แนวทางการออกแบบ...
TRANSCRIPT
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 2553 1
แนวทางการออกแบบอาคารเรียนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนรู้
กรณีศึกษา: อาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
อ.ดร.ชูพงษ์ ทองคำ�สมุทร
ส�ข�วิช�เทคโนโลยีอ�ค�ร
คณะสถ�ปัตยกรรมศ�สตร์ มห�วิทย�ลัยขอนแก่น
บทคัดย่อ
การออกแบบอาคารเรียนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนรู้นั้นมีความสำาคัญเป็นอย่างมากทั้งนี้เนื่องจากการศึกษาเป็น
รากฐานที่สำาคัญของการพัฒนาประเทศสภาพแวดล้อมภายในอาคารเรียนเป็นปัจจัยที่มีความสำาคัญต่อกระบวนการเรียนรู้
ดงันัน้แนวทางการออกแบบอาคารเรยีนนีจ้งึมเีปา้หมายในการเสรมิสรา้งสภาวะนา่สบายในอาคารทัง้ในสว่นของความสบายทาง
ดา้นอณุหภมูแิละความรูส้กึรอ้นหนาวความสบายทางดา้นแสงสวา่งและการมองเหน็ทีเ่หมาะสมและความสบายทางดา้นคณุภาพ
เสยีงภายในอาคารซึง่เปน็ปจัจยัหลกัทีต่อ้งคำานงึถงึในการออกแบบอาคารเรยีนบทความนีแ้สดงใหเ้หน็ถงึแนวทางการออกแบบ
อาคารกรณีศึกษาได้แก่อาคาร40ปีสาธิตศึกษาศาสตร์ที่ได้มีการออกแบบโดยคำานึงถึงอิทธิพลของตัวแปรต่างๆที่เกี่ยวข้อง
รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรเหล่านั้น เพื่อให้สามารถออกแบบอาคารเรียนให้บรรลุเป้าหมายตามที่ต้องการได้อย่าง
บูรณาการ
Abstract
Thedesignofeducationalbuildingthatenhanceslearningprocessisimportantbecauseeducationistheroot
ofourcountry’sdevelopment.Environmentalconditionofclassroomisverysignificantforlearningprocessthus,the
objectivesofdesignguidelinesforeducationalbuildingare,improvementofthermalcomfort,lightingandvisual
comfort,andacousticalcomfortthatarethemainfactors.Thisarticleshowsthedesignguidelinesoncasestudy:
The40thYearAnniversaryofDemonstrationSchoolBuildingthatrealizedontheinfluentialfactorsandtherelation
oftheminordertofinishingthegoalwithintegrationprocess.
คำ�สำ�คัญ: ความสบายทางกาย,กระบวนการเรียนรู้,การออกแบบอาคาร,อาคารเรียน
Keywords: ThermalComfort,LearningProcess,BuildingDesign,EducationalBuilding
บทนำ�
ความรู้ของคนในชาติเป็นปัจจัยที่ผลักดันให้เกิดความ
เจริญก้าวหน้าในด้านต่าง ๆ แต่ทว่าความรู้นั้นจะเกิดขึ้นได้ก็
ต่อเมื่อมีการถ่ายทอดองค์ความรู้ผ่านทางกระบวนการเรียนรู้ที่
มีความเหมาะสม โดยปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการเรียนรู้
นั้นสามารถแบ่งออกได้สามปัจจัยใหญ่ๆด้วยกันได้แก่ ผู้สอน
ผู้เรียนและสภาพแวดล้อมในการเรียนรู้
ถงึแมว้า่ผูส้อนและผูเ้รยีนจะมคีวามพรอ้มเชน่ไรกต็าม
สภาพแวดลอ้มในการเรยีนรูท้ีไ่มม่คีวามเหมาะสมนัน้จะสง่ผลใน
ด้านลบต่อกระบวนการเรียนรู้ให้ไม่เป็นไปตามที่ต้องการดังนั้น
การออกแบบหรือการปรับปรุงสภาพแวดล้อมซึ่งได้แก่ห้องเรียน
สำาหรับการเรียนการสอนให้มีความเหมาะสมนั้น จะสามารถ
เสริมให้กระบวนการเรียนรู้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพซึ่งนับว่า
เป็นประโยชน์ต่อทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้อง
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 25532
แนวท�งก�รออกแบบ
การออกแบบสภาพแวดล้อมภายในอาคารเรียนให้มี
ความเหมาะสมในการเรียนรู้นั้น สามารถแบ่งออกได้เป็นสอง
ส่วนหลักที่สำาคัญได้แก่
1. ก�รเสริมสร้�งคว�มสบ�ยท�งด้�นก�ยภ�พ
(สุธีวันโล่ห์สุวรรณ,2551)สามารถแบ่งออกได้ดังต่อไปนี้
• ความสบายทางด้านอุณหภูมิร้อนหนาวที่มีความ
เหมาะสม(ThermalComfort)
• ความสบายทางด้านความสว่างและการมองเห็นที่มีความเหมาะสม(LightingandVisualComfort)
• ความสบายทางด้านคุณภาพเสียงภายในอาคารที่มีความเหมาะสม(AcousticalComfort)
โดยแนวทางการออกแบบนั้นจะมุ่งในการสร้าง
เสริมความสบายในด้านต่าง ๆ โดยใช้ประโยชน์จากต้นทุน
ทางธรรมชาติให้มากที่สุด และใช้พลังงานไฟฟ้าให้น้อยที่สุด
นอกจากนี้ยังต้องคำานึงถึงรูปแบบการจัดการเรียนการสอนใน
รูปแบบต่าง ๆ ให้มีความหลากหลายและสอดคล้องกับเนื้อหา
ของการเรียนการสอนอีกด้วย
2. ก�รเสรมิสร�้งองคค์ว�มรูด้ว้ยตวัสถ�ปตัยกรรม
เปรียบเสมือนกับว่า ‘อาคารคือครูคนหนึ่ง’ ที่สามารถ
ให้ความรู้ต่อผู้เรียนได้ คือการออกแบบอาคารด้วยองค์ความรู้
ทางวิทยาศาสตร์ทำาให้ปรากฏการณ์ต่าง ๆที่เกิดขึ้นในอาคาร
จะสามารถถูกรับรู้โดยประสาทสัมผัสและแปรเปลี่ยนเป็นการ
เรียนรู้ด้วยประสบการณ์ของนักเรียนเอง
ลักษณะของโครงก�ร
โครงการก่อสร้างอาคารเรียน40ปีสาธิตศึกษาศาสตร์
คณะศกึษาศาสตร์มหาวทิยาลยัขอนแกน่เปน็โครงการกอ่สรา้ง
อาคารเรียนสำาหรับใช้ในการเรียนการสอนความรู้วิทยาศาสตร์
ภาษา และคอมพิวเตอร์ ในระดับประถมศึกษาตั้งอยู่ภายใน
พืน้ทีข่องโรงเรยีนสาธติแหง่มหาวทิยาลยัขอนแกน่แผนกประถม
ศึกษา อยู่ทางด้านหลังของอาคารเรียนเดิมคืออาคาร “แก้ว
กระเบา”ซึ่งเป็นอาคารเรียนสูงสามชั้นวางอาคารตามแนวแกน
ของทิศตะวันตกและตะวันออกดังภาพที่1ต่อไปนี้
ภาพที่ 1 แสดงผังบริเวณของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์โดยรวม
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 2553 3
พื้นที่สำาหรับการก่อสร้างอาคารหลังนี้ นับว่ามีความ
เหมาะสมเนื่องจากว่าพื้นที่อาคารมีลักษณะหันด้านแคบไปทาง
ทศิตะวนัตกและตะวนัออกทำาใหก้ารจดัพืน้ทีใ่ชส้อยอาคารจงึมี
ลักษณะเป็นห้องเรียนที่เชื่อมต่อด้วยระเบียงยาวทำาให้สามารถ
ลดปรมิาณความรอ้นทีจ่ะผา่นเขา้มาในอาคารไดเ้ปน็อยา่งดีทัง้นี้
เนื่องจากจังหวัดขอนแก่นอยู่ในพื้นที่ซีกโลกเหนือบนละติจูดที่
16องศาแสงอาทิตย์ทางด้านทิศตะวันตกและทิศตะวันออกจะ
มีอิทธิพลต่อความร้อนที่จะส่งผ่านเข้ามาในอาคารได้เป็นอย่าง
มาก(ชูพงษ์ทองคำาสมุทร,2551)นอกจากนี้การวางผังอาคาร
ในลักษณะนี้ยังสามารถใช้ประโยชน์จากกระแสลมธรรมชาติที่
พัดมาจากทางทิศใต้ในฤดูร้อนและฤดูฝนได้อีกด้วย ในกรณีที่
กระแสลมธรรมชาตมิอีณุหภมูแิละความชืน้พอเหมาะตอ่การนำา
มาใช้ภายในอาคาร
การวางผังอาคารมีการพิจารณาถึงระบบทางเดินที่
มีหลังคาคลุมเดิม ให้อาคารสามารถเข้าถึงได้โดยอาศัยการ
เชื่อมต่อกับระบบทางเดินเหล่านี้ รวมไปถึงการลดพื้นที่สะสม
ความร้อน เช่นลานคอนกรีต เน้นการใช้ร่มเงาจากต้นไม้ เพื่อ
เป็นการปรับภูมิอากาศรอบอาคารให้มีอุณหภูมิตำ่าลง(Microcli
mateModification) ทั้งนี้เพื่อต้องการให้สภาพอากาศมีค่า
ใกล้เคียงกับสภาวะน่าสบายของมนุษย์1ให้มากที่สุด
ก�รจัดพื้นที่ใช้สอยของอ�ค�ร
ในการจัดพื้นที่ใช้สอยของอาคารมีการใช้ระเบียง
สำาหรับการเชื่อมต่อพื้นที่ส่วนต่าง ๆ เข้าด้วยกัน โดยมีลักษณะ
เป็น SingleCorridor เพื่อให้สามารถนำากระแสลมและแสง
ธรรมชาติมาใช้ได้อย่างเต็มที่ ส่วนทางด้านทิศตะวันตกและ
ตะวันออกที่มีปริมาณความร้อนจากแสงอาทิตย์มากก็จะมีการ
ใช้โถงบันไดห้องเก็บของและห้องนำ้ามาเป็นเขตป้องกันความ
ร้อน (BufferZone) ให้กับส่วนห้องเรียนห้องพักอาจารย์และ
ห้องประชุมโดยพื้นที่ส่วนต่างๆ ของอาคารสามารถแบ่งออกได้
ดังต่อไปนี้
1อยู่ในช่วงอุณหภูมิ 22-27 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ 20-75 เปอร์เซ็นต์ (Olgyay, 1962)
ภาพที่ 2 แสดงผังพื้นของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์ ในชั้นที่ 1
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 25534
ภาพที่ 3 แสดงผังพื้นของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์ ในชั้นที่ 2
ภาพที่ 4 แสดงผังพื้นของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์ ในชั้นที่ 3
ภาพที่ 5 แสดงผังพื้นของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์ ในชั้นที่ 4
ภาพที่ 6 แสดงผังพื้นของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์ ในชั้นดาดฟ้าอาคาร
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 2553 5
• ชั้นที่ 1 ประกอบด้วย กลุ่มของห้องปฏิบัติการ
วิทยาศาสตร์ ห้องพักอาจารย์ ห้องพยาบาลห้องแผงควบคุม
ไฟฟ้าหลักและห้องนำ้าห้องส้วม
• ชัน้ที ่2 ประกอบดว้ยกลุม่ของหอ้งปฏบิตักิารทาง
ภาษาหอ้งพกัอาจารย์หอ้งพยาบาลหอ้งแผงควบคมุไฟฟา้ยอ่ย
และห้องนำ้าห้องส้วม
• ชัน้ที ่3ประกอบดว้ยกลุม่ของหอ้งปฏบิตักิารทาง
ภาษากลุม่ของหอ้งปฏบิตักิารคอมพวิเตอร์หอ้งพกัอาจารย์หอ้ง
พยาบาลห้องแผงควบคุมไฟฟ้าย่อยและห้องนำ้าห้องส้วม
• ชั้นที่ 4 ประกอบด้วย กลุ่มของห้องเรียนเอนก
ประสงคท์ีส่ามารถปรบัการใชง้านไดใ้นอนาคตควบคมุไฟฟา้ยอ่ย
และห้องนำ้าห้องส้วม
• ชั้นด�ดฟ้� ประกอบด้วยพื้นที่เอนกประสงค์
(กิจกรรมดูดาว)พื้นที่ถังเก็บนำ้าและเครื่องสูบนำ้า
การจัดวางพื้นที่ใช้สอย จะพิจารณาแยกตามความ
จำาเป็นในการใช้งาน ลำาดับของการเข้าถึง และการรวมกลุ่ม
กิจกรรมที่มีความคล้ายคลึงกันเข้าด้วยกันเพื่อให้เกิดความ
สะดวกต่อการใช้งาน ส่วนรูปลักษณ์ของอาคารนั้นจะเน้น
ลกัษณะอาคารทีม่คีวามเรยีบงา่ยตรงไปตรงมางา่ยตอ่การบำารงุ
รักษาและเสริมสร้างเอกลักษณ์ของทางสถาบันดังภาพที่7
ภาพที่ 7 แสดงทัศนียภาพบริเวณทางเข้าด้านหน้าของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์
ภาพที่ 8 แสดงรูปตัดตามยาวของอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 25536
แนวท�งเสริมสร้�งคว�มสบ�ยท�งด้�นอุณหภูมิ
ร้อนหน�วที่มีคว�มเหม�ะสม (Thermal Comfort)
จากที่ได้กล่าวไปแล้วว่าพื้นที่อาคารนั้นมีลักษณะผังที่
มดีา้นแคบอยูใ่นแนวทศิตะวนัตกและตะวนัออกทำาใหอ้าคารจงึ
ต้องมีลักษณะที่สอดคล้องกับรูปร่างของพื้นที่ โดยหันด้านสกัด
ไปในทศิทางดงักลา่วซึง่เปน็รปูแบบการวางอาคารทีส่ามารถลด
ความร้อนที่จะถ่ายเทเข้าสู่อาคารจากทิศทางที่มีความร้อนสูง
เมื่อพิจารณาการวางผังอาคารจะพบว่า มีการใช้
ระเบียงสัญจรให้อยู่ทางทิศใต้ของอาคารเป็นหลัก เนื่องจาก
ระเบียงนี้สามารถใช้เป็นแผงกันแดด (Fin) ในแนวนอน เพื่อ
ป้องกันรังสีตรงจากดวงอาทิตย์ (Direct Sun) ซึ่งในระยะ
เวลาหนึ่งปี การโคจรของดวงอาทิตย์ในพื้นที่นี้จะโคจรอ้อมใต้
ประมาณ8เดือนอ้อมเหนือประมาณ4เดือน(ชูพงษ์ทองคำา
สมุทร,2551)(ดังภาพประกอบที่9)ทำาให้รังสีอาทิตย์ส่วนใหญ่
มาจากทางทศิทางดงักลา่วนีเ้ปน็หลกันอกจากนีร้ะเบยีงสำาหรบั
สัญจรยังมีหน้าที่เป็นเสมือนครีบเพื่อดักเอากระแสลมธรรมชาติ
มาใชใ้นเวลาทีอ่ณุหภมูอิากาศและความชืน้เหมาะสมไดอ้กีดว้ย
นอกจากนีช้อ่งเปดิของผนงัทางดา้นทศิเหนอืสามารถรบัแสงจาก
ทางดา้นทศิเหนอืทีเ่ปน็แสงเยน็หรอืแสงกระจาย(DiffuseLight)
ทีม่ปีรมิาณความรอ้นนอ้ยกวา่รงัสตีรงจากดวงอาทติย์และมคีา่
ประสิทธิผลของแสง2สูงกว่าแหล่งกำาเนิดแสงชนิดอื่น
ภาพที่ 9 แสดงเส้นทางการโคจรของดวงอาทิตย์ที่จะนำามาพิจารณาในการออกแบบแผงกันแดดของอาคาร
เนื่องจากประเทศไทยเป็นประเทศที่อยู่ในภูมิอากาศ
รอ้นชืน้ดงันัน้การปอ้งกนัความรอ้นจากภายนอกอาคารจงึมสีว่น
สำาคัญอย่างยิ่งในการเสริมสร้างสภาวะน่าสบาย โดยสามารถ
แบ่งออกได้เป็นหัวข้อต่างๆได้แก่
• การจัดภูมิทัศน์รอบอาคารให้เกิดความร่มรื่น
โดยการใช้ ต้นไม้ เนินดินและพืชพันธุ์ธรรมชาติเพื่อทำาให้เกิด
รม่เงาและเกดิการดดูความรอ้นโดยรอบเพือ่ใชใ้นการสงัเคราะห์
แสงของพืช ลดการใช้วัสดุที่มีการสะสมความร้อนมาก เช่น
ลานคอนกรีตสำาหรับจอดรถเป็นต้น(Robinette,1977)
• การใชแ้ผงกนัแดดทีม่ปีระสทิธภิาพในการปอ้งกนัแสงแดดตรงจากดวงอาทิตย์ในช่วงเวลาที่มีการเรียนการสอน
ตัง้แตช่ว่งเวลา8:30ถงึ16:30น.โดยใชท้ศิทางการโคจรของดวง
อาทิตย์ในวันวิกฤตได้แก่วันที่21ธันวาคมในฤดูหนาวและ21
มถินุายนในฤดรูอ้นมาคำานวณโดยการใชโ้ปรแกรมคอมพวิเตอร์
ในการประมวลผล
2ค่าประสิทธิผลของแสงหรือ Luminous Efficacy คืออัตราส่วนระหว่างปริมาณแสงที่ได้ทั้งหมดจากแหล่งกำาเนิด มีหน่วยเป็นลูเมน (Lumen) กับพลังงาน
ไฟฟ้าที่ให้ไปมีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt) (Stein and Reynolds, 1992)
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 2553 7
• การเลือกใช้วัสดุที่มีค่าการต้านทานความร้อน(R-Value)มากกวา่ผนงักอ่อฐิฉาบปนูประมาณ2เทา่ไดแ้กผ่นงั
อฐิมวลเบาในสว่นของผนงัภายนอกของอาคารสว่นผนงัภายใน
ใช้ระบบผนังก่ออิฐฉาบปูนปกติเพื่อการป้องกันเสียงรบกวน
ระหว่างห้องเรียน3และผนังเบาในส่วนของห้องพักอาจารย์และ
ห้องนำ้าห้องส้วม
• การจัดการก่อสร้างอาคารให้มีส่วนยื่นได้แก่ส่วนระเบียงและกันสาดนอกจากจะมีประโยชน์ในการป้องกัน
แสงดังที่ได้กล่าวไปแล้วยังใช้สำาหรับการติดตั้งแผงกันแดด
และยังเป็นพื้นที่สำาหรับวางส่วนระบายความร้อนของเครื่อง
ปรับอากาศ (CondensingUnit) ได้ด้วย โดยการจัดให้แผง
กันแดดมีการบดบังอุปกรณ์ดังกล่าวไว้เพื่อความสวยงามและ
เพื่อประสิทธิภาพในการระบายความร้อนสูงที่สุด แต่สามารถ
ซ่อมบำารุงได้ง่าย
• ในส่วนของหลังคาอาคารมีสองส่วนได้แก่ส่วนที่เปน็หลงัคาคอนกรตีสำาหรบัใชง้านพืน้ชัน้ดาดฟา้ไดอ้อกแบบให้
มีการติดตั้งฉนวนใยแก้วความหนา6นิ้วเพื่อป้องกันความร้อน
จากหลงัคาอกีสว่นหนึง่ไดแ้ก่หลงัคารปูแบบแบบปกีผเีสือ้ทีน่ำา
มาใชเ้พือ่ทีจ่ะลดปรมิาณความรอ้นใตห้ลงัคาโดยอาศยัความเรว็
ลมเพือ่พาความรอ้นจากวสัดแุละชอ่งใตห้ลงัคาออกไปแตย่งัคง
มกีารตดิตัง้ฉนวนใยแกว้ไวเ้หนอืฝา้เพดานเพือ่ปอ้งกนัความรอ้น
ถ่ายเทเข้าสู่อาคารอีกชั้นหนึ่ง
• การนำากระแสลมธรรมชาติมาใช้งานนั้นสามารถนำามาใช้ได้ในสองส่วนคือส่วนที่เกี่ยวข้องกับการระบายอากาศ
ใต้หลังคาดังที่ได้กล่าวไปแล้วอีกส่วนหนึ่งคือการนำากระแสลม
มาพดัผา่นรา่งกายโดยตรงทีส่ามารถนำามาใชไ้ดใ้นกรณทีีส่ภาพ
อากาศมีความเหมาะสมคือไม่ร้อน-ไม่หนาวและไม่ชื้น-ไม่แห้ง
จนเกินไป (Robinette, 1977) ซึ่งการออกแบบวางผังอาคาร
รปูแบบทีว่างตามแนวแกนทศิตะวนัตกและตะวนัออกนีส้ามารถ
ใช้ประโยชน์จากกระแสลมธรรมชาติได้เป็นอย่างดีเนื่องจากลม
ประจำาของพืน้ทีจ่ะพดัมาจากทางทศิใตเ้ปน็หลกัดงัการทดสอบ
โดยการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ดังภาพที่11และ12ต่อไปนี้
ภาพที่ 10 แสดงการปอ้งกนัรงัสตีรงจากดวงอาทติยโ์ดยการใชแ้ผงบงัแดดทีส่ามารถบงัแดดไดต้ลอดชว่งเวลาของการใชง้าน โดยการพจิารณามมุเอยีงของ
แสงที่มากที่สุดในวันวิกฤต
3เนื่องจากผังก่ออิฐฉาบปูนปกติมีค่าการป้องกันเสียง (Sound Transmission Class: STC) ประมาณ 45-50 สามารถนำามาใช้ในการป้องกันเสียงผ่าน
ระหว่างห้องเรียนได้ หากมีการออกแบบการใช้งานร่วมกับวัสดุดูดซับเสียงที่มีความเหมาะสม
ภาพที่ 11 แสดงภาพการจำาลองการไหลของกระแสลมผ่านตัวอาคาร
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 25538
• ในการเสรมิสรา้งสภาวะนา่สบายสว่นของอณุหภมูิ
ร้อนหนาวนั้นต้องมีการพิจารณาถึงสภาพอากาศที่มีความ
แตกต่างกันออกไปในแต่ละฤดูกาลดังนี้
• ในฤดูร้อนที่อุณหภูมิอากาศมีค่าสูง ความชื้นในอากาศสูง การใช้เครื่องปรับอากาศนับว่ามีความจำาเป็นต่อการ
เสริมสร้างสภาวะน่าสบายในอาคารทั้งนี้เนื่องจากกิจกรรมการ
เรียนการสอนเป็นกิจกรรมที่ต้องมีการควบคุมสภาพอากาศ
ภายในสูง (สุนทร บุญญาธิการ, 2545) ดังนั้นในฤดูร้อนที่
ภาพที่ 12 แสดงภาพการจำาลองการไหลของกระแสลมผา่นบรเิวณหลงัคา
รูปทรงปีกผีเสื้อ
อุณหภูมิอากาศมีค่าเฉลี่ยประมาณ36องศาเซลเซียสแผงบัง
แดดของอาคารจะทำาหน้าที่ป้องกันรังสีตรงจากดวงอาทิตย์ที่จะ
สอ่งเขา้มาทางทศิเหนอืของอาคาร(สว่นหนึง่ถกูบดบงัดว้ยอาคาร
ข้างเคียง) ส่วนของผนังทึบและผนังโปร่งแสงจึงไม่ถูกกระทบ
จากรังสีอาทิตย์ เกิดการนำาความร้อนผ่านกรอบอาคารน้อยลง
และทำาใหผ้วิภายในของผนงัมอีณุหภมูติำา่ลงกระแสลมทีพ่ดัมา
จากทางทศิใตจ้ะพดัผา่นชอ่งวา่งใตห้ลงัคาเพือ่พาเอาความรอ้น
ออกไปส่วนอาคารในชั้นบนจะเป็นส่วนป้องกันความร้อนให้กับ
ชั้นล่าง เมื่อผนวกกับการปรับอากาศก็จะสามารถสร้างสภาวะ
น่าสบายในส่วนของอุณหภูมิภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(ภาพที่13)
• ในฤดฝูนทีอ่ณุหภมูอิากาศมคีา่ไมส่งูเทา่กบัในฤดูร้อน เราสามารถนำากระแสลมธรรมชาติมาใช้ประโยชน์ในการ
พัดผ่านร่างกายเพื่อเสริมสร้างสภาวะน่าสบายได้ โดยในกรณีที่
อุณหภูมิอากาศภายนอกมีค่าประมาณ27-30 องศาเซลเซียส
สามารถใช้ความเร็วลมประมาณ 5-10 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
เพื่อทำาให้เกิดความรู้สึกเย็นลงได้4 ในขณะที่หลังปีกผีเสื้อก็ยัง
สามารถใช้เพื่อการระบายความร้อนใต้หลังคาได้อย่างเป็นปกติ
(ภาพที่14)
ภาพที่ 13 แสดงการบูรณาการการออกแบบเพื่อเสริมสร้างความสบายในฤดูร้อน
4เมื่อความเร็วลมเพิ่ม 1 กิโลเมตรต่อชั่วโมง มนุษย์จะรู้สึกเสมือนหนึ่งว่าอุณหภูมิอากาศลดลง 0.4 องศาเซลเซียล (สุนทร บุญญาธิการ, 2542)
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 2553 9
ภาพที่ 14 แสดงการบูรณาการการออกแบบเพื่อเสริมสร้างความสบายในฤดูฝน
ภาพที่ 15 แสดงการบูรณาการการออกแบบเพื่อเสริมสร้างความสบายในฤดูหนาว
• ส่วนในฤดูหนาวที่อุณหภูมิอากาศในเวลากลาง
วันใกล้เคียงกับสภาวะน่าสบายคือมีอุณหภูมิอากาศประมาณ
22-27องศาเซลเซยีส(Fanger,1972)ความชืน้สมัพทัธป์ระมาณ
50เปอร์เซ็นต์การมีอาคารเรียนเดิมอยู่ทางทิศเหนือช่วยในการ
ป้องกันกระแสลมหนาวที่พัดมาจากทางทิศเหนือได้เป็นอย่างดี
ในกรณีที่อุณหภูมิอากาศมีค่าตำ่ากว่าอุณหภูมิสบายเช่นอยู่ใน
ช่วงประมาณ15-20องศาเซลเซียสก็สามารถปิดหน้าต่างเพื่อ
ลดการถ่ายเทความร้อนจากภายในอาคารออกสู่ภายนอก โดย
ความรอ้นทีเ่กดิขึน้ภายในอาคารนีเ้กดิจากรา่งกายมนษุย์ระบบ
แสงสว่างจากแสงประดิษฐ์แสงธรรมชาติและอุปกรณ์ภายใน
อาคารแตย่งัสามารถระบายอากาศไดโ้ดยการรัว่ซมึของอากาศ
(Infiltration)กับการเปิดเข้าออกประตูตามปกติ(ภาพที่15)
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 255310
แนวท�งเสริมสร้�งคว�มสบ�ยท�งด้�นคว�มสว่�ง
และก�รมองเห็นที่มีคว�มเหม�ะสม (Lighting and
Visual Comfort)
จากที่ได้กล่าวไปแล้วว่า การนำาแสงธรรมชาติมาใช้
ในอาคารนั้นจะมุ่งเน้นเฉพาะแสงที่ได้จากการสะท้อน (Diffuse
Light)เทา่นัน้โดยการวางผงัหอ้งเรยีนนัน้มคีวามตอ้งการใชแ้สง
ธรรมชาตใิหม้ากทีส่ดุเพือ่ลดการใชแ้สงประดษิฐใ์นเวลากลางวนั
ให้มีความสว่างเพียงพอที่ประมาณ35-50ฟุตแคนเดิล (Stein
andReynolds,1992)ซึ่งจากการคำานวณและจำาลองแบบทาง
สถาปัตยกรรมพบว่าห้องเรียนของอาคารนี้ที่มีขนาดมาตรฐาน
คือ9x11ตารางเมตรนั้นจะมีแสงธรรมชาติเข้ามาในอาคารได้
อย่างเพียงพอโดยเฉพาะในพื้นที่บริเวณขอบของห้องเรียนทั้งนี้
โดยการอาศยัการสะทอ้นของแสงภายในหอ้งเรยีนทีใ่ชส้ขีาวเปน็
หลกัการเปดิชอ่งเปดิทีม่คีวามสงูของขอบบนหนา้ตา่งเพือ่ใหแ้สง
ธรรมชาติสามารถส่องเข้ามาได้ลึกที่สุดเท่าที่จะทำาได้ และการ
เลือกวัสดุปูพื้นในส่วนของระเบียงทางเดินทางด้านทิศใต้ให้เกิด
การสะท้อนแสงเข้าสู่ภายในห้องเรียนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ดังภาพที่16ต่อไปนี้
ภาพที่ 16 แสดงการจำาลองแบบทางสถาปัตยกรรมในเรื่องแสงธรรมชาติทางด้านข้างของผนังในทิศทางต่าง ๆ
นอกจากแสงธรรมชาตทิีไ่ดม้กีารพจิารณาโดยละเอยีด
แลว้การใชแ้สงประดษิฐร์ว่มกบัแสงธรรมชาตกิม็คีวามสำาคญัไม่
แพก้นักลา่วคอืในสว่นของแสงประดษิฐไ์ดม้กีารเลอืกใชอ้ปุกรณ์
ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง มีการแบ่งสวิตช์ไฟฟ้าแสงสว่างเป็น
สามพืน้ทีด่ว้ยกนัไดแ้ก่บรเิวณพืน้ทีห่นา้หอ้งเรยีนทีบ่างครัง้ตอ้ง
มีการฉายเครื่องฉายภาพที่ต้องการความมืดบริเวณพื้นที่ใกล้
หน้าต่างที่มีแสงธรรมชาติเพียงพอและบริเวณพื้นที่ทั่วไป เพื่อ
ให้สามารถใช้แสงประดิษฐ์ร่วมกับแสงธรรมชาติได้อย่างเต็ม
ประสิทธิภาพมากที่สุด
แนวท�งเสริมสร้�งคว�มสบ�ยท�งด้�นคุณภ�พ
เสียงภ�ยในอ�ค�รที่มีคว�มเหม�ะสม (Acoustical
Comfort)
ปัจจัยที่มีส่วนส่งเสริมการเรียนรู้นั้นนอกจากจะเป็น
เรื่องในเชิงอุณหภาพและแสงสว่างแล้ว เรื่องความสบายทาง
ด้านเสียงที่มีความเหมาะสมก็นับว่ามีความสำาคัญเป็นอย่างยิ่ง
เนือ่งจากหากผูเ้รยีนไมส่ามารถเขา้ใจในคำาพดูมคีวามเขา้ใจผดิ
หรือไม่ได้ยินเสียงของผู้สอนก็จะส่งผลโดยตรงต่อการเรียนรู้เป็น
อย่างมากดังนั้นในส่วนนี้จึงมีการพิจารณาเป็นสองส่วนด้วยกัน
ได้แก่
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 2553 11
ส่วนแรกได้แก่ส่วนที่เกี่ยวข้องกับความดังที่พอเพียง
ของเสยีงจากแหลง่กำาเนดิโดยปกตเิสยีงสนทนาปกตขิองมนษุย์
จะมคีา่ความดงัของเสยีงทีป่ระมาณ60เดซเิบลเอ(dBA)(Egan,
1972)หากตอ้งการใหเ้สยีงนีส้ามารถไดย้นิทัว่ถงึทัง้หอ้งบรเิวณ
พื้นที่ด้านหน้าห้องเรียนต้องกรุด้วยวัสดุที่มีพื้นผิวสะท้อนเสียง
เพื่อกระจายเสียงจากหน้าห้องเรียนไปยังหลังห้องให้มากที่สุด
สว่นทีส่องไดแ้กส่ว่นทีเ่กีย่วขอ้งกบัการลดเสยีงรบกวน
ที่ไม่ต้องการจากภายนอกอาคาร และลดการรบกวนระหว่าง
ห้องเรียนด้วยกันเองโดยการเลือกใช้ผนังก่ออิฐฉาบปูนเป็นผนัง
ภายในที่มีค่าระดับการกันเสียง(SoundTransmissionClass:
STC)ทีป่ระมาณ45-50ผนวกกบัการตดิตัง้ฉนวนเพือ่ดดูซบัเสยีง
ภายในจะทำาให้สามารถลดเสียงรบกวนที่ไม่ต้องการได้มากขึ้น
ส่วนที่สาม ได้แก่ ค่าการสะท้อนก้องภายในห้องซึ่ง
สามารถคำานวณค่าโดยใช้สมการReverberation Time5หรือ
ค่า RT60 ที่กำาหนดไว้ว่าห้องเรียนที่ใช้การบรรยายเป็นหลัก
นั้นควรมีการสะท้อนก้องภายในที่ประมาณ 0.7-1.2 วินาที
ในทุกย่านความถี่ของเสียง (สุธีวัน โล่ห์สุวรรณ, 2551) ซึ่งใน
กรณีของห้องเรียนของอาคารนี้ หากมีการติดตั้งฉนวนดูดซับ
เสียงประมาณ1 ใน 3 ของพื้นที่ภายในห้องเรียนจะทำาให้ค่า
การสะท้อนก้องภายในห้องอยู่ที่ประมาณ0.9 วินาที ซึ่งนับว่า
เหมาะสมต่อการเรียนการสอน
ภาพที่ 17 แสดงการวางผังห้องปฏิบัติการทางภาษา อาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์
5ค่านี้จะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับตัวแปร ได้แก่ ปริมาตรของห้อง ขนาดพื้นที่ดูดซับเสียง และค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงของวัสดุ
ก�รเสรมิสร�้งองคค์ว�มรูด้ว้ยตวัสถ�ปตัยกรรมเอง
ในการเสริมสร้างองค์ความรู้ด้วยตัวสถาปัตยกรรม
เองนั้น เมื่อพิจารณาจากเนื้อหาที่ได้กล่าวมาทั้งหมดจะพบว่า
อาคารนี้ถูกออกแบบด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์มีประโยชน์
ใช้สอยเป็นห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นแนวทางการ
ออกแบบทั้งหมดจึงแสดงออกมาในรูปแบบทางสถาปัตยกรรม
ผา่นการรบัรูข้องประสาทรบัรูต้า่งๆ ของนกัเรยีนโดยทีเ่ปา้หมาย
ของอาคารนีค้อืการเสรมิสรา้งสภาวะนา่สบายในดา้นตา่งๆ เพือ่
เพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนการสอนแต่ต้องมีการใช้พลังงาน
ไฟฟา้ใหน้อ้ยทีส่ดุซึง่จากการจำาลองแบบทางสถาปตัยกรรมทาง
ด้านพลังงานพบว่า การใช้แผงกันแดดผนวกกับการใช้พืชพันธุ์
ธรรมชาตินั้นสามารถลดการใช้พลังงานในการปรับอากาศใน
สว่นของความรอ้นสมัผสัและความรอ้นแฝงลงไดถ้งึครึง่หนึง่ของ
อาคารที่ไม่มีการติดตั้งแผงบังแดดและสามารถลดภาระการ
ทำาความเย็นของเครื่องปรับอากาศในส่วนของการแผ่รังสีความ
ร้อนผ่านช่องเปิดลงได้เหลือประมาณ1ใน10ของอาคารแบบ
เดียวกันที่ไม่มีแผงบังแดดดังแผนภูมิต่อไปนี้
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 255312
นอกจากการเปรียบเทียบระหว่างกรณีที่มีการติดตั้ง
แผงบังแดด และไม่มีการติดตั้งแผงบังแดดแล้ว ในส่วนของ
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนผ่านกรอบอาคาร (Overall
ThermalTransferValue:OTTV)และคา่สมัประสทิธิก์ารถา่ยเท
ความร้อนผ่านหลังคาอาคาร(RoofThermalTransferValue)
ก็นับว่ามีความสำาคัญ เนื่องจากมีการประกาศใช้เป็นพระราช
บัญญัติเพื่อบังคับให้อาคารให้มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความ
ร้อนทั้งสองส่วนนี้มีค่าไม่เกินตามที่กฎหมายกำาหนด โดยที่ใน
กรณีที่เป็นอาคารการศึกษานั้นค่าOTTVต้องไม่เกิน 50 วัตต์
ต่อตารางเมตรส่วนค่าRTTVต้องมีค่าไม่เกิน15วัตต์ต่อตาราง
เมตรซึ่งจากการคำานวณพบว่าอาคาร40ปีสาธิตศึกษาศาสตร์
มีค่าOTTVเท่ากับ28.73วัตต์ต่อตารางเมตรค่าRTTVเท่ากับ
3.4วัตต์ต่อตารางเมตรดังแผนภูมิต่อไปนี้
ภาพที่ 18 แผนภูมิแสดงภาระการทำาความเย็นของเครื่องปรับอากาศในส่วนของความร้อนสัมผัส (Sensible Heat) ความร้อนแฝง (Latent Heat)
และความร้อนที่เกิดจากรัวสีตรงจากดวงอาทิตย์ที่ส่งผ่านเข้ามาในอาคาร (Window Solar)
ภาพที่ 19 แผนภมูแิสดงการเปรยีบเทยีบคา่สมัประสทิธิก์ารถา่ยเทความรอ้นผา่นกรอบอาคาร (OTTV) และหลงัคา (RTTV) ตามทีก่ฎหมายกำาหนด กบัการ
คำานวณค่าที่ได้จากอาคาร 40 ปี สาธิตศึกษาศาสตร์
ว า ร ส า ร วิ ช า ก า ร
คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
ปีที่ 9 ประจำ�ปี 2553 13
นอกจากนี้การอกแบบอาคารเรียนยังต้องคำานึงถึง
รูปแบบการจัดพื้นที่ใช้สอยภายในให้สามารถรองรับกิจกรรม
การเรียนการสอนรูปแบบต่าง ๆ ได้หลากหลาย ในกรณีของ
อาคารนี้มีการเรียนการสอนทั้งรูปแบบการสอนแบบบรรยาย
(LectureType)รปูแบบสมัมนากลุม่ยอ่ย(GroupSeminarType)
รปูแบบการทดลองทางวทิยาศาสตร์(ExperimentalType)และ
รูปแบบการเรียนคอมพิวเตอร์(Computer-LearningType)ซึ่ง
ทีว่า่งภายในอาคารสามารถรองรบัรปูแบบกจิกรรมกจิกรรมตา่งๆ
ดังกล่าวนี้ได้
จากเนือ้หาทีไ่ดก้ลา่วมาทัง้หมดนี้จะเหน็ไดว้า่แนวทาง
ในการออกแบบอาคารเรียนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนรู้
โดยอาศัยการเสริมสร้างสภาวะน่าสบายที่มีความเหมาะสมต่อ
กระบวนการเรยีนรูน้ัน้สถาปนกิหรอืผูอ้อกแบบตอ้งมคีวามเขา้ใจ
ในอิทธิพลของตัวแปรต่างๆที่มีความเกี่ยวข้องทั้งนี้และทั้งนั้นก็
เพือ่การออกแบบอาคารในเชงิบรูณาการทีจ่ะนำาไปสูเ่ปา้หมายที่
ต้องการได้เป็นอย่างดี
บรรณ�นุกรม
ชญาณิน จิตรานุเคราะห์.ก�รวิเคร�ะห์ส�ระสำ�คัญของ
เทคโนโลยีเรือนไทยภ�คกล�ง. วิทยานิพนธ์
สถาปัตยกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต จุฬาลงกรณ์
มหาวิทยาลัย,2550.
ชูพงษ์ทองคำาสมุทร.แนวท�งก�รออกแบบเชิงวิทย�ศ�สตร์
ของฮวงจุ้ยสำ�หรับประเทศไทย. วิทยานิพนธ์
สถาปัตยกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต จุฬาลงกรณ์
มหาวิทยาลัย,2551.
สธุวีนัโลห่ส์วุรรณ.ก�รออกแบบและสร�้งหอ้งเรยีนคณุภ�พ
สูงโดยเน้นก�รควบคุมด้วยปัจจัยธรรมช�ติ.
วิทยานิพนธ์สถาปัตยกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย,2551.
สุนทร บุญญาธิการ . ก�รออกแบบประส�นระบบ
มห�วทิย�ลยัชนิวตัร.กรงุเทพมหานคร:จฬุาลงกรณ์
มหาวิทยาลัย,2545.
สุนทร บุญญาธิการ. เทคนิคก�รออกแบบบ้�นประหยัด
พลงัง�น เพือ่คณุภ�พชวีติทีด่กีว�่. กรงุเทพมหานคร:
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย,2542.
สุนทรบุญญาธิการ.บ้�นชีว�ทิตย์ บ้�นพลังง�นแสงอ�ทิตย์
เพื่อคุณภ�พชีวิตผลิตพลังง�น. กรุงเทพมหานคร:
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย,2547.
Bradshaw,V.Building control systems. 2ndedition.New
York:JohnWiley&Sons.1993.
Fanger,P.O.Thermal Comfort. UnitedStates:McGraw-Hill
BookCompany,1972.
Egan,D.M.Concepts in Architectural Acoustics. United
States:McGraw-HillBookCompany,1972.
Givoni, B. Man Climate and Architecture. NewYork:
ElsevierPublishing,1969.
Givoni,B. Passive and Low Energy cooling of Buildings.
UnitedStates:VanNostrandReinhold,1994.
Olgyay, V.Design with Climate.NewJersey: Princeton
Hall,1962.
Robinette,O.G. Landscape Planning for Energy Conser-
vation.UnitedStatesofAmerica:Environmental
DesignPress,1977.
Santamouris,M.Passive Cooling of Buildings. United
Kingdom:AntonyRowleLtd,1996.
Stein,B., andReynolds, J. Mechanical and Electrical
Equipment for Buildings.8thEdition.NewYork:
JohnWiley&Sons,1992.
Szokolay V. S. Introduction to Architectural Science:
The Basis of Sustainable Design.GreatBritain:
ElsevierScience,2004.
Watson,D.Climatic Design, Energy Efficient Building
Principles and Practice.UnitedStatesofAmerica:
McGraw-Hill,1983.