ประสิทธิภาพแผงสะท้อนแสงเหนือระนาบทำงานภายในอาคาร

Abstract

The efficiency of interior daylighting panels

งานวิจัยนี้จึงมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาแนวคิดการนำแสงธรรมชาติเข้ามาทดแทนแสงประดิษฐ์ในอาคารด้วยการนำแผงสะท้อนแสงเหนือระนาบทำงานภายในอาคาร (interior daylighting panels) มาใช้เสริมกับหิ้งสะท้อนแสง (lightshelves) เพื่อให้แสงจากช่องเปิดด้านข้าง ตกลงบนระนาบทำงานเพิ่มขึ้น และเสริมประสิทธิภาพการเพิ่มความส่องสว่างในอาคารของหิ้งสะท้อนแสง โดยการศึกษากำหนดขอบเขตเป็นอาคารสำนักงาน ที่ตั้งในเขตละติจูด 14 องศาเหนือ และมีช่วงเวลาใช้งาน 8.00-16.00 น. ทำการศึกษาตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของแผงสะท้อนแสงเหนือระนาบทำงานทั้งตัวแปรกายภาพด้านรูปแบบ พื้นผิววัสดุ ระดับติดตั้ง และตัวแปรที่ช่วยส่งเสริมประสิทธิภาพด้านรูปทรงของหิ้งสะท้อนแสงที่ช่องเปิดอาคาร รวมทั้งหมด 120 การทดลอง ประเมินผลโดยใช้หุ่นจำลองในการวัดค่าเดย์ไลท์ แฟคเตอร์ (daylight factor) ที่เพิ่มขึ้นและระยะที่ความส่องสว่างผ่านเกณฑ์ 2 %DF จากช่องเปิดทิศเหนือ-ใต้ แล้วนำผลมาคำนวณกับข้อมูลปริมาณแสงกระจายจากท้องฟ้าเฉลี่ยรายชั่วโมงของทุกเดือน เพื่อหาความส่องสว่างจากแสงธรรมชาติที่ได้และแสงประดิษฐ์ที่ต้องการเพิ่มมาเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงาน

ผลการศึกษา พบว่าแผงสะท้อนแสงเหนือระนาบทำงานที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดทางด้านกายภาพ คือลักษณะโค้งระนาบนอน พื้นผิวมีการสะท้อนแสงลักษณะกระเจิงแสง (spread reflection) และติดตั้งที่ระดับความสูงประมาณ 2.75 เมตร มีประสิทธิภาพในการเพิ่มระยะจากช่องเปิดที่มีค่าความส่องสว่างเพียงพอจากกรณีปกติ (base case) ที่ใช้ หิ้งสะท้อนแสงแบบเรียบที่ช่องเปิดอย่างเดียวเพิ่มขึ้น 1.70 เมตร หรือ 42.50% ในทิศเหนือ และเพิ่มขึ้น 1.75 เมตร หรือ 53.85% ในทิศใต้ ประหยัดพลังงานเพิ่มขึ้น 34.42 %ต่อปีในทิศเหนือและ 12.40 % ต่อปีในทิศใต้ นอกจากนี้ยังพบอีกว่าหากมีการใช้แผงสะท้อนแสงเหนือระนาบทำงานดังกล่าวนี้ร่วมกับหิ้งสะท้อนแสงโค้งจะสามารถเพิ่มระยะที่แสงสว่างเพียงพอได้อีก 10.53% ในทิศเหนือ และ 16.00%ในทิศใต้ อีกทั้งสามารถประหยัดพลังงานเพิ่มขึ้นได้อีก 17.68 %ต่อปีในทิศเหนือ และ 14.13 % ต่อปีในทิศใต้อีกด้วย โดยข้อสรุปที่ได้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอาคารที่มีการใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาติผ่านช่องเปิดด้านข้างต่อไป