การเตรียมวัสดุธรรมชาติด้วยวัสดุเปลี่ยนสถานะชนิดสารอินทรีย์ ก่อนผสมในคอนกรีตบล็อกเพื่อลดการนำความร้อนเข้าสู่อาคาร

ผู้แต่ง

  • ศรัณยู สว่างเมฆ คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศิลปากร
  • สัทธา ปัญญาแก้ว คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศิลปากร

DOI:

https://doi.org/10.14456/bei.2022.6

คำสำคัญ:

คุณสมบัติความชื้น, วัสดุธรรมชาติ, คอนกรีตบล๊อก, วัสดุเปลี่ยนเฟสชนิดสารอินทรีย์

บทคัดย่อ

คอนกรีตบล็อกนิยมนำมาใช้ในการก่อสร้างอาคารอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีราคาถูก ซึ่งการเลือกใช้วัสดุในการก่อสร้างปัจจุบันให้ความสำคัญกับการใช้พลังงาน คอนกรีตบล็อกมีส่วนผสมของปูนซีเมนต์ หิน กรวด ทำให้เป็นตัวนำความร้อนเข้ามาในอาคารและทำให้มีน้ำหนักมาก จึงมีการนำเส้นใยจากวัสดุธรรมชาติต่างๆ ที่มีเส้นใยเซลลูโลสมาเป็นส่วนผสมทดแทนวัสดุเดิม แต่เกิด ปัญหาของเส้นใยเซลลูโลสที่มีคุณสมบัติดูดซึมความชื้นส่งส่งผลให้ค่าการนำความร้อนในคอนกรีตบล็อกสูงขึ้น งานวิจัยนี้ต้องการศึกษา ปัจจัยที่ส่งผลต่อความชื้นและพัฒนาวิธีลดความชื้นที่เกิดขึ้นในคอนกรีตบล็อกโดยใช้วัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) จากธรรมชาติมาประยุกต์ใช้ ในขั้นตอนการเตรียมวัสดุธรรมชาติก่อนนำไปผสมในคอนกรีตบล๊อก

ผลการศึกษาพบว่าวิธีการที่ความชื้นผ่านระบบกรอบอาคารทำให้เกิดความชื้นสะสมในวัสดุคือวิธี Capillary  Suction และ วิธี Vapor  Diffusion ทำให้ให้ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน (Thermal Conductivity) ของวัสดุเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิ ภายในอาคารสูงขึ้นต้องใช้พลังงานเป็นจำนวนมากในการปรับอากาศเพื่อให้อยู่ในสภาวะน่าสบาย ซึ่งวิธีการลดความชื้นในคอนกรีตบล็อกที่ไม่ส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุคือการใช้พลังงานในรูปความร้อนแฝงในส่วนผสมของคอนกรีตบล็อก โดยอาศัยหลักการเปลี่ยนเฟส phase change material (PCM) เพื่อป้องกันความชื้นที่จะข้ามาในคอนกรีตบล็อก

ส่วนการศึกษาคุณสมบัติวัสดุธรรมชาติที่เหมาะสมในการนำมาเป็นส่วนผสมในคอนกรีตบล็อกพบว่าพืชใบเลี้ยงเดี่ยวมี ความเหมาะสมในลักษณะของกายภาพ สามารถยึดเกาะกับวัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) เพื่อลด Moisture Content และในการเตรียมวัสดุธรรมชาติต้องมีต้นทุนต่ำจึงได้ศึกษาเปรียบเทียบวัสดุ 2 ชนิด คือ แกลบ และเปลือกกะลากาแฟโดยผ่านกระบวนการทดสอบการดูดซึมน้ำร่วมกับการประยุกต์ใช้วัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM)

จากการศึกษาชนิดของวัสดุเปลี่ยนเฟสธรรมชาติที่เหมาะสมในการนำมาประยุกต์ใช้ในงานวิจัยนี้พบว่าสูตรที่มีอัตราส่วนผสม ระหว่างวัสดุเปลี่ยนเฟสจากปาล์มและวัสดุเปลี่ยนเฟสจากถั่วเหลืองในอัตรา 1 : 1 สามารถลดอุณหภูมิจุดหลอมเหลวอยู่ที่ 37 °C - 67.5 °C และใช้เทคนิค Encapsulation phase change material  มาประยุกต์ใช้กับวัสดุธรรมชาติโดยวิธี Coating Mixing ผิววัสดุ[1] ก่อนนำไปทดสอบการดูดซึมน้ำ 24 ชั่วโมง เพื่อเปรียบเทียบอัตราการดูดซึมน้ำน้อยที่สุดและคายน้ำไวที่สุดของแกลบ และเปลือก กะลากาแฟ พบว่าสูตรที่มีอัตราส่วนผสมระหว่างเปลือกกะลากาแฟ 1 กิโลกรัม ต่อวัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) ที่ผสมแล้ว 20 % ต่อน้ำยางพารา 70 % มีอัตราการดูดซึมน้ำน้อยที่สุดและใช้เวลามากที่สุดก่อนถึงจุดอิ่มตัวและหลังจากพักไว้เพื่อให้น้ำหายหยดเป็นเวลา 2 ชั่วโมง จะมีอัตราการคายน้ำเร็วที่สุด ซึ่งถือว่าสูตรการทดสอบนี้ได้ผลที่ดีเหมาะจะนำไปเป็นสูตรต้นแบบปรับสภาพวัสดุธรรมชาติก่อนนำไปผสมในคอนกรีตบล็อกเพื่อลด Moisture Content ที่จะเกิดขึ้นในคอนกรีตบล็อก

 

 

Downloads

Download data is not yet available.

References

กนกเนตร เพ็ชรทองช่วย และ โสภา วิศิษฏ์ศักดิ์. 2554. การพัฒนาและศึกษาคุณสมบัติด้านการรับน้ำหนักของคอนกรีตบล็อก จากฟางข้าว. สาขานวัตกรรมอาคาร คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
กิตติ เติมมธุรพจน์, โสภา วิศิษฎ์ศักดิ์, โจเซฟ เดคารี. การพัฒนากะลาปาล์มบล็อกน้ำหนักเบาที่มีประสิทธิภาพในการลดความร้อน เข้าสู่อาคาร. สาขานวัตกรรมอาคาร คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
กันยรัตน์ โหละสุต. 2551. วัสดุเปลี่ยนเฟสเพื่อช่วยรักษาความร้อนในเครื่องอบพลังงานแสงอาทิตย์. มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ศูนย์รังสิต
ปรีชญา มหัทธนทวี และ ทยากร จารุชัยมนตรี. การศึกษาเปรียบเทียบสภาพความชื้นและการใช้พลังงานของอาคารปรับอากาศที่ใช้ผนังภายนอกแบบต่างๆ โดยการจำลองด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์. สถาบันวิจัยและพัฒนา มหาวิทยาลัยศิลปากร ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2557. 10.
พิมลพรรณ พงษ์โสภณ. 2541. การศึกษาการเก็บสะสมพลังงานความร้อนด้วยเปลี่ยนเฟสแบบพาราฟินบรรจุในท่อกลม. ภาควิชา ฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร.
สมคเณ เกียรติกอง. ความหนาแน่นกำลังรับแรงอัด และการดูดซึมน้ำของบล็อกคอนกรีตที่ทำจากปูนซีเมนต์ผสมกับดินเซรามิกและเศษใบไม้. คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏวไลยอลงกรณ์ ในพระบรมราชูปถัมภ์.
สุทธิพร เติมกล้า และ อรรจน์ เศรษฐบุตร. 2017. ประสิทธิภาพด้านพลังงานของแผ่นวัสดุเปลี่ยนสถานะเมื่อใช้เป็นผนัง ภายในอาคาร ในเขตสภาพอากาศแบบร้อนชื้น. รายงานการประชุมวิชาการเทคโนโลยีอาคารด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม ครั้งที่ 4.
Ahmed Hassan, Mohammad Shakeel Laghari, Yasir Rashid. 2016. Micro-encapsulated phase change materials: A review of encapsulation, safety and thermal characteristics.
American Society for Testing and Material. 2010. Standard test method for steady-state thermal transmission properties by means of the heat flow meter apparatus. In Annual book of ASTM standard. Vol. 04. 06. West Conshohocken : ASTM, p.152-166.
Anna Laura Piselloa, b, Antonella D’Alessandroc, Claudia Fabianib. 2016. Multifunctional analysis of innovative PCM-filled concretes. 8th International Conference on Sustainability in Energy and Buildings, SEB-16, 11-13 September Turin, ITALY.
Dincer, Dost. 1996. A perspective on thermal energy storage systems for solar energy application. Canada : Department of Mechanical Engineering University of Victoria.
E. B. Oyetola and M. Abdullahi. 2006. The Use of Rice Husk Ash in Low-Cost Sandcrete Block Production. Department of Civil Engineering, Federal University of Technology, Minna.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

2022-03-19

How to Cite

สว่างเมฆ ศ., & ปัญญาแก้ว ส. (2022). การเตรียมวัสดุธรรมชาติด้วยวัสดุเปลี่ยนสถานะชนิดสารอินทรีย์ ก่อนผสมในคอนกรีตบล็อกเพื่อลดการนำความร้อนเข้าสู่อาคาร. สิ่งแวดล้อมสรรค์สร้างวินิจฉัย, 21(1), 83–102. https://doi.org/10.14456/bei.2022.6