การจำลองอิทธิพลของวัสดุพื้นผิวที่ส่งผลต่อสภาพอากาศในพื้นที่คอร์ทยาร์ดของอาคารสถานศึกษา: กรณีศึกษา มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ศูนย์รังสิต

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลวัสดุพื้น ที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศในคอร์ทยาร์ดของอาคารสถานศึกษา เพื่อเป็นแนวทางในการออกแบบวัสดุปูพื้นคอร์ทยาร์ดให้เหมาะสมกับการใช้งานของนักศึกษาและบุคลากรในมหาวิทยาลัย จากการได้ศึกษางานวิจัยเกี่ยวกับชนิดของวัสดุและค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสงของวัสดุ หรือค่าอัลบีโด (Albedo) พบว่าค่าอัลบีโดนั้นมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศได้ในช่วงที่มีแสงอาทิตย์ โดยผู้วิจัยกำหนดขอบเขตพื้นที่การศึกษา คือ คอร์ทยาร์ดคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ศูนย์รังสิต พื้นที่คอร์ทยาร์ดล้อมรอบด้วยอาคารสองชั้นสูง 6.80 เมตร จากพื้นดิน ซึ่งอาคารด้านล่างเปิดโล่งให้ลมพัดผ่าน ด้านบนเป็นอาคารผนังคอนกรีตมุงหลังคาด้วยกระเบื้องคอนกรีตสีกลาง ขั้นตอนการวิจัยทำสร้างแบบจำลองคอร์ทยาร์ด 2 กรณี คือ สี่เหลี่ยมจัตุรัสและสี่เหลี่ยมผืนผ้า เพื่อศึกษาการบังเงาผ่านโปรแกรม Ecotect Analysis จาก 4 ทิศทาง ทิศเหนือ-ทิศใต้, ทิศตะวันออก-ทิศตะวันตก, ทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ทิศตะวันตกเฉียงใต้ และทิศตะวันตกเฉียงเหนือ-ทิศตะวันออกเฉียงใต้ และทำการปรับเปลี่ยนวัสดุพื้นด้วยตัวแปรวัสดุ 3 ชนิด เพื่อศึกษาอิทธิพลพื้นผิววัสดุ ผ่านโปรแกรม ENVI-met V4 โดยอ้างอิงสภาพอากาศจากกรมอุตุนิยมวิทยา สถานีปทุมธานี ผลการศึกษาการบังเงาในช่วงกลางวัน พบว่าคอร์ทยาร์ดสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ตั้งในแนวทิศตะวันออกเฉียงเหนือ–ทิศตะวันตกเฉียงใต้ มีค่าการบังเงาเฉลี่ยเริ่มต้นที่ร้อยละ 30 ถึง ร้อยละ 40 ของพื้นที่ และมีพื้นที่มากที่สุดร้อยละ 28.6 คิดเป็น 137 ตารางเมตร ส่วนคอร์ทยาร์ดสี่เหลี่ยมจัตุรัสกรณีที่มีพื้นที่การบังเงามากที่สุดคือ ทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ทิศตะวันตกเฉียงใต้ เช่นเดียวกัน ชี้ให้เห็นถึงอิทธิพลของทิศทางการวางอาคารและรังสีความร้อนแสงอาทิตย์ ที่ส่งผลต่อการให้ร่มเงาบนพื้นระนาบของคอร์ทยาร์ด ผลการจำลองสภาพอากาศพบว่าความเร็วลมมีผลต่อการช่วยระบายอุณหภูมิในคอร์ทยาร์ดได้ ความชื้นสัมพัทธ์แปรผกผันกับค่าอุณหภูมิที่สูงระหว่างวัน กรณีแบบจำลองที่เลือกใช้วัสดุไม้มีอุณหภูมิเฉลี่ยพื้นผิว (Mean Radiant Temperature) ต่ำกว่าค่าอุณหภูมิเฉลี่ยพื้นผิวจากทั้งสามวัสดุ โดยในกรณี W4 ใช้วัสดุไม้ (Wood) มีค่าอัลบีโดสูงที่สุดคือ 0.8 ในช่วงเวลา 14.00 น. กรณี W4 มีค่าอุณหภูมิสูงสุดต่ำกว่ากรณี P4 ที่ใช้วัสดุคอนกรีต (Concrete Pavement Dark) ที่มีค่าอัลบีโดต่ำคือ 0.2 อยู่ที่ 1.85 องศาเซลเซียส ดังนั้นกรณีที่ใช้วัสดุต่างชนิดกันมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และวัสดุที่มีค่าอัลบีโดสูงจะมีอิทธิพลต่อการลดอุณหภูมิได้มากกว่าปัจจัยทางด้านทิศทางการวางอาคารเล็กน้อยประมาณ 1 องศาเซลเซียส หากเลือกออกแบบคอร์ทยาร์ดควรเลือกกรณี W3 ที่ใช้วัสดุไม้ปูพื้นและตั้งในทิศตะวันออกเฉียงเหนือ–ทิศตะวันตกเฉียงใต้ ซึ่งมีค่าเฉลี่ยต่ำสุดตลอดทั้งวันคือ 53.45 องศาเซลเซียส เนื่องจากมีอุณหภูมิต่ำช่วงเช้าและช่วงเย็น ซึ่งต่ำกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยพื้นผิวโดยรอบในทิศทางเดียวกัน อย่างไรก็ตามหากเลือกวัสดุที่มีค่าอัลบีโดสูงแล้วก็ควรคำนึงถึงทิศทางการวางอาคารประกอบด้วยเช่นกัน เนื่องจากการบังเงาของอาคารก็มีส่วนช่วยให้บางพื้นที่ให้มีอุณหภูมิลดลงได้อีกทางหนึ่ง