แนวทางการออกแบบ ...202.28.117.248/journal/wp-content/uploads/2012/06/01-53.pdf · ทางด้านทิศเหนือที่เป็นแสงเย็นหรือแสงกระจาย

ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร

คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

ปีที่ 9 ประจำ�ปี 2553 1

แนวทางการออกแบบอาคารเรียนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนรู้

กรณีศึกษา: อาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

อ.ดร.ชูพงษ์ ทองคำ�สมุทร

ส�ข�วิช�เทคโนโลยีอ�ค�ร

คณะสถ�ปัตยกรรมศ�สตร์ มห�วิทย�ลัยขอนแก่น

บทคัดย่อ

การออกแบบอาคารเรียนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนรู้นั้นมีความสำาคัญเป็นอย่างมากทั้งนี้เนื่องจากการศึกษาเป็น

รากฐานที่สำาคัญของการพัฒนาประเทศสภาพแวดล้อมภายในอาคารเรียนเป็นปัจจัยที่มีความสำาคัญต่อกระบวนการเรียนรู้

ดงันัน้แนวทางการออกแบบอาคารเรยีนนีจ้งึมเีปา้หมายในการเสรมิสรา้งสภาวะนา่สบายในอาคารทัง้ในสว่นของความสบายทาง

ดา้นอณุหภมูแิละความรูส้กึรอ้นหนาวความสบายทางดา้นแสงสวา่งและการมองเหน็ทีเ่หมาะสมและความสบายทางดา้นคณุภาพ

เสยีงภายในอาคารซึง่เปน็ปจัจยัหลกัทีต่อ้งคำานงึถงึในการออกแบบอาคารเรยีนบทความนีแ้สดงใหเ้หน็ถงึแนวทางการออกแบบ

อาคารกรณีศึกษาได้แก่อาคาร40ปีสาธิตศึกษาศาสตร์ที่ได้มีการออกแบบโดยคำานึงถึงอิทธิพลของตัวแปรต่างๆที่เกี่ยวข้อง

รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรเหล่านั้น เพื่อให้สามารถออกแบบอาคารเรียนให้บรรลุเป้าหมายตามที่ต้องการได้อย่าง

บูรณาการ

Abstract

Thedesignofeducationalbuildingthatenhanceslearningprocessisimportantbecauseeducationistheroot

ofourcountry’sdevelopment.Environmentalconditionofclassroomisverysignificantforlearningprocessthus,the

objectivesofdesignguidelinesforeducationalbuildingare,improvementofthermalcomfort,lightingandvisual

comfort,andacousticalcomfortthatarethemainfactors.Thisarticleshowsthedesignguidelinesoncasestudy:

The40thYearAnniversaryofDemonstrationSchoolBuildingthatrealizedontheinfluentialfactorsandtherelation

oftheminordertofinishingthegoalwithintegrationprocess.

คำ�สำ�คัญ: ความสบายทางกาย,กระบวนการเรียนรู้,การออกแบบอาคาร,อาคารเรียน

Keywords: ThermalComfort,LearningProcess,BuildingDesign,EducationalBuilding

บทนำ�

ความรู้ของคนในชาติเป็นปัจจัยที่ผลักดันให้เกิดความ

เจริญก้าวหน้าในด้านต่าง ๆ แต่ทว่าความรู้นั้นจะเกิดขึ้นได้ก็

ต่อเมื่อมีการถ่ายทอดองค์ความรู้ผ่านทางกระบวนการเรียนรู้ที่

มีความเหมาะสม โดยปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการเรียนรู้

นั้นสามารถแบ่งออกได้สามปัจจัยใหญ่ๆด้วยกันได้แก่ ผู้สอน

ผู้เรียนและสภาพแวดล้อมในการเรียนรู้

ถงึแมว้า่ผูส้อนและผูเ้รยีนจะมคีวามพรอ้มเชน่ไรกต็าม

สภาพแวดลอ้มในการเรยีนรูท้ีไ่มม่คีวามเหมาะสมนัน้จะสง่ผลใน

ด้านลบต่อกระบวนการเรียนรู้ให้ไม่เป็นไปตามที่ต้องการดังนั้น

การออกแบบหรือการปรับปรุงสภาพแวดล้อมซึ่งได้แก่ห้องเรียน

สำาหรับการเรียนการสอนให้มีความเหมาะสมนั้น จะสามารถ

เสริมให้กระบวนการเรียนรู้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพซึ่งนับว่า

เป็นประโยชน์ต่อทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้อง



ปีที่ 9 ประจำ�ปี 25532

แนวท�งก�รออกแบบ

การออกแบบสภาพแวดล้อมภายในอาคารเรียนให้มี

ความเหมาะสมในการเรียนรู้นั้น สามารถแบ่งออกได้เป็นสอง

ส่วนหลักที่สำาคัญได้แก่

1. ก�รเสริมสร้�งคว�มสบ�ยท�งด้�นก�ยภ�พ

(สุธีวันโล่ห์สุวรรณ,2551)สามารถแบ่งออกได้ดังต่อไปนี้

• ความสบายทางด้านอุณหภูมิร้อนหนาวที่มีความ

เหมาะสม(ThermalComfort)

• ความสบายทางด้านความสว่างและการมองเห็นที่มีความเหมาะสม(LightingandVisualComfort)

• ความสบายทางด้านคุณภาพเสียงภายในอาคารที่มีความเหมาะสม(AcousticalComfort)

โดยแนวทางการออกแบบนั้นจะมุ่งในการสร้าง

เสริมความสบายในด้านต่าง ๆ โดยใช้ประโยชน์จากต้นทุน

ทางธรรมชาติให้มากที่สุด และใช้พลังงานไฟฟ้าให้น้อยที่สุด

นอกจากนี้ยังต้องคำานึงถึงรูปแบบการจัดการเรียนการสอนใน

รูปแบบต่าง ๆ ให้มีความหลากหลายและสอดคล้องกับเนื้อหา

ของการเรียนการสอนอีกด้วย

2. ก�รเสรมิสร�้งองคค์ว�มรูด้ว้ยตวัสถ�ปตัยกรรม

เปรียบเสมือนกับว่า ‘อาคารคือครูคนหนึ่ง’ ที่สามารถ

ให้ความรู้ต่อผู้เรียนได้ คือการออกแบบอาคารด้วยองค์ความรู้

ทางวิทยาศาสตร์ทำาให้ปรากฏการณ์ต่าง ๆที่เกิดขึ้นในอาคาร

จะสามารถถูกรับรู้โดยประสาทสัมผัสและแปรเปลี่ยนเป็นการ

เรียนรู้ด้วยประสบการณ์ของนักเรียนเอง

ลักษณะของโครงก�ร

โครงการก่อสร้างอาคารเรียน40ปีสาธิตศึกษาศาสตร์

คณะศกึษาศาสตร์มหาวทิยาลยัขอนแกน่เปน็โครงการกอ่สรา้ง

อาคารเรียนสำาหรับใช้ในการเรียนการสอนความรู้วิทยาศาสตร์

ภาษา และคอมพิวเตอร์ ในระดับประถมศึกษาตั้งอยู่ภายใน

พืน้ทีข่องโรงเรยีนสาธติแหง่มหาวทิยาลยัขอนแกน่แผนกประถม

ศึกษา อยู่ทางด้านหลังของอาคารเรียนเดิมคืออาคาร “แก้ว

กระเบา”ซึ่งเป็นอาคารเรียนสูงสามชั้นวางอาคารตามแนวแกน

ของทิศตะวันตกและตะวันออกดังภาพที่1ต่อไปนี้

ภาพที่ 1 แสดงผังบริเวณของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์โดยรวม




พื้นที่สำาหรับการก่อสร้างอาคารหลังนี้ นับว่ามีความ

เหมาะสมเนื่องจากว่าพื้นที่อาคารมีลักษณะหันด้านแคบไปทาง

ทศิตะวนัตกและตะวนัออกทำาใหก้ารจดัพืน้ทีใ่ชส้อยอาคารจงึมี

ลักษณะเป็นห้องเรียนที่เชื่อมต่อด้วยระเบียงยาวทำาให้สามารถ

ลดปรมิาณความรอ้นทีจ่ะผา่นเขา้มาในอาคารไดเ้ปน็อยา่งดีทัง้นี้

เนื่องจากจังหวัดขอนแก่นอยู่ในพื้นที่ซีกโลกเหนือบนละติจูดที่

16องศาแสงอาทิตย์ทางด้านทิศตะวันตกและทิศตะวันออกจะ

มีอิทธิพลต่อความร้อนที่จะส่งผ่านเข้ามาในอาคารได้เป็นอย่าง

มาก(ชูพงษ์ทองคำาสมุทร,2551)นอกจากนี้การวางผังอาคาร

ในลักษณะนี้ยังสามารถใช้ประโยชน์จากกระแสลมธรรมชาติที่

พัดมาจากทางทิศใต้ในฤดูร้อนและฤดูฝนได้อีกด้วย ในกรณีที่

กระแสลมธรรมชาตมิอีณุหภมูแิละความชืน้พอเหมาะตอ่การนำา

มาใช้ภายในอาคาร

การวางผังอาคารมีการพิจารณาถึงระบบทางเดินที่

มีหลังคาคลุมเดิม ให้อาคารสามารถเข้าถึงได้โดยอาศัยการ

เชื่อมต่อกับระบบทางเดินเหล่านี้ รวมไปถึงการลดพื้นที่สะสม

ความร้อน เช่นลานคอนกรีต เน้นการใช้ร่มเงาจากต้นไม้ เพื่อ

เป็นการปรับภูมิอากาศรอบอาคารให้มีอุณหภูมิตำ่าลง(Microcli

mateModification) ทั้งนี้เพื่อต้องการให้สภาพอากาศมีค่า

ใกล้เคียงกับสภาวะน่าสบายของมนุษย์1ให้มากที่สุด

ก�รจัดพื้นที่ใช้สอยของอ�ค�ร

ในการจัดพื้นที่ใช้สอยของอาคารมีการใช้ระเบียง

สำาหรับการเชื่อมต่อพื้นที่ส่วนต่าง ๆ เข้าด้วยกัน โดยมีลักษณะ

เป็น SingleCorridor เพื่อให้สามารถนำากระแสลมและแสง

ธรรมชาติมาใช้ได้อย่างเต็มที่ ส่วนทางด้านทิศตะวันตกและ

ตะวันออกที่มีปริมาณความร้อนจากแสงอาทิตย์มากก็จะมีการ

ใช้โถงบันไดห้องเก็บของและห้องนำ้ามาเป็นเขตป้องกันความ

ร้อน (BufferZone) ให้กับส่วนห้องเรียนห้องพักอาจารย์และ

ห้องประชุมโดยพื้นที่ส่วนต่างๆ ของอาคารสามารถแบ่งออกได้

ดังต่อไปนี้

1อยู่ในช่วงอุณหภูมิ 22-27 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ 20-75 เปอร์เซ็นต์ (Olgyay, 1962)

ภาพที่ 2 แสดงผังพื้นของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์ ในชั้นที่ 1







ภาพที่ 6 แสดงผังพื้นของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์ ในชั้นดาดฟ้าอาคาร




• ชั้นที่ 1 ประกอบด้วย กลุ่มของห้องปฏิบัติการ

วิทยาศาสตร์ ห้องพักอาจารย์ ห้องพยาบาลห้องแผงควบคุม

ไฟฟ้าหลักและห้องนำ้าห้องส้วม

• ชัน้ที ่2 ประกอบดว้ยกลุม่ของหอ้งปฏบิตักิารทาง

ภาษาหอ้งพกัอาจารย์หอ้งพยาบาลหอ้งแผงควบคมุไฟฟา้ยอ่ย

และห้องนำ้าห้องส้วม

• ชัน้ที ่3ประกอบดว้ยกลุม่ของหอ้งปฏบิตักิารทาง

ภาษากลุม่ของหอ้งปฏบิตักิารคอมพวิเตอร์หอ้งพกัอาจารย์หอ้ง

พยาบาลห้องแผงควบคุมไฟฟ้าย่อยและห้องนำ้าห้องส้วม

• ชั้นที่ 4 ประกอบด้วย กลุ่มของห้องเรียนเอนก

ประสงคท์ีส่ามารถปรบัการใชง้านไดใ้นอนาคตควบคมุไฟฟา้ยอ่ย

และห้องนำ้าห้องส้วม

• ชั้นด�ดฟ้� ประกอบด้วยพื้นที่เอนกประสงค์

(กิจกรรมดูดาว)พื้นที่ถังเก็บนำ้าและเครื่องสูบนำ้า

การจัดวางพื้นที่ใช้สอย จะพิจารณาแยกตามความ

จำาเป็นในการใช้งาน ลำาดับของการเข้าถึง และการรวมกลุ่ม

กิจกรรมที่มีความคล้ายคลึงกันเข้าด้วยกันเพื่อให้เกิดความ

สะดวกต่อการใช้งาน ส่วนรูปลักษณ์ของอาคารนั้นจะเน้น

ลกัษณะอาคารทีม่คีวามเรยีบงา่ยตรงไปตรงมางา่ยตอ่การบำารงุ

รักษาและเสริมสร้างเอกลักษณ์ของทางสถาบันดังภาพที่7

ภาพที่ 7 แสดงทัศนียภาพบริเวณทางเข้าด้านหน้าของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์

ภาพที่ 8 แสดงรูปตัดตามยาวของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์




แนวท�งเสริมสร้�งคว�มสบ�ยท�งด้�นอุณหภูมิ

ร้อนหน�วที่มีคว�มเหม�ะสม (Thermal Comfort)

จากที่ได้กล่าวไปแล้วว่าพื้นที่อาคารนั้นมีลักษณะผังที่

มดีา้นแคบอยูใ่นแนวทศิตะวนัตกและตะวนัออกทำาใหอ้าคารจงึ

ต้องมีลักษณะที่สอดคล้องกับรูปร่างของพื้นที่ โดยหันด้านสกัด

ไปในทศิทางดงักลา่วซึง่เปน็รปูแบบการวางอาคารทีส่ามารถลด

ความร้อนที่จะถ่ายเทเข้าสู่อาคารจากทิศทางที่มีความร้อนสูง

เมื่อพิจารณาการวางผังอาคารจะพบว่า มีการใช้

ระเบียงสัญจรให้อยู่ทางทิศใต้ของอาคารเป็นหลัก เนื่องจาก

ระเบียงนี้สามารถใช้เป็นแผงกันแดด (Fin) ในแนวนอน เพื่อ

ป้องกันรังสีตรงจากดวงอาทิตย์ (Direct Sun) ซึ่งในระยะ

เวลาหนึ่งปี การโคจรของดวงอาทิตย์ในพื้นที่นี้จะโคจรอ้อมใต้

ประมาณ8เดือนอ้อมเหนือประมาณ4เดือน(ชูพงษ์ทองคำา

สมุทร,2551)(ดังภาพประกอบที่9)ทำาให้รังสีอาทิตย์ส่วนใหญ่

มาจากทางทศิทางดงักลา่วนีเ้ปน็หลกันอกจากนีร้ะเบยีงสำาหรบั

สัญจรยังมีหน้าที่เป็นเสมือนครีบเพื่อดักเอากระแสลมธรรมชาติ

มาใชใ้นเวลาทีอ่ณุหภมูอิากาศและความชืน้เหมาะสมไดอ้กีดว้ย

นอกจากนีช้อ่งเปดิของผนงัทางดา้นทศิเหนอืสามารถรบัแสงจาก

ทางดา้นทศิเหนอืทีเ่ปน็แสงเยน็หรอืแสงกระจาย(DiffuseLight)

ทีม่ปีรมิาณความรอ้นนอ้ยกวา่รงัสตีรงจากดวงอาทติย์และมคีา่

ประสิทธิผลของแสง2สูงกว่าแหล่งกำาเนิดแสงชนิดอื่น

ภาพที่ 9 แสดงเส้นทางการโคจรของดวงอาทิตย์ที่จะนำามาพิจารณาในการออกแบบแผงกันแดดของอาคาร

เนื่องจากประเทศไทยเป็นประเทศที่อยู่ในภูมิอากาศ

รอ้นชืน้ดงันัน้การปอ้งกนัความรอ้นจากภายนอกอาคารจงึมสีว่น

สำาคัญอย่างยิ่งในการเสริมสร้างสภาวะน่าสบาย โดยสามารถ

แบ่งออกได้เป็นหัวข้อต่างๆได้แก่

• การจัดภูมิทัศน์รอบอาคารให้เกิดความร่มรื่น

โดยการใช้ ต้นไม้ เนินดินและพืชพันธุ์ธรรมชาติเพื่อทำาให้เกิด

รม่เงาและเกดิการดดูความรอ้นโดยรอบเพือ่ใชใ้นการสงัเคราะห์

แสงของพืช ลดการใช้วัสดุที่มีการสะสมความร้อนมาก เช่น

ลานคอนกรีตสำาหรับจอดรถเป็นต้น(Robinette,1977)

• การใชแ้ผงกนัแดดทีม่ปีระสทิธภิาพในการปอ้งกนัแสงแดดตรงจากดวงอาทิตย์ในช่วงเวลาที่มีการเรียนการสอน

ตัง้แตช่ว่งเวลา8:30ถงึ16:30น.โดยใชท้ศิทางการโคจรของดวง

อาทิตย์ในวันวิกฤตได้แก่วันที่21ธันวาคมในฤดูหนาวและ21

มถินุายนในฤดรูอ้นมาคำานวณโดยการใชโ้ปรแกรมคอมพวิเตอร์

ในการประมวลผล

2ค่าประสิทธิผลของแสงหรือ Luminous Efficacy คืออัตราส่วนระหว่างปริมาณแสงที่ได้ทั้งหมดจากแหล่งกำาเนิด มีหน่วยเป็นลูเมน (Lumen) กับพลังงาน

ไฟฟ้าที่ให้ไปมีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt) (Stein and Reynolds, 1992)




• การเลือกใช้วัสดุที่มีค่าการต้านทานความร้อน(R-Value)มากกวา่ผนงักอ่อฐิฉาบปนูประมาณ2เทา่ไดแ้กผ่นงั

อฐิมวลเบาในสว่นของผนงัภายนอกของอาคารสว่นผนงัภายใน

ใช้ระบบผนังก่ออิฐฉาบปูนปกติเพื่อการป้องกันเสียงรบกวน

ระหว่างห้องเรียน3และผนังเบาในส่วนของห้องพักอาจารย์และ

ห้องนำ้าห้องส้วม

• การจัดการก่อสร้างอาคารให้มีส่วนยื่นได้แก่ส่วนระเบียงและกันสาดนอกจากจะมีประโยชน์ในการป้องกัน

แสงดังที่ได้กล่าวไปแล้วยังใช้สำาหรับการติดตั้งแผงกันแดด

และยังเป็นพื้นที่สำาหรับวางส่วนระบายความร้อนของเครื่อง

ปรับอากาศ (CondensingUnit) ได้ด้วย โดยการจัดให้แผง

กันแดดมีการบดบังอุปกรณ์ดังกล่าวไว้เพื่อความสวยงามและ

เพื่อประสิทธิภาพในการระบายความร้อนสูงที่สุด แต่สามารถ

ซ่อมบำารุงได้ง่าย

• ในส่วนของหลังคาอาคารมีสองส่วนได้แก่ส่วนที่เปน็หลงัคาคอนกรตีสำาหรบัใชง้านพืน้ชัน้ดาดฟา้ไดอ้อกแบบให้

มีการติดตั้งฉนวนใยแก้วความหนา6นิ้วเพื่อป้องกันความร้อน

จากหลงัคาอกีสว่นหนึง่ไดแ้ก่หลงัคารปูแบบแบบปกีผเีสือ้ทีน่ำา

มาใชเ้พือ่ทีจ่ะลดปรมิาณความรอ้นใตห้ลงัคาโดยอาศยัความเรว็

ลมเพือ่พาความรอ้นจากวสัดแุละชอ่งใตห้ลงัคาออกไปแตย่งัคง

มกีารตดิตัง้ฉนวนใยแกว้ไวเ้หนอืฝา้เพดานเพือ่ปอ้งกนัความรอ้น

ถ่ายเทเข้าสู่อาคารอีกชั้นหนึ่ง

• การนำากระแสลมธรรมชาติมาใช้งานนั้นสามารถนำามาใช้ได้ในสองส่วนคือส่วนที่เกี่ยวข้องกับการระบายอากาศ

ใต้หลังคาดังที่ได้กล่าวไปแล้วอีกส่วนหนึ่งคือการนำากระแสลม

มาพดัผา่นรา่งกายโดยตรงทีส่ามารถนำามาใชไ้ดใ้นกรณทีีส่ภาพ

อากาศมีความเหมาะสมคือไม่ร้อน-ไม่หนาวและไม่ชื้น-ไม่แห้ง

จนเกินไป (Robinette, 1977) ซึ่งการออกแบบวางผังอาคาร

รปูแบบทีว่างตามแนวแกนทศิตะวนัตกและตะวนัออกนีส้ามารถ

ใช้ประโยชน์จากกระแสลมธรรมชาติได้เป็นอย่างดีเนื่องจากลม

ประจำาของพืน้ทีจ่ะพดัมาจากทางทศิใตเ้ปน็หลกัดงัการทดสอบ

โดยการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ดังภาพที่11และ12ต่อไปนี้

ภาพที่ 10 แสดงการปอ้งกนัรงัสตีรงจากดวงอาทติยโ์ดยการใชแ้ผงบงัแดดทีส่ามารถบงัแดดไดต้ลอดชว่งเวลาของการใชง้าน โดยการพจิารณามมุเอยีงของ

แสงที่มากที่สุดในวันวิกฤต

3เนื่องจากผังก่ออิฐฉาบปูนปกติมีค่าการป้องกันเสียง (Sound Transmission Class: STC) ประมาณ 45-50 สามารถนำามาใช้ในการป้องกันเสียงผ่าน

ระหว่างห้องเรียนได้ หากมีการออกแบบการใช้งานร่วมกับวัสดุดูดซับเสียงที่มีความเหมาะสม

ภาพที่ 11 แสดงภาพการจำาลองการไหลของกระแสลมผ่านตัวอาคาร




• ในการเสรมิสรา้งสภาวะนา่สบายสว่นของอณุหภมูิ

ร้อนหนาวนั้นต้องมีการพิจารณาถึงสภาพอากาศที่มีความ

แตกต่างกันออกไปในแต่ละฤดูกาลดังนี้

• ในฤดูร้อนที่อุณหภูมิอากาศมีค่าสูง ความชื้นในอากาศสูง การใช้เครื่องปรับอากาศนับว่ามีความจำาเป็นต่อการ

เสริมสร้างสภาวะน่าสบายในอาคารทั้งนี้เนื่องจากกิจกรรมการ

เรียนการสอนเป็นกิจกรรมที่ต้องมีการควบคุมสภาพอากาศ

ภายในสูง (สุนทร บุญญาธิการ, 2545) ดังนั้นในฤดูร้อนที่

ภาพที่ 12 แสดงภาพการจำาลองการไหลของกระแสลมผา่นบรเิวณหลงัคา

รูปทรงปีกผีเสื้อ

อุณหภูมิอากาศมีค่าเฉลี่ยประมาณ36องศาเซลเซียสแผงบัง

แดดของอาคารจะทำาหน้าที่ป้องกันรังสีตรงจากดวงอาทิตย์ที่จะ

สอ่งเขา้มาทางทศิเหนอืของอาคาร(สว่นหนึง่ถกูบดบงัดว้ยอาคาร

ข้างเคียง) ส่วนของผนังทึบและผนังโปร่งแสงจึงไม่ถูกกระทบ

จากรังสีอาทิตย์ เกิดการนำาความร้อนผ่านกรอบอาคารน้อยลง

และทำาใหผ้วิภายในของผนงัมอีณุหภมูติำา่ลงกระแสลมทีพ่ดัมา

จากทางทศิใตจ้ะพดัผา่นชอ่งวา่งใตห้ลงัคาเพือ่พาเอาความรอ้น

ออกไปส่วนอาคารในชั้นบนจะเป็นส่วนป้องกันความร้อนให้กับ

ชั้นล่าง เมื่อผนวกกับการปรับอากาศก็จะสามารถสร้างสภาวะ

น่าสบายในส่วนของอุณหภูมิภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ

(ภาพที่13)

• ในฤดฝูนทีอ่ณุหภมูอิากาศมคีา่ไมส่งูเทา่กบัในฤดูร้อน เราสามารถนำากระแสลมธรรมชาติมาใช้ประโยชน์ในการ

พัดผ่านร่างกายเพื่อเสริมสร้างสภาวะน่าสบายได้ โดยในกรณีที่

อุณหภูมิอากาศภายนอกมีค่าประมาณ27-30 องศาเซลเซียส

สามารถใช้ความเร็วลมประมาณ 5-10 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

เพื่อทำาให้เกิดความรู้สึกเย็นลงได้4 ในขณะที่หลังปีกผีเสื้อก็ยัง

สามารถใช้เพื่อการระบายความร้อนใต้หลังคาได้อย่างเป็นปกติ

(ภาพที่14)

ภาพที่ 13 แสดงการบูรณาการการออกแบบเพื่อเสริมสร้างความสบายในฤดูร้อน

4เมื่อความเร็วลมเพิ่ม 1 กิโลเมตรต่อชั่วโมง มนุษย์จะรู้สึกเสมือนหนึ่งว่าอุณหภูมิอากาศลดลง 0.4 องศาเซลเซียล (สุนทร บุญญาธิการ, 2542)




ภาพที่ 14 แสดงการบูรณาการการออกแบบเพื่อเสริมสร้างความสบายในฤดูฝน

ภาพที่ 15 แสดงการบูรณาการการออกแบบเพื่อเสริมสร้างความสบายในฤดูหนาว

• ส่วนในฤดูหนาวที่อุณหภูมิอากาศในเวลากลาง

วันใกล้เคียงกับสภาวะน่าสบายคือมีอุณหภูมิอากาศประมาณ

22-27องศาเซลเซยีส(Fanger,1972)ความชืน้สมัพทัธป์ระมาณ

50เปอร์เซ็นต์การมีอาคารเรียนเดิมอยู่ทางทิศเหนือช่วยในการ

ป้องกันกระแสลมหนาวที่พัดมาจากทางทิศเหนือได้เป็นอย่างดี

ในกรณีที่อุณหภูมิอากาศมีค่าตำ่ากว่าอุณหภูมิสบายเช่นอยู่ใน

ช่วงประมาณ15-20องศาเซลเซียสก็สามารถปิดหน้าต่างเพื่อ

ลดการถ่ายเทความร้อนจากภายในอาคารออกสู่ภายนอก โดย

ความรอ้นทีเ่กดิขึน้ภายในอาคารนีเ้กดิจากรา่งกายมนษุย์ระบบ

แสงสว่างจากแสงประดิษฐ์แสงธรรมชาติและอุปกรณ์ภายใน

อาคารแตย่งัสามารถระบายอากาศไดโ้ดยการรัว่ซมึของอากาศ

(Infiltration)กับการเปิดเข้าออกประตูตามปกติ(ภาพที่15)




แนวท�งเสริมสร้�งคว�มสบ�ยท�งด้�นคว�มสว่�ง

และก�รมองเห็นที่มีคว�มเหม�ะสม (Lighting and

Visual Comfort)

จากที่ได้กล่าวไปแล้วว่า การนำาแสงธรรมชาติมาใช้

ในอาคารนั้นจะมุ่งเน้นเฉพาะแสงที่ได้จากการสะท้อน (Diffuse

Light)เทา่นัน้โดยการวางผงัหอ้งเรยีนนัน้มคีวามตอ้งการใชแ้สง

ธรรมชาตใิหม้ากทีส่ดุเพือ่ลดการใชแ้สงประดษิฐใ์นเวลากลางวนั

ให้มีความสว่างเพียงพอที่ประมาณ35-50ฟุตแคนเดิล (Stein

andReynolds,1992)ซึ่งจากการคำานวณและจำาลองแบบทาง

สถาปัตยกรรมพบว่าห้องเรียนของอาคารนี้ที่มีขนาดมาตรฐาน

คือ9x11ตารางเมตรนั้นจะมีแสงธรรมชาติเข้ามาในอาคารได้

อย่างเพียงพอโดยเฉพาะในพื้นที่บริเวณขอบของห้องเรียนทั้งนี้

โดยการอาศยัการสะทอ้นของแสงภายในหอ้งเรยีนทีใ่ชส้ขีาวเปน็

หลกัการเปดิชอ่งเปดิทีม่คีวามสงูของขอบบนหนา้ตา่งเพือ่ใหแ้สง

ธรรมชาติสามารถส่องเข้ามาได้ลึกที่สุดเท่าที่จะทำาได้ และการ

เลือกวัสดุปูพื้นในส่วนของระเบียงทางเดินทางด้านทิศใต้ให้เกิด

การสะท้อนแสงเข้าสู่ภายในห้องเรียนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ดังภาพที่16ต่อไปนี้

ภาพที่ 16 แสดงการจำาลองแบบทางสถาปัตยกรรมในเรื่องแสงธรรมชาติทางด้านข้างของผนังในทิศทางต่าง ๆ

นอกจากแสงธรรมชาตทิีไ่ดม้กีารพจิารณาโดยละเอยีด

แลว้การใชแ้สงประดษิฐร์ว่มกบัแสงธรรมชาตกิม็คีวามสำาคญัไม่

แพก้นักลา่วคอืในสว่นของแสงประดษิฐไ์ดม้กีารเลอืกใชอ้ปุกรณ์

ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง มีการแบ่งสวิตช์ไฟฟ้าแสงสว่างเป็น

สามพืน้ทีด่ว้ยกนัไดแ้ก่บรเิวณพืน้ทีห่นา้หอ้งเรยีนทีบ่างครัง้ตอ้ง

มีการฉายเครื่องฉายภาพที่ต้องการความมืดบริเวณพื้นที่ใกล้

หน้าต่างที่มีแสงธรรมชาติเพียงพอและบริเวณพื้นที่ทั่วไป เพื่อ

ให้สามารถใช้แสงประดิษฐ์ร่วมกับแสงธรรมชาติได้อย่างเต็ม

ประสิทธิภาพมากที่สุด

แนวท�งเสริมสร้�งคว�มสบ�ยท�งด้�นคุณภ�พ

เสียงภ�ยในอ�ค�รที่มีคว�มเหม�ะสม (Acoustical

Comfort)

ปัจจัยที่มีส่วนส่งเสริมการเรียนรู้นั้นนอกจากจะเป็น

เรื่องในเชิงอุณหภาพและแสงสว่างแล้ว เรื่องความสบายทาง

ด้านเสียงที่มีความเหมาะสมก็นับว่ามีความสำาคัญเป็นอย่างยิ่ง

เนือ่งจากหากผูเ้รยีนไมส่ามารถเขา้ใจในคำาพดูมคีวามเขา้ใจผดิ

หรือไม่ได้ยินเสียงของผู้สอนก็จะส่งผลโดยตรงต่อการเรียนรู้เป็น

อย่างมากดังนั้นในส่วนนี้จึงมีการพิจารณาเป็นสองส่วนด้วยกัน

ได้แก่




ส่วนแรกได้แก่ส่วนที่เกี่ยวข้องกับความดังที่พอเพียง

ของเสยีงจากแหลง่กำาเนดิโดยปกตเิสยีงสนทนาปกตขิองมนษุย์

จะมคีา่ความดงัของเสยีงทีป่ระมาณ60เดซเิบลเอ(dBA)(Egan,

1972)หากตอ้งการใหเ้สยีงนีส้ามารถไดย้นิทัว่ถงึทัง้หอ้งบรเิวณ

พื้นที่ด้านหน้าห้องเรียนต้องกรุด้วยวัสดุที่มีพื้นผิวสะท้อนเสียง

เพื่อกระจายเสียงจากหน้าห้องเรียนไปยังหลังห้องให้มากที่สุด

สว่นทีส่องไดแ้กส่ว่นทีเ่กีย่วขอ้งกบัการลดเสยีงรบกวน

ที่ไม่ต้องการจากภายนอกอาคาร และลดการรบกวนระหว่าง

ห้องเรียนด้วยกันเองโดยการเลือกใช้ผนังก่ออิฐฉาบปูนเป็นผนัง

ภายในที่มีค่าระดับการกันเสียง(SoundTransmissionClass:

STC)ทีป่ระมาณ45-50ผนวกกบัการตดิตัง้ฉนวนเพือ่ดดูซบัเสยีง

ภายในจะทำาให้สามารถลดเสียงรบกวนที่ไม่ต้องการได้มากขึ้น

ส่วนที่สาม ได้แก่ ค่าการสะท้อนก้องภายในห้องซึ่ง

สามารถคำานวณค่าโดยใช้สมการReverberation Time5หรือ

ค่า RT60 ที่กำาหนดไว้ว่าห้องเรียนที่ใช้การบรรยายเป็นหลัก

นั้นควรมีการสะท้อนก้องภายในที่ประมาณ 0.7-1.2 วินาที

ในทุกย่านความถี่ของเสียง (สุธีวัน โล่ห์สุวรรณ, 2551) ซึ่งใน

กรณีของห้องเรียนของอาคารนี้ หากมีการติดตั้งฉนวนดูดซับ

เสียงประมาณ1 ใน 3 ของพื้นที่ภายในห้องเรียนจะทำาให้ค่า

การสะท้อนก้องภายในห้องอยู่ที่ประมาณ0.9 วินาที ซึ่งนับว่า

เหมาะสมต่อการเรียนการสอน

ภาพที่ 17 แสดงการวางผังห้องปฏิบัติการทางภาษา อาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์

5ค่านี้จะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับตัวแปร ได้แก่ ปริมาตรของห้อง ขนาดพื้นที่ดูดซับเสียง และค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงของวัสดุ

ก�รเสรมิสร�้งองคค์ว�มรูด้ว้ยตวัสถ�ปตัยกรรมเอง

ในการเสริมสร้างองค์ความรู้ด้วยตัวสถาปัตยกรรม

เองนั้น เมื่อพิจารณาจากเนื้อหาที่ได้กล่าวมาทั้งหมดจะพบว่า

อาคารนี้ถูกออกแบบด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์มีประโยชน์

ใช้สอยเป็นห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นแนวทางการ

ออกแบบทั้งหมดจึงแสดงออกมาในรูปแบบทางสถาปัตยกรรม

ผา่นการรบัรูข้องประสาทรบัรูต้า่งๆ ของนกัเรยีนโดยทีเ่ปา้หมาย

ของอาคารนีค้อืการเสรมิสรา้งสภาวะนา่สบายในดา้นตา่งๆ เพือ่

เพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนการสอนแต่ต้องมีการใช้พลังงาน

ไฟฟา้ใหน้อ้ยทีส่ดุซึง่จากการจำาลองแบบทางสถาปตัยกรรมทาง

ด้านพลังงานพบว่า การใช้แผงกันแดดผนวกกับการใช้พืชพันธุ์

ธรรมชาตินั้นสามารถลดการใช้พลังงานในการปรับอากาศใน

สว่นของความรอ้นสมัผสัและความรอ้นแฝงลงไดถ้งึครึง่หนึง่ของ

อาคารที่ไม่มีการติดตั้งแผงบังแดดและสามารถลดภาระการ

ทำาความเย็นของเครื่องปรับอากาศในส่วนของการแผ่รังสีความ

ร้อนผ่านช่องเปิดลงได้เหลือประมาณ1ใน10ของอาคารแบบ

เดียวกันที่ไม่มีแผงบังแดดดังแผนภูมิต่อไปนี้




นอกจากการเปรียบเทียบระหว่างกรณีที่มีการติดตั้ง

แผงบังแดด และไม่มีการติดตั้งแผงบังแดดแล้ว ในส่วนของ

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนผ่านกรอบอาคาร (Overall

ThermalTransferValue:OTTV)และคา่สมัประสทิธิก์ารถา่ยเท

ความร้อนผ่านหลังคาอาคาร(RoofThermalTransferValue)

ก็นับว่ามีความสำาคัญ เนื่องจากมีการประกาศใช้เป็นพระราช

บัญญัติเพื่อบังคับให้อาคารให้มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความ

ร้อนทั้งสองส่วนนี้มีค่าไม่เกินตามที่กฎหมายกำาหนด โดยที่ใน

กรณีที่เป็นอาคารการศึกษานั้นค่าOTTVต้องไม่เกิน 50 วัตต์

ต่อตารางเมตรส่วนค่าRTTVต้องมีค่าไม่เกิน15วัตต์ต่อตาราง

เมตรซึ่งจากการคำานวณพบว่าอาคาร40ปีสาธิตศึกษาศาสตร์

มีค่าOTTVเท่ากับ28.73วัตต์ต่อตารางเมตรค่าRTTVเท่ากับ

3.4วัตต์ต่อตารางเมตรดังแผนภูมิต่อไปนี้

ภาพที่ 18 แผนภูมิแสดงภาระการทำาความเย็นของเครื่องปรับอากาศในส่วนของความร้อนสัมผัส (Sensible Heat) ความร้อนแฝง (Latent Heat)

และความร้อนที่เกิดจากรัวสีตรงจากดวงอาทิตย์ที่ส่งผ่านเข้ามาในอาคาร (Window Solar)

ภาพที่ 19 แผนภมูแิสดงการเปรยีบเทยีบคา่สมัประสทิธิก์ารถา่ยเทความรอ้นผา่นกรอบอาคาร (OTTV) และหลงัคา (RTTV) ตามทีก่ฎหมายกำาหนด กบัการ

คำานวณค่าที่ได้จากอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์




นอกจากนี้การอกแบบอาคารเรียนยังต้องคำานึงถึง

รูปแบบการจัดพื้นที่ใช้สอยภายในให้สามารถรองรับกิจกรรม

การเรียนการสอนรูปแบบต่าง ๆ ได้หลากหลาย ในกรณีของ

อาคารนี้มีการเรียนการสอนทั้งรูปแบบการสอนแบบบรรยาย

(LectureType)รปูแบบสมัมนากลุม่ยอ่ย(GroupSeminarType)

รปูแบบการทดลองทางวทิยาศาสตร์(ExperimentalType)และ

รูปแบบการเรียนคอมพิวเตอร์(Computer-LearningType)ซึ่ง

ทีว่า่งภายในอาคารสามารถรองรบัรปูแบบกจิกรรมกจิกรรมตา่งๆ

ดังกล่าวนี้ได้

จากเนือ้หาทีไ่ดก้ลา่วมาทัง้หมดนี้จะเหน็ไดว้า่แนวทาง

ในการออกแบบอาคารเรียนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนรู้

โดยอาศัยการเสริมสร้างสภาวะน่าสบายที่มีความเหมาะสมต่อ

กระบวนการเรยีนรูน้ัน้สถาปนกิหรอืผูอ้อกแบบตอ้งมคีวามเขา้ใจ

ในอิทธิพลของตัวแปรต่างๆที่มีความเกี่ยวข้องทั้งนี้และทั้งนั้นก็

เพือ่การออกแบบอาคารในเชงิบรูณาการทีจ่ะนำาไปสูเ่ปา้หมายที่

ต้องการได้เป็นอย่างดี

บรรณ�นุกรม

ชญาณิน จิตรานุเคราะห์.ก�รวิเคร�ะห์ส�ระสำ�คัญของ

เทคโนโลยีเรือนไทยภ�คกล�ง. วิทยานิพนธ์

สถาปัตยกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต จุฬาลงกรณ์

มหาวิทยาลัย,2550.

ชูพงษ์ทองคำาสมุทร.แนวท�งก�รออกแบบเชิงวิทย�ศ�สตร์

ของฮวงจุ้ยสำ�หรับประเทศไทย. วิทยานิพนธ์

สถาปัตยกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต จุฬาลงกรณ์


สธุวีนัโลห่ส์วุรรณ.ก�รออกแบบและสร�้งหอ้งเรยีนคณุภ�พ

สูงโดยเน้นก�รควบคุมด้วยปัจจัยธรรมช�ติ.

วิทยานิพนธ์สถาปัตยกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย,2551.

สุนทร บุญญาธิการ . ก�รออกแบบประส�นระบบ

มห�วทิย�ลยัชนิวตัร.กรงุเทพมหานคร:จฬุาลงกรณ์


สุนทร บุญญาธิการ. เทคนิคก�รออกแบบบ้�นประหยัด

พลงัง�น เพือ่คณุภ�พชวีติทีด่กีว�่. กรงุเทพมหานคร:


สุนทรบุญญาธิการ.บ้�นชีว�ทิตย์ บ้�นพลังง�นแสงอ�ทิตย์

เพื่อคุณภ�พชีวิตผลิตพลังง�น. กรุงเทพมหานคร:


Bradshaw,V.Building control systems. 2ndedition.New

York:JohnWiley&Sons.1993.

Fanger,P.O.Thermal Comfort. UnitedStates:McGraw-Hill

BookCompany,1972.

Egan,D.M.Concepts in Architectural Acoustics. United

States:McGraw-HillBookCompany,1972.

Givoni, B. Man Climate and Architecture. NewYork:

ElsevierPublishing,1969.

Givoni,B. Passive and Low Energy cooling of Buildings.

UnitedStates:VanNostrandReinhold,1994.

Olgyay, V.Design with Climate.NewJersey: Princeton

Hall,1962.

Robinette,O.G. Landscape Planning for Energy Conser-

vation.UnitedStatesofAmerica:Environmental

DesignPress,1977.

Santamouris,M.Passive Cooling of Buildings. United

Kingdom:AntonyRowleLtd,1996.

Stein,B., andReynolds, J. Mechanical and Electrical

Equipment for Buildings.8thEdition.NewYork:

JohnWiley&Sons,1992.

Szokolay V. S. Introduction to Architectural Science:

The Basis of Sustainable Design.GreatBritain:

ElsevierScience,2004.

Watson,D.Climatic Design, Energy Efficient Building

Principles and Practice.UnitedStatesofAmerica:

McGraw-Hill,1983.

Documents

แนวทางการออกแบบ ...202.28.117.248/journal/wp-content/uploads/2012/06/01-53.pdf · ทางด้านทิศเหนือที่เป็นแสงเย็นหรือแสงกระจาย