Click here to visit our sponsor

ข้อมูลทั่วไป

ห้องที่เกิดปัญหานี้เป็นห้องเครื่องคอมพิวเตอร์ ตั้งอยู่ที่ระดับสูงประมาณ 100 เมตรบนชั้นที่ 27 ของอาคารสำนักงานแห่งหนึ่งในกรุงเทพ ห้องนี้มีผนังด้านหนึ่งติดกับห้องเครื่องส่งลมเย็น ผนังอีกสามด้านติดกับพื้นที่สำนักงาน ไม่มีส่วนใดติดกับผนังด้านนอกของอาคาร ภายในห้องซึ่งมีพื้นที่ประมาณ 50 ตารางเมตรมีอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ในระดับมินิคอมพิวเตอร์พร้อมอุปกรณ์ต่อพ่วงติดตั้งอยู่

ชั้นที่ 27 มีพื้นที่ทั้งหมดประมาณ 1000 ตารางเมตร มีเครื่องปรับอากาศแบบระบายความร้อนด้วยน้ำขนาดประมาณ 45 ตันหนึ่งเครื่อง กระจายลมด้วยระบบปริมาณลมแปรเปลี่ยน (Variable Air Volume, VAV) ในการออกแบบครั้งแรกยังไม่มีห้องที่เกิดปัญหาดังกล่าว

เนื่องจากห้องดังกล่าวตั้งขวางอยู่ด้านหน้าห้องเครื่องปรับอากาศ ซึ่งมีสาเหตุเพราะพื้นที่ดังกล่าวเตรียมพื้นโครงสร้างให้รับน้ำหนักได้เป็นพิเศษไว้ ดังนั้นจึงเกิดปัญหาตามมาว่าไม่สามารถกั้นผนังห้องให้มิดชิดจากพื้นถึงพื้นตามปรกติของห้องคอมพิวเตอร์ และไม่สามารถใช้พื้นที่เหนือช่องฝ้าได้

แนวคิดระบบปรับอากาศกำหนดให้ติดตั้งระบบปรับอากาศแยกจากระบบพื้นฐานของอาคาร เพื่อให้เกิดความยืดหยุ่นในการใช้งานห้องคอมพิวเตอร์ที่จะต้องใช้งาน 24 ชั่วโมง ใช้เครื่องปรับอากาศแบบตั้งพื้นจ่ายลมโดยตรงเนื่องจากไม่สามารถเดินท่อลมเหนือฝ้าได้ ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำเพื่อใช้ท่อน้ำระบายความร้อนยืนเดิมของอาคาร และได้ปรับเปลี่ยนระบบจ่ายไฟฟ้ากำลังของเครื่องสูบน้ำระบายความร้อนและหอระบายความร้อนให้รับไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง เพื่อรองรับการใช้งานห้องคอมพิวเตอร์

เนื่องจากไม่มีพื้นที่เหลือในช่องฝ้าเหนือห้องคอมพิวเตอร์ แนวคิดจึงได้กำหนดให้มีอากาศจากภายนอกเติมเข้ามาในช่วงระยะเวลากลางวันเท่านั้นโดยรับลมจากเครื่องปรับอากาศประจำชั้นเข้ามา ขณะที่เครื่องปรับอากาศประจำชั้นปิดในเวลากลางคืน ห้องคอมพิวเตอร์ก็จะไม่มีอากาศภายนอกมาจ่าย แต่สามารถยอมรับได้เนื่องจากในเวลากลางคืนจะไม่มีเจ้าหน้าที่ทำงานอยู่ภายในห้อง

เริ่มใช้งานปัญหาเริ่มปรากฎ

เมื่อเริ่มใช้งานไปได้ระยะเวลาหนึ่งพบปัญหาว่ามีความชื้นสูงมากในห้องคอมพิวเตอร์ ถึงขนาดว่ามีไอน้ำจับอยู่บนหน้าจอมอนิเตอร์ในตอนเช้าเมื่อเจ้าหน้าที่ห้องคอมพิวเตอร์มาทำงาน จึงได้มีการนำเครื่องบันทึกอุณหภูมิและความชื้นมาตั้งเพื่อบันทึกค่า

ผลปรากฎว่าในช่วงเวลากลางวันความชื้นสัมพัทธ์อยู่ในช่วง 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ แต่เมื่อเครื่องปรับอากาศประจำชั้นปิดลงในเวลาประมาณ 18.00 น. ความชื้นในห้องเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็วไปอยู่ในช่วง 70 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ในระยะเวลาไม่ถึงชั่วโมง และความชื้นสัมพัทธ์สูงต่ำ 40 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์สลับกันตามการทำงานของคอมเพรสเซอร์ทุกๆ 15 นาที

วิเคราะห์และแก้ปัญหา

เมื่อได้ผลการบันทึกดังนั้น จึงได้มีการระดมความคิดกันขึ้นในทีมผู้ออกแบบ ได้ข้อสรุปว่า มีความชื้นรั่วเข้ามาภายในห้องปริมาณมากอย่างแน่นอน ทั้งนี้เนื่องจากภายให้ห้องไม่มีแหล่งความชื้นใดๆ ยกเว้นนานๆจะมีเจ้าหน้าที่เข้าไปภายในห้องสักครั้ง สำหรับสาเหตุที่เกิดความชื้นสูงเฉพาะในเวลากลางคืน ไม่น่าจะใช่เป็นเพราะมีความชื้นรั่วเข้ามาเฉพาะในเวลากลางคืน แต่อากาศน่าจะรั่วเข้ามาในห้องตลอดเวลาเพราะว่าระบบทำงานโดยไม่มีความแตกต่างกัน เพียงแต่อากาศที่รั่วเข้ามาในห้องตอนกลางวันเป็นอากาศที่แห้งเนื่องจากเครื่องปรับอากาศประจำชั้นทำงานอยู่ แต่ในช่วงเวลากลางคืนเครื่องปรับอากาศประจำชั้นหยุดทำงาน อากาศรอบๆห้องคอมพิวเตอร์จึงมีความชื้นสูงขึ้น จึงเป็นสาเหตุให้มีความชื้นสูงเฉพาะในช่วงเวลากลางคืน

ทีมผู้ออกแบบได้เข้าไปสำรวจที่หน้างาน โดยพยายามหาช่องโหว่ที่ความชื้นจะเข้ามาในห้องได้ พบว่ามีช่องทางที่เป็นไปได้หลายทาง คือ โคมไฟที่ใช้เป็นแบบฝังฝ้าและมีช่องลมกลับทั้งๆที่ไม่ได้ใช้และมีช่องระบายความร้อนด้านหลังโคม จึงอาจมีอากาศรั่วย้อนผ่านเข้ามา, ฝ้าเพดานเป็นแบบทีบาร์จากที่กำหนดในขั้นแรกเป็นฝ้าฉาบเรียบ และใต้พื้นยกซึ่งผนังห้องโดยรอบไม่ได้กันลงไปถึงพื้นคอนกรีต เพียงแต่ตั้งอยู่บนพื้นยก

นอกจากนี้ เมื่อสำรวจในห้องเครื่องส่งลมเย็นซึ่งติดกับห้องคอมพิวเตอร์ยังพบว่า มีเกล็ดรับอากาศจากภายนอกซึ่งเติมให้กับเครื่องปรับอากาศประจำชั้น โดยเกล็ดดังกล่าวหันไปทางด้านทิศใต้ซึ่งเป็นด้านรับลมเกือบตลอดทั้งปี ดังนั้นจึงมีลมพัดผ่านเข้ามาทางเกล็ดนี้ตลอดเวลาแม้จะปิดเครื่องปรับอากาศประจำชั้นแล้ว และที่สำคัญก็คือในห้องเครื่องปรับอากาศนี้มีท่อลมกลับขนาดใหญ่ซึ่งตามปรกติทำหน้าที่รับลมกลับจากในช่องเหนือฝ้ากลับเข้ามายังห้องเครื่องปรับอากาศ แต่เมื่อเครื่องปรับอากาศประจำชั้นปิด และมีลมจากภายนอกพัดอัดเข้ามาทางเกล็ดรับลม จะมีลมซึ่งมีความชื้นสูงพัดย้อนเข้าไปในช่องฝ้าตลอดเวลา ซึ่งก็ได้ทำการทดสอบโดยการจุดธูปเพื่อดูทิศทางควัน และก็ได้ผลตามคาดคือ ควันไหลย้อนกลับผ่านท่อลมกลับเข้าไปในช่องฝ้า และเมื่อนำธูปไปจุดใกล้ๆกับโคมไฟภายในห้องคอมพิวเตอร์ พบว่ามีกระแสลมพัดเข้ามาทางโคมไฟด้วย

เมื่อได้ทำการทดสอบโดยนำแผ่นพลาสติกไปปิดที่ใต้ฝ้าเพื่อป้องกันความชื้นรั่วเข้าห้อง ผลปรากฎว่ามีน้ำกลั่นตัวเกิดขึ้นบนแผ่นพลาสติกเป็นแนวตามทีบาร์ จากการทดสอบดังกล่าวแสดงให้เห็นว่ามีความชื้นรั่วผ่านฝ้าเพดานเข้ามาอย่างแน่นอน แต่อย่างไรก็ตามหลังจากปิดแผ่นพลาสติกแล้ว ความชื้นในห้องยังคงสูงอยู่ ทีมผู้ออกแบบสันนิษฐานว่าเกิดจากแนวเชื่อมของแผ่นพลาสติกยังมีรอยรั่วอยู่

ทีมผู้ออกแบบจึงได้ทำความเห็นเสนอให้เปลี่ยนฝ้าเพดานเป็นฝ้าเรียบและเปลี่ยนโคมไฟเป็นแบบติดลอยและไม่มีช่องลมกลับ สำหรับผนังห้องให้กั้นให้ลงถึงพื้นคอนกรีตเพื่อป้องกันอากาศรั่วผ่านใต้พื้นยก แต่อย่างไรก็ตามสถาปนิกไม่ต้องการให้เปลี่ยนจากฝ้าทีบาร์เป็นฝ้าเรียบโดยมีเหตุผลด้านความสวยงามสอดคล้องกับพื้นที่อื่นๆในชั้นนั้น และเหตุผลเกี่ยวกับความยุ่งยากในการรื้อถอนฝ้าเก่า ทีมผู้ออกแบบจึงปราณีปรานอมโดยเสนอให้ติดฉนวนเซลปิด (Closed Cell Insulation) เหนือฝ้าเพื่อทำหน้าที่เป็นวัสดุกันความชื้น (Vapor Barier) ซึ่งจะเห็นได้ว่าเป็นไปได้ค่อนข้างยากที่จะเชื่อมรอยต่อของฉนวนให้ได้สมบูรณ์ ผลคือความชื้นยังคงสูงอยู่ หลังจากนั้นจึงทดลองโดยการนำฉนวนลงมาติดที่ใต้ฝ้าเพื่อลดรอยต่อของฉนวน แต่ความชื้นก็ยังคงสูงอยู่ ทั้งนี้อาจเป็นเพราะยังเชื่อมรอยต่อได้ยังไม่ดี หรือเป็นเพราะมีรูรั่วอื่นอยู่อีก

ระหว่างที่ยังมึนงงกับการหาว่าความชื้นรั่วเข้ามาจากตรงไหน ก็มีผู้เสนอแนวคิดใหม่ขึ้นมาว่า ความชื้นที่เพิ่มสูงขึ้นขณะที่คอมเพรสเซอร์หยุดทำงานเป็นเพราะ พัดลมพาความชื้นที่เกิดจากน้ำที่เกาะอยู่บนผิวคอยล์ออกมา และเสนอวิธีการแก้ไขโดยให้หยุดพัดลมพร้อมคอมเพรสเซอร์ เพื่อว่าขณะที่คอมเพรสเซอร์หยุดจะได้ไม่มีการพาความชื้นเข้ามาภายในห้อง

ในขั้นต้นทีมออกแบบก็เห็นด้วยที่เกิดการพาความชื้นออกมาจากผิวคอยล์ แต่มีคำถามว่า ปริมาณความชื้นจากผิวคอยล์มีมากถึงขนาดทำให้ห้องมีความชื้นสัมพัทธ์สูงถึง 90 เปอร์เซ็นต์เชียวหรือ อย่ากระนั้นเลย ด้วยที่ถูกสอนมาให้ไม่เชื่ออะไรง่ายๆ ก็ต้องขอพิสูจน์กันด้วยตัวเลขสักหน่อย

จากผลบันทึกความชื้นสัมพัทธ์ที่แสดงให้เห็นว่าความชื้นสัมพัทธ์เพิ่มจาก 40 เป็น 90 เปอร์เซ็นต์ภายในเวลา 7.5 นาที โดยมีอุณหภูมิเพิ่มจาก 20 เป็น 21 องศาเซลเซียส เปิดไซโครเมตริกชาร์ตจะได้ค่า Humidity Ratio ที่ 20 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ 40 เปอร์เซ็นเท่ากับ 0.0058 kg_w/kg_a (กิโลกรัมไอน้ำต่อกิโลกรัมอากาศแห้ง) และที่ 21 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ 90 เปอร์เซ็นต์เท่ากับ 0.0142 kg_w/kg_a โดยห้องมีพื้นที่ 50 ตารางเมตร สูง 2.5 เมตร

จากการคำนวณแสดงให้เห็นว่าต้องมีปริมาณไอน้ำเพิ่มขึ้น 1.26 ลิตรภายใน 7.5 นาที จึงทำให้ความชื้นสัมพัทธ์เพิ่มสูงขึ้นจาก 40 เป็น 90 เปอร์เซ็นต์ได้ เมื่อเปรียบเทียบกับการที่น้ำระเหยจากผิวคอยล์แล้วจะเห็นได้ว่า เป็นไปไม่ได้ที่จะมีน้ำระเหยออกมาตามธรรมชาติมากเท่านี้ ดังนั้นทีมออกแบบจึงสรุปว่าความชื้นที่เกิดจากผิวคอยล์ไม่ใช่สาเหตุหลักของปัญหานี้

แต่อย่างไรก็ตาม ที่หน้างานได้ทดลองตัดพัดลมพร้อมกับคอมเพรสเซอร์ และทำการบันทึกผล

หนึ่งสัปดาห์ผ่านไป หน้างานได้ส่งผลการบันทึกกลับมา ปรากฎว่า ความชื้นสัมพัทธ์ภายในห้องลดต่ำลงมาอยู่ในช่วง 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ตลอดเวลา ทีมผู้ออกแบบมองหน้ากันด้วยความงุนงง แทบไม่เชื่อผลการบันทึกดังกล่าว แต่ทั้งหมดนี้ก็คือความเป็นจริง

หลังจากความมึนงงบรรเทาลง ทีมออกแบบมาทบทวนวิเคราะห์กันใหม่ว่าเกิดอะไรขึ้นทำไมผลที่ออกมาจึงขัดแย้งกับทฤษฎีที่เรามี

ทฤษฎีไซโครเมตริกไม่ผิดแน่นอนเพราะพิสูจน์กันมาแล้วเกือบศตวรรษ จะผิดได้ก็เพราะเอาไปใช้ผิดเท่านั้น แต่เมื่อย้อนกลับไปตรวจสอบอย่างถี่ถ้วนก็ไม่เห็นว่ามีความผิดพลาดแต่อย่างไร ดังนั้นทีมผู้ออกแบบจึงยังคงยืนยันความเห็นว่า ห้องนี้มีความชื้นสัมพัทธ์สูงเพราะมีความชื้นรั่วเข้ามาภายในห้องไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ส่วนความชื้นที่เกิดจากผิวคอยล์เป็นเพียงส่วนเล็กน้อยที่เกิดขึ้นตามปรกติกับเครื่องปรับอากาศทั่วไปและไม่ใช่ปัจจัยหลักของปัญหานี้อย่างแน่นอน

การที่ความชื้นไม่เพิ่มสูงขึ้นเมื่อตัดพัดลมพร้อมคอมเพรสเซอร์ แสดงให้เห็นว่าพัดลมของเครื่องปรับอากาศนี้มีผลต่อการนำความชื้นเข้ามาในห้อง โดยเป็นไปได้ว่าพัดลมได้สร้างความดันเป็นลบ ณ จุดใดจุดหนึ่งซึ่งยังค้นไม่พบ จึงทำให้มีอากาศภายนอกรั่วไหลเข้ามา ขณะที่คอมเพรสเซอร์ทำงานความชื้นนี้จะถูกกำจัดก่อนที่จะผ่านเข้าไปในห้อง แต่ขณะที่คอมเพรสเซอร์หยุดและพัดลมยังคงทำงานอยู่ความชื้นนี้จะผ่านเข้าไปภายในห้องได้โดยไม่ถูกกำจัด

สำหรับโครงการนี้ได้จบลงโดย ให้ตัดพัดลมพร้อมคอมเพรสเซอร์ เพราะวิธีนี้สามารถบรรลุวัตถุประสงค์ของการควบคุมความชื้นได้ ถึงแม้ว่าไม่ได้แก้ปัญหาที่ต้นเหตุก็ตาม

บทส่งท้าย

จากที่กล่าวมาทั้งหมด สามารถสรุปปัญหาที่ทำให้ห้องนี้มีความชื้นสูงได้ดังนี้

1. มีอากาศจากภายนอกรั่วเข้ามาภายในอาคารผ่านเกล็ดรับอากาศที่ผนังอาคาร
2. มีรูรั่วที่ผนัง พื้น และเพดานของห้องมาก จึงทำให้อากาศที่รั่วเข้ามาในอาคารผ่านเข้าไปในห้องได้
3. ไม่ได้ออกแบบให้ความดันภายในห้องเป็นบวก

ถ้าโครงการนี้ย้อนกลับไปที่จุดเริ่มต้นได้ใหม่ ผู้เขียนมีข้อเสนอเพื่อป้องกันปัญหาดังนี้

1. หลีกเลี่ยงการเปิดเกล็ดรับลมและเกล็ดระบายลมทิ้งที่แต่ละชั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาคารสูง เนื่องจากป้องกันปัญหาลมรั่วเข้าอาคาร (Infiltration) ได้ยากมาก โดยให้รับอากาศบริสุทธิ์และระบายอากาศทิ้งจากหลังคาผ่านทางช่องท่อแนวดิ่งแทน (Vertical Shaft) หากไม่สามารถทำได้ ต้องให้มีแดมเปอร์ปิดเกล็ดเมื่อไม่ได้ใช้งานเสมอ มิฉะนั้นขณะที่ระบบปรับอากาศหรือพัดลมปิด จะมีอากาศรั่วเข้ามาภายในอาคารตลอดเวลา และความร้อนความชื้นที่เข้ามาก็จะสะสมเป็นภาระความเย็นเมื่อเปิดเครื่องปรับอากาศครั้งต่อไป
2. ห้องที่ต้องการควบคุมความชื้นจะต้องมีการป้องกับความชื้นทางกายภาพที่ดีเสียก่อน หรือ ต้องมีสภาพเหมือนกล่องปิดที่ไม่มีรูรั่วให้อากาศไหลเข้าออกได้ เช่น กั้นผนังจากพื้นถึงพื้น อุดรูรั่วช่องเจาะและรอบๆ ท่อร้อยสายไฟ ท่อลม และท่ออื่นๆที่ทะลุผนังห้อง เป็นต้น หากมีรูรั่วเพียงเล็กน้อย ประกอบกับอุณหภูมิภายในห้องต่างกับภายนอกห้อง จะเกิดอากาศไหลเวียนเองตามธรรมชาติ หรือที่เรียกว่า Stack Effect ซึ่งเมื่อเกิดปัญหาแล้ว การหารูรั่วเหล่านี้เป็นไปได้ยากมากๆหรืออาจเป็นไปไม่ได้เลยทีเดียว
3. รักษาความดันภายในห้องที่ต้องการควบคุมความชื้นให้เป็นบวกตลอดเวลา โดยการเติมอากาศบริสุทธิ์เข้ามาในห้องตลอดเวลา อากาศที่เติมเข้ามานี้จะต้องผ่านการทำความเย็นมาก่อนแล้วมิฉะนั้นจะทำให้ความชื้นสัมพัทธ์ภายในห้องเพิ่มสูงขึ้นขณะที่คอมเพรสเซอร์ตัดการทำงาน หากมีพัดลมระบายอากาศออกจากห้อง อัตราการระบายออกต้องน้อยกว่าอัตราการเติมเข้าเพื่อรักษาความดันภายในให้เป็นบวก