การออกแบบแรงลมกับอาคารโรงงาน

การออกแบบแรงลมกับอาคารโรงงานและโกดัง
คู่มือสำหรับเจ้าของธุรกิจและนักลงทุน

ความสำคัญของ แรงลม
ในการออกแบบโรงงานและโกดัง

วางระบบโครงสร้างให้มั่นคง ปลอดภัยตามมาตรฐาน และคุ้มค่าต่อการลงทุนระยะยาว ตั้งแต่หลังคา จุดยึด ระบบค้ำยัน ไปจนถึงฐานราก

ความเสี่ยงสำคัญแรงด้านข้าง แรงดูด และแรงยกตัวของหลังคา
หัวใจของการออกแบบวิเคราะห์พื้นที่จริง รูปทรงอาคาร ช่องเปิด และระบบค้ำยัน
ผลลัพธ์ทางธุรกิจลดความเสียหาย ลดการหยุดผลิต และควบคุมต้นทุนระยะยาว
การ ออกแบบโรงงาน และคลังสินค้าให้ประสบความสำเร็จ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความสวยงามหรือการใช้พื้นที่ให้คุ้มค่าเพียงอย่างเดียว แต่ต้องเริ่มจากความมั่นคงของโครงสร้าง โดยเฉพาะผลกระทบจาก แรงลมต่ออาคารโรงงาน การคำนวณอย่างถูกต้องตั้งแต่ต้นช่วยปกป้องอาคาร เครื่องจักร สินค้าคงคลัง และบุคลากร พร้อมลดความเสี่ยงที่อาจทำให้ธุรกิจหยุดชะงัก
1

ทำไม “แรงลม” จึงเป็นปัจจัยวิกฤตในการออกแบบโรงงานและโกดัง?

โรงงานและโกดังมีพฤติกรรมต่างจากอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กหลายชั้น เพราะมักเป็นอาคารช่วงเสากว้าง ใช้โครงสร้างเหล็กและวัสดุมุงหลังคาน้ำหนักเบา เมื่อพื้นที่ผิวอาคารมีขนาดใหญ่ แรงกระทำที่ควบคุมการออกแบบจึงอาจเป็นแรงด้านข้างและแรงยกตัวจากลม ไม่ใช่เพียงน้ำหนักในแนวดิ่ง

ทิศทางแรงลม แรงดัน และแรงยกตัวบนอาคารโรงงาน
ภาพที่ 2 — พฤติกรรมแรงดัน แรงดูด และแรงยกตัวที่เกิดกับอาคารช่วงกว้าง
01

อาคารช่วงเสากว้างและน้ำหนักเบา

พื้นที่โล่งแบบ Clear Span ช่วยให้จัดวางเครื่องจักรและขนย้ายสินค้าได้คล่องตัว แต่ต้องคำนวณแรงด้านข้างและแรงยกตัวให้สอดคล้องกับรูปทรงอาคาร

02

แรงยกตัวและแรงดูด

เมื่อลมไหลผ่านหลังคาจะเกิดบริเวณความดันต่ำเหนือหลังคา ทำให้เกิดแรงดูดขึ้น จุดยึด แป และโครงสร้างหลักจึงต้องรับแรงได้ครบทั้งระบบ

03

ความดันลมภายในอาคาร

ประตูชัตเตอร์ ช่องแสง หรือช่องเปิดด้านรับลมมีผลต่อแรงดันภายใน ซึ่งอาจทำงานร่วมกับแรงดูดภายนอกและเพิ่มแรงที่กระทำต่อหลังคา

2

กฎหมายและมาตรฐานการคำนวณแรงลมในประเทศไทย

การก่อสร้างอาคารโรงงานต้องเป็นไปตามกฎหมายควบคุมอาคารและหลักวิศวกรรมที่เกี่ยวข้อง โดยการวิเคราะห์แรงลมควรอ้างอิงมาตรฐานที่ใช้กับประเภท ความสูง รูปทรง และพื้นที่ตั้งของอาคาร เช่น มาตรฐานการคำนวณแรงลมและการตอบสนองของอาคาร มยผ. 1311-50 ของกรมโยธาธิการและผังเมือง รวมถึงข้อกำหนดฉบับที่มีผลใช้กับโครงการในขณะออกแบบ

เขตความเร็วลมและลักษณะภูมิประเทศสำหรับออกแบบโรงงาน
ภาพที่ 3 — พื้นที่ตั้งและสภาพภูมิประเทศเป็นข้อมูลสำคัญในการกำหนดแรงลมออกแบบ

เขตความเร็วลมตามภูมิภาค

โซน 1
ประมาณ 25 ม./วินาที
พื้นที่ตอนในของประเทศ เช่น ภาคเหนือและภาคกลางบางส่วน
โซน 2
ประมาณ 27 ม./วินาที
พื้นที่ภาคกลางและภาคตะวันออกเฉียงเหนือบางส่วน
โซน 3–4
ประมาณ 30–33 ม./วินาทีขึ้นไป
พื้นที่ชายฝั่ง ภาคตะวันออก และภาคใต้บางพื้นที่

สภาพภูมิประเทศและความเปิดโล่งของพื้นที่

โกดังที่ตั้งอยู่กลางทุ่งโล่ง ริมแม่น้ำ หรือใกล้ชายฝั่ง อาจรับลมมากกว่าอาคารในบริเวณที่มีสิ่งปลูกสร้างหนาแน่น จึงต้องวิเคราะห์สภาพแวดล้อมเฉพาะพื้นที่ ไม่ควรใช้ค่าประมาณเดียวกันทุกโครงการ

ชายฝั่ง / ที่โล่งแจ้งรับลมปะทะสูง
›
ชานเมือง / ชุมชนไม่หนาแน่นรับลมระดับปานกลาง
›
เขตอาคารหนาแน่นมีสิ่งปลูกสร้างช่วยลดทอนลม
ข้อควรทราบ: ค่าความเร็วลมและการจัดประเภทภูมิประเทศต้องให้วิศวกรตรวจสอบจากมาตรฐาน แผนที่ และข้อมูลพื้นที่ตั้งจริงของโครงการ ไม่ควรเลือกใช้จากบทสรุปทั่วไปเพียงอย่างเดียว
3

4 ความเสียหายสำคัญเมื่อโกดังละเลยมาตรฐานแรงลม

ความเสียหายของหลังคาและโครงสร้างโรงงานจากแรงลม
ภาพที่ 4 — ความเสียหายอาจเริ่มจากวัสดุมุงหลังคาและลุกลามสู่โครงสร้างหลัก
1

หลังคาหลุดหรือฉีกขาด

แผ่นหลังคาอาจเสียหายตามแนวแป ชายคา และมุมอาคาร ทำให้น้ำฝนเข้าสู่อาคารและกระทบสินค้า

2

แปและจันทันบิดงอ

แรงดัดและแรงบิดที่มากเกินกำลังอาจทำให้โครงสร้างรองรับหลังคาเสียรูปและต้องซ่อมเปลี่ยน

3

โครงสร้างหลักสูญเสียเสถียรภาพ

เสา คาน หรือระบบเฟรมที่ขาดการค้ำยันเหมาะสมอาจโยกตัว บิดเบี้ยว หรือเกิดความเสียหายต่อเนื่อง

4

ธุรกิจและสายการผลิตหยุดชะงัก

ความเสียหายต่อเครื่องจักร ระบบควบคุม และสต็อกสินค้าอาจกระทบกำหนดส่งมอบและต้นทุนโดยรวม

4

องค์ประกอบที่ช่วยให้อาคารต้านทานแรงลมอย่างเป็นระบบ

ความแข็งแรงของโรงงานไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเพิ่มขนาดเหล็กเพียงอย่างเดียว แต่เกิดจากการทำงานร่วมกันของโครงสร้างหลัก โครงสร้างรอง จุดต่อ ตัวยึด และฐานราก เพื่อให้มีเส้นทางถ่ายแรงที่ต่อเนื่องตั้งแต่เปลือกอาคารลงสู่ดิน

ระบบพอร์ทัลเฟรม โครงถัก และค้ำยันต้านแรงลม
ภาพที่ 5 — ระบบโครงสร้างและค้ำยันต้องเชื่อมต่อกันเพื่อถ่ายแรงลมลงสู่ฐานราก
A

Portal Frame / Steel Truss

Portal Frame เหมาะกับอาคารช่วงเสาปานกลางและก่อสร้างรวดเร็ว ส่วน Steel Truss เหมาะกับพื้นที่ Clear Span กว้าง โดยทุกระบบต้องตรวจแรงและการแอ่นตัวให้เหมาะกับโครงการ

B

Bracing System

Roof Bracing และ Wall Bracing ช่วยถ่ายแรงด้านข้าง ขณะที่ Sag Rod และ Flange Brace ช่วยควบคุมการบิดตัวของแปและชิ้นส่วนโครงสร้าง

C

Base Plate & Anchor Bolts

ฐานเสา แผ่น Base Plate พุก Anchor Bolt ฐานราก และเสาเข็ม ต้องรับแรงกด แรงเฉือน และแรงยกตัวได้ตามผลวิเคราะห์

เส้นทางการถ่ายแรงลมในอาคารโรงงาน

ผนังและหลังคา
รับแรงลม
แปและเสาเอ็น
Purlins & Girts
เฟรมหลักและค้ำยัน
Frame & Bracing
เสา ฐานราก และเสาเข็ม
Foundation
5

เปรียบเทียบอาคารที่ออกแบบตามมาตรฐานกับการก่อสร้างแบบลดสเปก

เปรียบเทียบโรงงานที่ออกแบบแรงลมตามมาตรฐานกับอาคารลดสเปก
ภาพที่ 6 — การออกแบบครบระบบช่วยควบคุมทั้งความปลอดภัยและค่าใช้จ่ายตลอดอายุอาคาร
หัวข้อเปรียบเทียบออกแบบตามมาตรฐานแรงลมก่อสร้างแบบลดสเปก
การคำนวณวิศวกรรม มีวิศวกรตรวจสอบแรงลมและจัดทำรายการคำนวณตามมาตรฐาน อาศัยการกะประมาณและอาจไม่ตรวจแรงยกตัวครบถ้วน
ระบบค้ำยัน กำหนดค้ำยันหลังคา ผนัง และชิ้นส่วนป้องกันการบิดตัว อาจลดหรือตัดอุปกรณ์ค้ำยันเพื่อประหยัดต้นทุนช่วงแรก
ตัวยึดหลังคา กำหนดชนิดและระยะยึดตามแรงในแต่ละบริเวณ โดยเน้นชายคาและมุมอาคาร ใช้ระยะสกรูเท่ากันตลอดโดยไม่แยกพื้นที่แรงดูดสูง
ความทนทานต่อพายุ ออกแบบจากข้อมูลพื้นที่จริงและระดับความปลอดภัยที่กำหนด มีความเสี่ยงต่อหลังคาเปิดหรือโครงสร้างเสียรูปเมื่อลมแรง
เอกสารประกอบ มีแบบ รายการคำนวณ และสเปกสำหรับตรวจสอบและบำรุงรักษา เอกสารไม่ครบ ทำให้ตรวจสอบสาเหตุและวางแผนซ่อมยาก
ความคุ้มค่าระยะยาว ลงทุนอย่างเหมาะสม ลดความเสี่ยงต่อค่าซ่อมและการหยุดผลิต ต้นทุนแรกอาจต่ำกว่า แต่มีโอกาสเกิดค่าใช้จ่ายแฝงสูง
6

แนวทางวางแผนสร้างโกดังตามมาตรฐานแรงลมสำหรับผู้บริหาร

ขั้นตอนวางแผนออกแบบโรงงานและโกดังให้ต้านทานแรงลม
ภาพที่ 7 — ข้อมูลการใช้งานจริงและรายละเอียดจุดยึดควรถูกกำหนดตั้งแต่ช่วงออกแบบ
กำหนดการใช้งานและช่องเปิดให้ชัดเจนแจ้งจำนวน ขนาด และตำแหน่งประตูชัตเตอร์ ช่องระบายอากาศ ช่องแสง และรูปแบบการเปิดใช้งานแก่ผู้ออกแบบ
ให้ทีมสถาปนิกและวิศวกรทำงานร่วมกันตั้งแต่ต้นรูปทรงอาคาร ความสูง ความชันหลังคา และงานระบบต้องประสานกับระบบโครงสร้าง ไม่ควรแยกตัดสินใจภายหลัง
ตรวจสอบรายการคำนวณโครงสร้างควรมีข้อมูลพื้นที่ตั้ง ค่าลมที่ใช้ ประเภทภูมิประเทศ ค่าแรงดันภายใน และผลตรวจสอบสมาชิกโครงสร้างที่สำคัญ
ควบคุมรายละเอียดจุดยึดในแบบและหน้างานบริเวณชายคา สันจั่ว และมุมอาคารมักมีแรงดูดสูง จึงต้องระบุชนิดสกรู ระยะยึด แผ่นครอบ และวิธีติดตั้งอย่างชัดเจน

ออกแบบและก่อสร้างโรงงานอย่างมั่นใจไปกับ PRO EN SERV

บริษัท โปร เอ็น เซิร์ฟ จำกัด (PRO EN SERV CO., LTD.) ให้บริการออกแบบและก่อสร้างโรงงาน โกดัง และคลังสินค้าแบบครบวงจร โดยประสานงานสถาปัตยกรรม โครงสร้าง และงานระบบ เพื่อให้อาคารปลอดภัย ใช้งานได้จริง และคุ้มค่าต่อการลงทุน

ปรึกษาทีม PRO EN SERV
7

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับแรงลมและอาคารโรงงาน

Q1: ทำไมขอบหลังคาและชายคาจึงเสียหายง่ายเมื่อเกิดลมแรง?
บริเวณสันหลังคา ขอบชายคา และมุมอาคารเป็นจุดที่การไหลของลมเปลี่ยนทิศทางและเกิดแรงดูดสูงกว่าพื้นที่ทั่วไป จึงต้องออกแบบตัวยึดและโครงสร้างรองให้เหมาะกับแรงเฉพาะบริเวณ
Q2: ความชันหลังคามีผลต่อแรงลมหรือไม่?
มีผลโดยตรง เพราะความชันเปลี่ยนรูปแบบแรงดันและแรงดูดบนผิวหลังคา วิศวกรจึงต้องคำนวณร่วมกับรูปทรง ความสูง ช่วงเสา และระบบระบายน้ำของอาคาร
Q3: สกรูยึดหลังคาเมทัลชีททั่วไปเพียงพอหรือไม่?
ต้องตรวจสอบทั้งชนิด กำลังรับแรง ระยะพิตช์ ตำแหน่งยึด และคุณภาพการติดตั้ง โดยเฉพาะบริเวณชายคาและขอบอาคารที่มีแรงดูดสูง ไม่ควรพิจารณาจากขนาดสกรูเพียงอย่างเดียว
Q4: การเปิดประตูด้านรับลมระหว่างพายุส่งผลอย่างไร?
ช่องเปิดขนาดใหญ่อาจทำให้ความดันภายในอาคารเพิ่มขึ้นและทำงานร่วมกับแรงดูดภายนอก ส่งผลให้แรงยกตัวบนหลังคาสูงขึ้น จึงควรกำหนดช่องเปิดในการวิเคราะห์ตั้งแต่ขั้นออกแบบ
Q5: การออกแบบแรงลมทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นมากหรือไม่?
ผลกระทบด้านต้นทุนขึ้นอยู่กับพื้นที่ตั้ง รูปทรงอาคาร ช่วงเสา ความสูง วัสดุ และระบบโครงสร้าง การออกแบบที่เหมาะสมช่วยใช้วัสดุอย่างมีประสิทธิภาพและลดค่าใช้จ่ายจากความเสียหายในอนาคต
Q6: โกดังเก่าที่โยกตัวเมื่อลมแรงสามารถเสริมความแข็งแรงได้หรือไม่?
สามารถประเมินและออกแบบเสริมได้ในหลายกรณี เช่น เพิ่ม Bracing เสริมข้อต่อ เพิ่มชุดยึดแป หรือปรับปรุงฐานเสา แต่ต้องสำรวจสภาพจริงและวิเคราะห์โครงสร้างโดยวิศวกรก่อนกำหนดวิธีแก้ไข
Q7: ความหนาแผ่นเมทัลชีทมีผลต่อการต้านแรงลมหรือไม่?
มีผล แต่ต้องพิจารณาร่วมกับรูปทรงลอน ระยะแป ชนิดตัวยึด ระยะสกรู และคุณสมบัติวัสดุตามข้อมูลผู้ผลิต จึงไม่ควรเลือกจากความหนาเพียงค่าเดียว
Q8: ทำไม Design-Build จึงเหมาะกับอาคารโรงงาน?
การให้ทีมออกแบบและก่อสร้างทำงานภายใต้การประสานงานเดียวกัน ช่วยลดช่องว่างระหว่างรายการคำนวณ แบบก่อสร้าง สเปก และการติดตั้งจริง พร้อมควบคุมงบประมาณและแผนงานได้เป็นระบบ
บทความนี้จัดทำเพื่อให้ความรู้เบื้องต้น การกำหนดแรงลม ขนาดโครงสร้าง จุดต่อ ตัวยึด และฐานรากของแต่ละโครงการ ต้องอ้างอิงกฎหมายและมาตรฐานที่ใช้บังคับ พร้อมผ่านการออกแบบและรับรองโดยวิศวกรผู้มีใบอนุญาตตามขอบเขตงาน

Contact Us
Follow Us
บริษัท โปร เอ็น เซิร์ฟ จำกัด
85/197 หมู่ที่ 3 ถนนบางกรวย-ไทรน้อย
ตำบลบางรักพัฒนา อำเภอบางบัวทอง
จ.นนทบุรี 11110
Email : info@proenserv.com
Tel : 02-571-2116
Hotline : 081-906-2315