การปรับปรุงหลังคาเพื่อลดภาระการทำความเย็น : กรณีศึกษาอาคารของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการหาแนวทางการปรับปรุงหลังคาภายในอาคาร ทำการศึกษารูปแบบหลังคาที่ใช้กันทั่วไปในประเทศไทย จากการเลือกตัวอย่างศึกษาอาคารของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เพื่อหาวิธีป้องกันความร้อนที่ถ่ายเทเข้ามาทางหลังคาในการลดภาระการทำความเย็นให้แก่อาคาร หลังคากรณีศึกษา 4 ประเภท ได้แก่ หลังคากระเบื้องลอนคู่ หลังคากระเบื้องซีเมนต์ หลังคาแผ่นโลหะ และหลังคาคอนกรีตเสริมเหล็ก จากกรณีศึกษา 6 กรณี ในช่วงต้นของงานวิจัย เป็นการศึกษาอิทธิพลของตัวแปรต่าง ๆ ที่มีผลต่อการถ่ายเทความร้อนทางหลังคา ศึกษาค่าการถ่ายเทพลังงานความร้อนรวมทางหลังคา (RTTV) และค่าประเมินสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน จากการศึกษาพบว่า ตัวแปรสำคัญหนึ่งในการประเมินค่าพลังงานความร้อนที่ถ่ายเทเข้ามาทางหลังคา คือ อุณหภูมิอากาศภายในห้องค่า RTTV จากการวัดจริงของหลังคาระบบปิดส่วนใหญ่ จะมีค่าเกินข้อกำหนดมาตรฐาน (25 วัตต์ ต่อตารางเมตร) และการประเมินหาค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน จากอาคารจริง พบว่า เป็นค่าที่เปลี่ยนแปลงในแต่ละช่วงเวลา ตามอิทธิพลของตัวแปรต่าง ๆ จะแตกต่างจาก ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน ตามทฤษฏีซึ่งอยู่ภายใต้สภาวะที่ถูกควบคุมไว้ หลังคาที่มีคุณสมบัติในการป้องกันความร้อน จากการประเมินค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน เรียงจากมากไปน้อย ดังนี้ หลังคาคอนกรีตเสริมเหล็กฝ้าเพดานยิบซั่มบอร์ดบุฉนวนใยแก้วหนา 2 นิ้ว วางแนวระนาบ, หลังคาแผ่นโลหะผสม พร้อมช่องระบายอากาศ ฝ้าเพดานไม้อัดยาง วางแนวระนาบ, หลังคากระเบี้องลอนคู่ ฝ้าเพดานยิบซั่มบอร์ดวางเอียงตามหลังคา, หลังคากระเบี้องลอนคู่ ฝ้าเพดานยิปซั่มบอร์ด วางแนวระนาบ, หลังคากระเบื้องซีเมนต์ฝ้าเพดานยิบซั่มบอร์ด วางแนวระนาบ, และหลังคาคอนกรีตเสริมเหล็กชนิดไม่มีฝ้าเพดาน ตามลำดับ อีกส่วนหนึ่งของงานวิจัยเป็นการเปรียบเทียบการใส่ฉนวนกันความร้อนแต่ละประเภทเหนือฝ้าเพดาน การใส่ฉนวนใยแก้วหรือใยหิน ที่ความหนาหนึ่งนิ้วแรก จะช่วยลดปริมารการใช้พลังงานไฟฟ้ามากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับนิ้วถัดไป สำหรับการปรับปรุงหลังคาที่ต้องการระยะเวลาคืนทุน 3 ปี สำหรับอัตราค่าไฟฟ้าเดิม ฉนวนกันความร้อนที่เหมาะสมจากการศึกษาคือฉนวนเส้นใยเซลลูโลสชนิดอัดกาวหนา 1 นิ้ว, ฉนวนหินหนา 2 นิ้ว และฉนวนใยแก้วหนา 2 นิ้ว จะช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในอาคารได้ถึงร้อยละ 22.9, 25.9 และ 26.1 ตามลำดับ ส่วนอัตราค่าไฟฟ้าใหม่ ฉนวนกันความร้อนที่เหมาะสมจากการศึกษา คือ ฉนวนใยหินหนา 6 นิ้ว และฉนวนใยแก้วหนา 6 นิ้ว จะช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในอาคารได้ถึงร้อยละ 30.2 และ 30.3 ตามลำดับ ดังนั้น การปรับปรุงหลังคาภายในอาคารของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย อย่างเหมาะสม จะช่วยประหยัดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า และมีระยะเวลาคืนทุนที่เหมาะสมได้