ความสัมพันธ์ระหว่างค่าการสะท้อนของพื้นผิวภายในอาคารกับประสิทธิภาพการใช้อุปกรณ์ควบคุมความสว่างของดวงโคมด้วยแสงธรรมชาติ

Abstract

การใช้อุปกรณ์ควบคุมความสว่างของดวงโคมด้วยแสงธรรมชาติเป็นวิธีหนึ่งที่สามารถลดปริมาณการใช้พลังงานแสงสว่างในอาคารได้ จากการทบทวนวรรณกรรมพบว่าประสิทธิภาพของการใช้อุปกรณ์ควบคุมความสว่างขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ตำแหน่งการติดตั้ง คุณสมบัติกระจกของช่องเปิด หากแต่ปัจจุบันพบว่ายังไม่มีการศึกษาปัจจัยด้านค่าการสะท้อนของพื้นผิวในอาคาร งานวิจัยชิ้นนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อหาอัตราส่วนค่าการสะท้อนของพื้นผิวที่เหมาะสมต่อการใช้งานเมื่อคำนึงถึงความคุ้มทุนทางด้านเศรษฐศาสตร์ เป็นการศึกษาอัตราค่าการสะท้อนของพื้นผิวภายในอาคารที่มีผลต่อประสิทธิภาพการใช้อุปกรณ์ควบคุมความสว่างของดวงโคมด้วยแสงธรรมชาติ โดยงานวิจัยนี้ใช้การจำลองสถานการณ์ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการเก็บข้อมูลคุณภาพแสงภายในอาคารสำนักงานจำลองขนาด 3.50x5.40x2.70 เมตร ภายในติดตั้งโคมไฟที่ใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 หุน ขนาด 36 วัตต์ จำนวน 6 ชุด และมีการแบ่งชุดควบคุมการทำงานด้วยเปิดปิดและแบบปรับหรี่ได้ โดยแบ่งการศึกษาเป็น 3 ส่วน ส่วนที่ 1 ศึกษาค่าความสว่างที่ได้จากแสงธรรมชาติในระดับพื้นที่ทำงานของสำนักงานแบบจำลอง โดยจะจำลองสภาพความสว่างด้วยโปรแกรม DIALux 4.8 พื้นผิวภายในของแบบจำลองจะมีการเปลี่ยนแปลงค่าการสะท้อนตั้งแต่ 0.10-0.90 ในทุกๆพื้นผิวทั้งพื้น ผนัง และเพดาน ส่วนที่ 2 ศึกษาการใช้พลังงานของโคมไฟเมื่อใช้ควบคู่กับอุปกรณ์ควบคุมความสว่าง โดยศึกษาเพื่อเปรียบเทียบค่าการใช้พลังงานที่ต่างกันระหว่างระบบดวงโคมที่มีกับไม่มีอุปกรณ์ควบคุมความสว่างด้วยแสงธรรมชาติ กับเปรียบเทียบพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ของสำนักงานจำลองที่มีอุปกรณ์ควบคุมความสว่างดวงโคมแต่ในทิศทางต่างกันและช่วงเวลาที่ต่างในตลอดทั้งปี และส่วนที่ 3 วิเคราะห์ผลตอบแทนทางด้านเศรษฐศาสตร์ เปรียบเทียบค่าการลงทุนระหว่างระบบไฟฟ้าทั่วไปกับระบบไฟฟ้าที่มีการติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมความสว่างด้วยแสงธรรมชาติ และผลตอบแทนทางการใช้จ่ายพลังงานไฟฟ้าที่ได้รับ เพื่อหาระยะคืนทุนของระบบดังกล่าวในการใช้งานในห้องสำนักงานที่มีค่าการสะท้อนของพื้นผิวภายในที่แตกต่างกัน จากผลการวิจัยพบว่าห้องที่มีอัตราค่าการสะท้อนของพื้นผิวภายในอาคารสูงจะมีอัตราค่าการใช้พลังงานไฟฟ้าแสงสว่างที่ต่ำกว่าห้องที่มีอัตราค่าการสะท้อนของพื้นผิวภายในอาคารน้อย ซึ่งส่งผลต่อค่าใช้จ่ายทางพลังงานของอาคาร โดยพบว่าอาคารที่มีการติดตั้งอุปกรณ์จะสามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าเมื่อเทียบกับระบบทั่วไปได้ร้อยละ 48-62 และเมื่อนำค่าใช้จ่ายทางพลังงานมาวิเคราะห์ร่วมกับค่าใช้จ่ายตั้งต้นของระบบเพื่อวิเคราะห์ความน่าลงทุนทางเศรษฐศาสตร์ อาคารที่มีช่องเปิดทางทิศเหนือ ทิศตะวันออกและทิศตะวันตกควรติดตั้งอุปกรณ์เพื่อลดค่าใช้จ่ายทางด้านพลังงานไฟฟ้าโดยจะมีอัตราการคืนทุนของระบบที่เร็วเมื่ออาคารมีอัตราค่าการสะท้อนของพื้นผิวภายในมาก ในขณะที่อัตราค่าการสะท้อนของพื้นผิวภายในมีผลน้อยมากกับอัตราคืนทุนของระบบเมื่ออาคารที่ใช้อุปกรณ์มีช่องเปิดทางทิศเหนือ