การทำความเย็นอาคารโดยการใช้ผิวสัมผัสพื้นดิน

Abstract

เพื่อศึกษาการทำความเย็นจากผิวสัมผัสพื้นดิน โดยดินที่มีความชื้นจะมีอุณหภูมิของดินใกล้เคียงกับอุณหภูมิกระเปาะเปียก จะมีผลทำให้ผิวของอาคารที่สัมผัสเย็นลง อิทธิพลของความเย็นที่ผิวสัมผัสดินที่เย็นกว่าปกติเป็นการลดอุณหภูมิที่ผิวผนังภายในของอาคาร (MRT) ทำให้ผู้ใช้อาคารสามารถปรับอุณหภูมิห้องให้สูงกว่าปกติได้เป็นการขยายช่วงของอุณหภูมิน่าสบายให้กว้างขึ้น ในช่วงต้นของการวิจัย เน้นไปที่การศึกษาวิจัยในลักษณะการทดลอง (Experiment Research) โดยทำการศึกษาเกี่ยวกับอิทธิพลของดินที่มีผลทำให้ผิวสัมผัสดินที่อุณหภูมิลดลง โดยทำการศึกษาตัวแปรที่มีผลต่ออุณหภูมิดิน ที่สามารถพบเห็นได้โดยทั่วไปรวมไปถึง การศึกษาในเรื่องอิทธิพลของความลึกของดิน, ลักษณะดิน, สภาพผิวดินที่ปกคลุมด้วยพืช และอิทธิพลของทิศที่แตกต่างกันของอาคาร ในการวิจัยทำการศึกษาและทดลองตัวแปรดังกล่าวรอบๆ อาคารที่ได้สร้างขึ้น มีขนาด 8x8 เมตร อาคารมีฉนวนกันความร้อนที่ผนัง, หลังคา และฝ้าเพดานเพื่อป้องกันความร้อนจากหลังคา ทำการบันทึกผล 1 ชั่วโมง โดยการทดลองได้เลือกวันเก็บข้อมูล 2-3 วัน ติดต่อกัน ในช่วงตั้งแต่ มกราคม 2539-มีนาคม 2539 ผลจากการวิเคราะห์พบว่า อุณหภูมิดินที่ระดับความลึก 1.00 เมตร จากผิวดิน มีความอุณหภูมิค่อนข้างจะคงที่จะมีความแตกต่างของค่าอุณหภูมิสูงสุดและค่าอุณหภูมิต่ำสุดอยู่ระหว่าง 2ํC ถึง 3ํC พบว่าทิศใต้จะเป็นทิศที่มีความแตกต่างของค่าอุณหภูมิสูงสุดและค่าอุณหภูมิต่ำสุด มากกว่าทิศอื่นและมีค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิของดินสูงกว่าทิศอื่น ในขณะที่ทิศเหนือเป็นทิศที่มีความแตกต่างของค่าอุณหภูมิสูงสุดและค่าอุณหภูมิต่ำสุด น้อยกว่าทิศอื่นและมีค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิของดินต่ำกว่าทิศอื่น ในการเปรียบเทียบชนิดของดิน ระหว่างดินและทรายพบว่าดินมี Time Lag 10-12 ชั่วโมง และทรายมี Time Lag 6 ชั่วโมง จากการวิจัยพบว่าอิทธิพลของอุณหภูมิดินทำให้อุณหภูมิที่ผิวสัมผัสดินภายในอาคาร (MRT) จะมีอุณหภูมิลดลง สภาพของผิวดินที่ถูกปกคลุมด้วยพืชจะมีความอุณหภูมิต่ำกว่าสภาพดินที่ปราศจากสิ่งปกคลุม โดยเฉพาะดินที่ปกคลุมด้วยพืชคลุมดิน จะมีอุณหภูมิที่ผิวสัมผัสดินลดลงต่ำกว่าดินที่ปราศจากสิ่งปกคลุมถึง 2ํC อุณหภูมิภายในอาคารที่ 1.5 เมตร จะมีอุณหภูมิค่อนข้างจะคงที่และมีทิศทางการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในทิศทางตรงกันข้ามกับอุณหภูมิอากาศ ในขณะที่อุณหภูมิอากาศสูงขึ้น อุณหภูมิภายในอาคารลดลง และในขณะที่อุณหภูมิอากาศเย็นลงอุณหภูมิภายในอาคารจะอบอุ่นขึ้น โดยอุณหภูมิภายในอาคารจะอยู่ที่24-25 องศาเซลเซียน ซึ่งอยู่ในช่วงของสภาวะน่าสบาย (comfort zone) เกิดจากอิทธิพลของ Time Lag ของดิน จากการวิจัยพบว่า สามารถลดอุณหภูมิที่ผิวหนังภายในอาคาร (MRT) ได้ถึง 1.5-2.0 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิภายในอาคารมีอุณหภูมิค่อนข้างที่จะคงที่ อุณหภูมิภายในอาคารอยู่อุณหภูมิสภาวะน่าสบาย (Comfort Temperature) ในกรณีอาคารที่ไม่ปรับอากาศอิทธิพลของความเย็นที่ผิวสัมผัสดิน สามารถลด MRT ของอาคาร ทำให้ผู้ที่อยู่ในอาคารรู้สึกเย็นกว่าปกติ ในกรณีของอาคารที่ปรับอากาศอิทธิพลของความเย็นที่ผิวสัมผัสดินสามารถลดภาระการทำความเย็นและระยะเวลาการใช้เครื้องปรับอากาศ ผลที่ได้จากการวิจัยนี้เป็นประโยชน์ต่อการนำไปประยุกต์ใช้กับการออกแบบอาคาร และภูมิสถาปัตยกรรม เพื่อการประหยัดพลังงาน ในภูมิภาคนี้ได้ต่อไป