ลักษณะเฉพาะของมุมเอียงหลังคาที่มีต่อความรู้สึกร้อนหนาวภายในเรือนไทย

Abstract

เรือนไทยเป็นภูมิปัญญาของช่างในอดีตที่สืบต่อกันมา โดยเป็นสถาปัตยกรรมที่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อม จุดเด่นของเรือนไทยจุดหนึ่งนั้นคือ รูปทรงหลังคาจั่ว ลาดชัน ซึ่งมีลักษณะพิเศษเฉพาะตัว ที่มีผลต่อความรู้สึกร้อน หนาวของผู้อยู่อาศัย การวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาถึงตัวแปรที่ทำให้เกิดลักษณะพิเศษของมุมเอียงหลังคานั้น รวมทั้งเสนอแนะแนวทางประยุกต์ใช้ในการออกแบบหลังคาที่เหมาะสมกับภูมิอากาศของไทย การวิจัยนี้ทำการทดลองในหุ่นจำลองขนาดย่อส่วนที่ไม่มีการปรับอากาศภายใน โดยการวิจัยสามารถแบ่งได้ 3 ขั้นตอน คือ 1) ศึกษาอิทธิพลของตัวแปรที่มีผลต่อมุมเอียงหลังคาเรือนไทย ในด้านความรู้สึกร้อนหนาว 2) วิเคราะห์อิทธิพล และทิศทางความสัมพันธ์ของตัวแปรที่มีต่อความรู้สึกร้อน หนาวของมุมเอียงหลังคาเรือนไทย 3) สรุปผลการวิจัยเพื่อหาแนวทางประยุกต์ใช้ พร้อมกับข้อเสนอแนะ ผลจากการศึกษาพบว่า วัสดุมุงหลังคาเรือนไทยเป็นวัสดุที่มีมวลสารน้อย เช่น กระเบื้องดิน ทำให้อิทธิพลของมุมเอียงหลังคามีผลต่อความรู้สึกร้อน หนาวของผู้อยู่อาศัยมาก ส่วนการศึกษาความสัมพันธ์ของตัวแปรพบว่า หุ่นจำลองที่มีมุมหลังคา 60 องศา ซึ่งเป็นตัวแทนของหลังคาทรงไทย มีผลต่างระหว่างอุณหภูมิสูงสุด และต่ำสุดของอากาศภายใน น้อยที่สุดคือ 9.7 องศาเซลเซียส โดยน้อยกว่าหลังคามุม 30 องศาประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนั้นยังมีอุณหภูมิผิวสูงสุดต่ำกว่าหลังคามุม 30 องศาประมาณ 2.5 องศาเซลเซียส แต่ในเวลากลางคืนหลังคามุม 30 องศาจะมีอุณหภูมิภายในต่ำสุดเพราะผิวหลังคาแลกเปลี่ยนรังสีความร้อนกับท้องฟ้าได้มาก ส่วนการวางหลังคาในทิศทางที่ไม่ได้รับรังสีดวงอาทิตย์โดยตรงจะทำให้อุณหภูมิอากาศภายในต่ำลงได้ นอกจากนั้นยังพบว่าหุ่นจำลองที่มีมุมหลังคา 60 องศา จะมีอุณหภูมิเฉลี่ยพื้นผิวโดยรอบภายในต่ำที่สุด เพราะความสมดุลกันระหว่างพื้นที่ผิว กับอุณหภูมิผิวหลังคา ผลการวิจัยสรุปว่าลักษณะเฉพาะของมุมเอียงหลังคาเรือนไทย นั้นสามารถลดความแปรปรวนที่รุนแรงของอุณหภูมิอากาศภายใน ให้มีความเหมาะสมกับการใช้งานภายในอาคาร โดยในช่วงกลางวันหลังคา จะได้รับอิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบเพียงครึ่งเดียวของพื้นผิวหลังคาทั้งหมด ทำให้ผู้อยู่อาศัยได้รับอิทธิพลการแผ่รังสีจากพื้นผิวหลังคาที่ร้อนเพียงด้านเดียว และวัสดุมุงหลังคาที่มีมวลสารน้อยทำให้คายความร้อนได้เร็ว โดยอุณหภูมิผิวของหลังคาจะลดลงจนเท่ากับอุณหภูมิอากาศ เมื่อเวลาหลังดวงอาทิตย์ตกเพียงครึ่งชั่วโมง ในช่วงเวลากลางคืนมุมเอียงหลังคาจะทำให้อุณหภูมิอากาศภายในมีการเปลี่ยนแปลงที่ใกล้เคียงภาวะน่าสบายมากกว่า ส่วนอิทธิพลของการแผ่รังสีความร้อนจากพื้นผิวหลังคาจะลดลงเมื่อหลังคามีมุมเอียงมากขึ้น จนถึงมุมเอียง 60 องศาจึงไม่ลดลงอีก สาเหตุที่เรือนไทยไม่มีฝ้าเพดานนั้นทำให้ความร้อนลอยตัวสูงขึ้น และระบายออกผ่านวัสดุมุงหลังคาได้ แต่การนำไปประยุกต์ใช้กับอาคารที่มีฝ้าเพดานนั้น ควรออกแบบให้มีการระบายอากาศใต้หลังคา และติดตั้งฉนวนกันความร้อนที่เหมาะสมในแนวราบเหนือฝ้าเพดาน ซึ่งจะเป็นแนวทางหนึ่งในการออกแบบระบบหลังคาสำหรับภูมิอากาศของไทย ที่สามารถลดการถ่ายเทความร้อนเข้าสู่อาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพ