แนวทางการเพิ่ม ... - BERAC 4/02 Building Tech 2.pdf · Office Buildings by Improving Building Envelope ... การคำนวณค่า OTTV ของ

แนวทางการเพมประสทธภาพดานการใชพลงงานของอาคารสำานกงาน

ราชการขนาดใหญพเศษดวยการปรบปรงวสดเปลอกอาคาร

Guidelines for Increasing Energy Efficiency of Large Government

Office Buildings by Improving Building Envelope Materials

ภานพงษ ญาณเวทยสกล1 และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร 2

Panupong Yanwaidsakul1 and Atch Sreshthaputra, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

E-mail: [email protected], [email protected]

บทคดยอ

การวจยนเปนงานวจยเชงการทดลอง (Simulation research) มวตถประสงคเพอพฒนาเกณฑ

การประเมนคาการถายเทความรอนรวมผานเปลอกอาคารในสวนของอาคารสำานกงานราชการขนาด

ใหญพเศษ เพอเพมประสทธภาพการใชพลงงาน โดยใชอาคารททำาการกรมโยธาธการและผงเมอง ถนน

พระราม 6 เปนอาคารกรณศกษา การศกษา วจยจะประกอบดวย การสรางอาคารอางองดวยการจำาลอง

ในโปรแกรม Visual DOE 4.1 โดยปรบปรงอาคารสำานกงานอางองใหมความสอดคลองกบอาคาร

สำานกงานราชการ การใชวธการทางสถตเพอหาคาเฉลยหลายกลมแบบพาราเมตรก (Parameterization)

สมประสทธในสมการการถายเทความรอนรวมผานผนงอาคารตามกฎกระทรวงกระทรวงพลงงาน พ.ศ.

2552 การหาแนวทางการปรบปรงประสทธภาพการใชพลงงานของอาคารสำานกงานราชการขนาดใหญ

พเศษดวยการปรบปรงวสดเปลอกอาคารใหสามารถลดการใชพลงงานลงได 10% จากฐานการใชพลงงาน

เฉลยของอาคารราชการ ผลการวจยเสนอสมการการคำานวณคา OTTV ของอาคารสำานกงานราชการ

ขนาดใหญพเศษอางอง เรยกวา OTTV ราชการ แบงเปน 2 สมการตามทศทางของอาคาร คา OTTV

ราชการ อาคารในทศทาง A (หนดานยาวของอาคารไปทศเหนอและใต) เทากบ 32.525 W/m2 และ

คา OTTV ราชการ อาคารในทศทาง B, C และ D (หนดานยาวของอาคารไปทศทางอน) เทากบ 22.469

W/m2 คาเฉลยของสมประสทธในสมการทศทาง A ไดแก TDeq, ∆T และ ESR เทากบ 6.054, 3.375,

44.2 ตามลำาดบ และคาเฉลยของสมประสทธในสมการทศทาง B C และ D ไดแก TDeq, ∆T และ ESR

เทากบ 6.337, 3.496 และ 61.85 ตามลำาดบ อาคารอางองใชพลงงานไฟฟารวม 112.94 kWh/m2-year

Abstract

This is a simulation research with an aim to improve the criteria for evaluating overall heat

transfer via the building envelope in large government office buildings in order to increase energy

efficiency. The buidling of the Department of Public Works and Town & Country Planning Office,

Rama 6 Road, was used as a case study. The research study comprised: the creation of the

โครงการประชมวชาการ ประจำาป 2556 Built Environment Research Associates Associates Conference, BERAC 4, 2013

63

reference building model using the Visual DOE 4.1 program, adjusting the reference building to

be line with government office buildings, the use of statistical parameterization to find the average

heat transfer co-efficients via the building envelope according to the Ministerial Regulation of the

Ministry of Energy B.E. 2552, and the establishment of guidelines to increase the efficiency of

energy use of large government office buildings by improving the building envelope materials so

that they can reduce energy use by 10% from the basis of average energy use by government

office buildings. The research results suggest equations for OTTV calculations for large govern-

ment office buildings, referred to as official governmental OTTV. The equations are grouped into

two types according to the building direction. The official governmental OTTV for buildings in A

direction is 32.525 W/m2 while that in B, C, D directions is 22.469 W/m2. The average coefficients

in the equation in the A direction are TDeq, ∆T and ESR of 6.054, 3.375, and 44.2 respectively.

Meanwhile, those in the equation in the B, C, and D directions are TDeq, ∆T and ESR of 6.337,

3.496 and 61.85 respectively. The reference building uses a total of 112.94 kWh/m2 per year of

electrical power energy.

คำาสำาคญ (Keywords): แนวทาง (Guidelines), ประสทธภาพการใชพลงงาน (Energy Efficiency), การ

จำาลองการใชพลงงานในอาคาร (Building Energy Simulation), คาการถายเทความรอนรวมผานผนง

อาคาร (OTTV), อาคารอางอง (Reference Building)

1. บทนำา

ปจจบนมการกำาหนดนโยบายเพอสงเสรม

การอนรกษพลงงานในอาคารนบตงแตพระราช

บญญตการสงเสรมการอนรกษพลงงาน พ.ศ.

2535 กฎกระทรวง พ.ศ. 2538 และ กฎกระทรวง

พ.ศ. 2552 กำาหนดมาตรฐานและหลกเกณฑและ

วธการคำานวณในการออกแบบอาคารแตละระบบ

และการใชพลงงานโดยรวมของอาคาร และ

กำาหนดคาการถายเทความรอนรวมของอาคาร

ควบคม

งานวจยเรอง “An OTTV-based energy

estimation model for commercial buildings in

Thailand” รายงานอาคารสำานกงานตนแบบ (รป

ท 1) และรายละเอยดของอาคารทจำาลองดวย

โปรแกรม DOE-2 เพอพฒนาสตรการคำานวณ

OTTV และสมการพลงงาน (Chirarattananon, &

Taveekun, 2004) โดยการศกษาการแปรเปลยน

พารามเตอร (Parametric Studies ในสตรการ

คำานวณ (1)

OTTV = (Uw)(1-WWR)(TDeq)+(Uf)(WWR)(∆T)

+(WWR)(SHGC)(SC)(ESR) (1)

รปท 1 สำานกงานตนแบบทใชในพฒนาสตร OTTV และ

สมการพลงงาน

แนวทางการเพมประสทธภาพดานการใชพลงงานของอาคารสำานกงานราชการขนาดใหญพเศษดวยการปรบปรงวสดเปลอกอาคารภานพงษ ญาณเวทยสกล และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร

64

เมอพจารณาอาคารตนแบบซงมผงพน

อาคารรปสเหลยมจตรสและแบงโซนอาคารเปน

4 โซน จะพบวา มลกษณะเหมอนอาคารสำานกงาน

เอกชนโดยทวไป ซงมความแตกตางกบลกษณะ

ทางกายภาพของอาคารราชการขนาดใหญพเศษ

ซงผงพนมกเปนรปสเหลยมผนผา มระเบยงเพอ

ตดตงระบบปรบอากาศ และมตารางการปด-เปด

ระบบปรบอากาศทแตกตางจากอาคารสำานกงาน

เอกชน ทำาใหคา OTTV และคาการใชพลงงาน

รวมในอาคารสำานกงานราชการแตกตางจากการ

คำานวณตามกฎกระทรวง พ.ศ. 2552

งานวจยช นน จ งม ข น เพ อพฒนาคา

สมประสทธในการคำานวณคาการถายเทความ

รอนรวมของผนงอาคาร (OTTV) พฒนาเกณฑ

มาตรฐานในการออกแบบและปรบปรงอาคาร

ราชการขนาดใหญพเศษในการเพมประสทธภาพ

พลงงานไฟฟา

2. ขนตอนการศกษา

2.1 ศกษาทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

กบการถายเทความรอนผานเปลอกอาคาร

2.2 สำารวจอาคารกรณศกษา

2.3 การสรางอาคารสำานกงานราชการ

อางอง

2.4 การแปรเปลยนพารามเตอร (Para-

metric studies) เพอพฒนาสตรการคำานวณ OTTV

กำาหนดตวแปรท ใชในการแปรเปลยน

พารามเตอร แลวจำาลองอาคารตนแบบดวยการ

เปลยนตวแปรทกำาหนด หาคาภาระการทำาความ

เยนของ Cooling Coil เมอเปลยนพารามเตอร

จาก Visual DOE 4.1 เพอหาคาเฉลยหลายกลม

แบบพาราเมตรกดวยการวเคราะหการถดถอย

เชงเสน (Linear regression) ของคา TDeq, ∆T

และ ESR ซงเปนคาสมประสทธในสมการ OTTV

สำาหรบอาคารราชการทใชในงานวจยนจะแทน

ดวย OTTV ราชการ สมการ (2)

OTTV ราชการ = (TDeq)(Uw)(1-WWR)+ (∆T)(Uf)

(WWR) + (ESR)(WWR)(SHGC)(SC) (2)

สมการ (2) ประกอบดวย 3 เทอม ซงเปน

ผลของกลไกการถายเทความรอนผานผนงอาคาร

ดงน

- คาการนำาความรอนผานผนงทบ

(3)

- คาการนำาความรอนผานกระจก

(4)

- คาความรอนจากรงสอาทตยทสงผาน

กระจก (Solar radiation through glass windows)

(5)

2.5 สรปผลการศกษาทไดจากการศกษา

วจย

3. การสำารวจอาคาร และการจำาลองการใช

พลงงานสำานกงานขนาดใหญพเศษอางอง

อาคารกรณศกษาทใชเปนอาคารอางอง

มผงพนสเหลยมผนผา กวาง 16 เมตร และยาว

60 เมตรสง 21 ชน มพนทสญจรแนวตงทปลาย

อาคารทงสองขาง WWR 33.48 % (เฉพาะผนง

พนทปรบอากาศ) พนททงอาคาร 19,776 ตร.ม.

พนทปรบอากาศ 11,472 ตร.ม. พนทไมปรบ

อากาศ 8,294 ตร.ม. เปลอกอาคารเปนผนง คสล.

(ESR)(WWR)(SHGC)(SC)


65

และหนาตางอลมเนยมกระจกตดแสงสชา มสวน

ยนบงแดดประมาณ 1.50-2.40 เมตร ระบบปรบ

อากาศชนด CAV เวลาใชงานเครองปรบอากาศ

9.00–16.00 น. ตงอณหภมปรบอากาศ 25 °C

ผลจากจำาลอง พบวา อาคารอางอง มคา

การใชพลงงานไฟฟาของอาคารรวม 112.94

kWh/m2-y สดสวนการใชพลงงานไฟฟาของ

อาคารอางอง ระบบปรบอากาศ 48% ระบบไฟฟา

แสงสวาง 27% และเครองใชไฟฟา 25%

4. การแปรเปลยนพารามเตอร (Parametric

studies) เพอพฒนาสตรการคำานวณ OTTV

การกำาหนดตวแปรในงานวจยนทำาใหได

ผลจำาลองการใชพลงงานไฟฟาของอาคารอางอง

ทมลกษณะแบบจำาลองแตกตาง 400 แบบ ไดแก

ทศทางการวางอาคาร 4 ทศทาง (รปท 2) คา Uw

ของผนง 5 ชนด (0.568-4.285 W/m2. °C) ,คา Uf

ของกระจก 5 ชนด (1.658-6.172 W/m2.°C), คา

SHGC ของกระจก 5 ชนด (0.285-0.815), WWR

4 คา 0.2, 0.4, 0.6 และ 0.8 และคา OTTV ราชการ

(คาภาระการทำาความเยนของจาก Visual DOE4.1

หารชวโมงทำางานและพนทกรอบอาคาร)

รปท 2 แสดงทศทางการวางอาคารสำานกงานราชการ

อางอง

สมการทใชในการในการหาคาเฉลยของ

สมประสทธในสมการ OTTV ราชการ คอ สมการ

(2) ใชการวเคราะหถดถอยเชงเสน (Linear regres-

sion) ผลจากการวเคราะหถดถอยเชงเสนของ

ขอมล 400 ชด คาเฉลยของสมประสทธจากการ

วเคราะหถดถอย (ตารางท 1) คอ TDeq, ∆T และ

ESR เทากบ 6.266, 3.466 และ 57.439 ตาม

ลำาดบ ดงนน สมการ OTTV (เฉลยทกทศ) สำาหรบ

อาคารสำานกงานราชการขนาดใหญพเศษ คอ

OTTVราชการ = (6.266)(Uw)(1-WWR)+(3.466)

(Uf)(WWR)+(57.439)(WWR)(SHGC)(SC) (6)

ความสมพนธระหวางคา OTTV ราชการ

(W/m2_wall) ทไดจากการคำานวณจากสมการ (6)

และ CR (Cooling Requirement, W/m2_wall)

ความตองการความเยนตอหนวยพนทผนง ซง

ไดมาจากแบบจำาลองใน Visual DOE คา R2 เทากบ

0.882

จากการวจย พบวา TDeq ∆T และ ESR

ในสมการ OTTVราชการ ซงไดจากการ Regres-

sion มคาลดลงจากกฎกระทรวง พ.ศ. 2552 เนอง

มาจากผงพนอาคารอาคารทเปนสเหลยมผนผา

และลกษณะการวางแกนสญจรทางตงทปลายทง

สองขางของอาคารอางองทำาใหพนทปรบอากาศ

ไดรบรงสอาทตยเพยง 2 ดาน และการมอปกรณ

บงแดดใหชองเปดทำาใหลดผลกระทบจากรงส

อาทตยไดมาก

ตารางท 1 แสดงคาสมประสทธท ไดจากการวเคราะห

ถดถอยของอาคารทวางทศทางตางกน


66

แผนภมท 1 ความสมพนธของ OTTV ราชการ กบ CR

จากการแยกสตรคำานวณคา OTTV ราชการ

ตามทศทางอาคารท ง 4 ทศแสดงใหเหนวา

ทศทางการวางอาคารมผลตอคา OTTVราชการ

(ตารางท 1) คาท ไดจากการคำานวณตามสตร

OTTV ราชการ ทศทาง A มคา OTTV สงสด

50.671 และคาตำาสด 6.389 W/m2_wall และคา

ESR เทากบ 44.2 สวนคาทไดจากการคำานวณ

ตามสตร OTTV ราชการ ในทศทาง B, C และ D

มคา OTTV สงสด 68.523 และคาตำาสด 7.181

W/m2_wall และคา ESR ในทศทาง B, C และ D

เทากบ 69.768, 56.124 และ 59.665 ซงเปนคา

ทใกลเคยงกน จงแยกสมการเปน 2 สมการ

ทศทาง A OTTV ราชการ = (6.054)(Uw)(1-WWR)

+(3.375)(Uf)(WWR)+(44.2)(WWR)(SHGC)(SC)

(7)

ทศทาง B, C, D OTTV ราชการ = (6.337)(Uw)

(1-WWR)+ (3.496)(Uf)(WWR)+(61.852)(WWR)

(SHGC)(SC) (8)

คา R2 ของสมการ OTTV ราชการ ทศทาง

A เทากบ 0.9756 และคา R2 ของสมการ OTTV

ราชการ ในทศทาง B C D เทากบ 0.9379 ตาม

แผนภมท 1

5. การพจารณา Baseline ของ OTTV ราชการ

ในแตละทศทาง

การวจยครงนหา baseline ของ OTTV

ราชการ (W/m2_wall) โดยใชคาเฉลยพลงงาน

ไฟฟาทใชในการปรบอากาศ (Cooling Energy,

CE) ทไดการจำาลองอาคารอางองในโปรแกรม

หนวย (kWh/m2_floor-year) ในทศทาง A, B, C

และ D ไดคาเฉลยพลงงานไฟฟาทใชในการปรบ

อากาศอาคารอางอง 42.062 kWh/m2-y แลวนำา

มาแทนคาในสมการความสมพนธระหวาง OTTV

และ Cooling Energy (kWh/m2_floor-year) สมการ

(9) และ (10) จะไดคา baseline ของ OTTV ราชการ

ทศทาง A เทากบ 32.525 W/m2 และ baseline

ของ OTTV ราชการ ทศทาง B, C และ D เทากบ

22.469 W/m2_wall ตามแผนภมท 2

ทศทาง A

CE (Cooling Energy) =0.8047OTTV+15.889 (9)

ทศทาง B, C, D

CE (Cooling Energy) =1.1147OTTV+17.015 (10)

การปรบลดการใชพลงงานไฟฟาลดลง

10 % ซงเปนนโยบายโดยทวไปของภาครฐ ฐาน

การใชพลงงานไฟฟาในการปรบอากาศของ

อาคารอางอง) ซงม WWR 32.29 ในพนทปรบ

อากาศของอาคาร คอ 42.062 kWh/m2_floor-

year (คา baseline OTTV ราชการ เทากบ 22.469

W/m2_wall) ซงเมอปรบลดการใชพลงงานไฟฟา

ลง 10% แลว จะมคาพลงงานทใชในการทำาความ

เยน (Cooling Energy) ของอาคารอางอง 37.855

kWh/m2_floor-year (คา OTTVราชการ เทากบ

18.696 W/m2_wall) การพจารณากำาหนดคา Uw,

Uf และ SHGC เบองตน พจารณาจากการแปร

ชนดวสดใหเปนคาสมประสทธ เพอใหสะดวกตอ


67

การพจารณาคา OTTV ราชการ ทตองการ แลว

จงไปเลอกวสดกรอบอาคารทมคา Uw, Uf และ

SHGC ใกลเคยงกบคาในตารางท 3 แลวจงนำาไป

คำานวณตามสมการ OTTV ราชการ เพอหาคาท

ถกตองอกครง

แผนภมท 2 แสดงคาความสมพนธระหวาง OTTV ราชการ

แยกตามทศ 2 ทศ (W/m2_wall) กบ Cooling

Energy (kWh/m2_floor-year)

6. สรปผลการวจย

จากการศกษาอาคารสำานกงานราชขนาด

ใหญพเศษทมการกอสรางในปจจบน พบวา มการ

ใชงาน และลกษณะทางกายภาพของอาคารท

แตกตางจากอาคารสำานกงานเอกชนโดยทวไปซง

แตกตางกบอาคารสำานกงานอางองทใชในการ

ออกกฎกระทรวง 2552 (Chirarattananon &

Taveekun, 2004) ตารางปด-เปดระบบปรบอากาศ

แตกตางจากอาคารอางองตามกฎกระทรวง ซงม

ลกษณะเปนสำานกงานเอกชน (ใชงาน 2,340

ชวโมงตอป ทำางาน 8.00-17.00 น. ) การมอปกรณ

กนแดดใหชองเปด และลกษณะการวางแปลน

อาคารราชการทมกมขนาดใหญเปนรปสเหลยม

ผนผา คา OTTV ราชการ จงมคานอยกวาการ

คำานวณทกำาหนดไวในกฎกระทรวง 2552 เนอง

มาจากสมการคำานวณ OTTV ราชการ มคา

สมประสทธในสตรนอยกวาท กำาหนดไวในกฎ

กระทรวงพลงงาน 2552 ตามตารางท 4

สมการคำานวณคา OTTV ในงานวจย

อน ๆ มรายละเอยดตามตารางท 5 และคาการ

ถายเทความรอนรวมทกำาหนดใหเปนคามาตรฐาน

และคาพลงงานไฟฟารวมตอป (kWh/m2-year)

ของอาคารอางองทใชในการวจยมรายละเอยด

ตามตารางท 6

Chirarattanon, Chaiwiwatworakul, Hien

& Kubaha (2010) กำาหนดพลงงานไฟฟารวมทใช

ในอาคารสำานกงานอางอง 146.6 kWh/m2-year

และคา OTTV 61.40 W/m2 โดยกำาหนดจากฐาน

สตรการคำานวณ OTTVbaseline

(W/m2)

ลด 10 % จาก

OTTVbaseline (W/m2)

ทศทาง A จากสมการ (7)

OTTVราชการ = (6.054)(Uw)(1-WWR) +

(3.375)(Uf)(WWR) +(44.2)(WWR)(SHGC)(SC)

ไมเกน 32.525

Uw ไมเกน 3.5

Uf ไมเกน 7

SHGC ไมเกน 0.7



Uf ไมเกน 6


ทศทาง B ,C และ D จากสมการ (8)

OTTVราชการ = (6.337)(Uw)(1-WWR) +

(3.496)(Uf)(WWR) +(61.852)(WWR)(SHGC)(SC)



Uf ไมเกน 3.3

SHGCไมเกน 0.6



Uf ไมเกน 3.3


ตารางท 3 คา Baseline (อาคารอางอง WWR 32.29) ของ OTTV ราชการ และคา OTTV ราชการ เมอลดการใชพลงงาน

ไฟฟาในการปรบอากาศ (Cooling Energy) ลง 10% จาก Baseline


68

ทมา TDeq ∆T ESR

กฎกระทรวง พ.ศ. 2552 7.1-27.8 5 185.06-267.41

ภานพงษ (2555) (6.05 และ 6.34) (3.375 และ 3.496) (44.2 และ 61.85)

ผวจย คาการถายเทความรอนรวมผานผนงอาคาร การใชพลงงาน

ไฟฟารวม

(kWh/m2-year)

Chirarattanon และคณะ (2010) OTTV = 61.40 W/m2 146.6

Chirarattanon และคณะ (2011) OTTV = 62.9 W/m2 219.2

Chua and Chou (2011) ETTVres = 25 W/m2 ( ในอนาคต=20 W/m2 ) N/A

ดนสรณ (2554) OTTVcondo = 26.5 W/m2 126.2

ภานพงษ (2555) OTTVราชการ = 32.525 W/m2 (ทศ A)

OTTVราชการ = 22.469 W/m2 (ทศ B C และ D)

112.94

ผวจย สมการคำานวณคาการถายเทความรอนรวมผานผนงอาคาร

Chirarattanon และ

Taveekun (2004)

OTTV = 13.46(Uw)(1-WWR)+4.47(Uf)(WWR)+172.99(SC)(WWR)

(SC คอสมประสทธการบงแดดของกระจก)

Chua and

Chou (2010)

ETTVres = 3.4(Uw)(1-WWR) +1.3(Uf)(WWR)+58.6)(WWR)C(CF)(SC)

(SC คอสมประสทธการบงแดดของกระจก)

ดนสรณ (2554) OTTVcondo = 5.43 (Uw)(1-WWR)+0.97(Uf)(WWR)+91.40(SC)(SHGC)(WWR)

(SC คอสมประสทธการบงแดดของอปกรณบงแดด)

ภานพงษ (2555) สมการทศทาง A

OTTVราชการ = 6.054(Uw)(1-WWR)+3.375(Uf)(WWR)+44.2(SC)(SHGC)(WWR)

สมการทศทาง B C และ D

OTTVราชการ = 6.337(Uw)(1-WWR)+3.496(Uf)(WWR)+61.85(SC)(SHGC)(WWR)

(SC คอสมประสทธการบงแดดของอปกรณบงแดด)

ตารางท 4 เปรยบเทยบคา TDeq, ∆T, ESR ทประกาศในกฎกระทรวง พ.ศ. 2552 และในงานวจยอน

ตารางท 5 เปรยบเทยบสมการคำานวณคาการถายเทความรอนรวมของผนงอาคารในงานวจยอน

ตารางท 6 เปรยบเทยบคาการถายเทความรอนรวมของผนงอาคารในงานวจยอน


69

ขอมล ของ พพ. และกำาหนดคาดชนพลงงานของ

อาคารสำานกงานขนาดใหญพเศษทนำามาจำาลอง

เปนอาคารอางอง 131.7 kWh/m2-year ซงมคา

สงกวาอาคารสำานกงานราชการอางองในงานวจย

ครงนมาก (69 kWh/m2-year เมอคดพนทรวมทง

อาคาร และ OTTV 37 W/m2)

References

กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน.

(2553). คมอมาตรฐานประสทธภาพพลงงาน

สำาหรบอาคารท จะกอสรางหรอดดแปลง.

กรงเทพฯ: ผแตง.

ดนสรณ บวขจร. (2554). การพฒนาวธการ

ประเมนคาการถายเทความรอนรวมและการ

ใชพลงงานรวมของอาคารชดพกอาศยใน

กรงเทพมหานคร.วทยานพนธปรญญามหา-

บณฑต, จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

อรรจน เศรษฐบตร. (2550). การพฒนาการพฒนา

เกณฑขนตำาของคณสมบตการปองกนความ

รอนของเปลอกอาคารในอาคารทาวนเฮาส.

วารสารวจยและสาระสถาปตยกรรม/การ

ผงเมอง,5(1), 30-61.

Chirarattananon, S., & Taveekun, J. (2004).

An OTTV-based energyestimation model

for commercial buildings in Thailand.

Energy and Buildings, 36, 680-689.

Retrieved May 28, 2012, from http://www.

sciencedirect.com

Chua, K. J., & Chou, S. K. (2010). An ETTV-

based approach to improving the energy

performance of commercial buildings.


Retrieved May 28, 2012, from http:/www.

sciencedirect.com

Chua, K. J., & Chou, S. K. (2011). A perfor-

mance-based method for energy efficiency

improvement of buildings. Energy and

Buildings,52, 1829-1839. Retrieved May

28, 2012, from http://www.sciencedirect.

com

Chua, K. J., & Chou, S. K. (2010). Energy

performance of residential buildings

in Singapore. Energy, 35, 667-678.

Retrieved May 28, 2012, from http://www.

sciencedirect.com

Pantong, K., Chirarattananon, S. & Chaiwiwat-

worakul, P. (2011). Development of energy

conservation program for commercial

buildings based on assessed energy saving.

EnergyProcedia, 9, 70-83. Retrieved May 28,

2012, from http://www.sciencedirect.com

การพฒนาแผนประกอบจากกระดาษและเสนใยแกวเหลอใชเพอ

ประสทธภาพทางความรอนสำาหรบการประยกตใชในงานอาคาร

The Development of Composite Board from Waste Paper and Glass

Fiber for Thermal Efficiency in Building

ธนภรณ โภควรรณวทย1 และ ดร. ภษต เลศวฒนารกษ2

Thanaporn Pokawanavit1 and Pusit Lertwattanaruk, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตรและการผงเมอง มหาวทยาลยธรรมศาสตร


บทคดยอ

งานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาการนำาวสดเหลอใชมาพฒนาเปนแผนประกอบสำาหรบเปน

ผนงอาคาร สดสวนผสมของตวอยางประกอบดวย กระดาษเหลอใช 4 ชนด ไดแก กระดาษกลองนม

พาสเจอรไรส กระดาษหนงสอพมพ กระดาษคราฟท และกระดาษพมพเขยน โดยมเสนใยแกวเหลอใช

เปนวสดผสมเพมซงใชการแทนทกระดาษตาง ๆ ในอตราสวนรอยละ 0 10 และ 20 โดยนำาหนกของ

กระดาษ และทำาการศกษาคณสมบตทางกายภาพตามมาตรฐาน มอก. 876-2547 คณสมบตทางกลตาม

มาตรฐาน มอก. 878-2537 คณสมบตทางความรอน รวมทงการจำาลองการใชพลงงานเพอการปรบ

อากาศในอาคาร ผลการศกษาดานคณสมบตทางกายภาพ พบวา แผนประกอบจากกระดาษกลองนม

พาสเจอรไรสมคณสมบตดทสด โดยการเพมขนของเสนใยแกวทำาใหปรมาณความชนและการพองตวเมอ

แชนำาลดลง สำาหรบคณสมบตทางกล พบวา แผนประกอบจากกระดาษคราฟทมคณสมบตดทสด ดาน

คณสมบตทางความรอนและการใชพลงงานของอาคาร พบวา แผนประกอบจากกระดาษหนงสอพมพ

มคาสมประสทธการนำาความรอนและการใชพลงงานตำาทสด โดยสามารถประหยดคาใชจายตอปได

รอยละ 8.28 เมอเปรยบเทยบกบผนงกออฐฉาบปน

Abstract

This research aims to study the development of composite board for building wall

construction. The mix proportions included 4 types of papers (pasteurized milk carton,

newspaper, kraft paper and printing papers), and waste glass fiber was used as a partial

replacement of paper at ratios of 0%, 10% and 20% by weight of paper. The physical and

mechanical properties were investigated according to TIS876-2547 and TIS878-2537. The

thermal properties of composite board specimens and simulation of the energy consumption

for air-conditioning in buildings were also studied. Test results showed that the physical

properties of composite boards made from pasteurized milk carton provided the highest quality.


71

Increasing the percentage replacement of glass fiber can reduce moisture content and thickness

swelling. For the mechanical properties, the composite board made from kraft paper provided

the best performance. The composite board made from newspaper yielded the best thermal

properties and lowest energy consumption for air-conditioning in the building which can save the

energy cost per year by 8.28% compared to masonry walls.

คำาสำาคญ (Keywords): แผนประกอบ (Composite Board), กระดาษเหลอใช (Waste Paper), เสนใยแกว

เหลอใช (Waste Glass Fiber), คณสมบตทางกายภาพ (Physical Properties), คณสมบตทางกล

(Mechanical Properties), คณสมบตทางความรอน (Thermal Properties)

1. ทมาและความสำาคญ

ปจจบนรปแบบการใชวสดประกอบอาคาร

ประเภทแผนประกอบมความหลากหลายมากขน

ซงใชไมเปนวตถดบหลก สงผลใหเกดปญหาทาง

ดานธรรมชาตและสงแวดลอม การขาดแคลน

วตถดบสำาหรบโรงงานอตสาหกรรม จงเรมมการ

พฒนาวตถดบทดแทนอนมาใชในการผลต

ในขณะทปรมาณวสดเหลอใชมปรมาณ

เพมขนอยางรวดเรว พบวา คนไทยใชกระดาษ

เฉลยปละ 3.9 ลานตน และมปรมาณขยะกระดาษ

ทเกดขนในประเทศ 2.7 ลานตนตอป (กรมควบคม

มลพษ, 2550) โดยกระดาษแตละชนดสามารถ

นำามาทำาแผนประกอบทมประสทธภาพเพอใช

งานสำาหรบอาคาร เชน วงกบ ผนง วสดตกแตง

ผนง และฝาเพดาน (Okino, Santana & Souza,

2000) ซงมคณสมบตตางกนตามคณภาพของเยอ

กระดาษ (เยอเคม กงเคม และเชงกล) นอกจากน

ยงมเสนใยแกวเหลอทงจากโรงงาน ทมคณสมบต

ในการเสรมแรงและมความเปนฉนวนทด ถกกำาจด

โดยวธการฝงกลบ ซงสงผลเสยตอสงแวดลอม

และการใชทดนในอนาคต ดงนน การวจยนจงมง

เนนศกษาการพฒนาแผนประกอบจากกระดาษ

และเสนใยแกวเหลอใชเพอประสทธภาพทาง

ความรอนสำาหรบการประยกตใชในงานอาคาร

2. ทฤษฎและแนวความคดทเกยวของ

2.1 ผลตภณฑประเภทแผนประกอบ

แผนประกอบผลตจากวสด 2 ชนดขนไป

คอ ไมหรอวสดลกโนเซลลโลส ทำาหนาทเปนวสด

หลกท ใหความแขงแรง ผสมกบวสดประสาน

ทำาหนาทประสานเพอขนรปเปนแผน เมอนำามา

ผสมกนจะมคณสมบตทสงเสรมกน (วรธรรม อน

จตตชย, 2541)

2.2 กาวทใชสำาหรบแผนประกอบ

กาวทนยมใชสำาหรบแผนประกอบทง 3

ชนด มคณสมบตและขอด-ขอเสยแตกตางกน โดย

พบวากาวทมประสทธภาพในการนำามาใชผลต

แผนประกอบมากทสด คอ กาวไอโซยาเนต (Mas-

sijaya & Okuma, 2005)

2.2.1 กาวยเรย-ฟอรมลดไฮด

นยมใชกบงานไมอด ยดตดไมด แตไม

ทนทานความชนและอณหภมสง เกบทอณหภม

ปกตได 2-3 ป ทนทานตอเหดรา แนวกาวมสออน

เกบรกษาใชงานงาย และราคาถก

2.2.2กาวฟนอล-ฟอรมลดไฮด

ใชยดตดไมและสามารถใชกบงานภายนอก

ได เปนของเหลวหนดสนำาตาลแดง ทนทานตอ

การพฒนาแผนประกอบจากกระดาษและเสนใยแกวเหลอใชเพอประสทธภาพทางความรอนสำาหรบการประยกตใชในงานอาคารธนภรณ โภควรรณวทย และ ดร. ภษต เลศวฒนารกษ

72

ดน ฟา อากาศ นำาเดอด จลนทรย นำาเยน ความ

รอนในสภาพแหง เกบรกษาทอณหภมปกตได

ประมาณ 3 สปดาห

2.2.3กาวไอโซไซยาเนต

ใชยดตดไม ใชกบงานภายนอกได เปน

ของเหลวหนดสนำาตาล ไมละลายนำา แอลกอฮอล

กรด และดาง สามารถยดเหนยวทางเคมกบ

เซลลโลสได ความแขงแรงสง ปลอยสารพษใน

ปรมาณนอยเมอเทยบกบ ยเรย-ฟอรมลดไฮด

ฟนอล-ฟอรมลดไฮด และชนไมสนอบ (วรธรรม

อนจตตชย, 2548)

2.3 ทฤษฎเบองตนดานการตานทานความรอน

2.3.1ความสามารถในการตานทานความรอน(R)

แปรผนตามความหนาและสมประสทธ

การนำาความรอน โดยคา R เปนอตราสวนระหวาง

ความหนาตอสมประสทธการนำาความรอน

2.3.2 ความสามารถในการนำาความรอน(C)

เปนการถายเทความรอนภายในวตถหนง

หรอสองวตถทสมผสกน มทศทางการเคลอนท

จากอณหภมสงไปยงอณหภมทตำากวา โดยคา C

มความสมพนธแบบสวนกลบกบคา R ดงสมการ

ท 1

R = 1 / C = ∆X / k (1)

R คอ คาการตานทานความรอน (m².K/W)

C คอ คาการนำาความรอน (W/m².K)

∆X คอ ความหนาของวสด (m)

k คอ คาสมประสทธการนำาความรอน (W/m.K)

2.2.3คาสมประสทธการนำาความรอน(k)

เปนอตราการไหลของความรอนทจดหนง

คงทผานมวลวตถและอณหภมทแตกตางระหวาง

พนผวของวตถ โดยคา k นอยจะเปนฉนวนทด

3. ระเบยบวธวจย

การวจยนใชกระดาษเหลอใช 4 ชนด คอ

กระดาษกลองนมพาสเจอรไรส กระดาษหนงสอ

พมพ กระดาษคราฟท และกระดาษพมพเขยน ใช

เสนใยแกวเปนวสดผสมเพมในสดสวนรอยละ 0

10 และ 20 โดยนำาหนกของกระดาษ ยดตดดวย

กาวเมทลนไดฟนลไดไอโซไซยาเนต (MDI) ใน

สดสวนรอยละ 5 โดยนำาหนกของวสดทงหมด

เพอศกษาคณสมบตทางกายภาพ ทางกล และ

ทางความรอน ทำาการวเคราะหและเปรยบเทยบ

เพอเสนอแนะแนวทางในการนำาไปพฒนาและ

ประยกตใชกบงานอาคาร

3.1 การผลตแผนประกอบ

(1) ยอยกระดาษทง 4 ชนด และเสนใยแกว

(2) นำากระดาษทไดผสมกบเสนใยแกวใน

อตราสวนรอยละ 0 10 และ 20 โดยนำาหนกของ

กระดาษ

(3) นำาวตถดบทไดมาผสมกาว MDI ใน

อตราสวนรอยละ 5 โดยน ำาหนกของวตถดบ

ทงหมด

(4) เทสวนผสมเขากลองเตรยมอดทรอง

ดวยแผนโลหะและกระดาษ Teflon อดรอนทแรง

อด 150 บาร อณหภม 140 องศาเซลเซยส เปน

เวลา 4 นาท

3.2 การทดสอบคณสมบตตามมาตรฐาน

เตรยมแผนทดสอบ ขนาด 35 x 35 x 1

ซม. เพอตดทดสอบตามคณสมบตทกำาหนด ดงน

มาตรฐาน มอก. 876-2547 สำาหรบการผลตและ

ทดสอบคณสมบตทางกายภาพ มอก. 878-2537

สำาหรบทดสอบคณสมบตทางกล และคณสมบต

ทางความรอนโดยเครอง Hot Disk Thermal

Constant Analyser ดวยเทคนค TCA


73

4. ผลการทดลอง

4.1 คณสมบตทางกายภาพ

4.1.1ความหนาแนน

ความหนาแนนของแผนทผลตสวนมากม

คาอยในชวงทกำาหนด ยกเวนแผนประกอบจาก

กระดาษกลองนมพาสเจอรไรสผสมเสนใยแกว

รอยละ 20 กระดาษหนงสอพมพผสมเสนใยแกว

ร อยละ 10 และ 20 กระดาษคราฟทผสม

เสนใยแกวรอยละ 20 และกระดาษพมพเขยนผสม

เสนใยแกวรอยละ 20 คลาดเคลอนรอยละ 10.98

15.45 20.34 14.55 และ 18.03 เนองจาก

เสนใยแกวทำาใหเนอวสดไมแนน

แนวโนมตามชนดกระดาษ พบวา แผนจาก

กลองนมพาสเจอรไรสมความหนาแนนสงทสด

รองลงมาคอ กระดาษพมพเขยน กระดาษคราฟท

และหนงสอพมพ ซงสอดคลองกบ (Massijaya &

Okuma, 2005)

รปท 1 ผลการทดสอบความหนาแนน (กก./ลบ.ม.)

4.1.2ปรมาณความชน

ปรมาณความช นของแผนท ผลตไดทก

สดสวนอยในเกณฑทกำาหนด และเสนใยแกวยง

ทำาใหการดดความช นของแผนประกอบลดลง

อกดวย


กระดาษคราฟทมปรมาณความชนสงทสด รองมา

คอ หนงสอพมพ กลองนม และกระดาษพมพ

เขยน

รปท 2 ปรมาณความชน (%)

4.1.3การพองตวตามความหนา

การพองตวตามความหนาของแผนทผลต

ไดสวนมากผานตามเกณฑทกำาหนด ยกเวนแผน

ประกอบจากกระดาษหนงสอพมพผสมเสนใยแกว

รอยละ 0 โดยกาวมสวนชวยในการคงรปวสด และ

เสนใยแกวยงทำาใหการพองตวตามความหนา

ลดลง

แนวโนมตามชนดกระดาษ พบวา แผน

ประกอบจากกระดาษหนงสอพมพมการพองตว

ตามความหนาสงทสด รองมาคอ กระดาษพมพ

เข ยน กระดาษกลองนมพาสเจอรไรส และ

กระดาษคราฟท ซงสอดคลองกบ (Massijaya &

Okuma, 2005; Okino, Santana & Souza, 2000)

รปท 3 การพองตวตามความหนา (%)

4.1.4การดดซมนำา

การดดซมนำาของแผนทผลตไดมคาคอน

ขางสงเนองจากกระดาษเปนวสดประเภท hydro-

philic แมวาการพองตวความหนาจะต ำา แต


74

เสนใยแกวทำาใหการอมนำาเพมมากขน เนองจาก

เสนใยแกวทำาใหวสดไมแนบตดกนสนท เกดโพลง

ในเนอวสด นำาจงเขาไปแทนทชองวางอากาศท

เกดขน


กระดาษหนงสอพมพมการดดซมนำาสงทสด รอง

มา คอ กระดาษคราฟท กระดาษพมพเขยน และ

กระดาษกลองนมพาสเจอรไรส ซงสอดคลองกบ

(Massijaya and Okuma, 2005) แตแผนประกอบ

ท ผลตไดในงานวจยมคาการดดซมน ำาตำากวา

แสดงใหเหนวาแผนประกอบทไดมประสทธภาพ

ดขน

รปท 4 การดดซมนำา (%)

4.2 คณสมบตทางกล

4.2.1ความตานแรงดด

ความตานแรงดดของแผนทผลตไดสวน

มากผานตามเกณฑทกำาหนด ยกเวนแผนประกอบ

จากกระดาษพมพเขยนผสมเสนใยแกวรอยละ 20

เสนใยแกวทำาใหความตานแรงดดลดลง เนองจาก

ทำาใหวสดหลกไมแนบตดกนสนท และเกดโพลง

ในเนอวสด


กระดาษคราฟทมความตานแรงดดสงทสด รองลง

มาคอ กระดาษพมพเขยน กระดาษกลองนม

พาสเจอรไรส และกระดาษหนงสอพมพ โดยเยอ

ทใชทำากระดาษเปนเยอเคม เยอกงเคม และเยอ

เชงกล ตามลำาดบ ซงส งผลตอคณภาพของ

กระดาษและแผนประกอบ

รปท 5 ความตานแรงดด (MPa)

4.2.2ความตานแรงดงตงฉากกบผวหนา

ความตานแรงดงตงฉากกบผวหนาของ

แผนทผลตไดในทกสดสวนผสมผานตามเกณฑ

ทกำาหนด

แนวโนมตามชนดกระดาษ พบวา แผน

ประกอบจากกระดาษคราฟทมความตานแรงดง

ตงฉากกบผวหนาสงทสด รองมาคอ กระดาษ

กลองนมพาสเจอรไรส กระดาษพมพเขยน และ

กระดาษหนงสอพมพ และเสนใยแกวทเพมขนสง

ผลใหความตานแรงดงตงฉากกบผวหนาลดลง

คอนขางมาก

รปท 6 ความตานแรงดงตงฉากกบผวหนา (MPa)

4.3 คณสมบตทางความรอน

4.3.1สมประสทธการนำาความรอน(k)

คาสมประสทธการนำาความรอนของแผน

ทผลตไดทกสดสวนผสมคอนขางตำา เนองจาก


75

กระดาษมคา k ท คอนข างต ำา และเม อใส

เสนใยแกวเพมขนคา k ของแผนประกอบทผลต

ไดยงมคาลดลง


กระดาษคราฟทมสมประสทธการนำาความรอนสง

ทสด รองมาคอ กระดาษกลองนมพาสเจอรไรส

กระดาษพมพเขยน และกระดาษหนงสอพมพ

รปท 7 สมประสทธการนำาความรอน (W/mk)

4.3.2การจำาลองการใชพลงงานตอปของอาคาร

พลงงานตอปของอาคารทใชแผนประกอบ

ทผลตขน ทำาใหการใชพลงงานรวมของอาคาร

ลดลงคอนขางมาก แผนประกอบจากกระดาษ

หนงสอพมพผสมเสนใยแกวรอยละ 10 และ 20

ประหยดคาใชจายไดมากทสด คอ รอยละ 8.28

เมอเทยบกบอาคารทใชผนงกออฐฉาบปน

แนวโน มตามชน ดกระดาษ พบว า

สอดคลองตามการทดสอบคาสมประสทธการนำา

ความรอน

รปท 8 คาใชจายทสามารถประหยดไดตอป (%)

5. สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการวจย

ผลการศกษา พบวา แผนประกอบจาก

กระดาษกลองนมมคณสมบตทางกายภาพดทสด

และกระดาษคราฟทมคณสมบตทางกลดท สด

เสนใยแกวยงชวยลดความชนและการพองตว

คณสมบตทางความรอนและการใชพลงงาน พบ

วา แผนประกอบจากกระดาษหนงสอพมพมคา k

ตำาทสด

กตตกรรมประกาศ

ผวจยขอขอบคณคณะวทยาศาสตรและ

เทคโนโลย มหาวทยาลยธรรมศาสตร คณะ

เทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยราชภฏ

พระนคร และคณะวนศาสตร มหาวทยาลย

เกษตรศาสตร ท อนเคราะหอปกรณและหอง

ปฏบตการสำาหรบการผลตและทดสอบ รวมไปถง

บรษท ฟรสแลนดคมพนา เฟรช (ประเทศไทย)

จำากด และบรษท นชกระ (ประเทศไทย) จำากด ท

อนเคราะหวสดสำาหรบการวจย

References

กรมควบคมมลพษ. (2550). รายงานสร ป

สถานการณมลพษของประเทศไทยป 2550.

สบคนจาก จาก http://infofile.pcd.go.th/mgt/

Report50.pdf

วรธรรม อนจตตชย. (2541). อตสาหกรรมผลต

แผนปารตเคลและกรรมวธการผลต. เอกสาร

วชาการ เลขท ร.514. สวนวจยและพฒนา

ผลตผลปาไม สำานกวชาการปาไม กรมปาไม.

วรธรรม อนจตตชย. (2548). การปลดปลอยสาร

ฟอรมลดไฮดจากแผนบอรด. เอกสารประกอบ

การสอน สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลา

พระนครเหนอ.


76

สำานกงานมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม.

(2547). มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม

แผนชนไมอดชนดอดราบมอก.876–2547.

กรงเทพฯ: กระทรวงอตสาหกรรม.

สำานกงานมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม.

(2537). มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม

แผนชนไมอดซเมนต:ความหนาแนนสงมอก.

878–2537. กรงเทพฯ: กระทรวงอตสาหกรรม.

Massijaya, M. Y. & M. Okuma. (2005).

Comparisons of boards properties made

from different waste papers. Proceedings

ofScientificSession90,XXII IUFRO World

Congress, 12 August 2005, Brisbane:

Australia.

Okino, E.Y. A., Santana M. A. E. & Souza, M. R.

(2000). Utilization of waste paper to

manufacture low dens i ty boards.

Bioresource Technology, 73, 77-79.

ทางเลอกการออกแบบกระจกสำาหรบอาคารสำานกงานประหยดพลงงาน

ดวยกระจกเคลอบลายเซรามก

Alternative Glazing Design for Energy Efficient Offices Using

Ceramic Fritted Glass

ชตพงศ ครรตนพนธ1 และ ดร.จตวฒน วโรดมพนธ2

Chutipong Kururattapun1 and Jatuwat Varodompun, Ph.D.2



บทคดยอ

ในปจจบนการใชกระจกเปนเปลอกอาคารไดรบความนยมเพมสงขน เนองจากคณสมบตของ

กระจกทสามารถมองเหนววทศทศนภายนอกได สามารถนำาแสงธรรมชาตเขามาใช และยงกอใหเกด

ความสวยงามกบตวอาคารอกดวย การนำากระจกมาใชในอาคารสงผลใหความรอนเขาสอาคารดวยเชน

กน จงมการพฒนากระจกขนเพอเพมประสทธภาพในการลดความรอนใหกบอาคาร กระจกเคลอบลาย

เซรามกเปนกระจกหนงทสามารถลดความรอนทเขาสอาคารไดดกวากระจกธรรมดา การวจยนมจด

ประสงคเพอศกษาคณสมบตของกระจกเคลอบลายเซรามกในรปแบบการเคลอบลายทแตกตางกน ศกษา

รปแบบการเคลอบลายเซรามกแตละแบบทสงผลตอการใชพลงงาน เพอหารปแบบทมความเหมาะสม

กบการนำามาใชในอาคารสำานกงาน โดยเปรยบเทยบประสทธภาพกบกระจกใส และกระจกทมสภาพแผ

รงสตำา และศกษาผลดานแสงสวางทเกดขนจากการใชกระจกเคลอบลายเซรามก โดยทำาการทดลองจาก

โปรแกรมจำาลองพลงงาน eQUEST 3.64 ซงเปนโปรแกรมทสามารถจำาลองการใชพลงงานในอาคาร และ

โปรแกรมจำาลองดานแสงสวาง Dialux 4.10 เปนโปรแกรมทคำานวณคณภาพการสองสวางของแสง ผล

การศกษากระจกเคลอบลายเซรามกประหยดพลงงานไดดกวากระจกใส แตนอยกวากระจกทมสภาพ

การแผรงสตำา และมระยะเวลาคนทนทเรวกวากระจกทมสภาพการแผรงสตำา มความคมคากบการลงทน

มากกวา

Abstract

Nowadays, glass is increasingly popular as a material for building facade. The transparent

glass is utilized to show outside views and to make a building look contemporary; however,

solar heat can radiate through t he glass, increasing an overall cooling load of the building.

Thus, the glass has been developed in an effort to reduce the heat radiation and cooling load

of the building, consequently. The ceramic fritted glass is able to decrease the heat more

effectively than is the clear glass. The purpose of this study is to take a closely look at heat

transmitted efficiency of various fritted glass patterns, affecting building energy consumption.

ทางเลอกการออกแบบกระจกสำาหรบอาคารสำานกงานประหยดพลงงานดวยกระจกเคลอบลายเซรามกชตพงศ ครรตนพนธ และ ดร.จตวฒน วโรดมพนธ78

To find the appropriate glass pattern used for building facade, the clear glass is compared with

a Low-E glass. This study has been done using eQUEST 3.64, a simulated energy consuming

program, and Dialux 4.10, a lighting simulation software. The result from this study is that

using the ceramic fritted glass saves energy more than clear glass, but less than Low-E glass.

Moreover it is shorter payback period than Low-E glass. Therefore using the ceramic fritted

glass is worthy for investment.

คำาสำาคญ (Keywords): กระจกเคลอบลายเซรามก (Ceramic Fritted Glass), อาคารสำานกงาน (Office

Building), พลงงานระบบปรบอากาศ (Cooling Energy), ประสทธภาพ (Performance)


การออกแบบอาคารในปจจบนคำาถงการ

ใชพลงงานท เกดขนในอาคารดวย เนองจาก

สภาพโลกทเปลยนแปลงไป ทรพยากรทจะหมดไป

จงมการคำานงถงการใชพลงงานของโลก ดาน

สถาปตยกรรมมสวนชวยประหยดทรพยากร

ใหกบโลกในดานของการใชพลงงาน ซงปจจบน

นยมใชกระจกกบเปนกรอบอาคารมากขน เพราะ

สามารถนำาแสงธรรมชาตเขามาและทำาใหตว

อาคารมความสวยงามมากขน แตกนำาความรอน

เขามาดวยเชนกน ทำาใหอาคารมการใชพลงงาน

ระบบปรบอากาศเพมมากขน จงมการพฒนา

กระจกใหความรอนผานเขามาไดยากขน เพอ

เปนการประหยดพลงงาน กระจกเคลอบลาย

เซรามกเปนกระจกหนงทมการเคลอบลายเซรามก

บนกระจก สามารถลดความรอนทเขาสอาคารได

การศกษางานวจยนจงมงเพอเสนอทางเลอกหนง

ในการนำากระจกเคลอบลายเซรามกมาใชกบ

อาคารสำานกงาน แทนการใชกระจกเดมทนยม

ใชกนทวไปตามทองตลาด


2.1 กระจกเคลอบลายเซรามก (Ceramic

Fritted Glass) เปนการนำากระจกใสหรอกระจก

สมาพมพลวดลายดวยสเซรามกลงบนพนผว

กระจก ดงรปท 1 เพอใหไดลวดลายและสตางๆ

แลวนำาไปผานกระบวนการใหความรอนดวย

กระบวนการเทมเปอรหรอฮตสเตรงคเทน จนส

เซรามกตดเปนเนอเดยวกบกระจก ทำาใหลวดลาย

มความคงทนตอการขดขด ชวยกนความชนไดด

การพมพลวดลายเซรามกชวยปองกนความรอน

ได การสะทอนแสงทเกดขนจากลวดลายเซรามก

เปนการสะทอนแบบแสงกระจาย ทำาใหแสงท

สะทอนออกภายนอกอาคารเปนแสงทนวลตาไม

สรางความเดอดรอนใหกบอาคารขางเคยง และ

ไมสะทอนความรอนออกสภายนอกอาคาร

รปท 1 กระจกเคลอบลายเซรามก

กระจกเคลอบลายเซรามกมสดสวนการ

เคลอบลายเซรามกท แตกตางกน จะมคาการ

ถายเทความรอนตางกนออกไป ขนอยกบสดสวน

พนทของเซรามกทเคลอบตอพนทกระจก สของ

เซรามกทเคลอบสวนใหญทวไปนยมใชสขาว และ


79

สดำา การเคลอบสทแตกตางกนทำาใหมคณสมบต

ของกระจกนนแตกตางกน ตวอยางกระจกเคลอบ

ลายเซรามกท ศกษามความหนาแนนของลาย

เซรามก ตอพนทกระจกเทากบความหนาแนนท

40% ความหนาแนนท 50% และความหนาแนน

ท 60%


การวจยนเปนการวจยเชงทดลอง โดยแบง

การทดลองเปนสองสวน ไดแก การหาคาการใช

พลงงานระบบปรบอากาศ และการหาคาความ

สองสวางของแสง ของอาคารทมการใชกระจก

เคลอบลายเซรามก

3.1 เลอกใชโปรแกรมคอมพวเตอร

ในการทดลองดานพลงงานจะใชโปรแกรม

eQUEST 3.64 ในการทดลองดานแสงสวางใช

โปรแกรม Dialux 4.10

3.2 ระบคาตวแปรในการทดลอง

ในการศกษานจะศกษาอาคารสำานกงาน

โดยศกษาขนาดอาคารสำาน กงานท วไปของ

กรงเทพมหานคร เพอก ำาหนดขนาดอาคาร

มาตรฐานในการทดลองใหสอดคลองกบความจรง

มากทสด

3.3 กำาหนดตวแปรทเกยวของกบงานวจย

ศกษาตวแปรทมผลตออทธพลการถายเท

ความรอนเขาสอาคาร และคาการใชพลงงานใน

อาคาร

1) ความหนาแนนของการเคลอบลายเซรา

มกท กระจก โดยจะศกษารปแบบของการไล

ลวดลายของความหนาแนนในการเคลอบลาย

เซรามกทสดสวนตาง ๆ 8 รปแบบ ไดแก ความ

หนาแนนท 40% ความหนาแนนท 50% ความ

หนาแนนท 60% ความหนาแนนท 40%:60%:50%

ความหนาแนนท 40%:60%:50%:40% ความ

หนาแนนท 40%:50%:60% ความหนาแนนท

40%:60% และความหนาแนนท 60%:50%:40%

2) ประเภทกระจกทใชในการทดลอง ไดแก

กระจกใส (Clear glass) กระจกทมสภาพการแผรงส

ตำา (Low-E glass) มคณสมบต ของกระจก

ดงตารางท 1

ตารางท 1 คณสมบตของกระจกชนดตาง ๆ

ประเภทกระจก VT SHGC

กระจกใส 81 89

กระจกทมสภาพแผรงสตำา 70 37

เคลอบลายเซรามก 40% 51 49



3) สดสวนชองเปดของผนงอาคาร เปน

ตวแปรทมอทธพลตอการใชพลงงานในอาคาร ใน

งานวจยนจะศกษาท สดสวนชองเปดของผนง

อาคาร 10 รปแบบ ไดแก สดสวนชองเปดของผนง

อาคารท 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90

และ 100

4) ทศทางการวางของตวอาคาร เปน

ตวแปรทมผลตอความรอนทเขาสอาคาร กำาหนด

ใหมการวเคราะหทศทางทง 4 ทศ ไดแก ทศเหนอ

ทศใต ทศตะวนออก ทศตะวนตก

5) การตดตงแผงกนแดด ทำาการวเคราะห

ระยะยนของแผงกนแดดในระยะตาง ๆ โดย

พจารณาทระยะ 0.50 เมตร 1.00 เมตร 1.50 เมตร

2.00 เมตร

3.4 ทดลองหาคาการใชพลงงานระบบปรบ

อากาศ

ใชโปรแกรม eQUEST 3.64 ในการคำานวณ

หาคาการใชพลงงานระบบปรบอากาศ ตาม

ตวแปรตาง ๆ ทไดกำาหนด


3.5 ศกษาคาความสองสวางของแสง

โดยการทดสอบดวยการใชโปรแกรม

Dialux 4.10 ซงสามารถหาคณภาพของแสงภายใน

หองจากการกำาหนดคาการสองผานของแสง

ธรรมชาต (visible light transmittance) ตาม

คณสมบตของกระจกเคลอบลายเซรามก และการ

กำาหนดคาตามลวดลายการเคลอบเซรามก

1) กำาหนดขนาดหองขนาด 30.00 x 30.00

เมตร ความสงฝา 2.70 เมตร

2) กำาหนดขนาดสดสวนหนาตาง WWR 100

3) ลวดลายของการเคลอบเซรามกทง 8

รปแบบ ไดแก ความหนาแนนท 40% ความหนา

แนนท 50% ความหนาแนนท 60% ความหนา

แน นท 40%:60%:50% ความหนาแน นท

40%:60%:50%:40% ความหนาแน นท

40%:50%:60% ความหนาแนนท 40%:60%

ความหนาแนนท 60%:50%:40%

4) ชวงเวลาททำาการทดสอบ วนท 22

มถนายน และ 22 ธนวาคม ชวงเวลา 9.00 น.

12.00 น. และ 15.00 น.

3.6 ทดลองหาคาความสองสวางของแสง

ใชโปรแกรม Dialux 4.10 คำานวณหาคา

ความสองสวางของแสงภายในหอง ทระดบพนท

ทำางาน สง 0.80 เมตร ตามตวแปรตางทไดกำาหนด

3.7 เปรยบเทยบความคมคาทางเศรษฐศาสตร

โดยเปรยบเทยบการใชกระจกทวไปกบกระจก

เคลอบลายเซรามก เพอหาคาความคมทนของ

การนำากระจกชนดนมาใช


4.1 การทดลองดานพลงงาน

4.1.1เปรยบเทยบคาการใชพลงงานของกระจก

ชนดตางๆ ในแตละทศ พบวา คาการใชพลงงาน

ระบบปรบอากาศของกระจกชนดตาง ๆ ทางทศ

ตะวนออก เปนทศทมการใชพลงงานมากทสด ทศ

เหนอเปนทศท มการใชพลงงานนอยท สด ซง

กระจกใสเปนกระจกทมการใชพลงงานสงทสด

และกระจกท ม สภาพการแผร งสต ำา มการใช

พลงงานนอยทสด และกระจกเคลอบลายเซรามก

ในรปแบบตาง ๆ มผลการใชพลงงานทใกลเคยง

กน ดงรปท 2

รปท 2 คาการใชพลงงานของกระจกชนดตางๆ ทางทศ ตะวนออก

4.1.2 เปรยบเทยบคาการใชพลงงานของกระจก

เคลอบลายเซรามกในแตละทศพบวา การปรบ

เปลยนรปแบบลวดลายของการเคลอบเซรามกใน

แบบตาง ๆ นนไมสงผลตอการใชพลงงาน ดงรปท 3

รปท 3 คาการใชพลงงานของกระจกเคลอบลายเซรามก รปแบบตางๆ ทางทศตะวนออก

4.1.3 เปรยบเทยบคาการใชพลงงานของกระจก

เคลอบลายเซรามกท40%:60%:50%รวมกบแผง

กนแดดระยะยน2.00เมตรทางทศตะวนออกพบ

วา ทางทศใตเปนทศทมการใชพลงงานนอยทสด


81

ทสดสวน WWR นอยกวา 60 ทศเหนอมการใช

พลงงานสงทสดมากกวาทศอน ดงรปท 4

4.2.1 เปรยบเทยบคาความสองสวางของกระจก

ใสกบกระจกทมสภาพการแผรงสต ำากบเคลอบ

ลายเซรามกท 40%:50%:60% พบวา คาความ

สองสวางของการใชกระจกเคลอบลายเซรามก

ชวยลดความสวางของพนทบรเวณรมหนาตางได

แตแสงธรรมชาตจะเขามาภายในหองไดนอยกวา

กระจกชนดอน โดยกระจกใสและกระจกทมสภาพ

แผรงสตำา จะมแสงธรรมชาตเขามาไดมากกวา

และลกกวา ดงรปท 6 รปท 4 คาการใชพลงงานของกระจกเคลอบลายเซรามก

ท 40%:60%:50% รวมกบแผงกนแดดระยะ ยน 2.00 เมตร

4.2 การทดลองดานแสงสวาง

4.2.1 เปรยบเทยบคาความสองสวางของกระจก

เคลอบลายเซรามกรปแบบตางๆ พบวา กระจก

เคลอบลายเซรามกท 40% มคาความสองสวาง

สงกวารปแบบอน ทระยะหางจากหนาตาง 0.50

เมตร ถง 1.00 เมตร มคาความสวางสงกวารป

แบบอนมากกวา 100 lux ขนไป กระจกเคลอบ

ลายเซรามกท 50% และกระจกเคลอบลายเซรามก

ท 40%:50%:60% มคาความสองสวางใกลเคยง

กน กระจกเคลอบลายเซรามกท 60% มคาความ

สองสวางนอยทสดเมอเปรยบเทยบกบรปแบบอน

การไลรปแบบของการเคลอบลายเซรามกแตละ

แบบจงไมแตกตางกนเมอเทยบกบผลความสอง

สวาง ดงรปท 5

รปท 6 คาความสองสวางกระจกใส กบกระจกทมสภาพ แผรงสตำา และกระจกเคลอบลายเซรามก

จากรปท 7 แสดงใหเหนถงปรมาณความ

สวางทเขาไปภายในหอง โดยสดำาจะมคาเกน

เกณฑมาตรฐานทกำาหนด สเทามคาอยในเกณฑ

และสขาวไมถงเกณฑทกำาหนด เหนไดวากระจก

เคลอบลายเซรามก ชวยลดแสงทเขามามากเกน

ไปได แตลกเขาไปภายในหองกทำาใหแสงไมเพยง

พอไดเชนกน

รปท 5 คาความสองสวางกระจกเคลอบลายเซรามกรปท 7 คาความสองสวางกระจกใส กบกระจกทมสภาพ แผรงสตำา และกระจกเคลอบลายเซรามก


5. สรปผลการทดลอง

5.1 ดานการใชพลงงานระบบปรบอากาศ

5.1.1 การใชกระจกชนดตาง ๆ กระจกใสใช

พลงงานมากทสด กระจกทมสภาพการแผรงสตำา

ใชพลงงานนอยทสด กระจกเคลอบลายเซรามก

แตละรปแบบมคาการใชพลงงานทไมแตกตาง

กนมาก โดยกระจกเคลอบลายเซรามกท 40%:

50%:60% ประหยดพลงงานไดมากทสด

5.1.2ทศทางการวางอาคาร ในทศเหนอมการใช

พลงงานนอยทสด ทศตะวนนออกใชพลงงานมาก

ท ส ด แตถ าร วมกบแผงกนแดด ทศใตจะใช

พลงงานนอยทสด สามารถลดความรอนไดดทสด

5.1.3 การใชแผงกนแดด ระยะแผงกนแดดยงม

ระยะยนมาก จะชวยลดความรอนทเขามาได

ทำาใหการใชพลงงานระบบปรบอากาศนอยลง

5.2 ดานความสองสวางของแสง

5.2.1การเปลยนกระจกชนดตางๆ กระจกทมคา

VT มากแสงสวางจะเขาไดมาก

5.2.2รปแบบลวดลายของการเคลอบลายเซรามก

มผลแตกตางกนเลกนอย การเปลยนรปแบบ

ลวดลายจงไมสงตอการนำาแสงธรรมชาตเขามา

ใชในอาคารอยางเหนไดชด กระจกเคลอบลาย

เซรามกท 40%:50%:60% นำาแสงสวางเขามาได

มากทสด

5.3 ความคมคาทางเศรษฐศาสตร

5.3.1ระยะเวลาคนทนของโครงการ อาคารทใช

กระจกเคลอบลายเซรามกมระยะเวลาคนทนเรว

กวาอาคารทใชกระจกทมสภาพการแผรงสตำา และ

การใชแผงบงแดด หรอการเลอกทศทางอาคารท

ถกตองสามารถทำาใหคนทนไดเรวมากขน

5.3.2 มลคาปจจบนสทธของโครงการ (NPV)

อาคารทใชกระจกเคลอบลายเซรามกมคา NPV ท

สงกวาอาคารทใชกระจกทมสภาพการแผรงสตำา

จงสมควรแกการลงทนมากกวา

5.3.3อตราผลตอบแทนของโครงการ(IRR)อตรา

ผลตอบแทนการลงทน (IRR) ของกระจกเคลอบ

ลายเซรามกมคาสงกวาอาคารท ใชกระจกท ม

สภาพการแผร งสต ำา จงสมควรแกการลงทน

มากกวา

5.4 ขอเสนอแนะ

ในงานวจยขาดการทดลองจร ง ดาน

พลงงานของการใชกระจกเคลอบลายเซรามก

และการทดลองดานแสงสวางจรงในหอง เพอ

ศกษาเงาทเกดขนจรง เมอมการใชกระจกเคลอบ

ลายเซรามก

References

สนทร บญญาธการ. (2551). นวตกรรมการใช

กระจกสำาหรบเมองรอนชน. นนทบร: คลพรนท.

อธวฒน อศวพทยานนท. (2553). ประสทธภาพ

การประหยดพลงงานในอาคาร จากการ

ประยกตใชผนงเอยงในเขตรอนชน. วทยา

นพนธสถาปตยกรรมศาสตรมหาบณฑต,

มหาวทยาลยธรรมศาสตร.

อวรทธ ศรสธาพรรณ. (2552). เทคโนโลยสภาวะ

แวดลอมในการออกแบบสถาปตยกรรมในเขต

รอน-ชน. กรงเทพ: สำานกพมพมหาวทยาลย

ธรรมศาสตร.

ASHRAE. (2005).2005ASHRAEHandbook:

FundamentalsSIEdition. Atlanta: ASHRAE.

IESNA. (2000). IESNA Lighting Handbook.

New York: Illuminating Engineering Society

of North America.

แนวทา งก ารจดว างห ลอดฟ ลออเ รส เซนตแ อลอด

สำาหรบสำานกงานแบบผงทำางานรวมเพอเพมประสทธภาพการใชพลงงาน

Guideline for Arranging of LEDs Fluorescent Lamp

Open Plan Offices to Increase Energy Efficiency

อรจรา นพพรมงคล1 และ ดร.จตวฒน วโรดมพนธ 2

Onjira Noppornmongkol1 and Jatuwat Varodompun, Ph.D.2



บทคดยอ

การวจยนม งเนนการศกษาและจำาลองการจดวางหลอดแอลอดฟลออเรสเซนตเพอเพม

ประสทธภาพการใชพลงงาน โดยเปรยบเทยบรปแบบการวางผงระบบแสงประดษฐ 3 รปแบบในกรณ

ศกษาพนฐานแลวประเมนผลดวยโปรแกรมจำาลองสภาพแสง AGI32 โดยขนาดหองทใชเปนกรณศกษา

พนฐานม 3 แบบทระดบความสง 3 เมตร ระนาบทำางานสง 0.8 เมตร เกบขอมลทกระยะ 0.5 เมตร

ตวแปรทใชในการจำาลอง ไดแก ชนดหลอดไฟ รปแบบการวางผงระบบแสงประดษฐ รปแบบการตดตง

ดวงโคม จำานวนหลอดไฟตอดวงโคม แลวนำามาคำานวณคาใชจายทเกดขนทงคาอปกรณและคาไฟฟา

แลววเคราะหหาระยะเวลาคนทน จากการศกษา พบวา การเปลยนหลอดฟลออเรสเซนตมาเปนหลอด

แอลอดฟลออเรสเซนตชวยประหยดพลงงานไฟฟาตอหลอดลงได 21.5 วตต และการจดวางหลอด

ฟลออเรสเซนตแอลอดแบบสลบสามารถชวยลดจำานวนดวงโคมลงไดสงผลใหระยะเวลาคนทนสนลง

นอกจากน ในดวงโคมสำาหรบ 1 หลอด และ 2 หลอด ความกวางดวงโคมท 30x120 เซนตเมตร ใหการ

สองสวางทดกวาและระยะเวลาคนทนสนลงโดยจะชวยประหยดคาไฟฟาในระยะยาว แมคาใชจาย

อปกรณในขนแรกจะสง

Abstract

The purpose of this research is to study and plans the LED bulbs position to provide

the maximum potential of light source for open plan offices. The study compared 3 different

arrangements of LED lamps by using AGI32 software to measure the level of brightness in

every 0.5x0.5 m grid. The independent variable in this experiment is the width and length of

the room. There are 3 different width and length of the room. Also, every room has the height

of 3 m. To estimate the expense, these factors such as the type of bulbs, light planning, the

arrangement of lamps, the number of bulbs in lamp and the type of installment of lamp have

to be included. Then, it is crucial to analysis time taken to pay back the investment. The result

แนวทางการจดวางหลอดฟลออเรสเซนตแอลอด สำาหรบสำานกงานแบบผงทำางานรวมเพอเพมประสทธภาพการใชพลงงานอรจรา นพพรมงคล และ ดร. จตวฒน วโรดมพนธ 84

of this study shown LEDs fluorescence bulbs used 21.5 Watt of light energy less than the

old fluorescence bulbs. Even though, LED bulbs are expensive replacement but it is a good

long-term investment as provide high of return and significant reduce of electricity bills.

คำาสำาคญ (Keywords): หลอดฟลออเรสเซนตแอลอด (LEDs Fluorescent Lamp), อาคารสำานกงาน

แบบผงทำางานรวม (Open Plan Office), การจดวางระบบแสงประดษฐ (Lighting Design), ระยะเวลาคน

ทน (Pay Back Period)

1. บทนำา

1.1 ทมาและความสำาคญ

เทคโนโลยดานการสองสวางไดพฒนา

นวตกรรมในการใหแสงสวางแบบใหม คอ เทคโน

โลยไดโอดเปลงแสง (lighting emitted diode) เปน

นวตกรรมทเขามาแทนทหลอดฟลออเรสเซนต

จากขอมลทางสถต พบวา ในหนงปมปรมาณซาก

หลอดไฟกวา 41 ลานหลอด (กรมควบคมมลพษ,

2547) หากมการเลอกใชหลอดฟลออเรสเซนต

แอลอดแทนทจะสามารถลดมลพษทางอากาศ

จากสารปรอททเกดจากหลอดฟลออเรสเซนตได

นอกจากนหลอดแอลอดยงใชพลงงานไฟฟานอย

กวาถง 40% และมอายการใชงานทมากกวา

50,000 ชวโมง (Lekise lighting, 2012) ประกอบ

กบสำานกงานแบบผงทำางานรวมจดเปนพนททม

การใชระบบแสงสวางกวา 60% ของพนททงหมด

จากการสบคนงานวจยทเกยวของ เชน (Myer,

2009; จตวฒน วโรดมพนธ, 2553; Ryckaert,

2011; Richman, 2011) เปนการประเมนคาความ

สวางและพลงงานท ใชของหลอดแอลอดเมอ

แทนท หลอดฟลออเรสเซนตในดวงโคมแบบ

ตาง ๆ แตไมไดกลาวถงการออกแบบผงแสง

ประดษฐใหเหมาะสมตอการนำาหลอดแอลอด

มาแทนท สวนงานวจยของ (Tsuei, 2008) พบวา

การกระจายเมดแอลอดใหท วบรเวณหองชวย

ทำาใหคาความสมำาเสมอแสงดกวาการแทนทใน

ตำาแหนงดวงโคมไฟฟาเดมภายในหอง ดงนนใน

การวจยนมงเนนศกษาการจดวางผงระบบไฟฟา

สำาหรบดวงโคมแบบกระจายแสงทางตรงสำาหรบ

หลอดแอลอดเพอสรปเปนแนวทางการจดวางท

เหมาะสมดานคาความสวางและประหยดพลงงาน

โดยสมมตฐานคาดวาการกระจายหลอดแอลอด

ไปทวบรเวณจะชวยสงผลใหคาความสวางดกวา

การวางหลอดแอลอดไวใกลกน

1.2 วตถประสงคการวจย

1) สำารวจ ศกษา และเปรยบเทยบคณ-

สมบตของหลอดแอลอดฟล ออเรสเซนตก บ

หลอดฟลออเรสเซนต

2) สำารวจการจดวางพนททำางานรวมและ

รปแบบการใหแสงสวางในพนท ทำางานรวมใน

อาคารสำานกงาน

3) ศกษา และจำาลองการจดวางหลอด

แอลอดฟลออเรสเซนตในโปรแกรมจำาลองสภาพ

แสงเพอเปรยบเทยบในเชงปรมาณ และคณภาพ

ของระบบสองสวางของรปแบบการจดวางระบบ

แสงประดษฐแตละรปแบบเพอวเคราะหความคม

คาทางดานเศรษฐศาสตรและสรปเปนแนวทางใน

การนำาไปใชงานใหเกดประโยชนสงสด


85

2. ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

2.1 ทฤษฎเกยวกบแสงเบองตน

2.1.1การสองสวาง(Illuminance) ปรมาณความ

สองสวางมคาเทากบ 1 ลเมนตอตารางเมตรหรอ

1 ลกช (lux)

2.1.2อตราสวนเปรยบตาง(luminanceRatio)

การเปรยบเทยบความสวางของระนาบหรอวตถ

ทมองกบความสวางบรเวณแวดลอมอนระหวาง

ชนงานกบสภาพแวดลอมขางเคยงอยท 1:3 หรอ

3:1 ตวอยางเชน โตะกบผนงคอกกนทำางาน

2.2 เทคโนโลยไดโอดเปลงแสง

2.2.1หลกการทำางานวสดสารกงตวนำาทสามารถ

เปล ยนแปลงคณสมบต การน ำาไฟฟาได เม อ

อเลกตรอนเคลอนทสวงโคจรตำาปลอยพลงงาน

ออกมาแตจะสามารถมองเหนแสงไดกตอเมอ

ความถของพลงงานอยในชวงความถทตามองเหน

ไดเมอไดโอดใหแสงออกมาแลวถาไมควบคม

ทศทางแสงจะกระจดกระจาย ภายในหลอด

ประกอบดวยแผงวงจร PCB ทำาหนาทจายกระแส

ไฟฟาไปยงเมด LED ทอยบนแผงวงจร (2012)

การนำาแผนกนมาสรางสภาพแวดลอมใหแก

พนกงานเพอเปนการประหยดคาใชจายดานการ

กอสรางและคาไฟฟาจากระบบสองสวางและ

ระบบปรบอากาศ (Baldry, 2010; Barnes, 2010)

โดยคอกกนททำาใหผใชงานรสกถงความเปนสวน

ตวมความสงท 1.4 เมตร ขนาดคอกกนทำางานขน

อยกบขนาดเฟอรนเจอร ซงมดงน 2.4x2.4 เมตร,

2.4x3.0 เมตร และ 2.4x3.6 เมตร โดยทขนาด

ของพนทสญจรอยท 1.5 เมตร (Panero,1979;

Zelnik, 1979)

2.4 การออกแบบระบบแสงสวางในอาคาร

สำานกงาน

การออกแบบระบบแสงสวางในอาคาร

สำานกงานเปนการใหแสงสวางแบบทวไปเนนให

ความสมำาเสมอทวบรเวณ (สมาคมไฟฟาแสงสวาง

แหงประเทศไทย, 2546)

2.5 งานวจยทเกยวของ

บทความวจยเรอง Simulating the illumi-

nance and the efficiency of the LED and fluo-

rescent lights used in indoor lighting design

(2008) ผลการทดลอง พบวา การกระจายเมดแอล

อดใหทวบรเวณหองชวยทำาใหคาความสมำาเสมอ

แสงดกวาการแทนทในตำาแหนงดวงโคมไฟฟาเดม

ภายในหอง


งานวจยนเปนงานวจยเชงทดลองดวย

โปรแกรมคอมพวเตอร

3.1 การกำาหนดตวแปรในงานวจย

แบงเปน 2 สวน คอ ตวแปรกรณการให

แสงสวางในพนทสำานกงานทวไปและตวแปรกรณ

ปรบปรงระบบแสงประดษฐ

รปท 1 โครงสรางภายในของหลอดแอลอด (ทมา: Ledison Lighting, 2010)

2.3 การจดพนททำางานรวมในอาคารสำานกงาน

พนททำางานรวมในอาคารสำานกงานม


3.1.1ตวแปรการใหแสงสวางในพนทสำานกงาน

ทวไป

1) ผงการวางระบบแสงประดษฐ แบงเปน

3 รปแบบ คอ S กระจาย L ตอเนอง และ C สลบ

รปท 2 รปแบบการวางผงระบบแสงประดษฐ

2) ทศทางการวางดวงโคม แบงเปน 2 รป

แบบ คอ L ตามยาว และ C ตามขวาง (สำาหรบ

การวางผงแบบกระจาย และแบบสลบ เทานน)

3) ดวงโคม แบงเปน 4 รปแบบ คอ ดวง

โคมขนาด 30x120 เซนตเมตร สำาหรบ 1 และ 2

หลอด และดวงโคมขนาด 60x120 เซนตเมตร

สำาหรบ 2 และ 3 หลอด

3.1.2 ตวแปรกรณปรบปรงระบบแสงประดษฐ

1) ระดบฝา แบงเปน 2 แบบ คอ 2.5 เมตร

และ 2.7 เมตร

2) การเพมจำานวนดวงโคม ขนอย ก บ

ลกษณะการจดวางและดวงโคมทใช

3.2 การจำาลองดวยโปรแกรมคอมพวเตอร

3.2.1การตงคาสำานกงานแบบผงทำางานรวมทใช

ในโปรแกรม ทำาการจำาลองดวยโปรแกรม AGI32

2.3 กำาหนดขนาดของผงทำางานรวม 3 รปแบบ

คอ A 7.8x7.8 เมตร B 9.05x7.85 เมตร และ C

10.15x7.75 เมตร สง 3 เมตร และกำาหนดคาการ

สะทอนแสงของผววสด คอ พน เพดาน คอกกน

และเฟอรนเจอร 20% 70% 70% และ 30%

ตามลำาดบ

รปท 3 รปแบบผงทำางานรวม

3.2.2ตำาแหนงในการเกบขอมล

1) คาการสองสวาง เกบขอมล 2 สวนคอ

บรเวณพนททำางานทระดบ 0.8 เมตร และ เสน

ทางสญจร โดยเกบขอมลทก ๆ ระยะ 0.5 เมตร

ดงรปท 8

2) คณภาพแสง เกบขอมลท 4 ตำาแหนง

คอ บรเวณระนาบทำางานฝงซาย (TL) และขวา (TR)

และผนงคอกกนทำางานฝงซาย (WL) และขวา (WR)

รปท 4 ตำาแหนงในการเกบขอมลคณภาพแสง

3.3 ขนตอนการประเมนผล

3.3.1พจารณาคาการสองสวาง คาการสองสวาง

ในระนาบทำางาน อยางนอย 300 ลกซ และพนท

สญจรท 100 ลกซ สวนคาการสองสวางทคน

สามารถรบรไดท 30 ลกซ ตามเกณฑของ IES โดย

นำามาประเมนกรณพนฐานและกรณศกษา

3.3.2พจารณาคณภาพแสง พจารณาตามเกณฑ

IES ท 1:3 หรอ 3:1

3.3.3 พจารณาระยะเวลาคนทน พจารณาคาใช

จาย 2 สวน คอ


87

1) คาใชจายราคากอสราง และอปกรณท

ใชในแตละรปแบบรวมถงพจารณาอายการใชงาน

อปกรณทเกยวของ

2) คาไฟฟา คดคาไฟฟาแบบอตราตามชวง

เวลาการใชงาน (TOU) สำาหรบกจการขนาดกลาง

แรงดนไฟฟา 12-24 กโลโวลต อาคารสำานกงาน

เปดทำาการวนจนทรถงเสาร เวลาทำาการ 8.00-

12.00 น. ซงคดเปน 312 ชวโมงตอเดอน


4.1 การเปรยบเทยบการสองสวางในเชง

ปรมาณการสองสวาง

4.1.1 กรณพนฐานและกรณศกษา ดวงโคม

ขนาด 30x120 เซนตเมตร สำาหรบ 1 หลอด หลอด

ฟลออเรสเซนตแอลอดสามารถใหคาการสอง

สวางทเทยบเทากบหลอดฟลออเรสเซนต คอ

ไมนอยกวา 30 ลกซของกรณพนฐานในการจด

ผงแบบกระจาย ในสวนของดวงโคมแบบอ น

หลอดแอลอดไมสามารถแทนท

4.1.2 กรณศกษาปรบปรงโดยการลดระดบฝา

การลดระดบฝาทระดบ 2.5 เมตรชวยใหหลอด

แอลอดในดวงโคมขนาด 30x120 สำาหรบ 1 หลอด

ใหคาการสองสวางเทยบเทากบหลอด T8 ในการ

จดวางผงแบบตอเนองและสลบ สำาหรบดวงโคม

แบบตดลอยการลดระดบฝาสงผลใหคาการสอง

สวางของดวงโคมสำาหรบ 1 หลอด เทยบเทากบ

หลอด T8 ในการจดวางผงทกแบบ และหลอดแอล

อดในดวงโคมขนาด 30x120 สำาหรบ 2 หลอด ให

คาการสองสวางเทยบเทาในการจดวางผงแบบ

สลบ สรปการลดระดบฝาสงผลใหคาการสองสวาง

เพมขน 10 – 50 ลกซ

4.1.3กรณศกษาปรบปรงโดยการเพมจำานวนดวง

โคม การเพมจำานวนดวงโคมทำาใหคาการสอง

สวางดขนในทกกรณ หลอดแอลอดในดวงโคม

ขนาด 30x120 สำาหรบ 1 และ 2 หลอด เพมดวง

โคมจ ำานวน 1-2 ดวงโคม หลอดแอลอดดวงโคม

ขนาด 60x120 สำาหรบ 2 หลอดเพม จำานวน 3-7

ดวงโคม และหลอดแอลอดดวงโคมขนาด 60x120

สำาหรบ 2 หลอด การเพมจำานวน 2-10 ดวงโคม

คาการสองสวางจงดขนเทยบเทาหลอด T8

4.1.4กรณศกษาปรบปรงโดยการจดวางแบบอน

ดวงโคมขนาด 30x120 สำาหรบ 1 หลอด โดยการ

วางผงแบบกระจายสามารถวางผงแบบตอเนอง

และแบบสลบไดในจำานวนดวงโคมทเทากบกรณ

พนฐาน ดวงโคมขนาด 30x120 สำาหรบ 2 หลอด

โดยการวางผงแบบกระจายสามารถวางผงแบบ

สลบแทนไดโดยลดจำานวนดวงโคมทใชลงได 2

ดวงโคม ดวงโคมขนาด 60x120 สำาหรบ 2 หลอด

โดยการวางผงแบบกระจาย สามารถจดวางแบบ

ตอเนองโดยเพมจำานวนดวงโคม 1 ดวงโคม แต

หากจดผงแบบสลบจะสามารถจดไดในจำานวน

ดวงโคมเทาเดม ดวงโคมขนาด 60x120 สำาหรบ

3 หลอด สามารถจดวางผงแบบตอเนองและแบบ

สลบไดแตตองเพม 2 ดวงโคมจงทำาใหคาความ

สวางไมตำากวา 30 ลกซ เมอเทยบกบกรณพนฐาน

4.2 ประเมนคณภาพแสงของกรณศกษาท

ผานเกณฑการสองสวาง

อตราสวนเปรยบตางอยในชวง 1:3 หรอ

3:1 ในทกกรณ

4.3 ประเมนระยะเวลาคนทนทผานเกณฑการ

สองสวางเชงปรมาณและเชงคณภาพ

ดวงโคมขนาด 30x120 สำาหรบ 1 หลอด

คนทนทระยะเวลา 8 ป 5 เดอน โดยวางผงแบบ

ตอเนองและแบบสลบ ดวงโคมขนาด 30x120

สำาหรบ 2 หลอด คนทนทระยะเวลา 6 ป 4 เดอน

โดยการแทนทในดวงโคมเดมแตถาวางผงแบบ

สลบจะมระยะเวลาคนทนท 4 ป 4 เดอน ดวงโคม


ขนาด 60x120 สำาหรบ 2 หลอดคนทนทระยะเวลา

8 ป โดยการจดวางแบบตอเนองแตถาวางผงแบบ

สลบจะมระยะเวลาคนทนท 6 ป 7 เดอน ดวงโคม

ขนาด 60x120 สำาหรบ 3 หลอด คนทนทระยะ

เวลา 22 ป ในการจดวางทกรปแบบ

5. ขอสรปจากการทดลองและขอเสนอแนะ

1) การเลอกใชหลอดแอลอดควรเลอก

ใชในดวงโคมแบบ 1-2 หลอด เนองจากใหการ

กระจายแสงเทยบเทากบหลอดฟลออเรสเซนต

2) การวางผงแบบสลบทำาใหคาการ

สองสวางดเทยบเทาหลอดฟลออเรสเซนตใน

จำานวนดวงโคมทนอยกวาชวยทำาใหระยะเวลา

คนทนสนลง

3) หลอดฟลออเรสเซนต แอลอด ไม

เหมาะสมในการใชงานรวมกบดวงโคมขนาด

60x120 สำาหรบ 3 หลอด

References

กรมควบคมมลพษ (2547). แนวทางการจดการ ซากหลอดฟลออเรสเซนตในประเทศไทย. สบคนเมอ18 มนาคม 2556, จาก http://www. pcd.go.thสมาคมไฟฟาแสงสวางแหงประเทศไทย (2546). ขอแนะนำาระดบความสองสวางภายในอาคาร ของประเทศไทย TIEA-GD003. คมอการ ออกแบบอาคารท มประสทธภาพดานการ ประหยดพลงงาน. สบคนเมอ18 มนาคม 2556, จาก http://www.thaiengineering.comAGI32. (2007). AGI32 lighting software description. Lighting Analysis (7 pages).Baldry, C. & Barnes, A. (2010). The open-plan academy: Space, control and the undermining of professional identity.

Sage. Retrieved September 12, 2012, from http://www.sagepublications.comLedison Lighting. (2010). LedisonT8LEDTube 120cm20W. Retrieved March 21, 2013, from http://www.ledison-led-lights.co.ukLekise Lighting. (2012).LekiseT8LEDTube 120cm20W.Retrieved March 21, 2013, from http://lekise.co.thMyer, M. A., Paget, M. L. & Lingard, R. D. (2009). Performance of T12 and T8 FluorescentLampsandTroffersandLED Linear Replacement Lamps. Caliper Benckmark Report, Retrieved September 20, 2012, from http://www.eere.energy. gov/buildings/ssl/benchmark.htmlRichman, E. E., Kinzey, B. R. and Miller, N. J. (2011). Laboratory Evaluation of LED T8 Replacement Lamp Products. Pacific NorthwestNationalLaboratory,Retrieved September 20, 2012, from http://www.ntis. gov/ordering.htmRyckaert, W. R., Roelandts, I., Van Gils, M., Durinck, G., Forment, S., Audenaert, J., & Hanselaer, P. (2011). Performance of LED linear replacement lamps. 27th session of the CIE. Retrieved September 20, 2012, from https://lirias.kuleuven.be/ handle/123456789/313513Tsuei, C. H., Pen J. W. & Sun, W. S. (2008). Simulating the i l luminance and the efficiency of the LED and fluorescent lights used in indoor lighting design. Optics express18692, 16(23), Retrieved Septem ber 15, 2012, from http://www.opticsinfo base.org

แนวทางการออกแบบชองเปดเพอเพมการระบายอากาศและลดความรอน

ภายในอาคารประเภทโรงงาน

Design of Opening to Enhance Ventilation and Reduce Heat in

Factory Buildings

ปณณทต เพชรด1 และ ดร. สดาภรณ ฉงล2

Pannatat Petchdee1 and Sudaporn Chungloo, Ph.D.2



บทคดยอ

บทความวจยนนำาเสนอแนวทางการออกแบบชองเปดเพอเพมการระบายอากาศและลดความ

รอนภายในอาคารประเภทโรงงานโดยใชการระบายอากาศโดยวธธรรมชาตเพอเพมความสบายเชง

อณหภาพของผใชอาคาร การวจยใชโปรแกรมจำาลองพลศาสตรของไหล (Computational Fluid

Dynamic; CFD) FLUENT 13.0 ประกอบดวย 2 สวน คอ การทดลองประสทธภาพในการระบายอากาศ

ของอาคารในปจจบน และการทดลองเพอหาแนวทางทเหมาะสมในการเพมประสทธภาพการระบาย

อากาศของอาคาร การประเมนประสทธภาพการระบายอากาศพจารณาจากคาเฉลยของอณหภมภายใน

ทระดบความสง 1.2 (ระดบทำางาน) 4.0 8.0 และ 10.0 เมตร ตวแปรทใชในการทดลอง ไดแก รปแบบ

หลงคา ตำาแหนงและรปแบบชองเปดทผนง ผลการวจยพบวา ควรใชหลงคาทมชองเปดดานบนหลงคา

และมความลาดเอยงพอเหมาะ เพอชวยในการระบายความรอนใตหลงคาโดยอาศยการลอยตวของ

อากาศรอนและการเคลอนทของอากาศทเกดจากความกดอากาศตำา ตำาแหนงของชองเปดทผนงสวน

บนและบนสดชวยลดความรอนบรเวณใตหลงคามากทสด รปแบบของชองเปดสงผลตอความแตกตาง

ของอณหภมภายในนอยและมทศการเคลอนของลมคลายคลงกน ทศทางของลมทเกดขนในทกกรณม

ลกษณะวนกลบสงผลใหเกดการสะสมของความรอนภายในอาคาร สดสวนและขนาดของชองเปดของ

อาคารทไมเหมาะสมและลมวนบรเวณดานหลงอาคารทำาใหการระบายอากาศไมเพยงพอและอณหภม

สงขน ผลทไดจากการวจยนสามารถนำาไปใชเปนแนวทางในการออกแบบอาคารประเภทโรงงานทใชการ

ระบายอากาศดวยวธธรรมชาตตอไป

Abstract

This paper presents the opening designs to increase the ventilation and decrease the

heat accumulated within the factory building. The study is divided into 2 parts; the testing of

current ventilation system and determining the most efficient way of increasing the ventilation

of factory building. The research carries out simulation using FLUENT 13.0, a Computational

แนวทางการออกแบบชองเปดเพอเพมการระบายอากาศและลดความรอนภายในอาคารประเภทโรงงานปณณทต เพชรด และ ดร. สดาภรณ ฉงล 90


ปจจบนอาคารประเภทโรงงานอตสาห-

กรรมเพมขนอยางตอเนอง ลกษณะของอาคาร

สวนใหญทเกดขนไมสงเสรมตอการระบายอากาศ

และลดปรมาณความรอนภายในอาคาร ผใชงาน

จงตองทนกบความรอนทเกดการสะสมอยภายใน

อาคารเปนเวลานาน สงผลใหประสทธภาพใน

การทำางานลดลง ผลผลตลดลง และเปนอนตราย

ตอสขภาพ งานวจยนจงมงเนนเพอศกษาและ

ประเมนประสทธภาพในการระบายอากาศและ

ความรอนของอาคารในปจจบน โดยมงศกษาผล

ของการระบายอากาศและลดความรอนทเกด

จากลกษณะบานเกลดของชองเปด ตำาแหนงของ

ชองเปด และรปทรงหลงคา ผลทไดจากการศกษา

Fluid Dynamics program to investigate average temperature within the building at different

heights: 1.2, 4.0, 8.0, and 10.0 meters. The independent variables includes roof shapes,

positions of air flow openings, and louver types. The results showed that the roof should have

ventilation opening and built with appropriate angle of slope, not too low, which will help

decrease the heat that appear under the roof by buoyancy force and the movement of air that

cased by low air pressure. The position of ventilation opening locating on the upper part of

the wall and also at the highest part help decrease the accumulation of heat under the roof.

The type of the ventilation channel shows little effect on the temperature distribution and result

in similar movement of air. Recirculation of air found in every experiments returns back into the

building and increases the accumulated heat within. The appropriate size of ventilation channel

according to the building proportion is required. The lack of air flow and will generate warm air

accumulating within the leeward of the building, which also decreases the efficiency of

ventilation. The results from this research can be use as a guideline for designing the factory

building which using natural ventilation.

คำาสำาคญ (Keywords): การออกแบบชองเปด (Opening Design), การระบายอากาศโดยวธธรรมชาต

(Natural Ventilation), ความรอนในอาคาร (Heat in Building), แนวทางการออกแบบ (Design Guidelines),

อาคารประเภทโรงงาน (Factory Buildings), การคำานวณพลศาสตรของไหล (Computational Fluid

Dynamics)

สามารถนำาไปใชเปนแนวทางในการออกแบบชอง

เปดอาคารเพอเพมการระบายอากาศและลด

ความรอนภายในอาคารประเภทโรงงานไดอยาง

มประสทธภาพ


2.1 การระบายอากาศโดยวธธรรมชาต

การระบายอากาศโดยวธ ธรรมชาต

เปนการนำาเอาอากาศเคลอนทไปดวยอตราทชา

โดยเกดจากความแตกตางของอณหภมและ

ความกดอากาศ สามารถแบงออกไดเปน 2 วธ

ดงน

1) การถายเทอากาศโดยใหลมพดผาน

(cross ventilation) คอ การถายเทอากาศโดยให


91

ลมพดผานจากชองทางเขาดานท ม ความกด

อากาศสงไปยงชองทางออกทมความกดอากาศ

ตำาและควรวางตำาแหนงของชองเปดใหตรงกน

เพอใหอากาศไหลผานไดอยางมประสทธภาพ

โดยตองคำานงถง ทศทางและอตราเรวของลม

อตราความกดอากาศ ขนาดและจำานวนชองเปด

สงกดขวางภายใน รปรางและลกษณะชองเปด

และการกระจายของลมทพดผานอาคาร

2) การถายเทอากาศโดยใชความแตกตาง

ของอณหภม (stack effect) คอ การเคลอนทของ

อากาศโดยอาศยความแตกตางของอณหภมทำาให

เกดความกดอากาศทตางกนและทำาใหอากาศเกด

เคลอนท วธนเหมาะกบพนทท มความสงหรอ

มความแตกตางของอณหภมระหวางชองทางเขา

และออกมาก เชน การระบายอากาศทางปลอง

โดยอากาศรอนจะลอยตวขนดานบนและอากาศ

เยนจะเขามาแทนท

2.2 การเคลอนทของอากาศรอบอาคาร

เมออากาศเคลอนทปะทะอาคารจะทำาให

ดานปะทะอาคารเกดความกดอากาศสงขณะท

ดานหลงอาคารเกดความกดอากาศตำา ระยะของ

การเกดความกดอากาศตำาจะมระยะประมาณ 2-7

เทาของความยาวอาคารจงจะมความเรวลม

เทากบความเรวลมกอนปะทะอาคาร (Michael G

Malaragns, 1982) เมออากาศไหลปะทะอาคาร

ในทศตงฉาก การเคลอนทของอากาศทระดบ

ความสง 1-2 ของความสงอาคาร จะมทศทางไหล

ลง และชวงท 3 จะมทศไหลขน (ASHRAE, 2005)

2.3 การระบายอากาศโดยวธธรรมชาตของโรงงาน

วธการในระบายอากาศโดยวธธรรมชาตของ

โรงงานสามารถแบงออกไดเปน 3 วธ ดงน

1) การเปดชองเปดทผนงและหลงคา โดย

ตำาแหนงของชองเปดทผนงจะมตำาแหนงทแตก

ตางกนตามยคสมย คอ ชองเปดสวนบนสดของ

ผนง สวนบนของผนง และสวนลางของผนงท

ระดบความสง 1 เมตร ตามลำาดบ ในสวนของชอง

เปดท หลงคาจะชวยใหความรอนท สะสมอย

ภายในอาคารระบายออกภายนอกไดดแตไมเปน

ทนยมใชในปจจบน

2) การเลอกใชชองเปด (บานเกลด) สง

ผลตอทศการเคลอนทของอากาศภายในอาคาร

หากบานเบองเกลดมความถมากจะทำาใหเกดการ

เบยงเบนของลมมากสงผลใหลมเข าภายใน

อาคารนอยกวาการใชบานเกลดทมความถนอย

3) การแลกเปลยนอากาศภายในและ

ภายนอก โดยทวไปจะพบวาใชงานอย 2 วธ คอ

การใชปลองระบายอากาศ และการใชลกหมน

ระบายอากาศ


การวจยนเปนการวจยเชงทดลอง เพอ

ศกษาอทธพลของชองเปดทสงผลตอการระบาย

อากาศและความรอนภายในอาคาร โดยศกษา

จากลกษณะอาคารทมในปจจบนและเปรยบเทยบ

ผลของอณหภมเฉลยและทศการเคลอนทของลม

ภายในอาคาร เพอเสนอแนวทางในการออกแบบ

ใหมการระบายอากาศและความรอนทเหมาะสม

3.1 การกำาหนดตวแปรในการวจย

ตวแปรท ใชในการทดลอง คอ รปทรง

หลงคาและตำาแหนงของชองเปด รวมทงหมด 20

กรณ โดยกำาหนดตวแปรตาง ๆ ดงน

รปท 1 กรณศกษา


1 คอ หลงคาจว2 คอ หลงคาโคง3 คอ หลงคาจวทมชองเปดดานบน4 คอ หลงคาโคงทมชองเปดดานบนA คอ ตำาแหนงชองเปดสวนบนสดของผนงB คอ ตำาแหนงชองเปดสวนบนของผนงC คอ ตำาแหนงชองเปดสวนบนและบนสดของผนงD คอ ตำาแหนงชองเปดสวนลางของผนงE คอ ใชประตเปนชองเปด

3.2 การจำาลองดวยโปรแกรมคอมพวเตอร

ทำาการจำาลองดวยโปรแกรม ANSYS

FLUENT โดยกำาหนดขนาดตวอยางอาคารทใชใน

การศกษา คอ กวาง 19.10 เมตร ยาว 58.00 เมตร

สง10.61 เมตร และกำาหนดขนาดกลองทดลองใน

โปรแกรมคอมพวเตอรขนาด กวาง 60 เมตร ยาว

180 เมตร สง 60 เมตร ซงแบบจำาลองอาคารทใช

ในโปรแกรมคอมพวเตอรนนจะใชแบบจำาลองครง

อาคารเนองจากหากอาคารมลกษณะสมมาตร

สามารถกำาหนดคาในโปรแกรมใหจำาลองเสมอน

มอาคารทงอาคาร

รปท 2 แบบจำาลองอาคารทใชในการทดลอง

3.3 ขนตอนการประเมนผล

3.3.1 การพจารณาอณหภมเฉลยภายในอาคาร

ทำาการเกบขอมลอณหภมทระดบความสง

1.2 เมตร (ระดบทำางาน) 4 เมตร 8 เมตร 10 เมตร

(พนทใตหลงคา)

3.3.2การพจารณาทศการเคลอนทของลม

ภายในอาคาร

พจารณาควบคไปกบผลทไดจากอณหภม

เฉลยเพอวเคราะหอทธพลของการเคลอนทของ

ลมตออณหภมทเกดขน


4.1 อณหภมเฉลยภายในอาคาร

ผลการทดลอง พบวา ความรอนภายใน

อาคารสามารถแบงออกไดเปน 2 สวน ดงน

4.1.1ความรอนบรเวณใตหลงคา

พบวา รปทรงหลงคาทมอณหภมเฉลย

สงสด คอ หลงคาโคง หลงคาจว หลงคาโคงทม

ชองเปดดานบน และหลงคาจวทมชองเปดดาน

บนตามลำาดบ ดงภาพท 3 เนองจากชองเปดดาน

บนหลงคาชวยในการนำาอากาศและความรอน

ภายในออกสภายนอกเปนผลมาจากความกด

อากาศภายในทมากกวาภายนอก ตางจากหลงคา

ทไมมชองเปดดานบนทำาใหความรอนไมสามารถ

ออกภายนอกจงเกดการสะสมของความรอน

รปท 3 อณหภมเฉลยทระดบความสง 10 เมตร

เมอพจารณาความสมพนธของตำาแหนง

ข องเปดท ผนงก บหลงคา พบวา ชองเปดท

ตำาแหนงบนสดของผนงใหอณหภมเฉลยบรเวณ

ใตหลงคาตำาทสด รองลงมาคอ สวนบนและบน

สด สวนบน สวนลาง และประต ตามลำาดบ

เนองจากหากมชองเปดใกลกบบรเวณทมความ

รอนจะทำาใหความรอนสามารถระบายออกดาน

นอกได


93

4.1.2ความรอนบรเวณพนททำางาน

พบวา อณหภมเฉลยทระดบทำางานในทก

การทดลองมความใกลเคยงกน ความรอนทเกด

ขนเปนความรอนจากเครองจกรทเกดการสะสม

ภายในอาคารเปนผลมาจากอทธพลของความดน

ท แตกตางกนของภายนอกและภายในดงภาพ

ท 5 ก ความดนทแตกตางกนสงผลตอทศการ

เคลอนทของลม ทศทางของลมภายในอาคารจะ

มลกษณะวนกลบดงภาพท 5 ข เนองจากความ

ดนบรเวณพนททำางานมตำากวาความดนบรเวณ

ประตทางเขาออก เมอลมมลกษณะวนกลบทำาให

เกดการปะทะของลมภายในสงผลใหเกดบรเวณ

ทความรอนสะสมดงภาพท 6 นอกจากน ปจจยท

ทำาใหเกดการสะสมความรอนภายในอาคาร คอ

ทศการเคลอนท ของลมไมสมพนธกบลกษณะ

ของบานเกลดดงภาพท 7 ทำาใหปรมาณลม

จากภายนอกเขาภายในอาคารไดนอย ในขณะ

เดยวกนลมจากภายนอกดานหลงอาคารจะม

ทศสวนทางกบลมทออกจากอาคาร ทำาใหลมบาง

สวนเขาภายในอาคารสงผลใหประสทธภาพใน

การระบายอากาศออกจากอาคารลดลงดงภาพ

ท 8 นอกจากน การเปดชองเปดทตำาแหนงบนสด

ของผนงยงส งผลตอการสะสมความรอนอก

ทางหนง เนองจากลมทผานชองเปดจะมลกษณะ

วนลงดานลางและจะเกดลกษณะของลมวน

กลบเชนเดยวกน

(ก) ทศการเคลอนทของลม

(ข) ความดนภายนอกและภายในอาคาร

รปท 5 การเคลอนทของลมเนองมาจากความแตกตาง

ของความดน

รปท 6 บรเวณทเกดการสะสมความรอน (กรอบสดำา)

รปท 7 การเคลอนทของลมผานผนงเกลด


5.1 ขอสรปจากการศกษาวจย

5.1.1 ความรอนภายในอาคาร แบงไดเปน 2 สวน

ดงน

ดานหลงอาคาร

ดานปะทะลม

รปท 4 อณหภมเฉลยทระดบความสง 1.2 เมตร


5.1.2ความรอนบรเวณใตหลงคา

1) หลงคาทมชองเปดดานบนสามารถ

ชวยลดการสะสมของความรอนบรเวณใตหลงคา

2) หลงคาทมความชนตำา (หลงคาโคง) จะ

มการกระจายตวของความรอนทวทงหลงคาและ

มอณหภมเฉลยบรเวณใตหลงคาสงกวาหลงคาท

มความชนสง (หลงคาจว) ทความรอนจะสะสมอย

บรเวณสวนยอด

5.1.2ความรอนบรเวณพนททำางาน

ทศทางลมภายในอาคารมลกษณะวน

กลบทำาใหเกดการสะสมความรอนเนองจากการ

เลอกใชลกษณะและตำาแหนงของชองเปดทไม

เหมาะสม

5.1.3ลกษณะและตำาแหนงของชองเปด

1) ชองเปดทใชในปจจบนไมสมพนธกบ

ทศการเคลอนทของลมเขาอาคาร

2) ตำาแหนงของชองเปดทเหมาะสมใน

การลดความรอนภายในอาคารคอตำาแหนงสวน

ลางของผนง

3) ควรหลกเลยงการเปดชองเปดทสวน

บนและบนสดของผนงเนองจากจะทำาใหลมและ

ความรอนจากดานบนไหลลงมารวมกบความรอน

ดานลาง


1) ในการทดลองไดกำาหนดเฉพาะทศทาง

ลมตงฉากกบอาคาร ดงนน จงควรศกษาเพมเตม

ในทศทางลมอนๆ เพอใหครอบคลมในการนำาไป

ใชงาน

2) ควรศกษาผลกระทบจากการแผรงส

ความรอนทเกดขนภายในอาคารเพมเตม เพอใช

เปนขอมลเพมในการพจารณาเลอกใชชองเปด

3) ควรศกษาลกษณะชองเปดในแบบ

ตาง ๆ เพอเพมการระบายอากาศภายในอาคาร

4) ผลจากการศกษาสามารถนำาไปใชเปน

แนวทางเบองตนในการออกแบบชองเปดใหม

ความเหมาะสมกบอาคารประเภทโรงงาน

References

มาลน ศรสวรรณ. (2543). การศกษาความสมพนธ

ทศทางกระแสลมกบการเจาะชองเปดทผนง

อาคารสำาหรบอากาศรอนชนในประเทศไทย.

หนาจว,44(17), 152-168.

ศรเดช ใจสง. (2552). ประสทธภาพในการใชผนง

ชองเกลดและชองเปดเพอเพมการระบาย

อากาศกรณศกษา: ศนยซอมบำารงยานยนต.

วทยานพนธมหาบณฑต, คณะสถาปตยกรรม

ศาสตร, มหาวทยาลยศลปากร.

สมเกยรต จตรงคลำาเลศ. (2546). ผลของชองเปด

อากาศโรงงานทมตอคาความสบายโดยการ

ถายเทอากาศแบบธรรมชาต. วทยานพนธ

วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต, คณะวศวกรรม

ศาสตร, มหาวทยาลยเชยงใหม.

ASHRAE. (2001). ASHRAE handbook-

fundamentals (SI) 2001. Atlanta: The

American Society of Heating, Refrigerating

and Air-conditioning Engineers.

Givoni. B. (1994). Passive and low energy

coolingofbuilding.New York: John Wiley

& Sons.

Goodfellow. H. (2001). Industrial ventilation

design guidebook. California: Harcourt

Science and Technology Company.

Meinders, E. R. & Hanjali, K. (1999). Vortex

structure and heat transfer in turbulent

flow over a wall-mounted matrix of cubes.

InternationalJournalofHeatandFluidFlow,

20, 2555-267.

การวเคราะหการปลอยคารบอนจากขนตอนการรอถอนอาคาร

และการทำาลายอาคาร

Analysis of Carbon Emission from the Process of Building Demolition

สดตาภา ใจแสน1 และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร2

Suttapa Jaisan1 and Atch Sreshthaputra, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย


บทคดยอ

ในการวจยนไดทำาการวเคราะหการปลอยคารบอนจากขนตอนการรอถอนอาคารและทำาลาย

อาคาร โดยการสอบถามผรบเหมารอถอนอาคาร โดยใชบานพกอาศยและอาคารสำานกงานเปนอาคาร

กรณศกษา ผลการวจย พบวา บานพกอาศยมการมคาการปลอยคารบอนเทากบ 3,877.66 KgCO2e

หรอเทากบ 14.69 KgCO2e/m² และอาคารสำานกงานมคาการปลอยคารบอนเทากบ 44,469.04 kgCO2e

หรอเทากบ 3.91 KgCO2e/m² โดยวสดประเภททเปนโลหะและอโลหะ รวมถงอฐมอญและคอนกรต

เปนวสดทมการปลอยคารบอนมากทสด โดยแนวทางการลดการปลอยคารบอน คอ การออกแบบอาคาร

ทเปนมตรกบสงแวดลอมโดยการเลอกใชวสดทสามารถนำากลบมาใชซำาได เชน ไม เปนตน

Abstract

This research analyzed the carbon emission in the process of building demolition and

collected data by questionnaire from contractors on they demolish the building. The residential

building and office building used as the reference case in this study. The results indicate that

the process of house demolition has carbon emissions equal to 3,877.66 KgCO2e or 14.69

KgCO2e/m² and the process of building demolition of office building has carbon emissions equal

to 44,469.04 kgCO2e or 3.91 KgCO2e/m². It can be summarized that Metal and non-metal

materials include brick and concrete is most the source of carbon emissions in the process

of building demolition. So Building design that is friendly to the environment by using recuse

materials such as wood, etc.

คำาสำาคญ (Keywords): การรอถอนอาคาร (Greenhouse Gas Emission), การทำาลายอาคาร (Carbon

Emission), การปลอยคารบอน (Demolition Process)

การวเคราะหการปลอยคารบอนจากขนตอนการรอถอนอาคารและการทำาลายอาคารสดตาภา ใจแสน และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร96

1. บทนำา

การรอถอนอาคารและการทำาลายอาคาร

(Process of Building Demolition) เปนกระบวน

การทตองอาศยทงพลงงานจากเชอเพลงเพอใช

ในกระบวนการขนสงและกระบวนการเผาไหม

ของเครองยนตในการทำางาน รวมทงพลงงานจาก

เครองมอและอปกรณตางๆ ทใชในการปฏบตงาน

โดยทการใชพลงงานในการดำาเนนการรอถอน

อาคารและการทำาลายอาคารนน ยอมนำามาซง

การปลอยคารบอนออกสชนบรรยากาศ โดยท

ปรมาณการปลอยคารบอนทเกดขนนนจะอยใน

รปของคารบอนไดออกไซดเทยบเทา (Carbon

dioxide equivalent, CO2e) ซงเปนคาทมศกยภาพ

ในการทำาใหเกดสภาวะโลกรอน การวจยนไดทำา

การศกษาถงแนวทางการรอถอนอาคารและการ

ทำาลายอาคารของผ รบเหมารอถอนอาคารใน

ประเทศไทย โดยวเคราะหจากขนตอนกระบวนการ

รอถอนอาคารและการทำาลายอาคารตงแตขน

ตอนการรอถอนวสดอาคาร การทำาลายอาคาร

จนกระทงถงขนตอนการจดการเศษวสดทไดหลง

การรอถอนและทำาลายอาคาร เนองจากในทก

ขนตอนมการใชพลงงานในการปฏบตการ และยง

สงผลตอการปลอยคารบอนออกสชนบรรยากาศ

ดวยเชนกน

2. วธการวจย

ในการวจยนไดทำาการวจยโดยเลอกทำา

การสำารวจเกบขอมลเฉพาะผ ร บเหมารอถอน

อาคารและทำาลายอาคารทเปนวศวกรคมงาน

และประกอบกจการภายในเขตกรงเทพมหานคร

เทานน โดยใชแบบสอบถาม เพอทำาการเกบ

ขอมลเกยวกบแนวทางการดำาเนนงาน เครองมอ

ทใชในการดำาเนนงาน รวมถงระยะเวลาทใชใน

การดำาเนนงาน โดยทในการวจยนจะเลอกศกษา

เฉพาะรปแบบการรอถอนอาคารและการทำาลาย

อาคารในสวนของงานสถาปตยกรรม เชน ประต

หนาตาง วสดมงหลงคา ฯลฯ และสวนทเปน

โครงสรางอาคาร เชน คาน เสา พน ผนง เปนตน

ไมรวมการปรบปรง ซอมแซม การรอถอนถนน

รอบอาคาร การรอถอนเฟอรนเจอรภายในอาคาร

การรอถอนระบบตางๆ ภายในอาคาร และได

เลอกอาคารกรณศกษา 2 ประเภท คอ ประเภท

ทเปนบานพกอาศยและอาคารสำานกงาน

โดยในสวนของการวเคราะหการปลอย

คารบอนทไดจากการใชพลงงานในการดำาเนนการ

รอถอนและทำาลายอาคารของผรบเหมานนได

อางองคาสมประสทธการปลอยคารบอน (Emis-

sion Factor) จากองคการบรหารกาซเรอนกระจก

แหงประเทศไทย (อบก.) โดยใชจากคมอแนวทาง

การประเมนคารบอนฟตพรนทของผลตภณฑ

สวนในสวนของการวเคราะหการปลอยคารบอน

จากวสดอาคารไดดำาเนนการวเคราะหโดยใช

โปรแกรมสำาเรจรป SimaPro 7.3.3 ในการคำานวณ

ปรมาณคารบอนจากวสดอาคาร

ซงรายละเอยดของอาคารกรณศกษา ม

รายละเอยดดงน

2.1 บานพกอาศย

การวจยน ได เล อกบ านพ กอาศยท ม

ลกษณะทเปนบานจดสรรทวไปมลกษณะรปทรง

สเหลยมผนผา ชนลางเปนทสำาหรบการจอดรถ

และมระเบยงชนบน ขนาดพนทใชสอยประมาณ

264 m2 สง 2 ชน โดยทเปนอาคารโครงสราง

คอนกรตเสรมเหลก ผนงกออฐฉาบปน โดยมราย

ละเอยดของวสดทใชในบานพกอาศย ดงตารางท

1 ดงน


97

ตารางท 1 รายละเอยดของวสดทใชในบานพกอาศย

ขนาด 264 ตารางเมตร

วสด ปรมาณ หนวย

คอนกรต 88.53 m3

เหลก RB6 2155.80 m

เหลก DB12 2477.20 m

อฐมอญ 239.36 m2

ปนฉาบ 4.79 m3

เหลกโครงหลงคา (1x2) 557.90 m



กระเบองหลงคาซแพคโมเนย 204.38 m2

ฝายปซมบอรด 218.49 m2

ฝาซเมนตแผนเรยบ 0.18 m3

เคราฝา (อลมเนยม) 239.50 m

พนไม 94.39 m2

พนกระเบองเซรามค 124.10 m2

วงกบและบานกรอบอลมเนยม

แบบ Powder coat

474.90 m

ลกฟกกระจกใส 52.08 m2

วงกบประตไม 29.60 m3

ประตไม 4.08 m2

ประต MDF 0.18 m2

2.2 อาคารสำานกงาน

การวจยนไดเลอกอาคารสำานกงานเปน

อาคารกรณศกษา โดยเลอกจากอาคารสำานกงาน

ทงไปทพบเหนไดในประเทศไทยทมความสงไม

เกน 23 เมตร หรอ 7 ชน และสวนใหญมลกษณะ

ของอาคารทมรปทรงสเหลยมผนผา เพอการใช

ประโยชนภายในอาคารไดอยางเตมท และมพนท

ใชสอยประมาณ 10,000 ตารางเมตร ดงนน การ

วจยนจงเลอกใชอาคารสำานกงานทมความสง 7

ชน และมพนทใชสอย 11,375 m2 ซงเปนอาคาร

คอนกรตเสรมเหลก ผนงกออฐฉาบปน โดยราย

ละเอยดของวสดอาคารแสดงไวในตารางท 2 ดงน

ตารางท 2 รายละเอยดของวสดทใชในอาคารสำานกงาน

ขนาด 11,375 ตารางเมตร

วสด ปรมาณ หนวย

คอนกรต 3,053.84 m3

เหลก RB6 88,256.33 m

เหลก DB12 14,208.00 m

อฐมอญ 11,628.96 m2

ปนฉาบ 74.44 m3

ฝายปซมบอรด 10,375.75 m2

เคราฝา T- bar 34,585.83 m

พนกระเบองยางไวนล 10,375.75 m2

วงกบและบานกรอบ

อลมเนยม

10,949.75 m

ลกฟกกระจกใส 1,288.00 m2

ประตบานกระจก 28.00 m2

3. ผลการวจย

จากการวเคราะหผลการรอถอนและการ

ทำาลายอาคารจากการเกบขอมลจากผรบเหมาม

ปรมาณการปลอยคารบอนทแบงตามประเภท

ของอาคารไดดงน

3.1 บานพกอาศย

พบวา กระบวนการรอถอนและทำาลาย

บ านพ กอาศยม การปล อยคาร บอนท งส น

3,877.86 kgCO2e โดยทในขนตอนการรอถอน

และทำาลายบานพกอาศยมการปลอยคารบอน

เทากบ 2,612.34 kgCO2e และในขนตอนการ


จดการเศษวสดจากบานพกอาศยมการปลอย

คารบอนเทากบ 1,265.52 kgCO2e และเมอ

วเคราะหปรมาณการปลอยคารบอนตอพนท

ใชสอยของบานพกอาศย พบวา มคาเทากบ

14.69 KgCO2e/m² โดยแสดงไดดงตารางท 3 ดงน

ตารางท 3 ปรมาณการปลอยคารบอนจากบานพกอาศย

ขนาดพนทใชสอย 264 ตารางเมตร

ขนตอน ปรมาณคารบอน

(kgCO2e)

1. ขนตอนการรอถอนและทำาลาย 2,612.34

2. ขนตอนการจดการเศษวสด 1,265.52

รวม 3,877.86

ปรมาณคารบอนตอพนทใชสอย 14.69 KgCO2e/m²

วสดทเปนวงกบและบานกรอบอลมเนยม

ของบานพกอาศย มการปลอยคารบอนมากทสด

รองลงมาคอวสดประเภทคอนกรตตามดวยวสด

ประเภทเหลกโครงหลงคาของบานพก โดยแสดง

ดงรปท 1 ดงน

รปท 1 การปลอยคารบอนจากวสดของบานพกอาศย

(kgCO2e)

3.2 อาคารสำานกงาน

พบวา กระบวนการรอถอนและทำาลาย

อาคารสำานกงานมการปลอยคารบอนท งสน

44,469.04 kgCO2e โดยทขนตอนการรอถอนและ

ทำาลายอาคารสำานกงานมการปลอยคารบอน

เทากบ 6,298.76 kgCO2e และจากขนตอนการ

จดการเศษวสดจากอาคารสำานกงานมการปลอย

คารบอนเทากบ 38,170.28 kgCO2e และเมอ

วเคราะหปรมาณการปลอยคารบอนตอพนท

ใชสอยของอาคารสำานกงาน พบวา มคาเทากบ

3.91 KgCO2e/m² โดยแสดงไดดงตารางท 4 ดงน

ตารางท 4 ปรมาณการปลอยคารบอนจากอาคารสำานก

งานขนาดพนทใชสอย 11,375 ตารางเมตร

ขนตอน ปรมาณคารบอน

(kgCO2e)

1. ขนตอนการรอถอนและทำาลาย 6,298.76

2. ขนตอนการจดการเศษวสด 38,170.28

รวม 44,469.04

ปรมาณคารบอนตอพนทใชสอย 3.91 KgCO2e/m²

โดยทวสดทประเภทอฐมอญ มการปลอย

คารบอนมากท สด รองลงมาคอวสดประเภท

คอนกรต และตามดวยวสดทเปนเคราฝา T- Bar

และวสดท เปนวงกบและบานกรอบอลมเนยม

โดยแสดงดงรปท 2 ดงน


99

รปท 2 การปลอยคารบอนจากวสดของอาคารสำานกงาน

(kgCO2e)

4. สรปผลการวจย

ปรมาณการปลอยคารบอนจากการะบวน

การร อถอนอาคารและทำาลายอาคารน นม

ลกษณะทแปรผนตรงกบการใชพลงงานในการ

ปฏบตการรอถอนและทำาลายอาคาร โดยอาคาร

ทมขนาดใหญกวา เชน อาคารสำานกงานจะมการ

ปลอยคารบอนทมากกวาอาคารขนาดเลก นนคอ

บานพกอาศย แตเมอเปรยบเทยบตอพนทตาราง

เมตรของอาคารแลวกลบพบวา ในกระบวนการ

รอถอนและทำาลายบานพกอาศยนนมการปลอย

คารบอนตอตารางเมตรในปรมาณทมากกวาการ

ร อถอนและทำาลายอาคารส ำานกงาน ท งน

เนองจาก อาคารสำานกงานมวสดท ใชในการ

กอสรางอาคารทไมซบซอนและโครงสรางทเปน

ลกษณะสเหลยมผนผาไมมผนงภายในทซบซอน

เหมอนบานพกอาศย ดวยสาเหตนจงมผลตอการ

ปฏบตงาน ทสามารถกระทำาไดรวดเรวและใช

พลงงานในการปฏบตการรอถอนและทำาลายบาน

พกอาศยทนอยกวา ซงเปนผลใหปรมาณการ

ปล อยคาร บอนต อพ นท ใชสอยของอาคาร

สำานกงานมคาท น อยกวาปรมาณการปลอย

คารบอนตอพนทใชสอยของบานพกอาศย

จะเหนไดวาในขนตอนการจดการเศษวสด

ท ไดจากอาคารน นจะม ปร มาณการปล อย

คารบอนทมากก สาเหตเนองจากอาคารทมขนาด

ใหญยอมมปรมาณวสดจำานวนมาก ซงสงผล

โดยตรงตอกระบวนการขนสงเศษวสดทไดจาก

อาคารไปยงสถานทรบซอเศษวสดจากอาคาร ซง

ส งผลใหม ปร มาณคาร บอนในปร มาณมาก

เมอพจารณาถงการปลอยคารบอนจาก

วสดของอาคาร พบวา วสดประเภทโลหะและ

อโลหะ คอนกรต และอฐมอญ เปนวสดทมคาการ

ปลอยคารบอนมากทสดทงจากบานพกอาศยและ

อาคารสำานกงาน ทงนเนองจากวสดประเภทโลหะ

และอโลหะนน เมอนำาไปเขาสกระบวนการแปรรป

วสดเปนวสดทตยภมนนมการใชพลงงานทมาก

กวาวสดประเภทอนๆ สวนวสดประเภทคอนกรต

และอฐมอญนน เนองจากเปนวสดหลกท ใช

ในอาคารทง 2 ประเภท จงมปรมาณของวสดใน

ปรมาณมาก และเมอวเคราะหถงการปลอย

คารบอนจงพบวา มปรมาณคารบอนในปรมาณท

มากเชนเดยวกน สวนวสดประเภทไม กลบเปน

วสดท ม ปร มาณการปล อยคาร บอนต ำาสด

เนองจากเปนวสดทามารถนำากลบมาใชซำาไดทนท

โดยไมผานกระบวนการใดๆ

5. ขอเสนอแนะ

นอกจากการเลอกใชวธการและเครองมอ

ในการรอถอนอาคารและการทำาลายอาคารท

เหมาะสมกบรปแบบของอาคารแลว การออกแบบ

อาคารทมประสทธภาพยอมนำาไปสการลดการ

ปล อยคาร บอนออกสช นบรรยากาศไดเชน

เดยวกน โดยการเลอกใชวสดในการกอสราง

อาคารทลดการเกดของเสย เชน การออกแบบ

อาคารทเปนมตรกบสงแวดลอมโดยการเลอกใช


วสดทสามารถนำากลบมาใชซำาได เชน เชน ไม เปน

สวนประกอบหลกของอาคาร ทงน เนองจากการ

รอถอนและทำาลายอาคารนน ในสวนของวสดท

เปนไมผรบเหมาจะสามารถคดแยกเพอนำาไปใช

ซำาไดทนท โดยไมตองผานกระบวนการใดๆ

เหมอนวสดประเภทอนๆ เชน เหลกและอลมเนยม

เปนตน

นอกจากน การวางแผนการจดการเศษ

วสดทไดจากการรอถอนอาคารและการทำาลาย

อาคารทมประสทธภาพยอมสงผลใหมปรมาณ

การปลอยคารบอนทลดลงไดเชนกน กลาวคอ

การเลอกใชยานพาหนะทใชในการขนสงเศษวสด

จากอาคารทมความเหมาะสมกบปรมาณของ

วสด เชน วสดปรมาณ 12 ตน ถาผรบเหมาเลอก

ใชรถบรรทก 10 ลอ ในการบรรทกเศษวสดแทน

รถบรรทก 6 ลอเลก ในการขนสงไปยงสถานทรบ

ซอเศษวสดในระยะทาง 20 กม. พบวา การใชรถ

บรรทก 10 ลอ สามารถลดจำานวนเทยวของการ

บรรทกไดจากเดม 2 เทยวและลดปรมาณการ

ปลอยคารบอนไดถง 18.67%จากการปลอย

คารบอนดวยการขนเศษวสดดวยรถบรรทก 6 ลอ

References

กรมควบคมมลพษ. (2550). รายงานการศกษา

แนวทางการจดการเศษสงกอสรางสำาหรบ

ประเทศไทย.กรงเทพมหานคร: ม.ป.พ.

กรมควบคมมลพษ และคณะ. (2550). แนวทาง

ปฎบ ต ในการจดการของเส ยจากการกอ

สรางและการรอถอน (รายงานการศกษา).

กรงเทพฯ: ม.ป.ท.

นลน อเนกแสน. (2554) คาคารบอนอนเทนซต

ของบานพกอาศยในประเทศ. วทยานพนธ

ปรญญามหาบณฑต, สาขาวชาเทคโนโลย

สงแวดลอม, คณะพลงงานสงแวดลอมและ

วสด, มหาวทยาลยพระจอมเกลาธนร.

อรรจน เศรษฐบตร. (2552). การจดทำามาตรฐาน

คาการปลดปลอยกาซคารบอนไดออกไซด

ต อหวของผ ใชอาคารส ำาหร บอาคารใน

ประเทศไทยดวยวธLifeCycleAssessment

(LCA) โดยอาศยโปรแกรมคอมพวเตอร.

โครงการสงเสรมการวจยเชงลกในสาขาวชาท

มศกยภาพสง กองทนรชดาภเษกสมโภช.

อษณย อยะ เสถ ยร และคณะ. (2550 ) .

การประเมนปรมาณและองคประกอบของ

ของเสยและการรอถอนในกรงเทพมหานคร.

Environment and Natural Resources

Journal,5(2), 133-140.

องคการบรหารกาซเรอนกระจก. (2553). แนวทาง

การประเมนคารบอนฟตพรนทของผลตภณฑ.

(พมพครงท 2) กรงเทพฯ: บรษทอมรนทร

พรนตงแอนดพบลชชง จำากด (มหาชน).

การประยกตใชมวลอณหภาพเพอการอนรกษพลงงานในอาคารสำานกงานเขยว

Application of Thermal Mass for Energy Conservation of

Green Office Building

ธรวต วงษกมลเศรษฐ1 และ ดร.จตวฒน วโรดมพนธ2

Teerawat Wongkamolseth1 and Jatuwat Varodompun, Ph.D.2


E-mail: [email protected] , [email protected]

บทคดยอ

บทความวจยนเสนอแนวทางการประยกตใชมวลอณหภาพเพอลดพลงงานปรบอากาศในอาคาร

สำานกงาน โดยใชคณสมบตการหนวงเหนยวและการกกเกบความรอนของวสดมวลอณหภาพ การศกษา

แนวทางการลดพลงงานปรบอากาศโดยใชมวลอณหภาพและพนทชองเปดตอผนงอาคาร จำาแนกเปน

มวลอณหภาพกรอบอาคารและพน ตามรปแบบการกอสรางทนยม รปแบบการทดลองเปนการจำาลอง

ผานโปรแกรมคอมพวเตอร (eQUEST 3.64) เพอหาคาพลงงานปรบอากาศทเกดขน ผลทไดจากการ

ศกษาเบองตน พบวา นอกจากคณสมบตการกกเกบความรอนของมวลอณหภาพแลวยงมปจจยทสำาคญ

อน ๆ เกยวของดวย ไดแก สมประสทธการถายเทความรอนและพนทชองเปดตอผนงอาคารกจะม

สวนสำาคญมากเชนกน โดยมวลอณหภาพทมความสามารถในการกกเกบความรอนทเหมาะสม จะตอง

ไมมากหรอนอยเกนไป จงจะสามารถประหยดพลงงานไดดเมอใชรวมกบขนาดชองเปดทเหมาะสม

ผลทไดจากการวจยนสามารถนำาไปประยกตใชในการเลอกวสดมวลอณหภาพสวนตาง ๆ ของอาคารให

เหมาะสมกบขนาดชองเปดตอพนทผนงอาคารทงในอาคารทกอสรางใหมและอาคารทตองการปรบปรง

เพอลดพลงงานใหกบอาคารสำานกงาน

Abstract

This article proposes the design guidelines of applying thermal mass concept for

reducing cooling energy in office buildings. The energy conservation can be achieved by two

important properties of the thermal mass materials which are time lag effect and heat capacity.

This research is to conserve the cooling energy by using the thermal mass and window-to-wall-

ratios. The thermal mass is divided into envelope and floor thermal mass. The experiments is

simulated through a computer program called eQUEST 3.64 to obtain the cooling energy. The

results show that, in addition to the heat capacity of the thermal mass, other factors (i.e., heat

transfer coefficient and window-to-wall-ratio) are also important. The efficiency of cooling

การประยกตใชมวลอณหภาพเพอการอนรกษพลงงานในอาคารสำานกงานเขยวธรวต วงษกมลเศรษฐ และ ดร. จตวฒน วโรดมพนธ102

energy conservation can be significantly improved by using the envelope and floor thermal

mass (the heat capacity weight and density of thermal mass should be optimal.) with a

suitable window-to-wall-ratio. Furthermore, other practical designs with the thermal mass design

in the first experiment can improve energy efficiency. The outcome of this research can be

applied to the selection of the thermal mass materials in various parts of the buildings with the

suitable window-to-wall-ratios. Moreover, it can be used in both new and renovated buildings

in order to reduce the energy consumption in the office buildings.

คำาสำาคญ (Keywords): มวลอณหภาพ (Thermal Mass), พลงงานปรบอากาศ (Cooling Energy),

อตราสวนพนทชองเปดตอผนงอาคาร (Window-to Wall Ratio), อาคารสำานกงาน (Office Building),

การประหยดพลงงาน (Energy Conservation)


เน อ งจากป ญหาท เก ดข น ในอาคาร

สำาน กงานพบวาเคร องปร บอากาศมการใช

พลงงานทสงในชวงเวลาการใชงานอาคาร คอ

ชวงเวลา 8:00 – 18:00 น. โดยเฉพาะในชวงเวลา

กลางวนซงเปนชวงเวลาทอณหภมภายนอกสง

ทสด เครองปรบอากาศกจะมการใชพลงงานทสง

ทสด (peak cooling load) ตามไปดวย (Lam,

Danny & Cheung, 2003) ซงวธในการลดพลงงาน

เครองปรบอากาศมหลายวธดวยกน และแนวทาง

หนงทมประสทธภาพ คอ การใชมวลอณหภาพ

อาคาร (thermal mass) ซงเปนแนวทางทสามารถ

แกปญหาทเกดขนได เนองจากการออกแบบ

อาคารปจจบนมการออกแบบมวลอณหภาพทไม

เหมาะสมทำาใหความรอนจากภายนอกสามารถ

ผานเขาสภายในอาคารไดทนททำาใหเครองปรบ

อากาศตองใชพลงงานเพอจดการกบความรอนท

เขามาภายในพนท ซงประสทธภาพของมวล

อณหภาพเป นคณสมบต วสดในการก กเก บ

ความรอนและการหนวงเหนยวการสงผานความ

รอนทจะผานเขาสอาคารทนทได รวมทงยงลด

การแกวงของอณหภมภายใน

ปจจยของมวลอณหภาพประกอบดวย

ความหนาแนน ความหนาของวสดและคาความจ

ความรอนของวสดนน ๆ โดยวสดท ม ความ

สามารถในการกกเกบความรอนทสงจะเปนวสด

มวลอณหภาพมากและจะทำาใหเกดอทธพลการ

หนวงเหนยวเวลา (time lag effect) ซงจะสามารถ

เลอนเวลาการคายความรอนทสะสมไวในวสด

เขาสภายในอาคารออกไปในชวงเวลาหลงการ

ใชงานอาคาร และคายความรอนสวนหนงออกไป

ภายนอกอาคาร ในทางตรงกนขามวสดทมความ

สามารถในการกกเกบความรอนทตำาจะเปนวสด

มวลอณหภาพนอย แตการเลอกใชมวลอณหภาพ

นนจะมจดทเหมาะสม คอ จะตองไมมากหรอ

นอยเกนไป จะทำาใหสามารถลดพลงงานเครอง

ปรบอากาศได 18-20 % (Balaras, 1996)


1. ศกษาปร มาณและชน ดของมวล

อณหภาพทเหมาะสมเพอลดการใชพลงงานใน

การปรบอากาศภายในอาคารสำานกงาน


103

2. วเคราะหอตราสวนพนทชองเปดตอ

พนทผนงอาคารเพอลดพลงงานปรบอากาศจาก

รงสความรอนทผานเขาทางผนงโปรงแสง


2.1 มวลอณหภาพ

องคประกอบสำาคญของมวลอณหภาพใน

การกกเกบความรอน จะขนอยกบปรมาณมวล

วสดและคาความจความรอนของวสด ยงวสดมวล

อณหภาพมปรมาณมวลและความสามารถใน

การจความรอนสงความสามารถในการกกเกบ

ความรอนจะมากตามไปดวยเชนกน

ผลของความสามารถในการกกเกบความ

รอนทมากจะทำาใหเกดอทธพลการหนวงเหนยว

ความรอน (time lag effect) เกดขน แตในเชงของ

การประหยดพลงงานจะเกดขนจากหลายปจจย

เชน คาสมประสทธการนำาความรอนของวสด

2.2 มวลอณหภาพกบการถายเทความรอน

2.2.1 อทธพลการหนวงเหนยวความรอน

การถายเทความรอนผานเปลอกอาคารใน

ชวงแรก อณหภมผนงภายในและภายนอกจะม

คาเทากน เมอกรอบอาคารภายนอกไดรบการแผ

รงสจากดวงอาทตยทำาใหอณหภมสงขนเรอย ๆ

เมอมความแตกตางระหวางอณหภมผวอาคาร

ภายนอกกบภายในจะเกดการถายเทความรอน

ดวยวธการนำาความรอน เมออณหภมผนงอาคาร

เพมสงขนเรอย ๆ ในเวลากลางวนจนถงชวงบาย

อณหภมผนงอาคารจะสงเทาอณหภมภายนอก

และถายเทความรอนเขาสภายในอาคารอยาง

ชาๆ เนองจากการกกเกบความรอนของมวล

อณหภาพ จากนนเมออณหภมภายนอกลดลง

เรอย ๆ ในชวงเวลาเยน ความรอนทสะสมไวใน

กรอบอาคารกจะถกถายเทเขาสภายในสวนหนง

และสภาพแวดลอมภายนอกอาคารทมอณหภม

ตำากวาอกสวนหนง จากการถายเทความรอน

ดงกล าว เร ยกวาอทธ พลการหนวงเหน ยว

ความรอน (time lag effect) ความรอนจะไมเขาส

อาคารในทนท ทำาใหชวยลดภาระการปรบอากาศ

และอณหภมภายใน

2.3 งานวจยทเกยวของ

การวจยของ Lam, C. J. และ Danny, H.

W. (2003) พบวา การเพมมวลอณหภาพโดยใช

เทคนคการเพมการเกบความรอนใหกบอาคาร

(fabric energy storage technique) จะสามารถ

ชวยลดพลงงานการปรบอากาศได 17 – 20 %

นอกจากนนยงมปจจยทสำาคญ คอ คา U

ของวสด สรญา ประวตรางกล (2543) ทำาการ

ทดสอบประสทธภาพในการใชพลงงานปรบ

อากาศของผนงมวลอณหภาพ โดยปจจยทสนใจ

คอ คา U และ นำาหนกของผนงและจากการ

ทดลองนเหนวา ปจจยทสงผลกบการลดภาระการ

ทำาความเยนมากทสดคอ คา U ของวสด และนำา

หนกของผนงทใช เนองจากผนงทมคา U มากจะ

มประสทธภาพในการปองกนความรอนไดนอย

ความรอนจะถายเทเขาและออกไดในอตราท

เรวกวา


งานวจยนเปนงานวจยเชงทดลองดวย

โปรแกรมคอมพวเตอร (computer simulation)

โดย การศกษาจะใชโปรแกรม eQUEST เปนหลก

ในการทดลอง

3.1 การกำาหนดตวแปรในการวจย

ตวแปรตนในการศกษาปรมาณและชนด

มวลอณหภาพทเหมาะสม ในการทดลองน คอ


ชนดของมวลอณหภาพกรอบอาคาร ความหนา

แนนมวลอณหภาพ ความหนาแนนพนอาคาร

เมอนำาเกณฑมาวเคราะหการเลอกใชวสด

มวลอณหภาพสามารถเลอกรปแบบวสดมวล

อณหภาพกรอบอาคารได 3 รปแบบ ไดแก ผนง

คอนกรต ผนงกออฐ และผนงคอนกรตปดผว

ดวยหน โดยจะมคา U 0.87 Btu/h ft2 F, 0.74

Btu/h ft2 F และ 0.10 Btu/h ft2 F ตามลำาดบ

กำาหนดความหนา 10 cm. เทาๆ กน โดยเพม

ความหนาแนนตงแตชวง 20 – 500 lb/ft3 ชวงละ

20 lb/ft3 รวมเปน 25 ชวง ขณะทรปแบบพนอาคาร

ใชพนคอนกรตหนา 10 cm. เพยงอยางเดยว

ความหนาแนนตงแต 20 – 300 lb/ft3 รวมเปน 15

ชวง

พนทชองเปดตอผนงอาคาร

ตวแปรในการศกษาอทธพลพนทชองเปด

ตอพนทผนงอาคาร (WWR) ทมผลตอภาระการ

ทำาความเยน จะมการจดตวแปรรวมกบการ

ทดลองวสดมวลอณหภาพ โดยมการควบคม

ตวแปรชนดกระจกจะเลอกใชกระจกลามเนต

สเขยวหนา 3 mm. + 3 mm. ชวงระหวาง WWR

100, 80, 60 ในการทดลอง WWR จะทดลองรวม

กบมวลอณหภาพกรอบอาคารและพนอาคาร

3.2 การวเคราะหขอมล

ในการทดลองศกษาขนาด ชนด และมวล

อณหภาพทมผลตอภาระการทำาความเยน ผวจย

จะวเคราะหขอมลพลงงานปรบอากาศ เมอมการ

เปลยนชนดและความหนาแนนมวลอณหภาพ

กรอบอาคารและพนอาคาร และเมอใชทงสอง

สวนรวมกน โดยจะคอยๆ เพมความหนาแนน

ของวสด

การทดลองศกษาพนทชองเปดตอพนท

ผนงอาคารทมผลตอภาระการทำาความเยนผวจย

วเคราะหขอมลพลงงานปรบอากาศ เมอมการ

เปลยนอตราสวนพนท ชองเปดตอพนท ผนง

อาคาร เมอมการเปลยนชนดและขนาดของมวล

อณหภาพรวมดวย เพอศกษาประสทธภาพการ

ประหยดพลงงานเมอใชรวมกบมวลอณหภาพ


จากการทดลองมวลอณหภาพกรอบ

อาคารและพน พบวา การเลอกใชมวลอณหภาพ

ทมากหรอนอยเกนไปจะทำาใหใชพลงงานสง การ

เลอกใชท เหมาะสมจะตองเลอกปรมาณมวล

อณหภาพทพอเหมาะ ในการทดลองหาจดสมดล

มวลอณหภาพพนคอนกรตทมคาความหนาแนน

ท 20 - 500 lb/ft3 เมอใชรวมกบมวลอณหภาพ

พนคอนกรตทเหมาะสม ไดผลดงรปท 1

รปท 1 คาความหนาแนนมวลอณหภาพกรอบอาคารท

เหมาะสม

เหนไดวาเมอมการใชมวลอณหภาพพนท

เหมาะสม มวลอณหภาพผนงคอนกร ตท ม

ความหนาแนน 140 lb/ft3 จะมใชพลงงานนอย

ทสด โดยผนงกออฐและผนงคอนกรตปดผวดวย

หนจะใชความหนาแนน 120 lb/ft3 และ 20 lb/ft3

ตามลำาดบ หากใชนอยหรอมากกวานจะทำาใหใช

พลงงานมากขนเรอยๆ เชนกน


105

รปท 2 การใชพลงงานปรบอากาศใน 1 วน

จากรปท 2 การใชมวลอณหภาพทนอย

เกนไปจะทำาใหมการใชพลงงานในชวงบายสง

เนองจากความสามารถในการจความรอนต ำา

ความรอนจะเขาสอาคารไดทนท แตถาใชมวล

อณหภาพมากเกนไปจะทำาใหใชพลงงานในชวง

การเปดใชงานสงมาก เนองจากความรอนทถก

สะสมไว ถายเทออกไดไมหมดในชวงทไมมการใช

งานอาคาร ถงแมในชวงบายจะสามารถหนวง

ความรอนไวไดมากกตาม การใชพลงงานในชวง

เรมตนทสงทำาใหใชพลงงานรวมมากกวาผนงมวล

อณหภาพนอยทมชวงสนเปลองทนอยกวา และ

คาพลงงานทสนเปลองนอย การใชมวลอณหภาพ

ทเหมาะสมถงแมจะใชพลงงานเรมตนทมากกวา

มวลอณหภาพนอย แตเนองจากมความเหมาะสม

ปรมาณความรอนท สะสมจงมน อยกวามวล

อณหภาพมาก และในชวงบายกสามารถหนวง

ความรอนไวไดเชนกน ซงมความแตกตางกบมวล

อณหภาพทมากเกนไป เพยงเลกนอยเทานน

ในสวนของมวลอณหภาพพนไมวาจะ

เลอกใชผนงทมมวลอณหภาพมากเทาไรกตาม

การเลอกใชพนทมมวลอณหภาพนอยจะสามารถ

ประหยดพลงงานไดดท สด เนองจากไมมการ

สมผสกบสภาพแวดลอมภายนอกจงไมมความ

จำาเปนในการกกเกบความรอนเพอคายความรอน

ออกในเวลาหลงการใชงาน ดงรปท 3

รปท 3 คาความหนาแนนมวลอณหภาพพนทเหมาะสม

4.1 ปจจยอนๆ ทเกยวของกบมวลอณหภาพ

จากรปท 1 และ 3 เหนไดวา ผนงกออฐ

ทมคา U ตำากวาผนงคอนกรตจะมการใชพลงงาน

ทตำากวาแตร ปแบบแนวโนมจะไปในทศทาง

เดยวกน เนองจากคา U ทมากกวาจะทำาใหมวล

อณหภาพมประสทธภาพในการปองกนความรอน

นอยกวา ความรอนสามารถถายเทเขาออกไดใน

อตราท เรวกวา และผนงท มคา U ต ำากวาจะ

สามารถลดขนาดของมวลอณหภาพใหนอยลงได

ในการทดลองนผนงท ม ประสทธภาพในการ

ประหยดพลงงานไดดทสด คอ คอนกรตปดผว

ดวยหน ผนงกออฐ และผนงคอนกรตตามลำาดบ

การตดตงฉนวนทำาใหมการปองกนความรอนทจะ

เขาสอาคารกอนแลว และการตดตงฉนวนยงทำา

ใหลดคา U ของผนงลงไดมากอกดวย ดงนน ผนง

ทตดตงฉนวนจงไมจำาเปนตองใชผนงทมมวลอ

ณหภาพมาก

ปจจยทสำาคญทสด คอ การลดอตราสวน

พนท ชองเปดตอพนท ผนงอาคารจะทำาใหลด

พลงงานไดอยางชดเจนมากท ส ดเน องจาก

เปนการลดปรมาณความรอนทผานเขาทางชอง

เปดโดยตรง อกทงยงเปนการเพมพนทผวของผนง

มวลอณหภาพใหมากข นอกดวยแต การลด

อตราสวนพนทชองเปดตอพนทผนงอาคารจะ

ทำาใหพนทกรอบอาคารมากขนเชนกน จงทำาให

ตองใชผนงทมมวลอณหภาพมากขนตามไปดวย




1) มวลอณหภาพกรอบอาคารทเหมาะ

สมจะตองมความจความรอนทไมมากหรอนอย

เกนไป โดยจดทเหมาะสมทสดจะแตกตางกนออก

ไปตามขนาดของมวลอณหภาพพนทเลอกใช

2) มวลอณหภาพพนทเหมาะสมไมควร

จะมากเกน 60 lb/ft3 เนองจากพนอาคารไมม

ความจำาเปนตองกกเกบความรอนสง เพราะไมได

สมผสสภาพแวดลอมภายนอก การสะสมความ

รอนของพนอาคารจะทำาใหสนเปลองพลงงาน

ตลอดชวงวนมากขนเรอยๆ และปจจยคา U จะ

ไมสงผลกบพนอาคาร

3) หากมความจำาเปนตองเลอกพนทม

มวลอณหภาพมากควรจะมการใชรวมกบผนงทม

มวลอณหภาพทมากเชนกน จะสามารถประหยด

พลงงานไดดกวาการเลอกใชผนงมวลอณหภาพ

นอย เนองจากผนงจะชวยปองกนความรอนทจะ

ผานเขาภายในอาคารและจะกกเกบความรอนไว

ในพนทำาใหสนเปลองพลงงานปรบอากาศมากขน

4) การเลอกใชผนงทมคา U ยงนอยจะยง

ด เนองจากความรอนจะถายเทเขาออกไดใน

อตราทชากวาจะเปนการเพมประสทธภาพการ

ประหยดพลงงานใหกบผนงมวลอณหภาพ และ

ยงสามารถลดขนาดของผนงมวลอณหภาพใหม

ความหนาแนนทลดลงไดอกดวย

5) การลดขนาดพนท ชองเปดตอพนท

ผนงอาคารจะเปนการลดพลงงานปรบอากาศได

ดทสดในทกๆ วสด


ในการทดลองนไมไดมการคำานงถงมวล

อณหภาพภายในอ นๆ ซงส งผลตอพลงงาน

ปรบอากาศ เชน รปแบบผนงภายใน นำาหนก

เฟอรนเจอรและรปแบบการจดผงอาคาร รวมถง

มวลอณหภาพของหลงคาอาคาร

References

กญญาภค แตพพฒนพงษ. (2553). การศกษา

วสดและอตราสวนชองเปดตอพนท ผน ง

อาคารเพอการลดการใชพลงงานในอาคารพก

อาศย. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต,

คณะสถาปตยกรรมศาสตรและการผงเมอง,

มหาวทยาลยธรรมศาสตร,

สรญา ประวตรางกล. (2543). อทธพลของมวล

สาร ผนงภายนอกทมตอสภาวะนาสบายและ

ภาระการปรบอากาศในการออกแบบอาคาร.

วทยานพนธปรญญามหาบณฑต, คณะสถา-

ปตยกรรมศาสตร, จฬาลงกรณมหาวทยาลย,

ASHRAE. ASHRAE Handbook. (2007). Funda

mentals, Chapter 1. Atlanta, GA: The

American Society of Heating, Refriga-

rating and Air-Conditioning Engineers.

Balaras, C. A. (1996). The role of thermal

mass on the cooling load of buildings. An

overview of computational methods.

EnergyandBuildings, 24, 1-10.

Moore, F. (1993). Environmental control

systems: heat ing cool ing l ight ing.

Singapore: McGraw-Hill.

Braun, E. J., Montgomery, W. K., & Chaturvedi,

N. (2001). Evaluating the performance of

building thermal mass control strategies.

HVAC&Research,7, 1-14.

Lam, J. C., Danny, H. W., & Cheung, S. O.

(2003). An analysis of electricity end-use in

air- conditioned office buildings in Hong Kong.

Building and Environment, 38, 493-498.

Yang, L. & Li, Y. (2008). Cooling load reduction

by using thermal mass and night ventilation.


ประสทธภาพการใชพลงงานของอาคารสำานกงาน

เมอมการกำาหนดพนทกระจกของผนงอาคารตามทศ

The Energy Performances of Glazing Area Allocation on

Office Building Facades with Different Orientations

ภาณตภทร ศรสวสดวฒนา1 และ ดร. จตวฒน วโรดมพนธ2

Phanitphat Sirisawadwattana1 and Jatuwat Varodompun, Ph.D.2



บทคดยอ

งานวจยนจงมวตถประสงคเพอศกษาประสทธภาพการใชพลงงานของอาคารสำานกงานเมอม

ความสมพนธระหวางพนทกระจกและทศของกระจก โดยแบงการทดลองออกเปน 2 สวนหลก ๆ คอ

สวนแรกเปนการศกษาอทธพลของการกำาหนดพนทกระจกตามทศ มตวแปรทสำาคญคอ อตราสวนพนท

กระจก (WWR) ตงแต WWR 80% - WWR 20% มการกำาหนดพนทกระจก ตงแต 90% - 10% ในแตละ

ทศทางของสดสวนอาคาร 1:1 1:1.3 1:1.7 และ 1:3 เพอเปรยบเทยบการใชพลงงานตอป สวนทสอง

เปนการศกษาเพอลดการถายเทความรอนผานกระจก โดยการเปลยนคณสมบตกระจกและการตดตง

แผงบงแดด ในการทดลองใชการจำาลองโมเดลผานโปรแกรม eQUEST_3.64 และมขอจำากดวาตองม

พนทกระจกในทกทศของผนง จากผลการทดลองแสดงใหเหนวาการกำาหนดพนทกระจกขนาดใหญใน

ทศใดทศหนง เมอ WWR นอยลง จะมแนวโนมการใชพลงงานนอยกวาการกำาหนดพนทกระจกเทากน

ทกทศ อกทงการเปลยนคณสมบตกระจกชวยลดอทธพลของพนทกระจกทศตะวนออกไดดกวาทศใต

ผลทไดจากงานวจยนสามารถพฒนาองคความรทางดานสถาปตยกรรม เพอทจะนำาไปประยกตใชเปน

แนวทางในการออกแบบกรอบอาคารขนเบองตน รวมถงการออกแบบทมขอจำากดดานทตงทเกยวของ

กบสภาพแวดลอมได

Abstract

The modern technology of construction leads to the change in office building facades

to be more sophisticated and variety. The glass is used as a main element of building facades

which result in high air-conditioning energy usage. One solution to reduce energy consumption

is to design the glazing area of building to conform with building orientation and proportion.

The objective of this research is to study the energy performances when the combination of

glazing area and glazing orientations changed. There are two main sections in this study; the

ประสทธภาพการใชพลงงานของอาคารสำานกงานเมอมการกำาหนดพนทกระจกของผนงอาคารตามทศภาณตภทร ศรสวสดวฒนา และ ดร. จตวฒน วโรดมพนธ108

1. บทนำา

กรอบอาคารสำานกงานในปจจบนมกระจก

เปนองคประกอบหลก ทงอาคารสง อาคารขนาด

ใหญ และอาคารขนาดเลก กระจกเมอเทยบกบ

ผนงทบจะมการถายเทความรอนมากกวา 3 - 5

เทา เปนเหตใหสญเสยพลงงานในการปรบอากาศ

อยางมหาศาล การออกแบบกรอบอาคารจงตอง

ใหความสำาคญเรองการใชพลงงาน โดยมหลก

คอ ออกแบบใหสอดคลองกบสภาพภมอากาศ

(Olgyay, 1992) จากการศกษา พบวา ทกทศของ

กรอบอาคารจะไดรบอทธพลจากรงสดวงอาทตย

ในปรมาณทตางกน โดยทศทมผลตอภาระการ

ทำาความเยนมากทสด คอ ทศใต 21% สวนทศ

ทมผลตอภาระการทำาความเยนนอยทสด คอ ทศ

เหนอ 6% และพนทกระจกจะแปรผนตามภาระ

การทำาความเยน ดงนน ทศทางและขนาดของ

พนทกระจกตอผนงอาคารจงเปนปจจยสำาคญท

first one aims at the impact of variables, including window to wall ratios (WWR), ranged from

WWR 80% to WWR 20%. The glazing area allocation from 90% to 10% in each orientations

and building proportions 1:1, 1:1.3, 1:1.7 and 1:3. Energy consumption per year will be used

as a comparison. The second part focuses on reducing heat transfers through glass by chang-

ing glass property and using shading devices. Simulation model by eQUEST_3.64 was employed

for this study with an assumption that each building side must have glass. The research finding

revealed that having larger glazing area on one orientation in low WWR can reduce energy

consumption than having equal glazing area in all orientation. The result of this research can

not only improve knowledge of architecture that applies to preliminary facades design, but

also alternate design solution with specific sites.

คำาสำาคญ (Keywords): อาคารสำานกงาน (Office Building), ทศทาง (Orientation), สดสวนอาคาร

(Building Proportion), อตราสวนพนทกระจกตอผนงอาคาร (Window to Wall Ratio: WWR), การกำาหนด

พนทกระจก (Glazing Area Allocation)

สงผลตอการใชพลงงาน แตในงานวจยอนมการ

ศกษาพนท กระจกตอผนงอาคารท ก ำาหนดให

ทกทศเทากนหรอแยกเฉพาะแตละทศ ดงรปท 1

ซงไมสอดคลองกบอทธพลของรงสดวงอาทตย

อกท งยงไม พบวรรณกรรมท ม การศกษาใน

ประเดนเรองการกำาหนดพนท กระจกตอผนง

อาคารตามทศอยางชดเจนเทาทควร และนอก

จากเรองของพลงงาน ยงมขอจำากดทางดานพนท

ตงในเขตชมชนเมอง รวมถงการออกแบบกรอบ

อาคารทมความซบซอนมากขน ทำาใหพนทกระจก

ของผนงแตทศไมเทากน ดงร ปท 2 ซงจาก

ประเดนดงกลาวจงนำาไปสการวจยทมงแสวงหา

แนวทางการออกแบบกรอบอาคารเมอมการ

กำาหนดพนท กระจกตอผนงอาคารตามทศให

เหมาะสมกบสดสวนอาคาร ท ส งผลตอการ

ประหยดพลงงานมากทสด


109

รปท 1 WWR ทศกษาในงานวจยอน และตวอยางสำานกงาน

ในอดต

ภายนอกอาคาร ทศการวางอาคาร WWR ชนด

ของผนงและกระจก การตดตงแผงบงแดด เปนตน

ท งน ม การศกษาหลายแนวทางเพ อน ำามา

ออกแบบกรอบอาคารทชวยลดการใชพลงงาน

อยางการศกษาสดสวนอาคารและ WWR พบวา

สดสวนอาคารท เหมาะสมสำาหรบอาคารท ม

การปรบอากาศ คอ 1: 1.3 และ 1: 1.7 รวมทง

WWR ทสงขนสงผลตอภาระการทำาความเยนท

มากขน (ณฐภม รบคำาอนทร, 2552) การศกษา

การแนวทางการเลอกใชกระจกเปนผนงอาคาร

สำานกงาน พบวา การเลอกใชกระจกทมคณสมบต

ดและมราคาสง จะมความเหมาะสมทางเศรษฐ-

ศาสตรมากทสดเมอม WWR นอยกวารอยละ

40 (สวชญา ดาวประกายมงคล, 2552) และการ

ศกษาแนวทางการปรบปรงผนงไมรบนำาหนกชนด

เบาของอาคาร โดยการปรบชนดผนงรวมกบ

สดสวนอาคารและ WWR ใน 3 รปแบบ คอ

1) ทง 4 ทศมพนทกระจก รอยละ 60 2) ทง 3 ทศ

มพนทกระจก รอยละ 60 80 100 และอก 1 ทศ

มพนทกระจก รอยละ 30 และ 3) มพนทกระจก

รอยละ 60 เทากน 2 ทศ จากการศกษาพบวา

สดสวนอาคารทใชพลงงานนอยทสดคอ สดสวน

1 ตอ 1 และการกำาหนดพนทกระจกในรปแบบท

2 จะมการใชพลงงานนอยทสด (กอบกล ววธ

มงคลไชย, 2542) แตการศกษาในแตละรปแบบ

ยงไมสามารถนำาผลมาเปรยบเทยบกนไดอยาง

ชดเจน เพราะมพนทกระจกรวมในแตละกรณ

ไมเทากน เนองจากพนทกระจกทเพมขนจะสงผล

ตอการใชพลงงานทเพมมากขนดวย ดงทไดมการ

ศกษาในงานวจยอน งานวจยนผ วจยจงอางอง

พนทกระจกรวมเทากบ WWR ในแตละกรณทม

การกำาหนดพนทกระจกทกทศเทากน เพอศกษา

อทธพลตอการใชพลงงานเมอมทศทางและขนาด

พนทกระจกเปลยนไป

รปท 2 WWR ทศกษาในงานวจยน และตวอยางสำานกงาน

ในปจจบน

2. แนวคด ทฤษฎ และงานวจยทเกยวของ

ปจจยทเกยวของในการออกแบบกรอบ

อาคารประกอบดวยหลายปจจย ไดแก พนทผว



งานวจยนเปนการวจยเชงทดลอง (simula-

tion research) โดยแบงขนตอนการวจยออก

เปน 2 ชวงหลก คอ ชวงแรกคำานวณผลการใช

พลงงานดวยโปรแกรมคอมพวเตอร eQUEST_

3.64 เมอมการกำาหนดพนท กระจกของผนง

อาคารตามทศรวมกบตวแปรตางๆ และในชวงท

สองเปนการเปรยบเทยบการใชพลงงานเมอ

เปลยนคณสมบตกระจกและตดตงแผงบงแดด

รวมกบการกำาหนดพนท กระจกตอผนงอาคาร

ตามทศ เพอลดปรมาณรงสความรอนทผานเขาส

อาคารทางกระจก

3.1 การสรางแบบจำาลองอาคารตนแบบ

(Base case Building)

เพอใหผลวจยถกตองและนาเชอถอ จง

จำาเปนตองสรางแบบจำาลองอาคารตนแบบใหม

ลกษณะใกลเคยงกบอาคารสำานกงานในปจจบน

มากทสด ทงขนาดและรปทรงอาคาร วสดผนง

และชนดกระจก ดงตารางท 1

ตารางท 1 คาพนฐานของแบบจำาลองอาคาร

Building type Office

Total building area 58,590 sq.m.

Total occupied area 45,960 sq.m.

Building height 30 stories

Floor to floor 3.96 m.

Roof type Concrete Slab

Wal l ty pe Aluminium Cladding

Glass type Green Tint Laminated

Glass

HVAC system Chilled water coils

3.2 การกำาหนดตวแปรในงานวจย

ตวแปรทเลอกศกษาในงานวจย เปนปจจย

หลกทเกยวของกบการออกแบบกรอบอาคาร ซง

มผลตอการใชพลงงานในอาคาร ไดแก สดสวน

อาคาร WWR การกำาหนดพนทกระจกตอผนง

อาคารตามทศ คาสมประสทธการบงแดดของ

กระจก และระยะยนแผงบงแดด โดยรายละเอยด

ดงรปท 3

รปท 3 ตวแปรทศกษาในงานวจย


ผลจากการจำาลองการใชพลงงาน แสดงใน

หนวย กโลวตตตอตารางเมตรตอป (kWh/m2/yr)

แบงออกเปน 3 สวน ดงน

4.1 เมอกำาหนดพนทกระจกของผนงอาคาร

ทกทศเทากน ใน WWR และสดสวนอาคาร

ตางกน

ความตางของการใชพลงงานเมอ WWR

สงขนจะเหนชดเจนกวาเมอสดสวนอาคารเพมขน

โดยสดสวน 1 ตอ 1.3 มการใชพลงงานนอยทสด

ในทก WWR และสดสวน 1 ตอ 3 มการใชพลงงาน

มากทสดในทก WWR เชนเดยวกน ทงน WWR


111

ทสงขนสงผลใหมการใชพลงงานมากขน ซงผล

ในสวนนจะนำาไปใชเปนเกณฑเปรยบเทยบกบผล

ในสวนถดไป

4.2 เมอกำาหนดพนทกระจกของผนงอาคาร

ตามทศตางกน ใน WWR และสดสวน

อาคารตางกน

4.2.1เปรยบเทยบการใชพลงงานทสดสวน

อาคารเดยวกนแตมWWRแตกตางกน

การใชพลงงานทสดสวน 1 ตอ 1 สรปได

วา เมอ WWR ตำาลงการใชพลงงานมรปแบบ

เดยวกน โดยแปรผนตามขนาดของพนทกระจก

ในทศนน ๆ ทศเหนอพนทกระจกมากขนการใช

พลงงานนอยลง ดงรปท 4 และทศใตพนทกระจก

มากขนการใชพลงงานมากขน ดงรปท 5

4.2.2เปรยบเทยบการใชพลงงานทสดสวน

อาคารตางกนแตมWWRเทากน

การใชพลงงานท WWR 70% สรปไดวา

เมอสดสวนอาคารตางกน อทธพลของพนท

กระจกในแตละทศแตกตางกน ดงตารางท 2

ตารางท 2 สรปอทธพลของพนทกระจกในแตละทศทม

ผลตอการใชพลงงาน

สดสวนอาคาร ทศพนทกระจกมผลตอ

พลงงาน

มาก นอย

1 ตอ 1 ทศใต ตะวนออก ทศเหนอ

1 ตอ 1.3 ทศใต ทศเหนอ ตะวนตก

1 ตอ 1.7 ทศใต เหนอ ทศตะวนตก

1 ตอ 3 ทศใต เหนอ ทศตะวนออก - ตก

จากตารางท 2 พนทกระจกทศเหนอจะม

ผลตอการใชพลงงานมากขนเมอสดสวนอาคาร

มากขน ขณะทพนทกระจกทศตะวนออกจะมผล

นอยลง

4.3 เมอเปลยนคณสมบตกระจกและระยะยน

แผงบงแดด รวมกบการกำาหนดพนท

กระจก

การเปลยนคา SC = 0.4 ในทศตะวนออก

ใตและตะวนตก จะมการใชพลงงานเทากน ดงรป

ท 6

รปท 4 การใชพลงงานเมอกำาหนดพนทกระจกตามทศใน

ทศเหนอ

รปท 5 การใชพลงงานเมอกำาหนดพนทกระจกตามทใน

ทศใตรปท 6 การใชพลงงานเมอกำาหนดพนทกระจก 90% ตอ ผนงอาคาร ในทศตางๆ ท SC 0.6, 0.4 และ 0.2


5. สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการทดลอง

หลกการกำาหนดพนท กระจกของผนง

อาคารตามทศ จะขนอยกบอทธพลของทศทาง

และขนาดพนทกระจก ทสงผลตอการใชพลงงาน

ดวย ซงสามารถสรปได ดงน

5.1.1ทศของพนทกระจก

ขนอยกบสดสวนอาคารทเปลยนไป แตทศ

ใตจะมผลตอการใชพลงงานในทกสดสวนอาคาร

ดงนน การมพนทกระจกทศใตขนาดเลก จะทำาให

มแนวโนมการใชพลงงานนอยลง แตอยางไรกตาม

ในกรณทจำาเปนตองมพนทกระจกทศใต สามารถ

อาศยการกำาหนดพนทกระจกในทางเลอกอนทม

ผลการใชพลงงานใกลเคยงกนได

5.1.2ขนาดของพนทกระจก

ขนอยกบ WWR และสดสวนอาคาร การ

กำาหนดพนทกระจกใหทศหนงมขนาดใหญ จะ

เหมาะสมเมอ WWR ตำา ๆ และสดสวนอาคารท

มความกวางตอความยาวอาคารไมมาก เพราะ

อยางไรกตามการมพนทกระจกทศใตขนาดใหญ

ยอมทำาใหการใชพลงงานมากขน

5.1.3การลดปรมาณรงสความรอนทผานทาง

กระจก

เมอมการกำาหนดพนทกระจกตามทศ โดย

ใหทศหนงมขนาดใหญขนสวนทศอนเลกลง แตม

การใชพลงงานเทาเดม อาศยหลกการ ดงน

1) การเปลยนคา SC จะเหมาะสมกบ

อาคารทมพนทกระจกทศตะวนออกและตะวนตก

ขนาดใหญ

2) การเปลยนระยะยนแผงบงแดด จะ

เหมาะสมกบอาคารทมพนทกระจกทศใตขนาด

ใหญ


งานวจยนไมไดมคำานงความแตกตางของ

วสดผนงภายนอกอาคาร และการใชพลงงานท

เกดจากระบบแสงสวาง ซงมผลตอการใชพลงงาน

ทมากขนเมอพนทกระจกมขนาดเลกลง

References

กอบกล ววธมงคลไชย. (2542). การลดคาการ

ถายเทความรอนผานผนงไมรบนำาหนกชนด

เบาของสำานกงานอาคารสง. วทยานพนธ

สถาปตยกรรมศาสตรมหาบณฑต, คณะสถา-

ปตยกรรมศาสตร, จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

ณฐภม รบคำาอนทร. (2552). อทธพลของสดสวน

และทศทางอาคารทมผลตอการใชพลงงาน

ในอาคาร. วทยานพนธสถาปตยกรรมศาสตร

มหาบณฑต, คณะสถาปตยกรรมศาสตร,

จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

สวชญา ดาวประกายมงคล. (2552). แนวทางการ

เลอกใชกระจกเปนผนงอาคารสำานกงานปรบ

อากาศ เพอใหสอดคลองกบกฏกระทรวง

การออกแบบอาคารเพอการอนรกษพลงงาน

พ.ศ. 2552. วทยานพนธสถาปตยกรรม

ศาสตรมหาบณฑต, คณะสถาปตยกรรม

ศาสตร, จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

ASHRAE Standard 90.1 (2007). Energy

standard for buildings except low-

rise residential buildings I-P edition.

Atlanta, GA: ANSI/ASHRAE.

Olgyay, V. (1992). Design with Climate:

Bioclimatic approach to architectural

regional ism (4 th ed.) . New Jersey:

Princeton University Press.

การบรณาการเทคโนโลยปรบหรแสงอตโนมตรวมกบการออกแบบ

องคประกอบอาคารสำานกงานเพอการประหยดพลงงาน

Integration of Automatic Daylight-dimming System with the Design

of an Office Building Components for Energy Conservation

กวน บวรธนจรรยา1 และ ดร.จตวฒน วโรดมพนธ2

Kawin Borvontanajunya1 and Jatuwat Varodompun, Ph.D.2



บทคดยอ

งานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาหาแนวทางการลดใชพลงงานของอาคารสำานกงาน เนองจาก

การพฒนาและขยายตวทางเศรษฐกจภายในประเทศไทยนำาไปสการเพมจำานวนของอาคารประเภท

อาคารสำานกงาน และเมอตรวจสอบจากสถตการใชพลงงานอาคารประเภทตาง ๆ ในประเทศจะเหนได

วาอาคารสำานกงานนนมแนวโนมการใชพลงงานสงทสดเมอเทยบกบอาคารประเภทอน ๆ เปนสาเหต

ทำาใหการใชพลงงานภายในประเทศเพมสงขน แตเนองดวยอาคารสำานกงานนนมชวงเวลาการใชงานอย

ท 8:00 น. ถง 17:00 น. เปนชวงเวลาทมแสงสวางเพยงพอตอการใชงานภายในอาคารทำาใหเปนทมา

ของการศกษาแนวทางการออกแบบอาคารสำานกงานควบคไปกบการใชเทคโนโลยปรบหรแสงอตโนมต

โดยวธการทใชเปนการจำาลองบรบทอาคารสำานกงาน และทำาการปรบเปลยนตวแปรตงตนเพอตรวจสอบ

คาพลงงานของการผลตแสงสวางควบคไปกบคาพลงงานการปรบอากาศ ผลทไดจากงานวจยนสามารถ

บอกถงแนวทางการออกแบบรวมทงตำาแหนงการตดตงเทคโนโลยใหไดประสทธภาพของการใชงานท

เหมาะสมทสด

Abstract

This research aims to study guideline the energy conservation of office buildings owing to the economic growth and development in Thailand. This led to an increasing quantity of office buildings. Moreover, monitoring of statistics on energy use in buildings show about the various offices tend to use high energy when compared with other building types. It can cause an increase in domestic consumption, but the office building is in use at the time of the 8.00 a.m. to 5.00 p.m. during daylight time, which is sufficient of daylight to use in the building as a result of a study in building design conjunction with daylight-dimming system. By using simulation model buildings and adjust the default variables to determine the lighting energy conjunction with air conditioning energy. The results can guide the building design and

installation of daylight-dimming system in optimum performance.

การบรณาการเทคโนโลยปรบหรแสงอตโนมตรวมกบการออกแบบองคประกอบอาคารสำานกงานเพอการประหยดพลงงานกวน บวรธนจรรยา และ ดร. จตวฒน วโรดมพนธ114

คำาสำาคญ (Keywords): เทคโนโลยปรบหรแสงอตโนมต (Daylight-dimming System), องคประกอบ

อาคาร (Building Component), อาคารสำานกงาน (Office Building), การประหยดพลงงาน (Energy

Conservation), การออกแบบ (Design)


ปจจยหลกทสงผลตอการเพมอตราการใช

พลงงานของประเทศไทยนนมาจากการเพม

จำานวนของอาคารตาง ๆ โดยประเภทอาคารทม

ส ดสวนการเพมจำานวนมากท ส ดคอ อาคาร

ประเภทอาคารสำานกงานคดเปนอตตราเพมขน

ปละ 2.5 เปอรเซนตในทก ๆ ป โดยอาคาร

สำานกงานนนจะมคาการใชพลงงานหลกๆ อย 2

สวน คอ พลงงานการปรบอากาศคดเปน 47

เปอรเซนต และคาพลงงานแสงสวางคดเปน 28

เปอรเซนต แตเนองดวยอาคารสำานกงานสวนมาก

จะมระยะเวลาการใชงานอาคารอยในชวงเวลา

ตงแต 8:00 น. จนถง 17:00 น. ทำาใหเปนทมา

ของการเลอกใชเทคโนโลยปรบหรแสงอตโนมต

เพอการชวยลดคาพลงงานแสงสวางของอาคาร

รวมกบการศกษาแนวทางการออกแบบองค

ประกอบของอาคารเพอการสรางสมดลของการ

ใชพลงงานภายในอาคาร และดวยเหตผลทวา

ประเทศไทยยงไมมการใชงานของเทคโนโลยปรบ

หรแสงอตโนมตอยางแพรหลาย เนองจากปจจย

ดานราคาทคอนขางสงรวมทงยงไมมการยนยน

ของความคมคาในการเลอกใชเทคโนโลยประเภท

นทำาใหงานวจยน ทำาการศกษาเพ อตอบข อ

สงสยในสวนนรวมทงหาแนวทางการใชพลงงาน

ของอาคารสำานกงานใหสามารถใชไดอยางม

ประสทธภาพสงสด


1) ศกษา และวเคราะหองคประกอบทาง

สถาปตยกรรมทสงผลตอคาพลงงานของอาคาร

สำานกงาน

2) วเคราะหเปรยบเทยบเรองพลงงาน

ความเหมาะสมของการวางตำาแหนงเครองตรวจ

จบปรมาณแสง และนำาเสนอทางเลอกในการ

ออกแบบอาคาร

3) ศ กษาว ด ระดบความค มค าทาง

เศรษฐศาสตรของการเลอกใชเทคโนโลยปรบหร

แสงอตโนมต


2.1 ความสองสวาง

ความสองสวาง คอ ความหนาแนนของ

หลกการสองสวางทตกกระทบลงบนพนทใด ๆ ม

หนวยเปนลเมนตอหนงหนวยพนท ไดแก 1 ลเมน

ตอตารางเมตร หรอเรยกวา 1 ลกซ (lux: lx) และ

1 ลเมนตอตารางฟต หรอเรยกวา 1 ฟตแคนเดล (fc.)

2.2 เทคโนโลยปรบหรแสงอตโนมต

เทคโนโลยการปรบหรแสงอตโนมต คอ

ระบบททำาการตรวจจบคาปรมาณความสองสวาง

ทเกดขน ณ จดนน ๆ เพอทำาการหรแสงประดษฐ

ใหปรมาณคาความสองสวางรวมไดตรงตามความ

ตองการ และเหมาะสมกบรปแบบการใชงานใน

กจกรรม ณ ตำาแหนงนนทไดทำาการตงคาไว โดย

ระบบจะเปนการตรวจจบปรมาณความสองสวาง

ของแสงจากนนระบบจะทำาการลดหรอเพม

ปรมาณไฟฟา (วตต; W) ทจายเขาสหลอดไฟเพอ

ทำาใหปรมาณความสองสวางของหลอดลดลงหรอ


115

เพมขน จากการศกษาเบองตนพบวาเทคโนโลย

นสามารถประหยดพลงงานไดประมาณ 16-70

เปอรเซนต ซงขนอยกบรปแบบและบรบทแวดลอม

ของแตละประเทศ


การวจยนเปนการวจยเชงทดลอง เพอ

ศกษารปแบบทเหมาะสมของการออกแบบองค

ประกอบของอาคารสำานกงานรวมกบการใช

เทคโนโลยปรบหรแสงอตโนมตเพอการประหยด

พล งงานดวยการใชโปรแกรมคอมพวเตอร

(eQUEST) โดยมการวางตำาแหนงการตดตง

เทคโนโลยภายในอาคารจำาลองเพอเปรยบเทยบ

คาพลงงานของแตละตำาแหนงทระยะ 1 2 3 4

และ 5 เมตร วดจากระยะชองเปดโดยมการปรบ

เปลยนตวแปรตาง ๆ ทเกยวของ คอ ทศของการ

วางอาคาร สดสวนพนทชองเปด คาการสองผาน

แสงของวสดกระจก คาการสะทอนแสงของวสด

ผนงกบวสดฝาเพดาน และระยะยนของแผง

กนแดดเพอหารปแบบการออกแบบทเหมาะสม

ทสดในการใชพลงงานโดยการเปรยบเทยบกบคา

พลงงานของอาคารมาตรฐาน

3.1 การทดสอบดานพลงงาน

ในการทดสอบจะทำาการอางองจากคา

พลงงานแสงสวาง และพลงงานการปรบอากาศ

จากมาตรฐานโดยจำาลองอาคารดวยโปรแกรม

eQUEST เพอเกบคาพลงงานทงพลงงานแสง

สวาง และพลงงานการปรบอากาศโดยมตวแปร

หลก ๆ คอ

3.1.1 ทศการวางอาคาร

ในงานวจยนจะทำาการจำาลองททศหลกๆ

คอ ทศเหนอ ทศใต ทศตะวนออก และทศตะวนตก

3.1.2 สดสวนพนทชองเปด

จะแบงออกเปน 3 สดสวน คอ ทสดสวน

ชองเปดท 40 เปอรเซนต สดสวนชองเปดท 80

เปอรเซนต และสดสวนชองเปดท 100 เปอรเซนต

3.1.3 คาการสองผานแสงของวสดกระจก

คาการสองผานจะเปนตวบงบอกปรมาณ

แสงทสามารถผานวสดกระจกโดยจะมคาตงแต 0

จนถง 1 ในงานวจยนจะมตงแตคา 0.5 0.6 0.7

และ 0.8

3.1.4 คาการสะทอนแสงของวสดผนง และฝา

เพดาน

ในงานวจยนตงคาการสะทอนแสงวสด

ผนงทคา 0.3 0.5 และ 0.8 สวนวสดฝาเพดาน

จะม 0.7 และ 0.9

3.1.5 ระยะยนของแผงกนแดด

ในงานวจยจะมระยะยนทความยาว 0.5

เมตรเทานน

3.1.6 ตำาแหนงการตดตงระบบ

เปนตำาแหนงทใชวดปรมาณคาความสอง

สวางโดยทำาการตดตงไวกลางหองทระยะความลก

วดจากขอบชองเปดทระยะ 1 2 3 4 และ 5 เมตร

3.2 การทดสอบดานเศรษฐศาสตร

วดความคมคาของการเลอกใชเทคโนโลย

ปรบหรแสงอตโนมตในบรบทสภาพอากาศของ

ประเทศไทยวาสามารถลดคาการใชพลงงานไดก

เปอรเซนต และหาระยะเวลาการคนทน


4.1 คาการใชพลงงานเบองตนของอาคาร

มาตรฐานเพอใชในการเปรยบเทยบ


เมอทำาการจำาลองเพ อตรวจสอบคา

พลงงานของอาคารมาตรฐานจากขอมลเบองตน

ดวยโปรแกรม eQUEST พบวา อาคารมาตรฐาน

จะมคาการใชพลงงานปรบอากาศอยท 1,009,300

kWh/yr คดเปน 49.23 kWh/sq.m/yr และพลงงาน

แสงสวางอยท 735,700 kWh/yr คดเปน 35.89

kWh/sq.m/yr ดงแสดงในภาพท 1

รปท 1 คาการใชพลงงานของอาคารมาตรฐาน

4.2 เปรยบเทยบคาพลงงานระหวางอาคาร

มาตรฐานกบอาคารทมการใชเทคโนโลย

ปรบหรแสงอตโนมต

จากการทดลอง พบวา เมออาคารทมการ

เลอกใชเทคโนโลยปรบหรแสงอตโนมตในบรบท

ของประเทศไทยนนจะสามารถลดคาการใช

พลงงานแสงสวางลงไปไดประมาณ 7.00 – 8.00

kWh/sq.m/yr คดเปนประมาณ 20 เปอรเซนตของ

คาพลงงานแสงสวางโดยเปรยบเทยบกบอาคาร

มาตรฐาน

4.3 เปรยบเทยบคาพลงงานระหวางการตดตง

เทคโนโลยในทศทแตกตางกน

คาพลงงานแสงสวางในทศใตจะมคานอย

ทสดเนองจากมแสงสวางเขาสอาคารไดดทสดแต

เมอแสงเขาอาคารไดมากกทำาใหคาพลงงานการ

ปรบอากาศมคาเพมขนตามทำาใหทศทเหมาะสม

เรองพลงงานการปรบอากาศคอทศเหนอ

4.4 เปรยบเทยบคาพลงงานของการออกแบบ

ทมคาการสองผานแสงของวสดกระจก

ตางกน

เมอเปลยนคาการสองผานแสง พบวา คา

พลงงานของการปรบอากาศไมมการเปลยนแปลง

เพราะปรมาณคาความสวางในหองถกควบคมให

มเทาเดมโดยเทคโนโลยทำาใหมการเปลยนแปลง

เฉพาะพลงงานแสงสวางยงเพมคาการสองผาน

ใหมคามากขนปรมาณพลงงานแสงสวางกจะมคา

ลดลง


ทมคาการสะทอนแสงของวสดผนงตางกน

ในงานวจยนจะศกษาระดบคาการสะทอน

แสงของผนงท 3 ระดบ คอ คานอยท 0.3 คากลาง

ท 0.5 และคามากท 0.8 เมอเพมระดบคาการ

สะทอนแสงของวสดผน งสามารถลดการใช

พลงงานแสงสวางลงโดยไมสงผลตอพลงงานการ

ปรบอากาศเนองจากอาคารจำาลองเปนลกษณะ

พนทวางทยงไมมการกนหองภายใน


ทมคาการสะทอนแสงของวสดฝาเพดาน

ตางกน

คาการสะทอนแสงของวสดฝาเพดานใน

งานวจยนจะเลอกใชเพยง 2 คา คอ ทคา 0.7 และ

0.9 เทานน โดยเมอระดบคาการสะทอนแสง

พบวา พลงงานแสงสวางมแนวโนมทจะลดลงโดย

จะสงผลเลกนอยตอคาพลงงานการปรบอากาศ


ทมคาระยะยนแผงกนแดดทตางกน

การตดแผงกนแดดแมจะเปนการเพมการ

ใชพลงงานแสงสวางของอาคารแตกชวยไดมาก

ในการลดภาระการทำาความเยนของเครองปรบ


117

อากาศโดยในแตละทศจะมการลดพลงงานแสง

สวางท ม คาใกลเคยงกนแตพลงงานการปรบ

อากาศจะมความแตกตางกนออกไปของการตด

แผงกนแดดใหกบอาคารในทศตาง ๆ ดงแสดงใน

ภาพท 8 - 11

รปท 8 คาพลงงานปรบอากาศเมอตดแผงกนแดดเฉพาะ

ทศเหนอ

จากตารางพลงงานการปรบอากาศทางทศ

เหนอ พบวา แนวทางการเลอกใชแพงกนแดดท

จะสงผลใหคาพลงงานมความเหมาะสมระหวาง

คาพลงงานแสงสวาง และพลงงานการปรบอากาศ

คอรปแบบการเลอกสดสวนพนทชองเปดท 100

เปอรเซนต และทำาการตดแผงกนแดดแมพลงงาน

การปรบอากาศจะมคามากกวาแตกถกชดเชยดวย

การลดปรมาณการลดพลงงานแสงสวางทำาใหคา

พลงงานใกลเคยงกบอาคารมาตรฐานแตสามารถ

มชองเปดทมสดสวนมากกวา

รปท 9 คาพลงงานปรบอากาศเมอตดแผงกนแดดเฉพาะ

ทศใต

ในทศใตสดสวนพนทกระจกทเหมาะสม

กบการตดตงแผงกนแดดเมอดจากกราฟสดสวน

จะอยท 40 เปอรเซนต เนองจากเมอทำาการ

จำาลองอาคารทสดสวนพนทกระจกมากกวานจะ

ทำาใหคาพลงงานการปรบอากาศนนเพมขนมาก

จนไมสามารถใชสวนทดแทนจากการลดพลงงาน

แสงสวางมาทดแทนได

รปท 10 คาพลงงานปรบอากาศเมอตดแผงกนแดด

เฉพาะทศตะวนออก

รปท 11 คาพลงงานปรบอากาศเมอตดแผงกนแดด

เฉพาะทศตะวนตก

ทศตะวนออก และทศตะวนตกนนหาก

ตองการออกแบบอาคารใหเหมาะสมตอการ

ใชงาน และสามารถประหยดพล งงานควร

เลอกออกแบบใหมสดสวนพนทชองเปดท 80

เปอรเซนต โดยทำาการตดตงแผงกนแดดทระยะ

ยน 0.50 เมตร จะทำาใหระดบพลงงานการปรบ

อากาศมคาใกลเคยงกบระดบคาพลงงานการปรบ


อากาศของอาคารมาตรฐาน แตจะสามารถลดคา

พลงงานแสงสวางลงไปไดอก ทงยงไดสดสวน

พนทชองเปดทเพมมากขน



5.1.1ความเหมาะสมของเทคโนโลยปรบหรแสง

อตโนมตในประเทศไทย

จากการทดลอง พบวา เม อเล อกใช

เทคโนโลยรวมกบอาคารสำานกงานในบรบทสภาพ

อากาศของประเทศไทยสามารถลดการใช

พลงงานแสงสวางไดประมาณ 20 เปอรเซนต หรอ

ประมาณ 7.00 – 8.00 kWh/sq.m/yr

5.1.2องคประกอบของอาคารทสงผลตอคา

พลงงาน

(1) ทศทเหมาะสมตอการใชเทคโนโลยปรบ

หรแสงอตโนมตเพอการประหยดพลงงานคอทศ

เหนอเพราะสามารถเปดชองเปดไดมาก เนองจาก

เปนทศทรบแดดโดยตรงนอยทำาใหคาพลงงาน

การปรบอากาศนอยทสดเมอเปรยบเทยบทง 4

ทศทำาใหสามารถใชประสทธภาพของแสงสวางท

ผานชองเปดมาไดอยางเตมท และทศทควรจะ

เปดชองเปดนอยๆ คอทศใตเนองจากไดร บ

แสงแดดโดยตรงมากทสด

(2) เมอเพมขนาดสดสวนพนทชองเปดของ

อาคารท ม การต ดต ง เทคโนโลยปร บหร แสง

อตโนมตจะเปนการลดคาการใชพลงงานแสงสวาง

ลง แตจะเปนการเพมคาพลงงานการปรบอากาศ

(3) อาคารทมการตดตงเทคโนโลยปรบหร

แสงอตโนมตสามารถทจะลดพลงงานดานแสง

สวางลงไดหรอสามารถเพมความลกของการตด

ตงเครองตรวจจบเพอเปนการเพมพนททำางาน

โดยทไมสงผลตอคาพลงงานการปรบอากาศเมอ

ทำาการเพมคาการสองผานแสงของวสดกระจก

และคาการสะทอนแสงของวสดภายในหอง

(4) อาคารทมการตดตงเทคโนโลยปรบหร

แสงอตโนมต เมอทำาการตดตงแผงกนแดดจะชวย

ลดพลงงานการปรบอากาศของอาคารไดแตจะ

เปนการเพมพลงงานแสงสวาง

5.1.3แนวทางการออกแบบทสามารถใชพลงงาน

ไฟฟาไดเหมาะสมทสดในแตละทศ

(1) ทศเหนอสามารถเลอกออกแบบใหม

สดสวนชองเปด 100 เปอรเซนต แตตองทำาการ

ตดตงแผงกนแดด และเลอกคาการสองผานแสง

ของวสดผนงไวท 0.8 คาการสะทอนแสงของฝา

เพดานไวท 0.9 ซงจะทำาใหคาพลงงานของอาคาร

นนใกลเคยงกบอาคารมาตรฐานแตมขนาดชอง

เปดมากกวา

(2) ทศใตไมควรมสดสวนพนทชองเปดเกน

40 เปอรเซนต เนองจากคาพลงงานการปรบ

อากาศจะมากเกนอาคารมาตรฐานทำาใหไม

สามารถประหยดพลงงานไดควรเลอกใชแนวทาง

การกระจายแสงภายในหองดวยการเพมคาการ

สองผานแสงของวสดกระจก และคาการสะทอน

ของวสดตาง ๆ

(3) ทศตะวนออก และทศตะวนตกการ

ออกแบบท เหมาะสมเม อตรวจสอบจากคา

พลงงาน คอ การเลอกเปดสดสวนพนทกระจกท

80 เปอรเซนต และทำาการตดแผงกนแดด กจะได

คาพลงงานทใกลเคยงกบอาคารมาตรฐาน แต

หากตองการลดพลงงานแสงสวางลงอกกสามารถ

ทำาไดโดยเลอกเพมคาการสองผานแสงของวสด

กระจก และคาการสะทอนแสงของวสดภายใน

หอง


119


ในการทดสอบไมไดมการคำานงถงพนทท

มคาความสองสวางมากเกนความจำาเปนทำาให

อาจเกดเปนพนททไมเหมาะสมตอการทำางานจง

อาจเปนแนวทางในการศกษาตอของผท สนใจ

เลอกงานวจยชนนไปพฒนาหาแนวทางการแกไข

ปญหาเพมเตมในอนาคต

References

การไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย. (2542).

แผนพฒนากำาลงผลตไฟฟาของการไฟฟา

ฝายผลตแหงประเทศไทยพ.ศ.2542-2554.

เอกสารประกอบการบรรยาย การไฟฟาฝาย

ผลตแหงประเทศไทย. กรงเทพฯ: ผแตง.

บรพล แจงสวาง. (2548). แนวทางการใชแสง

ธรรมชาตของอาคารสำานกงาน. วทยานพนธ

มหาบณฑต, คณะสถาปตยกรรมศาสตรและ

การผงเมอง, มหาวทยาลยธรรมศาสตร.

สรพรรณ สพรรณสมบรณ. (2544). อทธพลของ

ตวแปรทมผลตอการนำาแสงธรรมชาตดาน

ขางเขามาใชในอาคารสง. วทยานพนธมหา

บณฑต, ภาควชาสถาปตยกรรมศาสตร,

จฬาลงกรณมหาวทยาลย

Choi, A. S. & Mistrick, R. G. (1998). Analysis

of daylight responsive dimming system

performance. Building and Environment,

34(3), 231-243.

Ehrlich, C., Papamichael, K., Lai, J., &

Revzan, K. (2002). A method for simulating

the performance of photosensor- based

lighting controls. Energy and Buildings,

34(9), 883-889.

Kim, S. K. & Kim, J. J. (2007). The impact of

daylight fluctuation on a daylight dimming

control system in a small office. Energy

andBuildings,39, 935-944.

Par i se , G . & Mar t i r ana , L . (2009 ) .

Combined electric light and daylight

systems eco-design. Proceedings of

Industry Applications Society Annual

Meeting (IAS), 9-13 October 2011, Rome,

Italy.

Documents

แนวทางการเพิ่ม ... - BERAC 4/02 Building Tech 2.pdf · Office Buildings by Improving Building Envelope ... การคำนวณค่า OTTV ของ