กำแพงลอนคลื่นใช้ก้อนอิฐน้อยกว่ากำแพงตรง

• กำแพงลอนคลื่น ที่แพร่หลายในสหราชอาณาจักรสามารถคงความมั่นคงได้แม้สร้างหนาเพียงอิฐชั้นเดียว จึงใช้อิฐน้อยกว่ากำแพงตรงที่ต้องมีค้ำยัน
• เรียกกันว่า crinkle crankle wall, serpentine wall, ribbon wall เป็นต้น และเป็นโครงสร้างที่มี ส่วนโค้งนูน·เว้า สลับต่อเนื่องกัน
• รูปทรงโค้งช่วยเพิ่ม ความต้านทานต่อแรงด้านข้าง ของกำแพง ทำให้ทนต่อแรงแนวนอนอย่างลมได้ดีกว่า
• ใน Suffolk ของอังกฤษมีตัวอย่างจำนวนมาก และที่ freston.net ได้มีการบันทึกและถ่ายภาพกำแพงลอนคลื่นไว้ 100 แห่ง
• ในสหรัฐอเมริกา serpentine wall ของ University of Virginia มีชื่อเสียง โดยสรุปว่า Thomas Jefferson ไม่ได้เป็นผู้ประดิษฐ์ แต่เป็นผู้นำรูปแบบสถาปัตยกรรมอังกฤษที่มีอยู่แล้วมาใช้

---

โครงสร้างโค้งที่ใช้อิฐน้อยกว่า

• กำแพงลอนคลื่นที่แพร่หลายในสหราชอาณาจักรสามารถใช้ อิฐน้อยกว่า กำแพงตรง
  • เพราะสร้างให้หนาเพียงอิฐชั้นเดียวได้
  • กำแพงตรงหากไม่มีค้ำยันก็อาจล้มได้ง่าย
• กำแพงชนิดนี้มีหลายชื่อ
  • crinkle crankle wall
  • crinkum crankum wall
  • serpentine wall
  • ribbon wall
• ส่วนโค้งนูนและส่วนโค้งเว้าสลับต่อเนื่องกัน ช่วยเพิ่ม ความมั่นคง ให้กำแพง
  • เหตุผลเชิงคณิตศาสตร์ว่าทำไมกำแพงลอนคลื่นจึงแข็งแรงกว่ากำแพงตรงเมื่อรับแรงแนวนอนอย่างลม อธิบายไว้ในบทความของ John D. Cook

ตัวอย่างที่เป็นที่รู้จักในอังกฤษและสหรัฐอเมริกา

• ใน Suffolk ของอังกฤษ มีตัวอย่าง crinkle crankle wall อยู่เป็นจำนวนมาก
• ที่ freston.net ได้มีการจัดทำเอกสารและบันทึกภาพกำแพงลอนคลื่นไว้ 100 แห่ง
• serpentine wall ที่เป็นที่รู้จักที่สุดในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ University of Virginia
  • Thomas Jefferson ได้นำกำแพงลอนคลื่นนี้มาใช้ในงานสถาปัตยกรรม
  • แม้บางส่วนจะมองว่า Jefferson เป็นผู้คิดค้นแบบนี้ แต่โดยข้อเท็จจริงแล้วเป็นกรณีของการนำรูปแบบสถาปัตยกรรมอังกฤษที่มีการยอมรับมาก่อนแล้วมาใช้

[GN⁺]

ความคิดเห็นบน Hacker News

• ผมเคยเห็น รั้วไม้ แบบนี้บ่อย ๆ ตามชนบทในสหรัฐฯ แต่ไม่รู้ว่าทำไมถึงทำกันแบบนั้น คงเป็นเหตุผลเดียวกัน คือเรื่องความมั่นคงแข็งแรง ว่ากันว่าทำกันมาตั้งแต่ทศวรรษ 1600
  https://www.louispage.com/blog/bid/11160/worm-fence-what-is-...
  ถึงอย่างนั้นตอนแรกมันก็ดูเหมือนไม่จำเป็นเลย จนพอรู้ว่า ไม่ต้องตอกเสาลงดิน ก็เข้าใจขึ้นมา เพราะไม่ต้องขุดหลุม จึงเป็นข้อได้เปรียบค่อนข้างมากถ้าต้องล้อมรั้วบนพื้นที่กว้างมาก

  • รั้วแบบนี้ยังเป็นที่นิยมในพื้นที่หนาวจัดช่วงฤดูหนาวด้วย ถ้าไม่มีเสาที่ปักลงดิน ก็จะไม่มี การดันตัวจากน้ำแข็งในดิน และรั้วแบบนี้อยู่ได้หลายสิบปีโดยแทบไม่ต้องดูแล ก่อนจะค่อย ๆ เริ่มพังลง
  • การไม่ต้องขุดหลุมเสาก็ช่วยได้ แต่การประหยัดเวลาจริง ๆ มาจาก การไม่ต้องเลื่อยท่อนซุงให้เป็นแผ่นไม้
    การผ่าท่อนซุงใช้เวลาแค่ไม่กี่นาที และเหนื่อยน้อยกว่าการเลื่อยให้ได้จำนวนแผ่นไม้ที่ต้องใช้ทำรั้ว ถ้าเลื่อยจะได้ผลผลิตต่ำกว่า และยังสามารถใช้ท่อนซุงเล็ก ๆ ที่ปกติอาจถูกมองข้ามหรือเอาไปทำฟืนได้ด้วย
    ไม่ต้องกังวลเรื่องการเลื่อยไม้ การเข้าไม้ หรือการมีตะปูมากพอสำหรับยึดแผ่นไม้ และยังใช้ไม้สดได้เลย แค่กองซ้อนกันขึ้นไปก็พอ
    ในโลกที่ยังไม่มีเครื่องมือไฟฟ้า รั้วคานไม้ผ่า เป็นการออกแบบที่ฉลาดมาก แทบจะตัดข้อกำหนดด้านเทคนิคออกไป และทำให้เอาเวลาไปใช้กับงานที่เร่งด่วนกว่าได้
  • ผมเคยทำรั้วในเวลส์ ซึ่งขึ้นชื่อว่าเต็มไปด้วยหิน รั้วที่เราทำแทบจะเป็นเส้นตรง และยึดปลายทั้งสองด้านด้วยเสาขนาดใหญ่ที่ฝังลงดินพร้อมค้ำยันด้านข้าง การติดตั้ง เสาปลายรั้วหนึ่งต้น แบบนี้บางทีอาจกินเวลาทั้งวัน
  • สหรัฐฯ ตั้งชื่ออะไรไม่ค่อยเก่งจริง ๆ
    Serpentine Wall ฟังดีกว่า Worm Fence หรือ Snake Fence มาก และ Crinkle Crankle Wall ก็น่าสนุกกว่า ZigZag Fence อยู่หน่อย
    Ribbon Wall ดูเหมาะจะมีไว้ในที่ดินของตัวเอง แต่ Battlefield Fence นี่ไม่ค่อยไหว
  • กรมอุทยานแห่งชาติของสหรัฐฯ ก็ใช้รั้วรูปแบบนี้กันมาก

• ตัวอย่างเช่น ต้องพิจารณา รูปแบบการเสียหาย เวลาต้นไม้ล้มทับกำแพงด้วย กำแพงตรงถ้าพังลงมาหนึ่งช่วง การพังทลายอาจลามไปตลอดแนวได้ ส่วนกำแพงทรงคลื่นน่าจะมีแนวโน้มพังแบบเฉือนมากกว่า ทำให้ความเสียหายจำกัดอยู่แค่ช่วงเดียว

• กระดาษลูกฟูก โดยพื้นฐานแล้วก็คือผนังทรงคลื่นที่คั่นอยู่ระหว่างผนังตรงสองชั้น
  แผ่นเหล็กลูกฟูกที่ใช้ในงานก่อสร้าง ตู้คอนเทนเนอร์ขนส่ง ฯลฯ ก็ถือว่าใช้หลักการเดียวกันได้ เหล็กแข็งแรงกว่ากระดาษ จึงไม่จำเป็นต้องมีชั้นนอกของโครงสร้างแบบแซนด์วิชเท่านั้นเอง

  • ถ้าลอกฉลากกระป๋องถั่วอบในตู้กับข้าวออก จะเห็น ลอนคลื่น ที่ใส่ไว้เพื่อเพิ่มความแข็ง
  • ถ้าไม่ใช่เพราะเรื่องแฟชั่น มันอาจเป็นวัสดุก่อสร้างยอดนิยมที่สุดสำหรับมุงหลังคาก็ได้ ถ้าใช้วัสดุแบบนั้นทำหลังคาแล้วทำให้มีความลาดเอียง ก็น่าจะแทบไม่ต้องกังวลเรื่องรั่วซึมไปได้หลายสิบปี
  • อุโมงค์กลาง บนพื้นรถยนต์ก็ทำหน้าที่เดียวกัน เพิ่มความแข็งด้วยต้นทุนวัสดุต่ำ

• กำแพงทรงคลื่นบางแบบมีจุดประสงค์เพื่อรับความร้อนจากแสงแดดให้มากขึ้นระหว่างวัน แล้วช่วยอุ่นพืชที่อยู่ใกล้ ๆ ด้วย
  ในเนเธอร์แลนด์มีการพัฒนารูปทรงโค้งเพื่อจับความร้อนให้มากขึ้นและเพิ่มการรับความร้อน ซึ่งมีประโยชน์เป็นพิเศษในพื้นที่ที่หนาวกว่าและอยู่ทางเหนือกว่า เส้นโค้งยังช่วยเรื่องความสมบูรณ์แข็งแรงของโครงสร้าง ทำให้ลดความหนาที่จำเป็นสำหรับการค้ำยันได้
  [0] https://99percentinvisible.org/article/fruit-walls-before-gr...

  • ตอนที่ผมหาที่มาของคำว่า walled garden ที่ใช้ในเทคโนโลยีทุกวันนี้ ก็ได้รู้เรื่องกำแพงแบบนี้และสวนล้อมกำแพงมากมาย

• กระป๋องน้ำอัดลมก็มีคุณสมบัติที่มีประสิทธิภาพแต่ขัดกับสัญชาตญาณอยู่เหมือนกัน นั่นคือ ก้นกระป๋องเว้า ถ้าเป็นกระป๋องก้นแบนที่บรรจุเครื่องดื่มปริมาณเท่ากัน มันอาจจะเตี้ยกว่าและมีพื้นที่ผิวน้อยกว่า แต่ถ้าต้องทนแรงดันเท่ากัน ตัวกระป๋องโลหะจะต้องหนากว่า สุดท้ายจึงใช้อะลูมิเนียมมากกว่า
  https://www.csmonitor.com/Science/Science-Notebook/2015/0414...
  อาจไม่ใช่บทความที่ดีที่สุดเกี่ยวกับหัวข้อนี้ แต่หาได้ง่าย และยังมีลิงก์ไปยังวิดีโอของวิศวกรเคมีด้วย

  • วิดีโอของ Engineer Guy หรือ Bill Hammack ในหัวข้อนี้ยอดเยี่ยมมาก
    https://www.youtube.com/watch?v=hUhisi2FBuw
    เพิ่งเห็นว่ามันคือวิดีโอเดียวกับที่พูดถึงข้างบนพอดี งานของเขาทั้งหมดดีมาก
  • รอยลอนคลื่น บนขวดพลาสติกก็ใช้หลักการเดียวกัน
    https://www.riverkeeper.org/wp-content/uploads/2018/04/bottl...
  • วิดีโอมาตรฐานคือ The Ingenious Design of the Aluminum Beverage Can
    https://chbe.illinois.edu/news/stories/engineer-guy-ingeniou...
    https://www.youtube.com/watch?v=hUhisi2FBuw
  • นั่นคงเป็นเหตุผลว่าทำไมแค่กระป๋องมีรอยบุบเล็ก ๆ ก็ทำให้เอาไปกดกับหน้าผากให้ยุบได้ง่ายขึ้นมากในฐานะมุกโชว์ตามปาร์ตี้
    หรือที่เป็นไปได้มากกว่านั้นคือ ในการออกแบบก็อาจมีหลักการคล้าย ๆ กันทำงานอยู่
  • กระป๋องก็เช่นกัน ด้านข้างแบบลอนคลื่น รวมถึงด้านบนและด้านล่าง มีไว้เพื่อ ความแข็งแรงและการทนแรงดัน จริง ๆ แล้วโครงสร้างลอนคลื่นส่วนใหญ่ก็ทำแบบนั้นเพื่อความแข็งแรง

• University of Virginia ที่ Thomas Jefferson ออกแบบ มีรั้วโค้งที่ทำจากอิฐอยู่มากมาย
  https://www.google.com/search?q=uva+serpentine+walls&tbm=isc...

• บทความที่เกี่ยวข้อง
  Crinkle Crankle Wall - https://news.ycombinator.com/item?id=33155781 - ตุลาคม 2022, 1 ความคิดเห็น
  Wavy walls use fewer bricks than a straight wall (2020) - https://news.ycombinator.com/item?id=25359550 - ธันวาคม 2020, 1 ความคิดเห็น
  Crinkle Crankle Wall - https://news.ycombinator.com/item?id=21554986 - พฤศจิกายน 2019, 56 ความคิดเห็น

• เรื่องนี้ให้ความรู้สึกเหมือนเป็น คลิกเบตแคลอรีต่ำ อยู่หน่อย ๆ
  คำว่า “ใช้อิฐน้อยกว่ากำแพงตรง” จะถูกต้องก็ต่อเมื่อนำไปเทียบกับกำแพงตรงที่มีความแข็งแรงและความยาวใกล้เคียงกับกำแพงลอน ไม่ใช่แค่กำแพงตรงที่ยาวเท่ากันเฉย ๆ
  ในทางปฏิบัติ พื้นที่ที่เสียไปจากดีไซน์แบบลอนดูเหมือนจะหักล้างประโยชน์ของดีไซน์นี้ไป
  คนตัดหญ้าก็น่าจะเวียนหัวด้วย

  • สำหรับที่ดินขนาดหลายร้อยเอเคอร์ หรืออาจถึงหลายพันเอเคอร์ พื้นที่ที่เสียไป นั้นเล็กมาก หลายกรณีอิฐถูกทำและเผาในสถานที่เอง ดังนั้นน่าจะประหยัดทรัพยากรและแรงงานได้จริง
    คฤหาสน์หลังใหญ่ใกล้ ๆ ยังมีกำแพงแบบนี้เหลืออยู่ช่วงสั้น ๆ และด้านเนินเขาก็ยังมีร่องรอยของเตาเผาอิฐเก่าอยู่ด้วย ถ้ารู้ว่าต้องดูอะไร ก็ยังเห็นแอ่งบนพื้นดินที่เคยขุดดินเหนียวออกไปได้ ตอนนี้เต็มไปด้วยต้นไม้และพุ่มไม้
  • ในบทความบอกว่า หากจะสร้างกำแพงตรงด้วยอิฐปริมาณใกล้เคียงกัน มันจะไม่สามารถเป็น กำแพงตั้งได้ด้วยตัวเอง ได้ หมายความว่าต้องมีค้ำยัน ไม่อย่างนั้นก็จะล้ม
    การตั้งได้ด้วยตัวเองเป็นคุณสมบัติสำคัญสำหรับบางคน ดังนั้นจะสรุปแค่ว่า “แข็งแรงพอ ๆ กันแต่ใช้อิฐน้อยกว่า” ก็ไม่ค่อยยุติธรรม พูดให้แม่นกว่าคือ “ใช้อิฐน้อยกว่าสำหรับกำแพงที่ตั้งได้ด้วยตัวเอง”
    ถ้าคุณต้องการกำแพงอิฐที่ตั้งได้ด้วยตัวเอง วิธีนี้ดูเหมือนจะเหมาะมาก โดยมีเงื่อนไขว่ามีพื้นที่สำหรับทำลอน พื้นที่ที่ต้องใช้คงเป็นฟังก์ชันของความสูงกำแพง ดังนั้นยิ่งต้องการกำแพงสูงเท่าไร ก็ยิ่งต้องใช้พื้นที่แนวนอนสำหรับลอนมากขึ้น และข้อดีของกำแพงลอนก็จะลดลง
  • พื้นที่ส่วนเกินไม่จำเป็นต้องสูญเปล่าทั้งหมด สามารถปลูก พุ่มไม้หรือต้นไม้เล็ก ในช่วงเว้าได้
  • ถ้ามีพื้นที่เหลือเฟือแต่เงินไม่พอ นี่ก็เป็นทางออกที่ค่อนข้างฉลาด
  • นี่เป็นการตีความที่เสียดสีเกินไป ชื่อเรื่องย่อมต้องสั้น ไม่มีใครจะอ่านว่าเส้นโค้งจาก A ไป B สั้นกว่าเส้นตรงระหว่างสองจุดอยู่แล้ว
    ย่อหน้าแรกก็อธิบายไว้แล้ว

    these wavy walls actually use less bricks than a straight wall because they can be made just one brick thin, while a straight wall—without buttresses—would easily topple over

• ถึงตรงนี้เหมือนทุกคนกำลังพลาดอะไรบางอย่างไป หรือไม่ก็ผมเองที่พลาด
  ผมเข้าใจว่ากำแพงลอนแข็งแรงกว่ากำแพงตรงที่หนาเท่ากัน ดังนั้นถ้าต้องการความแข็งแรงเพิ่ม ก็พูดได้ว่าใช้อิฐน้อยกว่าเพื่อให้ถึงความแข็งแรงนั้น
  แต่ถ้าทางเลือกคือ กำแพงตรง 2 ชั้น กำแพงลอนแข็งแรงถึงขนาดนั้นไหม? หรือแค่แข็งแรงกว่ากำแพง 1 ชั้นเท่านั้น?
  ผมไม่ได้รู้อะไรเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่เดาว่าลำดับความแข็งแรงน่าจะเป็น กำแพงตรง 1 ชั้น, กำแพงลอน, กำแพงตรง 2 ชั้น ไม่ใช่เหรอ? สถานการณ์ที่ต้องการความแข็งแรงพอดีกับที่กำแพงลอนให้ได้ และไม่ต้องการมากกว่านั้น ดูเหมือนจะเป็นการใช้งานที่ค่อนข้างหายาก สุดท้ายแล้วส่วนใหญ่ก็คงใช้กำแพงตรง 2 ชั้นกันไม่ใช่หรือ

  • ดีไซน์แบบลอนน่าจะแข็งแรงพอ ๆ กับกำแพง 2 ชั้น หรืออาจแข็งแรงกว่าด้วยซ้ำ ขึ้นอยู่กับทิศทางของแรง
    ปัญหาของกำแพง 1 ชั้นไม่ได้อยู่ที่ความแข็งแรงระหว่างอิฐหรือของตัวอิฐเอง แต่อยู่ที่ฐานแคบมากจนล้มง่าย
    ดีไซน์แบบลอนทำให้ฐานของกำแพงทำงานเหมือนกว้างขึ้นมาก จึงป้องกันการพลิกคว่ำของกำแพง 1 ชั้น
    ดังนั้นดีไซน์แบบลอนมีความแข็งแรงของอิฐเพียงชั้นเดียว แต่ให้ผลเหมือนฐานกว้างกว่ากำแพง 2 ชั้นถึง 2–3 เท่า มันทนแรงที่ทำให้ล้มได้ดีกว่ามาก แต่ทนแรงกระแทกได้น้อยกว่า
    กำแพงส่วนใหญ่ไม่ได้รับน้ำหนัก แต่ทำหน้าที่แบ่งขอบเขตพื้นที่ครอบครอง ดังนั้นดีไซน์แบบลอนจึงดีสำหรับที่ดินขนาดใหญ่ ถ้าเป็นพื้นที่เล็กที่ต้องเสียพื้นที่ไปค่อนข้างมาก ก็จะดีน้อยลงมาก
  • ผมคิดว่านี่น่าจะเป็นเรื่องของ เสถียรภาพ มากกว่า “ความแข็งแรง” ผมไม่เคยผลักกำแพงอิฐให้ล้มมาก่อน แต่รู้สึกว่าการทำให้กำแพงลอน 1 ชั้นล้มน่าจะยากกว่ากำแพงตรง 2 ชั้น แน่นอนว่าเป็นแค่สัญชาตญาณที่ไม่มีหลักฐาน
    ฐานของกำแพง 2 ชั้นก็ยังมีแค่ราว 7 นิ้วเท่านั้น ถ้าก่ออิฐสูง 84 นิ้วขึ้นไปบนฐานนั้น ก็ดูค่อนข้างไม่มั่นคง
  • ความแข็งแรง ที่พูดถึงในที่นี้หมายถึงสถานการณ์แบบลมปะทะกำแพง ไม่ใช่รถพุ่งชน กล่าวคือเป็นปัญหาว่ากำแพงจะล้ม ไม่ใช่ว่ากำแพงจะแตกหัก ดังนั้นกำแพงลอนที่มีฐานกว้างจึงค่อนข้างแข็งแรง
  • พูดตามตรง ตัวบทความเองก็ไม่ได้พยายามอธิบายเลยว่าทำไมกำแพงลอนถึงแข็งแรงกว่ากำแพงตรง หรือทำไมจึงต้องใช้อิฐน้อยกว่า

• เรื่องนี้ดูคล้ายกับหลักการที่แผ่นเหล็กลูกฟูกงอได้ยากกว่า เพราะมี โมเมนต์ความเฉื่อยของพื้นที่ มากกว่า