ผลของการถ่ายเทความร้อนเข้าสู่อาคารช่องแสงด้านข้างที่ไม่ได้รับแสงแดดโดยตรงโดยการหมุนหลบ

Abstract

งานสถาปัตยกรรมในประเทศไทย ส่วนใหญ่ได้รับอิทธิพลจากต่างประเทศโดยเฉพาะด้านเทคโนโลยีจากสหรัฐอเมริกาและยุโรป ส่งผลให้องค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมและวัสดุที่นำมาใช้ไม่เหมาะสมกับสภาพภูมิอากาศแบบร้อน-ชื้น วัตถุประสงค์ของการวิจัยนี้ คือศึกษาตัวแปรที่มีอิทธิพลต่อการลดอุณหภูมิภายในอาคาร ค้นหาแนวทางในการทำให้อุณหภูมิภายในอาคารเข้าใกล้เขตสภาวะน่าสบาย เพื่อเป็นแนวทางในการนำไปประยุกต์ใช้กับอาคารจริง ตัวแปรที่นำมาศึกษาคือ มวลสารภายใน ความจุความร้อนของมวลสารภายใน กระจก และทิศทางที่ใช้เปิดช่องแสงด้านข้าง การทดสอบแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะคือจำลองอาคารไม่ปรับอากาศและอาคารปรับอากาศ การลดอุณหภูมิภายในอาคารทำได้ 2 วิธีคือ การลดปริมาณการถ่ายเทความร้อนเข้าสู่อาคาร และการปรับปรุงอุณหภูมิภายในอาคาร วิธีแรก สามารถทำได้โดยพิจารณาทิศทางที่ใช้เปิดช่องแสงด้านข้างและค่าสัมประสิทธิ์การบังแดดของกระจก จากการวิจัย พบว่า อุณหภูมิเฉลี่ยภายในกล่องทดลองที่เปิดช่องแสงด้านข้างทางทิศเหนือมีค่าต่ำกว่าทิศใต้แต่มีค่าใกล้เคียงกับช่องแสงด้านข้างที่หมุนหลบแดดคือ 33 ℃ การทดสอบผลของค่าสัมประสิทธิ์การบังแดดของกระจกพบว่า ในสภาวะปรับอากาศ เมื่อพิจารณาระหว่างกระจกชั้นเดียวและ 2 ชั้นที่มีค่าสัมประสิทธิ์การบังแดดต่ำเท่ากัน พบว่าอุณหภูมิผิวกระจกภายในสูงสุดของกระจก 2 ชั้นต่ำกว่าชั้นเดียว 2 ℃ สำหรับ ทิศใต้และ3 ℃ สำหรับทิศเหนือ ในสภาวะไม่ปรับอากาศ พบว่าอุณหภูมิเฉลี่ยภายในกล่องทดลองที่ติดตั้งกระจก 2 ชั้นสูงกว่ากระจกชั้นเดียว 4℃ สำหรับทิศใต้และมีค่าใกล้เคียงกันสำหรับทิศเหนือ วิธีที่ 2 สามารถทำได้โดยพิจารณามวลสารภายใน ความจุความร้อนของมวลสารภายใน และความสามารถในการถ่ายเทความร้อนของกระจกในสภาวะไม่ปรับอากาศ พบว่าการใช้มวลสารมากลดอุณหภูมิสูงสุด ได้มากกว่ามวลสารน้อย 6 ℃ สำหรับทิศใต้และ 2℃ สำหรับทิศเหนือเมื่อใช้กระจกชั้นเดียว ความจุความร้อนของมวลสารจะมีอิทธิพลต่อการลดอุณหภูมิภายในสูงสุดทางทิศใต้ได้ดีกว่าทิศเหนือ เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้คอนกรีตมวลเบาพบว่าคอนกรีตลดอุณหภูมิสูงสุดได้ถึง 3℃ ส่วนอิฐมอญมีอุณหภูมิภายในสูงสุดใกล้เคียงกับคอนกรีตมวลเบาคือ 38℃ กระจกชั้นเดียวมีความสามารถในการถ่ายเทความร้อนออกสู่ภายนอกได้ดีกว่ากระจก 2 ชั้นจึงทำให้อุณหภูมิภายในลดต่ำลงเร็วกว่า ผลการวิเคราะห์สรุปได้ว่า การใช้มวลสารภายในสามารถลดอุณหภูมิอากาศภายในสูงสุดได้ในสภาวะไม่ปรับอากาศ เพราะมวลสารช่วยกักเก็บความร้อนไว้ เลือกใช้มวลสารมีความจุความร้อนมากขึ้นจะทำให้อุณหภูมิอากาศลดลงและมีระยะเวลาที่อุณหภูมิภายในต่ำกว่าอุณหภูมิภายนอกมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบ อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยภายในที่ติดตั้งกระจก 2 ชนิดพบว่า กระจก 2 ชั้นมีค่าสูงกว่ากระจกชั้นเดียว ส่วนอุณหภูมิอากาศภายในระหว่างช่องแสงทางทิศเหนือกับช่องแสงที่หมุนหลบแดดนั้นไม่แตกต่างกันทางสถิติ ผลการวิจัยสรุปได้ว่า การลดอุณหภูมิอากาศภายในอาคารที่ไม่ปรับอากาศสามารถทำได้โดยการใช้มวลสารภายในที่มีความจุความร้อนมากและกระจกชั้นเดียวที่มีค่าสัมประสิทธิ์การบังแดดต่ำ อาคารที่มีการปรับอากาศตลอดเวลาควรใช้กระจกฉนวนที่มีค่า สัมประสิทธิ์การบังแดดต่ำ เพื่อลดการแผ่รังสีความร้อนจากผิวกระจกและกักเก็บความเย็นในอาคารได้ ส่วนอาคารที่ปรับอากาศไม่ตลอดเวลานั้น ควรมีมวลสารภายในน้อยมีความจุความร้อนน้อยและใช้กระจกที่มีค่าสัมประสิทธิ์การบังแดดต่ำ การออกแบบให้ช่องแสงไม่ได้รับ แสงแดดโดยตรง ด้วยการใช้อุปกรณ์บังแดดอัตโนมัติหรือมีแผงกั้นที่สามารถเลื่อนปิด-เปิดได้ ผลสรุปจากการวิจัยนี้สามารถนำไปใช้ในการออกแบบอาคารเพื่อให้ภายในอาคารเข้าใกล้เขตสภาวะน่าสบาย