้องรับน้ำหนักของบันไดแล้ว ผู้ออกแบบได้ลดความหนาผนังลงโดยการปาดเป็นมุมเฉียง ผนังตอนล่างหนากว่าผนังตอนบน ช่วยลดน้ำหนักอาคาร และเปิดโอกาสให้แสงธรรมชาติเข้ามาสู่พื้นที่ภายในโถงบันไดได้มากขึ้น
บันไดลอยได้ ไม่ง้อเสา
บันไดเป็นองค์ประกอบสำคัญของอาคาร มีโครงสร้างซับซ้อนที่เกิดจากการสอดรับกันของคอนกรีต เหล็ก และไม้ เพื่อให้บันไดสามารถทอดตัวขึ้นไป 3 ชั้นได้โดยไม่ใช้เสาแต่ใช้ผนังรองรับน้ำหนักแทน โดยวิศวกรกำหนดให้มีคานคอนกรีตเป็นลูกตั้ง ฝังอยู่ในผนังก่ออิฐรับน้ำหนัก เวียนขึ้นไปตามรูปบันได ยึดปลายด้วยเหล็กรูปพรรณเป็นแม่บันได เช่นเดียวกับชานพักบันไดที่ด้วยเหล็กรูปพรรณ จากนั้นจึงวางแผ่นไม้เป็นลูกนอนบันได แผ่นไม้บางปิดทับหน้าลูกตั้งคอนกรีต ปูไม้กระดานพื้นชานพัก ส่วนบันไดรองทั้ง 2 ด้านมีขนาดเล็กกว่าบันไดหลัก แต่มีโครงสร้างระบบเดียวกัน
หลังคาหายใจได้ อาคารเย็น
อาคารหลังนี้มีหลังคา 2 ชั้น หลังคาหลักเป็นหลังคาปั้นหยา โครงสร้างไม้เนื้อแข็งทั้งหมด มุงกระเบื้องว่าวสีแดง ขนาด 13 นิ้ว วางอยู่บนคานคอนกรีตที่เชื่อมกับผนังอาคารทั้งหมด ส่วนเพดานของชั้นที่ 3 หรือพื้นของห้องใต้หลังคาเป็นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กบาง มีหน้าที่ป้องกันการรั่วซึมของน้ำฝน ป้องกันความร้อน และอัคคีภัย อีกทั้งยังสะดวกแก่การเดินตรวจสภาพความมั่นคงแข็งแรงของโครงสร้างหลังคาไม้ด้วย
ผู้ออกแบบคำนึงถึงการระบายอากาศภายใต้โครงสร้างหลังคาไว้อย่างดี โดยเว้นช่องว่างระหว่างปลายจันทันไว้ ทำให้ลมธรรมชาติสามารถพัดผ่านช่องว่างระหว่างหลังคาได้สะดวก ช่วยลดความอับและความร้อนที่เข้าสู่อาคาร และออกแบบให้มีรางระบายน้ำฝนรอบตัวหลังคาทั้งหมดเป็นคอนกรีต มีท่อตั้งรับน้ำลงเป็นระยะ ซึ่งรางระบายน้ำฝนที่ยื่นยาวออกไปนี้เมื่อมองจากภายนอกจึงเป็นบัวยอดผนังของอาคารที่มีความโดดเด่น แสดงถึงความสามารถในการออกแบบให้สถาปัตยกรรมตะวันตกป้องกันและแก้ปัญหาความชื้นในอาคารในสยาม
นอกจากนี้ หลังคากันสาดคอนกรีตเสริมเหล็กที่ติดตั้งเหนือหน้าต่างอาคารด้านหลังทั้งหมด และบางส่วนของด้านข้าง กันสาดทั้งหมดเป็นชิ้นส่วนสำเร็จรูป หลังคากันสาดลักษณะนี้พบมากในอาคารที่ทำผนังสูงจนชายคาของหลังคาอาคารไม่สามารถป้องกันแดดฝนได้ จึงมีการทำหลังคากันสาดในลักษณะนี้เสริม ซึ่ง การใช้โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กมุงแผนซีเมนต์สำเร็จรูปถือได้ว่าเป็นรายละเอียดอาคารที่ประณีต ประหยัดเวลาในการก่อสร้าง และมีความแข็งแรงทนทานกว่าโครงสร้างและวัสดุชนิดอื่น ๆ
ภายใต้ภาพลักษณ์รูปแบบสถาปัตยกรรมแบบคลาสสิกที่เป็นเปลือกนอกของอาคาร ดูความมั่นคง สง่างามนั้นประกอบสร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยีการก่อสร้างและวัสดุโครงสร้างที่ทันสมัยที่สุดเมื่อ 100 ปีที่แล้ว ทั้งระบบประสานพิกัดร้อยรัดรูปทรงสถาปัตยกรรมกับระบบการก่อสร้าง ระบบการผลิตวัสดุก่อสร้าง ทั้งในภาพรวมของอาคารและในส่วนประณีตสถาปัตยกรรม การทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดระหว่างสถาปนิกและวิศวกรชาวอิตาเลียนที่เข้าใจข้อจำกัดและศักยภาพของงานก่อสร้างในสยามเป็นอย่างดี ทำให้เกิดสถาปัตยกรรมที่ตอบสนองทั้งภูมิอากาศ ที่ตั้ง และการใช้งาน ทั้งยังมีความยืดหยุ่นพอที่จะรองรับความเปลี่ยนแปลงการใช้สอยอาคารมาเป็นพิพิธภัณฑ์ได้อย่างดีในเวลาต่อมา