การใช้แสงธรรมชาติผ่านช่องแสงด้านข้างส่วนบน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพแสงสว่างในห้องเรียนในชนบท

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้เป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยร่วม ในโครงการโรงเรียนต้นแบบไม่ปรับอากาศภาคตะวันออกเฉียงเหนือ การออกแบบการใช้แสงธรรมชาติภายในห้องเรียนในปัจจุบัน ที่ใช้ตำแหน่งช่องแสงด้านข้างเพียงอย่างเดียว ไม่สามารถให้แสงสว่างที่เพียงพอได้ทั่วทั้งห้อง จึงต้องแก้ปัญหาโดยการใช้แสงประดิษฐ์ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองโดยไม่จำเป็น เพราะในช่วงเวลาใช้งานปริมาณแสงสว่างจากภายนอกมีเพียงพอ ที่จะให้ความสว่างภายในห้องเรียนได้ การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหาแนวทางในการนำแสงธรรมชาติเข้ามาใช้ในห้อง เรียน โดยมีแนวคิดในการใช้แสงธรรมชาติให้เกิดประโยชน์สูงสุด และศึกษาหารูปแบบและสัดส่วนของช่องแสง โดยนำแสงธรรมชาติจากมุมสูงมาใช้เพื่อลดมุมตกกระทบในแนวตั้งฉากกับระนาบใช้ งาน ซึ่งมุมลำแสงดังกล่าวต้องไม่ก่อให้เกิดปัญหาแสงแยงตากับนักเรียนและครูผู้ สอน ขั้นตอนการศึกษาเริ่มจาก ศึกษารูปแบบช่องแสงที่ใช้ภายในห้องเรียนรูปแบบต่างๆ เพื่อหาปริมาณแสงสว่างภายในห้องเรียน ด้วยการวัดปริมาณแสงสว่างบนระนาบใช้งาน ภายในหุ่นจำลองที่ตั้งอยู่ในสภาพท้องฟ้าจริง ในช่วงเวลาตั้งแต่ 8.00 น.-16.00น. และวิเคราะห์ผลเพื่อพัฒนารูปแบบที่มีความเหมาะสมกับกิจกรรมภายในห้องเรียน ผลการศึกษาขั้นต้นพบว่าช่องแสงจากผนังด้านข้างเพียงอย่างเดียว ไม่สามารถให้ความสว่างได้เพียงพอทั่วห้อง การยกช่องแสงด้านข้างให้สูงขึ้นเพื่อให้แสงสว่างเข้ามาได้ลึกมากขึ้น มีผลกับการควบคุมความจ้าและแสงแยงตา การใช้หิ้งแสงให้เป็นส่วนช่วยสะท้อนแสงเข้ามาในห้อง ทำให้ปริมาณแสงสว่างภายในห้องลดลง เนื่องจากหิ้งแสงไม่ได้รับแสงโดยตรงจากดวงอาทิตย์ และฝุ่นที่จะลดประสิทธิภาพของหิ้งแสง แต่การใช้ช่องแสงด้านข้าง ยังมีความสำคัญเพื่อเชื่อมต่อมุมมองพื้นที่ภายในและภายนอก การใช้ช่องแสงด้านข้างส่วนบนที่ห่างจากผนังหลังห้อง สามารถนำแสงธรรมชาติเข้ามาภายในอาคารได้ลึกมากขึ้น และยังสามารถใช้กระจกที่มีค่าการส่องผ่านแสงสูงได้ เพราะในมุมที่สูงสายตามนุษย์สามารถรับความจ้าได้มากกว่าในระดับสายตา จึงทำให้แสงสว่างภายในห้องเพิ่มมากขึ้น ผลการวิจัยด้านทิศเหนือเมื่อใช้ช่องแสงด้านข้างขนาด 1.00ม. สูงจากพื้น 0.90 ม. ใช้งานร่วมกับช่องแสงด้านข้างส่วนบนขนาด 0.60 ม. สูงจากพื้น 3.20 ม. ที่ระยะห่างจากผนังหลังห้อง 3.00 ม. สามารถให้แสงสว่างที่เพียงพอตามมาตราฐาน ตั้งแต่เวลา 8.00-16.00 น ส่วนการใช้ช่องแสงรูปแบบดังกล่าวในทิศใต้ ทิศตะวันออกและทิศตะวันตกนั้น ต้องใช้ช่องแสงด้านข้างส่วนบนที่ระยะ 4.00 ม. จากผนังหลังห้องจึงจะให้แสงสว่างที่มีความสม่ำเสมอได้ทั่วห้อง ในช่วง 10.00-140.00 น. ในทิศใต้ 8.00-12.00 น. ในทิศตะวันออก และ 12.00-16.00 น. ในทิศตะวันตก ทั้งนี้ช่องแสงต้องไม่ได้รับอิทธิพลของแสงโดยตรงจากดวงอาทิตย์ จากการวิจัยนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้งาน ในการนำแสงธรรมชาติมาใช้ในอาคารให้เกิดประโยชน์สูงสุด ด้วยการใช้ช่องแสงด้านข้างร่วมกับช่องแสงด้านข้างส่วนบนเพื่อให้แสงสว่างเข้ามาในอาคารได้ลึกมากขึ้น และยังสามารถใช้ช่องแสงด้านข้างส่วนบนร่วมกับระบบไฟฟ้าแสงสว่างเพื่อเป็นการประหยัดพังงานในอาคาร