กระจกสีตัดแสง
(Heat Absorbing Glass)

ลักษณะทั่วไป

ปัจจุบันอาคารบ้านเรือนส่วนใหญ่นิยมใช้กระจกเป็นส่วนประกอบของผนังอาคารเนื่องจากมีคุณสมบัติพิเศษมากมาย ดังรูปที่ 1 อีกทั้งยังมีความสวยงามและช่วยให้สามารถมองออกไปเห็นทัศนียภาพภายนอกได้มากยิ่งขึ้น และยังช่วยให้บ้านดูโล่งไม่ทึบอึดอัด โดยกระจกที่มีการนำมาใช้มีด้วยกันหลายชนิดแตกต่างกันออกไป แต่การเลือกใช้ควรคำนึงถึงความร้อนที่จะเข้ามาภายในด้วย เนื่องจากกระจกทั่วไปจะยอมให้ทั้งแสงและความร้อนผ่านเข้ามาเป็นจำนวนมาก จึงควรเลือกใช้กระจกที่มีคุณสมบัติที่ช่วยลดแสงจ้าและปริมาณความร้อนที่ผ่านเข้ามาให้มีความเหมาะสม และกระจกบางรุ่นยังสามารถป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตได้อีกด้วย

รูปที่ 1 แสดงลักษณะต่างๆ ของกระจก
Source : Chinaglasstech.net (2015, November 24)

ในบทความนี้จะมุ่งเน้นศึกษาในเรื่องกระจกสีตัดแสงเป็นหลัก เนื่องจากมีความเหมาะสมที่สุดในทุกๆ ด้าน ในการนำมาใช้กับที่พักอาศัยระดับราคาปานกลาง แต่ก็จะกล่าวให้เห็นถึงภาพรวมของกระจกชนิดอื่นๆ ประกอบไปด้วย เพื่อให้ได้เห็นถึงข้อดีและข้อเสียที่จะใช้ประกอบการพิจารณาเลือกใช้งาน ซึ่งชนิดของกระจกที่ใช้เพื่อป้องกันแสงจ้าและความร้อนเข้ามาภายในบ้านหรืออาคารนั้นสามารถแบ่ง ออกได้เป็น 5 ประเภท ใหญ่ๆ คือ

1. กระจกใส (Clear Glass)

2. กระจกสี (Color Glass)

3. กระจกสีตัดแสง (Heat Absorbing Glass)

4. กระจกเคลือบผิวสะท้อนแสง (Reflective Metallic Coating Glass)

5. กระจกฉนวนกันความร้อน (Insulating Glass)

กระจกใส (Clear Glass)

เป็นกระจกโปร่งใสที่มีผิวทั้งสองด้านเรียบสนิท ให้ภาพในการมองเห็นชัดเจน และมีราคาถูกที่สุด โดยที่กระจกชนิดนี้ยอมให้แสงผ่านเข้ามาสูง (ร้อยละ 88) จึงมีแสงสว่างกระจายเข้ามาภายในห้องเป็นจำนวนมาก และในขณะเดียวกันก็จะมีปริมาณความร้อนที่ผ่านเข้ามามากด้วยเช่นกัน (ร้อยละ 83) ดังนั้นส่วนมากในการใช้งานจะใช้ประกอบกับวัสดุอื่น เช่น การติดฟิล์มกรองแสง การใช้อุปกรณ์บังแดดช่วย เป็นต้น หรือใช้งานในลักษณะของการกั้นพื้นที่ หรือกั้นห้องก็ได้ แสดงตัวอย่างดังรูปที่ 2 และรูปที่ 3

รูปที่ 2 แสดงตัวอย่างกระจกใส
Source : Salamanderdesigns.com (2015, November 24)

รูปที่ 3 แสดงตัวอย่างการประยุกต์ใช้กระจกใสในสำนักงาน
Source : Dashdoor.com (2015, November 24)

กระจกสี (Colour Glass)

เป็นกระจกโปร่งแสงที่ยอมให้แสงผ่านเข้ามาเพื่อช่วยกระจายแสงภายในห้องอย่างเหมาะสม ดังรูปที่ 4 โดยความเข้มของสีจะเพิ่มมากขึ้นตามความหนาของกระจก ซึ่งจะส่งผลทำให้การดูดกลืนความร้อนจากดวงอาทิตย์ที่สะสมอยู่ในเนื้อกระจกมีมากขึ้นด้วย ฉะนั้นการนำไปใช้งาน จึงควรให้ความสนใจและระมัดระวังคุณสมบัติเหล่านี้ด้วย อีกทั้งกระจกชนิดนี้เมื่อมองภายนอกจะมีความคล้ายกับกระจกตัดแสงที่มีสี แต่คุณสมบัติในการป้องกันความร้อนจะต่างกัน จึงควรสอบถามให้แน่ชัดก่อนว่าเป็นชนิดใดก่อนการเลือกซื้อ

รูปที่ 4 แสดงตัวอย่างกระจกสี
Source : Skatar.com (2015, November 24)

กระจกสีตัดแสง (Heat Absorbing Glass)

จากที่มีผู้ทดสอบกันมาหลายครั้งพบว่าปริมาณความร้อนที่เข้ามาภายในอาคารนั้น มาจากผนังส่วนที่โปร่งแสงมากกว่าผนังทึบแสงดังนั้นการที่กระจกต้องรับอิทธิพลจากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ที่มีลักษณะเป็นรังสีคลื่นสั้น (Short Wave Radiation) ซึ่งสามารถทะลุผ่านเข้าไปในอาคารได้ และเมื่อรังสีคลื่นสั้นกระทบกับวัสดุต่างๆภายในอาคาร เช่น พื้น ผนัง กระจก ฯลฯ ซึ่งดูดซับคลื่นรังสีเอาไว้แล้วเปลี่ยนเป็นรังสีคลื่นยาว (Long Wave Radiation) หรือพลังงานความร้อนซึ่งไม่สามารถทะลุผ่านวัสดุโปร่งแสงอย่างกระจกกลับออกมาภายนอกอาคารได้ ดังนั้นความร้อนดังกล่าวจึงสะสมอยู่ภายในอาคารและกลายเป็นส่วนหนึ่งของภาระการทำความเย็นของระบบปรับอากาศ ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายในส่วนนี้ค่อนข้างมาก

กระจกสีตัดแสง เป็นกระจกโปร่งใสที่สามารถช่วยแก้ปัญหาดังกล่าวได้ โดยสีต่างๆ ที่เห็นนั้นเกิดจากการเติมออกไซด์ของโลหะ เช่น เหล็ก โคบอลต์ หรือซีลีเนียมลงในส่วนผสมของเนื้อกระจก จึงช่วยลดพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ที่จะผ่านเข้ามา ด้วยคุณสมบัติที่สามารถดูดกลืนพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์(รังสีคลื่นสั้น) ที่ส่องมากระทบชั้นผิวกระจกได้ประมาณร้อยละ 40-50 จึงมีส่วนช่วยในการลดภาระการทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศลงได้ นอกจากนี้ยังช่วยลดความจ้าของแสงที่ส่องผ่านเข้ามา ทำให้ได้แสงที่นุ่มนวลสบายตาขึ้น โดยมีสีให้เลือกใช้หลายสี เช่น สีบรอนซ์ สีเขียว สีฟ้า ฯลฯ แต่สีที่เป็นที่นิยมใช้มากที่สุดในประเทศไทยจะเป็นสีเขียว

รูปที่ 5 แสดงคุณสมบัติของกระจกตัดแสง

รูปที่ 6 แสดงตัวอย่างของกระจกสีตัดแสง
Source : Kasikornbank.com (2015, November 27)

กระจกเคลือบผิวสะท้อนแสง (Reflective Metallic Coating Glass)

มีคุณสมบัติคล้ายกระจกเงา ทำหน้าที่สะท้อนความร้อนของแสงอาทิตย์ได้ประมาณร้อยละ 60 โดยคุณสมบัติในการสะท้อนจะมีมากกว่าการดูดกลืน ซึ่งเมื่อแสงส่องมากระทบกระจกแล้ว ชั้นผิวกระจกที่เคลือบสารสะท้อนแสงไว้จะสะท้อนแสงจ้าและความร้อนออกไป แต่ปริมาณความร้อนที่ยังเหลือบางส่วนก็จะเข้าสู่ภายในอาคาร การเลือกใช้กระจกชนิดนี้ควรศึกษาด้วยว่า ปริมาณแสงธรรมชาติที่ส่องเข้ามาจะถูกลดทอนลงไปด้วย จึงอาจต้องมีการออกแบบระบบไฟฟ้าแสงสว่างให้เพียงพอกับการใช้งานในแต่ละจุดด้วย

กระจกชนิดนี้เหมาะกับอาคารที่ใช้งานตอนกลางวัน หรืออาคารสูงที่ต้องการลดความจ้าของแสงอาทิตย์เป็นหลัก โดยสามารถลดปริมาณแสงสว่างได้มากกว่า 80% และจากคุณสมบัติในการสะท้อนทำให้คนที่อยู่นอกอาคารที่สว่างกว่ามองเห็นภายในไม่ชัดเจน ซึ่งกลับกันในตอนกลางคืนที่ภายในสว่างกว่าก็จะทำให้คนภายนอกมองเข้ามาภายในได้อย่างชัดเจน จะทำให้เสียความเป็นส่วนตัวไปสำหรับอาคารพักอาศัย และข้อที่ต้องระวังสำหรับกระจกชนิดนี้คือแสงที่สะท้อนกลับนั้นจะมีผลกระทบกับอาคารหรือยานพาหนะข้างเคียงได้ นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพในการดูดกลืนความร้อนไว้สูงด้วย ดังนั้นอาจเกิดปัญหาการแตกร้าวของกระจกเนื่องจากความร้อนสะสม (Thermal Breakage) ขึ้นได้ จึงควรศึกษาความเหมาะสมก่อนการนำไปใช้

รูปที่ 7 แสดงตัวอย่างของกระจกเคลือบผิวสะท้อนแสง
Source : Bsgglass.com (2015, November 27)

กระจกฉนวนกันความร้อน (Insulating Glass)

มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า กระจก 2 ชั้น (Doubled Glazing) มีคุณสมบัติในการแผ่รังสีความร้อนต่ำ สามารถป้องกันการถ่ายเทความร้อนระหว่างภายในและภายนอกอาคารได้ดี สามารถแบ่งตามชนิดของฉนวนกันความร้อนได้ ดังนี้

1) กระจกกันความร้อนชนิดใช้อากาศแห้งเป็นฉนวน

ได้จากการนำกระจกแผ่นเรียบธรรมดา 2 แผ่น มาประกอบกันโดยมีเฟรมอลูมิเนียมที่บรรจุสารดูดความชื้นคั่นกลาง จากนั้นปิดขอบกระจกให้สนิทดังรูปที่ 8 ผลที่ได้ก็คือ อากาศภายในช่องว่างระหว่างกระจกทั้ง 2 แผ่นจะเป็นอากาศแห้ง ซึ่งอากาศแห้งมีคุณสมบัติในการเป็นฉนวนป้องกันความร้อนที่ดี นอกจากนี้ยังช่วยลดเสียงรบกวนจากภายนอกได้มากกว่ากระจกธรรมดาอีกด้วย

รูปที่ 8 แสดงกระจกกันความร้อนชนิดใช้อากาศแห้งเป็นฉนวนตรงกลาง
Source : Bsgglass.com (2015, November 27)

2) กระจกกันความร้อนชนิดใช้ก๊าซเป็นฉนวน

คล้ายกับแบบใช้อากาศแห้งคือ การใช้กระจกแผ่นเรียบ 2 แผ่นประกอบกับเฟรมอลูมิเนียมแต่ชนิดนี้จะบรรจุก๊าซเฉื่อยลงไปแทนดังรูปที่ 9 ซึ่งมีคุณสมบัติในการนำความร้อนต่ำ มีประสิทธิภาพดีกว่าแบบใช้อากาศแห้ง และในกรณีที่นำกระจกนิรภัยมาประกอบเป็นกระจกฉนวนกันความร้อน (Airless Laminated Insulating Glass) ก็จะให้ความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น แต่จะมีราคาสูงขึ้นไปจากเดิมที่มีราคาสูงอยู่แล้ว การใช้กระจก 2 ชั้นโดยที่มีช่องว่างอากาศและก๊าซป้องกันความร้อนคั่นอยู่ตรงกลางนี้ สามารถช่วยลดความร้อนได้ประมาณ 70-80% ในขณะที่ยอมให้แสงธรรมชาติผ่านได้ในปริมาณสูง จึงให้ความสว่างที่ปลอดภัย และในกรณีที่ติดฟิล์มด้านในของกระจกทั้ง 2 แผ่น ก็จะช่วยป้องกันรังสีอุลตร้าไวโอเลต (UV) เข้ามาทำลายวัสดุต่างๆ ภายในอาคารได้อีกด้วย

รูปที่ 9 แสดงกระจกกันความร้อนชนิดใช้ก๊าซเป็นฉนวนตรงกลาง
Source : Woodshms.com (2015, November 27)

โดยทั่วไป ข้อควรระวังในการใช้กระจก คือ ไม่ควรให้ลมเย็นจากเครื่องปรับอากาศเป่ากระทบผิวหน้าของกระจกโดยตรง รวมทั้งไม่ควรติดผ้าม่านหนาทึบ หรือวางตู้เหล็กและตู้อื่นๆ ชิดกับแผ่นกระจกที่ติดตั้ง เพราะจะทำให้เกิดปัญหากระจกแตกร้าว (Thermal Breakage) เนื่องจากอุณหภูมิภายในและภายนอกแตกต่างกันมาก และเกิดการสะสมความร้อนในตัวกระจกเพราะมีการนำสิ่งของมาปิดที่ผิวกระจกทำให้ไม่สามารถถ่ายเทความร้อนออกมาได้ สำหรับคุณสมบัติของกระจกเขียวตัดแสง เป็นดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 แสดงคุณสมบัติของกระจกเขียวตัดแสง

การประยุกต์การใช้งานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุ

แม้ว่ากระจกตัดแสงจะสามารถลดความร้อนให้ผ่านเข้ามาในอาคารได้น้อยลงกว่ากระจกใส แต่จากคุณสมบัติที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นว่าความร้อนที่ลดลงนั้นส่วนหนึ่งจะถูกสะท้อนกลับไป ซึ่งเป็นสัดส่วนเพียงร้อยละ 5 – 10 เท่านั้น ที่เหลือประมาณร้อยละ 50 จะถูกดูดกลืนและเก็บไว้ในเนื้อกระจก ทำให้เมื่ออยู่ใกล้กับผิวกระจกจะรู้สึกร้อน และในปัจจุบันผู้คนส่วนมากจะมีค่านิยมที่ต้องการให้บ้านมีพื้นที่ที่เป็นช่องกระจกค่อนข้างมาก เนื่องจากต้องการให้เกิดความรู้สึกโล่งสบาย ไม่มืดทึบ ฉะนั้นการที่จะช่วยลดความร้อนที่จะมากระทบกับผิวกระจกโดยตรง จึงเป็นวิธีที่ควรจะนำมาใช้เสมอ ไม่ว่าจะใช้กระจกชนิดใดก็ตาม ซึ่งวิธีง่ายๆ คือการทำอุปกรณ์บังแดดไว้ภายนอกบริเวณที่เป็นกระจก โดยที่บังแดดนั้นสามารถทำได้ทั้งแบบถาวรและแบบชั่วคราว ดังรูปที่ 10 ส่วนเรื่องของรูปแบบและขนาดนั้นสามารถคำนวณได้จากทิศทางของอาคารว่ามีการวางผังในทิศทางใด ซึ่งถ้าผู้อยู่อาศัยมีความสนใจอาจทำการปรึกษา หรือศึกษาเพิ่มเติมได้จากผู้เชี่ยวชาญ

รูปที่ 10 แสดงตัวอย่างการติดตั้งกันสาดบังแดด
Source : Architecture.somfy.co.th (2015m November 27)

ข้อควรระวังและความเข้าใจที่ไม่ถูกต้องของคนทั่วไป คือ การใช้ม่านบังแดดหรือการปิดทับด้วยวัสดุใดๆ ก็ตามบริเวณด้านในของผิวกระจก ซึ่งแม้ว่าผู้อาศัยจะรู้สึกได้ถึงความร้อนและความจ้าของแสงที่จะลดลงไปอีกเมื่อมีการติดม่านไว้ด้านใน ซึ่งสามารถทำได้และเป็นที่นิยมใช้กันมาก นอกจากกระจกใสซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันทั่วไปแล้ว ในปัจจุบันมีกระจกที่มีการจำหน่ายให้เลือกมากมายหลายชนิด ซึ่งผู้ใช้ควรพิจารณาเปรียบเทียบในเรื่องคุณสมบัติและราคา นอกจากนี้ควรระวังในเรื่องการนำวัสดุใดๆมาปิดทับหรือวางชิดกระจก ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนขึ้นอย่างมากบริเวณนั้น เนื่องจากกระจกไม่สามารถถ่ายเทความร้อนออกมาได้เลย และถ้าความร้อนที่ถูกสะสมไว้มีมากเกินไปในขณะที่อุณหภูมิภายในห้องนั้นต่ำกว่ามาก หากมีการปรับอากาศก็จะทำให้กระจกเกิดการแตกร้าวได้

Bibliography

1. กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน. (พ.ศ. 2545). บทที่ 2 การเลือกใช้วัดสุอุปกรณ์ก่อสร้างที่มีคุณสมบัติความเป็นฉนวน 10 ชนิด. In เอกสารแผยแพร่ แนวทางการเลือกใช้วัสดุก่อสร้างและฉนวนเพื่อการอนุรักษ์พลังงาน ( 2-25 - 2-31).

2. net (2015, November 27) : http://www.chinaglasstech.net/sys_manager/Images/proImg/20140729161939_2926.jpg

3. com (2015, November 27) : http://www.salamanderdesigns.com/upload/2642d4be-6cc7-a7e3-df3b-519134ed57bc

4. com (2015, November 27) : http://www.dashdoor.com/category/resource-center/technical-articles/glass-glazing/

5. com (2015, November 27) : http://skatar.com/files/colormixercmy2.jpg

6. com (2015, November 27) : http://www.kasikornbank.com/TH/SocialActivities/enviroment/PublishingImages/green%20building_L.jpg

7. Alive2com (2015, November 27) : http://alive2green.com/wp-content/uploads/2015/07/Taiwan_Glass_Building.jpg

8. com (2015, November 27) : http://www.bsgglass.com/TH/images/Shine/Color.jpg , http://www.bsgglass.com/TH/images/Arc/Insulated1.jpg

9. com (2015, November 27) : http://woodshms.com/wp/wp-content/uploads/2014/06/Standard_28mm_Glass_Unit.jpg

10. somfy.co.th (2015m November 27) : http://architecture.somfy.co.th/buildings/common/img/library/la-maladiere-7.jpg

กระจกสีตัดแสง
(Heat Absorbing Glass)