บล็อกการสังเกตการณ์ในสนามจากมุมมองของฟิสิกส์อาคาร
สภาพอากาศ → ธรรมชาติ → มนุษย์ → วัฒนธรรม → สถาปัตยกรรม → ภาพเมือง
สำรวจการสังเกตการณ์ในโลกจริงผ่านมุมมองของฟิสิกส์อาคาร
ตั้งแต่สภาพอากาศและธรรมชาติ ไปจนถึงพฤติกรรมมนุษย์ วัฒนธรรม สถาปัตยกรรม และภูมิทัศน์เมือง มาค้นพบกันว่า สภาพแวดล้อมมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพ ความสะดวกสบาย ความยั่งยืน และประสบการณ์ในสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้นอย่างไร
ชมสถาปัตยกรรมประวัติศาสตร์ วัดอรุณ กรุงเทพมหานคร
วัดนี้เดิมมีชื่อว่าวัดมาโกก เป็นวัดที่มีปราสาทสูง 82 เมตร ซึ่งถูกสร้างขึ้นในสมัยราชอาณาจักรอยุธยา (1351-1767) ได้รับการบูรณะโดยพระเจ้าทักษิณ และเปลี่ยนชื่อเป็นวัดเชง ต่อมา พระเจ้าพระรามที่ 4 ได้เปลี่ยนชื่อเป็นอารุณรัตชวาราม รัชวรามาหวิหาร ซึ่งมีความหมายว่า “วัดอรุณ”
วัดนี้เดิมมีชื่อว่าวัดมาโกก เป็นวัดที่มีปราสาทสูง 82 เมตร ซึ่งถูกสร้างขึ้นในสมัยราชอาณาจักรอยุธยา (1351-1767) ได้รับการบูรณะโดยพระเจ้าทักษิณ และเปลี่ยนชื่อเป็นวัดเชง ต่อมา พระเจ้าพระรามที่ 4 ได้เปลี่ยนชื่อเป็นอารุณรัตชวาราม รัชวรามาหวิหาร ซึ่งมีความหมายว่า “วัดอรุณ”
ชมสถาปัตยกรรมประวัติศาสตร์ โบสถ์พระแม่มารีอาแห่งการรับขึ้นสวรรค์ กรุงเทพมหานคร
มหาวิหารอัสสัมชัญในกรุงเทพฯ สร้างขึ้นโดยสถาปนิกชาวฝรั่งเศส ตามคำขอของ ปาสกาล (Paskal) ผู้เผยแผ่ศาสนาชาวฝรั่งเศส ในปี ค.ศ. 1809 และแล้วเสร็จในปี ค.ศ. 1821 ในสมัยที่ประเทศไทยอยู่ภายใต้การปกครองของพระบาทสมเด็จพระรามาที่ 2 มหาวิหารอัสสัมชัญในกรุงเทพฯ ได้รับการบูรณะใหม่ระหว่างปี ค.ศ. 1909 - 1919 ในรูปแบบสถาปัตยกรรมแบบโรมาเนสก์ของฝรั่งเศส โดยได้รับแรงบันดาลใจจากมัสยิด-มหาวิหารแห่งเมืองคอร์โดบา ประเทศสเปน งานบูรณะครั้งนี้ได้รับการสนับสนุนทางการเงินส่วนใหญ่จากนายจาค็อบ โลว์ คีอ็อก เชียง
มหาวิหารอัสสัมชัญในกรุงเทพฯ สร้างขึ้นโดยสถาปนิกชาวฝรั่งเศส ตามคำขอของ ปาสกาล (Paskal) ผู้เผยแผ่ศาสนาชาวฝรั่งเศส ในปี ค.ศ. 1809 และแล้วเสร็จในปี ค.ศ. 1821 ในสมัยที่ประเทศไทยอยู่ภายใต้การปกครองของพระบาทสมเด็จพระรามาที่ 2 มหาวิหารอัสสัมชัญในกรุงเทพฯ ได้รับการบูรณะใหม่ระหว่างปี ค.ศ. 1909 - 1919 ในรูปแบบสถาปัตยกรรมแบบโรมาเนสก์ของฝรั่งเศส โดยได้รับแรงบันดาลใจจากมัสยิด-มหาวิหารแห่งเมืองคอร์โดบา ประเทศสเปน งานบูรณะครั้งนี้ได้รับการสนับสนุนทางการเงินส่วนใหญ่จากนายจาค็อบ โลว์ คีอ็อก เชียง
การสังเกตการออกแบบแบบพาสซีฟในปฏิบัติ: บทเรียนจาก The Commons Thonglor, กรุงเทพมหานคร
ศูนย์การค้า The Commons Mall ในกรุงเทพฯ เป็นตัวอย่างของอาคารที่ออกแบบตามหลักการออกแบบแบบพาสซีฟในสภาพอากาศเขตร้อน การออกแบบแบบพาสซีฟมีวัตถุประสงค์เพื่อลดรอยเท้าคาร์บอนและการใช้พลังงานให้น้อยที่สุด การออกแบบแบบพาสซีฟสามารถบรรลุได้ผ่านการใช้วัสดุนatural การเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนจากธรรมชาติและระบบระบายอากาศแบบกลไก รวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้แสงธรรมชาติ
ศูนย์การค้า The Commons Mall ในกรุงเทพฯ เป็นตัวอย่างของอาคารที่ออกแบบตามหลักการออกแบบแบบพาสซีฟในสภาพอากาศเขตร้อน การออกแบบแบบพาสซีฟมีวัตถุประสงค์เพื่อลดรอยเท้าคาร์บอนและการใช้พลังงานให้น้อยที่สุด การออกแบบแบบพาสซีฟสามารถบรรลุได้ผ่านการใช้วัสดุนatural การเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนจากธรรมชาติและระบบระบายอากาศแบบกลไก รวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้แสงธรรมชาติ
การออกแบบระบบแสงสว่างทางสถาปัตยกรรมและระบบแสงธรรมชาติ สนามบินโตเกียว ฮาเนดะ
สนามบินโตเกียวฮานيدا การผสานแสงธรรมชาติจากช่องแสงบนหลังคาและหน้าต่างสูง ผ่านระบบกระจกสองชั้นที่มีคุณสมบัติกันความร้อน และระบบไฟ LED ประหยัดพลังงาน เพื่อสร้างบรรยากาศที่น่าตื่นเต้น พร้อมทั้งลดรอยเท้าคาร์บอน
การผสานแสงธรรมชาติจากช่องแสงบนหลังคาและหน้าต่างสูง ผ่านการติดตั้งกระจกสองชั้นที่มีคุณสมบัติกันความร้อน และระบบไฟ LED ประหยัดพลังงาน เพื่อสร้างบรรยากาศที่น่าตื่นเต้น และลดรอยเท้าคาร์บอน
มหาวิหารโคโลญ: กรณีศึกษาเกี่ยวกับความทะเยอทะยานในการออกแบบสไตล์โกธิกและข้อจำกัดของมัน
มหาวิหารโคโลญเป็นมหาวิหารแบบโกธิกสูงที่มีห้าทางเดิน (ยาว 144.5 ม.) พร้อมด้วยส่วนทรานเซปต์ที่ยื่นออกมา (กว้าง 86.25 ม.) และหน้าตึกหอคอย (สูง 157.22 ม.) ส่วนกลางของโบสถ์สูง 43.58 ม. ส่วนทางข้างสูง 19.80 ม. การก่อสร้างผลงานชิ้นเอกแบบโกธิกนี้เริ่มขึ้นในปี ค.ศ. 1248 และดำเนินการเป็นหลายขั้นตอน จนกระทั่งปี ค.ศ. 1880 จึงแล้วเสร็จ ตลอดระยะเวลาเจ็ดศตวรรษ ผู้สร้างแต่ละรุ่นได้รับแรงบันดาลใจจากความศรัทธาเดียวกัน และจิตวิญญาณแห่งความจงรักภักดีอย่างเคร่งครัดต่อแบบแปลนเดิม
มหาวิหารโคโลญเป็นมหาวิหารแบบโกธิกสูงที่มีห้าทางเดิน (ยาว 144.5 ม.) พร้อมด้วยส่วนทรานเซปต์ที่ยื่นออกมา (กว้าง 86.25 ม.) และหน้าตึกหอคอย (สูง 157.22 ม.) ส่วนกลางของโบสถ์สูง 43.58 ม. ส่วนทางข้างสูง 19.80 ม. การก่อสร้างผลงานชิ้นเอกแบบโกธิกนี้เริ่มขึ้นในปี ค.ศ. 1248 และดำเนินการเป็นหลายขั้นตอน จนกระทั่งปี ค.ศ. 1880 จึงแล้วเสร็จ ตลอดระยะเวลาเจ็ดศตวรรษ ผู้สร้างแต่ละรุ่นได้รับแรงบันดาลใจจากความศรัทธาเดียวกัน และจิตวิญญาณแห่งความจงรักภักดีอย่างเคร่งครัดต่อแบบแปลนเดิม
ระบบแสงสว่างทางสถาปัตยกรรมและการใช้แสงธรรมชาติ สนามบินฟินเดล ประเทศลักเซมเบิร์ก
การออกแบบสถาปัตยกรรมเพื่อนำแสงธรรมชาติเข้ามาใช้ที่สนามบินฟินเดล ประเทศลักเซมเบิร์ก ได้ติดตั้งช่องรับแสงบนเพดานด้วยมุมที่ต่างกัน โดยในฤดูร้อนจะเปิดช่องรับแสงเพื่อให้แสงธรรมชาติเข้ามา ส่วนในฤดูหนาวจะเปิดช่องรับแสงเพื่อให้แสงธรรมชาติและอากาศร้อนเข้ามาด้วย ช่องรับแสงนี้ถูกผสานรวมกับระบบแสงสว่างทั่วไป เพื่อสร้างความสม่ำเสมอของแสงตลอดทั้งวันและทั้งปี
การออกแบบระบบแสงธรรมชาติในอาคารสามารถสร้างพื้นที่ที่ส่งเสริมประสิทธิภาพการทำงานและสุขภาพที่ดีได้ ส่วนการออกแบบระบบแสงธรรมชาติที่ไม่เหมาะสมในอาคารอาจก่อให้เกิดความร้อนที่มากเกินไปและแสงที่ไม่สบายตา
ดังนั้น เมื่อกำหนดขนาดและตำแหน่งของหน้าต่าง รวมถึงการเลือกประเภทกระจกในโครงสร้างอาคาร ควรทำการคำนวณเพื่อให้แสงธรรมชาติที่ส่งเสริมสุขภาพเข้าสู่ภายในอาคาร นอกจากนี้ ยังควรทำการคำนวณในทางตรงกันข้ามเพื่อปรับสมดุลความร้อนที่เข้าสู่ภายในอาคารในช่วงฤดูร้อนหรือฤดูหนาว
การออกแบบระบบแสงธรรมชาติที่ดีสามารถสร้างสภาพแวดล้อมแสงธรรมชาติที่ส่งเสริมสุขภาพ ความสบายทางอุณหภูมิ และอาคารที่มีการบริโภคพลังงานต่ำ
ALTA Integra #ฟิสิกส์อาคาร #สถาปัตยกรรม #การนำแสงธรรมชาติ #การออกแบบการนำแสงธรรมชาติ #แสง #ไฟ #ระบบแสง
การออกแบบระบบแสงสว่างและการออกแบบการใช้แสงธรรมชาติ: บทเรียนจากหลังคาแบบผีเสื้อของอาคารผู้โดยสาร 3 สนามบินชางงี
หลังคาแบบผีเสื้อที่อาคารผู้โดยสาร 3 ของสนามบินชางีเป็นหนึ่งในตัวอย่างการออกแบบระบบนำแสงธรรมชาติที่นวัตกรรมที่สุดในโลก
ด้วยการผสานการออกแบบแสงสว่างทางสถาปัตยกรรม ฟิสิกส์อาคาร กระจก Low-E ระบบอัตโนมัติในอาคาร และระบบควบคุมแสงธรรมชาติที่ตอบสนองได้ อาคารเทอร์มินัลนี้จึงเปลี่ยนแสงธรรมชาติให้กลายเป็นระบบสิ่งแวดล้อมที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งช่วยเพิ่มความสะดวกสบายทางสายตา ความสะดวกสบายทางอุณหภูมิ ความสะดวกสบายทางเสียง และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
การศึกษากรณีนี้สำรวจว่ากลยุทธ์การใช้แสงธรรมชาติอย่างชาญฉลาดสามารถสร้างแรงบันดาลใจให้เกิดสถาปัตยกรรมที่สุขภาพดี ยั่งยืน และเน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลางในสภาพอากาศเขตร้อนได้อย่างไร
“แสงธรรมชาติคือแสงที่ดีที่สุดที่เรามีอยู่ แต่เราต้องควบคุมมันให้กลายเป็นประโยชน์แทนที่จะเป็นความรบกวน”
แสงธรรมชาติที่เปลี่ยนแปลงไปมาในพื้นที่สาธารณะทำให้ห้องดูสวยงามขึ้นและดีต่อสุขภาพ
เมื่อสถาปัตยกรรมตอบสนองต่อธรรมชาติ
วิธีที่หลังคาแบบผีเสื้อเปลี่ยนแสงแดดให้เป็นประสบการณ์ทางพื้นที่ที่เน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลาง
ทันทีที่ฉันก้าวเข้าสู่เทอร์มินัล 3 ของสนามบินชางี ฉันก็รู้สึกทันทีว่าสนามบินแห่งนี้แตกต่างจากสนามบินอื่น ๆ ที่ฉันเคยมาเยือน ไม่ใช่เพียงเพราะขนาดที่กว้างใหญ่หรือสถาปัตยกรรมที่น่าประทับใจ แต่ตัวอาคารเองก็ให้ความรู้สึกเหมือนมีชีวิต
แสงธรรมชาติเปลี่ยนไปอย่างนุ่มนวลตามความเปลี่ยนแปลงของท้องฟ้า อุณหภูมิภายในอาคารยังคงคงที่อย่างน่าทึ่ง แม้จะมีหลังคาแก้วขนาดใหญ่เหนือศีรษะ แต่สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดคือ อาคารผู้โดยสารแห่งนี้ให้ความรู้สึกสงบอย่างน่าทึ่ง แม้จะมีผู้โดยสารนับพันคนเคลื่อนตัวผ่านพื้นที่นี้อย่างต่อเนื่อง
ในฐานะผู้ปรึกษาด้านประสิทธิภาพอาคารที่เน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลาง ประสบการณ์ดังกล่าวทำให้ผมเกิดคำถามทางเทคนิคขึ้นในใจทันทีว่าพื้นที่สาธารณะขนาดนี้สามารถสร้างความสบายทางสายตา ความสบายทางอุณหภูมิ และความสบายทางเสียงได้พร้อมกันอย่างไร? คำตอบนั้น ปรากฏว่าซ่อนอยู่ตรงเหนือหัวเราระบบแสงธรรมชาติแบบไดนามิกที่ตอบสนองอย่างซับซ้อน ซึ่งรู้จักกันในชื่อ“Butterfly Roof”
หลังคาแบบผีเสื้อคืออะไร?
ระบบ Butterfly Roofเป็นระบบการนำแสงธรรมชาติแบบไดนามิกที่ตอบสนองได้ซึ่งรวมแผงสะท้อนแสงที่เคลื่อนย้ายได้ เซ็นเซอร์วัดแสงธรรมชาติ กระจก Low-E และระบบแสงเทียมอัตโนมัติ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้แสงธรรมชาติ ลดการรับความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ไม่ต้องการ และเพิ่มความสบายทางสายตา ความร้อน และเสียงทั่วทั้งอาคาร
แทนที่จะมองแสงแดดเป็นสิ่งที่ต้องกันไม่ให้เข้ามา ระบบนี้ควบคุมอย่างชาญฉลาดว่าแสงธรรมชาติจะเข้าสู่ตัวอาคารอย่างไร — โดยเปลี่ยนมันให้กลายเป็นทรัพยากรทางสิ่งแวดล้อมที่มีค่า
วิธีการนี้ถือเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่น่าสนใจที่สุดของการออกแบบระบบแสงธรรมชาติในสถาปัตยกรรม ซึ่งการออกแบบระบบแสงสว่าง หลักการฟิสิกส์อาคาร และระบบอัตโนมัติของอาคารทำงานร่วมกันเป็นระบบอาคารแบบบูรณาการ
ทำไมสนามบินชางีจึงเลือกใช้หลังคาแบบผีเสื้อ?
หลังคาผีเสื้อที่อาคารผู้โดยสาร 3 ของสนามบินชางีนั้นเป็นมากกว่าเพียงองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมที่เป็นสัญลักษณ์
จากมุมมองของฟิสิกส์อาคารระบบนี้ถือเป็นระบบสิ่งแวดล้อมแบบบูรณาการที่ออกแบบมาเพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ความสะดวกสบายของผู้ใช้งาน และความยั่งยืนในระยะยาว ภายในโซลูชันทางสถาปัตยกรรมเดียว
ในฐานะหนึ่งในสนามบินนานาชาติที่คึกคักที่สุดในโลกChangi Airport Group (CAG)จำเป็นต้องมีอาคารผู้โดยสารที่สามารถรักษาความสว่าง ความสะดวกสบาย และประสิทธิภาพด้านพลังงานได้ตลอดทั้งวัน พร้อมทั้งลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการดำเนินงานของสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่เช่นนี้ให้ต่ำที่สุด
เมื่อเทอร์มินัล 3 เปิดให้บริการในปี2007 CAG ได้นำระบบการให้แสงธรรมชาติแบบไดนามิกที่ตอบสนอง (Responsive Dynamic Daylighting System) มาใช้ผ่านหลังคาแบบผีเสื้อ (Butterfly Roof) — ซึ่งเป็นกลยุทธ์นวัตกรรมที่ยังคงเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมของอาคารนี้
ปรัชญาการออกแบบนี้ยังสอดคล้องอย่างใกล้ชิดกับความพยายามระดับโลกในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
ผ่านข้อตกลงปารีส ประเทศกว่า 190 ประเทศได้ให้คำมั่นว่าจะจำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลกให้อยู่ต่ำกว่า2°C อย่างชัดเจน พร้อมทั้งดำเนินความพยายามเพื่อรักษาการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิให้อยู่ต่ำกว่า1.5°C
คาดว่าภาคการก่อสร้างคิดเป็นประมาณ37% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั่วโลก ซึ่งทำให้กลยุทธ์การออกแบบแบบพาสซีฟ การใช้แสงธรรมชาติอย่างมีประสิทธิภาพ และระบบหุ้มอาคารที่มีประสิทธิภาพสูง เป็นองค์ประกอบสำคัญในความพยายามลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั่วโลก
หลังคาแบบ Butterfly Roof แก้ไขปัญหาเหล่านี้ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้แสงธรรมชาติให้สูงสุด ลดการดูดซับความร้อนจากแสงแดด และลดความต้องการใช้แสงไฟฟ้าและระบบทำความเย็นแบบกลไก
ผลลัพธ์ที่ได้ไม่เพียงแต่เป็นสภาพแวดล้อมที่สะดวกสบายสำหรับผู้โดยสารหลายล้านคนทุกปีเท่านั้น
ระบบนี้ยังช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ2.4 ล้านกิโลกรัมต่อปี ซึ่งสนับสนุนแผนงานNet Zero Carbon Roadmap ของ Changi Airport Group
กล่าวอีกนัยหนึ่ง หลังคาแบบผีเสื้อไม่เคยถูกออกแบบมาเพื่อเป็นเพียงการแสดงออกทางสถาปัตยกรรมเท่านั้น
โครงการนี้ถูกออกแบบมาเพื่อเป็นโซลูชันด้านฟิสิกส์อาคาร— ซึ่งเปลี่ยนแสงแดดให้เป็นทรัพยากรที่ได้รับการจัดการอย่างชาญฉลาด เพื่อประโยชน์ทั้งต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม
เมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบอาคาร
เหนือหน้าต่างหลังคาของอาคารผู้โดยสารเทอร์มินัล 3 สนามบินชางี ได้ติดตั้งแผงผีเสื้อจำนวน 919 แผงซึ่งได้รับการควบคุมอย่างต่อเนื่องโดยเซ็นเซอร์แสงธรรมชาติและระบบบริหารจัดการอาคาร (BMS)
แทนที่จะปล่อยให้แสงแดดส่องเข้ามาในอาคารผู้โดยสารอย่างเต็มที่ ระบบจะปรับมุมของแผงสะท้อนแสงแต่ละแผงอย่างต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองต่อสภาพท้องฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไป
แผงผีเสื้อไม่เพียงแต่เปิดและปิดได้เท่านั้น แต่ยังมีฟังก์ชันอื่น ๆ อีกมากมาย
พวกมันทำงานเหมือนเครื่องมือทางแสงขนาดใหญ่ ที่ควบคุมอย่างแม่นยำว่าแสงแดดจะเข้าสู่ตัวอาคารอย่างไร
ดังที่คริสเตียน บาร์เทนบาคอธิบายไว้ เป้าหมายไม่ใช่เพื่อปิดกั้นแสงแดดอย่างสิ้นเชิง แต่เพื่อ"ควบคุม"แสงแดดนั้น — โดยให้เพียงแสงธรรมชาติที่มีคุณภาพดีที่สุดเท่านั้นที่ส่องถึงผู้ใช้งานภายในอาคาร
สิ่งที่เข้าสู่อาคารไม่ใช่แสงแดดโดยตรงที่รุนแรง แต่เป็นแสงธรรมชาติที่กระจายตัว— แสงจากท้องฟ้าที่ถูกชั้นบรรยากาศกระจายตัว ทำให้เกิดแสงที่นุ่มนวลและสม่ำเสมอ ซึ่งสบายตาสำหรับมนุษย์
นี่คือหนึ่งในหลักการสำคัญของการออกแบบระบบแสงธรรมชาติ: ไม่ใช่การเพิ่มปริมาณแสงธรรมชาติให้สูงสุด แต่เป็นการปรับปรุงคุณภาพของแสงธรรมชาติให้ดีที่สุด
แผงโลหะเจาะรู Dinamis ที่สามารถเปิดและปิดได้ทั่วทั้งพื้นที่เพดาน
การบูรณาการอย่างยืดหยุ่นระหว่างระบบแสงไฟ ระบบแสงธรรมชาติ และความสบายทางอุณหภูมิ
หลังคาผีเสื้อนั้นไม่ใช่เพียงแค่ชุดของแผงสะท้อนแสงที่สามารถเคลื่อนย้ายได้เท่านั้น
นี่คือระบบการให้แสงธรรมชาติแบบไดนามิกที่ตอบสนองได้ซึ่งประกอบด้วยเทคโนโลยีสี่ประเภทที่เชื่อมต่อกันและทำงานร่วมกันอย่างต่อเนื่อง เพื่อรักษาความสบายทางสายตา ความสบายทางอุณหภูมิ และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ภายใต้สภาพท้องฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา
แผงรูปผีเสื้อ (919 หน่วย)
แผงรูปผีเสื้อช่วยควบคุมทั้งปริมาณและทิศทางของแสงธรรมชาติที่เข้ามา โดยใช้เซ็นเซอร์วัดแสงธรรมชาติที่ผสานรวมกับระบบบริหารจัดการอาคาร
ตลอดทั้งวัน—และในทุกฤดูกาล—แผงเหล่านี้จะปรับตำแหน่งอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้แสงธรรมชาติภายในอาคารยังคงสมดุล สบายตา และไม่ก่อให้เกิดแสงจ้า
แทนที่จะตอบสนองต่อแสงแดดเพียงอย่างเดียว ระบบนี้ตอบสนองต่อความสว่างโดยรวมของท้องฟ้า ซึ่งสร้างสภาพแวดล้อมที่มีแสงสว่างอย่างธรรมชาติ และคงที่แม้ในสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง
แผง Butterfly Panel 919 ถูกติดตั้งบนดาดฟ้าของเทอร์มินัล 3 สนามบินชางงี เพื่อควบคุมระดับแสงจากท้องฟ้าที่เข้าสู่ห้อง
แสงเทียมโดยตรง
โคมไฟความเข้มสูงถูกติดตั้งอยู่โดยตรงใต้แผงผีเสื้อ ในเวลากลางคืนหรือในช่วงที่แสงธรรมชาติมีน้อยมาก โคมไฟเหล่านี้จะทดแทนแสงธรรมชาติได้อย่างราบรื่น เพื่อรักษาลักษณะแสงที่สม่ำเสมอทั่วทั้งอาคารผู้โดยสาร
ผลคือ ผู้โดยสารแทบไม่รู้สึกถึงการเปลี่ยนผ่านอย่างกะทันหันระหว่างสภาพแสงในเวลากลางวันและกลางคืน สถาปัตยกรรมนี้ช่วยรักษาบรรยากาศทางสายตาให้คงเดิม ไม่ว่าเวลาใดของวัน
เครื่องฉายแสงกำลัง 1000 วัตต์
กระจกสองชั้น Low-E
หลังคาแบบ Butterfly Roofใช้กระจก Low-E สองชั้น ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดการถ่ายเทความร้อนจากแสงอาทิตย์ให้น้อยที่สุด พร้อมทั้งรักษาอัตราการส่งผ่านแสงที่มองเห็นได้ให้สูงไว้ สิ่งนี้ช่วยให้แสงธรรมชาติเข้ามาในอาคารได้อย่างเต็มที่ โดยไม่ทำให้ความร้อนจากรังสีเข้ามาเกินความจำเป็น
จากมุมมองของฟิสิกส์อาคารการแยกแสงที่มองเห็นได้ออกจากรังสีอินฟราเรดนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างอาคารที่มีประสิทธิภาพทางพลังงานในสภาพอากาศเขตร้อน
เพดานโลหะเจาะรูแบบไดนามิก
ใต้ระบบนำแสงธรรมชาติมีเพดานโลหะเจาะรูแบบไดนามิกซึ่งทำหน้าที่สำคัญสองอย่างพร้อมกัน
ก่อนอื่น มันช่วยลดแสงสะท้อนโดยการควบคุมการกระจายแสงธรรมชาติภายในห้อง
ประการที่สอง มันช่วยเพิ่มความสบายทางเสียงโดยการดูดซับเสียงที่สะท้อนกลับและลดการก้องภายในพื้นที่เทอร์มินัลที่กว้างใหญ่
องค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมที่มีหลายฟังก์ชันนี้แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบการออกแบบเพียงชิ้นเดียวสามารถปรับปรุงทั้งประสิทธิภาพการให้แสงและประสิทธิภาพทางเสียงได้พร้อมกัน
ทั้งสี่ชั้นนี้ร่วมกันสร้างเป็นกลยุทธ์ฟิสิกส์อาคารที่บูรณาการอย่างสูง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการออกแบบการใช้แสงธรรมชาติในสถาปัตยกรรม โดยการออกแบบระบบแสง ระบบอัตโนมัติของอาคาร และวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมทำงานร่วมกันเป็นระบบที่ตอบสนองอย่างเป็นหนึ่งเดียว
แทนที่จะทำงานเป็นเทคโนโลยีที่แยกกัน แต่ละส่วนประกอบจะทำงานร่วมกันอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่ปรับตัวได้อย่างเป็นธรรมชาติตามสภาพภายนอกที่เปลี่ยนแปลงไป
ความกลมกลืนของสามความสุขในชีวิตมนุษย์
อาจกล่าวได้ว่าจุดเด่นที่สุดของ Butterfly Roof คือมันไม่เพียงแต่ควบคุมแสงธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังมีประโยชน์มากกว่านั้นอีกมาก
นี่คือกลยุทธ์ด้านฟิสิกส์อาคารที่ผสานรวมสามมิติพื้นฐานของความสบายของมนุษย์ไว้พร้อมกัน:
ความสบายทางสายตา
ความสบายทางเสียง
ความสบายทางอุณหภูมิ
คุณสมบัติทางสิ่งแวดล้อมเหล่านี้ร่วมกันช่วยกำหนดวิธีที่ผู้คนรับรู้ หาทาง และสัมผัสพื้นที่ทางสถาปัตยกรรม
ความสบายทางสายตา
"ทุกสิ่งล้วนชัดเจน"
ในสภาพอากาศเขตร้อน หน้าต่างหลังคาขนาดใหญ่มักมาพร้อมกับปัญหาหนึ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ นั่นคือ แสงจ้า
แต่ประสบการณ์ของฉันภายในเทอร์มินัล 3 กลับเป็นตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิง
แม้จะใช้เวลาอยู่ใต้หลังคากระจกที่กว้างใหญ่เป็นเวลานาน แต่ตาของฉันก็ไม่เคยรู้สึกเหนื่อยเลย
ในทางเทคนิค แผงรูปผีเสื้อช่วยควบคุมความเข้มของแสงโดยการสะท้อนแสงแดดโดยตรง — ซึ่งเป็นแหล่งหลักของรังสีดวงอาทิตย์ที่มากเกินไป — ในขณะที่อนุญาตให้เฉพาะแสงธรรมชาติที่กระจายตัวเท่านั้นเข้าสู่อาคาร
ก่อนที่จะถึงพื้นที่ภายใน แสงธรรมชาตินี้จะผ่านกระจก Low-E สองชั้น ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพแสงให้ดีขึ้นอีกขั้น พร้อมทั้งลดการรับความร้อนที่ไม่ต้องการ
ผลลัพธ์คือแสงที่สม่ำเสมออย่างน่าทึ่ง พร้อมด้วยดัชนีการแสดงสี (CRI)ที่สูงตามธรรมชาติ ซึ่งมีเพียงแสงธรรมชาติเท่านั้นที่สามารถให้ได้อย่างแท้จริง
วัสดุ พืชพรรณ ป้ายบอกทาง และแม้กระทั่งสีหน้าต่าง ๆ ดูสดใสและชัดเจน โดยไม่มีความต่างระดับสีที่มากเกินไปหรือแสงสะท้อนที่ทำให้เสียสมาธิ
ความชัดเจนทางภาพที่โดดเด่นนี้ยังช่วยปรับปรุงการรับรู้ทิศทางในพื้นที่ ทำให้ผู้โดยสารหลายล้านคนสามารถเดินภายในอาคารผู้โดยสารได้อย่างเป็นธรรมชาติมากขึ้นทุกปี
แผงโลหะเจาะรู Dinamis นี้มีหน้าที่ลดแสงจ้าและเพิ่มความสะดวกสบายด้านเสียงภายในห้อง
ความสบายทางเสียง
"ความสงบท่ามกลางความวุ่นวาย"
ความรู้สึกถัดไปที่ฉันสังเกตเห็นคือความเงียบ
ตาฉันเห็นผู้คนนับพันกำลังเคลื่อนตัวไปมาไม่หยุดหย่อนภายในอาคารผู้โดยสาร
แต่หูของฉันกลับไม่ได้ยินระดับเสียงที่ดังจนท่วมท้น ซึ่งปกติแล้วคนจะคาดหมายได้ภายในพื้นที่สาธารณะที่มีขนาดใหญ่เช่นนี้
คำตอบอยู่ที่เพดานโลหะเจาะรูแบบไดนามิก ซึ่งติดตั้งอยู่ทั่วบริเวณส่วนใหญ่ของอาคารผู้โดยสาร
แผงโลหะที่มีรูพรุนเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับเสียงที่มีประสิทธิภาพสูง ช่วยลดพลังงานเสียงที่สะท้อนกลับ และรักษาเวลาการก้องกังวานให้อยู่ในระดับที่ควบคุมได้ทั่วทั้งพื้นที่
นอกจากนี้ ยังสามารถปรับรูปทรงของพวกมันได้ เพื่อช่วยกระจายแสงธรรมชาติจากหน้าต่างบนหลังคาได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
กล่าวอีกนัยหนึ่ง องค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมเพียงชิ้นเดียวสามารถปฏิบัติหน้าที่สำคัญด้านสิ่งแวดล้อมสองประการได้พร้อมกัน:
ความสบายทางสายตา.
ความสบายทางเสียง
หากไม่มีระบบที่บูรณาการนี้ อาคารผู้โดยสารที่มีขนาดเทียบเท่ากับอาคารผู้โดยสาร 3 ของสนามบินชางี ก็อาจต้องเผชิญกับปัญหาเสียงสะท้อนที่มากเกินไป การประกาศสาธารณะที่ทับซ้อนกัน และประสบการณ์ของผู้โดยสารที่สร้างความเหนื่อยล้าทางจิตใจมากยิ่งขึ้น
ความสบายทางอุณหภูมิ
"ความสบายที่คุณไม่สังเกตเห็น"
เมื่อยืนอยู่ใต้หลังคาแก้วที่มีขนาดใหญ่เท่ากับหลังคาของเทอร์มินัล 3 คนส่วนใหญ่ย่อมคาดว่าจะรู้สึกถึงความร้อนจากรังสีที่รุนแรง
แต่ประสบการณ์ของฉันกลับตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิง
ผมไม่เคยรู้สึกถึงความร้อนจัดจากแสงแดดที่มักมาพร้อมกับกระจกขนาดใหญ่ในสภาพอากาศเขตร้อนเลย
ความลับอยู่ที่กระจก Low-E สองชั้นของอาคาร
ชั้นเคลือบบางระดับไมโครสโคปิกนี้สามารถสะท้อนรังสีอินฟราเรดจากดวงอาทิตย์ได้ส่วนใหญ่ แต่ยังคงให้แสงสว่างในเวลากลางวันผ่านได้
พูดง่ายๆ ก็คือ:
แสงผ่านเข้าไปได้ ส่วนความร้อนถูกกันไว้ด้านนอก
ความเสถียรทางความร้อนนี้ช่วยลดภาระการทำความเย็นที่ตกอยู่บนระบบ HVAC อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้ท่าเรือสามารถรักษาอุณหภูมิภายในอาคารให้อยู่ในระดับที่สบายได้ พร้อมทั้งลดการใช้พลังงานลงได้อย่างมาก
ผลลัพธ์ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน แต่ยังสร้างสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่สบายและดีต่อสุขภาพมากขึ้นสำหรับผู้โดยสารหลายล้านคนทุกปี
หลังคาแบบผีเสื้อทำงานอย่างไร?
หลังคาแบบผีเสื้อได้รับการออกแบบให้สอดคล้องกับจังหวะของธรรมชาติ
เมื่อสภาพท้องฟ้าเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งวัน — ไม่ว่าจะเป็นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ เมฆที่เคลื่อนผ่าน หรือการเปลี่ยนผ่านจากกลางวันสู่กลางคืน — ระบบจะปรับแต่งส่วนประกอบแต่ละส่วนอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้มั่นใจว่าอาคารผู้โดยสารยังคงสว่าง สบาย เย็นสบาย และไม่มีแสงจ้า
ผลลัพธ์คือประสบการณ์ภายในอาคารที่สม่ำเสมออย่างน่าทึ่ง
ผู้โดยสารมักไม่ทราบว่าอาคารนี้กำลังปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมรอบข้างอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม เบื้องหลังฉากระบบการให้แสงธรรมชาติแบบไดนามิกที่ตอบสนอง (Responsive Dynamic Daylighting System) กำลังปรับสมดุลระหว่างแสงธรรมชาติ ประสิทธิภาพทางความร้อน และการบริโภคพลังงานอย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์
นี่คือหนึ่งในลักษณะสำคัญของประสิทธิภาพอาคารที่เน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลาง: เทคโนโลยีจะแทบไม่ปรากฏให้เห็น ในขณะที่ความสบายของมนุษย์ยังคงรู้สึกได้อย่างชัดเจนเสมอ
สภาพอากาศแจ่มใส
เมื่อรังสีแสงอาทิตย์ถึงระดับความเข้มสูงสุด แผงรูปผีเสื้อจะหมุนไปยังมุมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เพื่อสะท้อนแสงแดดโดยตรงให้ห่างจากอาคาร โดยให้เพียงแสงธรรมชาติที่กระจายแล้ว—แสงที่ผ่านชั้นบรรยากาศและถูกกระจายไปแล้ว—เท่านั้นที่เข้าสู่เทอร์มินัล
ในขณะเดียวกันกระจก Low-E สองชั้นช่วยกรองรังสีอินฟราเรดที่เข้ามาได้ส่วนใหญ่ส่วนเพดานเจาะรูแบบไดนามิกช่วยควบคุมแสงจ้าและกระจายแสงธรรมชาติให้สม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่
แทนที่จะต่อสู้กับแสงแดดในเขตร้อน อาคารนี้จัดการกับแสงแดดอย่างชาญฉลาด วัตถุประสงค์ไม่ใช่เพื่อกำจัดแสงธรรมชาติ แต่เพื่อรักษาประโยชน์ทางทัศนียภาพของแสงธรรมชาติไว้ พร้อมทั้งลดผลกระทบทางความร้อนให้น้อยที่สุด นี่คือหนึ่งในหลักการสำคัญของการออกแบบการใช้แสงธรรมชาติ: การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้แสงธรรมชาติให้เกิดประโยชน์สูงสุด พร้อมทั้งควบคุมการดูดซับความร้อนและความไม่สบายทางสายตา
สภาพอากาศแจ่มใส
ในช่วงที่แสงแดดมีความเข้มสูง หลังคาแบบ Butterfly Roof จะปรับมุมให้เหมาะสม เพื่อสะท้อนแสงแดดโดยตรง และให้แสงธรรมชาติที่ผ่านชั้นบรรยากาศเข้ามาในอาคารเท่านั้น
ความร้อนจากแสงแดดที่เหลือถูกลดลงอย่างมีนัยสำคัญด้วยกระจก Low-E สองชั้น ส่วนเพดานเจาะรูแบบไดนามิกช่วยลดแสงจ้าและปรับให้แสงธรรมชาติกระจายอย่างเหมาะสมทั่วทั้งพื้นที่ภายใน
สภาพอากาศมีเมฆครึ้ม
เมื่อท้องฟ้ามีเมฆครึ้ม แสงแดดที่ส่องเข้ามาจากภายนอกจะนุ่มนวลขึ้นแต่ความเข้มลดลง เพื่อตอบสนองต่อสภาพนี้ แผงผีเสื้อจะเปิดกว้างขึ้น ทำให้แสงแดดที่กระจายตัวเข้ามาในอาคารได้มากขึ้น เนื่องจากแสงที่ส่องเข้ามานั้นถูกเมฆกระจายตัวตามธรรมชาติแล้ว อาคารจึงสามารถรับแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ก่อให้เกิดแสงจ้าที่มากเกินไป
ผลลัพธ์คือพื้นที่ภายในที่กว้างขวาง ซึ่งยังคงสว่างและได้รับแสงอย่างสม่ำเสมอ แม้ในวันที่มีเมฆครึ้ม พร้อมทั้งลดการพึ่งพาแสงไฟไฟฟ้า แทนที่จะตอบสนองต่อแสงแดดเพียงอย่างเดียว หลังคาแบบ Butterfly Roof จะปรับตัวอย่างต่อเนื่องตามความสว่างของท้องฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้สภาพแสงภายในคงที่ ไม่ว่าสภาพอากาศจะเป็นอย่างไร
สภาพอากาศมีเมฆครึ้ม
เมื่อท้องฟ้ามีเมฆครึ้ม หลังคาแบบ Butterfly Roof จะเปิดออกอย่างเต็มที่ ทำให้แสงธรรมชาติที่กระจายตัวจากท้องฟ้าสามารถส่องผ่านเข้ามาในพื้นที่ภายในได้อย่างเต็มที่
การดำเนินงานในเวลากลางคืน
เมื่อค่ำลง แผงผีเสื้อจะปิดตัวลง และระบบแสงเทียมแบบตรง (Direct Artificial Lighting) ที่ติดตั้งอยู่ด้านล่างจะค่อยๆ รับหน้าที่แทนแสงธรรมชาติที่เคยมีอยู่ก่อนหน้านี้ แทนที่จะสร้างสภาพแวดล้อมยามค่ำคืนที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง แสงเทียมนี้ได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถันเพื่อจำลองลักษณะของแสงธรรมชาติที่เกิดขึ้นในช่วงกลางวัน
ดังนั้น ผู้โดยสารจึงได้สัมผัสกับการเปลี่ยนผ่านทางสายตาที่ราบรื่นระหว่างแสงธรรมชาติและแสงไฟ
สถาปัตยกรรมนี้รักษาบรรยากาศที่สม่ำเสมอไม่ว่าจะในเวลาใดก็ตาม ความต่อเนื่องนี้แสดงให้เห็นว่าการออกแบบแสงที่ประสบความสำเร็จนั้นไม่เพียงแต่การเลือกอุปกรณ์ให้แสงเท่านั้น แต่ยังต้องสร้างประสบการณ์ทางสายตาที่กลมกลืนตลอดทั้งวัน
ในช่วงเวลากลางคืน
ในเวลากลางคืน แผ่นหลังคาแบบผีเสื้อจะปิดลง และพื้นที่ภายในจะได้รับการส่องสว่างจากแสงไฟเทียมที่ติดตั้งอยู่ใต้แผ่นหลังคาแบบผีเสื้อ
การตรวจสอบประสิทธิภาพผ่านการจำลองแสงธรรมชาติ
ในการปฏิบัติงานทางวิชาชีพ ระบบที่ซับซ้อนเช่น Butterfly Roof ไม่เคยถูกออกแบบขึ้นโดยอาศัยเพียงสัญชาตญาณเท่านั้น ประสิทธิภาพของระบบเหล่านี้มักได้รับการตรวจสอบความถูกต้องโดยใช้ซอฟต์แวร์จำลองแสงธรรมชาติขั้นสูง เช่น Radiance, ClimateStudio, Honeybee และ DIALux
แพลตฟอร์มการจำลองเหล่านี้ช่วยให้นักออกแบบสามารถคาดการณ์และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้แสงธรรมชาติได้ตั้งแต่ก่อนที่การก่อสร้างจะเริ่มขึ้น
ตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลักที่มักถูกประเมิน ได้แก่:
Spatial Daylight Autonomy (sDA)— การวัดร้อยละของพื้นที่ชั้นที่มีผู้ใช้งานที่ได้รับแสงธรรมชาติเพียงพอตลอดทั้งปี
การสัมผัสแสงแดดประจำปี (ASE)— การระบุพื้นที่ที่อาจได้รับแสงแดดโดยตรงมากเกินไปและอาจเกิดแสงจ้า
ระดับความสว่างจากแสงธรรมชาติที่มีประโยชน์ (UDI)— การประเมินว่าความสว่างจากแสงธรรมชาติอยู่ในช่วงที่ถือว่าสบายและมีประโยชน์ต่อผู้ใช้งานบ่อยเพียงใด
เมื่อใช้ร่วมกับเครื่องมือวิเคราะห์ต่าง ๆ เช่นการรับความร้อนจากแสงอาทิตย์ เครื่องมือเหล่านี้ช่วยให้สถาปนิกและวิศวกรสามารถปรับปรุงความสบายทางสายตา ประสิทธิภาพทางความร้อน และประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้อย่างพร้อมกัน
แทนที่จะพึ่งพาการสันนิษฐานการออกแบบระบบแสงธรรมชาติในสถาปัตยกรรมสมัยใหม่กำลังถูกขับเคลื่อนมากขึ้นเรื่อยๆ โดยประสิทธิภาพที่วัดได้และการตัดสินใจในการออกแบบที่อิงจากหลักฐาน
ปรัชญาการออกแบบสถาปัตยกรรมที่เน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลาง
นักสถาปนิกจากSkidmore, Owings & Merrill (SOM)ไม่ได้ออกแบบเทอร์มินัล 3 เพียงเพื่อเป็นศูนย์กลางการขนส่งเท่านั้น
พวกเขาได้ออกแบบพื้นที่สาธารณะนี้ให้สามารถปรับตัวได้อย่างชาญฉลาดต่อวงจรสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติ
ปรัชญานี้สะท้อนให้เห็นผ่านการผสานรวมอย่างกลมกลืนระหว่างแสงธรรมชาติ ภูมิทัศน์ โครงสร้างทางสถาปัตยกรรม และระบบอาคารอัตโนมัติ ซึ่งทั้งหมดทำงานร่วมกันเป็นระบบนิเวศสิ่งแวดล้อมเดียว
แทนที่จะต่อต้านสภาพอากาศแบบเขตร้อน อาคารผู้โดยสารกลับรับมันเข้ามาเป็นส่วนหนึ่ง
แสงแดดไม่ถูกมองว่าเป็นปัญหาทางสิ่งแวดล้อมที่จำเป็นต้องกันไม่ให้เข้าสู่ตัวอาคารอีกต่อไป
มันกลายเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีค่า — ซึ่งได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังผ่านหลักการฟิสิกส์อาคาร การออกแบบระบบแสงสว่าง และระบบอัตโนมัติของอาคารเพื่อปรับปรุงทั้งความสบายของมนุษย์และประสิทธิภาพทางสิ่งแวดล้อม
สำหรับผม สิ่งนี้คือแก่นแท้ของประสิทธิภาพอาคารที่เน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลาง
อาคารที่มีประสิทธิภาพสูงควรทำได้มากกว่าแค่การตอบสนองความต้องการด้านฟังก์ชัน
มันควรสนับสนุนสุขภาพทางกายและจิตใจของมนุษย์อย่างเชิงรุก ผ่านการจัดสรรแสง เสียง อุณหภูมิ และประสบการณ์ทางพื้นที่อย่างรอบคอบ
ผลงานทางสถาปัตยกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดมักเป็นผลงานที่ผู้ใช้งานไม่เคยสังเกตเห็นอย่างมีสติ
คนรู้สึกสบายใจขึ้นเท่านั้น
พวกเขาเห็นได้ชัดเจนขึ้น
มันยังคงเย็นกว่า
พวกเขาได้ยินการสนทนาได้ง่ายขึ้น
และพวกเขาก็รู้สึกเพลิดเพลินโดยธรรมชาติเมื่อได้ใช้เวลาอยู่ในพื้นที่นั้น — โดยไม่เคยตระหนักเลยว่า มีระบบวิศวกรรมมากมายเพียงใดที่กำลังทำงานอย่างเงียบๆ เพื่อประโยชน์ของพวกเขา
ตารางประโยชน์ของระบบแสงธรรมชาติแบบไดนามิกที่ตอบสนอง
บทเรียนสำหรับสถาปัตยกรรมเขตร้อนในอินโดนีเซีย
จากมุมมองด้านสภาพอากาศอินโดนีเซียและสิงคโปร์มีลักษณะทางสิ่งแวดล้อมที่คล้ายกันหลายประการ
ทั้งสองพื้นที่ล้วนได้รับรังสีแสงอาทิตย์อย่างอุดมสมบูรณ์ อุณหภูมิสูง ความชื้นสูง และแสงแดดที่แรงตลอดทั้งปี
อย่างไรก็ตาม ที่น่าประหลาดใจคือ สถาปัตยกรรมแบบเขตร้อนมักยังคงมองแสงแดดเป็นศัตรู แทนที่จะเป็นโอกาส
ผลคือ อาคารหลายแห่งถูกออกแบบให้มีหน้าอาคารที่มีร่มเงามาก แสงธรรมชาติที่ส่องผ่านเข้ามาจำกัด ต้องใช้แสงเทียมตลอดทั้งวัน และพึ่งพาระบบปรับอากาศแบบกลไกเป็นหลัก
แต่ความท้าทายที่แท้จริงนั้นไม่ใช่เรื่องว่าจะหลีกเลี่ยงแสงแดดอย่างไร
นั่นคือวิธีการควบคุมมันอย่างชาญฉลาด
นี่คือจุดที่การออกแบบระบบแสงธรรมชาติกลายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง
ด้วยการผสมผสานการจำลองแสงธรรมชาติกับตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่วัดได้ — เช่นSpatial Daylight Autonomy (sDA),Annual Sunlight Exposure (ASE),Useful Daylight Illuminance (UDI) และการวิเคราะห์การรับความร้อนจากแสงอาทิตย์— สถาปนิกและวิศวกรสามารถออกแบบอาคารที่มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
สว่างตามธรรมชาติ
ประหยัดพลังงาน
ดูสบายตา
สบายทางอุณหภูมิ
เหมาะสำหรับสภาพอากาศเขตร้อน
สอดคล้องกับความเป็นอยู่ที่ดีของมนุษย์มากยิ่งขึ้น
แทนที่จะพึ่งพาเพียงสัญชาตญาณเท่านั้น เครื่องมือออกแบบที่เน้นประสิทธิภาพเหล่านี้ช่วยให้แสงธรรมชาติกลายเป็นส่วนสำคัญของกลยุทธ์ด้านสิ่งแวดล้อมของอาคาร
โครงการ Butterfly Roof แสดงให้เห็นว่าฟิสิกส์การก่อสร้าง การออกแบบการใช้แสงธรรมชาติในสถาปัตยกรรม การออกแบบระบบแสงสว่าง และกลยุทธ์สิ่งแวดล้อมแบบพาสซีฟ สามารถทำงานร่วมกันเพื่อสร้างอาคารที่มีสุขภาพดีกว่า มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และยั่งยืนมากขึ้น
ที่สำคัญกว่านั้น คือมันเตือนให้เราทราบว่า สถาปัตยกรรมแบบเขตร้อนไม่ควรมีหน้าที่เพียงเพื่อปกป้องผู้อยู่อาศัยจากธรรมชาติเท่านั้น
มันควรเรียนรู้ที่จะทำงานร่วมกับมัน
การสะท้อนคิด
ระหว่างการเยี่ยมชมอาคารผู้โดยสารเทอร์มินัล 3 ของสนามบินชางี ผมได้ตระหนักว่า อาคารที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดมักบรรลุความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดผ่านสิ่งๆ ที่เรามักไม่ทันสังเกตเห็น
เราไม่สังเกตเห็นว่าแสงแดดกำลังถูกจัดการอย่างต่อเนื่อง
เราไม่สังเกตเห็นว่าเสียงสะท้อนกำลังถูกดูดซับไปอย่างเงียบๆ
เราไม่สังเกตเห็นว่าความร้อนจากดวงอาทิตย์ถูกสะท้อนออกไปก่อนที่จะถึงตัวเรา
สิ่งที่เราสังเกตเห็นคือเรื่องที่เรียบง่ายกว่ามาก
พื้นที่ที่ให้ความรู้สึกสบายใจ
สำหรับผม นั่นคือจุดที่การออกแบบที่ยอดเยี่ยมอย่างแท้จริงได้แสดงตัวออกมา
สถาปัตยกรรมที่ดีที่สุดไม่จำเป็นต้องเป็นสถาปัตยกรรมที่ดูน่าทึ่งที่สุด
นั่นคือสิ่งที่ปกป้องผู้คนอย่างเป็นธรรมชาติ จนทำให้การมีอยู่ของมันไม่เคยรู้สึกเหมือนถูกบังคับ
หลังคาแบบผีเสื้อที่อาคารผู้โดยสาร 3 ของสนามบินชางี แสดงให้เห็นว่า เมื่อนำหลักการฟิสิกส์อาคาร วิศวกรรมแสงธรรมชาติ วิศวกรรมแสงสว่าง วิศวกรรมความร้อน และระบบอัตโนมัติในอาคารมารวมเป็นระบบเดียวที่บูรณาการ ผลลัพธ์ที่ได้จะเกินกว่าการประหยัดพลังงานไปมาก
มันสร้างพื้นที่ที่สุขภาพดีขึ้น
สบายกว่า
สวยกว่า
และในที่สุด ก็เป็นมนุษย์มากขึ้น
สำหรับสถาปนิก วิศวกร ผู้พัฒนาโครงการ และเจ้าของอาคารที่ทำงานในภูมิภาคเขตร้อน หลังคาแบบผีเสื้อ (Butterfly Roof) ไม่เพียงแต่เป็นแบบอย่างทางสถาปัตยกรรมที่สร้างแรงบันดาลใจเท่านั้น
หนังสือนี้ให้บทเรียนเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับวิธีที่“ประสิทธิภาพอาคารที่เน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลาง” สามารถเปลี่ยนแสงธรรมชาติให้กลายเป็นปัจจัยที่วัดได้ ซึ่งช่วยส่งเสริมความเป็นอยู่ที่ดีของผู้ใช้อาคาร ความยั่งยืนทางสิ่งแวดล้อม และประสิทธิภาพของอาคารในระยะยาว
เมื่อปัญหาด้านสภาพอากาศยังคงทวีความรุนแรงขึ้น และความคาดหวังต่ออาคารที่มีสุขภาพดีขึ้นยังคงเพิ่มสูงขึ้น อนาคตของสถาปัตยกรรมเขตร้อนจะไม่ได้ขึ้นอยู่กับการต่อต้านธรรมชาติ แต่ขึ้นอยู่กับการออกแบบอาคารที่สามารถตอบสนองต่อธรรมชาติได้อย่างชาญฉลาด
จากมุมมองของผมในฐานะผู้ปรึกษาด้านประสิทธิภาพอาคารที่เน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลาง นี่อาจจะเป็นบทเรียนที่มีค่าที่สุดที่ท่าอากาศยานชางี อาคารผู้โดยสาร 3 มอบให้
สถาปัตยกรรมจะบรรลุศักยภาพสูงสุดเมื่อเทคโนโลยีกลายเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น ส่วนความสบายของมนุษย์จะกลายเป็นสิ่งที่ไม่อาจลืมได้
ข้อมูลโครงการ:
ชื่อโครงการ: สนามบินชางี อาคารผู้โดยสาร 3, สิงคโปร์ [SG] เสร็จสิ้นปี 2007
บริษัทสถาปนิก SOM: Skidmore, Owings & Merrill LLP, นิวยอร์ก [สหรัฐฯ], CPG Corporation Pte Ltd, สิงคโปร์ [SG]
นักออกแบบแสง: Bartenbach LichtLabor, Aldrans [AT]
ภาพถ่าย: Bartenbach, durlum GmbH, David Phan, iStock: Pinopic, Joyt, Fotolia: Chrupka, Herwin Gunawan
แหล่งอ้างอิง
Bartenbach LichtLabor. (ไม่มีปีที่พิมพ์).การวิจัยด้านการออกแบบแสงธรรมชาติและแสงประดิษฐ์. อินส์บรุค, ออสเตรีย: Bartenbach LichtLabor.
Changi Airport Group. (หลายปี).รายงานความยั่งยืน. สิงคโปร์: Changi Airport Group.
คณะกรรมการแสงสว่างนานาชาติ (CIE). (2006).CIE 170:2006 – แสงธรรมชาติในอาคาร. เวียนนา, ออสเตรีย: CIE.
สมาคมวิศวกรรมแสงสว่าง (IES). (2020).The Lighting Handbook(ฉบับที่ 11). นิวยอร์ก, NY: สมาคมวิศวกรรมแสงสว่าง.
Skidmore, Owings & Merrill LLP (SOM). (2008).ท่าอากาศยานชางี สิงคโปร์ อาคารผู้โดยสาร 3 – คำอธิบายโครงการ. ชิคาโก, อิลลินอยส์: Skidmore, Owings & Merrill LLP.
การชมการแสดงของ โฆเซ คาร์เรราส และ มาเรีย ลูอิจา บอร์ซี ที่โรงละครโอเปราเมืองกว่างโจว
โจเซ คาร์เรราส ที่โรงละครโอเปราเมืองกว่างโจว ร่วมกับนักร้องโซปราโน มารียา ลูอิจา บอร์ซี และวงดุริยางค์ซิมโฟนีเมืองกว่างโจว
ได้ฟังคอนเสิร์ตสิ้นปีของนักร้องเทเนอร์ โฆเซ คาร์เรราส และนักร้องโซปราโน มาเรีย ลูอิจา บอร์ซี ร่วมกับวงดุริยางค์ซิมโฟนีกว่างโจว ที่โรงละครโอเปร่ากว่างโจว
การออกแบบนี้พัฒนาขึ้นจากแนวคิดเกี่ยวกับภูมิทัศน์ธรรมชาติและความสัมพันธ์ที่น่าสนใจระหว่างสถาปัตยกรรมกับธรรมชาติ โดยนำหลักการของการกัดเซาะ ธรณีวิทยา และภูมิประเทศมาประยุกต์ใช้ การออกแบบโรงละครโอเปราเมืองกว่างโจว โดย Zaha Hadid Architect ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากหุบเขาแม่น้ำ – และวิธีที่หุบเขาเหล่านั้นถูกเปลี่ยนแปลงไปจากการกัดเซาะ
ห้องแสดงหลักของโรงโอเปราที่มีที่นั่ง 1,800 ที่ ติดตั้งเทคโนโลยีเสียงล่าสุดที่ออกแบบโดย Marshall Day Acoustic ส่วนห้องอเนกประสงค์ขนาดเล็กที่มีที่นั่ง 400 ที่ ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดแสดงศิลปะการแสดง โอเปรา และคอนเสิร์ตแบบรอบทิศทาง