Facade สเตนเลสล่อฟ้าผ่าจริงไหม? ไขข้อสงสัยเรื่องโลหะกับฟ้าผ่า

หนึ่งในคำถามที่ลูกค้ามักสงสัยเมื่อเลือกใช้ Facade สเตนเลสตกแต่งอาคาร คือ “ถ้าใช้วัสดุที่เป็นโลหะ จะทำให้ตึกมีโอกาสโดนฟ้าผ่ามากขึ้นหรือไม่?” คำตอบแบบสั้น ๆ คือ ไม่เกี่ยวกันเลย

การใช้สเตนเลสหรือโลหะตกแต่งอาคาร ไม่ได้เพิ่มโอกาสในการเกิดฟ้าผ่า แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าอาคารจะไม่มีโอกาสโดนฟ้าผ่า เพียงแต่ปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดฟ้าผ่าไม่ได้เกี่ยวข้องกับชนิดของวัสดุที่ใช้กับตัวอาคาร

บทความนี้จะอธิบายหลักการของฟ้าผ่า รวมถึงเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ว่าทำไม Facade สเตนเลสจึงไม่ใช่สื่อล่อฟ้าผ่า

ฟ้าแลบและฟ้าผ่าเกิดขึ้นได้อย่างไร

ปรากฏการณ์ ฟ้าแลบและฟ้าผ่า เกิดจากความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง

• ก้อนเมฆกับก้อนเมฆ
• ก้อนเมฆกับพื้นดิน

เมื่อก้อนเมฆสะสมประจุไฟฟ้าจากบรรยากาศจนถึงระดับหนึ่ง ระบบจะพยายาม ถ่ายเทประจุไฟฟ้าเพื่อกลับสู่สมดุล

โดยจะเกิดปรากฏการณ์ดังนี้

• หากถ่ายเทระหว่างก้อนเมฆ → เรียกว่า ฟ้าแลบ
• หากถ่ายเทระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน → เรียกว่า ฟ้าผ่า

กระแสไฟฟ้าจะวิ่งผ่านเส้นทางต่าง ๆ ที่อยู่ในบริเวณนั้น เช่น

• ต้นไม้
• เสาไฟ
• อาคาร
• หรือแม้แต่คน

ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายหรืออันตรายได้

โลหะบนอาคารทำให้ฟ้าผ่ามากขึ้นจริงหรือไม่

คำถามสำคัญคือ การใช้โลหะตกแต่งอาคาร เช่น Facade สเตนเลส จะทำให้ฟ้าผ่ามากขึ้นหรือไม่?

คำตอบคือ ไม่ใช่ปัจจัยหลัก ในการถ่ายเทประจุไฟฟ้า ฟ้าไม่ได้เลือกเส้นทางจากวัสดุที่นำไฟฟ้าดีที่สุด แต่ปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือ

ความสูงของวัตถุ

วัตถุที่มีความสูงมากกว่าสิ่งรอบข้างจะมีโอกาสโดนฟ้าผ่ามากกว่า เช่น

• อาคารสูง
• เสาส่งสัญญาณ
• ต้นไม้สูง

ไม่ว่าวัตถุนั้นจะทำจาก

• ไม้
• ปูน
• โลหะ
• คอนกรีต

หากมีความสูงโดดเด่นกว่าสิ่งรอบข้าง ก็มีโอกาสเป็นจุดที่ฟ้าผ่ามากกว่า ดังนั้น การใช้ Facade สเตนเลสไม่ได้ทำให้อาคารล่อฟ้าผ่า

ทำไมอาคารจึงต้องติดตั้งสายล่อฟ้า

เนื่องจากอาคารสูงมีโอกาสโดนฟ้าผ่ามากกว่าวัตถุอื่น จึงมีการพัฒนาระบบ สายล่อฟ้า (Lightning Protection System) เพื่อควบคุมเส้นทางของกระแสไฟฟ้า

สายล่อฟ้าแบบ Franklin Rod

สายล่อฟ้าที่ใช้กับอาคารทั่วไปเรียกว่า Franklin Rod

ลักษณะสำคัญคือ

• เป็นแท่งโลหะปลายแหลม
• ติดตั้งบนจุดสูงสุดของอาคาร
• มีสายตัวนำลากลงสู่พื้นดิน

เมื่อเกิดฟ้าผ่า กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านเส้นทางนี้ลงดินอย่างปลอดภัย ลดความเสียหายต่ออาคาร

สายล่อฟ้าแบบ Dissipation Array

อีกระบบหนึ่งคือ Dissipation Array แนวคิดของระบบนี้ต่างจาก Franklin Rod คือ

• ไม่ได้ล่อฟ้าให้ผ่าลงมา
• แต่พยายาม ลดการสะสมประจุไฟฟ้าในบริเวณนั้น

ระบบจะค่อย ๆ ระบายประจุไฟฟ้าในอากาศลงสู่พื้นดิน ทำให้พื้นที่บริเวณนั้นมีความต่างศักย์ต่ำลง และลดโอกาสเกิดฟ้าผ่า

โดยทั่วไปมักใช้กับ

• เสาส่งสัญญาณ
• อาคารเฉพาะทาง
• โครงสร้างสำคัญ

ทำไมสายล่อฟ้าจึงต้องทำจากโลหะ

สาเหตุที่สายล่อฟ้าต้องทำจากโลหะ เพราะ โลหะนำไฟฟ้าได้ดี

วัสดุที่นิยมใช้ ได้แก่

• ทองแดง
• อะลูมิเนียม

เมื่อฟ้าผ่าลงที่เสาล่อฟ้า กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านสายตัวนำลงสู่พื้นดินทันที

ข้อดีคือ

• ลดความเสียหายต่อโครงสร้างอาคาร
• ป้องกันไฟฟ้าวิ่งกระจัดกระจายไปยังส่วนอื่น

และเนื่องจากฟ้าผ่ามักเกิดกับจุดที่สูงที่สุด สายล่อฟ้าจึงต้องติดตั้งบนตำแหน่งสูงสุดของอาคาร

โลหะที่สวมใส่สามารถล่อฟ้าผ่าได้หรือไม่

หลายคนอาจเคยได้ยินว่า การใส่สร้อยคอหรือกำไลโลหะสามารถล่อฟ้าผ่าได้

ความจริงแล้ว โลหะเหล่านี้ไม่ได้ล่อฟ้าผ่า แต่เมื่อคนโดนฟ้าผ่า จะเกิดความร้อนสูงมาก โลหะที่อยู่บนร่างกายจะสะสมความร้อน ทำให้บริเวณนั้นเกิดแผลไหม้ได้ง่ายกว่าส่วนอื่น

ในกรณีที่คนโดนฟ้าผ่า ส่วนใหญ่เกิดจาก

• การยืนอยู่ในพื้นที่โล่ง
• อยู่กลางฝนฟ้าคะนอง
• อยู่ในบริเวณที่ไม่มีที่กำบัง

แล้ว Facade สเตนเลสปลอดภัยหรือไม่

สำหรับอาคารทั่วไป โดยเฉพาะในเมืองที่มีอาคารหนาแน่น เช่น กรุงเทพฯ โอกาสที่ฟ้าจะผ่าลงอาคารหนึ่งโดยเฉพาะ ถือว่าค่อนข้างต่ำ เพราะมักมีอาคารที่สูงกว่าอยู่โดยรอบ อย่างไรก็ตาม หากอาคารมีความสูงโดดเด่นกว่าบริเวณรอบ ๆ ก็ควรติดตั้ง ระบบสายล่อฟ้า เพื่อเพิ่มความปลอดภัย สิ่งสำคัญคือ วัสดุที่ใช้ตกแต่งอาคาร เช่น Facade สเตนเลส ไม่ได้มีผลต่อโอกาสเกิดฟ้าผ่า

FAQ: ไขข้อข้องใจเรื่อง Facade สเตนเลสกับฟ้าผ่า

1. หากติดตั้ง Facade สเตนเลสทั้งตึก จะต้องมีการต่อสายดินแยกเฉพาะตัว Facade หรือไม่? 

ตามมาตรฐานวิศวกรรมไฟฟ้า โดยปกติแล้วโครงสร้างหลักของอาคาร (เช่น โครงเหล็กหรือคา คอนกรีตเสริมเหล็ก) จะถูกออกแบบให้เชื่อมต่อกับระบบสายดิน (Grounding System) ของอาคารอยู่แล้ว การติดตั้ง Facade สเตนเลสจะต้องทำโดยผู้เชี่ยวชาญ ซึ่งจะมีระบบยึด (Fixing System) ที่ยึดเข้ากับโครงสร้างหลักอาคารอย่างมั่นคง หากติดตั้งถูกต้องตามมาตรฐาน การถ่ายเทประจุไฟฟ้าจะไหลไปตามระบบป้องกันฟ้าผ่าของอาคารตามปกติ ไม่จำเป็นต้องต่อสายดินแยกให้แต่ละแผ่น Facade 

2. ถ้าฟ้าผ่าลงตึกที่ใช้ Facade สเตนเลสจริงๆ ตัวสเตนเลสจะละลายหรือเกิดไฟไหม้หรือไม่? 

สเตนเลสมีจุดหลอมเหลวที่สูงมาก (ประมาณ 1,400 - 1,500 องศาเซลเซียส) ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิที่เกิดจากการวาบของฟ้าผ่าในระยะเวลาอันสั้นมาก ดังนั้นสเตนเลสจะไม่ละลายหรือลุกไหม้เหมือนวัสดุประเภทไม้หรือพลาสติก สิ่งที่น่ากังวลมากกว่าไม่ใช่ตัวสเตนเลส แต่คือ "โครงสร้างยึดด้านใน" หากไม่มีสายล่อฟ้าที่ได้มาตรฐาน กระแสไฟฟ้าอาจจะวิ่งหาทางลงดินผ่านวัสดุอื่นๆ ที่นำไฟฟ้าได้แย่กว่า จนเกิดความร้อนสะสมและทำให้อาคารเสียหายได้ นี่จึงเป็นเหตุผลที่ว่า "ระบบล่อฟ้าสำคัญกว่าวัสดุที่หุ้ม"

3. อยู่ในอาคารที่ใช้ Facade โลหะจะปลอดภัยกว่าอาคารที่ใช้ปูนฉาบไหมถ้าเกิดพายุฟ้าคะนอง? 

ในเชิงวิทยาศาสตร์ อาคารที่หุ้มด้วยโลหะรอบด้านมีคุณสมบัติคล้ายกับ "กรงฟาราเดย์" (Faraday Cage) คือเมื่อมีกระแสไฟฟ้าหรือประจุไฟฟ้าจากฟ้าผ่ามาโดน ประจุเหล่านั้นจะกระจายตัวอยู่แค่ที่ผิวภายนอกของโลหะและไม่เข้าสู่ภายในอาคาร ดังนั้น การอยู่ในอาคารที่หุ้มด้วยสเตนเลสหรือโลหะที่ต่อระบบสายดินไว้อย่างถูกต้อง ถือว่าปลอดภัยมาก

4. ปัจจัยอะไรบ้างที่บอกว่าอาคารนี้ "จำเป็น" ต้องติดตั้งระบบล่อฟ้า ไม่ว่าจะเป็นวัสดุอะไรก็ตาม? 

ไม่ต้องดูที่วัสดุ แต่ให้ดูที่:

• ความสูงของอาคาร: ยิ่งสูง ยิ่งโดดเด่น ยิ่งต้องมี
• พื้นที่ตั้ง: หากตั้งอยู่ในพื้นที่โล่งแจ้ง หรือเป็นตึกที่สูงที่สุดในละแวกนั้น
• การใช้งาน: หากเป็นอาคารที่เก็บวัตถุไวไฟ สารเคมี หรือมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ราคาสูง ยิ่งต้องมีระบบล่อฟ้าที่เข้มงวด สรุปคือ ต่อให้ตึกของคุณเป็นไม้หรือปูน แต่ถ้าสูงและตั้งอยู่ในที่โล่ง ก็มีความเสี่ยงเท่ากับตึกสเตนเลส

5. นอกจากสายล่อฟ้าแล้ว ควรมีมาตรการป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่าอื่นอีกไหม?

นอกจากสายล่อฟ้าที่ติดตั้งบนดาดฟ้าแล้ว สำหรับอาคารสมัยใหม่แนะนำให้ติดตั้งระบบ "อุปกรณ์ป้องกันเสิร์จ" (Surge Protection Device - SPD) ไว้ที่ตู้ไฟหลักด้วย เพราะบางครั้งฟ้าไม่ได้ผ่าลงตึกตรงๆ แต่อาจผ่าลงสายส่งไฟฟ้าใกล้เคียง แล้วกระแสไฟกระชากวิ่งเข้ามาตามสายไฟจนทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าในอาคารพัง อุปกรณ์ SPD จะช่วยตัดไฟกระชากเหล่านี้ทิ้งลงดิน ทำให้ทั้งอาคารและเครื่องใช้ไฟฟ้าปลอดภัย

สรุป Facade สเตนเลสตกแต่งอาคาร

การใช้ Facade สเตนเลสตกแต่งอาคารไม่ได้เพิ่มโอกาสการเกิดฟ้าผ่า อย่างที่หลายคนเข้าใจผิด ปัจจัยสำคัญที่ทำให้ฟ้าผ่าคือ ความสูงของโครงสร้างเมื่อเทียบกับสิ่งแวดล้อมรอบข้าง

หากอาคารมีความสูงมาก การติดตั้ง ระบบสายล่อฟ้าและระบบกราวด์ที่ถูกต้อง จะช่วยควบคุมเส้นทางของกระแสไฟฟ้าและลดความเสียหายได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ดังนั้นเจ้าของอาคารหรือผู้ออกแบบจึงสามารถเลือกใช้ Facade สเตนเลสเพื่อความสวยงามและความทนทานของอาคารได้อย่างมั่นใจ

กำลังมองหา Facade สเตนเลสสำหรับงานตกแต่งอาคารอยู่หรือไม่?
P&S Stainless Steel Center ให้บริการวัสดุ Facade สเตนเลสสำหรับงานสถาปัตยกรรม
ที่ตอบโจทย์ทั้งด้าดีไซน์ ความทนทาน และมาตรฐานงานก่อสร้าง
เหมาะสำหรับอาคารสำนักงาน ห้างสรรพสินค้า โรงแรม และโครงการสถาปัตยกรรมสมัยใหม่

 02-1173483, 090-9232621, 095-8382621
 www.facebook.com\blissmetal
 @blissmetal

ผู้เขียน: ดร.อภิชาติ ชยานุภัทร์กุล 

P&S Stainless Steel Center