แนวทางการใช้รูปแบบการไหลเวียนกระแสลมของเรือนไทยในบ้านพักอาศัย

Abstract

ประเทศไทยเป็นประเทศในเขตร้อนชื้น ซึ่งอากาศโดยทั่วไปจะร้อนอบอ้าวเกือบตลอดทั้งปี การใช้การไหลเวียนของกระแสลมจึงมีส่วนสำคัญ ที่ช่วยถ่ายเทอากาศและถ่ายเทความร้อนทำให้เกิดสภาวะสบายแก่ผู้อยู่อาศัย การวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อเสนอแนะแนวทางในการออกแบบส่วนประกอบทางสถาปัตยกรรมที่มีแนวคิดมาจากเรือนไทยเดิมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการไหลเวียนของกระแสลม สำหรับรูปแบบบ้านพักอาศัยในปัจจุบัน วิธีดำเนินการวิจัยอาศัยการทดลองเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต้นและตัวแปรตามผ่านการจำลองสถานการณ์ (Simulation) ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ CFD (Computation Fluid Dynamic) กำหนดให้ตัวแปรต้นคือส่วนประกอบทางสถาปัตยกรรม ตัวแปรตามคือความเร็วลมและลักษณะการไหลเวียนกระแสลมภายในอาคาร และตัวแปรคงที่คือรูปแบบของกรณีศึกษาและความเร็วลมภายนอกอาคาร แบ่งการศึกษาเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนที่ 1: เป็นการทดลองเพื่อศึกษาลักษณะการไหลเวียนกระแสลมในเรือนไทยเดิมกรณีศึกษาและปัจจัยที่ทำให้เกิดการไหลเวียนกระแสลมในลักษณะนั้น ทั้งหมด 6 ปัจจัย ได้แก่ ช่องเปิดที่พื้น, ช่องเปิดที่ผนัง, หลังคาทรงสูง, ใต้ถุนโล่ง, ชายคาและชานโล่ง ส่วนที่ 2: เป็นการนำปัจจัยที่ได้ศึกษาในการทดลองส่วนที่ 1 ร่วมกับปัจจัยจากการศึกษาเอกสารงานวิจัยที่เกี่ยวข้องมากำหนดตัวแปรในการทดลอง รวมทั้งหมด 12 ปัจจัย 33 ตัวแปร ได้แก่ ปัจจัยกลุ่มอาคาร ปัจจัยทิศทางกระแสลม ปัจจัยระยะระหว่างอาคารที่บังลมกัน ปัจจัยปริมาณช่องเปิด ปัจจัยระดับช่องเปิด ปัจจัยตำแหน่งช่องเปิด ปัจจัยช่องเปิดที่พื้น ปัจจัยช่องลม ปัจจัยใต้ถุนโล่ง ปัจจัยรูปทรงหลังคา ปัจจัยรูปแบบชายคา และปัจจัยระยะยื่นของชายคา แล้ววิเคราะห์เปรียบเทียบอิทธิพลของตัวแปรในแต่ละปัจจัย เพื่อสรุปหาตัวแปรที่ทำให้การไหลเวียนกระแสลมของบ้านพักอาศัยกรณีศึกษาในปัจจุบันมีประสิทธิภาพสูงสุด ส่วนที่ 3: เป็นการนำข้อสรุปจากการทดลองในส่วนที่ 2 มาประยุกต์ใช้กับบ้านพักอาศัยต้นแบบเพื่อเสนอแนะแนวทางสำหรับออกแบบบ้านพักอาศัยในปัจจุบัน ผลการวิจัยพบว่า เรือนไทยเดิมมีระบบการระบายอากาศแบบลมพัดผ่านตลอด กระกระจายของกระแสลมภายในอาคารค่อนข้างดี ไม่ว่ากระแสลมภายนอกจะพัดมาในทิศทางใด กระแสลมที่พัดมาในทิศตั้งฉากกับชานทำให้ความเร็วลมเฉลี่ยภายในบ้านทุกพื้นที่สูงสุด โดยเฉพาะบริเวณใต้ถุน ความเร็วลมเฉลี่ยอยู่ในระดับที่รู้สึกสบาย แต่ความเร็วลมเฉลี่ยภายในพื้นที่ห้องต่ำกว่าจะรู้สึกได้ โดยส่วนใหญ่ปัจจัยที่ทำการศึกษาทำให้ความเร็วเฉลี่ยภายในเรือนไทยลดลงเมื่อขาดปัจจัยนั้น ๆ ยกเว้นปัจจัยชายคาที่ทำให้ความเร็วลมเฉลี่ยภายในเรือนไทยเพิ่มขึ้น ส่วนบ้านพักอาศัยกรณีศึกษาในปัจจุบันที่มีรูปแบบการวางกลุ่มอาคารล้อมชานที่แตกต่างกัน แม้จะมีระบบการระบายอากาศแบบลมพัดผ่านที่เหมือนกันแต่ความเร็วลมเฉลี่ยสูงสุดจะแตกต่างกันมาก โดยมากการวางกลุ่มบ้านแบบไม่ต่อเนื่อง และกลุ่มบ้านแบบต่อเนื่องบางส่วน เมื่อทิศทางกระแสลมภายนอกทำมุม 45 องศากับพื้นที่ชานจะทำให้ความเร็วลมเฉลี่ยภายในบ้านสูงสุด และอยู่ในระดับที่รู้สึกสบาย ในขณะที่กลุ่มบ้านแบบต่อเนื่อง เมื่อทิศทางกระแสลมภายนอกตั้งฉากกับพื้นที่ชานจะทำให้ความเร็วลมเฉลี่ยภายในบ้านสูงสุดแต่อยู่ในระดับที่ไม่อาจรับรู้ได้ ซึ่งหากทำการปรับปรุงโดยเพิ่มระยะห่างระหว่างบ้านที่บังลมกันให้เท่ากับ 2 เท่าของความสูงห้อง ปริมาณช่องเปิดลมเข้า-ออก 60% ความสูงช่องเปิดสูงกว่าพื้นห้อง 0.40 ม. ในตำแหน่งกลางผนัง มีช่องลมตลอดความยาวผนังสำหรับผนังภายในและภายนอกเฉพาะด้านรับลม มีช่องเปืดระหว่างพื้นชานกับพื้นชั้นบน พื้นชั้นล่างยกสูง 1.20 ม. หลังคามีความชัน 60 องศา ชายคาราบเหนือหน้าต่างมีระยะยื่น 1.60 ม. ห่างจากผนัง 0.80 ม. จะทำให้ความเร็วลมเฉลี่ยภายในบ้านพักอาศัยต้นแบบอยู่ในระดับสบายได้ โดยเมื่อวางบ้านให้ชานตั้งฉากกับทิศทางลมเด่นความเร็วลมเฉลี่ยภายในบ้านยจะเพิ่มขึ้น 6 เท่า เมื่อความเร็วลมภายนอกเท่ากับ 1.35 m/s และจะเพิ่มขึ้น 10 เท่า เมื่อกระแสลมภายนอกเท่ากับ 2.0 m/s.