แนวทางการสร้างแบบประเมินการใช้แสงธรรมชาติในอาคารเพื่อการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพสำหรับภูมิอากาศเขตร้อนชื้น

Abstract

การใช้แสงธรรมชาติเพื่อทดแทนแสงประดิษฐ์ในอาคารปรับอากาศต้องคำนึงถึงภาระการทำความเย็น (cooling load) ที่เพิ่มขึ้นจากความร้อนที่มากับแสงธรรมาติ การใช้แสงธรรมชาติโดยทั่วไปมักพบปัญหาที่ระดับความส่องสว่าง ไม่สม่ำเสมอบริเวณใกล้ช่องแสงมีระดับความสว่างสูงและค่อยๆลดต่ำลงจนไม่เพียงพอต่อการใช้งาน จึงไม่สามารถใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาติได้อย่างเต็มที่ การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างแบบประเมินสำหรับอาคารที่ใช้แสงธรรมชาติจากช่องแสงด้านข้างโดยเปรียบเทียบค่าระดับความส่องสว่างที่ได้ตากแสงธรรมชาติกับค่ามาตรฐานความส่องสว่างสากล (IES) เพื่อประเมินศักยภาพของแสงธรรมชาติภายในอาคารที่พิจารณา การวิจัยนี้ทำการศึกษาอิทธิพลและความสัมพันธ์ของตัวแปรในการนำแสงธรรมชาติด้านข้างมาใช้ภายในอาคารเท่านั้น โดยคำรวณหาความส่องสว่างภายในอาคารด้วยวิธี Sky Factor ของตัวแปรต่างๆที่เกี่ยวข้องได้แก่ รูปแบบและอัตราของช่องแสง ความแปรปรวนของสภาพท้องฟ้า การเปลี่ยนตำแหน่งและการโคจรของดวงอาทิตย์ ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสงของพื้นผิวภายในอาคาร ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสงของพื้นผิวภายนอกอาคาร ค่าความสกปรกของท้องฟ้าและสภาพบรรยากาศ ค่าการส่องผ่านของแสง พื้นที่สุทธิของช่องแสง เพื่อกำหนดเกณฑ์ของแบบประเมินค่าความส่องสว่าง (ลักซ์) และภาระการทำความเย็น (วัตต์ต่อตารางเมตร) เพื่อใช้สำหรับประเมินการนำแสงธรรมชาติด้านข้างมาภายในอาคารอย่างมีประสิทธิภาพ จากการวิจัยพบว่า การใช้แสงธรรมชาติด้านข้างในอาคารพักอาศัยที่เหมาะสม มีระดับความส่องสว่างเท่ากับ 250 ลักซ์ และภาระการทำความเย็นสูงสุดเท่ากับ 0.365 วัตต์ต่อตารางเมตร ในอาคารสำนักงานที่เหมาะสม มีระดับความส่องสว่างเท่ากับ 350 ลักซ์ และภาระการทำความเย็นสูงสุดเท่ากับ 0.731 วัตต์ต่อตารางเมตร โดยที่ไม่น้อยกว่าหรือมากกว่าค่ามาตรฐานดังกล่าว ถ้ามากกว่าค่ามาตรฐานแสดงว่ามีแสงสว่างที่มากไป มีปริมาณความร้อนสูง และถ้าน้อยกว่าค่ามาตรฐานแสดงว่ามีแสงสว่างที่น้อยไป ไม่เพียงพอต่อการใช้งานภายใน ผลการทดสอบแบบประเมินที่สร้างขึ้นกับอาคารพักอาศัยตัวอย่างจำนวน 2 หลัง ได้แก่บ้านพักอาศัยทั่วไป และบ้านที่ออกแบบให้มีการประหยัดพลังงาน พบว่าบ้านพักอาศัยทั่วไปจัดเป็นอาคารที่มีศักยภาพในการใช้แสงธรรมชาติในอาคารระดับ 2 เป็นระดับที่พอใช้ บ้านที่ออกแบบให้มีการประหยัดพลังงานจัดเป็นอาคารที่มีศักยภาพในการใช้แสงธรรมชาติในอาคารเบอร์ 4 เป็นระดับที่ดี และสำนักงานตัวอย่างจำนวน 2 หลัง ได้แก่ สำนักงานทั่วไป และสำนักงานที่ออกแบบให้มีการประหยัดพลังงาน พบว่าสำนักงานทั่วไปจัดเป็นอาคารที่มีศักยภาพในการใช้แสงธรรมชาติในอาคารระดับ 2 เป็นระดับที่พอใช้ สำนักงานที่ออกแบบให้มีการประหยัดพลังงาน จัดเป็นอาคารที่มีศักยภาพในการใช้แสงธรรมชาติในอาคารเบอร์ 4 เป็นระดับที่ดี ผลที่ได้จากการทดสอบแบบประเมินที่สร้างขึ้นพบว่า การใช้แสงธรรมชาติในอาคารเพื่อการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพนั้น ต้องมีปริมาณความส่องสว่างภายในตามมาตรฐานที่กำหนด ไม่ทำให้เกิดภาวะการทำความเย็นภายในอาคาร