โดยทั่วไปแล้วในการร่ำเรียนสถาปัตยกรรมในโรงเรียนสถาปัตย์ในไทย

เบื้องต้นของหลักสูตรการสอนนั้น ปฏิเสธไม่ได้เลยว่าการเรียนรู้และทำความเข้าใจเรื่อง Site Orientation

ไม่ว่าจะเป็นการเข้าใจและคำนึงถึงเรื่องแดด/ลม/ฝน และการทำให้อาคารอยู่ในสภาวะน่าสบายเป็นการเรียนพื้นฐานของคณะนี้

การเข้าใจเรื่องพื้นฐานเหล่านี้ส่วนใหญ่มักจะถูกต่อยอดไปสู่การออกแบบอาคารโดยการวาง Planning ที่ตอบสนองต่อทิศทางของลม

โดยเฉพาะในพื้นที่ใน Tropical Zone ที่ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมมักจะเป็นตัวแปรสำคัญต่องานออกแบบ ไม่ว่าจะเรื่องแดด ลม หรือฝน

ดังนั้นคำถามที่สำคัญก็คือ อะไรเป็นเครื่องยืนยันว่าการออกแบบหรือความเข้าใจผู้ออกแบบต่อพื้นที่และงานออกแบบ

จะสามารถตอบคำถามและหาคำตอบในการออกแบบให้เป็นไปตามที่ผู้ออกแบบคิดได้จริงๆ

(แน่นอนว่าต่อให้มีการใช้โปรแกรมคำนวนก็อาจไม่ได้ตรงตามนั้นจริงๆ)

การแก้ปัญหาการระบายอากาศภายในบ้านโดยใช้ Simulation Analysic of Velocity ประเมินการไหลเวียนลม

Simulation Analysis of Internal Flow Velocity(ตอนแรก)

Source: pasa architects co., ltd

เมื่อหลายเดือนก่อนมีงานจ้างงานหนึ่งเป็นการแก้ไขปัญหากับบ้านที่เขาอยู่อาศัยมาแล้ว 4-5 ปี

เป็นบ้านคอนกรีตเสริมเหล็ก(ค.ส.ล.) รูปทรงโมเดิร์น(ตามนิยามทั่วไป) ไม่มีชายคาและมีกระจกโดยรอบ

โดยโจทย์ที่เป็นปัญหาหลักๆ ที่ทางผู้ว่าจ้างเผชิญอยู่ก็คือ

1.อากาศร้อนมากมากในบริเวณชั้น 2

2.อากาศไม่ระบายเลยในชั้น 2

3.เกิดฝนสาดเข้าตามร่องประตูหน้าต่างโดยรอบอาคาร

หากจะอธิบายทั้งโครงการอาจจะเป็นเรื่องที่ยืดยาวเกินไป ดังนั้นในการอธิบายครั้งนี้อาจจะเน้นไปที่การแก้ปัญหาเฉพาะในข้อที่ 2

ซึ่งคือปัญหาการที่อากาศภายในอาคารไม่ถ่ายเท

อย่างไรก็ตามการออกแบบหรือการแนะนำลูกค้า แม้ว่าจะพอที่จะแนะนำแนวทางการแก้ไขปัญหาเบื้องต้นได้บ้าง

แต่อะไรจะเป็นสิ่งที่ยืนยันว่า ชุดแนวทางการแก้ไขปัญหาของเรานั้นจะถูกต้อง แม่นยำและสมเหตุสมผล

เรื่องตลกระหว่างทางคือ เมื่อเดือนก่อนพี่ไอซ์(Siree Thirakomen) ก็ทักมาคุยว่าเขาอยากกลับมาทำงานตามที่เขาได้เรียนมาในสมัย ป โท

ซึ่งก็ประจวบเหมาะกับงานที่เรากำลังได้รับโจทย์มาให้ทำ

(พี่ไอซ์จบ MSc Renewable Energy and Architecture at University of Nottingham)

เหมือนฟ้าประทานพร ในโปรเจคนี้เราจึงได้พี่ไอซ์มาทำ Simulation Analysis ให้

แต่ก่อนอื่น เบื้องต้นจำเป็นที่จะต้องปูพื้นคำศัพท์ที่อยู่ใน Simulation ก่อน เพื่อให้พอจะสามารถเข้าใจข้อมูลได้ถูกต้อง

Predicted Mean Vote(PMV)

ในเชิงไอเดียก็คือ หากยิ่งค่าใกล้ 0 เท่าไหร่ หมายถึงว่าพื้นที่ดังกล่าวจะอยู่ในสภาวะน่าสบายที่สุด

Uniformity Index

ค่าความเสถียรของลมเช่น หาก Unifomity Index ใกล้ 1 มากเท่าไหร่ แปลว่าความเสถียรของลมภายในมีความผันผวนน้อย

Velocity(Wind Speed)

การไหลของอากาศ(ความเร็วลม) โดยปกติทั่วไปแล้วการไหลของลมภายในอาคารที่อยู่ในสภาวะน่าสบายจะเฉลี่ยอยู่ประมาณ 0.5 m/s

Source: อิทธิพลของระยะเวลาของการอยู่ในพื้นที่เปลี่ยนถ่ายต่อการรับรู้อุณหภูมิในห้องปรับอากาศ

สมมุติฐานแรกของการประเมินการแก้ปัญหาของ Velocity ภายในอาคารนั้น หากดูการวิเคราะห์จากรูปด้านและแปลน

จะเห็นได้ว่าแม้อาคารจะมีกระจกโดยรอบ แต่กระจกดังกล่าวมีช่องเปิดจำนวนน้อยมากๆ

ซึ่งในแง่หนึ่งหมายถึงว่า แม้อาคารจะเปิดให้แสงเข้าสู่อาคารได้ปริมาณมาก(แสงมาพร้อมความร้อนโดยทั่วไป) แต่จำนวนช่องเปิดที่น้อยเกินไปจะไม่ส่งผลให้ลมเข้าสู่อาคาร

โดยการอธิบายการไหลของลมเบื้องต้น เรามักจะเปรียบเทียบ 'ลมเหมือนกับน้ำ'

ให้ลองจินตนาการว่าลมคือน้ำที่อยู่ในสายยาง หากทางเข้าและออกเท่ากันน้ำก็จะไหลปกติ แต่หากทางเข้าเล็กกว่าออกก็จะไหลเอื่อย

ในทางตรงกันข้ามหากทางเข้าใหญ่แต่ทางออกเล็กน้ำก็จะไหลแรง

ซึ่งแปลว่าหากจะสรุปสมมุติฐานเบื้องต้นก็จะได้ข้อสรุปที่ว่าอากาศมีทางเข้าและทางออกที่น้อยเกินไป จึงมีส่วนทำให้ไม่เกิดลมที่พักผ่านภายในอาคาร

เช่นเดียวกับ Simulation(image.1) ก็แสดงให้เห็นว่าสภาพในปัจจุบันภายในพื้นที่ชั้น 2 ลมที่เข้าสู่อาคารในพื้นที่ต่างๆ(Point A-F) ทั้งหมดแทบจะต่ำกว่า 0.3 m/s

รูปด้านทางทิศตะวันตก

รูปด้านทางทิศตะวันออก

Image.1 Source: Siree Thirakomen

ดังนั้นแนวทางการปรับปรุงเบื้องต้นจึงมุ่งไปที่การปรับเปลี่ยนและขยายช่องเปิดให้มากขึ้นกว่าเดิมเพื่อคาดหวังให้เกิดการไหลเวียนและการพัดผ่านของลมที่มากขึ้นกว่าเดิม

โดยจะทำการยกเลิกบานติดตายของหน้าต่างปัจจุบันบางส่วนออกและเปลี่ยนให้กลายเป็นบานเปิดเต็มบาน(ทั้งด้านทิศตะวันตกและตะวันออก)

โดยคาดหวังว่าให้เกิดช่องรับลมที่มากพอให้เกิดลมภายในที่ใกล้เคียงกับ 0.5m/s มากที่สุด

Source: pasa architects co., ltd

อ่านต่อ: Simulation Analysis of Internal Flow Velocity(ตอนจบ)

Note:

ตัวแปรควบคุมของการทำ Simulation

1. Wind Speed(แรงลมจากด้านนอก): 0.75m/s

2. Air Temperature(อุณหภูมิภายนอก): 30 องศาเซลเซียส

3. Radiant Temperature(การส่งผ่านความร้อนจากวัสดุ): 26 องศาเซลเซียส(ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่หักลบจากวัสดุกรอบอาคารแล้ว)

4. Active Rate(การใช้งานภายในพื้นที่): 1.50 หมายถึงกำหนดให้คนทำกิจกรรม เช่น เดินไปเดินมาภายในบ้าน

5. Clothing(การแต่งกาย): 0.50 หมายถึงการแต่งตัวแบบสบายๆ เช่น เสื้อยืด กางเกงขาสั้น