BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA

Transkripsi

1 BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA 4.1. Perhitungan Total Beban Kalor Dalam Ruangan Dalam bahasan ini total beban kalor tersimpan dalam ruangan adalah penjumlahan dari tambahan panas dari transmisi radiasi matahari melalui jendela kaca (kcal/h) ditambah dengan beban transmisi kalor melalui jendela kaca (kcal/h) Tambahan Panas Dari Radiasi Matahari Melalui Jendela Kaca Data-data yang diperlukan untuk menghitung tambahan panas dari transmisi radiasi matahari melalui jendela kaca adalah : 1. Data luas jendela Cara termudah menghitung luas jendela yang digunakan untuk sebuah ruangan adalah 1/6 1/8 x luas lantai, dengan demikian luas jendela dapat diasumsikan sebesar 4 m 2 23

2 2. Jumlah radiasi matahari Jumlah radiasi matahari rata-rata tiap jamnya diasumsikan sebesar 50 kcal/m 2 jam 3. Faktor transmisi Dari tabel faktor transmisi yang diperlihatkan dalam Bab II dapat ditetapkan nilai faktor transmisi untuk kaca biasa tanpa penutup adalah 0,95 4. Faktor bayangan Dari table faktor bayangan yang diperlihatkan dalam Bab II dapat ditetapkan nilai faktor bayangan untuk single glass (regular sheet) adalah 0,64 Tambahan panas dari transmisi radiasi matahari melalui jendela kaca dapat dihitung sebagai berikut : Luas jendela (m²) x Jumlah radiasi matahari (kcal/m h) x faktor transmisi x faktor bayangan. = 4 x 50 x 0,95 x 0,64 = 121,6 kcal/h Beban Transmisi Kalor Melalui Jendela Kaca Data-data yang diperlukan untuk menghitung beban transmisi kalor melalui jendela kaca adalah : 24

3 1. Data luas jendela 2. Koefisien transmisi kalor melalui jendela kaca Dari table koefisien transmisi kalor melalui jendela kaca yang diperlihatkan dalam Bab II dapat ditetapkan nilai koefisien transmisi kalor melalui jendela kaca adalah 5,5 kcal/m² jam. 3. Selisih temperatur interior dengan eksterior Nilai selisih yang di maksud adalah selisih dari temperatur luar ruangan dengan temperatur di dalam ruangan. Nilai temperatur ruangan dalam bahasan ini merupakan variable terikat (karena merupakan nilai temperatur yang ingin dipertahankan) yang telah ditetapkan nilainya sebesar 23 C. Sementara nilai temperatur luar ruangan merupakan variable bebas, dalam bahasan ini penulis menetapkan 3 (tiga) nilai temperatur yang berbeda sebagai variable bebas dengan pembagian waktu dan temperatur sebagai berikut : 1) Antara pukul disebut sebagai pagi, temperatur dinyatakan sebagai T 1 = 26 C 2) Antara pukul disebut sebagai siang, temperatur dinyatakan sebagai T 2 = 32 C 3) Antara pukul disebut sebagai sore, temperatur dinyatakan sebagai T 3 = 28 C Dengan demikian maka diperoleh 3 (tiga) nilai selisih temperatur interior dengan eksterior yang berbeda : Δ T 1 = 26 C - 23 C = 3 C 25

4 Δ T 2 = 32 C - 23 C = 9 C Δ T3 = 28 C - 23 C = 5 C Selanjutnya beban transmisi kalor melalui jendela kaca dapat dihitung sebagai berikut : Luas jendela (m²) x koefisien transmisi kalor melalui kaca (kcal/m² h C) x selisih temperatur interior dengan eksterior ( C). 1) Menggunakan ΔT 1 = 4 x 5,5 x 3 = 66 kcal/h (1) 2) Menggunakan ΔT 2 = 4 x 5,5 x 9 = 198 kcal/h (2) 3) Menggunakan ΔT 3 = 4 x 5,5 x 5 = 110 kcal/h (3) Dalam tabel, hasil perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : A Tabel 4.1 Beban Transmisi Kalor Melalalui Jendela Kaca Koefisien transmisi kalor melalui jendela kaca ΔT Beban transmisi kalor melalui jendela kaca

5 Setelah nilai tambahan panas dari transmisi radiasi matahari melalui jendela kaca dan nilai beban transmisi kalor melalui jendela kaca diketahui maka dapat diperoleh nilai total beban kalor tersimpan dari ruangan. total beban kalor tersimpan dari ruangan = tambahan panas dari transmisi radiasi matahari melalui jendela kaca + beban transmisi kalor melalui jendela kaca (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7) 1. Perhitungan total dengan menggunakan nilai beban transmisi kalor melalui jendela kaca (1) = 121, = 187,6 kcal/h (q 1 ) 2. Perhitungan total dengan menggunakan nilai beban transmisi kalor melalui jendela kaca (2) = 121, = 319,6 kcal/h (q 2 ) 3. Perhitungan total dengan menggunakan nilai beban transmisi kalor melalui jendela kaca (3) = 121, = 231,6 kcal/h (q 3 ) 27

6 Dalam tabel, hasil perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : Tabel 4.2 Total Beban Kalor Melalalui Jendela Kaca Tambahan panas daari transmisi radiasi matahari melalui jendela kaca Beban transmisi kalor melalui jendela kaca Total beban kalor tersimpan dari ruangan q q q Menghitung Nilai Konduktivitas Thermal (k) Untuk Masing-masing Ketebalan Kaca Dalam bahasan ini seperti yang telah ditetapkan dalam Bab II, kaca yang digunakan adalah kaca bening biasa bentuk lembaran dengan 7 (tujuh) ketebalan yang berbeda, yakni 3 mm, 5 mm, 8 mm dan 10 mm dan 13 mm, 15mm dan 19mm. Perhitungan nilai konduktivitas thermal (k) kaca adalah dengan menggunakan rumus perhitungan perpindahan panas secara konduksi : 28

7 Dalam perhitungan ini nilai negatif dalam rumus diabaikan. Untuk mencari nilai k maka 1) Menghitung Nilai Konduktivitas Thermal (k) Untuk Ketebalan Kaca 3 mm Menggunakan rumus perpindahan panas secara konduksi di atas, dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai (k) untuk ketebalan kaca 3 mm (0,003 m) : 1) k (w/m C) 2) k (w/m C) 3) k (w/m C) 29

8 Dalam tabel, hasil perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : Tabel 4.3 Kondutivitas Thermal Untuk Ketebalan kaca 3 mm q dx A dt k ) Menghitung Nilai Konduktivitas Thermal (k) Untuk Ketebalan Kaca 5 mm Menggunakan rumus perpindahan panas secara konduksi di atas, dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai (k) untuk ketebalan kaca 5 mm (0,005 m) : 1) k (w/m C) 2) k (w/m C) 3) k (w/m C) 30

9 Dalam tabel, hasil perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : Tabel 4.4 Kondutivitas Thermal Untuk Ketebalan kaca 5 mm q dx A dt k ) Menghitung Nilai Konduktivitas Thermal (k) Untuk Ketebalan Kaca 8 mm Menggunakan rumus perpindahan panas secara konduksi di atas, dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai (k) untuk ketebalan kaca 8 mm (0,008 m) : 1) k (w/m C) 2) k (w/m C) 3) k (w/m C) 31

10 Dalam tabel, hasil perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : Tabel 4.5 Kondutivitas Thermal Untuk Ketebalan kaca 8 mm q dx A dt k ) Menghitung Nilai Konduktivitas Thermal (k) Untuk Ketebalan Kaca 10 mm Menggunakan rumus perpindahan panas secara konduksi di atas, dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai (k) untuk ketebalan kaca 10 mm (0,01 m) : 1) k (w/m C) 2) k (w/m C) 3) k (w/m C) 32

11 Dalam tabel, hasil perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : Tabel 4.6 Kondutivitas Thermal Untuk Ketebalan kaca 10 mm q dx A dt k ) Menghitung Nilai Konduktivitas Thermal (k) Untuk Ketebalan Kaca 13 mm Menggunakan rumus perpindahan panas secara konduksi di atas, dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai (k) untuk ketebalan kaca 13 mm (0,013 m) : 1) k (w/m C) 2) k (w/m C) 3) k (w/m C) 33

12 Dalam tabel, hasil perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : Tabel 4.7 Kondutivitas Thermal Untuk Ketebalan kaca 13 mm q dx A dt k ) Menghitung Nilai Konduktivitas Thermal (k) Untuk Ketebalan Kaca 15 mm Menggunakan rumus perpindahan panas secara konduksi di atas, dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai (k) untuk ketebalan kaca 15 mm (0,015 m) : 1) k (w/m C) 2) k (w/m C) 3) k (w/m C) 34

13 Dalam tabel, hasil perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : Tabel 4.8 Kondutivitas Thermal Untuk Ketebalan kaca 15 mm q dx A dt k ) Menghitung Nilai Konduktivitas Thermal (k) Untuk Ketebalan Kaca 19 mm Menggunakan rumus perpindahan panas secara konduksi di atas, dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai (k) untuk ketebalan kaca 19 mm (0,019 m) : 4) k (w/m C) 5) k (w/m C) 6) k (w/m C) 35

14 Dalam tabel, hasil perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : Tabel 4.9 Kondutivitas Thermal Untuk Ketebalan kaca 19 mm q dx A dt k

15 4.3. Hubungan Ketebalan Kaca Dengan Nilai Konduktivitas Thermal Sebagaimana yang telah dijelaskan dalam Bab I dalam rumusan masalah ataupun batasan masalah, penelitian ini mencoba mencari hubungan antara ukuran ketebalan kaca dengan nilai konduktivitas thermal (k) kaca. Dalam tabel, seluruh nilai-nilai konduktivitas thermal yang diperoleh dari perhitungan-perhitungan di atas diperlihatkan sebagai berikut : Tabel 4.10 Kondutivitas Thermal Untuk 7 (tujuh) Ketebalan Kaca Dengan Temperatur Dalam 23 C Tebal Kaca k, dengan temperature luar : 26 C 28 C 32 C dx1 3 mm dx2 5 mm dx3 8 mm dx4 10 mm dx5 13 mm dx6 15 mm dx7 19 mm

16 Kemudian dari tabel tersebut di atas, dapat diperlihatkan hubungannya dalam bentuk grafik sebagai berikut : k q 1 Series1 Series2 q 2 Series3 q mm 5 mm 8 mm 10 mm 13 mm 15 mm dx Gambar 3.1 Grafik Hubungan Ketebalan kaca dengan Nilai Kondutivitas Thermal (k) Kaca 38

17 4.4. Analisa Data Dari grafik diatas, dapat dinyatakan beberapa hasil analisa data sebagai berikut : 1) Grafik di atas menunjukkan bahwa semakin tebal kaca maka semakin besar nilai konduktivitas thermal nya (k). 2) Grafik di atas menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur maka semakin kecil nilai konduktivitas thermal nya (k). 39