การลดอุณหภูมิวัสดุปูพื้นภายนอกอาคารโดยวิธีการระเหย

Abstract

ความร้อนจากสิ่งแวดล้อมรอบอาคาร เกิดจากรังสีของดวงอาทิตย์สะสมที่วัสดุปูพื้นภายนอกอาคาร ส่งผลทําให้อากาศมีอุณหภูมิสูงขึ้น การใช้นํ้ ามาระเหยผ่านวัสดุ เพื่อให้นํ้าทําหน้าที่เป็นตัวกลางดึงความร้อนจากผิววัสดุมาระเหยกลายเป็นไอ จะเป็นผลทํ าให้ผิววัสดุที่สัมผัสกับโมเลกุลของนํ้ามีอุณหภูมิตํ่าลง และเมื่อพิจารณาจากแผนภูมิไซโครเมตริก (Phychromatric Chart) ซึ่งเป็นแผนภูมิที่ใช้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับสภาวะอากาศ สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเกิดการระเหยนํ้า อุณหภูมิที่นํ้าระเหยจะเท่ากับอุณหภูมิกระเปาะเปียก ดังนั้นอุณหภูมิผิววัสดุที่มีการระเหยของนํ้า จะมีอุณหภูมิลดลงวัตถุประสงค์ของการทดลอง คือ ศึกษาหาตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับการลดอุณหภูมิของวัสดุปูพื้นภายนอกอาคาร เพื่อศึกษาอิทธิพลของตัวแปรต่อการลดความร้อนวัสดุปูพื้นภายนอกอาคาร และนําเสนอวิธีการลดการสะสมความร้อนของวัสดุปูพื้นภายนอกอาคาร สําหรับประยุกต์ใช้กับงานจริง วิธีการวิจัย โดยศึกษาทดสอบอิทธิพลรังสีดวงอาทิตย์ อิทธิพลของลม และอิทธิพลของชนิดวัสดุปูพื้นในเรื่องของมวลสาร(Mass)การนํ าความร้อน(Conductivity) การดูดซึมนํ้า(Water Absorption) การดูดซับรังสีความร้อน(Thermal Absorption) การคายรังสีความร้อน(Emissivity) การทดสอบทั้งหมดประกอบด้วย 3 ขั้นตอน คือ ขั้นตอนที่1 เพื่อหาสาเหตุของความร้อนที่สะสมที่ผิววัสดุปูพื้น ทดสอบอิทธิพลของดวงอาทิตย์ อิทธิพลของลม และชนิดของวัสดุ การเลือกวัสดุทดสอบ พิจารณาที่ค่าการนําความร้อน และค่าการดูดซึมนํ้าซึ่งแตกต่างกัน 3 ระดับคือ มาก ปานกลาง น้อย ดังนั้นจึงได้เลือกใช้ หิน อิฐ และคอนกรีตมวลเบา เพื่อทดสอบในการวิจัยครั้งนี้ ผลจากขั้นตอนที่1 พบว่า กลางแจ้ง รังสีดวงอาทิตย์เป็นตัวแปรที่เพิ่มอุณหภูมิ ส่วนลมเป็นตัวแปรที่ช่วยลดอุณหภูมิ จากนั้นจึงทดสอบในขั้นตอนที่2 การทดสอบในขั้นตอนนี้แบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนที่1 เพื่อลดสาเหตุของความร้อน ทดสอบลดอิทธิพลรังสีดวงอาทิตย์ และเพิ่มอิทธิพลของลม วางวัสดุในร่ม ซึ่งมีลมพัดผ่านและศึกษาการนําความร้อน โดยเปรียบเทียบอุณหภูมิผิวหินทรายและคอนกรีตมวลเบา ศึกษาการคายรังสีความร้อนในเรื่องลักษณะพื้นผิว โดยเปรียบเทียบคอนกรีตบล็อกปูพื้นผิวเรียบกับคอนกรีตบล็อกผิวกรวด และศึกษาการดูดซับรังสีความร้อนในเรื่องสีผิว โดยเปรียบเทียบคอนกรีตมวลเบาผิวสีขาวกับคอนกรีตมวลเบาผิวสีดํ า ส่วนที่2 เพื่อเพิ่มอิทธิพลความเย็นให้กับผิววัสดุปูพื้น ทดลองใช้วิธีการระเหยของนํ้ าผิววัสดุด้านบนและศึกษาเปรียบเทียบวัสดุต่างๆเหมือนกับการทดสอบส่วนที่1 การทดสอบส่วนที่3 เพื่อเพิ่มอิทธิพลความเย็นเหมือนกับการทดสอบส่วนที่2 แต่ทดลองใช้ทั้งวิธีการระเหยและใช้ลมพัดผ่าน ศึกษาเปรียบเทียบอิทธิพลกระแสลม จากนั้นจึงทําการทดสอบขั้นตอนที่3 เป็นการประยุกต์นํ ามาใช้งาน ทําการทดลองใช้งานกับงานภูมิสถาปัตยกรรมในประเทศไทย เพื่อนําความเย็นที่ได้ มาใช้ลดอุณหภูมิสภาพแวดล้อมนอกอาคารผลการวิจัยพบว่า เมื่อวางวัสดุกลางแจ้ง และใช้วิธีการระเหยนํ้าผ่านผิววัสดุ วัสดุที่มีการดูดซึมนํ้าขึ้นมาที่ผิวด้านบนมาก จะมีอุณหภูมิผิวที่ตํ่าว่าวัสดุที่มีการดูดซึมนํ้าขึ้นมาที่ผิวบนน้อย วัสดุทั้งหมดมีอุณหภูมิผิวสูงกว่าอุณหภูมิอากาศ แต่เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่อยู่ในร่ม และใช้วิธีการระเหยนํ้า วัสดุกลุ่มนี้จะมีอุณหภูมิผิวตํ่ ากว่าอุณหภูมิอากาศ นอกจากนี้ยังพบว่า เมื่อวางวัสดุในร่ม และไม่ใช่วิธีการระเหยนํ้าคุณสมบัติการนําความร้อนของวัสดุจะมีอิทธิพลต่อการลดอุณหภูมิผิววัสดุมากกว่าคุณสมบัติการดูดซึมนํ้า ส่วนในกรณีที่วางวัสดุในร่ม และใช้วิธีการระเหยนํ้ า คุณสมบัติการดูดซึมนํ้าของวัสดุจะมีอิทธิพลต่อการลดอุณหภูมิผิววัสดุมากกว่าคุณสมบัติการนําความร้อน จึงสามารถสรุปได้ว่า วัสดุที่อยู่ในร่ม และใช้วิธีการระเหยนํ้าผ่านผิววัสดุ อุณหภูมิผิววัสดุจะตํ่ากว่าอุณหภูมิอากาศโดยเฉลี่ย 5 องศาเซลเซียส ในช่วง8.00-17.00น.วัสดุที่เหมาะสมต่อการใช้งานปูพื้นภายนอกอาคาร ในที่ร่ม และใช้วิธีการระเหยนํ้าผ่านผิววัสดุ ควรมีความหนาแน่นน้อย มีคุณสมบัติการดูดซับนํ้าที่ดี และมีค่าการคายความร้อนสูงซึ่งหมายถึงมีพื้นที่ผิวสัมผัสอากาศมาก ส่วนลักษณะสีผิวของวัสดุที่มีการระเหยนํ้า ในที่ร่ม พบว่า วัสดุที่มีสีเข็มจะมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับวัสดุสีอ่อน สีผิวจึงเป็นตัวแปรที่มีอิทธิพลน้อยมากต่ออุณหภูมิผิววัสดุสําหรับการทดลองครั้งนี้