การวิเคราะห์การไหลเวียนของอากาศและฝุ่นละอองขนาดเล็กผ่านแผงเกล็ดบังแดดภายใน ช่องว่างอากาศด้วยแบบจำลอง CFD
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การออกแบบผนังเปลือกอาคารด้วยการใช้แผงเกล็ดบังแดดที่สามารถป้องกันแสงแดดได้ดีและสามารถกักกรองฝุ่นละอองขนาดเล็กได้ด้วยนั้นเป็นแนวคิดที่จะพัฒนาระบบผนังเปลือกอาคารให้มีสมรรถนะที่สูงขึ้นกว่าผนังทั่ว ๆ ไป ซึ่งจะต้องออกแบบระบบไหลเวียนของอากาศ และสร้างสภาพแวดล้อมภายในช่องว่างอากาศให้มีการตกค้างของฝุ่นละอองมากที่สุด การวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษารูปแบบการไหลเวียนของอากาศและกักกรองฝุ่นละอองขนาดเล็กผ่านแผงเกล็ดบังแดดภายในช่องว่างอากาศด้วยโปรแกรมการเคลื่อนที่ของอากาศพลศาสตร์ Computational Fluid Dynamics (CFD) โดยการขั้นตอนการวิจัยจะศึกษาพารามิเตอร์ต่าง ๆ ประกอบด้วยขนาดของช่องว่างอากาศ ตำแหน่งช่องเปิดทางเข้าและทางออกของกระแสลม รูปร่างของแผงเกล็ดบังแดดและปริมาณฝุ่นละอองที่ตกค้างภายในช่องอากาศ ผ่านทางกล่องทดสอบจำนวน 4 กล่อง และประเมินผลด้วยซอฟต์แวร์ SOLIDWORKS 2023 (Flow Simulation) ผลการวิจัยพบว่า ขนาดช่องว่างอากาศที่แคบจะส่งผลให้เกิดแรงดันภายในกล่องทดสอบเพิ่มขึ้น จึงทำให้มีความเร็วลมเพิ่มขึ้น กระแสลมที่เคลื่อนที่จากช่องเปิดด้านจากด้านล่างขึ้นบนจะมีจุดอับลมน้อยกว่าแบบด้านบนลงล่าง ส่งผลให้กล่องทดสอบ (a.2) สามารถกักกรองฝุ่นละอองขนาดเล็กได้มากถึง 24% โดยปราศจากเครื่องกลเข้าช่วย และถ้าต้องการลดความแปรปวนภายในช่องว่างอากาศควรหลีกเลี่ยงรูปทรงที่เป็นเหลี่ยมมุม ผลสรุปที่ได้จากงานวิจัยนี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นเพื่อนำไปสู่การออกแบบพัฒนาและปรับปรุงระบบผนังเปลือกอาคารที่อาศัยการทำงานร่วมกันระหว่างแผงเกล็ดบังแดดและการควบคุมการไหลเวียนของอากาศบริเวณผนังอาคาร เพื่อเพิ่มคุณสมบัติการกักกรองฝุ่นละอองขนาดเล็กได้ด้วย
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารฯ
เอกสารอ้างอิง
A. Juaidi, F. AlFaris, F. Saeed, E. Salmeron-Manzano, and F. Manzano-Agugliaro, “Urban design to achieving the sustainable energy of residential neighbourhoods in arid climate,” J. Clean. Prod., vol. 228, pp. 135–152, (2019).
M. Dhimal et al., “Impact of air pollution on global burden of disease in 2019,” Processes, vol. 9, no. 10, pp. 1–9, (2021).
K. Kosutova, T. van Hooff, C. Vanderwel, B. Blocken, and J. Hensen, “Cross-ventilation in a generic isolated building equipped with louvers: Wind-tunnel experiments and CFD simulations,” Build. Environ., vol. 154, no. March, pp. 263–280, (2019).
S. Matour, V. Garcia-Hansen, S. Omrani, S. Hassanli, and R. Drogemuller, “Wind-driven ventilation of Double Skin Façades with vertical openings: Effects of opening configurations,” Build. Environ., vol. 196, no. December 2020, p. 107804, (2021).
J. Ahmadi, M. Mahdavinejad, O. K. Larsen, C. Zhang, A. Zarkesh, and S. Asadi, “Evaluating the different boundary conditions to simulate airflow and heat transfer in Double-Skin Facade,” Build. Simul., vol. 15, no. 5, pp. 799–815, (2022).
P. Arabi, M. R. Hamidpour, M. Yaghoubi, and F. Arabi, “Computational analysis of blind performance on natural ventilated double skin façade in winter,” Energy, vol. 268, p. 126719, (2023).
X. Cao, J. Liu, N. Jiang, and Q. Chen, “Particle image velocimetry measurement of indoor airflow field: A review of the technologies and applications,” Energy Build., vol. 69, pp. 367–380, (2014).
S. Holmberg and Q. Chen, “Air flow and particle control with different ventilation systems in a classroom,” Indoor Air, vol. 13, no. 2, pp. 200–204, (2003).
nguyen lu Phuong and K. Ito, “Experimental and numerical study of airflow pattern and dispersion in a vertical ventilation dust,” Build. Environ., vol. 59, pp. 466–481, (2013).
Y. Tao, X. Fang, M. Y. L. Chew, L. Zhang, J. Tu, and L. Shi, “Predicting airflow in naturally ventilated double-skin facades: theoretical analysis and modelling,” Renew. Energy, vol. 179, pp. 1940–1954, (2021).
D. D. Kim, “Computational fluid dynamics assessment for the thermal performance of double-skin façades in office buildings under hot climatic condition,” Build. Serv. Eng. Res. Technol., vol. 42, no. 1, pp. 45–61, (2021).
V. Kitio, F. M. Butera, R. Adhikari, and N. Aste, SUSTAINABLE BUILDING Principles and Applications for Eastern Africa. (2014).
Y. Ji, M. J. Cook, V. Hanby, D. G. Infield, D. L. Loveday, and L. Mei, “CFD modelling of naturally ventilated double-skin facades with venetian blinds,” J. Build. Perform. Simul., vol. 1, no. 3, pp. 185–196, (2008).
S. P. Melgaard, I. T. Nikolaisson, C. Zhang, H. Johra, and O. K. Larsen, “Double-skin façade simulation with computational fluid dynamics: A review of simulation trends, validation methods and research gaps,” Build. Simul., vol. 16, no. 12, pp. 2307–2331, (2023).
A. Jankovic and F. Goia, “Impact of double skin facade constructional features on heat transfer and fluid dynamic behaviour,” Build. Environ., vol. 196, no. November 2020, p. 107796, (2021).
P. Cheewinsiriwat, C. Duangyiwa, M. Sukitpaneenit, and M. E. J. Stettler, “Influence of Land Use and Meteorological Factors on PM2.5 and PM10 Concentrations in Bangkok, Thailand,” Sustain., vol. 14, no. 9, (2022).
S. Ljung, “CFD simulation of particle matter inside an automotive car and the purification efficiency of cabin air purifier,” (2019).
M. Rodríguez-Martín, P. Rodríguez-Gonzálvez, A. S. Patrocinio, and J. R. S. Martín, “Short simulation activity to improve the competences in the Fluid-mechanical Engineering classroom using Solidworks Flow Simulation,” ACM Int. Conf. Proceeding Ser., pp. 72–79, (2019).
V. President, A. Renewable, E. Development, and P. Foundation, “THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF PARABOLIC TROUGH 300 kW POWER PLANT FOR SOFT-LAND , MEDIUM INSOLATION AND A2-S5 A2-S5 SolarPaces2006,” Energy, no. May, pp. 1–19, (2020).
E. Mignot, W. Cai, and N. Riviere, “Analysis of the transitions between flow patterns in open-channel lateral cavities with increasing aspect ratio,” Environ. Fluid Mech., vol. 19, no. 1, pp. 231–253, (2019).
M. Rahiminejad and D. Khovalyg, “Review on ventilation rates in the ventilated air-spaces behind common wall assemblies with external cladding,” Build. Environ., vol. 190, p. 107538, (2021).
J. Zheng, Q. Tao, and Y. Chen, “Airborne infection risk of inter-unit dispersion through semi-shaded openings: A case study of a multi-storey building with external louvers,” Build. Environ., vol. 225, no. June, p. 109586, (2022).
Y. Ye, P. Xu, J. Mao, and Y. Ji, “Experimental study on the effectiveness of internal shading devices,” Energy Build., vol. 111, pp. 154–163, (2016).
R. R. Rahman and A. Kabir, “Spatiotemporal analysis and forecasting of air quality in the greater Dhaka region and assessment of a novel particulate matter filtration unit,” Environ. Monit. Assess., vol. 195, no. 7, (2023).
H. C. Burridge et al., “The ventilation of buildings and other mitigating measures for COVID-19: A focus on wintertime,” Proc. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci., vol. 477, no. 2247, pp. 1–62, (2021).
N. Nasrollahi and P. Ghobadi, “Field measurement and numerical investigation of natural cross-ventilation in high-rise buildings; Thermal comfort analysis,” Appl. Therm. Eng., vol. 211, no. March, p. 118500, (2022).
X. Fu, V. C. Tai, L. K. Moey, N. F. Abd Rahman, K. A. Ahmad, and D. Baglee, “Opening configurations and natural cross ventilation performance in a double-loaded multi-level apartment building: A CFD analysis,” Build. Environ., vol. 254, no. March, p. 111404, (2024).
Naksanee W. Prommas R*. An Experimental Investigation on the Efficiency of Snail Entry in Vortex Tube Fed Low Inlet Air Pressure to Reduce Temperature of Low-Pressure Air. International Journal of Heat and Technology.36(4) pp.1223-1232 )IF=1.01) (2018).
