ประสิทธิภาพแผงสะท้อนแสงเหนือระนาบทำงานภายในอาคาร

Abstract

การนำแสงธรรมชาติเข้ามาใช้ในอาคารเป็นแนวคิดที่ช่วยลดการใช้พลังงานในสถาปัตยกรรม ระบบหิ้งสะท้อนแสง (light shelves) จึงถูกพัฒนาเพื่อช่วยประหยัดไฟฟ้าระบบส่องสว่างในอาคาร แต่เนื่องจากแสงธรรมชาติมีข้อจำกัดด้านความสม่ำเสมอ จึงมีผลให้ส่วนระนาบทำงานยังคงต้องการแสงสว่างที่เพียงพอเพิ่มเติม วิทยานิพนธ์นี้จึงมีเป้าหมายเพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการพัฒนาแนวคิดในระบบหิ้งสะท้อนแสง ด้วยการนำแผงสะท้อนแสงเหนือระนาบทำงานภายในอาคาร (interior daylighting panels) มาใช้เสริมกับหิ้งสะท้อนแสงที่ช่องเปิดแบบเดิม ด้วยหลักการให้แสงธรรมชาติจากช่องเปิดด้านข้าง ตกลงบนระนาบทำงานเพิ่มขึ้น และเสริมประสิทธิภาพของหิ้งสะท้อนแสงในการเพิ่มค่าความส่องสว่างภายในอาคาร ให้ถึงเกณฑ์ที่เพียงพอต่อการใช้งาน เพื่อลดการใช้แสงไฟประดิษฐ์ลงจากการใช้แสงธรรมชาติทดแทน การศึกษากำหนดขอบเขตเป็นอาคารสำนักงานที่ตั้งในเขตละติจูด 14 องศาเหนือ และมีช่วงเวลาใช้งาน 8.00-16.00 น. ศึกษาตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของ interior daylighting panels ทั้งตัวแปรกายภาพด้านรูปแบบ วัสดุ ระดับติดตั้งและตัวแปรแวดล้อมที่ช่วยส่งเสริมประสิทธิภาพด้านรูปทรงของหิ้งสะท้อนแสง ประเมินผลโดยใช้หุ่นจำลองในการวัดค่า daylight factor ที่เพิ่มขึ้นและระยะที่ความส่องสว่างผ่านเกณฑ์ 2 %DF จากช่องเปิดทิศเหนือ-ใต้ ภายใต้สภาพท้องฟ้าลักษณะ clear sky และ overcast sky แล้วนำผลมาคำนวณเปรียบเทียบกับข้อมูลปริมาณแสงกระจายจากท้องฟ้าเฉลี่ยรายชั่วโมงของทุกเดือน เพื่อหาความส่องสว่างจากแสงธรรมชาติที่ได้และแสงประดิษฐ์ที่ต้องการเพิ่ม มาเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการลดการใช้พลังงานจากไฟประดิษฐ์ในแต่ละกรณี จากการศึกษาพบว่า interior daylighting panels ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดทางด้านกายภาพ คือลักษณะโค้งระนาบนอนที่พิจารณาใช้พื้นผิวที่มีการสะท้อนแสงลักษณะ spread reflect และติดตั้งที่ระดับประมาณ 2.75 เมตร จะมีประสิทธิภาพในการเพิ่มระยะจากช่องเปิดที่มีค่าความส่องสว่างเพียงพอต่อการใช้งานจากกรณีปกติ (base case) ที่ใช้หิ้งสะท้อนแสงแบบเรียบที่ช่องเปิดอย่างเดียว 1.70 เมตร หรือ 42.50% ในทิศเหนือ และเพิ่มขึ้น 1.75 เมตร หรือ 53.85% ในทิศใต้ ประหยัดพลังงานเพิ่มขึ้น 34.42%ต่อปีในทิศเหนือ และ 12.40% ต่อปีในทิศใต้ นอกจากนี้ยังพบอีกว่าหากมีการใช้ interior daylighting panels ร่วมกับหิ้งสะท้อนแสงรูปทรงโค้งจะสามารถเพิ่มระยะที่แสงสว่างเพียงพอได้อีก 10.53% ในทิศเหนือ และ 16.00% ในทิศใต้ อีกทั้งสามารถประหยัดพลังงานเพิ่มขึ้นได้อีก 17.68% ต่อปีในทิศเหนือ และ 14.13% ต่อปีในทิศใต้อีกด้วย โดยข้อสรุปที่ได้จากการศึกษานั้นสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอาคารลักษณะใกล้เคียงกัน ที่มีการใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาติผ่านช่องเปิดด้านข้างได้ต่อไป