การใช้การไหลเวียนอากาศธรรมชาติกับงานสถาปัตยกรรม

Abstract

การออกแบบงานสถาปัตยกรรมในประเทศไทยที่ไม่เหมาะสม กับสภาพภูมิอากาศแบบร้อนชื้นเป็นเหตุให้สูญเสียพลังงาน ในการปรับอากาศอย่างมหาศาล การใช้การไหลเวียนอากาศธรรมชาติเป็นแนวทางหนึ่ง ที่ทำให้สภาพแวดล้อมในอาคารอยู่ในเขตสบายมากยิ่งขึ้น ซึ่งจะทำให้ปริมาณการใช้ระบบปรับอากาศลดลง การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อค้นหาและศึกษาความสัมพันธ์ ของตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเขตสบายภายในอาคาร โดยอาศัยการไหลเวียนอากาศธรรมชาติเป็นหลัก ผลลัพธ์ที่ได้คือแนวทางการใช้การไหลเวียนอากาศ ที่เหมาะสมในงานสถาปัตยกรรม ตัวแปรที่นำมาศึกษาคือมวลสาร ค่าการป้องกันความร้อนของวัสดุ และช่วงเวลาการไหลเวียนอากาศ กระบวนการวิจัยอาศัยการทดลองจากเซลทดลองภายนอกอาคารเป็นหลัก วัสดุที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย วัสดุมวลสารน้อย (ไม้ หนา 12 มม.) มวลสารปานกลาง (คอนกรีต หนา 10 ซม.) มวลสารมาก (คอนกรีต หนา 30 ซม.) และระบบผนังที่มีฉนวนกันความร้อนภายอยู่นอกที่ใช้โฟมหนา 3 นิ้ว. การวิจัยขั้นต้นพบว่าการไหลเวียนอากาศจะส่งผลต่อ พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนของวัสดุร่วมกับมวลสาร ต่อมาการทดลองจึงมุ่งเน้นในการศึกษา ผลกระทบจากการปรับเปลี่ยนช่วงเวลาการไหลเวียอากาศ ซึ่งพบว่าการใช้การไหลเวียนอากาศกลางวันและกลางคืน จะทำให้เซลทดลองมีพฤตกรรมการถ่ายเทความร้อนต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อศึกษาความสัมพันธ์ของตัวแปรต่างๆ พบว่าหากผสมผสานตัวแปรได้อย่างเหมาะสม จะสามารถทำให้อุณหภูมิอากาศภายในเซลทดลองต่ำกว่าภายนอกได้ประมาณ 1ํC จากการทดลองจะพบว่าระบบผนังที่มีฉนวนอยู่ภายนอก ผสมผสาน กับการมีมวลสารภายในเซลทดลองประมาณ 300 กก./ตร.ม และใช้การไหลเวียนอากาศธรรมชาติเวลากลางคืนจะแนวทางที่เหมาะสม ในการลดอุณหภูมิอากาศเฉลี่ยภายในเซลทดลอง ผลการวิจัยสรุปได้ว่าอุณหภูมิอากาศเฉลี่ยภายในเซลทดลอง สามารถต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศเฉลี่ยภายนอกได้ ซึ่งนับเป็นการค้นพบที่มีความสำคัญมากเนื่องจากโดยทั่วไปแล้ว อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยภายในเซลทดลองจะสูงกว่า อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยภายนอกตลอดเวลา สภาวะดังกล่าวจะเกิดจากการใช้ระบบผนัง ที่มีฉนวนอยู่ภายนอกผสมผสานกับการใส่มวลสารไว้ภายในประมาณ 300 กก./ตร.ม. ผลที่ได้รับจากการวิจัยจะเกิดประโยชน์สูงสุด หากสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการออกแบบอาคาร ด้วยระบบธรรมชาติในอนาคต