วิธีการคำนวณ OTTV ภาคทฤษฎี ตอนที่ 1 ปฐมบท

ผู้อ่านที่เป็นสถาปนิกและวิศวกรน่าจะคุ้นเคยกับเรื่องของ OTTV นี้ดีอยู่แล้ว เพราะช่วงหลายปีมานี้ทาง EIA (Environmental Impact Assessment) ได้มีการเรียกขอดูรายงานการคำนวณค่า OTTV-RTTV สำหรับพวกคอนโด ออฟฟิตอยู่ตลอด ท่านอาจจะจำเป็นต้องจ้างผู้อื่นมาคำนวณ หรือให้ปาร์ตี้อื่นในโครงการคำนวณ ท่านเคยคิดไหมว่า “ค่าจ้าง” ส่วนนี้สามารถเป็นของท่านได้ถ้าท่านทำเป็น? ถ้าคุณเป็นหนึ่งคนที่คิดเช่นนั้น (ฮะฮ้า!) คุณมาถูกทางแล้วครับ ผมจะค่อยๆอธิบายหลักการและวิธีการคำนวณ OTTV-RTTV ตั้งแต่ต้นจนจบ ตั้งแต่ดินสู่ดาว ตั้งแต่ตัวประกอบสู่พระเอกตั้งแต่มือใหม่สู่ผู้เชี่ยวชาญ (เหมือนโฆษณาขายครีม แต่รับรองไม่เกินจริง 555)

เอาเถอะครับ คุณจะเป็นใครก็แล้วแต่ รับรองว่าเวลาส่วนใหญ่ของชีวิตคุณต้องอยู่ในอาคารแน่นอน (นอกจากว่าคุณเป็น Homeless หรือคนทำงานขับรถ) เรื่องของ OTTV นี้จะทำให้คุณเข้าใจอาคารมากขึ้น แต่มีอย่างหนึ่งที่ควรทราบไว้ก่อนเลยคือเรื่อง OTTV-RTTV นี้จะว่ายากก็ยากจะว่าง่ายก็ง่ายนะครับ แต่ที่แน่ๆไม่ใช่เรื่องที่จะเข้าใจได้ง่ายๆภายในวันสองวันแน่นอน (นอกจากคุณจะเกิดมาเพื่อสิ่งนี้) ดังนั้นผมอยากให้ท่านผู้อ่านใจเย็นๆอย่าใจร้อน ค่อยๆทำความเข้าใจไปทีละตอนๆตอนแรกๆอาจจะง่ายหน่อยแต่ไม่ต้องห่วงครับ หลังๆมีเร้าใจแน่นอน (หึหึ)

ผมจะแบ่งวิธีการคำนวณ OTTV ออกเป็น 2 ภาค คือ 1. ภาคทฤษฎี กับ 2. ภาคปฏิบัติ ผมจะแบ่งแต่ละภาคเป็นหลายๆตอนตามความเหมาะสม หากสงสัยตรงไหนก็ถามในคอมเม้นข้างล่างได้เลยนะครับ

โอเค! เรามาเริ่มตอนแรกกันเลยดีกว่า

ก่อนอื่นก็โหลด ประกาศกระทรวงพลังงาน มาเปิดดูเล่นก่อนเลย ผมจะอธิบายสิ่งที่อยู่ในนี้แหละ แต่ด้วยวิธีที่ (ผมคิดว่า) น่าจะเข้าใจง่ายกว่าในนั้นนะ

วิธีการคำนวณ OTTV ภาคทฤษฎี ตอนที่ 1: ปฐมบท

OTTV-RTTV คืออะไร?

OTTV คือค่าเฉลี่ยของพลังงานที่ผ่านผนังเข้ามาต่อ 1 ตารางเมตร…. เท่านั้นแหละครับ สั้นๆง่ายๆ โดยมีหน่วยเป็น Watt/m² ก็คือพลังงาน(Watt) ต่อ 1 ตารางเมตร (/m²) เจ้าตัววัตต์ Watt หรือ W นี่ก็คือวัตต์เดียวกันกับเวลาเราซื้อหลอดไฟแล้วบอกเค้าว่าขอหลอด 25 วัตต์ แล้วก็เป็นวัตต์เดียวกับกำลังของเครื่องยนต์ เช่นรถ Porsche 911 Carrera มี 350 แรงม้า หรือ 257 kW (กิโลวัตต์) ซึ่งวัตต์ที่พูดถึงนี่ก็คือ “พลังงาน” นั่นเองครับ

ส่วน RTTV ก็คือค่าเฉลี่ยของพลังงานที่ผ่านหลังคาเข้ามาต่อ 1 ตารางเมตรจะเห็นว่า OTTV กับ RTTV ต่างกันแค่อันนึงเป็นผนัง อันนึงเป็นหลังคาเท่านั้นเองครับ ตอนนี้เมื่อเรารู้แล้วว่า OTTV-RTTV คืออะไร เราก็มาต่อกันว่า Concept ของการได้มาซึ่งค่า OTTV-RTTV มันเป็นยังไง

จากนี้ไปคำว่า “พลังงาน” จะมีค่าเท่ากับ “ความร้อน” คำว่า “ความร้อน” จะมีค่าเท่ากับ “พลังงาน” นะครับ ผมอาจจะเรียกสลับกันไปมาในบางครั้งแต่ความหมายมันเหมือนกันครับ

เมื่อ OTTV คือค่าเฉลี่ยของพลังงานที่ผ่านเข้ามาทางผนังอาคาร เราก็ต้องมาดูกันว่าพลังงานมันผ่านเข้ามาทางผนังอาคารแบบไหนได้บ้าง? ดูไปดูมาก็พบว่ามีอยู่สองแบบก็คือ

1. แบบที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบ กับ

2. แบบที่ผ่านเข้ามาทางผนังโปร่งแสงหรือกระจกนั่นเอง

รูปที่ 1 แสดงช่องทางที่ความร้อนผ่านเปลือกอาคารเข้ามาภายในอาคาร

ในรูปที่ 1 เราจะเห็นว่าตำแหน่งเบอร์ 1 คือความร้อนที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบ ตำแหน่งเบอร์ 2 คือความร้อนที่เข้าามาทางกระจก และตำแหน่งเบอร์ 3 คือความร้อนที่ผ่านเข้ามาทางหลังคา

โอเคละ เรารู้แล้วว่า OTTV มันคือค่าเฉลี่ยของพลังงานที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบและกระจก แล้วเจ้า “ค่าเฉลี่ยของพลังงานที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบและกระจก” สามารถแปลงออกมาเป็นภาษาสากลได้อย่างไร?

ก่อนที่ผมจะบอกว่าภาษาสากลของมันคืออะไร ผมอยากจะเล่าอะไรนิดหน่อยครับ คำว่า “ภาษา” เนี่ย มันก็มีใช้อยู่ในหลายบริบทเช่น ภาษาพูด ภาษามือ ภาษาเขียน หรือแม้แต่ภาษาทางสถาปัตยกรรมก็ตาม ก็คือโค้ด (Code) หรือสัญลักษณ์ที่ใช้เพื่อสื่อสารต่อผู้อื่น สัญลัษณ์เหล่านั้นจะถูกตกลงร่วมกันเพื่อให้เกิดความเข้าใจตรงกันระหว่างผู้ส่งสารและผู้รับสาร หมายความว่าหากผู้ส่งสารและผู้รับสารไม่ตกลงร่วมกันว่าสัญลักษณ์เหล่านั้นมีความหมายว่าอย่างไร จะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการสื่อสารได้ ฉะนั้นแล้วเราจะค่อยๆ “ตกลง” กันว่าภาษาสากลของ “ค่าเฉลี่ยของพลังงานที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบและกระจก” นั้นมีความหมายอย่างไร (ซึ่งรูปร่างหน้าตามันอาจจะดูไม่ค่อยคุ้นสำหรับท่านผู้อ่านบางท่านเท่าไหร่นัก) แต่ไม่ต้องห่วงครับรับรองว่าไม่งง ถ้างงให้อ่านอีกรอบครับ :P

“ค่าเฉลี่ยของพลังงานที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบและกระจก” มีความหมายเท่ากับ

รูปที่ 2 แสดงสูตรคำนวณค่า OTTV

ตามสูตรคำนวณในรูปที่ 2 เราสามารถแบ่งมันออกมาเป็น 2 ส่วน ส่วนหน้าคือพลังงานที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบ ส่วนหลังคือพลังงานที่ผ่านเข้ามาทางกระจกครับ (รูปที่ 3)  

รูปที่ 3 แสดงส่วนของผนังทึบและผนังโปร่งแสงในสูตรคำนวณ OTTV

ตอนนี้เราจะพูดถึงเพียงความร้อน(พลังงาน)ที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบเท่านั้นนะครับ

จะเห็นว่าความร้อนที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบมีตัวแปรอยู่แค่ 3 ตัว ซึ่งก็คือ

1. U_w
2. พื้นที่
3. TD_eq

เรามาดูกันทีละตัวเลยดีกว่าครับว่าแต่ละตัวมันคืออะไร (กระชากคอเสื้อมันเข้ามา ดูใกล้ๆ)

1. U_w หรือ U-Value (รูปที่ 4) คือค่าที่บอกว่าพลังงานสามารถผ่านวัสดุชิ้นนี้ได้เท่าไหร่ในพื้นที่ 1 ตารางเมตรเมื่ออุณหภูมิต่างกัน 1 องศาเซลเซียส โดยค่า U-Value นี้มีหน่วยคือ (W/m² °C)
2. พื้นที่ ก็คือพื้นที่ของผนังนั้นๆมีหน่วยเป็นตารางเมตร (m²)
3. TD_eq คือ (Temperature Difference Equivalent) หรือแปลว่าผลต่างอุณหภูมิเทียบเท่า ยกตัวอย่างก็คือถ้าข้างนอกอุณหภูมิ 30 °C ข้างในอุณหภูมิ 25 °C ค่า TDeq ก็จะเป็น 5 °C นั่นเองครับ

รูปที่ 4 แสดงความหมายของ U-Value

เมื่อเรารู้แบบนี้แล้ว ลองมาดูวิธีคำนวณดูว่าหน้าตามันเป็นยังไงเมื่อใช้งาน

รูปที่ 5 แสดงตัวอย่างการคำนวณค่าพลังงานที่ผ่านผนังเข้ามาในอาคาร

เพื่อให้ง่ายต่อการเข้าใจ ในรูปที่ 5 จะเห็นว่าเราสมมุติให้ค่า U ของผนังคือ 10W/m² °C พื้นที่ คือ 10m² และ TD คือ 10 °C เช่นกัน เมื่อนำค่าที่ 3 มาคูณกันก็จะได้ 1,000 W ซึ่งจะเห็นว่านี่คือพลังงานที่ผ่านเข้ามาทั้งหมด ไม่ใช่ค่าเฉลี่ยต่อตารางเมตร แล้วทำยังไงถึงจะได้ค่าเฉลี่ยต่อตารางเมตรละครับ? ก็ต้องเอาตารางเมตรทั้งหมดมาหารนั่นเอง

(พอมาดูรูปแล้วรู้สึกว่าลายมือผมแย่จริงๆ อ่านออกกันไหมครับเนี่ย? ใช้ความพยายามนิดนึงนะ 55)

พอเข้าใจหลักการมากขึ้นไหมครับ? ในตัวอย่างต่อไปจะให้มีผนัง 2 ชนิด แต่ละชนิดมีค่า U ที่ไม่เท่ากัน แล้วเรามาลองหาค่าเฉลี่ยของพลังงานที่ผ่านเข้ามาต่อ 1 ตารางเมตรดูนะครับ

รูปที่ 6 แสดงตัวอย่างการคำนวณ OTTV โดยใช้ค่าสมมติ

อย่างแรกที่เราเห็นในรูปที่ 6 คือมันมีแค่บวก (+) ลบ (-) คูณ (*) หาร (/) เท่านั้นเอง ไม่ได้มีอะไรนอกเหนือจากนี้เลยจริงๆครับ อย่างต่อไปคือจะเห็นว่าเราจะต้องหาค่าพลังงานทั้งหมดที่ผ่านเข้ามาของผนังแต่ละแบบก่อนเหมือนตัวอย่างก่อนหน้านี้ แล้วค่อยเอาผนังแต่ละแบบมาบวก (+) กันแล้วก็หาร (/) ด้วยพื้นที่ทั้งหมด จึงจะได้ค่า OTTV

สรุป

วิธีหาค่า OTTV ของผนังทึบก็คือเอาค่า U มาคูณ (*) กับพื้นที่แล้วคูณ (*) กับค่าความต่างอุณหภูมิ แล้วหาร (/) ด้วย พื้นที่ทั้งหมดนั่นเองครับ

นี่แหละครับปฐมบทกับวิธีการหาค่า OTTV เราได้อธิบายถึงหลักการและวิธีคิดของ OTTV ในเบื้องต้น เราได้ยกตัวอย่างกรณีสมมติในการหาค่าเฉลี่ยพลังงานความร้อนที่ผ่านเข้ามาทางผนังทึบกัน และในตัวอย่างตอนนี้เราได้ลองหาค่า OTTV สำหรับผนังที่มีวัสดุ 2 ชนิดโดยสมมุติค่า U และ TD_eq เพื่อความสะดวกในการเข้าใจขั้นพื้นฐาน ไม่ยากเลยใช่ไหมครับ? ครั้งหน้าผมจะอธิบายว่าค่า U กับค่า TD_eq ได้มาได้อย่างไรนะครับ

แล้วเจอกันใหม่ สวัสดีครับ

via DEDE