เทคโนโลยอาคาร

การศกษาเปรยบเทยบประสทธภาพวสดทมสมประสทธ

การแผรงสตำาและฉนวนกนความรอนหลงคาทวไป

Comparative Study of Energy Performance of

Radiant Barriers and Typical Roof Insulations

อภชญา อธคมบณฑตกล1 และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร2

Aphichaya Athicombandhitkul1 and Atch Sreshthaputra, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

E-mail: derpichaya.chen@gmail.com1, atch.s@chula.ac.th2

บทคดยอ

ความรอนจากภายนอกเปนปจจยททำาใหเกดความสนเปลองในการใชพลงงานไฟฟาเพอทำา

ความเยนใหอาคาร การออกแบบเปลอกอาคารควรเลอกใชวสดทชวยในการลดการถายเทความรอน

ไดด งานวจยชนนไดทำาการศกษาเปรยบเทยบประสทธภาพในการชวยลดการใชพลงงานไฟฟาและเครอง

ปรบอากาศของวสดกนความรอนหลงคาทมอยตามทองตลาด ระหวางฉนวนใยแกวกนความรอน และ

วสดทมสมประสทธการแผรงสตำา ไดแก แผนฟอยลอลมเนยม และสกนความรอน โดยทำาการทดลอง

ดวยกลองทดลองจำาลองระบบหลงคา รวมกบการใชสมการทางคณตศาสตร เพอนำาคาคณสมบตทไดมา

คำานวณผลการใชพลงงานรวมในโปรแกรม VisualDoe 4.1 แลวนำาผลทไดมาคำานวณหาความคมทนใน

การใชงานของแตละวสด เพอเปนแนวทางในการพจารณาเลอกใชวสดกนความรอนหลงคาตอไป

Abstract

External heat is the main factor causing the excessive use of electrical energy for

cooling, Effective resistant materials need to be considered as building envelop nowadays. The

purpose of this study is to compare the energy performance of typical roof insulations with

that of radiant barriers (aluminium foils and thermal barrier coatings). There is used to perform

experiment with mathematical methods to calculate the thermal resistance of each roof system,

the computer simulation part that use the data form test boxes to simulate the energy

performance and financial feasibility study is conducted.

คำาสำาคญ (Keywords): วสดสมประสทธแผรงสความรอนตำา (Radiant Barriers), ฉนวนกนความรอน

(Roof Insulations), การจำาลองผลการใชพลงงาน (Energy Simulation)

การศกษาเปรยบเทยบประสทธภาพวสดทมสมประสทธ การแผรงสตำาและฉนวนกนความรอนหลงคาทวไปอภชญา อธคมบณฑตกล และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร4

1. บทนำา

พลงงานไฟฟาทใชในอาคารสวนใหญถก

นำาไปใชสำาหรบระบบปรบอากาศ ซงเปนผลของ

ความรอนทมาจากดวงอาทตย การหาวธลดความ

รอนดงกลาวจงจำาเปนอยางยง ทงในแงของการ

สงเสรมภาวะนาสบายและการลดความสนเปลอง

ในการใชพลงงานในอาคาร

ประเทศไทยต งอย บรเวณเขตรอนใกล

เสนศนยสตร มฤดรอนยาวนานตลอดป หลงคา

จงเปนสวนท ไดรบอทธพลความรอนจากดวง

อาทตยโดยตรง หากลดความรอนในสวนนได

นอกจากจะชวยลดการใชพลงงานไฟฟาในการ

ปรบอากาศแลว ยงเปนการชวยลดอณหภมสง

เสรมภาวะนาสบายในอาคารไดอกดวย

ปจจบนตามทองตลาดมผลตภณฑปองกน

ความรอนวางจำาหนายอยทวไปหากมการนำาวสด

เหลานมาทำาการเปรยบเทยบประสทธภาพการ

ประหยดพลงงานและความคมทน อาจทำาใหเกด

แนวทางทเปนประโยชนตอผบรโภคไมมากกนอย

2. งานวจยทเกยวของ

อภธช พรหมสรแสง (2544) ไดกลาวถง

การปองกนความรอนทางหลงคาทมประสทธภาพ

ไวหลายกรณ ไดแก

• การใชฉนวนกนความรอน โดยมมวลสาร

ของฉนวนหนวงความรอนใหเขามาไดชาลง

• การใชฟอยลอลมเนยมซงเปนวสดทม

สมประสทธการแผรงสความรอนตำาสกดกนไมให

รงสความรอนลงสพนทใชงานในอาคาร

งานวจยโดย จญาดา บณยเกยรต (2537)

มการจำาลองอาคารยอสวนทงไวกลางแจง เพอ

เปรยบเทยบประสทธภาพวสดก นความรอน

พบวา ฉนวนกนความรอนมประสทธผลในการ

ลดอณหภมอาคารจำาลองมากกวาวสดอน แตม

โอกาสททำาใหระบายความรอนไดชาลงในเวลา

กลางคน ตอมางานวจยของ วกรม จำานงจตต

(2545) ไดทำาการทดลองเปรยบเทยบประสทธ-

ภาพวธการกนความรอนกบอาคารพกอาศยจรง

พบวา การใชฉนวนกนความรอนเปนวธทได

ประสทธผลจรง แตขอมลทนาสนใจวา ฉนวนกน

ความรอนทำาใหเกดการหนวงความรอน จนอณห-

ภมในหลงคาบานทดลองสงขนมากกวากรณ

ฟอยลอลมเนยมและการระบายอากาศในเวลา

กลางคน

ฉนวนกนความรอนมวลสารเปนตวสะสม

ความรอน ซงอาจมผลเปนภาระการทำาความเยน

เมอใชงานเครองปรบอากาศตอนกลางคน อาจ

เหมาะสมกบอาคารทใชงานเวลากลางวนมากกวา

ขณะเดยวกนอาคารทใชงานเครองปรบอากาศใน

เวลากลางคน เชน บานพกอาศย หากเลอกใชวสด

กนความรอนทมมวลสารนอยกวา ความรอนจะ

ระบายกลบสทองฟาไดเรว ชวยลดภาระในการ

ทำาความเยนได

งานวจยชนนจงทำาการศกษาเปรยบเทยบ

วสดกนความรอน ไดแก ฉนวนมวลสารกนความ

รอน วสดแผนอลมเนยมฟอยลทมสมประสทธ

การแผรงสความรอนตำา (radiant barriers) และ

สกนความรอนอนภาคซลกา ตามสมมตฐาน

วา วสดกนความรอนแตละชนดมผลตอการใช

พลงงานปรบอากาศของอาคารแตละประเภทได

ไมเหมอนกน

3. การดำาเนนการวจย

3.1 ศกษาทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

ศกษาทฤษฎการถายเทความรอน การ

ถายเทความรอนเขาสอาคาร คณสมบตของ

วสดกนความรอนและวธการตดตงใชงาน กำาหนด

รปแบบและจำานวนของระบบหลงคาทจะทำาการ

ศกษา ดงภาพประกอบ

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

5

3.2 กำาหนดรปแบบและตวแปรทจะทำาการ

ศกษา

1) วสดกนความรอน ไดแก ฉนวนใยแกว

กนความรอน R-7 หนา 2 นว แผนอลมเนยม

ฟอยลกนความรอน สมประสทธการแผรงส 0.05

และสทากนความรอนอนภาคซลกา

2) ระบบหลงคาททำาการวจย ใชหลงคา

เมทลชท และ ฝาเพดานยปซมบอรดหนา 12 มม.

แบงเปน หลงคาไมมฝาเพดานและหลงคามชอง

วางฝาแบบ 10 ซม. และ 20 ซม. ตามลำาดบ

รปท 1 ระบบหลงคาททำาการวจย

3.3 การเปรยบเทยบใชพลงงานดวยการปอน

คาคณสมบตของวสดกนความรอนใน

โปรแกรมคำานวณการใชพลงงาน

ใชโปรแกรม VisualDoe 4.1 ซงเปนคำานวณ

การใชพลงงานและภาระการทำาความเยนใน

อาคารโดยอาศยปจจย ไดแก รปแบบและวสด

ประกอบอาคาร เวลาใชงาน ความรอนของอปกรณ

ไฟฟาและความรอนของผใชอาคาร รวมทงขอมล

สภาพอากาศจากกรมอตนยมวทยา (ประวตร

กตตชาญธระ, 2553) สำาหรบงานวจยนใชวธใสคา

ความตานทานความรอน (R-thermal resistance

- m2K/W) ของระบบหลงคา (overall U factor/R

value method) เปนคณสมบตแทนคาวสดกน

ความรอนแตละชนด

3.3.1 การใชกล องทดลองและสมการทาง

คณตศาสตรเพอคำานวณหาคา ความตานทาน

ความรอนรวม (Rt ) ของระบบหลงคาแตละระบบ

เพอนำาคาความตานทานความรอนรวม

(Rt) แทนคาคณสมบตของหลงคาในโปรแกรม

VisualDoe 4.1 แตเนองจากคาตานทานความรอน

วสดหลงคาทระบในพระราชบญญตการสงเสรม

การอนรกษพลงงาน พ.ศ. 2535 แกไขโดยพระราช

บญญตการสงเสรมการอนรกษพลงงาน พ.ศ.

2552 ไมครอบคลมรปแบบตวแปรระบบหลงคา

ททำาการศกษาและวสดก นความร อนท เป น

เทคโนโลยใหมตามทองตลาด เชน สอนภาค

ซลกา ดงนน จงใชกลองทดลองตามรปแบบทได

ศกษาจาก Chang (2008) และ Soubdhan (2005)

ดงภาพ

รปท 2 กลองทดลองพรอมตำาแหนงวดอณหภม

กลองทดลองทำาจากโฟมโพลสไตรนหนา

2 นว ทวางภายใน .60x.60x.60 ลบ.ม. เจาะชอง

อากาศเขา (inlet) และชองอากาศออกตดพดลม

ระบายอากาศ CFM 20.89 ft3/minute ดานบน

สดวางระบบหลงคาททำาการศกษา ใหความรอน

ดวยไฟอนฟราเรด 500 V จำานวน 2 หลอด ใช

การศกษาเปรยบเทยบประสทธภาพวสดทมสมประสทธ การแผรงสตำาและฉนวนกนความรอนหลงคาทวไปอภชญา อธคมบณฑตกล และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร6

เครองเกบขอมลอณหภม HOBO U12 Tempera-

ture/Relative Humidity/2 External Channel Data

Logger - U12-013 บนทกขอมลอณหภมทคงท

แลว ตามจดตางๆแลวนำามาเขาสมการทาง

คณตศาสตรเพอหาคา Rt ดงน

Q1 = (U

r)(A)ΔT

1 (1)

Q2 = CFM(1.08)ΔT

2 (2)

Q1 = Q

2

(Ur)(A)ΔT

1 = CFM(1.08)ΔT

2 (3)

กำาหนดให

Q1 คอ ปรมาณความรอนรวมทถายเทเขามา

(Btu/h)

Ur คอ คาการนำาความรอนรวม (U factor

– W/m2K)

A คอ พนทหลงคาทไดรบความรอน (ft2)

ΔT1 คอ ความแตกตางระหวางอณหภมพน

ผว 2 ดานทความรอนถายเท ในทน

คอ อณหภ มพนผ วบนส ดและ

อณหภ มพนผวใต สดของระบบ

หลงคา (F°)

Q2 คอ ปรมาณความรอนทถกระบายโดย

อากาศ (Btu/h)

CFM คอ ปรมาณการไหลของอากาศในกลอง

ทดลองท เก ดจากพ ดลมระบาย

อากาศ (ft3/minute)

ΔT2 คอ ความแตกตางระหวางอณหภมชอง

อากาศเขา (inlet) และอณหภมชอง

ระบายอากาศออก (outlet) (F°)

เมอเขาสมการแลว จะทราบคา Ur ซงคา

Ur = 1/∑R หรอ 1/Rt จากนน นำาคา R

t ทไดไป

ใชคำานวณการใชพลงงานรวมของอาคารจำาลอง

ในโปรแกรม VisualDoe4.1 ตอไป

3.3.2 การคำานวณพลงงานไฟฟารวมของระบบ

หลงคาดวยโปรแกรม VisualDoe4.1

จำาลองการใชพลงงานในอาคาร 4 ประเภท

ซงอางองรปแบบอาคาร ขอมลการใชไฟฟาและ

ระบบปรบอากาศ จากงานวจยของ อรรจน เศรษฐ

บตร (2550; 2552) และ Chirarattananon (2002)

ตามลำาดบ

• อาคารพกอาศย ซงใชเครองปรบอากาศ

เวลากลางคน (18.00 – 7.00 น.)

• อาคารสำานกงาน เปดใชเครองปรบ

อากาศชวงกลางวน (8.00 – 18.00 น.)

• อาคารรานคา ซงมการใชงานเครองปรบ

อากาศกงกลางวนกงกลางคน (10.00 – 22.00 น.)

• อาคารโรงพยาบาล ซงเปนอาคารทม

การใชเครองปรบอากาศตลอด 24 ชวโมง

ใสคา U factor หรอ Rt สำาหรบระบบ

หลงคาชนดตาง ๆ จดทำาเปนกรณทางเลอก

สำาหรบอาคารจำาลองทง 4 ประเภท สำาหรบบาน

พกอาศยทำาการจำาลองเฉพาะคา R จากระบบ

หลงคากรณชองใตฝาเพดานสง 20 ซม. เทานน

เนองจาก อาคารตวอยางเปนอาคารทมหลงคา

ทรงสง มการไหลเวยนอากาศ คาความตานทาน

ความรอนของในชองอากาศถอวาใกลเคยงกบ

กรณชองใตฝา 20 ซม. ซงเปนระยะทอากาศนง

เรมเกดจากไหลเวยน สงผลใหคาความตานทาน

ความรอนชองอากาศไมสงขนไปกวาระดบนอก

(กระทรวงพลงงาน, 2552; ASHRAE, 1998.)

การเปรยบเทยบประสทธภาพวสดกน

ความรอน พจารณาจากคาการใชพลงงานไฟฟา

รวมตอ (kWh/sq.m.-year) เปนหลก

3.4 การพจารณาความคมทน

ใชวธคำานวณ คาใชจายตลอดอายการใช

งานอาคาร 20 ป (life cycle cost)

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

7

4. ผลการศกษา

4.1 คาความตานทานความรอนรวม (Rt) ของ

ระบบหลงคาจากกลองทดลอง

ตารางท 1 คาความตานทานความรอนรวมทไดจากการ

คำานวณจากอณหภมในกลองทดลอง (m2K/W)

จากการทดลอง แสดงใหเหนวามวลสาร

อาจเปนปจจยททำาใหใยแกวมคา Rt สงสดใน

ระบบหลงคา 3 กรณ หลงคาใชฟอยลอลมเนยม

ใหคา Rt มากกวาหลงคาทไมใชวสดกนความรอน

โดยฟอยลอลมเนยมจะย งมประสทธผลมาก

ขน เมอลดการนำาความรอนจากหลงคาโดยการ

เวนชองอากาศลงมา 5 ซม. การทมชองอากาศ

มากกวาหนงดานเปนการเสรมประสทธภาพให

วสดแผรงสความรอนต ำา สวนสกนความรอน

อนภาคซลกาแมจะทำาตามวธใชของผผลต แต

กลบใหคา Rt ทคอนขางตำา เมอเทยบกบกรณ

หลงคาไมใชวสดกนความรอน

4.2 การจำาลองการใชพลงงานไฟฟาในอาคาร

ดวยโปรแกรม VisualDoe4.1 และแนวทาง

ในการใชวสดกนความรอน

ผลการจำาลองการใชพลงงานอาคารพก

อาศย หลงคาทใชวสดกนความรอนทใหความ

ตานทานความรอนรวม (Rt) สง โดยเฉพาะฉนวน

ใยแกว ทำาใหสนเปลองพลงงานมากทสด สำาหรบ

สอนภาคซลกา และอลมเนยมฟอยล ทใหคา

ตานทานความรอนรวมตำากวา ซงหนวงความรอน

นอยกวา ทำาใหมการคายความรอนสทองฟาใน

เวลากลางคนไดเรว ซงชวยลดความรอนสะสม

ตงแตตอนกลางวนซงเปนภาระในการทำางาน

ของเครองปรบอากาศในเวลากลางคน ในอาคาร

สำานกงาน ซงใชเครองปรบอากาศเฉพาะชวงกลาง

วน กรณทใชฉนวนใยแกว โดยเฉพาะในหลงคา

ชองใตฝาสง 20 ซม. ชวยประหยดพลงงานไฟฟา

ไดมากทสดเมอเทยบกบกรณอนๆ และการใชส

อนภาคซลกาซงคาความตานทานความรอนตำาสด

ทำาใหความรอนเขาสอาคารคอนขางเรวเปนภาระ

ตอระบบปรบอากาศ จนตองใชพลงงานไฟฟา

สงสด

แผนภมท 1 ผลการใชพลงงานไฟฟารวมรายป (kWh/

sq.m.-year) ของอาคารพกอาศย

แผนภมท 2 ผลการใชพลงงานไฟฟารวมรายป (kWh/

sq.m.-year) ของอาคารสำานกงาน

การศกษาเปรยบเทยบประสทธภาพวสดทมสมประสทธ การแผรงสตำาและฉนวนกนความรอนหลงคาทวไปอภชญา อธคมบณฑตกล และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร8

กรณอาคารรานคาซงใชงานเครองปรบ

อากาศกงกลางวนกงกลางคน พบวา วสดทมคา

ตานทานความรอนสง เชน ฉนวนกนความรอน

ลดการสนเปลองพลงงานไฟฟาเปนอนดบแรกๆ

สวนสกนความรอนอนภาคซลกาทำาใหอาคารใช

พลงงานไฟฟามากทสด สอดคลองกบสงทเกดขน

ในอาคารสำานกงาน

แผนภมท 3 ผลการใชพลงงานไฟฟารวมรายป (kWh/

sq.m.-year) ของอาคารรานคา

อาคารโรงพยาบาลซงมการใชงานตลอด

24 ชวโมง พบวา ควรใชฉนวนมวลสารหนวงความ

รอนไวใหมากทสด เหมอนในอาคารสำานกงาน

และอาคารรานคา ยงใชวสดทคาตานทานความ

รอนต ำาหร อเปนมวลสารนอย ย งส นเปลอง

พลงงานไฟฟามากขน

4.2 การคำานวณคาใชจายตลอดอายการใชงาน

ในบานพกอาศยแมวาสกนความรอน

อนภาคซลกาและอลมเนยมฟอยล ชวยลดการใช

พลงงานไดด แตกลบมรายจายตลอดอาย 20 ป

สงมาก เนองจากตนทนและคาบำารงรกษาสง หาก

คำานงถงผลทางการเงนเปนหลก อาจตองเลอกใช

หลงคาทไมใชวสดกนความรอน เพราะมคาใชจาย

ตำาทสด ในอาคารสำานกงาน โรงพยาบาล และ

อาคารรานคา ฉนวนกนความรอนมประสทธภาพ

ทงในแงลดพลงงานและลดรายจายตลอด 20 ป

เนองจากตนทนตำากวาวสดอน และแทบไมมคา

บำารงรกษาใดๆ ตลอดการใชงาน

แผนภมท 4 ผลการใชพลงงานไฟฟารวมรายป (kWh/

sq.m.-year) ของอาคารโรงพยาบาล

5. บทสรปและขอเสนอแนะ

การวจยแสดงใหเหนวาอาคารทมการใช

งานเครอง ปรบอากาศในชวงเวลากลางวนเปน

สวนใหญ ควรเลอกใชวสดฉนวนมวลสารเพอ

หนวงความรอนใหเขามาเปนภาระในระบบปรบ

อากาศนอยทสด สวนอาคารทใชงานเวลากลาง

คนเปนสวนใหญ ควรเลอกใชวสดทไมมลกษณะ

เปนมวลสารหนวงความรอน เพอใหความรอน

คายสทองฟาไดเร ว ลดภาระของระบบปรบ

อากาศทเปดใชในเวลากลางคน

การวจยคร งต อไปควรจำาลองการใช

พลงงานในอาคารโดยเลอกเวลาการทำางานของ

เครองปรบอากาศทหลากหลายขน เชน บานพก

อาศยทใชงานเครองปรบอากาศเวลากลางวน

อาคารรานคาทมชวงเวลาใชงานกลา งวนสนลง

กลางคนมการใชงานเครองปรบอากาศนานขน

เปนตน

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

9

References

กระทรวงพลงงาน. (2552). ประกาศกระทรวง

พลงงาน เรอง หลกเกณฑและวธการคำานวณ

ในการออกแบบอาคารแตละระบบ การใช

พลงงานโดยรวมของอาคาร และการใช

พลงงานหมนเวยนในระบบตาง ๆ ของอาคาร.

กรงเทพฯ: ผแตง.

จญาดา บณยเกยรต. (2537). การลดการถายเท

ความรอนเขาสหลงคา. วทยานพนธปรญญา

มหาบณฑต, คณะสถาปตยกรรมศาสตร,

จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

ประวตร กตตชาญธระ. (2553). ประสทธภาพการ

ประหยดพลงงานของอปกรณกนแดดแบบ

ผนง 2 ชน: กรณศกษาอาคารพกอาศยเขต

กร งเทพมหานคร. วทยานพนธปร ญญา

มหาบณฑต, คณะสถาปตยกรรมศาสตร,

จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

วกรม จำานงจตต. (2545). ประสทธผลของการ

ออกแบบการระบายอากาศชองใตหลงคา

เพอปองกนการถายเทความรอนจากหลงคา.

วทยานพนธปร ญญามหาบณฑต, คณะ

สถาป ตยกรรมศาสตร , จฬาลงกรณ

มหาวทยาลย .

อภธช พรหมสรแสง. (2544). การพฒนารปแบบ

และระบบการไหลเวยนอากาศของหลงคา

เพอลดอณหภมภายในอาคาร. วทยานพนธ

ปรญญามหาบณฑต, คณะสถาปตยกรรม

ศาสตร, จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

อรรจน เศรษฐบตร. (2550). การพฒนาเกณฑ

ขนตำาของคณสมบตการปองกนความรอน

ของเปลอกอาคารในอาคารบานเดยว. ใน งาน

ประชมเชงวชาการเครอขายพลงงานแหง

ประเทศไทย ครงท 3. จดโดย เครอขายพลงงาน

แหงประเทศไทย วนท 23-25 พฤษภาคม

2550 โรงแรมใบหยกสกาย, กรงเทพฯ.

อรรจน เศรษฐบตร. (2552). การจดทำามาตรฐาน

คาการปลดปลอยกาซคารบอนไดออกไซด

ต อหวของผ ใชอาคารส ำาหร บอาคารใน

ประเทศไทย ดวยวธ Life Cycle Assessment

(LCA) โดยอาศยโปรแกรมคอมพวเตอร.

โครงการสงเสรมการทำางานวจยเชงลกในสาขา

วชาทมศกยภาพสงกองทนรชดาภเษก.

Chang, P. C., Chiang, C. M., & Lai, C. M.

(2008). Development and preliminary

evaluation of double roof prototypes

incorporating RBS (radiant barrier system).

Energy and Buildings, 40(2), 140-147.

Chirarattananon, S., & Taweekun, J. (2003).

A technical review of energy conservation

programs for commercial and government

buildings in Thailand. Energy Conversion &

management, 44, 743-762.

Pedersen, C. O., Fisher, D. E., Spitler J. D., &

Liesen R. J. (1998). Cooling and heating

load calculation principles. Atlanta, Georgia:

American Society of Heating, Refrigerating

and Air-Conditioning Engineers Inc.

Soubdhan, T., Feuillard, T., & Bade, F. (2005).

Experimental evaluation of insulation

material in roofing system under tropical

climate. Solar Energy, 79, 311–320.

การจำาลองประสทธภาพของสวนหลงคาโมดลารสำาหรบอาคารในเขตรอนชน

The Simulation of Modular Green Roof Performance for Building in

Tropical Region

เฉลมพล ถนอมกลาง1 และ ดร. จตวฒน วโรดมพนธ2

Chalermpol Thanomklang1 and Jatuwat Varodompun, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตรและการผงเมอง มหาวทยาลยธรรมศาสตร

E-mail: chalearmpol.fu@gmail.com1, jatuwat@ap.tu.ac.th2

บทคดยอ

สวนหลงคาโมดลารไมเพยงนำาหนกเบาและใชงานงายแตยงมประโยชนในแงของประสทธภาพ

ทางพลงงานอกดวย ซงประเดนปญหาทสำาคญในงานวจยนม 2 ประเดน ประเดนแรกเกยวของกบการ

ศกษาประสทธภาพการใชพลงงานของสวนหลงคาโมดลารในอาคารสำานกงานขนาดเลก และประเดนท

สองเกยวกบการจำาลองสภาพสวนหลงคาทยงมขอจำากด โดยเฉพาะกบโปรแกรมการจำาลองสภาพท

ใชกนอยางแพรหลายดงเชน eQUEST โดยมงเนนปรบตวแปรในโปรแกรมดงกลาวใหมผลใหคาการใช

พลงงานใกลเคยงกบการลดความรอนดวยการะเหยนำาของพชบนสวนหลงคา ซงผลทไดจะนำาไปเปรยบ

เทยบกบผลทไดจาก Energyplus ทมแบบจำาลองสวนหลงคาโมดลารสามารถลดคาการใชพลงงานในการ

ทำาความเยนไดถง 18.08% นอกจากนพบวา การปรบคาการดดซบความรอนรวมกบคาความตานทาน

ความรอนของวสดหลงคาโดยตดฉนวนความหนา 5 นว คอนกรต 20 ซม. และกรวด 5 ซม.ทมคาการ

ดดซบความรอน 0.75 จะทำาใหแบบจำาลอง eQUEST มคาการใชพลงงานใกลเคยงกบสวนหลงคา

โมดลาร

Abstract

Modular green roof is not only lightweight and easy to use but also increases building

energy performance. There are two major issues of this new green roof product. The first issue

relates to the energy performance of modular green roof in a small office building. The second

issue is directly related to limitation of green roof simulation in the well-recognized simulation

program like eQUEST. The objective is to propose the appropriate solution to accurately

simulate the modular green roof by using alternative method to replicate the complex effect of

mass and evaporation of a green roof which the results were compared with the output from

Energyplus. This research is not only found that the modular green roof decrease electric

energy consumption up to 18.08% but also found that combination of Insulation 5 inches,

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

11

concrete 20 cm. and roof gravel 5 cm. with absorptance 0.75 can simulate in eQUEST could

reduce electric energy consumption closely to modular green roof.

คำาสำาคญ (Keywords): การจำาลองประสทธภาพ (Performance Simulation), สวนหลงคาโมดลาร

(Modular Green Roof), โปรแกรม eQUEST (eQUEST Software), โปรแกรม Energyplus (Energyplus

Software)

1. บทนำา

1.1 ทมาและความสำาคญ

สวนหลงคา (green roof) เรมเปนทนยม

ตงแตกลางศตวรรษท 19 ในแถบทวปยโรป

ปจจบนสวนหลงคาเปนทรจกและใชงานอยาง

แพรหลายทวโลก ซงประโยชนของสวนหลงคา

มทงลดการไหลบาของนำา ลดการถายเทความ

รอนเขาสอาคาร ลดการแผรงสของหลงคา ลดการ

เกดปรากฏการณเกาะความรอน เพมความหลาก

หลายทางธรรมชาตรวมไปถงการลดมลพษทาง

อากาศและเพมความสามารถในการดดซบเสยง

(Kristin, et al., 2006) ซงสวนหลงคาโมดลาร คอ

เทคโนโลยสวนหลงคาในปจจบนไดถกพฒนาให

มนำาหนกเบา และเปนระบบโมดล (module)

ประเทศไทยตงอยในเขตรอนชนบรเวณ

ใกลเสนศนยสตร มอณหภมอากาศเฉลยอยท 27

องศาเซลเซยส แตในชวงฤดรอนอาจมอณหภม

สงถง 40 องศาเซลเซยส (วรช มณสาร, 2538)

ผลจากความรอนเปนผลใหอาคารใชพลงงาน

มากขนโดยปรมาณไฟฟาทใชในอาคารรอยละ 60

ใชในระบบปรบอากาศ (กรมพฒนาพลงงาน

ทดแทน และอนรกษพลงงาน, 2551) เมอเทยบ

ขนาดพนททเทากน บรเวณหลงคาอาคารจะมการ

สงผานความรอนมากกวาผนงอาคารถง 3 เทา (กฎ

กระทรวง, 2552) เนองจากหลงคาเปนสวนทไดรบ

อทธพลจากรงสดวงอาทตยมากทสด ดงนน การ

ลดความรอนท ผานทางหลงคาจงเปนการลด

ความรอนทเขาสอาคารไดดทสด

โปรแกรมจำาลองพลงงานถอเปนเครองมอ

หนงทสถาปนกและนกออกแบบนยมใชประเมน

การใชพลงงานอาคารรายป โปรแกรม Energyplus

(US DOE, 2012) เปนโปรแกรมใหมในทองตลาด

มจดเดนทตวโปรแกรมสามารถสรางแบบจำาลอง

สวนหลงคาได แตรอยละ 50 ของผใชโปรแกรม

จำาลองพลงงานใช eQUEST (Shady, et al., 2009)

ซง eQUEST (James, et al, 2010) มขอจำากดท

ไมสามารถจำาลองสวนหลงคาได ดงทกลาวมา

จงเปนทมาของการวจยเรองการจำาลองประสทธ-

ภาพของสวนหลงคาโมดลารสำาหรบอาคารในเขต

รอนชน โดยมงหวงวางานวจยนนอกจากจะชวย

สงเสรมการใชงานสวนหลงคาในอาคารมากขน

แลวยงเปนเครองมอเพอชวยใหผใชงานโปรแกรม

eQUEST ทมอยในปจจบนสามารถจำาลองสวน

หลงคาได

1.2 สวนหลงคา

สวนหลงคา คอ หลงคาทมพชพนธปกคลม

อยขางบนในลกษณะพชคลมดน ไมเลอยหรอ

ลกษณะใดๆ กตาม ปกคลมอยบนหลงคา (กนก

วล สธธร, 2548) สามารถแบงไดเปน 2 ประเภท

ดงน (Scholz-Barth, 2001)

การจำาลองประสทธภาพของสวนหลงคาโมดลารสำาหรบอาคารในเขตรอนชนเฉลมพล ถนอมกลาง และ ดร. จตวฒน วโรดมพนธ12

- หลงคาเขยวใชสอย (Intensive green

roof) คอ หลงคาเขยวทมงประโยชนใชสอย เชน

ใชเปนสวนหลงคาหรอพนท นนทนาการของ

อาคาร

- หลงคาเขยวไมใชสอย (Extensive green

roof) คอ หลงคาเขยวทเนนประโยชนทางดาน

สงแวดลอม เปนหลงคาเขยวทมความลกดน 1-5

นว ปลกพชพนธขนาดเลก เชน หญาหรอพชคลม

ดน สวนหลงคาโมดลาร (Modular green roof)

เปนสวนหลงคาไมใชสอยรปแบบหนง โดยปกต

โครงสรางของสวนหลงคาจะประกอบ 4 สวนหลก

ไดแก พช วสดปลก ช นระบาย และแผนกน

ความชน (รปท 1) ซงขอแตกตางระหวางสวน

หลงคาทวไปกบสวนหลงคาโมดลารจะอยบรเวณ

ชนระบาย สวนหลงคาแบบทวไปจะใชวสดจำาพวก

กรวดหรอทรายเปนวสดปชนระบายในขณะทสวน

หลงคาโมดลารจะใชการเจาะรระบายทกระบะ

ปลกแทนการใชกรวดหรอทราย ทำาใหสวนหลงคา

โมดลารเบากวาสวนหลงคาแบบทวไป

รปท 1 ระบบโครงสรางสวนหลงคา

2. โปรแกรมจำาลองพลงงาน

ในการจำาลองสภาพการใชพลงงานนน

ผวจยไดเลอกโปรแกรม Energyplus v.7.2 และ

eQUEST v.3.64 เปนเครองมอในการทดลองเพอ

จำาลองสภาพการใชพลงงานในระบบปรบอากาศ

รายป โดยทง 2 โปรแกรม มคณสมบตทสามารถ

อธบายพอสงเขปไดดงน (Tianzhen, et al., 2008)

โปรแกรม Energyplus ถกพฒนาโดยดงลกษณะ

เดนของโปรแกรม BLAST (Building Loads

Analysis and System Thermodynamics) และ

DOE-2.1E (2012) นำามาใชในโปรแกรม ในขณะ

ทโปรแกรม eQUEST อาศยพนฐานของโปรแกรม

DOE-2.2 จะเหนไดวา ทง 2 โปรแกรมอาศย

พนฐานในการคำานวณสมดลพลงงานใกลเคยงกน

แตในแงของการกำาหนดความละเอยดในการ

จำาลอง พบวา โปรแกรม Energyplus จะสามารถ

คำานวณไดละเอยดกวาเนองจากสามารถกำาหนด

ความละเอยดในการคำานวณไดเปนในระดบนาท

ในขณะทโปรแกรม eQUEST จะสามารถคำานวณ

สมดลพลงงานเปนรายชวโมง สำาหรบแบบจำาลอง

สวนหลงคาในโปรแกรม Energyplus อทธพลของ

การระเหยของนำาจากพชและวสดปลกจะถกนำา

มาคดรวมในการคำานวนสมดลพลงงานในรป

ของความรอนแฝงดวย (US DOE, 2012)

3. แนวทางการวจย

การวจยน ม ลกษณะเป นการวจยเชง

ทดลอง ซงมการจำาลองโดยโปรแกรมคอมพวเตอร

เพอศกษาประสทธภาพของสวนหลงคาโมดลารผ

วจยไดแบงการศกษาเปน 2 สวน ดงน

สวนท 1 ศกษาประสทธภาพของสวน

หลงคาโมดลาร ดวยการจำาลองการใชพลงงาน

ของสำานกงานทตดตงสวนหลงคาโมดลารเทยบ

กบหลงคาทวๆ ไป ไดแก หลงคาคอนกรต หลงคา

คอนกรตตดฉนวน ( 1 นว 3 นว 6 นว) และสวน

หลงคาทวไป ดวยโปรแกรมจำาลองพลงงาน En-

ergyplus

สวนท 2 ศกษาแนวทางทเหมาะสมในการ

จำาลองสภาพหลงคาดวยโปรแกรม eQUEST ท

สามารถลดคาการใชพลงงานไดใกลเคยงกบสวน

หลงคาโมดลารดวย การปรบเปลยนตวแปรท

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

13

คาดวาจะมผลการใชพลงงานใกลเคยงกบอทธพล

ของการระเหยนำาของพชและดนบนสวนหลงคา

ซงตวแปรททำาการปรบเปลยนไดแก

- สหลงคา เพอเพมคาการสะทอนรงสดวง

อาทตย ดวยการปรบคาการดดซบความรอนของ

หลงคาท 012, 0.21,0.30, 0.40, 0.51, 0.61, 0.75

และ 0.80

- ปรบความตานทานความรอนของวสด

หลงคา ดวยการปรบเปลยนวสดประกอบหลงคา

รวมไปถงความหนาของวสด ไดแก คอนกรต

(ความหนา 10 ซม. 15 ซม. 20 ซม. 25 ซม. 30

ซม.) กรวดโรยหลงคา (ความหนา 2.5 ซม. 5 ซม.

75 ซม. 10 ซม.) ตดตงกระเบองปพนดาดฟา

(solar slap) และใชฉนวนเพอเพมความตานทาน

ความรอน ดวยการตดตงฉนวนทความหนา 3/4

นว 1/2 นว 1 นว 1.25 นว 2 นว 3 นว 4 นว 5

นว และ 6 นว

4. ผลการศกษา

จากการศกษาเปร ยบเทยบคาการใช

พลงงานในอาคารทมสวนหลงคาโมดลารเทยบกบ

หลงคาทวไปๆ ไดแก หลงคาคอนกรต หลงคาท

มการตดฉนวนโพลยรเทน ทมความหนา 1 นว 3

นว 6 นว และสวนหลงคาทวไป พบวา สวนหลงคา

โมดลาร และสวนหลงคาทวไปสามารถลดการใช

พลงงานในการปรบอากาศได 18.08% เมอเทยบ

กบหลงคาคอนกรต นอกจากน เมอเปรยบเทยบ

คาการใชพลงงานของสวนหลงคาท ง 2 ชนด

พบวา ทงสวนหลงคาโมดลาร และสวนหลงคา

ทวไป มคาการใชพลงงานใกลเคยงกน โดยสวน

หลงคาโมดลารจะใชพลงงานนอยกวาสวนหลงคา

ทวไปประมาณ 0.11% ยงไปกวานนเมอเทยบ

คาการใชพลงงานสวนหลงคาโมดลารกบหลงคา

ทมการตดตงฉนวน พบวา สวนหลงคาโมดลาร

สามารถลดการใชพลงงานไดใกลเคยงกบหลงคา

คอนกรตทตดตงฉนวนภายใน 6 นว (รปท 2)

รปท 2 ปรมาณการใชไฟฟาของสวนหลงคาโมดลาร

เทยบกบหลงคาประเภทตาง ๆ ตอป ในแบบ

จำาลอง energyplus

สำาหรบการศกษาแนวทางในการจำาลอง

สภาพหลงคาดวยโปรแกรม eQUEST ทสามารถ

ลดคาการใชพลงงานไดใกลเคยงกบสวนหลงคา

โมดลารนน พบวา คาการใชพลงงานปรบอากาศ

ของแบบจำาลองหลงคาคอนกรตในโปรแกรม

eQUEST และ Energyplus นนมคาใกลเคยงกน

มาก (รปท 3) โดยมคาการใชพลงงาน 7,385.40

kWh/y (29.54 kWh/m2/y) และ 7,377.06 kWh/y

(29.51 kWh/m2/y) ตามลำาดบ ในขณะทแบบ

จำาลองพลงงานสวนหลงคาโมดลารมคาการใช

รปท 3 คาการใชพล งงานของแบบจำาลองหล งคา

คอนกรตโปรแกรม eQUEST และ Energyplus

การจำาลองประสทธภาพของสวนหลงคาโมดลารสำาหรบอาคารในเขตรอนชนเฉลมพล ถนอมกลาง และ ดร. จตวฒน วโรดมพนธ14

พลงงาน 5,846.63 kWh/y (23.39 kWh/m2/y) ซง

คาทไดจากแบบจำาลองสวนหลงคานจะถกนำาไป

ใชเปนคาอางองเพอหาคาการใชพลงงานในแบบ

จำาลอง eQUEST ทมคาใกลเคยงกนตอไป

ในการศกษาดวยการปรบคาการดดซบ

ความรอนของหลงคา พบวา หลงคาคอนกรตทม

คาการดดซบความรอนเทากบ 0.21 จะทำาใหคา

การใชพลงงานในแบบจำาลอง eQUEST มคาใกล

เคยงกบแบบจำาลองสวนหลงคาโมดลารอยท

5,644.80 kWh/y (22.57 kWh/m2/y) ในขณะท

คาการใชพลงงานท เกดของการเปลยนความ

ตานทานความรอนของวสดหลงคา พบวา หลงคา

ตดฉนวน 3 นว และตดตงกระเบองปพนดาดฟา

(รปท 4) สามารถลดคาพลงงานในการปรบอากาศ

ไดใกลเคยงคาการใชพลงงานสวนหลงคาโมดลาร

อยท 5,845.20 kWh/y (23.38 kWh/m2/y)

นอกจากน จากการศกษาอทธพลรวมกนระหวาง

การปรบคาการดดซบความรอน และการปรบ

ความตานทานความรอนของวสดหลงคา ยงทำาให

คาการใชพลงงานใกลเคยงคาพลงงานของสวน

หลงคาโมดลารมากยงขน ดงเชนในกรณ หลงคา

คอนกรตหนา 20 ซม. ตดฉนวน 5 นว และกรวด

5 ซม. ทมคาการดดซบความรอน 0.75 จะใช

พลงงาน 5,849.70 kWh/y (23.39 kWh/m2/y) ซง

ถอวาใกลเคยงกบแบบจำาลองสวนหลงคาใน

โปรแกรม Energyplus มากทสด

5. วเคราะหและสรปผล

จากการศกษาแสดงใหเหนวาสวนหลงคา

โมดลารสามารถลดการใชพลงงานในแบบจำาลอง

ไดจรง โดยพบวาแบบจำาลองสวนหลงคาโมดลาร

และแบบจำาลองสวนหลงคาทวไปมคาใชพลงงาน

ทไมแตกตางกน นอกจากน จากการศกษาดวยวธ

การปรบเปลยนคาการดดซบความรอนรวมกบ

การปรบเปลยนความตานทานความรอนของวสด

หลงคาจะทำาใหแบบจำาลองมคาการใชพลงงาน

ใกลเคยงกบคาพลงงานของสวนหลงคาโมดลาร

มากกวาการปรบเปลยนตวแปรใดตวแปรหนง

เพยงอยางเดยว

References

กนกวล สธธร. (2548). หลงคาเขยว: ทางเลอก

เพอการจดการนำาฝน. วารสารวชาการคณะ

สถาปตยกรรมศาสตรฉบบงานบรการวชาการ

สสงคม, 1, 128-129.

กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน.

(2554). ศนยรวมองคความรดานอนรกษ

พลงงาน: ระบบปรบอากาศ. สบคนเมอ 22

กรกฎาคม 2554, จาก http://ee.dede.go.th/

knowledge/ContentLevel3.aspx?gt=

3&abs=3000000&abs2=3010000

กระทรวงพลงงาน, สำานกงานนโยบายและแผน

พลงงาน. (2554). ประหยดพลงงานในท

ทำางาน. สบคนเมอ 22 กรกฎาคม 2554,

จาก http://www.eppo.go.th/index-T.html

รปท 4 ผลการจำาลองการใชพลงงานรายเดอนของ

หลงคาในแบบจำาลอง eQUEST

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

15

วร ช มณสาร. (2538). ลกษณะภมประเทศ

และลกษณะอากาศตามฤดกาลของภาค

ตางๆ ในประเทศไทย. กรงเทพฯ: กรม

อตนยมวทยา.

Hirsch, J. J. & Associates. (2010). Building

energy use and cost analysis program

(DOE-2.2), New features, Version 41-47.

Camarillo, CA: eQUEST.

Kristin L. G. & Rowe, D. B. (2006). The role of

extensive green roof in sustainable

development. Hortscience, 41(5), 1276-1285.

Shady, A., Liliana, B., Andre, D. H. & Jan, H.

(2009). Architect friendly: A comparision

of ten different building performance

simulation tools. 11th International IBPSA

Conference, Glasgow, Scotland.

Scholz-Barth, K., (2001). Green roofs: Storm

water management from the top down.

Troy, Michigan: Environment Designn

Construction.

USDOE. (2012). EnergyPlus 7.2 Getting Start.

Washington, DC: US Department of Energy.

USDOE. (2012). EnergyPlus 7.2 Engineering

Reference. Green roof model description.

Washington, DC: US Department of Energy.

การพฒนาคณสมบตทางกลของพนธไผไทยในงานโครงสรางเรยบงาย

Mechanical Properties of Thai Bamboo for Simple Structure

สทธชา บรรจงรตน1 และ ดร. สปรด ฤทธรงค2

Sutthicha Banjongrat1 and Supreedee Rittironk, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตรและการผงเมอง มหาวทยาลยธรรมศาสตร

E-mail: almanac.pume@gmail.com1, supreedee@ap.tu.ac.th2

บทคดยอ

ในงานสถาปตยกรรมคณสมบตของวสดเปนปจจยสำาคญในการตดสนใจเลอกใชวสดทเหมาะสม

กบลกษณะของงาน งานวจยนจงมงศกษาคณสมบตของไผตามมาตรฐาน ISO 3129–1975(E) ของไผ

ไทย 5 สายพนธ เพอเสนอเปนแนวทางในการเลอกใชวสดทางเลอก ผลการศกษา พบวา ไผตงสามารถ

รบแรงอดตงฉากเสยนไดด และเหมาะสำาหรบงานโครงสรางขนาดใหญทรบแรงอดมากกวาแรงดงและ

แรงเฉอน ซงเหมาะแกการนำาไปใชเปนโครงสรางหลก ไผซางมคณสมบตโดยรวมดทสด สามารถนำาไป

ใชงานไดคอนขางหลากหลาย รวมถงใชเปนโครงสรางหลก ไผสสกสามารถรบแรงดดและแรงเฉอนไดด

กวาการรบแรงอด จงเหมาะสำาหรบโครงสรางทมรปทรงอสระและมขนาดเลก ไผเลยงเหมาะแกการนำา

มาใชเปนโครงสรางหลกเพราะสามารถรบแรงอดในแนวตงฉากเสยนไดด และมคาโมดลสการแตกราว

คอนขางสง สดทายไผรวกมคณสมบตตำากวาไผอนๆ ซงเหมาะแกการนำามาใชสำาหรบโครงสรางขนาด

เลกทมการรบแรงนอย

Abstract

Material properties are an important factor in deciding the use of materials in architecture.

This research aims to study the properties depends on ISO 3129–1975(E) standard of Thai

structural bamboo and provides the design guideline of that material. The results of research

show that Phai Tong performed better in compressive strength perpendicular to grain. It is

suitable for large scale structure or used as the main structure is under compression than

tension and shear. Phai Sang is the best of 5 species. It can be used for a variety of applica-

tions and can be used as the main structural strength. Phai Seesuk is better in resistant

bending and shear strength than compressive strength. It is suitable for free form structure.

Phai Liang is suitable for adoption as the main structure due to compression perpendicular to

grain and modulus of rupture are good. The last, Phai Ruak is lower than the other 5 species

of bamboo. It is suitable for small structures that carry light load.

คำาสำาคญ (Keywords): โครงสรางเรยบงาย (Simple Structure), คณสมบตทางกายภาพ (Physical

Properties), คณสมบตเชงกล (Mechanical Properties), ไผไทย (Thai Bamboo)

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

17

1. บทนำา

“ไผเปรยบเสมอนโครงสรางใหญโครงสราง

หนงของวฒนธรรมตะวนออก” (เจนจบ ยงสมล,

2540, น. 8) ประเทศไทยกเปนอกหนงในตะวน

ออก ซงมความผกพนกบไผมายาวนาน ทงดาน

หตถกรรมและสถาปตยกรรม เนองจากไผม

คณสมบตทโดดเดนและแตกตางจากไมชนดอน

แตมขอจำากดคอนขางมากจงทำาใหการนำาไผมาใช

ในการกอสรางมกเปนไปในรปแบบของอาคาร

ทพกอาศยชวคราวโดยใชเทคนคการกอสรางแบบ

เดยวกบเรอนเครองผก ปจจบนรปแบบของงาน

สถาปตยกรรมไทยมการเปลยนแปลงไปสงาน

สถาปตยกรรมสมยใหมมากขน โจน จนได (ผ

เชยวชาญการสรางบานดนและไมไผ) กลาววา “ใน

อดตการสรางบานททำาจากไมไผอายของการใช

งานประมาณ 4-5 ป กผผง ตองซอมแซม ทำาให

เกดการสบสานของวฒนธรรมการสรางจากรนส

รน แตในปจจบนบานเปนสงกอสรางทคงทนดวย

วสดใหม ๆ มรดกทางวฒนธรรมกขาดหายไป”

แมวาปจจบนมสถาปนกหลายทานหนมาใหความ

สนใจกบสถาปตยกรรมไมไผและนำาไผสายพนธ

ท มอยในทองถนมาผสมผสานเขากบงานสถา-

ปตยกรรมสมยใหมดวยเทคโนโลยใหม ๆ ทงใน

ขนตอนการปรบสภาพวสดกอนการใชงานและ

การกอสราง จนเกดเปนรปทรงของอาคารทม

ความสวยงาม แขงแรง แตกตางหลากหลายไป

จากเดม แตการพฒนารปแบบของงานสถาปตย-

กรรมไมไผมการพฒนาในเรองของวสด รปแบบ

เทคโนโลย และวธการกอสราง รวมถงงานวจย

เกยวกบวสดทางดานคณสมบตของสายพนธไผ

ทมอยในประเทศไทยนนยงนอย สงผลใหการ

นำาไผมาใชงานในรปของสถาปตยกรรมนนยงไม

คอยมความเหมาะสม เนองจากผออกแบบคำานง

ถงความสวยงามเปนหลก โดยไมไดคำานงถง

คณสมบตของวสดทแทจรงวามจดเดน–จดดอย

อยางไร มความเหมาะสมกบรปแบบสถาปตยกรรม

เหลานนหรอไม หากมการศกษาถงคณสมบตของ

วสดอยางแทจรง อาจจะสงผลใหการออกแบบ

งานสถาปตยกรรมในรปแบบนมประสทธภาพ

มากขน โดยยงคงไวซงคณสมบตความเปนวสด

ธรรมชาตราคาถก ซงสามารถใชเปนวสดทางเลอก

ในงานสถาปตยกรรมได

2. ทฤษฎและบทความทเกยวของ

2.1 ไผในประเทศไทย

สายพนธไผในโลกมประมาณ 1,500 สาย

พนธ จะพบมากในทวปเอเชย ทวปอเมรกา และ

ทวปแอฟรกา ประเทศไทยมพนทปาไผประมาณ

17.6 ลานตารางเมตร ประกอบดวยไผ 17 ตระกล

72 สายพนธ ซงไผท นยมใชกนอย ทวไป คอ

Cephalostachyum, Dendrocalamus, Giganto-

chloa, Bambusa และ Thrysostachys

ตารางท 1 ไผสำาคญ 10 ชนดของประเทศไทย

ชอทองถน ชอวทยาศาสตร

ไผตง Dendrocalamus Asper

ไผรวก Thyrsostachys siamensis

ไผสสก Bambusa blumeana

ไผเลยง Bambusa nana

ไผรวกดำา Thrysostachys oliveri

ไผปา Bambusa bambos

ไผซางนวล Dendrocalamus membranaceus

ไผซาง Dendrocalamus strictus

ไผหวาน Bambusa burmanica

ไผขาวหลาม Cephalostachyum pergracile

ทมา: Malanit, 2009

การพฒนาคณสมบตทางกลของพนธไผไทยในงานโครงสรางเรยบงายสทธชา บรรจงรตน และ ดร. สปรด ฤทธรงค18

2.2 คณสมบตของไผ

ไผจดอยในจำาพวกหญาตระกลปาลมชนดท

มใบเดยวแตกออกจากเมลด แลวเปลยนแปลงไป

จนกลายเปนเนอไมทแขงแกรงทสด

2.2.1 คณสมบตทางกายภาพและคณสมบต

เชงกลของไผ

คณสมบตเชงกลมความสำาคญมากในงาน

วศวกรรมและสถาปตยกรรม กลาวคอเปนขอมล

ทถกนำามาใชในการตดสนใจเลอกใชวสดอยางม

ประสทธภาพ การทดสอบวสดโดยท วไปจะ

เปนการทดสอบเพอหาคณสมบตเชงกล เพอ

ศกษาพฤตกรรมของวสดเมอมแรงมากระทบและ

ไมวาแรงนนจะอยในลกษณะใดกตามยอมทำาให

เกดความเคนและความเครยดกบวสด เปนการ

ตอบสนองแรงทมากระทำา ทงน ประสทธภาพการ

รบแรงอดและแรงดงจะเปลยนแปลงไปเมอไผอย

ในสภาวะสดและสภาวะแหง ไผสดมความชน

ประมาณรอยละ 60 โดยความชนจะมมากในสวน

กลางของลำาตน และมคาลดลงในสวนปลายของ

ลำาตน

ตารางท 2 คณสมบตทางกายภาพและคณสมบตเชงกล

ของไผตามมาตรฐาน ASTM D5456

จากตาราง พบวา ไผททำาการทดสอบม

คาความชนในสภาวะสดและความถวงจำาเพาะ

ทใกลเคยงกน แตมขนาดและคณสมบตเชงกล

ทแตกตางกน ทงน อาจจะเนองมาจากขนาด

และความหนาของเนอไมทแตกตางกนสงผลให

ประสทธภาพในการรบแรงทไดแตกตางกน

ไผมคาความตานทานแรงดงสง แตมคา

ความตานทานแรงเฉอนคอนขางตำา และยงมคา

โมดลสของยงคอนขางสงเมอเปรยบเทยบกบไม

ชนดอนๆ จดอยในชวงทใกลเคยงกบคอนกรต แต

มคาความหนาแนนตำากวาคอนกรต ดงรปท 1

รปท 1 ความสมพนธระหวางคาโมดลสของยงและความ

หนาแนนของวสด (Ghavami, 2005)

2.2.2 พฤตกรรมการแตกและหกของไผ

ไผมลกษณะท แตกตางกนอยางชดเจน

กบไม เนองจากความแตกตางของเนอไมไผม

ลกษณะเนอไมภายนอกมความแขงแรงมากกวา

เนอไมภายใน เมอผวภายนอกของไผแตกเปนรอง

จะสงผลใหไผสญเสยความแขงแรงไปโดยปรยาย

อาจนำาไปสความเสยหายไดในทนทหากมการถาย

แรงไปในทศทางตามยาวขนานกบเนอไม เมอม

แรงเพมขนตามยาวจะมการถายเทแรงท ไมม

ความสมำาเสมอบรเวณทเปนรองไมจะเกดแรง

เฉอนบรเวณผวของไมจนเกดการแตกหกได ดง

นน จงควรระวงบรเวณผวของไผใหมาก พยายาม

อยาใหเกดรอยหรอแตก (Rottke, 2011)

ทมา: Malanit, 2009

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

19

2.2.3 ปจจยการพฒนาระบบการกอสรางอาคาร

ดวยไผ

รปท 2 ปจจยการพฒนาระบบการกอสรางอาคารดวย

ไมไผ (Mardjono, 2005)

การพฒนาระบบการกอสรางอาคารดวย

ไผตองคำานงถงปจจย 3 สวน ดงน

1) การกอสรางอาคารไมไผควรมการ

พฒนาและปรบปรงอนเกดจากการพฒนาของ

องคความรเดมท มอย ซงเทคนคการกอสราง

สามารถทำาไดงายโดยใชชางท วไปในชนบท

(ววฒน เตมยพนธ, 2541)

2) การพฒนาอนเกดจากความตองการ

ของผอยอาศย ซงเปลยนไปตามความเปนอยและ

ความตองการในปจจบน

3) การนำาปญหาและความตองการใน

ปจจบนมาทำาการพฒนาและออกแบบ โดยอยพน

ฐานขององคความรเดมทสามารถเขาใจไดงาย

และชางทองถนสามารถกอสรางได

3. การดำาเนนการวจย

การศกษาคณสมบตทางกายภาพและ

คณสมบตเชงกลของไผไทย 5 สายพนธ ตาม

มาตรฐาน ISO 3129–1975(E) เพอใชเปนขอมล

เบองตนในการวเคราะหประสทธภาพการรบแรง

ของโครงสรางไผในงานสถาปตยกรรม และเสนอ

แนวทางการเลอกใชวสดใหมประสทธภาพในการ

รบนำาหนก พรอมทงมความเหมาะสมกบรปแบบ

ของโครงสราง

3.1 ทดสอบคณสมบตทางกายภาพและ

คณสมบตเชงกลของไผ

จากการทดสอบคณสมบตทางกายภาพ

และคณสมบตเชงกลของไผไทย 5 สายพนธ ตาม

มาตรฐาน ISO 3129–1975(E) ทำาใหไดมาซง

ประสทธภาพของวสด อนเปนปจจยในการตดสน

ใจเลอกใชวสดสำาหรบงานสถาปตยกรรม

3.2 การวเคราะหและเปรยบเทยบคณสมบต

ของไผกบไมอนๆ

เปรยบเทยบคาเฉลยคณสมบตตางๆ ของ

ไผและไมชนดอน เพอวเคราะหประสทธภาพเพม

เตมในการนำาไปใชในงานสถาปตยกรรม

3.3 เสนอแนะแนวทางในการออกแบบอาคาร

ไมไผ และการเลอกใชวสดทมความเหมาะสม

กบลกษณะการรบแรงของโครงสราง

ไผแตละสายพนธมคณสมบตทางกายภาพ

และคณสมบตเชงกลท แตกตางกน สงผลให

ประสทธภาพวสดในการรบนำาหนกของโครงสราง

นนแตกตางกน ดงนน การเลกใชไผสำาหรบงาน

สถาปตยกรรม ยอมขนอยกบรปทรงของอาคาร

และลกษณะการรบนำาหนกของโครงสราง

4. คณสมบตทางกายภาพ คณสมบตเชงกล

ของไผไทย 5 สายพนธ

ผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพและ

คณสมบตเชงกลของไผไทย 5 สายพนธ ตาม

มาตรฐาน ISO 3129–1975(E)

การพฒนาคณสมบตทางกลของพนธไผไทยในงานโครงสรางเรยบงายสทธชา บรรจงรตน และ ดร. สปรด ฤทธรงค20

ตารางท 3 คณสมบตทางกายภาพของไผ จากตารางท 3 พบวา ไผสวนบนจะมคาความ

หนาแนนและความถวงจำาเพาะสงกวาสวนอน

ยกเวนไผสสกและไผรวกทไผสวนบนมคาตำากวา

สวนอนๆ

จากผลการทดสอบ พบวา คณสมบตเชงกล

ของไผตามมาตรฐาน ISO 3129-1975(E) พบวา

สวนปลายของไผมคาความถวงจำาเพาะและ

ประส ทธ ภาพในการร บแรงส งกวาส วนโคน

เนองจากเนอไมสวนปลายมการเรยงตวของ

เสนใยภายในคอนขางหนาแนนและสมำาเสมอ

ซงตางจากเนอไมสวนโคนทมการเรยงตวของ

เสนใยภายในหนาแนนบรเวณสวนทใกลกบผว

ภายนอกและเรยงตวเบาบางบรเวณใกลกบผนง

ภายใน เนอไมสวนท มการเรยงตวของเสนใย

ภายในหนาแนนจะเกดการเสยหายจากแรงทมา

กระทำาไดยาก ไผททำาการทดสอบทง 5 สายพนธ

มคาความถวงจำาเพาะอย ในชวง 0.50–0.80

โมดลสการแตกราวอยในชวง 105-200 เมกะพาส

คล โมดลสความยดหยนอยในชวง 11850-19300

เมกะพาสคล ความตานทานแรงอดในแนวขนานตารางท 4 คณสมบตเชงกลของไผ

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

21

เสยนอย ในชวง 41-87 เมกะพาสคล ความ

ตานทานแรงอดในแนวตงฉากเสยนอยในชวง

1.50-11.26 เมกะพาสคล และมคาตานทานแรง

เฉอนอยในชวง 5.25-14.75 เมกะพาสคล สวน

ความตานทานแรงดงนนสามารถทำาการทดสอบ

ไดในสวนโคนและสวนกลางของไผบางชนดทม

ขนาดใหญและความหนาเนอไมประมาณ 0.07-

0.13 เมตร เนองจากขอจำากดในเรองของวสด

ธรรมชาตและเครองมอในการทำาการทดสอบ

5. เปรยบเทยบคณสมบตเชงกลของไผกบ

วสดอนๆ จากกรณศกษา

ตารางท 5 เปรยบเทยบคณสมบตเชงกลของไผ

กบไมอนๆ

คาเฉลยโดยรวมของไผตวอยางทดสอบทง 5

สายพนธ มคาความถวงจำาเพาะจดอยในชวงใกล

เคยงกบไผสายพนธมาเลเซย ซงจดอยในชวงเดยว

กบคาความถวงจำาเพาะของไมเนอออน มคาโม

ดลสความยดหยนอยในชวงของไมเนอแขง มคา

โมดลสของการแตกราว ความตานทานแรงเฉอน

ความตานทานแรงดงแนวตงฉากเสยนและขนาด

เสยนตำากวาไมเนอออนมาก แตมคาใกลเคยงกบ

คาอางองของไผจากกรณศกษาในตารางท 2 ซง

ม คา ส งก ว า ไ ผ ส า ยพ นธ ม า เ ล เซ ย ท งน

พบวา ไผมประสทธภาพในการรบแรงดดและแรง

ดงทคอนขางสง แตไผมจดออนในเรองการรบแรง

เฉอน

ความแตกตางของประสทธภาพวสดระหวาง

ไผททำาการทดสอบและไผจากกรณศกษา อาจเกด

ทมา: Malanit, 2009; Mohmad & Liese, 1990; สทธชย แสงอาทตย, ม.ป.ป.

การพฒนาคณสมบตทางกลของพนธไผไทยในงานโครงสรางเรยบงายสทธชา บรรจงรตน และ ดร. สปรด ฤทธรงค22

จากปจจยในเรองของสภาพแวดลอม ซงแตละ

ประเทศจะมลกษณะของสภาพภมประเทศและ

สภาพภมอากาศทแตกตางกน ทำาไผมลกษณะทาง

กายภาพแตกตางกนและสงผลตอคณสมบต

เชงกลของไผ

6. สรปผล

จากงานวจยนสามารถสรปคณสมบตของไผ

ไทยในงานโครงสรางเรยบงาย ดงน

1) ไผแตละตระกลยอมมคณสมบตทแตก

ตางกนคอนขางชดเจน และตางกนเลกนอย

สำาหรบตางสายพนธ ทงนปจจยในเรองของสภาพ

แวดลอมในการปลกกมผลตอคณสมบตดงกลาว

เพราะสภาพแวดลอมสงผลตอความช นและ

ลกษณะการเรยงตวของเนอไม หากเนอไมมการ

เรยงตวกนหนาแนนกจะมประสทธภาพในการรบ

แรงทสง เชน ไผสวนปลายมลกษณะการเรยงตว

ของเนอไมคอนขางหนาแนนกวาไผสวนโคน

ทำาใหประสทธภาพในการรบแรงมคาสงกวา แต

ขอจำากดของไผสวนปลาย คอ มขนาดเลก ทำาให

ไมสามารถนำาไปใชงานกบโครงสรางขนาดใหญได

โดยตรง ควรใชรวมกบไผสวนอนหรอใชไผหลาย

ลำาในการรบนำาหนกของโครงสรางขนอยกบความ

เหมาะสม เพอประสทธภาพและความปลอดภย

ในการใชงาน

2) จากการทดสอบพบวา ไผสามารถรบ

แรงดดและแรงดงไดคอนขางสง แตมจดออนใน

การรบแรงเฉอน และมขอเสยในเรองลกษณะการ

แตกของเนอไม คอ หากเกดการเสยหายเพยงเลก

นอยกจะสงผลใหเกดการเสยหายตอไผท งลำา

เนองจากเสนใยภายในเรยงตวขนานกน หากมแรง

มากระทบทำาใหเกดการแตกหกในทศทางเดยวกบ

เสนใย ไผในสวนนนกจะเกดการเสยหายไดใน

ทนท เนองจากมประสทธภาพในการรบแรงอดใน

แนวตงฉากเสยนทคอนขางตำา และไผมเสนใยท

เรยงตวตงฉากกบแรงเพอลดแรงทมากระทำาหรอ

ชะลอการแตกหกเพยงเลกนอยบรเวณขอ

3) จากการวเคราะหคณสมบตโดยรวมของ

ไผทง 5 สายพนธ พบวา ไผตงเปนไผขนาดใหญ

และมประสทธภาพในการรบแรงอดตงฉากเสยน

เดนกวาคณสมบตอนๆ เหมาะแกการนำามาใชกบ

โครงสรางขนาดใหญหรอนำามาใชเปนเสาสำาหรบ

โครงสรางหลก ไผซางมคณสมบตโดยภาพรวมด

ทสดในบรรดาไผทง 5 สายพนธ เหมาะแกการนำา

ไปใชงานไดหลายรปแบบ รวมทงงานโครงสราง

ขนาดใหญทมประสทธภาพในการแรงดง แรงอด

และแรงดด หรอใชเปนโครงสรางเสาและคาน

สำาหร บโครงสร างหล กไดอกดวย ไผส สกม

ประสทธภาพในการรบแรงดดและแรงเฉอนได

คอนขางสง เหมาะสมกบงานทมรปทรงคอนขาง

อสระเพราะสามารถดดโคงไดงายกวาไผขนาด

ใหญ แตไม เหมาะสมสำาหร บการนำามาเปน

โครงสรางทมการรบแรงสง ไผเลยงมคาความ

ตานทานแรงดด แรงอดในแนวตงฉากเสยนและ

โมดลสการแรกราวสงรองจากไผ เหมาะแกการนำา

มาใชเปนคานสำาหรบโครงสรางหลก สวนไผเลยง

ลำาเลกกสามารถนำามาดดสำาหรบโครงสรางทม

รปทรงอสระได ไผรวกมประสทธภาพตำาทสดเมอ

เปรยบเทยบกบไผอก 4 สายพนธ และมขนาดเลก

เหมาะกบงานโครงสรางขนาดเลกและมการรบ

นำาหนกนอย

เมอทราบถงคณสมบตของวสดทำาใหการ

เลอกใชวสดทมเหมาะสมกบรปแบบการใชงาน

และความปลอดภยมากขน จงไมใชเรองยาก

อกต อไปท จะหนมาสนใจเล อกใชไผในงาน

สถาปตยกรรม

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

23

7. ขอเสนอแนะ

1) การทดสอบตามมาตรฐาน ISO 3129-

1975(E) เปนการทดสอบสวนของเนอไม คอ ชน

ตวอยางจะถกเอาผวภายนอกและผวภายในของ

ออก ซงขนาดและรปทรงจะแปรผนตามความ

หนาของเนอไม ในกรณทเนอไมบางมาก ชน

ตวอยางกตองปรบขนาดใหเทากบขนาดทเลก

ท สดท สามารถทำาการทดสอบไดดวยเคร อง

ทดสอบสากล (Universal Testing Machine) สง

ผลใหผลการทดสอบทไดไมตรงกบประสทธภาพ

ของวสดตามลกษณะการใชงานจรง เนองจาก

บรเวณผวภายนอกของไผมการเรยงตวของเสนใย

ทหนาแนน ทำาใหมประสทธภาพในการรบแรงสง

เพอใหไดมาซงคณสมบตทตรงตามการใชงานจรง

ควรทำาการทดสอบดวยมาตรฐานสำาหรบใช

ทดสอบไผทงลำา

2) การทดสอบความตานทานแรงดงตาม

มาตรฐาน ISO 3129-1975(E) ไมสามารถทำาการ

ทดสอบกบไผขนาดเลกทมความหนาของเนอไม

นอยๆ ได เนองจากชนตวอยางมขนาดเลกจนไม

สามารถทดสอบได และไมสามารถเตรยมใหม

ขนาดใหญขนไดอกเชนกน เพราะไผเปนวสดทาง

ธรรมชาตทมขดจำากดคอนขางสง

3) เนองจากไผเปนวสดทมคาโมดลสความ

ยดหยนสง ทำาใหโครงสรางสามารถเปลยนรปจาก

แรงทมากระทำาไดงาย สำาหรบการออกแบบควร

จะออกแบบใหมระยะหางระหวางจดรบแรงทสน

หร อเพมค ำายนภายในโครงสรางเพอลดการ

เปลยนรปของโครงสรางและยงออกแบบใหม

ระยะหางระหวางจดรบแรงมากขนได

References

ฐตกล ภาคคร. (2540). สมบตทางกายภาพและ

เชงกลของไมไผตง. วทยานพนธปรญญา

บณฑต, คณะวนศาสตร, มหาวทยาลย

เกษตรศาสตร.

รงคณ ราษนวล. (2550). การพฒนาระบบหลงคา

และผนงจากไมไผเพอนนำาไปประยกตใชใน

งานกอสราง. วทยานพนธปรญญาบณฑต,

คณะสถาปตยกรรมศาสตรและการผงเมอง,

มหาวทยาลยธรรมศาสตร.

อทธพงษ อนพล. (2540). คณสมบตการดดของ

ไมไผประก บกาว. วทยานพนธปร ญญา

บณฑต, คณะวศวกรรมศาสตร, มหาวทยาลย

เกษตรศาสตร.

Chand, N., Dwivedi, U. K. & Acharya, S. K.

(2007). Anisotropic abrasive wear behaviour

of bamboo (Dentrocalamus strictus). Wear,

262(9 - 10), 1031 - 1037.

Ghavami, K. (2005). Bamboo as reinforcement

in structural concrete elements. Cement

and Concrete Composites, 27(6), 637-649.

India Plywood Industry Research and Training

Institute. Bamboo Mat Flat Board.

Retrieved August 26, 2011, from http://

www.bwk.tue.nl/ bko/research/Bamboo/

Fitri.htm

Janssen, J. J. A. (1991). Construction with

bamboo - Bamboo connection. Netherland:

Kluwer Academic Publishers.

Janssen, J. J. A. (1991). Mechanical properties

of bamboo. Netherland: Kluwer Academic

Publishers.

การพฒนาคณสมบตทางกลของพนธไผไทยในงานโครงสรางเรยบงายสทธชา บรรจงรตน และ ดร. สปรด ฤทธรงค24

Li, X. (2004). Physical, chemical, and

mechanical properties of bamboo and

its utilization potential for fiberboard

manufacturing. Master of Science Thesis,

Faculty of the Louisiana State University.

Li, X., Ouyang, J., Xu, Y., Chen, M., Song, X.,

Yong, Q., et al. (2009). Optimization of

culture conditions for production of yeast

biomass using bamboo wastewater by

response surface methodology. Biore-

source technology, 100(14), 3613-3617.

Malanit, P. (2009). The suitability of Dendro

calamus asper Backer for Oriented Strand

Lumber. Doctor of Natural Science

Thesis, Faculty of Mathemetics, Informatics

and Natural Sciences, University of

Hamburg.

Matan, N., Kyokong, B. & Preechaiwong, W.

(2007). Softening behavior of black Sweet

- Bamboo (Dendrocalamus asper Backer)

at various initial moisture contents. Walai

lak J Sci & Tech, 4(2), 225 - 236.

Pattanavibool, R. (2009). Bamboo research

and development in Thailand. Bangkok,

Thailand: Royal Forest Department,

Satnaun, S., Srisuwan, S., Jindasai, P.,

Cherdchim, B., Matan, N. & Kyokong, B.

(2005). Macroscopic and microscopic

gradient structure of bamboo clam.

Walailak J Sci & Tech, 2(1), 81 - 97.

Sulastiningsih, I. & Nurwati. (2009). Physical

and mechanical propoties of laminated

bamboo board. Journal of Tropical Forest

Sciences, 21(3), 246 - 251.

Vries, S. K. D. (2002). Bamboo construction

technology for housing in Bangladesh.

Master of Science Thesis, Faculty of

Technology Management Eindhoven,

University of Technology The Netherlands.

อทธพลของสารเปลยนสถานะทมผลตอการลดความรอนของชองวางใตหลงคา

Effect of Phase Change Material to Reduce Heat Gain for Attic Space

ณฐพล เตชพชตโชค1 และ ดร. สดาภรณ ฉงล2

Nuttapon Tachapichitchok1 and Sudaporn Chungloo, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตรและการผงเมอง มหาวทยาลยธรรมศาสตร

E-mail: zhugenuid@hotmail.com1, sudaporn@ap.tu.ac.th2

บทคดยอ

เนองจากสภาพอากาศในปจจบนมแนวโนมของอณหภมทปรบตวสงขนทำาใหความรอนทผาน

เขากรอบอาคารมปรมาณมากขนและสงผลใหมการใชพลงงานไฟฟามากขนตามไปดวย ในงานวจยนมง

ศกษาความรอนทผานเขากรอบอาคารทมาจากหลงคา เพราะหลงคาเปนองคประกอบของอาคารทได

รบอทธพลจากการแผรงสดวงอาทตยมากทสดและมพนทผวบรเวณกวางจงสงผลตอการถายเทความ

รอนผานหลงคาเขามาภายในบรเวณหองทอยใตหลงคา ดงนน ผวจยจงสนใจการออกแบบหองใตหลงคา

เพอลดความรอนผานเขากรอบอาคารทงในเวลากลางวนและเวลากลางคนอยางมประสทธภาพ ดวย

วธการใชสารเปลยนสถานะมาแทนทวสดฉนวน โดยมจดประสงคเพอคนหาวธการใชสารเปลยนสถานะ

ทเหมาะสมกบหองใตหลงคา ศกษาอณหภมจดหลอมเหลวของสารเปลยนสถานะรวมไปถงอณหภม

ผวของหองใตหลงคาทตำาแหนงตางๆ ซงมวธการวจยโดยทำาการทดลองวดอณหภมของกลองทดลอง

ขนาด กวาง 1.0 x ยาว 1.0 x สง 2.0 ม. ผนงกลองทง 4 ดาน และพนกลองทำาดวยววาบอรดหนา 8

มม. ภายในบฉนวนโฟมโพลสไตรนหนา 4 นว หลงคาทำาดวยกระเบองลอน ผลการศกษาพบวา การใช

สารเปลยนสถานะสามารถชวยหนวงความรอนเอาไวดวยการกกเกบความรอนในรปของการเปลยน

สถานะจากของแขงไปยงของเหลว

Abstract

Climate change tends to increase temperature and heat transfer through the building,

resulting into more energy consumption. This research focus on study the building heat gain

from the roof. As the roof area is directly by the sun radiation, therefore the researcher was

interested to reduce heat gain for the attic space by using phase change material. The

purposes aim to find out the using of PCMs within an attic space and to study melting point

temperature of PCMs. Methodology includes surface and air temperature measurements in

the testing box of size 1.0 m x 1.0 m x 2.0 m (width x length x height) made of 8 mm in

thickness viva board. The result shows that roof tile with PCMs can be delay heat gain during

solid-liquid phase changes.

อทธพลของสารเปลยนสถานะทมผลตอการลดความรอนของชองวางใตหลงคา ณฐพล เตชพชตโชค และ ดร. สดาภรณ ฉงล26

คำาสำาคญ (Keywords): สารเปลยนสถานะ (Phase Change Material), มวลอณหภาพ (Thermal Mass),

ชองวางใตหลงคา(Attic Space)

1. บทนำา

เนองจากสภาพอากาศในปจจบนมแนว

โนมของอณหภมทปรบตวสงขน ทำาใหการใช

พลงงานไฟฟาเพอปรบอากาศภายในอาคารมคา

สงขนตามไปดวยเพราะความรอนทผานเขากรอบ

อาคารมปรมาณมากขน จากสถตของการไฟฟา

ฝายผลตแหงประเทศไทย พบวา ในป พ.ศ. 2549

มการจำาหนายไฟฟารวม 134,158 ลานกโลวตต

ช วโมง และมปรมาณการจำาหนายไฟฟาสงขน

อยางตอเนองจนกระทง ในป พ.ศ. 2554 มการ

จำาหนายไฟฟารวม 156,744 ลานกโลวตตชวโมง

มการปรบตวเพมขนถง 22,586 ลานกโลวตต

ช วโมง หากแยกระบบการใชไฟฟาในอาคาร

สำานกงาน พบวา มการใชไฟฟาในระบบปรบ

อากาศรอยละ 63 ระบบแสงสวางรอยละ 25

ระบบอน ๆ รอยละ 12 ของทงหมด ดงนน หาก

สามารถลดการใชพลงงานในการปรบอากาศไดจะ

สงผลใหลดการใชไฟฟารวมท งอาคารไดมาก

เพราะเปนสดสวนทมการใชพลงงานไฟฟามาก

ทสดในอาคาร ซงการลดการใชพลงงานไฟฟา

สำาหรบการปรบอากาศจะตองลดภาระการทำา

ความเยนในอาคาร ซงความรอนทผานเขามาใน

กรอบอาคารเปนสวนหนงของภาระการทำาความ

เยนของเครองปรบอากาศ

ความรอนสามารถผานเขากรอบอาคารได

หลายชองทาง เชน หลงคา ผนงทบ กระจก

หนาตาง หรอรรวของอากาศระหวางภายในกบ

ภายนอกอาคาร ในงานวจยนมงศกษาความรอน

ทผานเขากรอบอาคารทมาจากหลงคา เพราะ

หลงคาเปนองคประกอบของอาคารท ไดร บ

อทธพลจากการแผร งสดวงอาทตยมากท สด

เนองจากหลงคาไดรบการแผรงสอาทตยทางตรง

ตลอดในชวงเวลากลางวน ซงหลงคาของอาคาร

มพนท ผวท ไดกกเกบความรอนและมพนท ผว

บรเวณกวางจงสงผลตอการถายเทความรอน

ผานหลงคาเขามาภายในบรเวณหองท อย ใต

หลงคา (สดาภรณ ฉงล, 2552)

ในปจจบ นมวธ การลดความรอนผาน

หลงคาหลายวธ ทนยมมากทสดคอการพนหรอป

ฉนวนกนความรอนบนฝาเพดานโดยหนาทของ

ฉนวนกนความรอนสามารถปองกนไมใหความ

รอนจากหองใตหลงคาทะลผานตววสดฉนวนไป

ยงอกดานหนงท มอณหภมต ำากวา แตในเวลา

กลางคนวสดฉนวนยงสามารถกกเกบความรอนไว

ภายในอาคารเมออณหภมภายในอาคารสงกวา

อณหภมอากาศ ดงนน ผวจยจงสนใจการออกแบบ

หองใตหลงคาเพอลดความรอนผานเขากรอบ

อาคารทงในเวลากลางวนและเวลากลางคนอยาง

มประสทธภาพ การใชสารเปลยนสถานะมาแทนท

วสดฉนวนจงเปนทางเลอกหนงทชวยลดความ

รอนผานกรอบอาคารได สารเปลยนสถานะททำา

หนาทปกปองกกเกบความรอนจากการแผรงส

ของดวงอาทตยในชองวางอากาศระหวางหองใต

หลงคาสามารถระบายความรอนดวยลมธรรมชาต

ไดบางสวน และฝาเพดานมหนาทปองกนความ

รอนผานกรอบอาคารดวยวธการนำาความรอน

ผานตววสดของหลงคา เมอเทยบกบการตดตง

ฉนวนกนความรอนทตดตงใตพนผวหลงคา การ

ออกแบบโดยใชหลงคาสองชนจะชวยลดการผาน

เทความรอนทงในเวลากลางวนและเวลากลางคน

ไดดกวา (พงษศกด ลอยฟา, 2550)

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

27

2. วตถประสงค

1. คนหาคณสมบตดานความรอนของ

สารเปลยนสถานะชนดวาสลนและวาสลนผสม

นำามนปาลม

2. ศกษาอณหภมผวทหองใตหลงคาและ

คนหาตำาแหนงทเหมาะสมของการใชสารเปลยน

สถานะ

3. ทดลองเปรยบเทยบอณหภมผวของ

ชองวางอากาศใตหลงคาทใชสารเปลยนสถานะ

และไมใชสารเปลยนสถานะ

3. ทฤษฎ และงานวจยทเกยวของ

3.1 พฤตกรรมการถายเทความรอนผานชอง

วางอากาศใตหลงคา

หลกการถายเทความรอนผานชองวางใต

หลงคา เรมจากหลงคาดานบนไดรบรงสอาทตย

โดยตรงและรงสความรอนจากทองฟาทำาให

หลงคาดานบนมอณหภมผวทสงขนจนกระทงเกด

การนำาความรอนไปสผวหลงคาดานลาง และแผ

รงสความรอนไปยงชองวางอากาศใตหลงคาตอ

ไป ในขณะเดยวกนฝาเพดานจะไดรบการแผรงส

ความรอนจากหลงคาดานบนและมลมบางสวน

พดพาเอาความรอนออกจากบรเวณชองวาง

อากาศทำาใหฝาเพดานไดรบรงสความรอนจาก

หลงคาดานบนลดลงเลกนอยกอนทความรอนจะ

ทะลผานฝาเพดานทอยดานลางเขาไปในอาคาร

3.2 สารเปลยนสถานะ

สารเปลยนสถานะ หมายถง สารทมคา

ความรอนแฝงทจดหลอมเหลว (latent heat) สง

และมชวงอณหภมทหลอมเหลวคงททำาใหชวงทม

การเปลยนสถานะของวสดจะกกเกบพลงงาน

ความรอนไวได โดยวธการเปลยนสถานะจาก

ของแขงไปยงของเหลว ในขณะท อณหภมไม

เปลยนแปลง และคนสภาพจากของเหลวกลบไป

ยงของแขงเมออณหภมลดลง เมอเปรยบเทยบกบ

วสดอน ๆ PCMs สามารถดดซบความรอนได

มากกวาหลายเทาตว (สรธช อศวโกสย, 2551)

มการศกษาพฤตกรรมการถายเทความ

รอนของสาร PCMs ผานผนงอาคาร พบวา

ประสทธภาพของสารเปลยนสถานะขนอย กบ

อณหภมทจดหลอมเหลวของสารนนตองใกลเคยง

กบอณหภมผวเฉลยท งวนของวสดท อย ตดกบ

PCMs เพราะสาร PCMs จะเกดการเปลยนแปลง

สถานะไดดทสดทำาใหดดซบความรอนไดมากขน

และในตำาแหนงตางๆ ของผนงควรมปรมาตร

ของสาร PCMs ทไมเทากนเนองจากปรมาตร

ของสาร PCMs ทมากเกนความจำาเปนทำาใหการ

เปลยนแปลงสถานะไมมศกยภาพอยางเตมท

(ชลธศ เอยมวรวฒกล, 2549)

4. ระเบยบวธวจย

ทดสอบหาคาจดหลอมเหลวและความจ

ความรอนจำาเพาะของสารวาสลนและวาสลนผสม

นำามนปาลมดวยใชเครองมอทดสอบ Diferrential

Scanning Calorimetry (DSC) วธการทดสอบเรม

จากตงอณหภมคงทท -60 องศาเซลเซยส เปน

เวลา 2 นาท จากนนเพมอณหภมจาก -60 องศา

เซลเซยส ถง 120 องศาเซลเซยส ดวยอตราการ

เพมอณหภมเทากบ 10 องศาเซลเซยสตอนาท

อณหภมจะคงทท 120 องศาเซลเซยส เปนเวลารปท 1 พฤตกรรมการถายเทความรอนผานหลงคา

อทธพลของสารเปลยนสถานะทมผลตอการลดความรอนของชองวางใตหลงคา ณฐพล เตชพชตโชค และ ดร. สดาภรณ ฉงล28

อก 2 นาท โดยทำาการทดสอบภายใตบรรยากาศ

ไนโตรเจน เตรยมกลองทดลองขนาด กวาง 1.0 x

ยาว 1.0 x สง 2.0 ม. ผนงกลองทง 4 ดานและ

พนกลองทำาดวยววาบอรดหนา 8 มม. ภายใน

บฉนวนโฟมโพลสไตรนหนา 4 นว หลงคาทำาดวย

กระเบองลอน จำานวน 2 กลองเพอใชสำาหรบ

ทดลองวดอณหภมผวตำาแหนงตางๆ ในสภาพ

แวดลอมจรง ดงในรปท 3 โดยทำาการเปรยบเทยบ

กลองทดลองควบคมท ไมมการใชสารเปลยน

สถานะและกลองทดลองทมการใชสารเปลยน

สถานะ

5. ผลการวจย

5.1 ผลทดสอบคณสมบตดานความรอนของ

สารเปลยนสถานะ

สารตวอยางการทดสอบ คอ วาสลน และ

วาสลนผสมนำามนปาลม ทำาการทดสอบโดยใช

เทคนค differential scan calorimeter เครองมอท

ใชทดสอบ Mettler Toledo DSC822c เพอหาคา

ความจความรอนจำาเพาะ และจดหลอมเหลว

ของสารตวอยาง พบวา วาสลนมชวงอณหภม

หลอมเหลวอยท 35 องศาเซลเซยส ถง 47 องศา

เซลเซยส มคาความจความรอนจำาเพาะเทากบ

2.78 Jg oC สวนวาสลนผสมนำามนปาลมมชวง

อณหภมหลอมเหลวอยท -16 องศาเซลเซยส ถง

0.7 องศาเซลเซยส มคาความจความรอนจำาเพาะ

เทากบ 4.06 Jg oC และชวงอณหภมทจดหลอม

เหลวอกครงท 42.2 องศาเซลเซยส คาความจ

ความรอนจำาเพาะเทากบ 2.52 Jg oC เนองจาก

เปนสารผสมระหวางนำามนปาลมกบวาสลนทำาให

เกดการเปลยนสถานะมากกวา 1 ครงและท

อณหภม 0.7 องศาเซลเซยส นำามนปาลมจะ

เปลยนสถานะจากของแขงไปเปนของเหลวจาก

นนทอณหภม 42.2 oC วาสลนจงเปลยนเปน

ของเหลวในภายหลงรปท 2 ตำาแหนงทวดอณหภมผวของลองทดลอง

รปท 3 กลองทดลองหลงคากระเบองลอน

รปท 4 ตวอยางสารเปลยนสถานะ

5.2 ผลการทดลองของกลองหลงคากระเบอง

ทำาการทดลองวดอณหภมกลองทดลอง

ทง 2 กลอง เรมตงแตวนท 18 กมภาพนธ 2556

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

29

ถงวนท 19 กมภาพนธ 2556 รวมทงสน 2 วน

พบวา ทอณหภมผวดานบนหลงคา (Ts1) ทง 2

กลองมชวงอณหภมทใกลเคยงกน เพราะไดรบ

รงสความรอนจากดวงอาทตยในปรมาณทเทากน

โดยมอณหภมสงสดท 51.2 องศาเซลเซยส เวลา

12.00 นาฬกา ของวนท 19 กมภาพนธ 2556

สำาหรบอณหภมผวดานใตหลงคา (Ts2)

ของท ง 2 กล องยงม ชวงอณหภมท ใกล กน

เนองจากรบความรอนโดยตรงจากการนำาความ

รอนทผวบนสผวลาง โดยมอณหภมทจดสงสด

คอ 42.97 องศาเซลเซยส เวลา 13.00 นาฬกา

ของวนท 19 กมภาพนธ 2556 ทอณหภมผวดาน

บนฝาเพดาน (Ts3) และอณหภมผวดานลางฝา

เพดาน (Ts4) ของกลองทดลองทมสารเปลยน

สถานะในชวงเวลากลางวนจะมอณหภมทตำากวา

Ts3 และ Ts4 ของกลองทดลองควบคม เนองจาก

สารเปลยนสถานะทวางไวดานบนฝาเพดานชวย

กกเกบความรอนไวในเนอวสดจงทำาใหความรอน

ผานไปสผวฝาเพดานมนอยลง แตในเวลากลาง

คนสารเปลยนสถานะจะทำาตวเปนกงฉนวนทำาให

การคายความรอนออกสดานนอกไดยากสงผล

ใหอณหภมผวฝาเพดานทงสองดานนนสงกวา

อณหภมผวฝาเพดานของกลองทดลองควบคม

และอณหภมอากาศภายในกลองทดลองทมสาร

เปลยนสถานะจะตำากวาอณหภมอากาศภายใน

กลองควบคม

รปท 6 อณหภมผวใตหลงคากระเบอง (Ts2)

รปท 5 อณหภมผวบนหลงคากระเบอง (Ts1)

รปท 7 อณหภมผวบนฝาเพดาน (Ts3)

รปท 8 อณหภมผวลางฝาเพดาน (Ts4)

6. สรปผลการวจย

สารเปลยนสถานะทเหมาะสมกบการนำา

ไปใชเพอลดความรอนผานเขากรอบอาคารตองม

ชวงอณหภมหลอมเหลวทคงทและใกลเคยงกบ

อณหภมเฉลยบรเวณตำาแหนงทวางสารเปลยน

สถานะเพอใหสารเปลยนสถานะเปนของแขงและ

ของเหลวไดอยางมประสทธภาพ

สำาหรบการทดลองวดอณหภมผวตาง ๆ

ระหวางกลองทดลองทมการใชสารเปลยนสถานะ

อทธพลของสารเปลยนสถานะทมผลตอการลดความรอนของชองวางใตหลงคา ณฐพล เตชพชตโชค และ ดร. สดาภรณ ฉงล30

และกลองควบคม พบวา อณหภมอากาศภายใน

ของกลองทดลองทมการใชสารเปลยนสถานะใน

ชวงกลางวนจะมอณหภมทตำากวาและแตกตางกน

มากทสดสด คอ ตำากวาอณหภมอากาศภายใน

ของกลองควบคมอย 2.98 องศาเซลเซยส ในเวลา

13.00 นาฬกาของวนท 19 กมภาพนธ 2556 แต

ในเวลากลางคนอณหภมอากาศภายในกลองทม

การใชสารเปลยนสถานะจะสงกวาอณหภมกาศ

ของกลองควบคมเลกนอย และทอณหภมผวฝา

เพดานทงดานบนและดานลางของกลองทดลอง

ทมการใชสารเปลยนสถานะในชวงกลางวนจะม

อณหภมทตำากวาอณหภมผวฝาเพดานของกลอง

ทดสอบควบคม โดยแตกตางกนมากทสด 4.65

องศาเซลเซยส นอกจากการลดความรอนการใช

สารเปลยนสถานะจะชวยหนวงความรอนทคาย

ออกมาดวย สำาหรบหลงคาทใชการเคลอบสาร

hi-reflectance ซงสารทำาหนาทเปนตวเพมการ

สะทอนความรอนกบออกไปสสภาพแวดลอม

ภายนอก สวนสาร PCMs จะทำาหนาทลดการสง

ผานความรอนเขาสตวอาคารดวยวธดดซบการ

ความรอน

References

ชลธศ เอยมวรวฒกล. (2549). การใชสารเปลยน

สถานะในวสดโครงสรางภายนอกเพอการ

จดการพฤตกรรมการถายเทความรอนภายใน

อาคาร. ภาควชาวศวกรรมเครองกล, คณะ

วศวกรรมศาสตร, มหาวทยาลยศรปทม.

พงษศกด ลอยฟา. (2550). การศกษาประสทธผล

ในการลดความรอนของหลงคาโลหะดวย

การใชหลงคาสองชน. วทยานพนธปรญญา

มหาบณฑต, ภาควชาสถาปตยกรรม, บณฑต

วทยาลย, มหาวทยาลยศลปากร.

สรธช อศวโกสย. (2551). การศกษาเปรยบเทยบ

คณสมบตนวตกรรมการผลตวสดเปลยน

สถานะโดยวธรปรางคงตวเพอการอนรกษ

พลงงาน. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต,

ภาควชาวศวกรรมเคม บ ณฑตวทยาลย

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร.

สดาภรณ ฉงล, (2552). การทดสอบภาคสนาม

สมประสทธการพาความรอนไรมตของปลอง

รงสอาทตยแบบเอยง. วารสารวจยและสาระ

สถาปตยกรรม/การผงเมอง, 6(1), 3 - 12.

การศกษาคณสมบตเชงกลของวสดไผประกบททำาจากพนธไผไทย

เพอใชออกแบบคานไมสำาหรบอาคารสาธารณะขนาดเลก

Mechanical Properties of Laminated Bamboo made from

Thai Species for Beam of Small Commercial Buildings

ชตมณฑน เสยงสทธวงศ1 และ ดร. สปรด ฤทธรงค2

Chutimon Seingsuttivong1 and Supreedee Rittironk, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตรและการผงเมอง มหาวทยาลยธรรมศาสตร

E-mail: baipai5@live.com1, supreedee@ap.tu.ac.th2

บทคดยอ

สถานการณปาไมปจจบนอาจเรยกไดวากำาลงอยในภาวะวกฤต เนองจากพนทปาไมถกบกรก

มการตดไมทำาลายปาเพอนำาไปแปรรปเปนชนสวนโครงสรางอาคารทำาใหพนทปาไมมจำานวนลดลงไป

อยางรวดเรว อยางไรกตามความตองการใชไมแปรรปยงคงมแนวโนมเพมขนอยเรอยๆ เพอลดปญหา

การตดไมทำาลายปาทำาใหตองแสวงหาวสดทางเลอกใหมทสามารถทดแทนไมแปรรปจากปาไมใหญได

ซงพบวาไมไผเปนวสดยงยน เพราะมวงจรชวตสนกวาไมยนตนประเภทอน ไมไผมอายเพยง 3 - 5 ป ก

สามารถนำาไปใชได วสดไผประกบทำามาจากซกของไมไผหลายๆ ชน นำามาอดกาวทำาใหเกดเปนชนขนาด

ใหญคลายไมแปรรปทวไป งานวจยนมงศกษาความเปนไปไดในการใชวสดไผประกบททำามาจากพนธไผ

ไทยทง 4 พนธ ไดแก ไผตง ไผซางหมน ไผเลยง และไผสสก มาทำาเปนคานไมสำาหรบอาคารสาธารณะ

ขนาดเลก เนองจากเปนวสดทางเลอกใหมจงจำาเปนตองศกษาคณสมบตเชงกลของวสดโดยไดทำาการ

ทดสอบกำาลงตานทานแรงดด กำาลงตานทานแรงอดขนานเสยน กำาลงตานทานแรงอดตงฉากเสยน และ

กำาลงตานทานแรงดง วธการทดสอบเปนไปตามมาตรฐาน ASTM-143D ผลการทดสอบ พบวา คณสมบต

เชงกลของวสดไผประกบมคาทตำากวาไมเนอแขงเลกนอย แตมคาสงกวาไมเนอออนและไมประกอบเชง

วศวกรรมบางชนด เชน ไม PSL ไม OSL แตไมไผประกบยงคงมคาคณสมบตเชงกลบางประการทตำา

กวาไมเนอแขงเลกนอย แตมคาความตานทานแรงดงและความยดหยนทไมไผประกบมคาทสงกวาไม

เนอแขง จากนนไดทำาการจำาลองโครงสรางอาคารโดยใชโปรแกรม Robot Structural Analysis Profes-

sion, 2010 เพอหาขนาดหนาตดของคานในกรณตาง ๆ ซงพสจนไดวาวสดไผประกบสามารถนำาไปใช

เปนโครงสรางอาคารไดจรง

Abstract

The forest of Thailand is currently approaching a crisis. This critical situation is due to

numerous illegal invasions and deforestation for construction. As a result, the forest areas are

การศกษาคณสมบตเชงกลของวสดไผประกบททำาจากพนธไผไทย เพอใชออกแบบคานไมสำาหรบอาคารสาธารณะขนาดเลกชตมณฑน เสยงสทธวงศ และ ดร. สปรด ฤทธรงค32

rapidly decreasing. Therefore, we must look for the alternative solution, such as another type

of material which could replace wood. Through findings, it is shown that bamboo has a short

renewable-cycle allowing us to maintain it as a supply for a longer period of time. Bamboo only

takes 3-5 years to be harvested. Laminated bamboo then was created, made of thin strips of

bamboo glued together to create a lumber form, similar in size to the processed wood. This

research aims to find out about the possibility of using laminated bamboo made from four

species of Thai bamboo; Dendrocalamus Asper Backer, Dendrocalamus Sericeus, Bambusa

Blumeana and Bambusa Multiplex as a construction material make beam structures. Therefore,

it is crucial that there is an undergoing study of these four species of bamboos and their

mechanical properties by testing to find the static bending, the compression parallel to grain,

the compression perpendicular to grain and the tension. Testing method is based on the ASTM-

143D standard. The mechanical properties of the laminated bamboo material test result appears

to be lower than hardwood but higher than softwoods and other engineer lumbers, such as

OSB and PSL. In addition, the laminated bamboo is also highly flexible and has quite high

tensile strength. The result of mechanical properties is used in the structural modeling method

by ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS PROFESSION 2010 tools to find sizing of cross-section

beam structure. The case study has proved that laminated bamboo can be a viable material

used as a structural component of the building.

คำาสำาคญ (Keywords): วสดไผประกบ (Laminated Bamboo), คณสมบตเชงกล (Mechanical

Properties), จำาลองโครงสรางอาคาร (Structural Modeling Method)

1. บทนำา

ปจจบนพนทปาไมในประเทศไทยกำาลงอย

ในสภาวะวกฤต จากสถตของกรมปาไม พบวา

ประเทศไทยมพนท ปาไมลดลงเรมตงแตในป

พ.ศ. 2516 มพนทปาไม 221,707 ตร.กม. ตอมา

ในป พ.ศ. 2553 มพนทปาไมเหลอเพยง 171,584

ตร.กม. ซงพนทปาไมลดลงไป 50,123 ตร.กม.

และจากสถตคดกระทำาความผดกฎหมายเกยวกบ

การปาไม พบวา ในป พ.ศ. 2553 มคดบกรกพนท

ปาไมรวมทงสน 6,104 คด มการบกรกพนทปาไม

57.83 ตร.กม. (สถตกรมปาไม, 2554) อยางไร

กตาม ความตองการใชไมแปรรปยงคงมแนวโนม

เพมขน จากสถตความตองการไมทอน พ.ศ. 2539

- 2560 ของกรมปาไม พบวา มอตราเฉลยความ

ตองการใชไมเนอแขงแปรรปเพมขนรอยละ 3 ตอ

ป ไมยางพาราแปรรปเพมขนรอยละ 2.2 ตอป

และไมอดวเนยรเพมขนรอยละ 3.9 ตอป เมอ

ความตองการใชไมสงขนทำาใหไมแปรรปทมใน

ประเทศไทยนนไมเพยงพอ จงตองอาศยการนำา

เขาไมแปรรป ในป พ.ศ. 2553 มการนำาเขาไม

แปรรปรวมมลคา 10,636 ลานบาท นำาเขาไมอด

รวมมลคา 1,282 ลานบาท (กรมศลการกร, 2553)

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

33

ปญหาดงกลาวจำาเปนทจะตองไดรบการแกปญหา

เชน การลดความตองการใชไม การคนหาวสดท

ทดแทนไมจากปาใหญ เป นตน วสดไม เชง

วศวกรรม (engineered lumber) เกดมาจากการนำา

เศษเปลอกไมทเหลอมาจากการผลตไมแปรรป

มาอดดวยกาวทำาใหเปนแผนทสามารถนำาไปใช

ประโยชนมดวยกนหลายประเภท เชน ไมอด ไม

ประกบ ไม MDF (medium density fiber board)

ไม PSL (parallel strand lumber) ไม OSL

(oriented strand lumber) ไม OSB (oriented

strand board) เปนตน ไมแตละชนดมการใชงาน

ทแตกตางกนออกไป (จเรเมธ จนทรจร, 2545)

นอกจากน ยงมวสดอกประเภทหนงท

สามารถใชทดแทนไมคอ ไมประกบกาว (lami-

nated lumber) ทำามาจากไมโตเรวทมลำาตนขนาด

เลกหลายๆ สงมาอดรวมกนดวยกาวประสาน

ทำาใหเปนชนไมทมขนาดใหญอกทงยงเปนการ

ปรบปรงไมชนเลกใหมคณสมบตทดแทนเหมอน

ไมแปรรปทมศกยภาพในการนำามาใชเปนสวน

ประกอบของอาคารได (มนตร กลสวรรณ, 2544)

สำาหรบวสดทจะนำามาผลตเปนไมประกบจะตอง

เปนไมทโตเรวสามารถปลกทดแทนหมนเวยนได

หาไดงาย ผวจยมความสนใจทจะศกษาไมประกบ

ททำามาจากไมไผ เพราะหาไดงายและเปนพชโตเรว

นอกจากน ยงมลกษณะพเศษทแตกตางไปจากไม

ยนตนพนธอน คอ ลำาทรงกระบอกภายในกลวง

และเสนใยทมทอนำาเลยงมดรวมกน (vascular

bundles) เมอนำามาแปรรปเปนไมประกบจะเหลอ

เศษไมนอยทำาใหไมไผมความเหมาะสมทจะนำามา

ผลตเปนไมประกบ

งานวจยนมงศกษาคณสมบตเชงกลของ

ไมไผประกบททำาจากพนธไผไทยมาประยกตและ

ความเปนไปไดในการนำามาใชเปนคานไมสำาหรบ

อาคารสาธารณะขนาดเลก

รปท 1 ซกไมไผกอนนำามาผลตเปนไมประกบ

2. วตถประสงค

2.1 คดเลอกพนธไผทเหมาะสมสำาหรบ

การใชในงานกอสราง

2.2 ศกษากรรมวธผลตไมไผประกบดวย

วธอตสาหกรรม

2.3 ศกษาและเปรยบเทยบคณสมบต

เชงกลของไมไผประกบทง 4 พนธ

2.4 ศกษาแนวทางการออกแบบโครงสราง

อาคารไมเพอใชเปนกรณศกษาในการนำามา

จำาลองออกแบบดวยวธ structural modeling

method

2.5 ศกษาแนวทางการใชโครงสรางไมไผ

ประกบในการออกแบบทางสถาปตยกรรมและ

กำาหนดขนาดโครงสรางของคานไมไผประกบท

เหมาะสม

3. ระเบยบวธวจย

ทำาการคดเลอกพนธไผทเหมาะสมสำาหรบ

ใชในการกอสร างโดยดจากคณสมบตท เอ อ

อำานวยในการเปนวสดกอสรางทด คอ ลกษณะลำา

อวบใหญ เนอหนา หาไดงาย จากนนศกษากรรม-

วธ ผลตไมไผประกบดวยวธอตสาหกรรมเพอ

นำ า ไปทดสอบคณสมบ ต เช ง กลของ ไม ไผ

ประกบททำาจากพนธไผไทยทงหมด 4 พนธ ไดแก

ไผตง (Dendrocalamus Asper) ไผซางหมน

การศกษาคณสมบตเชงกลของวสดไผประกบททำาจากพนธไผไทย เพอใชออกแบบคานไมสำาหรบอาคารสาธารณะขนาดเลกชตมณฑน เสยงสทธวงศ และ ดร. สปรด ฤทธรงค34

(Dendrocalamus Sericeus) ไผสสก (Bambusa

Blumeana) และไผเลยง (Bambusa Multiplex)

โดยทำาการทดสอบกำาลงตานทานแรงดด กำาลง

ตานทานแรงอดตงฉากเสยน กำาลงตานทานแรง

อดขนานเสยนและกำาลงตานทานแรงดง วธการ

ทดสอบเปนไปตามมาตรฐาน ASTM-143D จาก

นนนำาคาคณสมบตเชงกลทไดจากการทดสอบไป

คำานวณโครงสรางในโปรแกรม Robot Structural

Analtsis

รปท 2 ไมไผประกบกาว

4. ผลการวจย

จากการทดสอบกำาลงตานแรงดด พบวา

ไมไผประกบพนธไผตงมคากำาลงตานทานแรงดด

ส งท สดเม อ เปร ยบเทยบก บพ นธ ไ ผท นำามา

ทดสอบทงหมด สามารถใชเปนคานโครงสรางได

เปนอยางด ในขณะทไมไผประกบพนธไผเลยง ม

คากำาลงตานทานแรงดดสงเปนอนดบท 2 สำาหรบ

ไมไผประกบพนธไผซางหมนและไผสสกมคากำาลง

ตานทานแรงดดทตำาแตยงคงใชเปนคานโครงสราง

ได เนองจากผลการจำาลองดวยโปรแกรม พบวา

คาสดสวนการรบกำาลงตานทานทยอมใหของไม

ตอกำาลงตานทานทเกดขนจรงมคาไมเกน 1

สำาหรบผลการทดสอบกำาลงตานทานแรง

อดในแนวตงฉากเสยนและแรงอดในแนวขนาน

เสยน พบวา ไมไผประกบพนธไผตง ไผซางหมน

และไผสสกมคากำาลงตานทานแรงอดทใกลเคยง

กน สวนไมไผประกบพนธไผเลยงคากำาลงตาน

ทานแรงอดสงทสดในทงหมด 4 พนธ คาคณสมบต

กำาลงตานทานแรงอดใชสำาหรบพจารณาความแขง

แรงของเสาโครงสราง

ผลการทดสอบกำาลงตานทานแรงดง พบ

วา ไมไผประกบพนธไผเลยงมคากำาลงตานทาน

แรงดงสงสดท 87.77 ksc. ในลำาดบถดเปนไมไผ

ประกบพนธไผซางหมนมคากำาลงตานทานแรงดง

สงสดท 81.55 ksc. สำาหรบไมไผประกบพนธไผ

สสกมคากำาลงตานทานแรงดงสงสดท 76.66 ksc.

และไมไผประกบพนธไผตงมคากำาลงตานทานแรง

ดงตำาทสด

เมอนำาไมไผประกบทง 4 พนธมาเปรยบ

เทยบจะพบวา ไมไผประกบพนธไผตงและไผเลยง

มความเหมาะสมในการทำาคานโครงสรางโดยมคา

กำาลงตานทานแรงดดท 529.29 ksc. และ 520.04

ksc. ตามลำาดบ เมอนำาไมไผประกบไปเปรยบ

เทยบกบไมเนอออนพนธอนๆ พบวา ไมไผทง 4

พนธมคากำาลงตานทานแรงดดสงกวา แตเมอนำา

ไมไผประกบมาเปรยบเทยบกบไมเนอแขง พบวา

ไมไผทง 4 พนธ มคากำาลงตานทานแรงดดตำากวา

ในขณะทคากำาลงตานทานแรงดงของไมไผประกบ

จะมคาทสงกวาไมเนอแขง รายละเอยดแสดงใน

ตารางท 1

รปท 3 การทดสอบกำาลงตานทานแรงดด

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

35

ตารางท 1 คณสมบตเชงกลของไมไผประกบชนดของไม

ชนดของไม ความถวง

จำาเพาะ

กำาลง

ตานทาน

แรงดง

(ksc.)

โมดลส

ยดหยน

(ksc.)

กำาลงตานแรงอด (ksc.) กำาลง

ตานทาน

แรงดง

(ksc.)

ขนาน

เสยน

ตงฉาก

เสยน

ไมไผประกบพนธไผตง 0.75 529.29 99519.93 219.98 92.6 72.86

ไมไผประกบพนธไผซางหมน 0.77 395.53 109421.94 219.2 85.5 81.55

ไมไผประกบพนธไผสสก 0.77 414.51 85305.83 227.37 80.63 76.66

ไมไผประกบพนธไผเลยง 0.74 520.04 108227.89 282.83 100.25 87.77

ไมสะเดาเทยม1 (เนอออน) 0.48 327 67,390 183.00 103.00 40.95

ไมพญาสตบรรณ1 (เนอออน) 0.31 191 32,822 83.00 49.00 n/a

ไมเตง2 (เนอแขง) 1.05 593 79,624 380.00 179.00 n/a

ไมยคาลปตส3 (เนอแขง) 1.02 n/a 56,258 183.55 31.71 6.53

ทมา: 1สภาว บญยฉตร, 2541. 2ภรมย ออนละมล, 2549. 3ธนวตร กนแสงแกว, 2551.

จากนนนำาคาคณสมบตเชงกลตาง ๆ ของไมไผ

ประกบทง 4 พนธมาคำานวณในโปรแกรม Robot

Structural Analysis Profession, 2010 เพอหา

ขนาดหนาตดคานทเหมาะสมกบโครงสรางโดย

แบงกรณศกษาออกเปน กรณความแตกตาง

ระหวางขนาดนำาหนกทกระทำากบโครงสรางตาง

ก น กรณความแตกต างของระยะชวงพาด

โครงสราง 4x4 4x6 4x8 6x6 6x9 และ 8x8 เมตร

กรณสดทายคอการเปรยบเทยบชนดของไมไผ

ประกบทง 4 พนธ ผลการจำาลองโครงสราง พบวา

ไมไผประกบพนธไผตงและไผเลยงมประสทธภาพ

ในการเปนคานไดดท สดเมอเปรยบเทยบกบ

ทงหมดใน 4 พนธ เนองจากไผทงสองพนธนมคา

กำาลงตานทานแรงดดทดและใกลเคยงกนสวน

ไมไผประกบพนธไผสสกมประสทธภาพเปนคาน

โครงสรางในลำาดบถดมา และไมไผประกบพนธไผ

ซางหมนมประสทธภาพนอยทสด รายละเอยด

รปท 6-8

รปท 6 ขนาดหนาตดคานไมไผประกบ 3.5 x 9 นว

รปท 7 ขนาดหนาตดคานไมไผประกบ 3.5 x 12 นว

การศกษาคณสมบตเชงกลของวสดไผประกบททำาจากพนธไผไทย เพอใชออกแบบคานไมสำาหรบอาคารสาธารณะขนาดเลกชตมณฑน เสยงสทธวงศ และ ดร. สปรด ฤทธรงค36

รปท 8 ขนาดหนาตดคานไมไผประกบ 3.5 x 14 นว

5. สรปผลการวจย

การทดสอบคณสมบตเชงกลของไมไผ

ประกบทง 4 พนธ ผลปรากฏวา ไผตงและไผเลยง

มคากำาลงตานทานแรงดดทสงกวาไผสสกและไผ

ซางหมน เมอนำาไปเปรยบเทยบกบไมเนอแขง พบ

วา ไมไผประกบทง 4 พนธ มคากำาลงตานทานแรง

ดดตำากวาเลกนอยแตมคาแรงดงและคาโมดลส

ยดหยนทสงกวาไมเนอแขง ดงแสดงในตารางท 1

แสดงใหเหนวาไมไผประกบมความยดหยน

ผลการจำาลองโครงสรางดวยโปรแกรม

Robot Structural Analysis Profession, 2010

พบวา ไมไผประกบสามารถนำาหนกโครงสรางได

จรง ไมวาจะเปนหนาตดขนาด 3.5 x 9 นว 3.5 x

12 นว และ 3.5 x 14 นว แตทมประสทธภาพ

สงสดคอไผตงและไผเลยง สงเกตไดจากทขนาด

หนาตดเทากนไมไผทงสองพนธนสามารถรบนำา

หนกไดมากกวาและสามารถรบชวงพาดทกวาง

กวาพนธอนๆ

ไมไผประกบมคณสมบตทเหมาะสมกบ

การเปนวสดทดแทนเพราะมความแขงแรงเพยง

พอ มความยดหยน สามารถหาไดงาย เปนพช

เจรญเตบโตเรวสามารถปลกเพอใชหมนเวยนได

ดงนน จงชวยลดปญหาการตดไมทำาลายปาได

References

จเรเมธ จนทรจร. (2545). การศกษาคณสมบตและ

ความสามารถในการประยกตใชทางวศวกรรม

ของคาน ประกอบไมอายนอย. วทยานพนธ

วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต, สาขาวศวกรรม

โยธา. มหาวทยาลยเกษตรศาสตร.

ธนวตร กนแสงแกว. (2551). การศกษาคณ-

สมบตของไมยคาลปตสทปลกในภาคตะวน

ออกเพ อ ใชประโยชน ในงานก อสร าง .

วทยานพนธวศวกรรมศาสตรบณฑต, สาขา

วศวกรรมโยธา. มหาวทยาลยบรพา.

ภรมย ออนละมล. (2549). การศกษาการดดโคง

และการคนตวของคานไมอดกาว. วทยานพนธ

วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต, สาขาวศวกรรม

โยธา. มหาวทยาลยขอนแกน.

มนตร กลสวรรณ. (2544). คณสมบตการดด

ของคานไมไผประกบกาว. วทยานพนธ

ปรญญามหาบณฑต, สาขาวศวกรรมโยธา

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยเกษตรศาสตร.

สภาว บญยฉตร. (2541). คานไมประสานจาก

ไมสะเดาและไมสะเดาเทยม. คณะสถาปตย-

กรรมศาสตรและการออกแบบ, มหาวทยาลย

เทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร.

การเปรยบเทยบประสทธภาพดานความรอนของผนงไมจรงตดขวาง

Thermal Performance Comparison of Wall Made of Horizontal Cut

Massive Wood

ฐตรตน ลมปปยพนธ1 และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร2

Thitirat Limpiyapun1 and Atch Sreshthaputra, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

E-mail: ruku_sky@hotmail.com1, atch111@live.com2

บทคดยอ

บทความนนำาเสนอการศกษาและเปรยบเทยบประสทธภาพในการปองกนความรอน และระยะ

เวลาในการคายความรอนของผนงไมจรงซงมความหนา 4 6 และ 8 เซนตเมตร ทใชวสดปดชองวาง

ระหวางไมดวยโฟมใชแลว คอนกรต และไมปดชองวางดวยอะไรเลย เปรยบเทยบกบวสดผนงกออฐฉาบ

ปนแบบทใชในบานพกอาศยทวไป กระบวนการวจยประกอบดวยสวนทเปนการทดลองดวยกลองทดลอง

ในสภาพคลายการใชงานจรงเพอดความสามารถในการหนวงเหนยวความรอนของวสด และสวนของ

การทดลองในหองปฏบตการภายใตการควบคมของผเชยวชาญเพอหาคาการนำาความรอนของวสด

ภายใตมาตราฐาน ASTM C518 และนำาผลการทดลองไปจำาลองดวยโปรแกรมคอมพวเตอร Visual DOE

4.1 เพอดประสทธภาพเมอนำาวสดตนแบบไปใชในอาคารประเภททพกอาศย ไดผลสรปออกมาวา

การใชโฟมเปนวสดปดชองวางระหวางไมทำาใหการหนวงความรอนในชวงแรกชากวาไมมวสดปดชองวาง

และการระบายความรอนสามารถระบายไดเรวกวาใชคอนกรตเปนวสดปดชองวาง การใชผนงไมดงกลาว

ชวยลดการพลงงานในการทำาความเยนไดรอยละ 36 เมอเทยบกบผนงกออฐฉาบปน

Abstract

This article focuses on studying and comparing thermal performance of the solid wood

wall which has different thickness values (4, 6 and 8 centimeters) and different kinds of the leak

stopper materials such as used polystyrene foam, concrete and without it, with normal plastered

brick wall. The research methodology is comprises of two parts. The first part is testing of the

prototype materials by using the test box like in the real condition and be analyzed for the

heat-discharge performance and time-lag of the material. The second part is conducted in the

laboratory under the expert supervision following the ASTM C518 standard method. After that,

the thermal conductivity results from the laboratory are implemented in computer-simulation

program “Visual DOE 4.1” for simulating the energy performance. The result of the study shows

การเปรยบเทยบประสทธภาพดานความรอนของผนงไมจรงตดขวางฐตรตน ลมปปยพนธ และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร38

that the massive wood wall which is use foam as leak stopper can hold up heat more than

none leak stopper wood wall and it can discharge heat faster than concrete leak stopper.

Moreover, this wood wall can reduce energy that uses for cooling to 36% compare with

plastered brick wall.

คำาสำาคญ (Keywords): อตราการนำาความรอนของวสด (Thermal Conductivity), ไมจรง (Massive

Wood), อาคารพกอาศย (Residential)

1. บทนำา

ไมเปนวสดททมคา Embodied Energy ตำา

กวาวสดอน (Buchchanan & Levine, 1999) และ

ไมยงเปนวสดทสามารถปลกทดแทนได จงถอได

วาเปนวสดทยงยนในระยะยาว และยงเหมาะกบ

บานพกอาศยในเขตรอนชนในประเทศไทยทใช

งานในเวลากลางคน จงควรจะสามารถถายเท

ความรอนไดเรว เนองจากไมยางพาราเปนไมทม

การโคนลมโดยมการปลกทดแทนประจำาเมออาย

ตนประมาณ 25 ป กจะไมสามารถใหนำายางทม

คณภาพไดแลว ปรมาณไมจงมมากพอทกป

เนองจากมการโคนสวนยางประมาณ 3 แสนกวา

ไร แลวปลกทดแทน ขนมาใหม คดเปนเนอไม

ประมาณ 8 ลานลกบาศกเมตร (เสาวณย กอวฒ

กลรงษ, 2547; พลผล ธรรมธวช, มปป.) จงมความ

เหมาะสมทจะใชในงานวจยน

โดยการวจยครงนมจดมงหมายเพอศกษา

และเปรยบเทยบประสทธภาพในการปองกน

ความรอน และระยะเวลาในการคายความรอน

ของผนงไมจรงซงมความหนาตางๆ กน โดยศกษา

ระหวางวสดผนงไม จร งท ใชวสดป ดชองวาง

ระหวางไมดวยโฟม คอนกรต และไมปดชองวาง

ดวยอะไรเลย ทความหนา 4 6 และ 8 เซนตเมตร

เปรยบเทยบกบวสดผนงกออฐฉาบปนแบบทใช

ในบานพกอาศยทวไป

กระบวนการวจยประกอบดวยสวนท เปนการ

ทดลองดวยกลองทดลองในสภาพคลายการใช

งานจรง เพอนำาขอมลอณหภมทไดดงกลาวมา

วเคราะหประสทธภาพในการหนวงเหนยวความ

รอนของวสดตนแบบ อกสวนคอการทดลองใน

หองปฏบตการภายใตการควบคมของผเชยวชาญ

เพอหาคาการนำาความรอนของวสด (Thermal

Conductivity) และนำาผลการทดลองดงกลาวไป

จำาลองดวยโปรแกรมคอมพวเตอร เพอดประสทธ-

ภาพเมอนำาวสดตนแบบดงกลาวเมอนำาไปใชใน

อาคารประเภททพกอาศย ผลการศกษาในครงน

จะนำาไปสการสรางแนวทางในการเลอกใชวสด

ผนงชนดใหมทใชไมจรงเปนสวนประกอบหลก

เพอการออกแบบทประหยดพลงงานและเหมาะ

สมตอการปองกนความรอนเขาสอาคารตอไปใน

อนาคต

2. วธดำาเนนการวจย

2.1 กำาหนดตวแปรททำาการทดสอบ

การกำาหนดตวแปรแบงเปนสองสวนดวย

กน โดยแบงตามการทดลอง ดงน

2.1.1 สวนการทดลองดวยกลองทดลอง

ตวแปรตน -ความหนาไมจรง (4 ซม. 6 ซม.

8 ซม.) และวสดทนำามาปดชองวางระหวางไม

(โฟม คอนกรต)

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

39

ตวแปรตาม - ประสทธการดานความรอน

ไดแก การนำาความรอน การตานทานความรอน

และระยะเวลาในการคายความรอนของวสด

(time lag)

ตวแปรควบคม - ชนดของไม(ไมยาง) ชนด

ของสวนผสม (โฟม คอนกรต) เปนแบบเดยวกน

ในวสดทกชน

2.1.2 สวนการทดลองดวยโปรแกรม Visual DOE

ตวแปรตน - ประสทธภาพดานการนำา

ความรอน (Thermal Conductivity) และความหนา

แน นของวสดแต ละช นท จะน ำาไปใส ในการ

ประมวลผลของโปรแกรม

ตวแปรตาม - การใชพลงงานไฟฟาตอป

(kW.h)

ตวแปรควบคม - อาคารเปนอาคาร

ประเภทพกอาศยทมการใชงานชวงเวลากลางคน

หลงคาเปนกระเบองคอนกรต

2.2 ผนงตนแบบทใชในการทดลอง

จดทำาวสดตนแบบมขนาดประมาณ 30x30

เซนตเมตร และมความหนาทมากทสดหนาไม

เกน 8 เซนตเมตร เนองจากเปนวสดขนาดใหญ

ทสดทสามารถนำาไปเขาเครองทดสอบหาคาการ

ตานทานความรอนในหองทดลองได (NETZSCH

Analyzing & Testing, 2008) โดยไมทใชในการ

ผลตวสดตนแบบเปนไมยางทงหมด มรปแบบ

ทงสน 9 แบบ ดงน

- วสดไมจรงทมความหนา 4 6 และ 8

ซม. ทไมมการปดชองวางระหวางไม

- วสดไมจรงทมความหนา 4 6 และ 8

ซม. ทปดชองวางระหวางไมดวยเมดโฟมโพลส

ไตลนทใชแลว

- วสดไมจรงทมความหนา 4 6 และ 8

ซม. ทปดชองวางระหวางไมดวยคอนกรต

และมวสดเปรยบเทยบพนฐาน (Base

Case) เปนผนงกออฐมอญครงแผนฉาบเรยบ

รปท 1 วสดตนแบบทไมมวสดปดชองวางระหวางไม

ใชเมดโฟม และคอนกรตเปนวสดปดชองวาง

ระหวางไม

2.3 รายละเอยดของกลองทดลอง

ขนาดของกลองทดลองทใชมขนาดภาย

ใน 50x50x50 เซนตเมตร ผนงทง 6 ดานทำาดวย

แผนโฟมโพลสไตลนหนา 2 นว ปดรอยตอระหวาง

แผนดวยซลโคน และเจาะชองเปดขนาด 9 x 9

เซนตเมตร ในดานตรงกนขามเพอเปนชองระบาย

อากาศ ชองหนงเปดโลงเปนชองอากาศเขา อก

ชองเปนชองระบายอากาศออกตดพดลมขนาด

เสนผานศนยกลาง 9 เซนตเมตร เพอชวยระบาย

อากาศ สวนดานทอยระหวางชองระบายอากาศ

เตรยมไวเปนชองขนาด 30x30 เซนตเมตร เพอ

ใสวสดตนแบบ ใชไฟอนฟราเรดขนาด 500 วตต

จำานวน 2 ดวง สองในแนวระนาบใหความรอนแก

วสด โดยเปดไฟใหความรอนจนความรอนอมตว

เปนเวลา 3 ชวโมง 30 นาท ปลอยใหเยนลงอก 4

ชวโมง และเกบขอมลอณหภมทก 2 นาท โดยใช

อปกรณเกบขอมล HOBO Data Logger รน temp/

RH/2 ext channels โดยตำาแหนงทวางเครองเกบ

อณหภมและเซนเซอรจะวางไวทงหมด 5 จด ไดแก

การเปรยบเทยบประสทธภาพดานความรอนของผนงไมจรงตดขวางฐตรตน ลมปปยพนธ และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร40

บรเวณอากาศเขา บรเวณอากาศออก ผววสด

ภายนอก และผววสดภายใน

รปท 2 กลองทดลอง และตำาแหนงของไฟอนฟราเรด

2.4 การหาปรมาณความรอนจากการทดสอบ

ดวยกลองทดลอง

การใชกลองทดลองตามแบบเพอศกษา

ประสทธภาพในการคายความรอนวสด เนองจาก

ขนาดของกลองเปนการจำาลองการใชจรงดวย

ขนาดทเลกลง ในการเปรยบเทยบประสทธภาพ

ในการคายความรอนระหวางวสดตางๆ จงตอง

ใช Q หรอปรมาณความรอนในการเปรยบเทยบ

ไมใชอณหภมทเกบไดโดยตรง การทดลองดวย

กลองทดลองทำาในระบบปด ซงอณภมภายนอก

และภายในกลองคงท ไม มอทธพลจากแสง

อาทตย สำาหรบการหาปรมาณความรอนสามารถ

หาไดโดยสตรดงตอไปน (ASHRAE, 1993)

Q = CFM(1.08)ΔT

โดยท

Q = ปรมาณความรอนทถกระบาย

โดยอากาศ (Btu/h)

CFM = ปรมาณการไหลของอากาศในกลอง

ทดลองทเกดจากพดลมระบายอากาศ

ทใช (ft3/minute)

ΔT = ความแตกตางระหวางอณหภมชอง

อากาศเขาและอณหภมชองระบาย

อากาศออก (F°)

2.5 การทดสอบในหองทดลองและจำาลอง

ดวยโปรแกรมคอมพวเตอร

เครอง NETZSCH HFM436 Lambda ท

ใชในการทดสอบหาคาสภาพนำาความรอนและ

คาความตานทานความรอนของวสดตนแบบเปน

การทดสอบแบบ Heat Flow Meter ตามมาตรฐาน

ASTM C518, ISO8301, BSEN 12667 และ

JISA1412 ใชหลกการของการถายเทความรอน

คอ พลงงานความรอนจะเคลอนทจากบรเวณทม

อณหภมสงไปบรเวณท มอณหภมต ำากวา ช น

ทดสอบจะถกใสเขาเครองทดสอบโดยวางอย

ระหวางแผนความรอนและแผนความเยน ดงใน

รปท 2 จากนนตงคาอณหภมใหแตกตางกน (ΔT)

ระหวางแผนอณหภมความรอน และแผนความ

เยน ภายในเครองทดสอบมฉนวนลอมรอบเพอ

ปองกนการสญเสยความรอน เครองจะวดแรงดน

ไฟฟาทออกมาจากเซนเซอรวดฟลกซทตดอยกบ

ผวของแผนอณหภมทงสองโดยการวดการไหล

ของความรอนและอณหภมทแตกตางกนระหวาง

แผนทงสองเมอระบบอยในสภาวะคงท (Steady-

state Condition) (กรองทพย เตมเกาะ, 2555)

โดยตวอยางของวสดทนำาไปทดสอบตองมขนาด

กวาง 300 มม. ยาว 300 มม. และความหนาอยใน

ชวง 6-80 มม. (NETZSCH Analyzing & Testing,

2008)

รปท 3 ลกษณะการทำางานแบบ Heat Flow Meter

(NETZSCH Analyzing & Testing, 2008)

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

41

หลงจากไดคาการถายเทความรอน (U

Factor) นำาคาทไดจากการทดสอบดงกลาว มาใส

คาในโปรแกรมจำาลองประสทธภาพพลงงาน

ในสภาพอากาศของประเทศไทย ดวยโปรแกรม

Visual DOE ทำาการจำาลองเปรยบเทยบวสด

ตนแบบทง 9 แบบ เพอเปรยบเทยบประสทธภาพ

การประหยดพลงงาน รปแบบอาคารทใชในการ

จำาลองเปนอาคารพกอาศยทใชงานในชวงเวลา

กลางคนเปนสวนใหญ รปแบบอาคาร เปนบาน

พกอาศยสองชนทมผงเรยบงาย ดงทแสดงในภาพ

รปท 4 รปแบบอาคารอางองทใชในการศกษา

3. ผลการทดลอง

การวจยนเปนการวจยเชงทดลอง (Ex-

perimental Research) ทประกอบดวยสวนท

เปนการทดลองสองสวน ดงน

3.1 สวนการทดลองดวยกลองทดลอง

จากการทดลองเพอดลกษณะการหนวง

เหนยวความรอน (Time-lag) ของวสดผนงไมจรง

ทง 9 แบบ เปรยบเทยบกบผนงกออฐมอญครง

แผนฉาบปนเรยบ พบวาผนงกออฐฉาบปนความ

รอนจะเพมขนชาในชวงแรกและเมอหยดใหความ

รอนตววสดกคายความรอนออกมาไดชาเชน

เดยวกนซงพฤตกรรมดานความรอนเชนนไม

เหมาะกบบานพกอาศยซงสวนมากจะใชเวลาใน

ชวงกลางคน สวนวสดผนงทมสวนประกอบจาก

ไมจรงความรอนจะสามารถถายเทผานวสดเขาไป

ไดเรวแตกสามารถคายความรอนไดเรวเชน

เดยวกน เนองจากไมมเซลลของเซลลโลสทม

ลกษณะเปนรพรน ซงเหมาะกบบานพกอาศย

มากกวา แตทงนเพอปรบปรงคณสมบตทสามารถ

ถายเทความรอนผานวสดไดเรวใหชาลงจงทดลอง

ใชเมดโฟมโพลสไตลน และคอนกรตปดชองวาง

ระหวางไม พบวา กรณทใชเมดโฟมเปนวสดปด

ชองวางระหวางไมความรอนผานเขามาไดชาลง

แตดวยความเปนฉนวนของโฟมทำาใหความรอน

ผานออกมาไดชาเชนกนแตกยงอยในระดบใกล

เคยงกบกรณทไมมวสดปดชองวางเลย

รปท 5 เปรยบเทยบคา Q ระหวางผนงหนา 4 ซม. ทใช

วสดปดชองวางทแตกตางกน

รปท 6 เปรยบเทยบคา Q ระหวางผนงหนา 6 ซม. ทใช

วสดปดชองวางทแตกตางกน

การเปรยบเทยบประสทธภาพดานความรอนของผนงไมจรงตดขวางฐตรตน ลมปปยพนธ และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร42

รปท 7 เปรยบเทยบคา Q ระหวางผนงหนา 8 ซม. ทใช

วสดปดชองวางทแตกตางกน

3.2 สวนการจำาลองในโปรแกรม Visual DOE

จากผลการทดสอบวสดในหองทดลองได

ผลออกมาดงในตารางท 1

ตารางท 1 ผลการทดสอบวสดในหองทดลอง

วสด Resistance

(m2*K/W)

U-Value

(W/m2K)

ไม 4 cm 0.238 4.201

ไม 6 cm 0.348 2.874

ไม 8 cm 0.432 2.315

ไม+โฟม 4 cm 0.241 4.149

ไม+โฟม 6 cm 0.353 2.833

ไม+โฟม 8 cm 0.440 2.272

ไม+คอนกรต 4 cm 0.220 4.545

ไม+คอนกรต 6 cm 0.329 3.040

ไม+คอนกรต 8 cm 0.400 2.500

จากขอมลในตารางท 1 เมอนำามาจำาลอง

การใชพลงงานดวยโปรแกรม Visual DOE พบวา

ผนงไมจรงทง 9 แบบ ชวยลดการใชพลงงานใน

การทำาความเยนในบานพกอาศยไดประมาณ

รอยละ 36 เมอเทยบกบการใชผนงกออฐฉาบปน

โดยเมอเปรยบเทยบกนในกลมของผนงไมทง 9

ประเภท จะเหนวาพลงงานทใชไมตางกนมากนก

โดยผนงไมทใชเมดโฟมโพลสไตลนใชแลวเปน

วสดปดชองวางระหวางไมใชพลงงานตลอดทงป

นอยทสด ตามมาดวยผนงไมทไมมวสดปดชอง

วางระหวางไม และผนงไมทใชคอนกรตเปนวสด

ปดชองวางระหวางไมเปนผนงทใชพลงงานตลอด

ทงปมากท สดเมอเทยบกบผนงไมประเภทอน

ซงขอมลจากผลการจำาลองดวยโปรแกรมคอม-

พวเตอรในสวนนตรงกบความสามารถในการ

หนวงเหนยวความรอนของวสด

4. อภปรายและวเคราะหผลการศกษา

- เนองจากไมมเซลลของเซลลโลสท ม

ลกษณะเปนรพรน ผนงททำาจากไมจรงโดยไมม

วสดปดชองวางระหวางไม ในชวงทใหความรอน

แกวสดความรอนผานเขามาอยางรวดเรวแตเมอ

หยดใหความรอนกสามารถคายความรอนไดเรว

เชนกน ซงเหมาะกบอาคารทใชในเวลากลางคน

เปนสวนใหญ

- เพราะในเวลากลางวนอณหภมภายใน

อาคารจะรอนมาก กรณผนงไมจรงทใชเมดโฟม

เปนวสดปดชองวางระหวางไมเมดโฟมทำาใหความ

รอนผานเขามาไดชาลง แตดวยความเปนฉนวน

ของโฟมทำาใหความรอนผานออกมาไดชาเชนกน

แตกยงอยในระดบใกลเคยงกบกรณทไมมวสดปด

ชองวางเลย

- กรณใชคอนกรตเปนวสดปดชองวาง

ระหวางไมความรอนผานเขามาไดชาทสดเมอ

เทยบกบไมมวสดปดชองวาง และใชเมดโฟมเปน

วสดปดชองวาง และเมอหยดใหความรอนการ

คายความรอนกคายออกมาไดชาทสดโดยคอน

ขางใกลเคยงกบการคายความรอนของคอนกรต

เนองจากมวลสารของคอนกรตเกบความรอนเอา

ไวในขณะทโฟมเนอมวลไมไดเกบความรอน เพยง

แตทำาใหพนททความรอนจะถายเทออกมานอย

ลงทำาใหความรอนถายเทออกมาไดชากวากรณท

ไมมวสดปดชองวางระหวางไมเลย

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

43

- ผลทออกมาขนอยกบมวลสารของวสด

ผนงดวย กลาวคอผนงหนา 4 เซนตเมตรทม

มวลสารคอนขางนอยจะไมคอยเหนความแตก

ตางของวสดทไมมการปดชองวางระหวาง ปดชอง

วางดวยเมดโฟม และปดชองวางดวยคอนกรต

มากนก แตเมอมวลสารของวสดมากขน (ผนงหนา

6 และ 8 เซนตเมตร) จะเหนผลดงทวเคราะหไว

ขางตนชดเจนกวา

5. บทสรป

นอกจากไมจะเปนวสดททมคา Embodied

Energy ตำากวาวสดอน และเปนวสดทสามารถ

ปลกทดแทนได ไมยงเปนวสดทเหมาะกบการใช

ในบานพกอาศยในเขตรอนช นแบบเมองไทย

เนองจากลกษณะเซลลโลสท เปนรพรนทำาให

สามารถคายความรอนไดเรว แตกทำาใหในชวง

กลางวนรอนมากตามไปดวย การใชวสดอนเขามา

ใชรวมกบไมโดยยงคงคณลกษณะทดของไมจรง

เอาไว ชวยปรบใหวสดผนงหนวงเหนยวความรอน

ในชวงแรกไดดขนกวาใชไมจรงอยางเดยว โดยการ

ใชเมดโฟมโพลสไตลนใชแลวเปนวสดปดชองวาง

ระหวางไมในผนงทำาใหผนงสามารถหนวงเหนยว

ความรอนไดดขนแตกยงคงความสามารถในการ

คายความรอนท เร วเอาไว ซ งการจำาลองใน

โปรแกรมคอมพวเตอรกแสดงวาการใชผนงดง

กลาวชวยลดปรมาณพลงงานทใชในอาคารพก

อาศยได

References

กรองทพท เตมเกาะ. (2555). การทดสอบสภาพ

นำาความรอนของฉนวนกนความรอนคอม-

โพสท. วารสารกรมวทยาศาสตรบรการ, 60

(190), 9-11.

พลผล ธรรมธวช. (มปป.) ยางพารา. สงขลา:

เซาเทรนรบเบอร, 312-314.

เสาวณย กอวฒกลรงษ. (2547). การผลตยาง

ธรรมชาต. ปตตาน: คณะวทยาศาสตรและ

เทคโนโลย, มหาวทยาลยสงขลานครนทร

วทยาเขตปตตาน.

American Society of Heating Refrigeration and

Air-condition Engineering. (1993). ASHRAE

Handbook Fundamental SI Edition 1993.

Atlanta Geogia: ASHRAE.

Buchanan, A. H. & Levine, S. B. (1999).

Wood-based building materials and

atmospheric carbon emissions. Environ-

mental Science & Policy (2), 427-437.

NETZSCH Analyzing & Testing. (2008). Heat

Flow Meter – HFM Method,Techique,

Application (HFM 436 Lambda). Wittels

bacherstrbe: Netzsch.

การพฒนาแผนไฟเบอรซเมนตผสมเสนใยธรรมชาต

เพอประสทธภาพในการกนเสยง

Development of Fiber Cement Board using Natural Fibers

for Improving Sound Insulation

กนกวรรณ มะสวรรณ1 และ ดร. ภษต เลศวฒนารกษ2

Kanokwan Masuwan1 and Pusit Lertwattanaruk, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตรและการผงเมอง มหาวทยาลยธรรมศาสตร

E-mail: kanok.masuwan@gmail.com1, lertwatt@tu.ac.th2

บทคดยอ

การวจยนมวตถประสงคเพอใชเสนใยธรรมชาตซงไดมาจากวสดเหลอใชทางการเกษตร มาพฒนา

เปนผลตภณฑแผนไฟเบอรซเมนตทมคณสมบตในการกนเสยงทดขน โดยทำาการศกษาปจจยทมผลตอ

ความหนาแนน กำาลงรบแรงอด กำาลงรบแรงดด และความสามารถในการกนเสยงของวสด ในงานวจยน

สดสวนผสมของวสดไฟเบอรซเมนต ประกอบดวย ปนซเมนตปอรตแลนด ประเภทท 1 นำา ทราย เสนใย

ธรรมชาต ไดแก เสนใยกาบมะพราวและกากเยอใยปาลม ซงใชแทนท ปนซเมนตในอตราสวน

รอยละ 5 10 15 และ 20 โดยนำาหนก และสารผสมเพม ไดแก ผงฝนหนปน และสารลดปรมาณนำา เพอ

ทำาใหเสนใยกระจายตวไดอยางสมำาเสมอ และทำาการผลตตวอยางแผนไฟเบอรซเมนต หนา 8 12 และ

16 มลลเมตร ผลการศกษา พบวา การแทนทของเสนใยธรรมชาตในปรมาณมากขน สงผลใหวสดไฟเบอร

ซเมนต มคาความหนาแนน กำาลงรบแรงอด และกำาลงรบแรงดดลดลง และวสดไฟเบอรซเมนตทผสม

เสนใยมะพราวมคาความหนาแนนตำากวาแผนไฟเบอรซเมนตทผสมเสนใยปาลม นอกจากน สำาหรบ

คณสมบตในการกนเสยง เมอเพมความหนาของแผนทดสอบและรอยละในการแทนทของเสนใย

ธรรมชาต สงผลใหแผนไฟเบอรซเมนตมประสทธภาพในการกนเสยงดขน ผลทไดจากการวจยน สามารถ

ใชเปนแนวทางในการนำาวสดเหลอใชทางการเกษตรมาผลตเปนแผนไฟเบอรซเมนตทมคณสมบตเชงกล

ตามมาตรฐาน และมคณสมบตในการกนเสยงทด โดยควรเลอกสดสวนผสม ความหนาของวสด และวธ

การตดตงทเหมาะสมกบชวงความถเสยงเพอการใชงานอยางมประสทธภาพ

Abstract

This research aims to use the natural fibers derived from agricultural residues. Fiber

cement products were developed for better sound insulation properties. The parameters that

affect density, compressive strength, flexural strength and sound absorption of materials were

studied. In this study, mix proportions of fiber cement specimens consist of Portland cement

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

45

Type 1, water, sand, natural fibers including palm oil fiber and coconut coir fiber used as a

cement replacement of 10, 15 and 20 percent by weight, and admixtures such as limestone

powder and water reducer were used to make the fiber uniformly distributed. Fiber cement

specimens were cast in thickness of 8, 12 and 16 millimeters, respectively. Test results showed

that increasing the percentage replacement of natural fibers tends to reduce the density,

compressive strength and flexural strength of the materials. Fiber cement products mixed with

coconut fiber yielded lower density than that of palm oil fiber. For sound insulation properties,

increasing the thickness and percentage replacement of natural fibers resulted in a better sound

absorption performance. The results of this research can be used as a guideline for using

agricultural residues to produce fiber cement products with acceptable mechanical properties

and sound absorption ability. Mix proportion, thickness and installation of fiber cement products

can be optimally arranged for any frequency range.

คำาสำาคญ (Keywords): ไฟเบอรซเมนต (Fiber Cement), คณสมบตทางกายภาพ (Physical Properties),

คณสมบตเชงกล (Mechanical Properties), การกนความดงเสยง (Sound Insulation), เสนใยมะพราว

(Coconut Coir Fiber), กากเยอใยปาลม (Oil Palm Residue)

1. ทมาและความสำาคญ

ปจจยสำาคญประการหนงของการออกแบบ

อาคาร คอ การใหความสำาคญกบการควบคม

คณภาพของเสยงในอาคารเพอใหเกดการใชงาน

ในพนทไดอยางมประสทธภาพ เนองจากแตละ

พนทมความตองการลกษณะและคณสมบตของ

เสยงทแตกตางกน หากพนทมการออกแบบโดย

ไมคำานงถงผลกระทบดงกลาวอาจมเสยงสะทอน

หรอเสยงกองเกดขน และสงผลใหประสทธภาพ

ในการไดยนของผใชงานลง งานวจยนไดทำาการ

ศกษาและทำาการทดสอบวสดผนงเพอพฒนา

ประสทธภาพในการซบเสยงและปองกนเสยง

วสดหลกทใช คอ ปนซเมนตทใหคณสมบตดาน

ความแขงแรงในการเปนวสดประกอบอาคาร รวม

กบการใชเสนใยธรรมชาตในการเปนวสดดดซบ

เสยงประเภทเสนใยหรอวสดทมรพรน (บรฉตร

วรยะ, 2544) เสนใยธรรมชาตมคณสมบตเฉพาะ

ทเปนประโยชนในการฉนวนกนความรอนและกน

เสยง นำาหนกเบา ความทนทานตอแรงดด และ

แรงดง ไมกอใหเกดสารพษในการนำามาใชงานและ

มตนทนในการผลตตำา นอกจากน ยงเปนการลด

ปรมาณขยะ เพมมลคาของวสดเหลอใช ชวยลด

ปรมาณการเผาขยะหลงการใชงานซงกอใหเกด

มลภาวะทางอากาศและเปนทมาของโรคในระบบ

ทางเดนหายใจ อกทงเกษตรกรยงสามารถสราง

รายไดเพมจากการจำาหนายวตถดบซงเปนวสด

เหลอใชทางการเกษตร และเพมวสดทางเลอกทม

ราคาถกและมคณภาพในการใชเปนวสดประกอบ

อาคาร ดงนน ในการวจยนจงมงเนนศกษาเสนใย

ธรรมชาตเพอพฒนาคณสมบต ทงทางเคมเชงกล

และคณสมบตในการกนเสยง โดยผลตเปนแผน

ซเมนตเสนใยท เหมาะสมกบชวงความถและ

ลกษณะของพนททจะนำาไปใชงาน

การพฒนาแผนไฟเบอรซเมนตผสมเสนใยธรรมชาตเพอประสทธภาพในการกนเสยงกนกวรรณ มะสวรรณ และ ดร. ภษต เลศวฒนารกษ46

2. ทฤษฎและแนวความคดทเกยวของ

2.1 ผลตภณฑซเมนตเสนใยธรรมชาต

ในประเทศไทยมการนำาเสนใยธรรมชาต

เขามาเปนสวนผสมในวสดซเมนตทดแทนซเมนต

ใยหนทเปนพษตอมนษยและสงแวดลอม และ

พฒนาจนเปนวสดทมคณสมบตทเหมาะสมใน

การเปนวสดกอสรางและมประสทธภาพในการ

ประหยดพลงงาน โดยมสวนประกอบสำาคญใน

การผลต 4 สวน คอ ปนซเมนตปอรตแลนต เสนใย

ธรรมชาต คอ เสนใยกาบมะพราวและกากเยอใย

ปาลม สารลดปรมาณนำา และนำา จากคณสมบต

ของเซลลโลสจะสงผลใหแผนไฟเบอรซเมนตท

ผลตไดมความแขงแรงทนทาน รบแรงกระแทกได

ด สามารถดดโคงได มคณสมบตในการทนไฟและ

กนไฟ สามารถใชงานไดหลายรปแบบ

2.2 ทฤษฎเบองตนเกยวกบเสยง

2.2.1 นยามของเสยงและระดบความดงเสยง

เสยง เปนพลงงานกลรปแบบหนงทมการถายทอด

พลงงานจากแหลงกำาเนดมายงผรบฟงดวยการสน

ของอนภาค หรอเนอวสดทเปนตวกลางในการสง

ผานเสยง ระดบความดงเสยงทมนษยไดยนจะอย

ในชวง 20-20,000 เฮรตซ หรอ 0-130 เดซเบล

2.2.2 ความสามารถในการลดระดบความดงของ

วสด จากการตกกระทบของเสยงนำามาประยกต

ใชในการควบคมเสยงรบกวนได โดยใชหลกการ

ดงน

1) ใชหลกการการดดกลนเสยง คอ ความ

สามารถของวสดในการดดกลนพลงงานเสยง

เปลยนเปนพลงงานความรอน (Olivo CT and

Olivo TP, 1978)

2) การลดระดบความดงของเสยงตามกฎ

มวลสารของวสด (Mass Law) คอ เมอมวลสาร

เพมขนและความหนาแนนคงท ประสทธภาพใน

การลดระดบพลงงานของเสยงเพมขน (David &

Harris, 1991)

3. ระเบยบวธวจย

การวจยนเปนการวจยเชงทดลอง เพอ

ศกษาปจจยทสงผลตอการออกแบบผนงซเมนต

เสนใยธรรมชาตทมคณสมบตในการกนเสยง โดย

ใชเสนใยกาบมะพราวและกากเยอใยปาลม

3.1 การทดสอบคณสมบตเชงกล

ในการทดสอบกำาลงรบแรงอดและความ

ตานทานแรงดด ตวแปรทใชในการศกษา คอ

อตราส วนการแทนท ปนซ เมนต ดวยเส นใย

ธรรมชาต รอยละ 5 10 15 และ 20 โดยนำาหนก

อางองวธการทดสอบจากมาตรฐาน ASTM C20-

00 มาตรฐาน ASTM C 109 และมาตรฐาน ASTM

C 1185-03

3.2 การทดสอบคณสมบตการกนเสยง

ในการทดสอบคณสมบตการกนเสยง

ตวแปรทใชในการศกษาคอ ความหนาของแผน

ทดสอบ 8 12 และ 16 มม. และอตราสวน

รอยละ 5 10 15 และ 20 โดยนำาหนก อางองวธ

การทดสอบและเครองมอทใชจาก Design of a

Test Facility for Transmission Loss Measure-

ment (Papanikolaou & Trochides, 1984) โดย

สรางกลองทดสอบขนาด กวางxยาวxลก เทากบ

1x1x1 เมตร

4. ผลการทดลอง

4.1 องคประกอบทางเคมและลกษณะทาง

สณฐานวทยาของเสนใยธรรมชาต

4.1.1 คณลกษณะทางสณฐานวทยา พบวา

เสนใย กอนปรบสภาพมสภาพผวขรขระ เนอผว

ไมสมำาเสมอ และเมอปรบสภาพดวยการตมท

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

47

อณหภม 100°C เปนเวลา 2 ชวโมงและอบท

อณหภม 100°C เปนเวลา 24 ชวโมงแลว เสนใย

จะมผวเรยบ และมความสมำาเสมอมากขน (Del-

vasto et al., 2010)

4.1.2 คณสมบตดานองคประกอบทางเคม พบวา

เมอมการปรบสภาพ เสนใยมปรมาณเซลลโลส

เพมขน เนองจากสารประกอบโมเลกลต ำาถก

ทำาลายดวยความรอน (Yang, et al., 2007) ทำาให

เส นใยมคณสมบตความเป นฉนวนกนเส ยง

ประเภทเยอแผนเมมเบรน (ปรชญา รงสรกษ,

2541) ดงรปท 1

(ก) เสนใยกาบมะพราว กอนและหลงปรบสภาพ

(ข) กากเยอใยปาลม กอนและหลงปรบสภาพ

รปท 1 ภาพถายระดบจลภาค

4.2 คณสมบตทางกายภาพและคณสมบต

เชงกลของแผนไฟเบอรซเมนต

4.2.1 คณสมบตทางกายภาพของวสดไฟเบอร

ซเมนต พบวา เมอเพมอตราสวนการแทนท

ซเมนตดวยเสนใยธรรมชาต จะสงผลใหความ

สามารถในการดดซมน ำาและปรมาณความชน

ของวสดซเมนตเพมขนแตความหนาแนนลดลง

เนองจาก เมอเพมปรมาณเสนใยสงผลใหม

ปรมาณรพรนและมชองวางในการแทรกตวของ

นำาและความชนเพมขนดวย (Cook, 1978; Kriker,

2005) ดงรปท 2-3

รปท 2 ปรมาณความชน

รปท 3 คาความสามารถในการดดซมนำา

4.2.2 คณสมบตเชงกลของวสดไฟเบอรซเมนต

พบวา เมอเพมปรมาณการแทนท ของเสนใย

เสนใยจะเขาไปแทนทปนซเมนต ซงเปนสวน

สำาคญในการพฒนากำาลงรบอด สงผลใหคาความ

กำาลงรบแรงอดและความตานทานแรงดดลดลง

ดงรปท 4-5

รปท 4 กำาลงรบแรงอดของวสดซเมนต

รปท 5 ความตานทานแรงดดของวสดซเมนต

การพฒนาแผนไฟเบอรซเมนตผสมเสนใยธรรมชาตเพอประสทธภาพในการกนเสยงกนกวรรณ มะสวรรณ และ ดร. ภษต เลศวฒนารกษ48

4.3 ประสทธภาพการกนเสยง

4.3.1 ประสทธภาพในการกนเสยงของแผน

ไฟเบอรซเมนตทผสมเสนใยธรรมชาต โดยใช

ความหนา 8 12 และ 16 มม. พบวา แผนไฟเบอร

ซเมนตทผสมเสนใยกาบมะพราว รอยละ 20 ม

ประสทธภาพในการกนเสยงดท สด โดยชวง

ความถ 1,250-5,000 เฮรตซ มความแปรปรวน

นอย มการเปลยนแปลงในทศทางเดยวกน และ

เมอแผนทดสอบมความหนามากขน จะทำาใหคา

ระดบการลดลงของเสยงเพมขน ตามกฎมวลสาร

วสด (David, & Harris, 1991) ดงรปท 6

4.3.2 ประสทธภาพการกนเสยงของแผนไฟเบอร

ซเมนต มการแทนทซเมนตดวยเสนใยธรรมชาต

ในอตราสวนรอยละ 5 10 15 และ 20 พบวา แผน

ไฟเบอรซเมนตทผสมเสนใยกาบมะพราว ความ

หนา 20 มลลเมตร มประสทธภาพในการกนเสยง

ดทสด โดยในชวงความถท 1,250 เฮรตซ สามารถ

ลดระดบความดงเสยงเพมขน และในความถ

1,250-5,000 เฮรตซ จะมคาความแปรปรวนนอย

ดงรปท 7

สรปไดวา เมอเพมการแทนทเสนใยทำาให

คาระดบการลดลงของเสยงเพมขน เนองจาก

ปรมาณของเสนใยสงผลตอคณสมบตในการดด

ซบเสยง ของวสดทมสวนผสมของเสนใยธรรมชาต

ประเภทเยอเมมเบรน

รปท 6 คาการลดระดบความดงเสยงของแผนไฟเบอร

ซเมนตผสมเสนใยกาบมะพราว

รปท 7 คาการลดระดบความดงเสยงของแผนไฟเบอร

ซเมนตผสมเสนใยกาบมะพราว

4.3.3 การเปรยบเทยบประสทธภาพการกนเสยง

ของแผนไฟเบอรซเมนตทแทนทดวยเสนใยกาบ

มะพราวและกากเยอใยปาลม พบวา แผนไฟเบอร

ซเมนตทแทนทดวยเสนใยกาบมะพราวสามารถ

ลดระดบความดงเสยงไดดกวากากเยอใยปาลม

โดยเฉพาะชวงความถ 1,250-2,000 เฮรตซ จาก

คณสมบตทางเคมและลกษณะทางสณฐานวทยา

4.3.4 การเปรยบเทยบประสทธภาพการกนเสยง

ของแผนววาบอรดและสมารทบอรด พบวา แผน

ววาบอรดสามารถในการกนเสยงไดดกวาสมาร

ทบอรดทกความถ เนองจากมความหนาแนนและ

มความแขงแรงมากกวา สงผลตอคาการสญเสย

การสงผาน (Transmission Loss) โดยเฉพาะชวง

ความถตำา

5. ขอสรปจากการทดลองและขอเสนอแนะ

5.1 ขอสรปจากการศกษาวจย

5.1.1 องคประกอบทางเคมและลกษณะสณฐาน

วทยา

1) เสนใยกาบมะพราวจะมผวเรยบและม

ความความเปนระเบยบมากกวากากเยอใยปาลม

และเมอผานการปรบสภาพแลว เสนใยทงสอง

ชนดจะมผวเรยบ และมความสมำาเสมอมากขน

2) รอยละปรมาณออกไซดของเสนใยกาบ

มะพราว และกากเยอใยปาลมใย มแคลเซยม

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

49

ออกไซดและซลกอนไดออกไซดเปนองคประกอบ

หลก และเมอผานการปรบสภาพจะมปรมาณ

ออกไซดเพมขน

3) ปรมาณเซลลโลสมผลตอคณสมบต

การเปนฉนวนกนเสยง และเมอปรบสภาพจะม

เซลลโลสเพมขน

5.1.2 คณสมบตทางกายภาพและคณสมบตเชงกล

1) ความสามารถในการดดซมนำาของวสด

ซเมนตเสนใยจะเพมขน เมอเพมปรมาณเสนใย

ธรรมชาต

2) ปรมาณความชนของวสดซเมนตเสนใย

เพมขน เมอเพมอตราสวนการแทนทดวยเสนใย

ธรรมชาต

3) คาความหนาแนนของแผนทดสอบ

ลดลง เมอเพมอตราสวนการแทนทดวยเสนใย

ธรรมชาตทงสองชนด

4) กำาลงรบแรงอดและความตานทานแรง

ดดของวสดไฟเบอรซเมนตจะลดลง เมอเพม

ปรมาณเสนใย

5.1.3 ประสทธภาพการกนเสยง

1) เมอความหนาของแผนทดสอบเพมขน

จะสงผลใหคาระดบการลดลงของเสยงเพมขน

2) เมอเพมรอยละการแทนทจะสงผลให

คาระดบการลดลงของเสยงเพมขน

3) การแทนทดวยเสนใยกาบมะพราว จะ

ลดความดงเสยงไดดกวาการแทนทดวยกากเยอ

ใยปาลม

5.2 ขอเสนอแนะ

ในการทดสอบคณสมบตการกนเสยง

กลองทดสอบทใชมขนาดเลก สงผลใหมความ

แปรปรวนในความถตำา ดงนน ในการออกแบบ

หองท ม ชวงความถ ต ำาควรปร บขนาดกล อง

ทดสอบใหมขนาดเหมาะสม

กตตกรรมประกาศ

คณะผ วจยขอขอบคณทนอดหนนการ

วจยจากเงนงบประมาณแผนดนประจำาป 2555

และคณะเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลย

ราชภฏพระนคร ทใหความอนเคราะหอปกรณใน

การทดสอบ

References

บรฉตร วรยะ. (2544). การศกษาเปรยบเทยบ

ประสทธภาพการดดซบเสยงของพชแหง

และเสนใยแกว. วทยานพนธปรญญามหา-

บณฑต, คณะวศวกรรมศาสตร, มหาวทยาลย

เทคโนโลยสรนาร.

Asasutjarit, C., Charoenvai, S., Hirunlabh, J.,

Khedari, J. (2009). Material and mechanical

properties of pretreated coir-based

green composites. Composites Part B:

Engineering. 40(7), 633-637.

Delvasto, S., Toro, E. F., Perdomo, F., Mejía

de Gutiérrez, R. (2010). An appropriate

vacuum technology for manufacture of

corrugated figure fiber reinforced cementi

tious sheets. Construction and Building

Materials, 24(2), 187-192.

Egan, M. . (1972). Concept in architectural

acoustic. New York: McGraw-Hill.

Haris David A. (1976), Noise Control Manual

for Resident Buildings. New York: E & F.N.

Spon an Imprint of Chapman and Hall.

แนวทางการออกแบบบานในชมชนแออดในเขตเมอง

(บานมนคง) ใหอยในสภาวะนาสบาย

Design Guideline of Urban Low-Income Houses Community

(Baan Man Kong) for Improving Thermal Comfort

พรรณนทร สขเกษม1 และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร2

Punnin Sukkasem1 and Atch Sreshthaputra, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

E-mail: punnin_sukkasem@hotmail.com1, atch.s@chula.ac.th2

บทคดยอ

การวจยนมวตถประสงคเพอพฒนาแนวทางการออกแบบบานในชมชนแออดในเขตเมอง

(บานมนคง) ใหอยในสภาวะนาสบาย เพอใหผอยอาศยมมาตรฐานการดำารงชวตทดขน โดยใชปจจย

พนฐานของบานมนคงเปนกรอบของแนวทางการออกแบบรวมกบกระบวนการศกษาสำารวจชมชน การ

ทดลองและการปรกษารวมกบสถาปนกบานมนคง ผลทคาดหวงจากการวจยน คอ แนวทางการออกแบบ

บานในชมชนแออดในเขตเมองใหอยในสภาวะนาสบาย งายตอการนำาไปใชของสถาปนก พอช. ซงม

ความนาสบายทมความเหมาะสมกบพนฐานของบานมนคง ตรงกบความตองการของผอยอาศย และ

อยในกรอบงบประมาณ

Abstract

This research aims to develop design guidelines for urban low-income houses commu-

nity (Baan Man Kong). The goal is to improve thermal comfort and residents’ life quality. The

framework of this project is to integrate design process with experimental study, community

survey and Baan Man Kong’s architects consulting. In conclusion, the guidelines for improving

thermal comfort of Baan Man Kong are proposed and they are expected to meet with

community dwellers needs in terms of design of architect.

คำาสำาคญ (Keywords): แนวทางการออกแบบ (Design Guideline), บานมนคง (Baan Man Kong),

ชมชนแออดในเขตเมอง (Urban Low-income Houses), สภาวะนาสบาย (Thermal Comfort)

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

51

1. บทนำา

การวจยน ม วตถ ประสงค เพ อพ ฒนา

แนวทางการออกแบบบานในชมชนแออดในเขต

เมอง (บานมนคง) ใหอยในสภาวะนาสบาย เพอ

ใหผ อย อาศยมมาตรฐานการดำารงชวตท ดขน

โดยใชปจจยพนฐานของบานมนคงเปนกรอบ

ของแนวทางการออกแบบรวมกบการสำารวจ

ชมชน การทดลอง และการปรกษารวมกบ

สถาปนกบานมนคง

บานมนคงเปนหนวยงานในสงกดของ

สถาบนพฒนาองคกรชมชน (พอช.) มเปาหมาย

หลกในการพฒนาชมชนแออดดวยทอย อาศย

ทมความมนคง ผานกระบวนการชมชน และการ

ดำาเนนงานรวมกนของ พอช. กบชาวชมชน การ

ศกษาวจยทผานมาเกยวกบบานมนคงมกจะเกยว

กบแนวทางการจดการและสงคมศาสตร แตยง

คงขาดประเดนการออกแบบใหอยในสภาวะนา

สบาย การวจยนจงใชประเดนนในการศกษาเพอ

ใหเกดองคความรและแนวทางการออกแบบบาน

มนคงใหอยในสภาวะนาสบาย เพอใหสถาปนก

บานมนคงซงมกจะออกแบบบานดวยเวลาอน

จำาก ด จากปจจยบคลากรนอยและปรมาณ

โครงการมาก สามารถทำางานไดสะดวกมากยงขน

การวจยเรมตนจากการศกษาขอมลเบอง

ตนของบานมนคง และการสมภาษณสถาปนก

พอช. รวมกบการศกษากรณศกษาโครงการบาน

มนคงชมชนบอนไกทสรางเสรจแลว ผลการศกษา

ขนแรกแสดงวา ตวแปรหลกท มผลตอความ

นาสบายซงควรใชในการศกษาวจยเชงทดลองใน

ขนตอไป คอ อณหภม อณหภมพนผว และ

ความเรวลม โดยใชบานตนแบบขนาด 4.00 x

6.00 เมตร สง 2 ชน ไปทำาการศกษาตอไป

การวจยเชงทดลองประกอบดวย การ

ศกษาอณหภม และความเรวลม โดยมปจจยของ

อาคารทเกยวของ ไดแก ปรมาณรงสอาทตยทเขา

สอาคาร ลกษณะแผงบงแดด หลงคา ชายคา ชอง

เปดและชองระบายอากาศ และวสดทใชในการ

กอสร าง รวมถงสภาพแวดลอมซงเป นส งท

ปรบปรงใหดขนไดยาก เนองมาจากสภาพทตง

ในเขตเมองซงมกมราคาสงและมจำานวนผ อย

อาศยมาก การวางผงจงคอนขางแออดและอย

ในมาตรฐานขนตำาตามกฎหมาย การวจยจงสราง

แนวทางกอสรางบนพนฐานของสภาพแวดลอม

ทแออด และเปนไปตามขอกำาหนดขนต ำาตาม

กฎหมายในทกกรณ

ผลทคาดหวงจากการวจยน คอ แนวทาง

การออกแบบบานในชมชนแออดในเขตเมองให

อยในสภาวะนาสบาย งายตอการนำาไปใชของ

สถาปนก พอช. ซงมความนาสบายทมความ

เหมาะสมกบพนฐานของบานมนคง ตรงกบความ

ตองการของผ อย อาศย และอย ในกรอบงบ

ประมาณ

2. ผลการศกษา

2.1 รปแบบบานตนแบบบานมนคงในเขตเมอง

จากการศกษาข อม ลพ นฐาน และ

สมภาษณสถาปนก พอช. พบวา บานมนคง

ต นแบบในเขตเม องม ลกษณะเป นบ านแถว

โครงสรางเสาคานคอนกรตเสรมเหลก ขนาด 4.00

x 6.00 ม. สง 2 ชน กอผนงดวยคอนกรตบลอก

ใชหนาตางบานเกลด หลงคาลอนค ไมตดฝา

เพดาน และมระเบยงบานชนท 2 เพอสรางรมเงา

ใหแกลานหนาบานชนท 1 รวมถงใชเดนสายไฟฟา

ดวย ลกษณะบานแตละหลงทแตกตางกนไป เกด

จากผอยอาศยทปรบเปลยนบานของตนความ

วตถประสงคการใชงาน รปลกษณทตองการ และ

งบประมาณทม ซงบานสวนนอยเทานน ทมการ

ตดฝาเพดานและใชเครองปรบอากาศ

แนวทางการออกแบบบานในชมชนแออดในเขตเมอง (บานมนคง) ใหอยในสภาวะนาสบายพรรณนทร สขเกษม และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร52

ทงน การตอเตมหรอการสรางบานมนคง

ตองตรงตามกฎหมายสำาหรบบานผมรายไดตำา

ท ภาครฐจดสรางให ซงกำาหนดพนทโลงทไมม

สงปกคลมสำาหรบบานแถวทรอยละ10 บานมนคง

จงมชายคาทสน โดยมชายคาและระเบยงหนา

บานยน 0.80 ม. และชายคาหลงบานยน 0.40 ม.

ดงรปท 1 และ 2

รปท 1 ผงพนบานตนแบบบานมนคง

รปท 2 รป 3 มตบานตนแบบบานมนคง

นอกจากน บานมนคงยงมนโยบายสนบ

สนนความรวมมอของคนในชมชน และการให

ชางพนถนเปนผสรางบาน องคประกอบบานจง

คอนขางเรยบงาย การพฒนาแนวทางการออก

แบบ บานจงยดนโยบายของบานมนคงเปนหลก

โดยคงลกษณะและรปแบบของบาน ไดแก โครง-

สราง วสดกอสราง พนทใชสอย และรปแบบ

หนาตาง รวมถงพจารณาการใชการระบายอากาศ

วธธรรมชาตเปนหลก

2.2 การศกษาชมชนกรณศกษา

การศกษาชมชนกรณศกษาเลอกชมชน

บอนไก เพราะเปนชมชนบกเบกของบานมนคงท

มการพฒนาแลว รวมถงสถานทสะดวกแกการเกบ

ขอมล ซงมรปแบบเหมอนกบบานตนแบบในขอ

2.1 หากแตมสองชนครง ซงมกจะถกตอเตมเปน

สามชน โดยมกระบวนการ ไดแก สมภาษณชาว

ชมชน และวดอณหภม ความชนสมพทธ ของ

อาคารกรณศกษาในชวงฤดรอนและฤดหนาว แลว

นำาผลการศกษามาประเมนความนาสบาย

จากการสมภาษณผอยอาศยในชมชนบอน

ไก พบวา ชาวชมชนใหความเหนไปในทศทาง

เดยวกน คอ ในเวลากลางวน บานรอนมากโดย

เฉพาะบรเวณชนท 3 ทำาใหชาวชมชนชอบนงเลน

ทลานหนาบานชนท 1 มากกวาในบาน ในเวลา

กลางคน บานรอนอบอาว โดยเฉพาะชนท 1

ทำาใหตองเปดพดลมหลายตวขณะนอน แตชนท

3 หนาวมากและไมตองเปดพดลมขณะนอน

นอกจากน บานยงมการระบายอากาศไมด ทำาให

กลนจากการทำาครวฟงกระจายไปทวบาน รวมถง

มเสยงรบกวนจากบานอนๆ ดวย

จากการใชเคร องม อวดอณหภมและ

ความชนสมพทธ พบวา ขอมลสมพนธกบการ

สมภาษณชาวชมชน ซงจะแสดงผลเฉพาะชวง

เวลาฤดรอน (วนท 6-10 ส.ค. 2555) เทานน

เพราะกรงเทพฯ มวนทหนาวนอยมากเมอเทยบ

กบวนทรอน

จากแผนภมท 1 แสดงใหเหนวา อณหภม

ทตำาทสดและสงทสดอยทบรเวณใตหลงคา คอ

26.35๐c เวลา 5.30 น. และ 41.26๐c เวลา 13.00

น. ตามลำาดบ และบรเวณชนท 1 มอณหภมคงตว

ทสด

จากแผนภมท 2 แสดงใหเหนวา ความชน

สมพทธทตำาท สดและสงท สดอย ทบร เวณใต

หลงคา คอ 36.74% เวลา 13.00 น. และ 81.57%

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

53

เวลา 6.00 น. ตามลำาดบ และทบรเวณชนท 3 ม

ความชนสมพทธคงตวทสด

จากผลการวดดงกลาว พบวา อณหภม

และความชนสมพทธของชวงฤดรอน และฤด

หนาว มแนวโนมสวนใหญเปนไปในทศทาง

เดยวกน โดยทขอมลจากการสมภาษณมความไม

ส มพนธ กบข อม ลจากการวด คอ อณหภม

ภายนอกอาคารเวลากลางวน สงกวาภายในบาน

บรเวณชนท 1 แตชาวชมชนกลบบอกวา ในเวลา

กลางวนอยนอกบานสบายกวาอยในบาน ทเปน

เชนน อาจเปนเพราะหนาบานมลมพดผาน

มากกวา ปลอดโปรงกวา ความชนตำากวา หรอแม

กระทงความเคยชนในการอยอาศย ความรสก

ความคาดหวง

จากการประเมนสภาวะนาสบายในรปท 3

และ 4 แสดงใหเหนวาอณหภมมผลตอความนา

สบายมากกวาความชน เพราะแผนภมมการกระ

จายตวในแนวแกน y ซงเปนอณหภม มากกวา

แนวแกน x ซงเปนความชน

รปท 3 การประเมนสภาวะนาสบายชวงฤดรอน ดวย

psychometric chart

รปท 4 ภาพขยายการประเมนสภาวะนาสบายชวงฤด

รอน ดวย psychometric chart

ตวแปรทควรใชในการศกษาแนวทางการ

ออกแบบใหอยในสภาวะนาสบายตอไป จงไดแก

อณหภม อณหภมพนผว และความเรวลม โดย

พจารณาองคประกอบทางกายภาพเปนหลก เชน

เรองของทศทางลมและแดด โดยพจารณาการใช

วสดและองคประกอบอาคารเดมเปนหลก

2.3 การวจยเชงทดลองเรองมมแดด

การศกษาจากการวจยเชงทดลองเรองมม

แดด ประกอบไปดวยกระบวนการหลก คอ การ

คำานวณมอ มมองศาแดดของบานตนแบบ และ

กำาหนดองคประกอบสถาปตยกรรมในกรอบ

แผนภมท 1 คาอณหภมอากาศทวดไดชวงฤดรอนใน

แตละชวโมง ในชวงระยะเวลาหนงวน

แผนภมท 2 คารอยละความชนสมพทธทวดไดชวงฤด

รอนในแตละชวโมงในชวงระยะเวลาหนงวน

แนวทางการออกแบบบานในชมชนแออดในเขตเมอง (บานมนคง) ใหอยในสภาวะนาสบายพรรณนทร สขเกษม และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร54

กฎหมาย เพอใหไดแผงบงแดดทมประสทธภาพ

การบงแดดสงสด ดงตวอยางรปท 5 ซงเปนการ

คำานวณองศาการบงแดด โดยทตวเลขของศาใน

ภาพ คอ องศาทางตงสงสดและตำาสดทสามารถ

บงแดดใหหนาตางได

รปท 5 ตวอยางการคำานวณมอองศาการบงแดด

จากการทดลองสรปไดวา องศาการบง

แดดทดทสด คอ บงแดดได 100% นน เปนไปไม

ไดเนองจากไมผานกฎหมาย แผงบงแดดท ม

ประสทธภาพบงแดดสงสดทควรนำาไปใชในการ

ศกษา ไดแก แผงบงแดดแนวนอนทมระยะยน

ดานหนาบาน ทงชนท 1-2 ทระยะ 0.80 เมตร

และมระยะยนดานหลงบาน ทงชนท 1-2 ทระยะ

0.40 เมตร ตามระยะยนชายคามากทสดของ

กฎหมาย และแผงบงแดดแนวตงซงมระยะหอย

ลงมาจากขอบหลงคาดานหนาและดานหลง

จนถงความสงสดของวงกบบนหนาตาง

2.4 การวจยเชงทดลองเรองการระบายอากาศ

การศกษาจากการวจยเชงทดลองเรอง

การระบายอากาศ มกระบวนการ คอ การสราง

กรณศกษาท มความเปนไปไดในการระบาย

อากาศทดขนจากบานตนแบบ แลวทำาการทดลอง

ดวยโปรแกรมคอมพวเตอร CFD โดยกำาหนด

ทศทางลม 3 ทศทาง ไดแก ลมเขาจากดานหนา

บาน ดานขาง และดานทศเฉยง 45 องศา ดวย

ความเรวลมเขา 1m/s,2m/s,3m/s,4m/s และ

5m/s เพอใหไดบานทมประสทธภาพการระบาย

อากาศสงสด

การศกษาไดกำาหนดกรณศกษาไว 8 กรณ

ไดแก บานตนแบบ บานตนแบบตดแผงบงแดด

แนวตง บานตนแบบตดแผงบงแดดแนวนอนตง

ฉากกบพน บานตนแบบตดแผงบงแดดแนวนอน

ขนานกบพน บานผนงโปรงโลง บานผนงโปรงโลง

ตดแผงบงแดดแนวตง บานผนงโปรงโลง ตดแผง

บงแดดแนวนอนตงฉากกบพน และบานผนงโปรง

โลงตดแผงบงแดดแนวนอนขนานกบพน

รปท 6 รปแบบการระบายอากาศ ของกรณทดทสด คอ

บานผนงโปรงโลง

โดยมผลการทดลองวา การระบายอากาศ

ของบานกรณทดทสด คอ บานผนงโปรงโลง (ใช

ผนงคอนกรตบลอกชองลมเปนสวนมาก) และไมม

แผงบงแดด ซงมผลการวจยดวยโปรแกรม CFD

ดงแสดงในรปท 6 พบวา กรณรปแบบการไหลของ

ลมเขาจากดานหนาบาน ทำาใหบานมการระบาย

อากาศทด แตมการไหลของลมคอนขางชา กรณ

ลมเขาจากดานขาง ทำาใหบานมการระบายอากาศ

ทไมทวถงภายในบานมากทสด และกรณลมเขา

จากดานทศเฉยง 45 องศา ทำาใหบานมการระบาย

อากาศทด ระบายไดเรวแตไมทวถง ซงแสดงให

เหนวา บานแถวแมปรบปรงแลว กยงคงมการ

ระบายอากาศไมดเมอลมเขาจากดานขาง

สรปไดวา การพฒนาแนวทางการออกแบบ

ตอไป ควรใชบานผนงโปรงโลงและมแผงบงแดด

แนวนอน เพราะความนาสบาย ประกอบไปดวย

เรองแดด นอกเหนอไปจากเรองการระบายอากาศ

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

55

3. สรปผลการศกษา

การศกษาความน าสบายของบ านท

ปรบปรงแลว ประกอบไปดวยกระบวนการหลก

คอ การทดลองบานตนแบบ และบานทปรบปรง

แลวซงใชบานผนงโปรงโลงและมแผงบงแดดแนว

นอน ดงรปท 7 และ 8 มาศกษาดวยโปรแกรม

คอมพวเตอร visual DOE โดยอางองจากผลการ

ศกษาวจยเชงทดลองเรองมมแดด และเรองการ

ระบายอากาศ ซ งบ านต นแบบใชคา ACH

=121.54 ในชนท 1 กบคา ACH = 105.02 ในชน

ท 2 และบานตนแบบปรบปรงใชคา ACH =

245.31 ในชนท 1 กบคา ACH = 339.25 ในชน

ท 2 เพอใหไดขอมลสำาหรบการศกษาสภาวะนา

สบาย แลวจงประเมนสภาวะนาสบายมาตรฐาน

ความนาสบายของ สมสทธ นตยะ ทกลาววาคน

เราจะสบายเมออณหภมอย ท 22-29oc และ

ความชนสมพทธอยทรอยละ 20-75

รปท 7 ผงพนบานมนคงทปรบปรงแลว

รปท 8 รป 3 มตบานมนคงทปรบปรงแลว

จากแผนภมท 3 แสดงใหเหนผลการ

จำาลองวา บานตนแบบมชวโมงทนาสบายในหนง

ปเทากบ 1,081 ชวโมง (คดเปน 12%) และบาน

ตนแบบปรบปรงมชวโมงท นาสบายในหนงป

เทากบ 2,128 ชวโมง (คดเปน 25%) กลาวคอ

สำาหรบบานตนแบบ ในเวลา 1 ใน 8 ของปไมตอง

เปดพดลม และสำาหรบบานตนแบบปรบปรง ใน

เวลา 1 ใน 4 ของปไมตองเปดพดลม

แผนภมท 3 จำานวนชวโมงทมความนาสบายในแตละ

เดอนในหนงปของบานตนแบบเปรยบเทยบ

กบบานปรบปรง

สดทายแลวจงสรปไดวา บานตนแบบ

ปรบปรง มชวโมงความนาสบายทงป เพมขน 12%

มราคาคากอสรางตอหลง เพมขน 3,664 บาท

และมราคากอสรางตอตารางเมตร เพมขน 76 บาท

References

สลลทพย เชยงทอง และคณะ. (2553). คมอการ

จดทำาโครงการบานมนคง: การวางผงและการ

ออกแบบ. กรงเทพฯ: สถาบนพฒนาองคกร

ชมชน.

ตรงใจ บรณสมภพ. (2539). การออกแบบอาคาร

ท มประสทธภาพในการประหยดพลงงาน.

กรงเทพฯ: อมรนทรพรนตงแอนดพบลชชง.

ประสทธภาพการประหยดพลงงานของสารเคลอบกระจกกนความรอน

ของอาคารในเขตสภาพอากาศแบบรอนชน

Energy Performance of Thermal Barrier Coating on Glass

of Building in Hot and Humid Climate

ธนะชย ถาวรวฒนสกล1 และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร2

Tanachai Thavornwatsakul1 and Atch Sreshthaputra, Ph.D.2

คณะสถาปตยกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

E-mail: p_a_n05@hotmail.com1, atch.s@chula.ac.th2

บทคดยอ

บทความนนำาเสนอการศกษาประสทธภาพการประหยดพลงงานของสารเคลอบกระจกกนความ

รอน ซงมวตถประสงคเพอศกษาและเปรยบเทยบ ในดานอณหภมและการประหยดพลงงานของกระจก

3 กรณ ไดแก กระจกทไมไดเคลอบสาร กระจกตดแผนฟลม และกระจกทาสารเคลอบกนความรอน โดย

ศกษากระจก 5 ชนด ไดแก กระจกใส 3 มม. กระจกเขยว 6 มม. กระจกสะทอนความรอน 6 มม. กระจก

อนซเลทใส และกระจกอนซเลท Low-E โดยทำาการวดและบนทกคาอณหภมจากกลองทดลอง เพอนำา

มาคำานวณในสมการคณตศาสตรใหไดคาคณสมบต ไดแก คาการถายเทความรอน (Q) และสมประสทธ

การบงแดด (SC) หลงจากนนแทนคาตวแปรดงกลาวและจำาลองการใชงานกบอาคารอางอง (Reference

building) สำาหรบการจำาลองดานอณหภมและการใชพลงงานดวยโปรแกรมคอมพวเตอร Visual Doe 4.1

ผลจากการจำาลองอาคารอางองนำามาเปรยบเทยบการใชพลงงาน เพอสรางแนวทางการปรบปรงอาคาร

ใหสามารถลดการใชพลงงานได ทเหมาะสมตอการใชพลงงานในอาคาร โดยมความเปนไปไดทางการ

ลงทนโดยการวเคราะหระยะเวลาคนทน (payback period)

Abstract

This research studies the energy performance of thermal barrier coating on glass of

building. The objective of this study is to compare thermal temperature and energy performance

of glass for 3 cases. Such as normal glass, glass with film coating, glass with thermal barrier

coating. For each case study with 5 glass types are 3mm. clear, 6mm. green, 6mm. reflective,

insulate clear and insulate Low-E. There is experimental part for measured and recorded

temperature and calculated with mathematical methods for the outcomes are heat transfer

coefficient (Q) and shading coefficient (SC). Next part is computer simulation that substitutes

data to create a new material for simulation of reference buildings in Visual DOE 4.1 energy

simulation. The results from simulation to compare energy consumption and guidelines to

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

57

reduce energy consumption appropriately for buildings. Economic analysis in term of

payback period were performed.

คำาสำาคญ (Keywords): สารเคลอบกระจกกนความรอน (Thermal Barrier Coating Glass), อาคาร

ประหยดพลงงาน (Energy-Efficient Building Envelopes), ประสทธภาพการถายเทความรอน (U-Factor),

สมประสทธการบงแดด (Shading Coefficient)

1. บทนำา

เนองดวยประเทศไทยตงอย บนบรเวณ

ใกลเสนศนยสตร ซงมสภาพภมอากาศทเปนเขต

รอนช น และมปญหาเรองอณหภมทสงเกอบ

ตลอดทงป ในการออกแบบอาคารในปจจบนไม

วาจะเปนบานพกอาศย อาคารสำานกงาน โชวรม

เปนตน ไดมการออกแบบใหอาคารมรปลกษณท

ดโปรงและทนสมยดวยการเลอกใชกระจกจำานวน

มาก เพอใหอาคารไดรบแสงธรรมชาต ชวยให

ประหยดพลงงานไฟฟาแสงสวาง แตผลทตามมา

จากการใชกระจกคอ ความรอนทมาพรอมกบแสง

อาทตยททะลผานกระจกเขามาภายในอาคาร ถง

แมวาสวนใหญจะมการใชเครองปรบอากาศเพอ

ลดความรอนภายในอาคาร แตจะทำาใหระบบปรบ

อากาศ ตองรบภาระในการทำางานมากขน และไม

ชวยใหอาคารประหยดพลงงาน สารเคลอบ

กระจกกนความรอนมความเหมาะสมกบการใช

งานในอาคารเดม เนองจากการเปลยนกระจก

ชนดใหม ในอาคารเดมเปนททำาไดยาก อกทงสาร

เคลอบกระจกกนความรอน เปนนวตกรรมใหมท

ถกผลตขนมา เพอชวยลดปรมาณรงสอาทตยตรง

ทแผเขาสภายในอาคาร มประสทธภาพในการ

เคลอบกระจกใหมความสามารถใหการกนความ

รอนโดยวธการแผรงสใหเขามาภายในอาคารได

นอยท สด ชวยลดการทำางานของระบบปรบ

อากาศ และเนองจากสารเคลอบมความใสทำาให

รกษาทศนวสย และรบแสงธรรมชาตได ชวย

ประหยดคาใชจายและทรพยากร แมวาการใช

สารเคลอบกระจกจะมประโยชนมากมาย หาก

แตการประเมนอาคารตามเกณฑมาตรฐานของ

ประเทศไทยยงไมมการกำาหนดคาการตานทาน

ความรอนของสารเคลอบกระจกกนความรอน

ทำาใหในการคำานวณคาการกนความรอนของวสด

ไมไดนำามาคดรวมดวย ซงหากมการวจยเพอชวย

สรางความมนใจและสรางทางเลอกแกผเลอกใช

วสดนอกดวย

2. วตถประสงคของการศกษา

เพอศกษาประสทธภาพการประหยด

พลงงานของสารเคลอบกระจกกนความรอนกบ

กระจกหลายชนด และเปรยบเทยบสารเคลอบ

กระจกกนความรอนกบฟลมตดกระจก แนะนำา

แนวทางในการเลอกใชสารเคลอบกนความรอน

กบกระจกชนดตางๆ ทกอใหเกดประโยชน

3. ขอบเขตของการศกษางานวจย

ศกษาสารเคลอบกนความรอน โดยด

ตวแปรคาสมประสทธการถายเทความรอน (Q)

และคาสมประสทธการบงเงาของกระจก (Shading

coefficient) โดยจำาลองผลการใชพลงงานของ

อาคารเดม ประเภทบานพกอาศยสองชน และ

อาคารสำานกงานทใชกระจกในกรงเทพมหานคร

ประสทธภาพการประหยดพลงงานของสารเคลอบกระจกกนความรอนของอาคารในเขตสภาพอากาศแบบรอนชนธนะชย ถาวรวฒนสกล และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร58

และการวดประสทธภาพการใชงานอาคารทใช

เครองปรบอากาศ

4. ระเบยบวธการศกษา

ศกษาขอมล ทฤษฎและทบทวนวรรณ-

กรรมทเกยวของกบงานวจย ไดแก งานวจยเกยว

กบกระจก และการทดสอบประสทธภาพของแผน

ฟลมกนความรอน งานวจยดานการใชถายเท

ความรอนผานผนงของอาคารทเปนกระจก ศกษา

บทความท เก ยวก บปจจยตางๆ ท สงผลตอ

อณหภมภายในอาคารและการประหยดพลงงาน

เปนตน

ศกษาและกำาหนดตวแปรของงานวจย

ตวแปรตน ไดแก สารเคลอบกระจกกนความรอน

แผนฟลม และกระจกจำานวน 5 ชนด คอ กระจก

ใสหนา 3 มม. กระจกเขยวหนา 6 มม. กระจก

สะทอนความรอน 6 มม. กระจกอนซเลทใส และ

กระจกอนซเลท Low-E โดยกระจกทง 5 ชนด จะ

ทำาการทดลองเปน 3 ชดการทดลอง แบบท 1 คอ

กระจกธรรมดา แบบท 2 คอ ตดแผนฟลม และ

แบบท 3 คอ เคลอบสารกนความรอน ตวแปรตาม

ไดแก อณหภม และคาการใชพลงงาน (Watt/hr)

และตวแปรควบคม ไดแก ทศทาง ลกษณะ ขนาด

และตำาแหนงของกลองทดลอง ชวงระยะเวลาใน

การทดลอง และการจำาลองอาคาร

ขนตอนการทดลองและบนทกผลจาก

กลองทดลอง ใชเวลาในการทดลอง 1 ชวโมง 30

นาท และตงคาใหบนทกผลทกๆ 2 นาท ในแตละ

กรณ ดวยเครอง HOBO Logger กลองทดลองม

ขนาดภายใน 0.60x0.60x0.60 ม.ทำาดวยแผนโฟม

หนา 2 นว ดานนอกใชยปซมบอรดหนา 24 มม.

เปนโครงหลก ดานหนงของผนงกลองเจาะเปน

ชองลมเขาขนาดเสนผานศนยกลาง 3 นว และ

ผนงฝงตรงขามเจาะเปนชองลมออกขนาดเสน

ผานศนยกลาง 3 นว พรอมตดพดลมขนาดหนา

ตด 3 นว ทมคาอตราระบายอากาศ (CFM) เทากบ

20.89 ft3/min และผนงกลองดานหนาสำาหรบ

ตดตงกระจกขนาด 0.30x0.30 ม. โดยตดตงหลอด

ไฟอนฟราเรด 500w จำานวน 2 ดวง ใหหลอดไฟ

หางจากกลองประมาณ 0.40 ม. โดยตำาแหนง

ททำาการบนทกอณหภมมทงหมด 4 ตำาแหนง

ไดแก ภายในกงกลางกลอง ผวกระจกภายในกลอง

ชองลมเขา (in let) และชองลมออก (out let) ดรป

ท 1-2 ประกอบ

รปท1 ผงพนกลองทดลองแสดงตำาแหนงวดอณหภม

รปท 2 ภาพขณะทดลองเปดไฟสองกระจกทกลองทดลอง

นำาผลการทดลองของกระจกทง 15 กรณ

มาคำานวณในสมการทางคณตศาสตรหาคาการ

ถายเทความรอน (U-value) และสมประสทธการ

บงแดด (SC) จาก ASHRAE จากสมการตอไปน

Q = 1.08 x CFM x ΔT(°F) (1)

SC = (2)Q radiation

Q radiation (กระจก 3 mm)

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

59

ซงคา SC คำานวณไดจากการหาคาการ

ถายเทความรอนของกระจกชนดนนๆ หารดวย

คาการถายเทความรอนของกระจกใส 3 มม.

หลงจากนนทำาการจำาลองการใชพลงงาน

ในอาคาร โดยนำาผลการวเคราะหทได คอ U-

value และคา SC เพอแทนคาตวแปรในการสราง

วสดใหมในโปรแกรม VisualDOE 4.1 กบรปแบบ

อาคารอางอง คอ อาคารสำานกงาน (สวชญา ดาว

ประกายมงคล; อรรจน เศรษฐบตร, 2549) และ

บานพกอาศย 2 ชน

สรปผลการศกษาวจย เปรยบเทยบการใช

กระจกในแตละชดการทดลอง ในการใชพลงงาน

ของอาคารสำานกงาน และอาคารบานพกอาศย 2

ชน และนำาเสนอแนวทางในการกำาหนดการใชสาร

เคลอบและกระจกชนดตางๆ ทเหมาะสมตอการ

ใชพลงงานในอาคาร

5. ผลการศกษาวจย

จากการศกษาดวยกลองทดลองกบกระจก

ทงหมด 15 กรณ ศกษาโดยผลบนทกอณหภม

จากการทดลองทไดนำาคา ณ ชวงเวลาทมคา

อณหภมเรมคงทจากทง 4 ตำาแหนง

ตารางท 1 แสดงผลการบนทกอณหภมของตำาแหนงทวด

ทง 4 ตำาแหนง (ดรปท 1 ประกอบ)

NO COAT

ตำาแหนง

ท 1(°C)

ตำาแหนง

ท 2(°C)

ตำาแหนง

ท 3(°C)

ตำาแหนง

ท 4(°C)

Clear3mm 40.45 60.19 27.82 38.48

Green6mm 37.39 39.89 27.53 36.12

Reflective6mm 34.21 39.81 28.15 33.4

Insulate 6/12/6 37.03 48.33 27.00 36.08

Insulate Low-E 34.80 42.01 27.10 32.97

FILM

ตำาแหนง

ท 1(°C)

ตำาแหนง

ท 2(°C)

ตำาแหนง

ท 3(°C)

ตำาแหนง

ท 4(°C)

Clear3mm 36.85 47.9 27.08 35.95

Green6mm 35.01 37.61 27.28 34.14

Reflective6mm 34.55 40.74 28.02 33.55

Insulate 6/12/6 36.41 46.58 28.27 36.48

Insulate Low-E 33.53 40.29 27.79 33.51

COAT

ตำาแหนง

ท 1(°C)

ตำาแหนง

ท 2(°C)

ตำาแหนง

ท 3(°C)

ตำาแหนง

ท 4(°C)

Clear3mm 37.39 49.7 27.87 36.65

Green6mm 36.66 38.30 27.60 35.83

Reflective6mm 32.06 36.75 27.31 32.04

Insulate 6/12/6 34.58 37.49 26.68 34.09

Insulate Low-E 32.68 35.08 27.62 31.97

คาผลตางของอณหภม (ΔT) เปนคาทม

ความสำาคญเพอนำามาใชในการคำานวณ และแทน

คาในการจำาลองอาคารในโปรแกรมคอมพวเตอร

โดยหาได จากผลต างของอณหภ มลมเข า

(ตำาแหนงท 3) และอณหภมลมออก (ตำาแหนงท

4) จากนน หาคา SC เพอนำาไปใชในการกำาหนด

คาของกระจก ในโปรแกรม Visual DOE 4.1โดย

การนำาคา ΔT (°F) แทนคาในสมการ (1 )และ (2)

ตารางท 2 แสดงคา ΔT(°C), ΔT(°F) และ Shading coef-

ficient (SC)

NO COAT ΔT(°C) ΔT(°F) SC

Clear3mm 10.66 82.08 1

Green6mm 8.60 81.55 0.81

Reflective6mm 5.25 82.67 0.49

Insulate 6/12/6 9.08 80.60 0.85

Insulate Low-E 5.87 80.78 0.55

FILM ΔT(°C) ΔT(°F) SC

Clear3mm 8.87 80.74 0.83

Green6mm 6.86 81.11 0.64

Reflective6mm 5.53 82.44 0.52

Insulater 6/12/6 8.21 82.89 0.77

Insulate Low-E 5.72 82.03 0.54

COAT ΔT(°C) ΔT(°F) SC

Clear3mm 8.78 82.17 0.82

Green6mm 8.23 81.68 0.77

Reflective6mm 4.73 81.15 0.44

Insulate 6/12/6 7.41 80.02 0.70

Insulate Low-E 4.35 81.71 0.41

ผลการจำาลองอาคารสำานกงานสง 30 ชน

ขนาด 30,000 ตร.ม. พนทหนาตางตอพนทผนง

(Window to wall ratio, WWR) ไดแก WWR60%

และบานพกอาศยสองชนขนาด 200 ตร.ม. ดวย

โปรแกรม Visual DOE 4.1 โดยจำาลองอาคาร

ประสทธภาพการประหยดพลงงานของสารเคลอบกระจกกนความรอนของอาคารในเขตสภาพอากาศแบบรอนชนธนะชย ถาวรวฒนสกล และ ดร. อรรจน เศรษฐบตร60

แตละประเภทจะทำาการเปลยนชนดกระจกทง 15

กรณ โดยการสรางวสดกระจกดวยการใสคา SC

จากตารางท 2 และแสดงผลการใชพลงงานของ

อาคารแตละกรณ แสดงใชพลงงานของอาคาร

(kWh/y) ดงตารางท 3 และตารางท 4 ตามลำาดบ

ตารางท 3 แสดงคาการใชพลงงงานไฟฟาของอาคาร

สำานกงาน

NO COAT คาการใชพลงงาน (kWh/y)

Clear3mm 14,918,336

Green6mm 14,398,066

Reflective6mm 10,508,579

Insulate 6/12/6 14,887,808

Insulate Low-E 11,230,290

FILM คาการใชพลงงาน (kWh/y)

Clear3mm 14,750,300

Green6mm 12,318,708

Reflective6mm 10,869,026

Insulate 6/12/6 13,908,862

Insulate Low-E 10,989,354

COAT คาการใชพลงงาน (kWh/y)

Clear3mm 14,612,814

Green6mm 13,908,862

Reflective6mm 9,910,100

Insulate 6/12/6 13,054,594

Insulate Low-E 9,552,598

ตารางท 4 ผลการใชพลงงานไฟฟาของบานสองชน

NO COAT คาการใชพลงงาน (kWh/y)

Clear3mm 21,920

Green6mm 18,883

Reflective6mm 14,775

Insulate 6/12/6 21,338

Insulate Low-E 17,124

FILM คาการใชพลงงาน (kWh/y)

Clear3mm 19,152

Green6mm 16,220

Reflective6mm 15,236

Insulate 6/12/6 19,948

Insulate Low-E 16,772

COAT คาการใชพลงงาน (kWh/y)

Clear3mm 18,832

Green6mm 18,245

Reflective6mm 14,021

Insulate 6/12/6 18,740

Insulate Low-E 14,730

6. อภปรายและวเคราะหผลการศกษา

6.1 วเคราะหดานอณหภม จากผลการ

ศกษากลองทดลองกบกระจกทง 15 กรณ จาก

ตำาแหนงททำาการบนทกอณหภมทง 4 ตำาแหนง

สามารถนำามาวเคราะหเพอบอกถงแนวโนมของ

ประสทธภาพการตานทานความรอนของกระจก

ทตดแผนฟลม หรอเคลอบสารกนความรอน ทม

ผลตอการเพมหรอลดอณหภมจากกลองทดลอง

จดวดตำาแหนงท 1 2 และ 4 จากตางรางท 1

และตารางท 2 อณหภมตำา หมายถง กระจกม

ประสทธภาพการตานทานความรอนสงกวา กรณ

กระจกใสและกระจกเข ยว ท ตดแผนฟ ลม

ประสทธภาพสงกวาการทาสารเคลอบ และสงกวา

ไมเคลอบสาร กรณกระจก Insulate และกระจก

Low-E ททาสารเคลอบสงกวาตดแผนฟลม และ

สงกวาไมเคลอบสาร แตในกรณของกระจก Re-

flective ททาสารเคลอบ สงกวาไมทาสารเคลอบ

และสงกวาแผนฟลม จากทกกรณกระจกทตดแผน

ฟลมจะมอณหภมทลดลงเมอเทยบกบกระจกทไม

ไดเคลอบสาร ยกเวนกระจก Reflective ตดแผน

ฟลมกลบมอณหภมทสงขนเมอเทยบกบกระจกไม

ไดเคลอบสาร อาจเปนเพราะสารทฉาบบนกระจก

Reflective และแผนฟลม ทำาใหความรอนสะสม

ภายในกลองและผวกระจก โดยรวมกระจกททา

สารเคลอบเปรยบเทยบกบกระจกตดแผนฟลม ม

ประสทธภาพดานอณหภมทดกวา ประมาณ 1-2 °C

6.2 วเคราะหการใชพลงงานไฟฟาจากการ

จำาลองอาคารทง 2 ประเภท คอ อาคารสำานกงาน

และบานพกอาศยสองชน ทมการเปลยนชนดของ

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

61

กระจก มคาการใชพลงงานไฟฟาทแปรผนตาม ΔT

กลาวคอ ΔT ยงมคาตำาอตราการใชพลงงานของ

อาคารกจะลดนอยลงตามดวย จากการศกษากรณ

จำาลองอาคารบานพกอาศยสองชน จากตารางท

4 บานทตดตงกระจกธรรมดาโดยไมไดตดแผน

ฟลมหรอเคลอบสารกนความรอนมอตราการใช

พลงงานไฟฟาตอปทสง เมอเปรยบเทยบกบการ

ตดแผนฟลมและการทาสารเคลอบกนความรอน

สามารถชวยลดการใชพลงงานไดประมาณ 1,000-

3,000 kWh/y และจากผลการวเคราะหการใช

พลงงานไฟฟาของอาคารสำานกงาน จากตารางท

3 จำาลองอาคารสำานกงาน เชนเดยวกบกรณบาน

สองชน อาคารสำานกงานทใชกระจกธรรมดา ทไม

ไดตดแผนฟลมหรอทาสารเคลอบยอมใชพลงงาน

มากกวา และในแงของการใชพลงงานไฟฟาของ

อาคารททาสารเคลอบกนความรอนใชพลงงาน

นอยกวา อาคารทตดแผนฟลม โดยเฉพาะกระจก

Reflective กระจก Insulate กระจก Low-E ทใช

พลงงานนอยกวาประมาณ 100,000 kWh/y

7. บทสรป

การใชสารเคลอบกระจกกนความรอนม

ผลชวยในเรองของการลดอณหภมภายในของ

อาคารท แตกตางกนตามแตชนดกระจกโดย

อณหภมของกระจกทาสารเคลอบเปรยบเทยบกบ

กระจกทไมไดทาสารเคลอบแตกตางกน 1-3°C

นน หมายถง สารเคลอบกระจกมประสทธภาพ

ชวยใหอาคารประหยดพลงงาน และดวยคณ-

สมบตทเหมอนกนในการลดการถายเทความรอน

ของฟลมและสารเคลอบกระจกเมอเปรยบเทยบ

จากผลการศกษาสรปไดวาสารเคลอบกนความ

รอนจะมประสทธภาพทสงกวาการตดฟลม เมอ

ใชกบกระจกใส กระจกสะทอนความรอน กระจก

อนซเลทและกระจกอนซเลท Low-E เนองจาก

อณหภมของอาคารทลดลงและประหยดการใช

พล งงานกวา ยกเวนกระจกเข ยวต ดฟลมม

ประสทธภาพสงกวากระจกเขยวทาสารเคลอบแต

อตราการใชพลงงานตางกนไมมากนก อยางไร

กตามการพจารณาในการเลอกใชสารเคลอบ

กระจกจะมความเหมาะสมและเปนไปไดมากขน

เมอเพมการประเมนเชงทางเศรษฐศาตรควบคกบ

การวเคราะหดานการใชพลงงานจะชวยใหการ

เลอกใชสารเคลอบกระจกเกดประโยชนสงสด

กตตกรรมประกาศ

งานวจยนไดรบการสนบสนนกจาก บรษท

พเอมเค เซนทรล กลาส และไดรบการสนบสนน

สารเคลอบกระจกกนความรอนจากบรษท เทรด

ดงกรน จำากด เพอการทำาวทยานพนธ ซงผวจย

ขอขอบคณมา ณ ทน

References

สวชญา ดาวประกายมงคล. (2552). แนวทางการ

เลอกใชกระจกเปนผนงอาคารสำานกงานปรบ

อากาศเพอใหสอดคลองกบกฎกระทรวงการ

ออกแบบอาคารเพอการอนรกษพลงงาน พ.ศ.

2552. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต, คณะ

สถาปตยกรรมศาสตร, จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

อรรจน เศรษฐบตร. (2549). การพฒนาเกณฑ

ขนตำาของคณสมบตการปองกนความรอนของ

เปลอกอาคารในอาคารทาวนเฮาส. วารสาร

วจยและสาระสถาปตยกรรม/การผงเมอง,

5(1), 30-52.

Chaiyapinunt, S., Phueakphongsuriya, B.,

Mongkornsaksit, K., & Khomporn, N. (2005).

Performance rating of glass windows and

glass windows with films in aspect of thermal

comfort and heat transmission. Energy and

Buildings, 37, 725–738.