ผลกระทบของวัสดุตกแต่งภายในต่อการสะสมความร้อน และความชื้นภายในอาคาร

Abstract

การใช้พลังงานภายในอาคารส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการทำงานของระบบปรับอากาศ เพื่อปรับสภาวะภายในอาคารให้อยู่ในเขตสบาย ปัจจัยหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาวะภายในอาคารเกิดจากปริมาณความร้อน และความชื้นที่สะสมอยู่ในส่วนต่างๆ ของอาคาร วัสดุตกแต่งภายในทุกชนิดมีคุณสมบัติในการสะสมความร้อนและความชื้น ด้วยเหตุนี้การเลือกใช้วัสดุตกแต่งภายในจึงมีผลต่อการเพิ่ม หรือลดภาระการทำความเย็นของระบบปรับอากาศ การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาพฤติกรรมในการสะสมความร้อนและความชื้นของวัสดุตกแต่งภายในอาคาร ในสภาวะที่มีการควบคุมอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ให้คงที่ ปริมาณความร้อนและความชื้นที่สะสมอยู่ในวัสดุต่างๆ ภายในห้องจึงกลายเป็นภาระการทำความเย็นของระบบปรับอากาศ โดยเฉพาะในช่วงที่เริ่มเปิดระบบปรับอากาศ กระบวนการวิจัยประกอบด้วย การศึกษาและรวบรวมข้อมูลของวัสดุตกแต่งภายในอาคารที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน โดยรวบรวมตัวอย่างของวัสดุตกแต่งภายในมาทดสอบจำนวน 32 ชนิด โดยแยกเป็น 6 กลุ่ม ได้แก่ วัสดุประเภทพรม วัสดุประเภทผ้า วัสดุบุเฟอร์นิเจอร์ วัสดุประเภทวอลล์เปเปอร์ วัสดุโครงสร้างภายใน และหนังสือ ขั้นตอนต่อมา คือ การวิเคราะห์ความสามารถในการสะสมความร้อน และความชื้นของวัสดุแต่ละชนิด โดยการทำให้วัสดุดูดซับความร้อน และความชื้นอย่างเต็มที่ด้วยการนำไปไว้ภายนอกห้องปรับอากาศ ในขณะเดียวกันทำการตรวจสอบน้ำหนักของวัสดุตัวอย่างแต่ละชนิด เพื่อประเมินค่าน้ำหนักของวัสดุภายใต้สภาวะภายนอกที่มีอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ค่อนข้างสูง ขั้นตอนต่อมา คือ นำวัสดุเข้ามาไว้ภายในห้องปรับอากาศแล้วทำการวิเคราะห์หาปริมาณความชื้นที่ลดลงเนื่องจากการสูญเสียความชื้นภายในห้องปรับอากาศ ความแตกต่างระหว่างน้ำหนักที่อยู่ภายนอกเปรียบเทียบกับภายในห้องปรับอากาศ ก็คือ ความชื้นที่สะสมอยู่ในวัสดุ ซึ่งจะกลายเป็นภาระการทำความเย็นของระบบปรับอากาศที่เกิดจากการสะสมความชื้นของวัสดุนั้น ผลจากการวิจัยพบว่า พรมใยขนแกะ ซึ่งมีน้ำหนักของขนพรมเท่ากับ 2 1/2 ปอนด์ต่อตารางหลา มีความสามารถในการสะสมความร้อน และความชื้นสูงสุดเมื่อเทียบกับวัสดุทั้งหมด ซึ่งมีปริมาณความร้อนแฝงเท่ากับ 227.77 บีทียูต่อตารางเมตร และมีค่าปริมาณความร้อนสัมผัสเท่ากับ 15.99 บีทียูต่อตารางเมตร คิดเป็นปริมาณความร้อนรวมเท่ากับ 243.76 บีทียูต่อตารางเมตร ในขณะที่ผ้าลินินมีความสามารถในการสะสมความร้อนและความชื้นต่ำสุด มีปริมาณความร้อนแฝงเท่ากับ 12.25 บีทียูต่อตารางเมตร และมีค่าปริมาณความร้อนสัมผัสเท่ากับ 0.64 บีทียูต่อตารางเมตร คิดเป็นปริมาณความร้อนรวมเท่ากับ 12.89 บีทียูต่อตารางเมตร ข้อมูลที่ได้รับจากการวิจัยเป็นเพียงปริมาณความร้อนที่ได้จากการทดลองงแต่ในการออกแบบเพื่อกำหนดภาระการทำความเย็นของระบบปรับอากาศต้องใช้ค่าอุณหภูมิสูงสุดซึ่งเป็นค่าที่กำหนดจากมาตรฐานการปรับอากาศ (ASHRAE) จากการคำนวณพบว่า พรมใยขนแกะ ดังกล่าวมีปริมาณค่าความร้อนแฝงเท่ากับ 283.72 บีทียูต่อตารางเมตร และมีค่าปริมาณความร้อนสัมผัสเท่ากับ 47.96 บีทียูต่อตารางเมตร คิดเป็นปริมาณความร้อนรวมเท่ากับ 331.68 บีทียูต่อตารางเมตร ส่วนผ้าลินินมีค่าปริมาณความร้อนแฝงเท่ากับ 15.26 บีทียูต่อตารางเมตร และมีค่าปริมาณความร้อนสัมผัสเท่ากับ 1.64 บีทียูต่อตารางเมตร คิดเป็นปริมาณความร้อนรวมเท่ากับ 16.90 บีทียูต่อตารางเมตา ค่าสูงสุดที่ได้จากมาตรฐานการปรับอากาศ (ASHRAE) เมื่อนำมาคำนวนเปรียบเทียบพื้นที่วัสดุต่อขนาดเครื่องปรับอากาศ พบว่าพื้นที่พรมใยขนแกะคิดเป็น 36.1 ตารางเมตร/ตัน. ชั่วโมง. ผ้าลินินคิดเป็นพื้นที่ 710.1 ตารางเมตร/ตัน.ชั่วโมง. ผลการวิจัยแสดงว่าการสะสมความร้อนและความชื้นของวัสดุตกแต่งภายในมีอิทธิพลอย่างรุนแรงต่อการทำงานของระบบปรับอากาศ ดังนั้นในการเลือกใช้วัสดุตกแต่งภายในจำเป็นต้องพิจารณาถึงคุณสมบัติในการสะสมความร้อนของวัสดุเพื่อลดภาระการปรับอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเริ่มต้นเปิดระบบปรับอากาศ