การพัฒนาโปรแกรมประมาณค่าการถ่ายเทความร้อนรวมของผนังด้านนอกอาคาร (OTTV) และค่าการถ่ายเทความร้อนรวมของหลังคาอาคาร (RTTV)

Abstract

ในปัจจุบัน กระทรวงพลังงานได้จัดทำโปรแกรม Building Energy Code (BEC) เพื่อใช้ในการประเมินระบบกรอบอาคารโดยพิจารณาจากค่าการถ่ายเทความร้อนของผนังและหลังคาอาคาร (OTTV-RTTV) ตามกฎกระทรวงพลังงาน พ.ศ. 2552 การประเมินระบบกรอบอาคาร (OTTV-RTTV) มีผลบังคับใช้กับอาคารที่จะทำการก่อสร้างหรือดัดแปลงอาคาร จำนวน 9 ประเภท ที่มีพื้นที่ตั้งแต่ 2,000 ตารางเมตรขึ้นไป ในการตรวจสอบค่า OTTV-RTTV ผู้ออกแบบต้องใช้เวลามากในการป้อนข้อมูลลงในโปรแกรม BEC หากไม่ผ่านเกณฑ์ ผู้ออกแบบต้องย้อนกลับไปแก้ไขแบบอาคาร ซึ่งทำให้เป็นการเสียเวลาในการทำงาน งานศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์ที่จะพัฒนาโปรแกรมเสริม (Plugin) เพื่อประมาณค่า OTTV-RTTV จากแบบร่างจำลองสามมิติของโปรแกรม SketchUp ซึ่งเป็นโปรแกรมที่สถาปนิกนิยมใช้ในการออกแบบอาคาร เพื่อช่วยให้สถาปนิกสามารถทราบค่า OTTV-RTTV ได้ตั้งแต่ขั้นตอนการทำแบบร่างอาคาร อันจะช่วยให้ประหยัดเวลาและมีเวลาพิจารณาทางเลือกในการออกแบบอาคารเพื่อการประหยัดพลังงานมากขึ้น การพัฒนาโปรแกรมเสริมใช้พื้นฐานภาษาคอมพิวเตอร์ Ruby ร่วมกับ SketchUp Ruby API (Application Programming Interface) ในการสร้างชุดคำสั่งควบคุมการทำงานของโปรแกรม SketchUp เพื่อรวบรวมข้อมูลจากแบบจำลองของโปรแกรม SketchUp เพื่อใช้ในการคำนวณค่า OTTV-RTTV ด้วยวิธีการตามประกาศกระทรวงพลังงาน พ.ศ. 2552 ผลที่ได้จากการพัฒนาคือ โปรแกรมเสริมที่สามารถประมาณค่า OTTV-RTTV จากแบบจำลองสามมิติของโปรแกรม SketchUp ผู้ใช้งานสามารถปรับเปลี่ยนวัสดุ รูปทรง ทิศทางของแบบจำลอง และลักษณะของอุปกรณ์บังแดด และสามารถตรวจสอบค่าการถ่ายเทความร้อนของผนังและหลังคาของอาคารจากตารางแสดงผลหรือเฉคสีที่แสดงบนพื้นผิวของแบบจำลอง เพื่อเป็นแนวทางในการตัดสินใจปรับปรุงให้ระบบกรอบอาคารมีประสิทธิภาพในการป้องกันความร้อนที่ดีขึ้น การเปรียบเทียบผลการคำนวณระหว่างโปรแกรมเสริมกับโปรแกรม BEC พบว่า การประมาณค่าการถ่ายเทความร้อนของผนังหรือหลังคาทึบแสงมีความคลาดเคลียนประมาณ ±2.0% ส่วนผนังหรือหลังคาโปร่งแสงในส่วนที่มีอุปกรณ์บังแดดจะมีความคลาดเคลื่อนสูงประมาน -42.0% สาเหตุเนื่องจากความคลาดเคลื่อนของค่าสัมประสิทธิ์การบังแดดของอุปกรณ์บังแดด ค่า OTTV-RTTV ที่คำนวณได้จากโปรแกรมเสริมมีแนวโน้มที่สูงกว่าค่าที่คำนวณได้จากโปรแกรม BEC ดังนั้นแบบจำลองซึ่งผ่านเกณฑ์การประเมินของโปรแกรมเสริมจึงมีแนวโน้มที่จะผ่านเกณฑ์การประเมินค่าOTTV-RTTV ของโปรแกรม BEC ด้วยเช่นกัน

Nowadays, the Ministry of Energy has established the Building Energy Code (BEC) program to evaluate a building enclosure system performance based on Overall Thermal Transfer Value (OTTV) and Roof Thermal Transfer Value (RTTV) as prescribed in the Ministerial Regulation of Energy B.E.2552 (2009). According the regulation, the enclosure systems evaluation (OTTV-RTTV) is mandatory for nine categories of both new and renovated buildings with building area more than 2,000 square meters. In order to estimate OTTV-RTTV, an architect needs to spend more time for input building data in BEC program. If the building design does not meet the criteria, an architect has to revise their designs, which are time consuming. As a result, the objective of this research implements the Plugin to evaluate the OTTV-RTTV from a 3D model in SketchUp program which is a popular designing tool among architects. Thus, an architect can know OTTV-RTTV during schematic design which will help to improve energy efficient building design. The application development employs Ruby programming language and Sketchup Ruby API (Application Programming Interface) to operate the controls of SketchUp program. The program is capable to collect data from SketchUp 3D model to calculate OTTV-RITV as prescribed in the Ministerial Declaration of Energy B.E.2552 (2009) The result of the development is the SketchUp plugin which can evaluate the OTTV-RTTV by using SketchUp 3D model. The program users are able to change their design such as material, shape, orientation, shading device. Furthermore, the program users can examine OTTV-RTTV from either an output table or the displaying colored shade on a model surface to assist in making the precise decisions about improving the effectiveness of building envelope system in preventing heat. In comparing the results between the SketchUp plugin and the BEC software, the tests were found that the evaluations of the thermal transfer value of opaque walls or roofs have an error tolerant about ±2.0% and the evaluations of the thermal transfer value of translucent walls or roofs with shading devices have a higher percentage of an error about -42.0% due to an error of the shading coefficient (SC). OTTV-RTTV results that evaluated from the SketchUp plugin are higher than the results from the BEC program. Therefore, the building that passes the evaluation of the Plugin tends to pass the evaluation from the BEC program.