แสงธรรมชาติทางด้านบนสำหรับอาคารในประเทศไทย

บทคัดย่อ

งานศึกษานี้นำเสนอความเป็นไปได้ในการใช้แสงธรรมชาติจากด้านบนกับอาคารในประเทศไทย โดยเทคนิคในการออกแบบ 4 รูปแบบ ได้แก่: (1) ช่องเปิดพื้นฐาน (Base-case skylight); (2) ช่องเปิดแบบ Skylight; (3) ช่องเปิดแบบ Monitor; และ (4) ช่องเปิดแบบ Sawtooth ทำการศึกษากับอาคารชั้นเดียวที่มีความสูงพื้นถึงฝ้าเพดาน 8 เมตร ส่วนแรกของบทความนำเสนอการวิเคราะห์รูปตัดของห้องและช่องเปิดต่างๆ เพื่อพิจารณาทิศทางของแสงตรงจากดวงอาทิตย์ (Direct sunlight) และการมองเห็นพื้นที่โดมท้องฟ้าที่เข้าสู่ช่องเปิดด้านบน และใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ DIALux 4.13 จำลองแสงสว่าง เพื่อเปรียบเทียบความแตกต่างด้านปริมาณที่ระดับพื้นห้อง และระดับ 3 เมตร จากฝ้าเพดาน (เสมือนห้องที่มีความสูงพื้นถึงฝ้าเพดาน 3 เมตร) ช่วงเวลาที่ทำการจำลอง ได้แก่ 9:00 น. 12:00 น. และ 15:00 น. ภายใต้สภาพท้องฟ้าแบบมีเมฆปกคลุมบางส่วน (Partly cloudy sky) ของวันที่ 21 ในเดือนมีนาคม มิถุนายน กันยายน และธันวาคม ส่วนที่สองของการศึกษาสมการคำนวณตัวประกอบแสงธรรมชาติ (Daylight factor) สำหรับการให้แสงสว่างทางด้านบนที่แนะนำในทฤษฎีในต่างประเทศ และเปรียบเทียบค่าที่คำนวณกับผลที่ได้จากการจำลองในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ผลการศึกษาพบว่า ปริมาณแสงสว่างเฉลี่ยที่ ขึ้นกับรูปแบบช่องเปิด ช่วงเวลาที่พิจารณา สอดคล้องกับการวิเคราะห์แสงสว่างด้วยรูปตัด ช่องเปิดแบบพื้นฐานให้ค่าความสว่างสูงสุด ช่องเปิดแบบ Skylight ช่องเปิดแบบ Monitor และช่องเปิดแบบ Sawtooth มีปริมาณแสงเฉลี่ยลดลงตามลำดับ ช่องแสงแบบ Skylight มีความสว่างเฉลี่ยสูงที่สุดในเวลา 12:00 น. ช่องเปิดแบบ Monitor และSawtooth จะมีความสว่างเฉลี่ยในเวลา 9:00 น. และ 15:00 น. ที่สูงกว่าความสว่างเฉลี่ยในเวลา 12:00 น. ผลที่ได้จากบทความแสดงให้เห็นว่าค่าที่คำนวณจากสมการทางคณิตศาสตร์ใกล้เคียงกับค่าที่ได้จากการจำลองด้วยโปรแกรมทางคอมพิวเตอร์สำหรับช่องเปิดแบบ Monitor และ Sawtooth การกระจายแสงสว่างจากช่องแสงด้านบนในทุกรูปแบบจะมีปริมาณแสงสว่างสูงสุดบริเวณพื้นที่ใต้ช่องเปิด และลักษณะของการกระจายแสงสามารถประเมินเบื้องต้นได้ด้วยการใช้รูปตัดของห้องในการวิเคราะห์ได้