พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนของผนังอาคารที่มีมวลสารมาก

Thermal behavior of high mass building wall

Name: ณัฐกานต์ เกษประทุม

ThaSH: กำแพง

ThaSH: ความร้อน -- การถ่ายเท

ThaSH: ผนังอาคาร

Abstract: การวิจัยเรื่องพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนของผนังอาคารที่มีมวลสารมาก มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อค่าการหน่วงเหนี่ยวความร้อน และระดับความสำคัญที่มาจากปัจจัยดังกล่าว เพื่อหาแนวทางการประยุกต์ใช้ผนังมวลสารมากในอาคารให้เกิดความเหมาะสม ปัจจัยที่นำมาศึกษาได้แก่ค่าความจุความร้อน และอุณหภูมิพื้นผิวผนัง การทดลองแบ่งเป็น 2 ขั้นตอนคือ การทดลองจากกล่องทดลอง และการทดลอง ณ สถานที่จริง การเก็บข้อมูลประกอบด้วย (1) สภาวะไม่ปรับอากาศ ทดลองผนังคอนกรีตหนา 10, 20 และ 30 ซม. ผิวภายนอกได้รับและไม่ได้รับรังสีความร้อนโดยตรง ผิวภายนอกทาสีดำและสีขาว (2) สภาวะปรับอากาศทดลองผนังคอนกรีตหนา 10, 20 และ 30 ซม. ในช่วงเวลา 8.00-18.00 น., 20.00-6.00 น. และปรับอากาศตลอด 24 ชั่วโมง ในการทดลอง ณ สถานที่จริง ทดลองผนัง 2 ด้านได้แก่ ด้านทิศใต้ผิวภายนอกได้รับรังสีความร้อนโดยตรง และด้านทิศเหนือผิวภายนอกไม่ได้รับรังสีความร้อนโดยตรอง ผลการทดลองพบว่า (1) อิทธิพลค่าความจุความร้อนมีผลต่อค่าการหน่วงเหนี่ยวความร้อน นั่นคือผนังคอนกรีตที่มีความหนามากจะมีค่าความจุความร้อนมาก ทำให้มีค่าการหน่วงเหนี่ยวความร้อนมาก ผนังคอนกรีตหนา 30 ซม. จะมีช่วงเวลาหน่วงเหนี่ยวความร้อนสูงกว่าผนังคอนกรีตหนา 20 และ 10 ซม. เท่ากับ 1 และ 2.5 ชั่วโมง (2) อิทธิพลอุณหภูมิผิวผนังมีผลต่อการหน่วงเหนี่ยวความร้อน ผนังที่ผิวภายนอกไม่ได้รับรังสีความร้อนโดยตรงจะมีอุณหภูมิภายในเฉลี่ยต่ำกว่าผนังที่ได้รับรังสีโดยตรงเท่ากับ 0.6-1.8 องศาเซลเซียส และผนังที่ทาสีขาวจะมีอุณหภูมิภายในเฉลี่ยต่ำกว่าชุดผนังทาสีดำเท่ากับ 3-4 องศาเซลเซียส การทดลอง ณ สถานที่จริงพบว่าอิทธิพลดังกล่าวไม่มีผลต่อการหน่วงเหนี่ยวความร้อนถ้าผนังมีความหนามากขึ้น โดยในช่วงเวลากลางวันที่อุณหภูมิอากาศภายนอกสูงสุด ผนังด้านทิศใต้ซึ่งได้รับรังสีความร้อนโดยตรงจะมีอุณหภูมิผิวผนังภายนอกสูงกว่าผนังด้านเหนือซึ่งไม่ได้รับรังสีโดยตรงเท่ากับ 3.04 องศาเซลเซียส แต่จะมีอุณหภูมิผิวภายในเฉลี่ยต่างกันไม่เกิน 0.5 องศาเซลเซียส (3) การทดลองในสภาวะปรับอากาศ ผนังคอนกรีตหนา 30 ซม. จะใช้พลังงานในการลดความร้อนที่ถ่ายเทผ่านผนังน้อยกว่าผนังคอนกรีตหนา 20 และ 10 ซม. เท่ากับ 8 และ 10.7 บีทียูชั่วโมงต่อวัน นั่นคือผนังที่มีความหนามากจะมีปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทผ่านผนังน้อยกว่าผนังที่มีความหนาน้อยกว่า การเปิดเครื่องปรับอากาศตลอด 24 ชั่วโมงใช้พลังงานน้อยกว่าการปรับอากาศในช่วงเวลา 8.00-18.00 น. และ 20.00-6.00 น. เท่ากับ 0.3-0.5 บีทียูชั่วโมง นั่นคือความร้อนที่สะสมในผนังช่วงไม่ปรับอากาศทำให้เครื่องปรับอากาศใช้พลังงานสูงขึ้นเพื่อควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงที่ต้องการ (4) ผนังมวลสารมากเหมาะสมกับการใช้งานในช่วงเวลากลางวัน ผนังภายนอกไม่ได้รับรังสีความร้อนโดยตรงหรือทาสีขาวจะมีอุณหภูมิภายในเฉลี่ยช่วงเวลากลางวันเท่ากับ 30-32 องศาเซลเซียส ซึ่งต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศภายนอก 0.5-2.7 องศาเซลเซียส ผนังมวลสารมากไม่เหมาะสมกับการใช้งานในช่วงเวลากลางคืน เนื่องจากผลการทดลองมีอุณหภูมิภายในเฉลี่ยสูงกว่าอุณหภูมิอากาศภายนอก 3.7-8.3 องศาเซลเซียส ผลการวิจัยสรุปว่า (1) อาคารไม่ปรับอากาศและใช้งานในช่วงเวลากลางวันเหมาะสมกับการใช้ผนังมวลสารมากที่มีความหนามาก เพื่อเพิ่มค่าการหน่วงเหนี่ยวความร้อน ทำให้อุณหภูมิภายในต่ำกว่าภายนอกในช่วงเวลากลางวัน แม้อุณหภูมิภายในจะไม่อยู่ในเขตสบายแต่สามารถใช้การพัดพาของอากาศเพื่อปรับอุณหภูมิให้เข้าสู่เขตสบายได้ (2) อาคารไม่ปรับอากาศที่มีการใช้งานในช่วงเวลากลางคืนหรือการใช้งานตลอดทั้งวันไม่เหมาะสมกับการใช้ผนังมวลสารมาก เนื่องจากจะมีอุณหภูมิภายในสูงกว่าภายนอกในช่วงเวลากลางคืน (3) อาคารที่ปรับอากาศไม่ตลอด 24 ชั่วโมงไม่เหมาะสมกับการใช้ผนังมวลสารมาก เนื่องจากเครื่องปรับอากาศจะใช้พลังงานในการลดความร้อนสะสมในผนังเป็นปริมาณมากเพื่อจะควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงที่ต้องการ

Abstract: This research on the thermal behavior of high mass building evaluates factors in time lag and their magnitudes to discover the best construction for high mass building walls. The current factors examined heat capacity and sol air temperature. Testing models were divided into two stages as controlled environment and actual condition. Collected data included (1) non air-condition of 10, 20 and 30 cm thick of concrete wall with and without direct sun, black and white outside paint, (2) air condition of the same concrete walls during 8 am-6pm, 6 am-8pm and 24 hours. Results illustrated that (1) heat capacity affects a rise of time lag; walls of high mass have higher heat capacity and heat transfer. A 30 cm wall has the highest, followed by 20 cm and 10 cm walls respectively. Time lag of 30 cm wall was 1-2.5 hours longer than 20 cm and 10 cm walls. (2) Sol air temperature affects time lag; wall surface without direct heat radiation has average inside temperature less than with direct heat radiation as 0.6-1.8 degree celsius. White paint wall has average inside temperature less than black paint as 3-4 degree celsius. Increasing wall thickness makes average inside temperatures similar. (3) For air-conditioning model, 30 cm wall required less energy to reduce heat transfer than 20 cm and 10 cm walls as 8 and 10.7 Btu-hr/day, respectively. Thus, thicker mass wall has less heat transfer. For 24-hour air-condition, walls consumed energy less than 8am-6pm as 0.3-0.5 Btu-hr. It is meant that outside heat stores inside wall mass during non air-condition period, which requires more energy to reduce inside temperature. (4) High mass is suitable to be used during daytime without air-condition. Outside wall surface without direct heat radiation and with white paint have average inside temperature as 30-32 degree celsius during daytime which less than outside air temperature as 0.5-2.7 degree celsius. Therefore, high mass wall is not suitable during night time since the average inside air temperature is higher than outside air temperature as 3.7-8.3 degree celsius. It can be concluded thatn (1) a building with high mass wall is appropriate for daytime use without air condition since average inside air temperature is less than outside air temperature affecting from higher time lag. However, inside temperatures remain outside comfort zone, which could be reached by using other factors such as increasing air velocity. (2) High mass wall building without air condition should not be use during the night and 24-hour use since inside temperature is higher than outside temperature. (3) Only 24-hour air condition is suitable for high mass while the others consume more energy causing by heat storage inside wall mass.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Address: กรุงเทพมหานคร (Bangkok)

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: วรสัณฑ์ บูรณากาญจน์

Role: ที่ปรึกษา

Name: แน่งน้อย ศักดิ์ศรี

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2543

Issued: 2008-01-04

Modified: 2008-01-04

วิทยานิพนธ์/Thesis

ISBN: 9741312334

tha

DegreeName: สถาปัตยกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีอาคาร

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Nattakan.pdf	7.58 MB	195	2025-10-03 23:18:57

ใช้เวลา

0.035163 วินาที