ดาราศาสตร์กับสถาปัตยกรรมและการก่อสร้างที่พักอาศัยสำหรับคนไทย

phanomrungการก่อสร้างสิ่งปลูกสร้างที่สำคัญ เช่น กำแพงเมือง ปราสาท โบสถ์ วิหาร เจดีย์ สถานที่สำคัญทางศาสนา หรือของผู้ปกครอง มักจะให้มีความสัมพันธ์กับทิศการเคลื่อนที่ขึ้นตกของดวงอาทิตย์ หรือดาวสำคัญบนท้องฟ้า ตามความเชื่อของคนในแต่ละยุคสมัย ซึ่งนอกจากจะเป็นที่อยู่อาศัย หรือประกอบพิธีกรรมสำคัญแล้ว ยังใช้เป็นสถานที่สังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์และเป็นนาฬิกาบอกฤดูกาลในรอบปีได้ โดยแนวความคิดดังกล่าว ยังสืบทอดจากรุ่นสู่รุ่น จนถึงปัจจุบัน

แม้ว่าการก่อสร้างอาคารที่พักอาศัยสมัยปัจจุบัน ไม่ได้ให้ความสำคัญอย่างจริงจังกับการขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ แต่การก่อสร้างที่พักอาศัยให้สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในรอบปี ก็มีส่วนช่วยประหยัดงบประมาณ (ไม่ต้องใช้วัสดุกันความร้อนราคาแพงและเกินความจำเป็น) และประหยัดการใช้พลังงานไฟฟ้าในบ้านได้อย่างมาก เนื่องจาก การขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ในแต่ละฤดูกาล ส่งผลต่อทิศทางและปริมาณของแสงที่ส่องเข้าอาคารและสัมพันธ์กับอุณหภูมิของพื้นที่ใช้สอยแต่ละส่วนของบ้าน ซึ่งวทัญญู  แพทย์วงษ์ จากสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ กล่าวว่า เป็นประโยชน์จากวิชาสถาปัตยดาราศาสตร์ (Architecture + Astronomy) อันเป็นวิชาที่ประยุกต์จากดาราศาสตร์โบราณผสมผสานเข้ากับวิชาสถาปัตยกรรม  ใจความเนื้อหาว่าด้วยเรื่องการออกแบบแปลนอาคารที่พักอาศัย ให้สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์บนทรงกลมท้องฟ้า

วทัญญู  แพทย์วงษ์ ได้ขยายความว่า เรื่องราวดังกล่าว ไม่เกี่ยวกับความเชื่อเรื่องฮวงจุ้ยและความเชื่อประจำท้องถิ่น โดยชี้ว่า โครงการก่อสร้างทุกอย่างต้องเริ่มต้นจากการออกแบบที่ต้องคำนึงถึง ปัจจัยต่อไปนี้
          1. รูปร่างที่ดินว่ามีลักษณะอย่างไร เช่น สี่เหลี่ยมจตุรัส สี่เหลี่ยมผืนผ้า สี่เหลี่ยมคางหมู สามเหลี่ยม ห้าเหลี่ยม เป็นต้น
          2. รูปแบบและขนาดพื้นที่ใช้สอยต่างๆ เช่น การวางรูปแบบห้องนอน ห้องน้ำ ห้องนั่งเล่น ห้องครัว ลานซักล้าง เป็นต้น ต้องออกแบบให้เข้ากับรูปร่าง ที่ดิน และรสนิยมส่วนตัว โดยในขั้นตอนนี้ เจ้าของบ้านต้องทราบทิศทั้งสี่ของที่ดินได้แก่ เหนือ ตะวันออก ใต้ ตะวันตก และการกำหนดทิศหน้าบ้าน
          3. ในส่วนของการออกแบบโครงสร้างคงเป็นหน้าที่ของวิศวกร คำนวณว่าแบบจากสถาปนิกจะสร้างได้หรือไม่  ต้องตัดต้องเสริมส่วนไหนบ้าง

ดาราศาสตร์กับการสร้างที่พักอาศัย

เส้นรุ้ง (Latitude) ที่อาคารที่พักอาศัยตั้งอยู่  เกี่ยวข้องกับวิชาดาราศาสตร์ ยกตัวอย่างเช่น
ประเทศอินโดนีเซีย : อยู่ที่ละติจูด 0 องศา ดาวเหนืออยู่ที่ขอบฟ้า ดวงอาทิตย์จะขึ้นและตกตั้งฉากกับขอบฟ้า ดังรูป
celestial-sphere-1

ภาพทิศทางการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่ละติจูด 0 องศา

ประเทศจีน : อยู่ที่ละติจูด 40 องศา ที่ ดาวเหนืออยู่สูงจากขอบฟ้า 40 องศา ดวงอาทิตย์จะขึ้นและตกเอียง ทำมุมกับขอบฟ้า 40 องศา ดังรูป

celestial-sphere-2ภาพทิศทางการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่ละติจูด 40 องศา

ประเทศไทย : ตำแหน่งโดยเฉลี่ยของประเทศไทย อยู่ที่ละติจูด 15 องศาเหนือ ดาวเหนือจึงอยู่สูงจากขอบฟ้าราว 15 องศา ดวงอาทิตย์จึงขึ้นเอียงทำมุมกับขอบฟ้า 75 องศา และเคลื่อนที่ไปรอบๆดาวเหนือ ในแต่ละวันดวงอาทิตย์จะขึ้นและตก ในตำแหน่งที่ไม่เหมือนกัน (เนื่องจากแกนหมุนของโลก เอียง 23.5 องศากับระนาบวงโคจรรอบดวงอาทิตย์) โดยการที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบหนึ่งปี จะแบ่งเป็น 4 ช่วงเวลา ได้แก่
          - Vernal Equinox ตรงกับวันที่ 21 มีนาคม ดวงอาทิตย์ขึ้น-ตกตรงกับทิศพอดี
          - Summer Solstice ตรงกับวันที่ 21 มิถุนายนดวงอาทิตย์ขึ้นไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือมากที่สุด
          – Autumnal Equinox ตรงกับวันที่ 23 กันยายน ดวงอาทิตย์ขึ้น-ตกตรงกับทิศพอดี
          - Winter Solstice ตรงกับวันที่ 21 ธันวาคม ดวงอาทิตย์ขึ้นลงไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้มากที่สุด  โดยขึ้นห่างจากทิศตะวันออกไปทางใต้ประมาณ 27.88 องศา (การเปลี่ยนตำแหน่งการขึ้น-ตกของดวงอาทิตย์ รวมแล้วประมาณ 55.8 องศาในรอบ 1 ปี)

SunInEachMonthภาพตำแหน่งการขึ้นตกของดวงอาทิตย์ในรอบหนึ่งปี

แนวทางการออกแบบบ้านสำหรับภาคกลาง ภาคเหนือ และภาคตะวันออกเฉียงเหนือ (สำหรับภาคใต้ ภาคตะวันออกและจังหวัดชายทะเล มีสภาพอากาศที่แตกต่างไปจากภูมิภาคอื่นๆ เนื่องจากมีลมมรสุม ควรออกแบบพื้นที่ใช้สอยต่างๆ โดยคำนึงถึงทิศทางลม)

ตารางแสดงมุมดวงอาทิตย์ทำกับแนวดิ่งผนังอาคารในช่วงเวลาต่างๆ ของประเทศไทย

 

เวลา

8.00 น.

10.00 น.

12.00 น.

14.00 น.

16.00 น.

21 ธ.ค. มุมดวงอาทิตย์ 
ทำกับแนวดิ่ง
(องศา)

72

48

37

48

72

21 มิ.ย. มุมดวงอาทิตย์
ทำกับแนวดิ่ง
(องศา)

66

33

10

33

66

 การออกแบบบ้าน สำหรับฤดูหนาว (แกนโลกเอียงออกจากดวงอาทิตย์มากที่สุด) แสงแดดจะเอียงกับระนาบขอบฟ้าน้อยมากๆ ดังนั้นทางด้านทิศใต้ ปริมาณแสงที่เข้าอาคารในแต่ละช่วงเวลา เป็นดังนี้
          ช่วงเวลาเช้า แสงขนานที่เข้าอาคารโดยตรงในช่วงเช้าจะไม่ร้อนมาก ควรทำช่องแสงให้ห้องด้านทิศตะวันออกสว่างขึ้น จะได้ไม่ต้องเปิดไฟ
          ช่วงเวลาเที่ยงวัน แสงอาทิตย์จะเอียงทำมุมกับขอบฟ้าประมาณ 51.5 องศา อาคารด้านทิศใต้จึงรับแสงมากๆในช่วงเวลานี้  ดังนั้น ควรสร้างอุปกรณ์บังแดดเพิ่มเติมในส่วนที่ชายคาปกคลุมไม่ถึง เช่น ม่าน มูลี่ และติดตั้งฉนวนกันความร้อนบริเวณฝ้าชายคาเพื่อลดความร้อนที่จะเข้ามาภายในอาคารด้านทิศใต้ หรือปลูกไม้ยืนต้นให้ห่างจากอาคารอย่างน้อย 4-5 เมตรเพื่อดูดซับความร้อนและบังแสงได้อย่างดี ถ้าไม่อยากเปลืองเงินกับอุปกรณ์เสริมเหล่านี้ก็จัดให้ ด้านทิศใต้ เป็นห้องนอน (ในฤดูหนาว) เพราะว่าใช้ตอนกลางคืน อีกทั้งแสงแดดในตอนกลางวันจะช่วยฆ่าเชื้อโรคในที่นอนด้วย
          ช่วงเวลาบ่าย-เย็น แสงแดดแรงๆเข้าทางตะวันตกเฉียงใต้ ไม่ควรมีห้องที่ใช้ทำกิจกรรมตอนกลางวัน เพราะห้องจะมีความร้อนสะสมตั้งแต่เช้า จึงเหมาะกับการทำครัวและตากผ้ามากกว่า ฉะนั้น ควรจัดห้องครัวและลานซักล้างไว้ในทิศนี้
          ส่วนด้านทิศเหนือ เหมาะกับห้องนั่งเล่นหรือห้องรับแขกเพราะเป็นทิศที่เย็นที่สุดในเวลากลางวัน ผู้อาศัย ควรตกแต่งสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหลายเอาไว้ในห้องนี้ เพื่อที่จะพักผ่อนได้อย่างเต็มที่ในวันว่าง

การออกแบบบ้าน สำหรับฤดูร้อน (แกนโลกเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์มากที่สุด) แสงอาทิตย์จะอยู่ในแนวตั้งกับหลังคาอาคาร และกำลังจะอ้อมขึ้นไปทางทิศเหนือ แต่เนื่องจากโลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าฤดูหนาว จึงไม่ร้อนมากจนเกินไป ดังนั้นควรออกแบบส่วนงานโครงสร้างเพื่อ ป้องกันความร้อนจากด้านบนที่ไม่ต้องสิ้นเปลืองเหมือนกับอยู่ในทะเลทราย จึงใช้เพียงวัสดุป้องกันความร้อน เช่น อลูมินัมฟอล์ย วางบนเหล็กโครงหลังคา เพื่อป้องกันความร้อนไม่ให้เข้ามาในห้องใต้หลังคาและควรใช้ฝ้าเพดาน อย่างหนา (9-12 มม.) เพื่อป้องกันความร้อนลงมาภายในอาคาร  ตามหลักการพาความร้อน อากาศร้อนจะลอยตัวขึ้นด้านบน ดังนั้น บนยอดหลังคาน่าจะมีช่องระบายอากาศจะเหมาะสมกว่า

จากข้อมูลข้างต้น ได้ข้อสรุปว่า สำหรับประเทศไทย ดวงอาทิตย์จะอ้อมไปด้านทิศใต้ เป็นช่วงเวลายาวนานกว่าอ้อมมาด้านทิศเหนือ (มุมเอียงของดวงอาทิตย์ไปทางทิศใต้ มากกว่ามุมเอียงของดวงอาทิตย์ด้านทิศเหนือ เพื่อลดปริมาณแสงและความร้อนเข้าสู่ตัวอาคาร การออกแบบกันสาดสาดสำหรับหน้าต่างในทิศเหนือควรมีระยะยื่นของกันสาดทำมุมอย่างน้อย 10 องศากับขอบล่างของหน้าต่าง ส่วนกันสาดสำหรับหน้าต่างทางทิศใต้ควร มีระยะยื่นของกันสาดทำมุมอย่างน้อย 37 องศากับขอบล่างของหน้าต่าง จะเห็นว่าถ้ามุมยิ่งมากต้องใช้กันสาดที่มีระยะยื่นที่ยาวมากด้วย หรือกล่าวได้ว่าถ้า ต้องการป้องกันลำแสงตรงตกกระทบหน้าต่างตลอดทั้งวัน (8.00 – 16.00 น.) ต้องใช้ระยะ ยื่นยาวมาก ซึ่งแก้ไขได้โดยหักมุมกันสาดลงกันสาดในแนวดิ่งกันสาดแนวนี้เหมาะสมสำหรับหน้าต่างที่อยู่ทางด้านทิศตะวันออกและทิศ ตะวันตกเพราะสามารถบังแสงอาทิตย์ในช่วงเช้าและช่วงเย็นได้ดี

ตัวอย่างการออกแบบพื้นที่ใช้สอยตามทิศทางต่างๆ ของบ้าน เบื้องต้นควรจัดห้องรับแขกหรือห้องนั่งเล่นใกล้ๆกับ ประตูทางเข้าห้องนอนไม่ควรอยู่ติดห้องครัว ลานซักล้างอยู่ทางทิศที่แสงแดดส่องถึง

             1. เมื่ออาคารหันหน้าไปทางทิศตะวันออก ควรจัดห้องนอนอยู่ทางทิศใต้ ห้องนั่งเล่นอยู่ทางทิศเหนือ ห้องครัวอยู่ทางทิศตะวันตก ลานซักล้างอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงใต้
             2. เมื่ออาคารหันหน้าไปทางทิศตะวันตก ควรจัดห้องนอนอยู่ทางทิศใต้ ห้องนั่งเล่นอยู่ทางทิศเหนือ ห้องครัวอยู่ทางทิศตะวันออก ลานซักล้างอยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงใต้
             3. เมื่ออาคารหันหน้าไปทางทิศใต้ ควรจัดห้องนอนอยู่ทางทิศเหนือ ห้องนั่งเล่นอยู่ทางทิศตะวันออก ห้องครัวอยู่ทางทิศตะวันตก ลานซักล้างอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ
             4. เมื่ออาคารหันหน้าไปทางทิศเหนือ ควรจัดห้องนอนอยู่ทางทิศใต้ ห้องนั่งเล่นอยู่ทางทิศตะวันออก ห้องครัวอยู่ทางทิศตะวันตก ลานซักล้างอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ทิศตะวันออก

การออกแบบอาคารที่พักอาศัยสำหรับประเทศอื่นๆ ก็คำนวณคล้ายกันเพียงแค่เปลี่ยนตำแหน่งละติจูด ณ สถานที่ตั้ง ประเทศนั้นๆ จะได้ทราบว่าแสงอาทิตย์เอียงทำมุมกับขอบฟ้าแค่ไหน ควรจะใช้อุปกรณ์ใดจึงจะเหมาะสมกับสภาพภูมิอากาศ เพราะอาคารบ้านเรือนต้องใช้ งบประมาณจำนวนมากและไม่ได้สร้างกันบ่อยๆ ต้องคิดให้รอบคอบ ก่อนจะสั่งวัสดุอุปกรณ์ต่างๆที่จำเป็นในการก่อสร้าง เพื่อที่งบประมาณการก่อสร้างบ้านจะได้ไม่บานปลาย

จากความรู้เรื่องดังกล่าวข้างต้น ก็ชวนให้คิดถึง เรื่อง ปราสาทสามฤดู หรือ พระราชวังสามฤดู ที่พระเจ้าสุทโธนะ สร้างให้เจ้าชายสิทธัตถะ อยู่อาศัยอย่างสุขสบายในแต่ละฤดู ก่อนจะเสด็กออกผนวช ก็น่าจะอาศัยหลักการออกแบบอาคารที่สัมพันธ์กับทิศการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในรอบปีนี่เอง ส่วนในยุคนี้ การมีบ้านสามหลังที่อิงกับทิศการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในรอบปี คงจะเป็นเรื่องที่ฟุ่มเฟือยเกินตัวสำหรับคนทั่วไป แต่การจัดวางตำแหน่งห้อง และการติดตั้งกันสาดที่มีขนาดความยาวเหมาะสมกับทิศทางของดวงอาทิตย์ในแต่ละช่วง ก็จะช่วยให้ผู้ที่อาศัยในบ้านมีความสุขได้

เรียบเรียงจาก 
1.วทัญญู  แพทย์วงษ์ สำนักบริการวิชาการและสื่อสารทางดาราศาสตร์
http://www.narit.or.th/index.php/2012-11-15-06-31-44/250-2013-02-04-03-49-52
2. การออกแบบ หน้าต่างและกันสาด ให้ประหยัดพลังงาน
http://www.csccivil.co.th/main/content.php?page=sub&category=9&id=22

ขอบคุณภาพประกอบจาก
ภาพที่ 1: http://www.jintanaresort.com/images/Phanomrung_Jintana-resort.jpg
ภาพที่ 2: http://www.narit.or.th/images/Article/2-4-2013/4.jpg
ภาพที่ 3: http://www.narit.or.th/images/Article/2-4-2013/5.jpg
ภาพที่ 4: http://www.csccivil.co.th/images/knowledge/window/SunInEachMonth.jpg



Leave a Comment