อิทธิพลของมวลสารผนังภายนอก และทิศทางที่มีผลต่อการประหยัดพลังงาน และสภาวะน่าสบายของอาคารพักอาศัยในภูมิอากาศร้อนชื้น

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงทดลอง (experimental research) ศึกษาอิทธิพลมวลสารผนังภายนอก และทิศทางที่มีผลต่อการประหยัดพลังงานและสภาวะน่าสบายของอาคารพักอาศัยในภูมิอากาศร้อนชื้น โดยก่อสร้างห้องทดลอง ณ อำเภอหาดใหญ่ จังหวัดสงขลา ตั้งอยู่ที่ละติจูด 6⁰55N และลองติจูด 100⁰26E ทำการทดลองเดือนเมษายน-กรกฎาคม พ.ศ. 2553 เพื่อเปรียบเทียบพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนของมวลสารและทิศทาง การทดลองกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนวัสดุทั้ง 3 ชนิดเป็นตัวแปรควบคุม วัสดุที่ใช้ในการทดลอง ได้แก่ ผนังมวลสารน้อย (low thermal mass) ใช้วัสดุคอนกรีตมวลเบา (Light weight4”), ผนังมวลสารปานกลาง (medium thermal mass) วัสดุก่ออิฐมอญฉาบปูนครึ่งแผ่น (Brick4”) ติดฉนวนโฟมหนา 0.27” และผนังมวลสารมาก (high thermal mass) วัสดุอิฐมอญฉาบปูนเต็มแผ่น (Brick8”) ติดฉนวนโฟมหนา 0.12” การศึกษาวิจัยได้ทดลองในห้องทดลองกว้าง 2.40 ม. ยาว 4.80 ม. สูง 2.40 ม. โดยแบ่งเป็นห้องทดลอง ขนาด 1.20 ม .x 2.40 ม. จำนวน 3 ห้อง โดยห้องทดลองปรับหมุนรับอิทธิพลจากแสงอาทิตย์ทั้ง 8 ทิศ ได้แก่ ทิศเหนือ ทิศตะวันออก ทิศใต้ ทิศตะวันตก ทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ทิศตะวันออกเฉียงใต้ ทิศตะวันตกเฉียงใต้ และทิศใต้ ห้องทดลองทั้งหมดได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อมใกล้เคียงกันและไม่มีการปรับอากาศ กำหนดให้ห้องทดลองทั้ง 3 ห้องใช้ผนังมวลสารน้อย ผนังมวลสารปานกลาง และผนังมวลสารมาก ทดลอง 2 กรณีคือ กรณีไม่มีเชิงชายหลังคา และกรณีมีเชิงชายหลังคา ทำให้เกิดรูปแบบการทดลองทั้งหมด 48 ชุดการทดลอง เก็บข้อมูลทุกๆ 1 นาที เป็นเวลาติดต่อกัน 2 วัน หรือ 48 ชั่วโมงต่อ 1 การทดลอง การวิเคราะห์ประสิทธิผลการทดลองในแต่ละชุดการทดลอง ใช้กระบวนการพิจารณาจากผลต่างขององศาชั่วโมงของอุณหภูมิสะสม (degree hour) โดยทุกจุดเก็บข้อมูลที่ฐาน 18℃ เพื่อวิเคราะห์ผลเปรียบเทียบประสิทธิผลของทุกชุดการทดลอง ผลการวิจัยโดยการเปรียบเทียบตัวแปรมวลสารผนังภายนอกพบว่า ตลอด 24 ชั่วโมง และช่วงเวลากลางคืนผนังมวลสารน้อย (light weight4”) มีประสิทธิภาพสูงสุดในการลดอุณหภูมิอากาศและเกิดสภาวะน่าสบายสูงสุด แต่ในช่วงเวลากลางวันผนังมวลสารมาก (brick8” + foam0.12”) กลับมีประสิทธิภาพสูงสุดในการลดอุณหภูมิอากาศและเกิดสภาวะน่าสบายมากที่สุด และเมื่อเปรียบเทียบอิทธิพลของทิศทางอาคารในช่วงเวลา กลางวันพบว่าทิศตะวันตกเฉียงใต้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ในการลดพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนของมวลสารผนังภายนอกสูงสุด และเมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพตัวแปรเชิงชายหลังคาพบว่า ทุกทิศทางอาคารตัวแปรด้านเชิงชายหลังคาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ในการลดพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนและสภาวะน่าสบายของมวลสารผนัง ภายนอกในปริมาณเท่ากันๆ