เข้าใจหลักการเลือกใช้ฉนวนให้ประหยัดพลังงานในระบบปรับอากาศ ระบายอากาศ และตู้แช่

นัยนา อัศวกาญจนา

           ฉนวนป้องกันหยดน้ำ เป็นส่วนเล็ก ๆ ที่อยู่ในระบบปรับอากาศ ระบบระบายอากาศ หรือระบบตู้แช่ ทำหน้าที่ป้องกันการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำของน้ำเย็น หรือน้ำยาทำความเย็นในระบบดังกล่าว ในแบบที่ระบุไว้ในแบบของงานระบบส่วนใหญ่จะมีข้อกำหนดคุณสมบัติของฉนวนไว้พร้อมแล้ว เช่น มีค่าการนำความร้อน (K-value) ต่ำ ค่าความหนาแน่นในช่วงหนึ่ง หรือมีคุณสมบัติไม่ลามไฟ เป็นต้น โดยคุณสมบัติเหล่านี้มีเหตุผลหลายประการซ่อนอยู่ เพื่อให้ผู้ออกแบบได้เข้าใจยิ่งขึ้นถึงปัจจัย ที่มีผลต่ออายุการใช้งานของระบบปรับอากาศ ระบบระบายอากาศ และตู้แช่ บทความนี้จะนำเสนอในส่วนของหน้าที่ฉนวนและเหตุผลที่แตกต่างกันไป

          ปัจจุบันมีฉนวนหลายประเภทถูกนำมาใช้งานในระบบปรับอากาศ ระบบระบายอากาศ และระบบตู้แช่ แตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมของระบบนั้น เช่น มีการเลือกใช้ฉนวนยางดำแบบเซลล์ปิดกับท่อน้ำในระบบปรับอากาศ (Chilled Water Pipe) หรือ ใช้ฉนวนใยแก้วกับท่อลม (Ductwork) ในระบบระบายอากาศ หรือใช้โฟมโพลียูริเทนกับผนังในตู้แช่ เหตุผลต่าง ๆ ในการเลือกฉนวนเหล่านี้มักจะมีเหตุผลร่วม โดยหลักการแล้ว ไม่ว่าจะเป็นระบบปรับอากาศ ระบบระบายอากาศ หรือระบบตู้แช่ ล้วนแต่ใช้หลักการถ่ายเทความร้อนที่มีพื้นฐานการคำนวณร่วมกันทั้งสิ้น

หลักการการเลือกใช้ฉนวนของงานระบบความเย็น โดยทั่วไปเท่าที่มีการสอบถามไปยังผู้ออกแบบ มักได้รับคำตอบที่คล้ายกัน รวบรวมได้ดังนี้

•ต้องการฉนวนที่มีค่าการนำความร้อนต่ำใช่หรือไม่
•ต้องการฉนวนที่สามารถทนทานต่อการซึมผ่านของไอน้ำในอากาศใช่หรือไม่
•ต้องการฉนวนที่สามารถป้องกันการลามไฟในอาคารใช่หรือไม่
•ต้องการฉนวนที่ใช้ได้กับอุณหภูมิของระบบ โดยไม่เปลี่ยนสภาพไปใช่หรือไม่
•ต้องการฉนวนที่ติดตั้งง่ายใช่หรือไม่
•ต้องการฉนวนที่ไม่เป็นอันตรายต่อชีวิตและสิ่งแวดล้อม

คำถามเหล่านี้มักได้รับคำตอบจากผู้ใช้งาน ผู้ออกแบบ เจ้าของโครงการ ว่าน่าจะเป็นไปในแนวทางดังกล่าวข้างต้น บทความนี้จึงได้นำเสนอเหตุผลเบื้องลึกของความต้องการต่าง ๆ รวบรวมเป็นหลักการว่าทำไมจึงต้องมีคุณสมบัติดังกล่าว 

ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของฉนวนต่ำ (Low Thermal Conductivity or Low K-Value)

        คุณสมบัติเครื่องค่าการนำความร้อน เป็นคุณสมบัติตัวหนึ่งในระบบการถ่ายเทความร้อน คือ ปริมาณความร้อนที่เคลื่อนผ่านวัสดุที่มีเนื้อสารเดียวกันที่ในทิศทางตั้งฉากกับวัสดุที่มีพื้นที่ผิวขนาดหนึ่ง ภายในเวลาช่วงหนึ่ง และเป็นผลให้อุณหภูมิของวัสดุเกิดการเปลี่ยนแปลงหนึ่งหน่วยอุณหภูมิ หน่วยที่ใช้มักเป็น BTU-in/h.ft2.F หรือ W-m/m2.K ซึ่งค่าดังกล่าวในวัสดุที่แตกต่างกัน ก็จะมีค่า K ไม่เท่ากัน เป็นผลทำให้ความเป็นฉนวนแตกต่างเช่นกัน ใน ตารางที่ 1 เป็นค่าการนำความร้อนของวัสดุต่าง ๆ ซึ่งจะเห็นว่าอากาศแห้งมีค่าความเป็นฉนวนต่ำมาก

        คุณสมบัติเครื่องค่าการนำความร้อน เป็นคุณสมบัติตัวหนึ่งในระบบการถ่ายเทความร้อน คือ ปริมาณความร้อนที่เคลื่อนผ่านวัสดุที่มีเนื้อสารเดียวกันที่ในทิศทางตั้งฉากกับวัสดุที่มีพื้นที่ผิวขนาดหนึ่ง ภายในเวลาช่วงหนึ่ง และเป็นผลให้อุณหภูมิของวัสดุเกิดการเปลี่ยนแปลงหนึ่งหน่วยอุณหภูมิ หน่วยที่ใช้มักเป็น BTU-in/h.ft2.F หรือ W-m/m2.K ซึ่งค่าดังกล่าวในวัสดุที่แตกต่างกัน ก็จะมีค่า K ไม่เท่ากัน เป็นผลทำให้ความเป็นฉนวนแตกต่างเช่นกัน ใน ตารางที่ 1 เป็นค่าการนำความร้อนของวัสดุต่าง ๆ ซึ่งจะเห็นว่าอากาศแห้งมีค่าความเป็นฉนวนต่ำมาก

 เมื่อเทียบกับวัสดุอื่น ๆ ในขณะที่ความเป็นฉนวนของไอน้ำจะมีค่าการนำความร้อนที่ค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับอากาศ คือ มีค่าการนำความร้อนสูงกว่าอากาศถึง 24 เท่า ส่วนฉนวนตัวอื่น ๆ เช่น ฉนวนยางแบบเซลล์ปิด (Elastomeric Closed Cell Insulation) ฉนวนใยแก้ว  โฟมโพลียูริเทน โฟมโพลีเอธิลีน ล้วนแต่มีค่าความเป็นฉนวนใกล้เคียงกัน ในทางปฏิบัติแล้ว ค่าการนำความร้อนที่อยู่ในช่วง 0.03 – 0.04 W/m.K ล้วนแต่สามารถนำมาใช้เป็นฉนวนในระบบร้อนและระบบเย็น* ได้ทั้งสิ้น แต่ทั้งนี้คุณสมบัติดังกล่าวยังไม่เพียงพอต่อการตัดสินใจว่าฉนวนตัวใดเหมาะสมกับระบบใดมากที่สุด เนื่องจากค่า K เป็นค่าที่แปรผันตามอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือก ฉนวนที่ค่าการนำความร้อนยังคงอยู่ในเกณฑ์ของการใช้งาน ความชื้นยังเป็นอีกปัจจัยที่มีผลต่อค่า K ของวัสดุในระยะยาว เพราะเมื่อความชื้นแทรกซึมผ่านผิวของเนื้อวัสดุ ค่า K จะแปรไปตามปริมาณความชื้นที่เข้าอยู่ในเนื้อวัสดุ 

 

    ระบบร้อน หมายถึง ระบบทำความร้อนที่มีอุณหภูมิของท่อประมาณ 60-100 องศาเซลเซียส สารที่อยู่ในท่ออาจเป็นสารเคมี น้ำร้อน หรือ ไอน้ำ ฯลฯ
   ระบบเย็น หมายถึง ระบบทำความเย็นที่มีความทำความเย็นเป็นน้ำยาทำความเย็น หรือน้ำเย็น หรือก๊าซต่าง ๆ ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 20 องศาเซลเซียส

ค่าการต้านทานไอน้ำซึมผ่านสูง (High  Factor or Low WVP)

             ในระบบเย็นอุณหภูมิของระบบจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ -20C ถึง 15C โดยสภาพอากาศของเมืองไทยจะอยู่ที่ประมาณ 25C–39C ที่ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศประมาณ 60% RH–95% RH ความต่างของอุณหภูมิดังกล่าว เป็นผลอย่างมากต่อการถ่ายเทความร้อนในทิศทางที่ตั้งฉากกับเนื้อวัสดุฉนวน จากรูปที่ 1 ทิศทางการถ่ายเทความร้อนจะเป็นไปตามแนวลูกศร คือ จากภายนอกเข้าสู่ภายใน ซึ่งการถ่ายเทความร้อนนี้ถูกนำเข้าไปด้วยความชื้นที่อยู่ในอากาศด้วย มาตรฐานงานวัสดุฉนวน จึงมีการศึกษาคุณสมบัติการต้านทานการซึมผ่านไอน้ำ หรือศัพท์ในทางอเมริกา จะเรียกว่า ค่าความสามารถในซึมผ่านความชื้น (Water Vapor Permeability: WVP) มีหน่วยเรียกใช้ได้หลายแบบ ตามแต่วิธีการวัดค่า โดยหลักการแล้วจะเป็นการวัดน้ำหนักน้ำ หรือความชื้น ต่อพื้นที่ผิวหนึ่งหน่วย ความหนาหนึ่งหน่วย เมื่อให้ความดันผ่านผิววัสดุค่าหนึ่ง ตารางที่ 2 เป็นตารางที่ใช้ในการแปลงหน่วยต่างที่ใช้ในการวัดค่า WVP

               ในประเทศทางแถบยุโรป นิยมแปลงค่า WVP ให้เป็นดัชนีที่วัดง่ายขึ้น โดยการเปรียบเทียบค่า WVP ของวัสดุต่าง ๆ เทียบกับ WVP ของอากาศแห้ง ดัชนีวัดค่าการต้านทานไอน้ำซึมผ่านนี้เรียกว่า ค่ามิว ( Factor) นิยมใช้ค่านี้เป็นตัวบอกและเปรียบเทียบวัสดุชนิดต่าง ๆ ว่า ค่าความต้านทานการซึมผ่านไอน้ำของวัสดุตัวใดเป็นเช่นใด รูปที่ 2 เป็นภาพเปรียบเทียบการทดลองวัดค่า WVP ของอากาศเทียบกับ WVP ของวัสดุฉนวน ดังนั้นวัสดุที่เลือกใช้กับงานระบบปรับอากาศ ระบบระบายอากาศ และระบบตู้แช่ จึงต้องคำนึงถึงค่า  เป็นอย่างมาก เพราะมีผลต่ออายุการใช้งานของฉนวน กล่าวคือ เมื่อเริ่มติดตั้งฉนวน ค่า K ของวัสดุอาจมีค่าไม่ต่างกันมากนัก แต่เมื่อเวลาผ่านไป ระบบจะพยายามปรับสมดุลของอุณหภูมิที่ต่างกันระหว่างภายในและภายนอกท่อน้ำ ถ้าวัสดุฉนวนใดไม่สามารถที่จะต้านทานไอน้ำซึมผ่านได้ดี ก็เป็นผลทำให้ไอน้ำเกิดการกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำ และสะสมอยู่ภายในเนื้อวัสดุ นานวันเข้าวัสดุก็จะสูญเสียค่าความเป็นฉนวน และไม่สามารถใช้งานได้ต่อไป อย่างไรก็ตาม ในบางครั้งเรายังไม่สามารถสังเกตเห็นการเกิดหยดน้ำ แต่เราสามารถวัดได้จากค่าไฟหรือ ความร้อนที่ถ่ายเทเข้าออกระบบปรับอากาศได้ 

               ตารางที่ 3 เป็นค่าการเปรียบเทียบค่า  วัสดุฉนวนชนิดต่าง เพื่อให้เข้าใจมากขึ้นถึงการเลือกใช้ฉนวนที่เหมาะสมกับงานระบบเย็น เรายังทำการเปรียบเทียบถึงการประหยัดพลังงานของวัสดุที่มีค่า  แตกต่างกัน ดังแสดงในตารางที่ 4 ถึงแม้วัสดุนั้นเมื่อมองจากภายนอกจะเหมือนไม่แตกต่าง เช่นในฉนวนยางดำชนิดเซลล์ปิดที่มีค่า  ที่ต่างกัน ย่อมส่งผลให้ค่าใช้จ่ายของไฟฟ้าต่างกันอย่างเห็นได้ชัดเจนในระยะยาว นอกจากนี้ยังสามารถยืดอายุการใช้งานของท่อเหล็กซึ่งอาจเป็นสนิมสะสมอยู่ภายในผิวฉนวน เมื่อเกิดหยดน้ำสะสมอยู่เป็นเวลานาน เนื่องจากผู้ใช้งานมีความคาดหวังว่าวัสดุฉนวนต้องมีอายุการใช้งานในระดับหนึ่งโดยที่ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเกินความจำเป็น แต่ทั้งนี้การเข้าใจถึงการนำความร้อน การต้านทานไอน้ำของวัสดุ ยังคงไม่เพียงพอต่อการตัดสินใจในการเลือกใช้ฉนวนอีกนั่นเอง

 

 

 

 

 

รูปที่ 1 แสดงทิศทางการถ่ายเทความร้อน และความชื้นเมื่ออุณหภูมิภายในท่อต่ำมาก และอุณหภูมิภายนอกฉนวนสูงกว่ามากที่ความชื้นต่าง ๆ และเมื่อไม่สามารถต้านทานได้ สุดท้ายก็จะมีไอน้ำแทรกเข้าไป และเกิดกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำสะสมอยู่ใต้ผิวฉนวนในที่สุด

 

รูปที่ 2 แสดงการทดลองหาค่ามิว ( Factor) หมายเหตุ WVP in air = 1.83 x 10-7 g/m.s.Pa ตัวอย่างการคำนวณ เช่น วัสดุฉนวนอาร์มาเฟล็กซ์มีค่า WVP in insulation = 3.6 x 10-11 g/m.s.Pa ดังนั้นค่า  ~ 5,000

ตารางที่ 2 แสดงการแปลงหน่วยค่าการแทรกซึมผ่านของไอน้ำ (Water Vapor Permeability)

 

 

ให้นำค่าในหน่วยที่ต้องการแปลงมาคูณกัน

 

ตารางที่ 3 ตารางเปรียบเทียบค่า การแทรกซึมผ่านของไอน้ำ

 

 

ตารางที่ 4 ตารางเปรียบเทียบการถ่ายเทความร้อน ของฉนวนยางดำสองชนิดที่มีค่า สูงและต่ำ ต่างกัน 5 เท่า

 

 

Condition: 30 deg C, RH 80%, pipe 2 inch, Insulation 1 inch

คุณสมบัติไม่ลามไฟในอาคาร

           ฉนวนหลายตัวถูกนำมาใช้งานในอาคารด้วยคุณสมบัติว่าด้วยความสามารถในการหน่วงไฟไม่ให้ลามจากต้นเพลิงไปยังส่วนอื่นของอาคาร ในอุดมคติแล้ว วัสดุที่นำมาติดตั้งไม่ควรติดไฟ หรือเกิดควันไฟ หรือปลดปล่อยความร้อนออกมา แต่ก็ยังไม่สามารถหาวัสดุที่ครอบคลุมความต้องการทั้งหมดได้ ดังนั้นมาตรฐานการป้องกันเพลิงในอาคารจึงได้มีข้อกำหนดหลาย ๆ แบบออกมาเพื่อให้สามารถช่วยยับยั้งอันตรายที่อาจเกิดขึ้นมีผลกระทบต่อชีวิตและทรัพย์สินน้อยที่สุด ซึ่งตรงนี้แล้วแต่ผู้ออกแบบและเจ้าของโครงการจะเลือกมาตรฐานของประเทศใด หรือที่ใดมาเป็นตัววัด ดังนั้นในด้านการเลือกใช้ วัสดุที่เกี่ยวกับมาตรฐานของไฟในประเทศไทย ยังคงไม่แน่ชัด เพราะยังไม่มีกฎหมายบังคับโดยตรง และมีบทบังคับใช้ หรือมาตรการลงโทษที่ชัดเจน ผู้แต่งจึงได้ยกตัวอย่างมาตรฐานการไม่ลุกลามไฟของวัสดุฉนวนหุ้มท่อ หรือท่อลมดังแสดงในตารางที่ 5

           ฉนวนหลายตัวถูกนำมาใช้งานในอาคารด้วยคุณสมบัติว่าด้วยความสามารถในการหน่วงไฟไม่ให้ลามจากต้นเพลิงไปยังส่วนอื่นของอาคาร ในอุดมคติแล้ว วัสดุที่นำมาติดตั้งไม่ควรติดไฟ หรือเกิดควันไฟ หรือปลดปล่อยความร้อนออกมา แต่ก็ยังไม่สามารถหาวัสดุที่ครอบคลุมความต้องการทั้งหมดได้ ดังนั้นมาตรฐานการป้องกันเพลิงในอาคารจึงได้มีข้อกำหนดหลาย ๆ แบบออกมาเพื่อให้สามารถช่วยยับยั้งอันตรายที่อาจเกิดขึ้นมีผลกระทบต่อชีวิตและทรัพย์สินน้อยที่สุด ซึ่งตรงนี้แล้วแต่ผู้ออกแบบและเจ้าของโครงการจะเลือกมาตรฐานของประเทศใด หรือที่ใดมาเป็นตัววัด ดังนั้นในด้านการเลือกใช้ วัสดุที่เกี่ยวกับมาตรฐานของไฟในประเทศไทย ยังคงไม่แน่ชัด เพราะยังไม่มีกฎหมายบังคับโดยตรง และมีบทบังคับใช้ หรือมาตรการลงโทษที่ชัดเจน ผู้แต่งจึงได้ยกตัวอย่างมาตรฐานการไม่ลุกลามไฟของวัสดุฉนวนหุ้มท่อ หรือท่อลมดังแสดงในตารางที่ 5

           ฉนวนหลายตัวถูกนำมาใช้งานในอาคารด้วยคุณสมบัติว่าด้วยความสามารถในการหน่วงไฟไม่ให้ลามจากต้นเพลิงไปยังส่วนอื่นของอาคาร ในอุดมคติแล้ว วัสดุที่นำมาติดตั้งไม่ควรติดไฟ หรือเกิดควันไฟ หรือปลดปล่อยความร้อนออกมา แต่ก็ยังไม่สามารถหาวัสดุที่ครอบคลุมความต้องการทั้งหมดได้ ดังนั้นมาตรฐานการป้องกันเพลิงในอาคารจึงได้มีข้อกำหนดหลาย ๆ แบบออกมาเพื่อให้สามารถช่วยยับยั้งอันตรายที่อาจเกิดขึ้นมีผลกระทบต่อชีวิตและทรัพย์สินน้อยที่สุด ซึ่งตรงนี้แล้วแต่ผู้ออกแบบและเจ้าของโครงการจะเลือกมาตรฐานของประเทศใด หรือที่ใดมาเป็นตัววัด ดังนั้นในด้านการเลือกใช้ วัสดุที่เกี่ยวกับมาตรฐานของไฟในประเทศไทย ยังคงไม่แน่ชัด เพราะยังไม่มีกฎหมายบังคับโดยตรง และมีบทบังคับใช้ หรือมาตรการลงโทษที่ชัดเจน ผู้แต่งจึงได้ยกตัวอย่างมาตรฐานการไม่ลุกลามไฟของวัสดุฉนวนหุ้มท่อ หรือท่อลมดังแสดงในตารางที่ 5

             เราสามารถแบ่งชนิดของความต้องการป้องกันเพลิงในวัสดุฉนวนที่ใช้กับระบบปรับอาคาร ระบบระบายอากาศ และระบบตู้แช่ ซึ่งล้วนแต่ต้องนำไปติดตั้งในอาคารต่าง ๆ ดังนั้นจึงมีความเสี่ยงอย่างมากถ้าวัสดุฉนวนที่นำมาติดตั้งสามารถเป็นเชื้อเพลิงในอาคาร จึงได้มีการพิจารณาลักษณะของวัสดุเกี่ยวกับไฟไว้ดังนี้

          ส่วนที่ 1 ลักษณะของการติดไฟและการลามไฟของวัสดุ

        วัสดุที่ติดตั้งมีหลายประเภท เช่น ใยแก้ว ใยหิน โฟมยางดำเซลล์ปิด โฟมโพลีเอทธิลีน โฟมโพลียูริเทน ฯลฯ ซึ่งวัสดุแต่ละประเภทจะมีความสามารถในการติดไฟ (Flammability) เป็นเช่นไร ขึ้นกับสารที่เติมแต่ง (Fire Retardant) ลงไปในวัสดุนั้น เพื่อช่วยในการลดการติดไฟ
ในลักษณะของวัสดุเมื่อสัมผัสกับไฟ (Fire Behavior) นั้น เราสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ดังนี้ 

•ไหม้ไฟได้ (Combustible), ไหม้ไฟยาก (Hard-combustible), ไม่ไหม้ไฟ (Non-combustible)
•การลามไฟที่แตกต่างกัน (Different Surface Spread of Fire)
•การเกิดหยดเหลวของวัสดุ การหดตัวของวัสดุ (Fire Dripping, Melting, Shrinking, Carbonizing)
•ปริมาณความหนาแน่นของควันไฟที่เกิดจากวัสดุ (Different Smoke Density Ratings)
•ช่วงเวลาการติดหรือวาบไฟที่ต่างกัน (Different Flash-over Time)
         

 จากลักษณะของวัสดุที่มีพฤติกรรมเมื่อสัมผัสไฟแตกต่างกันนั้น เราจำเป็นต้องศึกษาคุณสมบัติดังกล่าวของวัสดุแต่ละตัว และนำความแตกต่างของวัสดุนั้นมาจำแนกมาตรฐานของวัสดุเพื่อให้ได้ตามความต้องการของแต่ละอาคาร เช่น ในอาคารสำนักที่มีคนเข้าออกเป็นจำนวนมาก อาจต้องมีการคำนึงถึงการไหม้ไฟ และการลามไฟ รวมไปถึงการไม่เกิดหยดเหลวร้อนของวัสดุ ตกลงมาโดนผิวหนังของคนที่กำลังหนีไฟจากอาคาร เป็นต้น

        วัสดุที่ติดตั้งมีหลายประเภท เช่น ใยแก้ว ใยหิน โฟมยางดำเซลล์ปิด โฟมโพลีเอทธิลีน โฟมโพลียูริเทน ฯลฯ ซึ่งวัสดุแต่ละประเภทจะมีความสามารถในการติดไฟ (Flammability) เป็นเช่นไร ขึ้นกับสารที่เติมแต่ง (Fire Retardant) ลงไปในวัสดุนั้น เพื่อช่วยในการลดการติดไฟในลักษณะของวัสดุเมื่อสัมผัสกับไฟ (Fire Behavior) นั้น เราสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ดังนี้  •ไหม้ไฟได้ (Combustible), ไหม้ไฟยาก (Hard-combustible), ไม่ไหม้ไฟ (Non-combustible)•การลามไฟที่แตกต่างกัน (Different Surface Spread of Fire)•การเกิดหยดเหลวของวัสดุ การหดตัวของวัสดุ (Fire Dripping, Melting, Shrinking, Carbonizing)•ปริมาณความหนาแน่นของควันไฟที่เกิดจากวัสดุ (Different Smoke Density Ratings)•ช่วงเวลาการติดหรือวาบไฟที่ต่างกัน (Different Flash-over Time)         

        วัสดุที่ติดตั้งมีหลายประเภท เช่น ใยแก้ว ใยหิน โฟมยางดำเซลล์ปิด โฟมโพลีเอทธิลีน โฟมโพลียูริเทน ฯลฯ ซึ่งวัสดุแต่ละประเภทจะมีความสามารถในการติดไฟ (Flammability) เป็นเช่นไร ขึ้นกับสารที่เติมแต่ง (Fire Retardant) ลงไปในวัสดุนั้น เพื่อช่วยในการลดการติดไฟในลักษณะของวัสดุเมื่อสัมผัสกับไฟ (Fire Behavior) นั้น เราสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ดังนี้  •ไหม้ไฟได้ (Combustible), ไหม้ไฟยาก (Hard-combustible), ไม่ไหม้ไฟ (Non-combustible)•การลามไฟที่แตกต่างกัน (Different Surface Spread of Fire)•การเกิดหยดเหลวของวัสดุ การหดตัวของวัสดุ (Fire Dripping, Melting, Shrinking, Carbonizing)•ปริมาณความหนาแน่นของควันไฟที่เกิดจากวัสดุ (Different Smoke Density Ratings)•ช่วงเวลาการติดหรือวาบไฟที่ต่างกัน (Different Flash-over Time)         

จากลักษณะของวัสดุที่มีพฤติกรรมเมื่อสัมผัสไฟแตกต่างกันนั้น เราจำเป็นต้องศึกษาคุณสมบัติดังกล่าวของวัสดุแต่ละตัว และนำความแตกต่างของวัสดุนั้นมาจำแนกมาตรฐานของวัสดุเพื่อให้ได้ตามความต้องการของแต่ละอาคาร เช่น ในอาคารสำนักที่มีคนเข้าออกเป็นจำนวนมาก อาจต้องมีการคำนึงถึงการไหม้ไฟ และการลามไฟ รวมไปถึงการไม่เกิดหยดเหลวร้อนของวัสดุ ตกลงมาโดนผิวหนังของคนที่กำลังหนีไฟจากอาคาร เป็นต้น

          ส่วนที่ 2 การจำแนกลักษณะของวัสดุฉนวนที่ใช้กับงานหุ้มท่อของระบบปรับอากาศ ระบบระบายอากาศ และระบบตู้แช่

      ดังนั้นในส่วนนี้ เราจึงมีการศึกษา ซึ่งมีความต้องการที่แตกต่างกันของแต่ละประเทศ  ก็จะมีมาตรฐานที่แตกต่างเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เราสามารถที่จะจำแนกความต้องการโดยแบ่งออกเป็นการทดสอบคุณสมบัติของฉนวนได้ใหญ่ ๆ ดังนี้
•การลามไฟบนผิวของวัสดุ Flammability (Surface Spread of Flame)
•การจุดติดไฟ  โดยดูจากปริมาณก๊าซออกซิเจนที่ใช้ในการทำให้วัสดุฉนวนนั้น ๆ ติดไฟ Ignitability (Limiting Oxygen Index: L.O.I.)
•ปริมาณความหนาแน่นของควันไฟที่เกิดออกมาจากวัสดุฉนวน (Smoke Density Rating)
•ปริมาณความร้อนที่ออกมา (Heat Release)

      ดังนั้นในส่วนนี้ เราจึงมีการศึกษา ซึ่งมีความต้องการที่แตกต่างกันของแต่ละประเทศ  ก็จะมีมาตรฐานที่แตกต่างเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เราสามารถที่จะจำแนกความต้องการโดยแบ่งออกเป็นการทดสอบคุณสมบัติของฉนวนได้ใหญ่ ๆ ดังนี้•การลามไฟบนผิวของวัสดุ Flammability (Surface Spread of Flame)•การจุดติดไฟ  โดยดูจากปริมาณก๊าซออกซิเจนที่ใช้ในการทำให้วัสดุฉนวนนั้น ๆ ติดไฟ Ignitability (Limiting Oxygen Index: L.O.I.)•ปริมาณความหนาแน่นของควันไฟที่เกิดออกมาจากวัสดุฉนวน (Smoke Density Rating)•ปริมาณความร้อนที่ออกมา (Heat Release)

 

ตารางที่ 5 ตัวอย่างมาตรฐานของแต่ละประเทศ

 

 

 

สามารถทนสภาพเดิมอยู่ได้ในอุณหภูมิที่ใช้งาน

          วัสดุฉนวนทุกตัวมีความสามารถแตกต่างกันไปแล้วแต่การนำเอาไปใช้ เช่น ในระบบร้อน ฉนวนที่ติดตั้งนอกจากเพื่อป้องกันการสูญเสียพลังงานออกจากระบบแล้ว การติดตั้งฉนวนยังช่วยไม่ให้เป็นอันตรายต่อผู้ที่สัมผัสกับท่อโดยตรง ซึ่งในทางปฏิบัติ ฉนวนที่ใช้ในงานท่อระบบเย็น เราคงไม่พบปัญหาเหมือนในระบบร้อน แต่สิ่งที่ต่างกัน คือ ในระบบเย็น วัสดุที่เป็นฉนวนส่วนใหญ่ต้องมีความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง เพื่อความง่ายต่อการติดตั้ง หรือ คงสภาพความเป็นฉนวนได้ยาวนานยิ่งขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในงานเย็นซึ่งมีอุณหภูมิของระบบอยู่ในช่วง -40C ถึง 20C ฉนวนที่เหมาะสมก็ควรที่จะมีสภาพที่อุณหภูมิห้องเป็นเช่นนั้นโดยไม่เปลี่ยนแปลงสภาพไป ซึ่งสามารถเปรียบเทียบและเลือกช่วงอุณหภูมิที่ฉนวนยังคงสภาพของฉนวนในด้านกายภาพ ดังแสดงในตารางที่ 6

          วัสดุฉนวนทุกตัวมีความสามารถแตกต่างกันไปแล้วแต่การนำเอาไปใช้ เช่น ในระบบร้อน ฉนวนที่ติดตั้งนอกจากเพื่อป้องกันการสูญเสียพลังงานออกจากระบบแล้ว การติดตั้งฉนวนยังช่วยไม่ให้เป็นอันตรายต่อผู้ที่สัมผัสกับท่อโดยตรง ซึ่งในทางปฏิบัติ ฉนวนที่ใช้ในงานท่อระบบเย็น เราคงไม่พบปัญหาเหมือนในระบบร้อน แต่สิ่งที่ต่างกัน คือ ในระบบเย็น วัสดุที่เป็นฉนวนส่วนใหญ่ต้องมีความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง เพื่อความง่ายต่อการติดตั้ง หรือ คงสภาพความเป็นฉนวนได้ยาวนานยิ่งขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในงานเย็นซึ่งมีอุณหภูมิของระบบอยู่ในช่วง -40C ถึง 20C ฉนวนที่เหมาะสมก็ควรที่จะมีสภาพที่อุณหภูมิห้องเป็นเช่นนั้นโดยไม่เปลี่ยนแปลงสภาพไป ซึ่งสามารถเปรียบเทียบและเลือกช่วงอุณหภูมิที่ฉนวนยังคงสภาพของฉนวนในด้านกายภาพ ดังแสดงในตารางที่ 6

 

ตารางที่ 6 เปรียบเทียบอุณหภูมิการใช้งานของวัสดุฉนวนชนิดต่าง ๆ

ที่มา: Piping Handbook, McGraw Hill 1999

ติดตั้งง่าย

        การติดตั้ง ดูเหมือนจะเป็นปัญหาที่ผู้รับเหมาทุกท่านประสบ ในวัสดุแต่ละประเภท ไม่ว่าจะเป็นในแง่ของความนิ่ม แข็ง หรือการกดทับ ล้วนแต่เป็นปัจจัยให้คุณภาพของฉนวนออกมาดีหรือไม่ แน่นอน เราไม่สามารถที่จะติดตั้งฉนวนทั้งระบบโดยไม่มีรอยต่อของฉนวน ดังนั้น วิธีการติดตั้งให้ประณีตสวยงาม ซ้ำยังต้องให้เสร็จงานตามเวลาที่กำหนด จึงเป็นสิ่งที่ต้องมีการเตรียมการ ฝึกฝน และเรียนรู้ ก่อนเข้าไปติดตั้ง ผู้ผลิตบางรายอาจมีวิธีการติดตั้งของวัสดุนั้น ๆ แต่ช่างผู้ติดตั้งอาจใช้วิธีการติดตั้งกับฉนวนแบบหนึ่งไปติดตั้งกับฉนวนอีกแบบหนึ่ง ซึ่งอาจมีผลทำให้รอยต่อไม่เหมาะสม และนำไปสู่การเกิดการแทรกผ่านของไอน้ำในที่สุด

        การติดตั้ง ดูเหมือนจะเป็นปัญหาที่ผู้รับเหมาทุกท่านประสบ ในวัสดุแต่ละประเภท ไม่ว่าจะเป็นในแง่ของความนิ่ม แข็ง หรือการกดทับ ล้วนแต่เป็นปัจจัยให้คุณภาพของฉนวนออกมาดีหรือไม่ แน่นอน เราไม่สามารถที่จะติดตั้งฉนวนทั้งระบบโดยไม่มีรอยต่อของฉนวน ดังนั้น วิธีการติดตั้งให้ประณีตสวยงาม ซ้ำยังต้องให้เสร็จงานตามเวลาที่กำหนด จึงเป็นสิ่งที่ต้องมีการเตรียมการ ฝึกฝน และเรียนรู้ ก่อนเข้าไปติดตั้ง ผู้ผลิตบางรายอาจมีวิธีการติดตั้งของวัสดุนั้น ๆ แต่ช่างผู้ติดตั้งอาจใช้วิธีการติดตั้งกับฉนวนแบบหนึ่งไปติดตั้งกับฉนวนอีกแบบหนึ่ง ซึ่งอาจมีผลทำให้รอยต่อไม่เหมาะสม และนำไปสู่การเกิดการแทรกผ่านของไอน้ำในที่สุด

        การติดตั้ง ดูเหมือนจะเป็นปัญหาที่ผู้รับเหมาทุกท่านประสบ ในวัสดุแต่ละประเภท ไม่ว่าจะเป็นในแง่ของความนิ่ม แข็ง หรือการกดทับ ล้วนแต่เป็นปัจจัยให้คุณภาพของฉนวนออกมาดีหรือไม่ แน่นอน เราไม่สามารถที่จะติดตั้งฉนวนทั้งระบบโดยไม่มีรอยต่อของฉนวน ดังนั้น วิธีการติดตั้งให้ประณีตสวยงาม ซ้ำยังต้องให้เสร็จงานตามเวลาที่กำหนด จึงเป็นสิ่งที่ต้องมีการเตรียมการ ฝึกฝน และเรียนรู้ ก่อนเข้าไปติดตั้ง ผู้ผลิตบางรายอาจมีวิธีการติดตั้งของวัสดุนั้น ๆ แต่ช่างผู้ติดตั้งอาจใช้วิธีการติดตั้งกับฉนวนแบบหนึ่งไปติดตั้งกับฉนวนอีกแบบหนึ่ง ซึ่งอาจมีผลทำให้รอยต่อไม่เหมาะสม และนำไปสู่การเกิดการแทรกผ่านของไอน้ำในที่สุด

        ในงานระบบปรับอากาศ หรือระบบตู้แช่ ที่ท่อของระบบมีอุณหภูมิค่อนข้างต่ำนั้น ควรมีการเลือกใช้ฉนวนที่มีความหนาเหมาะสม และติดตั้งง่าย ยืดหยุ่นสูง ไม่หดตัว หรือทนต่อการกดทับได้ดีในระดับหนึ่ง ไม่เช่นนั้น ไอน้ำที่อยู่ในอากาศ จะแทรกซึมผ่านรอยต่อต่าง ๆ ที่เกิดในระหว่างการติดตั้งเข้าไปได้ง่าย 

        ในงานท่อที่ติดตั้งแน่นเกินไป เมื่อเปิดระบบทำความเย็นเข้ามา ก็อาจจะพบรอยแตกของกาวเมื่อสัมผัสความเย็น  หรือในงานที่ติดตั้งท่อหลวมเกินไป ก็จะเกิดช่องอากาศระหว่างฉนวนกับตัวท่อ ทำให้เกิดไอน้ำหยดได้บ้าง

        ในงานนอกอาคารที่จำเป็นต้องทาสีบนฉนวน ควรมีการศึกษาว่าสีที่ทาฉนวนนั้นเหมาะสมกับผิวของแนวนั้น ๆ หรือไม่ เพื่อไม่ให้เกิดปัญหาตามมาภายหลัง การหุ้มสังกะสีบนฉนวนก็เป็นอีกสิ่งที่ควรคำนึงถึงเช่นกัน

        ดังนั้นก่อนทำการติดตั้งครั้งใด ผู้ติดตั้งควรแรกหาวิธีการติดตั้งจากผู้จัดจำหน่ายวัสดุนั้น ๆ แล้วศึกษาก่อนทำการติดตั้ง

ฉนวนไม่เป็นอันตรายต่อชีวิตและสิ่งแวดล้อม

         การจับต้องสัมผัส หรือวัสดุที่ผลิตออกมานั้น มีนักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมหลายท่านออกมากล่าวถึงความเป็นอันตรายของวัสดุที่มาเกี่ยวข้องกับชีวิตความเป็นอยู่ของมนุษย์ หลายตัวอย่างของวัสดุที่ถูกโจมตี มีมากมาย เช่น

         การจับต้องสัมผัส หรือวัสดุที่ผลิตออกมานั้น มีนักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมหลายท่านออกมากล่าวถึงความเป็นอันตรายของวัสดุที่มาเกี่ยวข้องกับชีวิตความเป็นอยู่ของมนุษย์ หลายตัวอย่างของวัสดุที่ถูกโจมตี มีมากมาย เช่น

 

 

              อย่างไรก็ตามทางผู้ผลิตแต่ละรายต่างก็พยายามลดปริมาณสารเติมแต่งต่าง ๆ ให้น้อยที่สุด เพื่อให้ส่งผลต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด ซึ่งวัสดุแต่ละชนิด ต่างก็มีใช้ในระบบปรับอากาศ ระบบระบายอากาศ และระบบตู้แช่ มากมายโดยไม่ได้ส่งผลกระทบต่อผู้คนเป็นจำนวนมาก ดังนั้นในการเลือกใช้ฉนวนให้เหมาะสมในแต่ละระบบจึงต้องคำนึงถึงปัจจัยอื่น ๆ ด้วย 

            โดยสรุปแล้ว ฉนวนแต่ละตัวมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการนำฉนวนไปใช้งาน  และองค์ประกอบในการเลือกใช้ ผู้ออกแบบควรต้องคำนึงถึงมุมมองหลาย ๆ ด้านในการเลือกใช้ แต่ในระบบปรับอากาศ ระบบระบายอากาศ และระบบตู้แช่ ควรมองแต่ระบบแยกไป เช่น ในท่อลมระบบระบายอากาศ ควรคำนึงว่าฉนวนนั้นต้องติดตั้งภายในหรือภายนอกท่อลม เช่น ถ้าเป็นใยแก้ว ถ้าหุ้มภายใน อาจมีใยแก้วปลิวมาถึงคนที่อยู่ภายในอาคาร หรือฉนวนยางดำแบบเซลล์ปิด ไม่ควรนำไปหุ้มภายนอก เพราะปริมาณควันไฟอาจทำให้เกิด อันตรายได้ เป็นต้น

สนใจสินค้าฉนวนยาง เซลล์ปิด เพื่อการอนุรักษ์พลังงานในงานตู่แช่ ชิลเลอร์ หรืองานเย็นต่าง ๆ ติดต่อ
บริษัท อาร์มาเซล (ประเทศไทย) จำกัด
88 หมู่ 4 ต. ดอนกระเบื้อง อ. บ้านโป่ง จ.ราชบุรี 70110
โทรศัพท์ 0-3236-8281-4 โทรสาร 0-3235-3208
http://www.armacell.com
E-mail: naiyana.asawakanjana@armacell.com