พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนผ่านวัสดุมุงหลังคาบ้านพักอาศัย ในเขตร้อนชื้น

Abstract

ศึกษาพฤติกรรมถ่ายเทความร้อน ผ่านวัสดุมุงหลังคมพักอาศัยในเขตร้อนชื้น กรณีศึกษาประเทศไทย วิธีการศึกษาขั้นแรกของงานวิจัย เป็นการศึกษาและรวบรวมข้อมูลของรูปแบบวัสดุมุงหลังคาไทยโบราณ และวัสดุมุงหลังคาไทยในปัจจุบัน เพื่อศึกษาและวิเคราะห์ถึงปัจจัยที่มีผลต่อการถ่ายเทความร้อน เข้าสู่อาคารทางหลังคา ได้แก่ คุณสมบัติของวัสดุมุงหลังคา มุมเอียงของหลังคา และการใช้ฉนวนกันความร้อนและการระบายอากาศบริเวณชายคา วิธีการขั้นสุดท้ายคือ การทดสอบปัจจัยต่างๆ ที่กล่าวมาแล้วข้างต้น โดยใช้วิธีจำลองสภาพแวดล้อมจากการทดลอง เนื่องจากผู้วิจัยสามารถควบคุมตัวแปร รวมทั้งวิธีการทดลองได้ง่ายกว่าการเก็บข้อมูลจากอาคารจริง ซึ่งการศึกษานี้อาศัยการประเมินผลการถ่ายเทความร้อน โดยแบ่งการทดลองเป็น 3 ชุด ชุดที่ 1 คือทดสอบวัสดุมุงหลังคาที่มีคุณสมบัติในการลดการถ่ายเทความร้อน โดยการเปรียบเทียบอุณหภูมิผิวบนและผิวล่างของวัสดุมุงหลังคา ชุดที่ 2 คือทดสอบมุมเอียงของหลังคาที่มีผลต่อการถ่ายเทความร้อน และชุดที่ 3 คือทดสอบการเพิ่มประสิทธิภาพของหลังคา โดยการใช้ฉนวนที่กันความร้อนและการระบายอากาศบริเวณชายคา ตามลำดับ โดยเลือกใช้กล่องทดลอง ขนาด 1.20*1.20*1.20 ม. ผนังทำด้วยโฟมโพลีสไตรีน ด้านบนเปิดโล่งเพื่อวางหลังคาที่จะนำมาทดสอบ และเปรียบเทียบอุณหภูมิ ณ จุดต่างๆ ภายในกล่องทดลองทุกๆ 30 นาที ซึ่งผลจากการทดสอบพบว่า การทดลองชุดที่ 1 วัสดุมุงหลังคาที่มีคุณสมบัติในการลดการถ่ายเทความร้อนได้ดีที่สุด จากการทดลองครั้งนี้ ได้แก่ หญ้าคา เนื่องจากในช่วงเวลาที่อุณหภูมิสูงที่สุดของวัน อุณหภูมิผิวล่างของหลังคาหญ้าคาต่ำกว่าอุณหภูมิของวัสดุมุงอื่นๆ ส่วนผลการทดลองชุดที่ 2 การทดสอบมุมเอียงของหลังคาที่มีผลต่อการถ่ายเทความร้อน พบว่าในช่วงเวลาที่อุณหภูมิสูงที่สุดของวัน กล่องทดลองที่มีมุมหลังคา 60 องศา จะมีอุณหภูมิใต้ผ้าเพดานต่ำที่สุด กล่าวคือต่ำกว่ากล่องทดลองที่มีมุมหลังคา 45 องศา ประมาณ 2 ํC และต่ำกว่ากล่องทดลองที่มีมุมหลังคา 30 องศา, 0 องศา ประมาณ 2.5 ํC และ 3 ํC ตามลำดับ และการทดลองชุดที่ 3 การทดสอบการเพิ่มประสิทธิภาพของหลังคา โดยการใช้ฉนวนกันความร้อนและการระบายอากาศบริเวณชายคา พบว่าตำแหน่งการติดตั้งฉนวนที่ดีในการทดลองนี้คือ ตำแหน่งแนวราบเหนือฝ้าเพดานที่มีการระบายอากาศบริเวณชายคา ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับการติดตั้งฉนวนแนวเอียงใต้หลังคา ที่มีการระบายอากาศบริเวณสายตา ในช่วงเวลาที่อุณหภูมิสูงที่สุดของวัน พบว่าอุณหภูมิใต้ฝ้าเพดานของกล่องทดลองที่ติดตั้งฉนวนแนวราบไม่มีการระบายอากาศบริเวณชายคา ประมาณ 8 ํC ซึ่งเป็นการแสดงว่า การลดการถ่ายเทความร้อนโดยการใช้ฉนวนในตำแหน่งที่ถูกต้องและการระบายอากาศบริเวณชายคา จะช่วยลดความร้อนในช่วงเวลาที่สูงที่สุดของวันได้