Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

ลดอุณหภูมิในตึกได้ด้วยโครงสร้างแบบรังผึ้ง

Posted By Plook Creator | 13 ต.ค. 60
6,400 Views

  Favorite

บริษัทด้านสถาปัตยกรรม Ant Studio ร่วมมือกับบริษัท DEKI Electronics ในการสร้างระบบระบายความร้อนแบบที่ไม่ใช้เครื่องปรับอากาศ ไม่ใช้ไฟฟ้าขึ้นมา และมีการติดตั้งอยู่ในโรงงานของบริษัท DEKI เอง โดยมีการจัดเรียงกระบอกดินเผาที่ภายในกลวงหลายร้อยกระบอกให้อยู่ในลักษณะวงกลม เลียนแบบลักษณะของรังผึ้งที่ประกอบด้วยรูหกเหลี่ยมเชื่อมต่อกัน และเมื่อเราทำให้กระบอกดินเผาเปียกอยู่่ตลอดเเวลา การระเหยของน้ำที่สม่ำเสมอจากกระบอกดินเผาเหล่านี้ จะช่วยลดอุณหภูมิภายในอาคาร จากประมาณ 50 องศาเซลเซียส ให้อยู่ที่ประมาณ 36 องศาเซลเซียสได้

ภาพ : Shutterstock

 

หลายคนอาจมองว่าการลดอุณหภูมิเพียงแค่ 14 องศาเซลเซียสนั้นน้อยเกินไปในแง่ของตัวเลข แต่หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นถึง 50 องศาเซลเซียส การทำให้อุณหภูมิลดลงได้ 14 องศาเซลเซียสนั้นมันไม่ใช่เรื่องตลกเลย นอกจากนี้ในทางทฤษฎีแล้วโครงสร้างแบบนี้สามารถสร้างขึ้นได้ทุกที่แม้ในสถานที่ห่างไกล

 

ในฤดูร้อนการใช้เครื่องปรับอากาศอาจจะเป็นทางออกที่ดีและเย็นสบายกว่าสำหรับหลาย ๆ คน แต่มันทำให้มีการปล่อยทั้งความร้อนและมลพิษออกมาสู่บรรยากาศ ก่อให้เกิดความเสียหายและทำให้โลกร้อนขึ้น เปรียบเสมือนการสร้างวัฏจักรการปล่อยมลพิษบนดาวเคราะห์แห่งนี้ให้มากขึ้น ผู้ก่อตั้ง Ant Studio, Monish Siripurapu กล่าวกับ Arch Daily ว่า ในสตูดิโอสถาปัตยกรรมแห่งนี้ ผลงานของพวกเขาคำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมว่ามีมากน้อยเพียงใดด้วย "ในฐานะสถาปนิก ผมต้องการหาทางแก้ปัญหาที่เกี่ยวกับระบบนิเวศและศิลปะ ขณะเดียวกันก็มีการพัฒนาวิธีการหัตถกรรมแบบดั้งเดิมด้วย"

 

ความสวยงามของการติดตั้งมีความสำคัญ แต่อย่าให้รูปลักษณ์ที่สร้างสรรค์ของมันเป็นสิ่งที่หลอกตาคุณ การออกแบบกระบอกดินเผากลวงนั้นผ่านกระบวนการที่มีความแม่นยำมาก การวิเคราะห์เชิงคำนวณใช้เพื่อหาขนาดและความหนาที่เหมาะสมของผนังกระบอกดินเผา เพื่อให้ได้พื้นที่ผิวมาก รวมถึงพอเหมาะเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับการระเหยของน้ำ แล้วพวกเขาออกแบบมันได้อย่างไร สถาปนิกได้กำหนดขนาดของชิ้นส่วนรูปทรงกรวยที่เหมาะสมด้วยการวิเคราะห์จากโปรแกรมคำนวณในคอมพิวเตอร์อย่าง CFD (Computational Fluid Dynamic)

 

"อุณหภูมิของลมบริเวณที่ทำการติดตั้งได้ถูกบันทึกไว้ อากาศร้อนที่ผ่านบริเวณที่จะติดตั้งนั้นสูงกว่า 50 องศาเซลเซียส ที่ความเร็วลม 10 เมตร / วินาที" น้ำที่อุณหภูมิห้องจากโรงงานถูกนำมาเทให้ไหลผ่านโครงสร้างกระบอกดินเผาที่เชื่อมต่อกันหลาย ๆ อันคล้ายรังผึ้ง กระบอกดินเผาแต่ละอันจะทำการลดอุณหภูมิอากาศร้อนที่ผ่านพวกมันให้เย็นลง โดยอาศัยหลักการของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) ในกรณีนี้ พื้นผิวดินเผาถือว่าเป็นตัวกลางในการแลกเปลี่ยนความร้อน โดยน้ำจะไหลซึมเข้าสู่ผิวด้านนอก และอาศัยอากาศร้อนในการระเหยเป็นไอแล้วเป่าผ่านรูกลวงของกระบอกดินเผาออกมาเป็นอากาศเย็น

 

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม ลักษณะการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนคือ ภายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะมีของไหล 2 ชนิดที่มีอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ไหลมาแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งกันและกัน โดยความร้อนจะถูกถ่ายโอนจากของไหลที่มีอุณหภูมิมากกว่าไปสู่ของไหลที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าตามกฎข้อที่ศูนย์ของเทอร์โมไดนามิกส์ ในการถ่ายโอนความร้อนจะผ่านผนังของท่อ โดยที่สารทำงานไม่เกิดการผสมกัน ตัวอย่างการใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เช่น เครื่องควบแน่น (Condenser) เครื่องระเหย (Evaporator) หอหล่อเย็น (Cooling tower) ในโรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น

ภาพ : trueplookpanya


วิธีคำนวณแบบคร่าว ๆ ทำได้โดยใช้สูตร Q = m x Cp x Δ T
Q = ค่าพลังงาน (kW)
m = อัตราการไหลเชิงมวล (kg/s)
Cp = ค่าความจุความร้อนจำเพาะ J/(kg⋅K)
ΔT = ความต่างของอุณหภูมิ (°C)

 

จากนั้นเราสามารถนำค่า Q ไปแทนลงในสูตร Q = U x A x ΔT
U = สัมประสิทธิ์การแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat transfer coefficient)
A = พื้นที่ (m^2 )
ΔT = ความต่างของอุณหภูมิ (°C)

ด้วยสูตรดังกล่าว ทำให้เราสามารถคำนวณพื้นที่ที่เหมาะสมได้

 

อย่างไรก็ตาม ดินเผามีราคาไม่แพงและจำลองได้ง่าย ปัจจุบันมันยังคงอยู่ในขั้นทดลอง แต่ Ant Studio มองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับสิ่งที่ค้นพบ ซึ่งนั่นอาจหมายถึงความพยายามที่จะพัฒนาต่อไป ไม่ใช่แค่เพื่อสิ่งแวดล้อม แต่เพื่อความสวยงามในด้านการออกแบบ "ผมเชื่อว่าการทดลองนี้ดีมาก ผลจากการทดลองครั้งนี้ทำให้เราสามารถรวมเทคนิคนี้เข้ากับรูปแบบที่สวยงาม มันสามารถเปลี่ยนภาพจำที่เราเคยมองระบบทำความเย็น ระบบที่เป็นองค์ประกอบจำเป็นในการทำงานของอาคารในมุมมองที่ต่างออกไปได้ การติดตั้งทุกชิ้นถือได้ว่าเป็นชิ้นงานศิลปะชิ้นหนึ่ง" Siripurapu อธิบาย

 

 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • Plook Creator
  • 15 Followers
  • Follow