การศึกษาผลกระทบของแรงลมต่ออาคารเตี้ยกับสัดส่วนหน้าต่างต่อผนังที่แตกต่างกัน โดยวิธีพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ: กรณีศึกษาอาคารคลังสินค้า

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้นำเสนอผลการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสัดส่วนพื้นที่หน้าต่างต่อผนัง (Window to wall ratio, WWR) ที่มีต่อแรงลมซึ่งกระทำกับโครงสร้างโดยทำการศึกษารูปแบบอาคารคลังสินค้า ในประเทศไทยมักพบปัญหาและผลทระทบจากแรงลมที่สร้างความเสียหายต่ออาคารรูปแบบนี้บ่อยครั้งและยังส่งผลให้เกิดการวิบัติต่อระบบโครงสร้างและเปลือกอาคาร โดยงานวิจัยนี้จะทำการศึกษาผลกระทบของแรงลมต่ออาคารโดยวิธีพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณที่มีช่องเปิดอาคารและทิศทางแรงลมที่แตกต่างกัน ด้วยโปรแกรม Autodesk CFD ซึ่งอิงตามสมการของ Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) แบบคงที่ 3 มิติ ใช้การจำลองการไหลปั่นป่วนแบบ k-ε กำหนดช่องเปิดอาคารโดยใช้ค่า WWR จำนวน 4 รูปแบบ (0.20, 0.30, 0.40, 0.50) และทิศทางของแรงลม 3 ทิศทาง (Across wind, Along wind, Oblique wind) โดยใช้แบบจำลองอาคารในลักษณะจำลองเชิงวิศวกรรม เพื่อทำการศึกษาผลของแรงดันลมเฉลี่ยและผลรวมแรงลัพธ์ เพื่อเปรียบเทียบผลของแรงลัพธ์ที่กระทำต่ออาคารคลังสินค้า จากการศึกษาพบว่า กรณีที่มีช่องเปิดที่เท่ากันของด้านข้างอาคาร กรณี WWR 0.20 ในทิศทางแรงลมกระทำตั้งฉากกับอาคารให้แรงลัพธ์ที่กระทำต่ออาคารสูงสุด รองลงมาคือกรณีที่มีช่องเปิดที่ไม่เท่ากันของด้านข้างอาคาร ได้แก่ กรณีด้านรับลม WWR 0.20 กับด้านท้ายลม WWR 0.30 กรณีด้านรับลม 0.20 กับด้านท้ายลม 0.40 และกรณีด้านรับลม 0.20 กับด้านรับลม 0.50 ตามลำดับ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีปฏิสัมพันธ์ระหว่างความแตกต่างของ WWR ด้านปะทะลมและด้านท้ายลมกับแรงที่กระทำกับโครงสร้าง