Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Evaluation of daylight and energy performance of lightshelf in office buildings according to LEED version 4.0

Year (A.D.)

2018

Document Type

Thesis

First Advisor

อรรจน์ เศรษฐบุตร

Faculty/College

Faculty of Architecture (คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์)

Department (if any)

Department of Architecture (ภาควิชาสถาปัตยกรรมศาสตร์)

Degree Name

สถาปัตยกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

สถาปัตยกรรม

DOI

10.58837/CHULA.THE.2018.1408

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการนำเสนอแนวทางการออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการนำแสงธรรมชาติเข้ามาใช้ภายในอาคารสำนักงาน โดยการลดการใช้พลังงานจากแสงประดิษฐ์ ด้วยการออกแบบหิ้งสะท้อนแสง และประเมินผลโดยใช้ค่า Spatial Daylight Autonomy (sDA) และ Annual Sunlight Exposure (ASE) ตามเกณฑ์ LEED V4 หัวข้อ Daylight ด้วยโปรแกรม Rhinoceros – Grasshopper – Ladybug Tools, Honeybee Tools ในการจำลองผล โดยมีตัวแปร คือ ระยะยื่นของหิ้งสะท้อนแสงภายนอกขนาด 0.30 เมตร 0.60 เมตร และ 0.90 เมตร ระยะติดตั้งต่ำจากฝ้าเพดาน 0.50 เมตร และ 1.00 เมตร องศาฝ้าเพดาน 0 องศา 15 องศา และ 30 องศา สัดส่วนพื้นที่ช่องเปิดต่อพื้นที่ผนัง 60% และ 100% ตำแหน่งทิศที่ติดตั้งหิ้งสะท้อนแสงทั้ง 8 ทิศ และการติดตั้งหิ้งสะท้อนแสงภายในระยะยื่นขนาด 0.30 เมตร โดยจำลองกับห้องภายในอาคารสำนักงาน กว้าง 9 เมตร ลึก 12 เมตร และสูง 3 เมตร ซึ่งผลการวิจัย ทุกกรณีศึกษามีค่า sDA ผ่านเกณฑ์ทั้งหมด ส่วนค่า ASE มีกรณีศึกษาที่ไม่ผ่านเกณฑ์ ซึ่งการมีระยะยื่นของหิ้งสะท้อนแสงภายนอกที่มากขึ้น ทำให้แสงสามารถเข้าสู่ภายในอาคารได้น้อยลง ส่งผลให้ค่า sDA และ ASE ลดลง การมีระยะติดตั้งต่ำจากฝ้าเพดานที่มากขึ้น ทำให้ค่า sDA และ ASE เพิ่มขึ้น องศาของฝ้าเพดานที่เพิ่มขึ้น ช่วยในการกระจายแสงเข้าสู่ภายในอาคาร มีผลให้ค่า sDA เพิ่มขึ้น แต่ไม่ส่งต่อค่า ASE สัดส่วนพื้นที่ช่องเปิดต่อพื้นที่ผนังที่มากขึ้น ทำให้ค่า sDA และ ASE เพิ่มขึ้น ตำแหน่งทิศของช่องเปิด ทำให้แต่ละทิศมีค่า sDA และ ASE แตกต่างกันจากตำแหน่งของดวงอาทิตย์ โดยก่อนติดตั้งหิ้งสะท้อนแสงภายใน ทิศที่สามารถใช้หิ้งสะท้อนแสงภายนอกได้มีประสิทธิภาพในการลดค่า ASE ให้สามารถผ่านเกณฑ์ได้ทุกกรณีศึกษา คือทิศเหนือ และทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ส่วนทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ทิศใต้ และทิศตะวันออกเฉียงใต้ จะเกิดประสิทธิภาพในบางกรณีศึกษา และทิศที่หิ้งสะท้อนแสงภายนอกไม่สามารถใช้งานได้มีประสิทธิภาพ ได้แก่ ทิศตะวันออก ทิศตะวันตก และทิศตะวันตกเฉียงใต้ ซึ่งไม่มีกรณีศึกษาใดผ่านเกณฑ์ โดยหลังติดตั้งหิ้งสะท้อนแสงภายใน ทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ทิศใต้ และทิศตะวันออกเฉียงใต้ มีจำนวนกรณีศึกษาที่ผ่านเกณฑ์เพิ่มขึ้น ส่วนทิศตะวันออกและทิศตะวันตกเฉียงใต้ มีกรณีศึกษาที่ผ่านเกณฑ์เพิ่มขึ้นมา จากนั้นทำการวิเคราะห์ตัวแปรที่ส่งผลต่อค่า ASE และจากกรณีศึกษาที่ผ่านเกณฑ์ เพื่อจำลองผลการเกิดแสงบาดตาจากแสงธรรมชาติ (Daylight Glare Probability) ก่อนและหลังติดตั้งหิ้งสะท้อนแสงทั้งภายนอกและภายในและจำลองผลการใช้พลังงานด้วยโปรแกรม VisualDOE ซึ่งผลการติดตั้งหิ้งสะท้อนแสงทั้งภายนอกและภายใน ในทุกสัดส่วนพื้นที่ช่องเปิดต่อพื้นที่ผนังและทิศที่ติดตั้ง สามารถลดการเกิดแสงบาดตาได้เล็กน้อย ส่วนผลการใช้พลังงานในส่วนเครื่องปรับอากาศ สามารถลดค่าการใช้พลังงานได้มากขึ้นตามระยะยื่นของหิ้งสะท้อนแสงภายนอก และตามสัดส่วนพื้นที่ช่องเปิดต่อพื้นที่ผนังที่มากขึ้น รวมถึงตำแหน่งทิศที่ติดตั้ง

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research aims to develop a guideline for improving the efficiency of natural light and reducing energy consumption from artificial light in the office building by using lightshelf. Spatial Daylight Autonomy (sDA) and Annual Sunlight Exposure (ASE) were evaluated according to LEED V4. Rhinoceros - Grasshopper - Ladybug Tools and Honeybee Tools were used to simulate the sDA and ASE. The variables are the length of the external lightshelf (0.30 m., 0.60 m. and 0.90 m.), installed position (0.50 m. and 1.00 m.) below the ceiling, degrees of ceiling (0 degrees, 15 degrees and 30 degrees), window to wall ratio (60% and 100%), the direction where the lightshelf installed and the presence of 0.30 m. internal lightshelf. The size of the case study office room is 9 m. width, 12 m. length and 3 m. height. From the results, the sDA value can pass the LEED V4 criteria for all cases, but the ASE value can pass in some cases. Increasing the length of the external lightshelf results in a decrease of sDA and ASE. Appropriated installed position can increase the sDA and ASE value. Degrees of ceiling results in an increase of the sDA, but not the ASE. Increasing of window to wall ratio results in an increase of sDA and ASE value, allowing more natural light into the room. North and northeast are the most effective directions for using external lightshelf. Northwest, south and southeast are effective only in some cases. East, west and southwest are not effective as no cases can pass the LEED V4 criteria. After installing the internal lightshelf, northwest, south, southeast, east and southwest directions have more cases passing the LEED V4 criteria. Focusing on the ASE value and the cases that can pass the LEED V4 criteria, daylight glare probability (DGP) is used in this research to evaluate the glare of before and after installation of the lightshelf. Both external and internal lightshelf can decrease the DGP values. The difference of WWR and window orientations can affect the DGP value and also the energy consumption simulated by VisualDOE. External lightshelf can help reduce the cooling energy consumption.

Share

COinS
 
 

To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.