อิทธิพลของการหน่วงเหนี่ยวความร้อนจากการผสมมวลสารและฉนวนเข้าด้วยกัน

Abstract

พฤติกรรมการหน่วงเหนี่ยวความร้อนซึ่งเกิดจากค่าความจุความร้อนของมวลสารสามารถช่วยชลอปริมาณความร้อนจากภายนอกที่ผ่านเข้าสู่ภายในอาคาร ปริมาณความร้อนที่ลดลงมีส่วนช่วยให้อุณหภูมิอากาศภายในเข้าใกล้สภาวะน่าสบาย จากการศึกษาทฤษฎีที่เกี่ยวข้องพบว่า เมื่อนำวัสดุฉนวนประกอบกับการใช้มวลสารที่มีค่าความจุความร้อนสูงระยะเวลาในการหน่วงเหนี่ยวความร้อนจะเพิ่มมากขึ้น การวิจัยครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบต่อการหน่วงเหนี่ยวความร้อนจากการเลือกตำแหน่งมวลสารและฉนวน ในการทดสอบจะมีทั้งในสภาพไม่ปรับอากาศและสภาพปรับอากาศ จากนั้นจึงนำผลที่ได้รับมาวิเคราะห์เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบอาคารจริง การวิจัยแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน ได้แก่ การศึกษาเพื่อหาตำแหน่งที่เหมาะสมในการจัดวางฉนวนและมวลสารที่เหมาะสม ในลำดับถัดมา คือ การทดสอบพฤติกรรมการหน่วงเหนี่ยวความร้อนจากการใช้งานในสภาวะไม่ปรับอากาศและปรับอากาศ ในขั้นตอนสุดท้าย คือ การทดสอบตัวแปรจากอิทธิพพลภายนอกที่ส่งผลต่อการหน่วงเหนี่ยวความร้อน ในการศึกษาเพื่อหาตำแหน่งฉนวนและมวลสารที่เหมาะสมได้ใช้ฉนวนโฟมโพลีสไตรีน ความหนา 1 นิ้ว ติดตั้งกับมวลสารคอนกรีตความหนา 4 นิ้ว 2 ชุด การติดตั้งฉนวนได้ทำการติดตั้งฉนวนด้านนอกแผ่นคอนกรีตกึ่งกลางแผ่นคอนกรีต และด้านในแผ่นคอนกรีต จากการทดสอบพบว่าตำแหน่งของฉนวนและมวลสารที่เหมาะสม คือ การใช้วัสดุฉนวนด้านนอกเพื่อลดอิทธิพลที่รุนแรงจากสภาพภูมิอากาศภายนอก และใช้วัสดุมวลสารที่มีค่าความจุความร้อนสูงไว้ด้านในเพื่อหน่วงเหนี่ยวความร้อนที่ผ่านวัสดุฉนวนเข้ามา ผลของการวิจัยพบว่าวัสดุทดสอบชนิดนี้มีอุณหภูมิอากาศสูงสุดภายในเซลทดสอบต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศภายนอกสูงสุดประมาณ 7 องศาเซลเซียส ส่วนวัสดุทดสอบอีก 2 รูปแบบคือ วัสดุทดสอบที่มีฉนวนอยู่กึ่งกลางมวลสารและวัสดุทดสอบที่มีฉนวนอยู่ด้านในมวลสาร มีอุณหภูมิอากาศสูงสุดภายในเซลทดสอบต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศภายนอกสูงสุด ประมาณ 6 องศาเซลเซียสและ 5 องศาเซลเซียสตามลำดับ ผลการทดสอบการใช้งานในสภาพไม่ปรับอากาศและปรับอากาศ พบว่าควรใช้การติดตั้งฉนวนภายนอกและใช้มวลสารด้านในทั้งสองกรณี อย่างไรก็ตามมีข้อควรระวังในการเลือกใช้ปริมาณมวลสารภายในสภาพปรับอากาศ เนื่องจากมวลสารปริมาณมากทำให้สิ้นเปลืองพลังงานในการลดความร้อนสะสมภายในมวลสารเมื่อเริ่มเปิดเครื่องปรับอากาศ ผลการทดสอบตัวแปรจากอิทธิพลภายนอกที่ส่งผลต่อการหน่วงเหนี่ยวความร้อน พบว่าการใช้วัสดุเคลือบผิวที่มีค่าการดูดซับรังสีดวงอาทิตย์แตกต่างกันส่งผลให้มีความแตกต่างของอุณหภูมิอากาศภายในเซลทดสอบ วัสดุทดสอบที่เคลือบผิวด้วยสีดำส่งผลให้อุณหภูมิอากาศภายในสูงกว่าวัสดุทดสอบชนิดเดียวกันที่เคลือบผิวด้วยสีขาวประมาณ 1 องศาเซลเซียส ในทำนองเดียวกันกับการได้รับรังสีตรงจากดวงอาทิตย์จะส่งผลให้อุณหภูมิอากาศภายในเซลทดสอบสูงกว่าชุดวัสดุที่มีการบังแดดให้กับผิวภายนอก ชุดวัสดุที่ไม่มีการบังแดดให้กับผิวภายนอกจะมีอุณหภูมิอากาศภายในสูงกว่าวัสดุทดสอบชนิดเดียวกันที่มีการบังแดด ประมาณ 0.5 องศาเซลเซียส