จากการที่ประเทศไทยมีอัตราการขยายตัวของการใช้พลังงานไฟฟ้ามากขึ้นส่วนหนึ่ง มาจากอาคารพักอาศัยประเภททาวน์เฮ้าส์มีปริมาณเพิ่มขึ้น อาคารพักอาศัยประเภทอาคารทาวน์เฮ้าส์ สร้างในพื้นที่ดินจำกัดมีลักษณะเป็นแถวจำนวนหลายหน่วย ทำให้แต่ละหน่วยของอาคารมีหน้าต่าง จำนวนจำกัด ดังนั้นการออกแบบหน้าต่างให้มีประสิทธิภาพในการใช้สอย ในด้านการระบาย อากาศ แสงสว่าง และป้องกันความร้อนเพื่อให้เกิดความสบายและประหยัดพลังงาน มีความ จำเป็นต่ออาคารทาวน์เฮ้าส์ในแต่ละหน่วยของแถว จึงทำการศึกษาเพื่อหาแนวทางการออกแบบ ตามขั้นตอนดังต่อไปนี้ - ศึกษาสภาพอุณหภูมิในเขตกรุงเทพมหานคร โดยนำข้อมูลสภาพอากาศจากกรมอุตุนิยมวิทยา หาช่วงเวลาที่สภาพอากาศอยู่ในสภาวะที่น่าสบาย และเกินขีดความสบายโดยเปรียบเทียบกับ มาตราฐาน ECI (Webb C.G.1960) พบว่าขอบเขตของสภาวะอุณหภูมิที่สูงเกินขีดความสบายในเขต กรุงเทพมหานครส่วนใหญ่อยู่ในช่วงเดือนเมษายน-มิถุนายน เวลา 09.00 น.-20.00 น. ช่วงเดือนกรกฎาคม-กันยายน เวลา 09.30 น.-19.00 น. ช่วงเดือนตุลาคม-มกราคม เวลา 10.30 น.-17.00 น. ช่วงเดือนกุมภาพันธ์-มีนาคม เวลา 10.00 น.-18.00 น. ที่อุณหภูมิ เฉลี่ยเกิน 27.7 องศาเซลเซียส (ECI) ค่าอุณหภูมิที่น่าสบายอยู่ที่อุณหภูมิประมาณ 25.6 องศาเซลเซียส (ECI) สภาพอุณหภูมิที่สูงสุดของแต่ละวันอยู่ที่เวลาประมาณ 14.00 น. - ศึกษาค่าการถ่ายเทความร้อนของวัสดุกรอบอาคาร โดยทำการคำนวณค่าการถ่ายเท ความร้อน (U-Value) ของวัสดุต่างๆ พบว่ากระจกใสซึ่งนำมาประกอบประตูหน้าต่างมีค่าการ ถ่ายเทความร้อนสูงถึง 5.88 W/m(2) องศาเซลเซียส มากกว่าค่าการถ่ายเทความร้อนของ ผนังก่ออิฐมอญฉาบปูนเรียบประมาณ 1.7 เท่า ผนังก่ออิฐมอญมีค่าการถ่ายเทความร้อน (U-Value) เท่ากับ 3.31 W/m(2) องศาเซลเซียส และหลังคากระเบื้องซีแพคที่ฝ้าเพดานบุยิบซั่มกัน ความร้อนมีค่าการถ่ายเทความร้อน (U-Value) อยู่ที่ 2.24 W/m(2) องศาเซลเซียส แนวทางในการลดค่าการถ่ายเทความร้อนเข้าสู่ภายในอาคารโดยเลือกวัสดุที่มีค่าการถ่ายเท ความร้อนต่ำ - ศึกษารังสีดวงอาทิตย์ที่มีผลกระทบต่อช่องเปิด โดยนำข้อมูลรังสีดวงอาทิตย์ในเขตกรุงเทพ มหานคร มาวิเคราะห์หาปริมาณรังสีตรงรังสีกระจายจากดวงอาทิตย์ในแต่ละทิศ และหาปริมาณ ความร้อนที่ได้รับจากรังสีดวงอาทิตย์ พบว่ารังสีดวงอาทิตย์เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ความร้อนเพิ่มขึ้น ภายในอาคาร ซึ่งรังสีดวงอาทิตย์จะถ่ายเทความร้อนผ่านทางช่องเปิดได้สะดวกและรวดเร็ว กว่าทางหลังคาและผนังอาคาร รังสีตรงจากดวงอาทิตย์จะทำให้เกิดความร้อนปริมาณสูงกว่า รังสีกระจายจากท้องฟ้า การนำแสงสว่างมาใช้ภายในอาคารควรออกแบบช่องเปิดให้รับรังสี กระจายจากท้องฟ้า เนื่องจากรังสีกระจายจากท้องฟ้าจะมีคุณภาพแสงสว่างและมีปริมาณความร้อน น้อยกว่ารังสีตรงดวงอาทิตย์ - ศึกษาการออกแบบอุปกรณ์บังแดดให้กับช่องเปิด โดยนำข้อมูลรังสีดวงอาทิตย์และการโคจร ของดวงอาทิตย์ที่ส่งผลต่อเขตกรุงเทพมหานคร มาพิจารณาร่วมกับสภาพอุณหภูมิของอากาศเพื่อหา ช่วงเวลาที่ควรให้ร่มเงา และชนิดของอุปกรณ์บังแดดแก่ช่องเปิด พบว่าการให้ร่มเงาแก่ช่องเปิด อาคารควรมีอุปกรณ์บังแดดภายนอกอาคารที่ควรพิจารณานำมาใช้ในเบื้องต้นได้แก่ การออกแบบ หลังคาที่มีชายคายื่นบังแดด การออกแบบผนัง ระเบียงยื่นบังแดด การจัดภูมิสถาปัตย์ให้ร่มเงา แก่ช่องเปิด เป็นต้น - ศึกษาผลกระทบของกระแสลมต่อช่องเปิดรูปแบบต่างๆ โดยศึกษาทฤษฎีการออกแบบ ช่องเปิดให้สัมพันธ์กับการระบายอากาศ โดยนำข้อมูลกระแสลมในเขตกรุงเทพมหานครมาศึกษา พบว่าการออกแบบช่องเปิดควรให้กระแสลมพัดผ่านร่างกายผู้ใช้อาคารจะช่วยพัดพาความร้อน ออกจากร่างกายผู้ใช้อาคาร ช่องเปิดควรอยู่ในระดับช่วงตัวของผู้ใช้อาคาร ทิศที่ควรเจาะช่อง เปิดเพื่อรับกระแสลมอยู่ในทิศตะวันตกเฉียงใต้ ทิศใต้ ความเร็วของกระแสลมที่อยู่ในสภาวะ สบายไม่ควรเกิน 1.02 เมตร/วินาที เนื่องจากผู้ใช้อาคารจะรู้สึกลมแรงรบกวนการทำงานและ กิจกรรมต่างๆ การออกแบบช่องเปิดแบบ Cross Ventilation หรือ Double sided Ventilation คือมีช่องเปิดให้กระแสลมเข้าและช่องเปิดให้กระแสลมออก จะทำให้มีการ ระบายอากาศได้ดีกว่าช่องเปิดแบบ Single Sided Vatilation คือมีช่องเปิดด้านเดียว - ศึกษาอาคารทาวน์เฮ้าส์ตัวอย่างโดยได้ศึกษาอาคารทาวน์เฮ้าส์โครงการ K.C. รามอินทรา เพื่อตรวจสอบค่าการถ่ายเทความร้อนรวม (OTTV) ของอาคาร ตรวจสอบประสิทธิภาพ การบังแดดของช่องเปิดและอุปกรณ์บังแดด ตรวจสอบภาระการทำความเย็น (Cooling Load) พบว่าอาคารทาวน์เฮ้าส์ตัวอย่างมีค่าการถ่ายเทความร้อนรวม (OTTV) สูงถึง 51 วัตต์/ตร.ม. ซึ่งมีค่าเกินมาตราฐานที่ 45 วัตต์/ตร.ม. ค่าภาระการทำความเย็น (Cooling Load) ของอาคารตัวอย่างสูงประมาณ 490 Btu/h/m(2) จากการตรวจสอบอาคารทาวน์เฮ้าส์ ตัวอย่างพบว่า การออกแบบอาคารทาวน์เฮ้าส์ควรเริ่มต้นด้วยการกำหนดทิศการวางอาคาร เพื่อให้รับความร้อนจากแสงแดดน้อยที่สุดและรับกระแสลม สร้างสภาพแวดล้อมภายนอกอาคาร วัสดุที่เป็นฉนวนกันความร้อน ช่องเปิดที่สามารถรับกระแสลมและระบายอากาศที่ดี การบังแดด ให้กับช่องเปิด ผนัง และการนำระบบ Stack Ventilation เข้ามาใช้ เมื่อคำนวณค่าการ ถ่ายเทความร้อนพบว่าอาคารเสนอแนะมีค่าการถ่ายเทความร้อนรวมลดลงเหลือ 37 วัตต์/ตร.ม. ค่าภาระการทำความเย็น (Cooling Load) ลดลงเหลือ 295 Btu/h/m(2) ซึ่งค่าภาระ การทำความเย็น (Cooling Load) ลดลงประมาณ 40% จากกรณีนี้พบว่ามีผลมาจากการเลือกวัสดุที่นำมาประกอบผนังมีค่าการถ่ายเทความร้อน (U-Value) ต่ำคือ ใช้ผนังก่ออิฐโปร่งฉาบปูนเรียบมีค่าการถ่ายเทความร้อน (U-Value) เท่ากับ 1.02 W/m(2) องศาเซลเซียส ซึ่งผนังอาคารตัวอย่างเป็นผนังก่ออิฐมอญฉาบปูนเรียบมีค่าการถ่ายเท ความร้อน (U-Value) อยู่ที่ 3.31 W/m(2) องศาเซลเซียส ส่วนหลังคาและฝ้าเพดานวัสดุของ อาคารตัวอย่างเป็นหลังคาซีแพค-ฝ้าเพดานบุยิบซั่มซึ่งมีค่าการถ่ายเทความร้อน (U-Value) เท่ากับ 2.24 W/m(2) องศาเซลเซียส ส่วนอาคารทาวน์เฮ้าส์เสนอแนะยังคงใช้วัสดุเดิม แต่มีการ เพิ่มฉนวนกันความร้อนที่ฝ้าเพดานและเพิ่มช่องว่างอากาศภายใต้หลังคาทำให้ค่าการถ่ายเท ความร้อน (U-Value) ลดลงเหลือ 0.56 W/m(2) องศาเซลเซียส สำหรับอุปกรณ์บังแดด ของอาคารตัวอย่างมีค่าสัมประสิทธิ์การบังแดด (SC) ประมาณ 0.80 ช่องเปิดส่วนใหญ่ได้รับ แสงแดดทำให้ปริมาณความร้อนสูงถึง 171 วัตต์/ม.(2) ส่วนช่องเปิดอาคารทาวน์เฮ้าส์เสนอแนะ มีการออกแบบยื่นชายคา ระเบียบและผนังทำให้หน้าต่างอาคารได้รับร่มเงา ค่าสัมประสิทธิ์การ บังแดด (SC) ประมาณ 0.54 ปริมาณความร้อนเท่ากับ 125 วัตต์/ม.(2) (กรณีเปรียบเทียบ ที่ทิศใต้) สรุปได้ว่าแสงดวงอาทิตย์มีผลกระทบต่อกรอบของอาคารทำให้เกิดความร้อนภายในอาคาร เพิ่มขึ้น การเลือกวัสดุผนังหลังคาประกอบอาคารควรเลือกวัสดุที่เป็นฉนวนกันความร้อน ซึ่งความ ร้อนที่ได้จากแสงดวงอาทิตย์ผ่านช่องเปิดได้รวดเร็ว และสะดวกกว่าทางผนัง และหลังคาอาคาร แนวทางการลดค่าการถ่ายเทความร้อนผ่านทางช่องเปิดคือ การออกแบบให้ช่องเปิดอยู่ในร่มเงา และการเลือกวัสดุช่องเปิดที่มีคุณสมบัติในการถ่ายเทความร้อนได้น้อย