สมรรถนะของระบบผนังกระจกสองชั้นแบบใช้การระบายอากาศโดยวิธีธรรมชาติ

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของระบบผนังกระจกสองชั้นแบบใช้การระบายอากาศโดยวิธีธรรมชาติ โดยใช้กล่องทดลองมีขนาด 1.3x2.5x3.0 ม. มีความกว้างของช่องลมเข้าและช่องลมออก 0.3 ม.และมีความกว้างของช่องอากาศ 0.3 ม.ทำการทดลองโดยใช้แสงจากหลอดฮาโลเจนขนาด 500 W จำนวน 8 หลอด แทนแสงอาทิตย์จริง ทำการทดลองในห้องปิดที่ไม่มีอิทธิพลของรังสีอาทิตย์และแรงลมภายนอกเข้ามาเกี่ยวข้อง วัดอุณหภูมิและความเร็วลมในส่วนต่างๆ ของกล่องทดลอง ทำการทดลองกับกระจก 5 ชนิด โดยกระจกชั้นนอกจะใช้กระจก 3 ชนิดคือ กระจกใส กระจกสีตัดแสง และกระจกสะท้อนแสง ส่วนกระจกชั้นในจะใช้กระจกใสและกระจกอินซูเลทใสเพื่อเป็นตัวแทนของกระจกที่มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูงและต่ำตามลำดับ ซึ่งกระจกทั้ง 5 ชนิดนี้สามารถนำมาจับคู่เพื่อทำการทดลองได้ทั้งหมด 6 รูปแบบคือ กระจกใสกับกระจกใส กระจกสีตัดแสงกับกระจกใสกระจกสะท้อนแสงกับกระจกใส กระจกใสกับกระจกอินซูเลทใส กระจกสีตัดแสงกับกระจกอินซูเลทใส และกระจกสะท้อนแสงกับกระจกอินซูเลทใส

หลังจากนั้นนำค่าอุณหภูมิและความเร็วลมที่วัดได้มาคำนวณโดยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อหาค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมของผนัง (U-factor) จากการคำนวณพบว่าความต่างของอุณหภูมิผิวกระจกชั้นนอกกับอุณภูมิภายในช่องอากาศ เป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดความเร็วลมและค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน (h_c) ถ้ามีความต่างมากความเร็วลมและค่า h_c ภายในช่องอากาศก็จะมีค่ามากตาม ซึ่งค่า h_c จะมีผลต่อค่า U-factor ของระบบผนังกระจกสองชั้นเป็นอย่างมาก โดยค่า U-factor ของระบบผนังกระจกสองชั้นที่มีกระจกสะท้อนแสงเป็นกระจกชั้นนอกและกระจกอินซูเลทใสเป็นกระจกชั้นในมีค่า U-factor น้อยที่สุดคือ 0.843 W/m².K และระบบผนังกระจกสองชั้นที่มีกระจกสีตัดแสงเป็นกระจกชั้นนอกและกระจกใสเป็นกระจกชั้นในมีค่า U-factor มากที่สุดคือ 1.464 W/m².K และเมื่อนำค่า U-factor ของระบบผนังกระจกสองชั้นมาเปรียบเทียบกับระบบผนังกระจกชั้นเดียว พบว่าค่า U-factor ของระบบผนังกระจกสองชั้นมีค่าต่ำกว่า 51-72%

การใช้กระจกสะท้อนแสงเป็นกระจกชั้นนอกในระบบผนังกระจกสองชั้นจะมีประสิทธิภาพในการกันความร้อนได้ดีที่สุดเนื่องจากเมื่อนำมาประกอบเป็นระบบผนังกระจกสองชั้นแล้วจะมีค่า U-factor และ ค่าสัมประสิทธิ์การบังแดด (SC) ที่น้อยที่สุด การใช้กระจกชั้นในเป็นกระจกอินซูเลทใสจะทำให้ลดความแตกต่างของค่า U-factor ที่เกิดขึ้นเมื่อกระจกชั้นนอกเป็นกระจกต่างชนิดกันลงได้ โดยในระบบผนังกระจกสองชั้นค่า SC จะมีผลต่อประสิทธิภาพในการกันความร้อนมากกว่าค่า U-factor เนื่องจากค่า U-factor ของระบบผนังกระจกสองชั้นจะมีค่าใกล้เคียงกันแม้ว่ากระจกภายนอกจะต่างชนิดกัน