Analisis Gejala Perubahan Iklim Berbasis Karakteristik Data Radiasi Matahari di Makassar

Transkripsi

1 TEMU ILMIAH IPLBI 2013 Analisis Gejala Perubahan Iklim Berbasis Karakteristik Data Radiasi Matahari di Makassar Ramli Rahim (1),Baharuddin Koddeng (2),Triyatni Martosenjoyo (3),Husni Kuruseng (4), Samsuddin Amin (5) (1) Laboratorium Sains dan Teknologi Bangunan, Jurusan Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin (2) Laboratorium Sains dan Teknologi Bangunan, Jurusan Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin (3) Laboratorium Sains dan Teknologi Bangunan, Jurusan Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin (4) Laboratorium Sains dan Teknologi Bangunan, Jurusan Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin (5) Laboratorium Sains dan Teknologi Bangunan, Jurusan Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin Abstrak Dalam proses perencanaan dan perancangan bangunan disyaratkan memperhatikan kondisi iklim setempat yang terdiri dari faktor-faktor yang akan berpengaruh terhadap : i) kenyamanan bangunan, ii) keselamatan bangunan, dan iii) ketahanan bangunan. Selanjutnya dalam penggunaannya, bangunan harus mampu memberikan kenyamanan (baik psikis maupun fisik) kepada penghuninya dan bahwa bangunan perlu hemat terhadap pemakaian energi. Salah satu kenyamanan adalah kenyamanan termal dalam ruangan yang dipengaruhi oleh komponen : luminansi langit, radiasi langsung dan radiasi pantul/difus. Penelitian ini mengevaluasi data hasil pengukuran dan menghitung nilai dan karakteristik radiasi global dan difus berdasarkan fluktuasi harian, bulanan dan tahunan yang diklasifikasikan atas jenis kondisi langit. Kedua data tersebut merupakan komponen yang sangat diperlukan dalam berbagai perhitungan dan aplikasi penggunaan cahaya sianghari dan pengaruh radiasi pada bangunan. Untuk kemudahan pertukaran data internasional, hasil analisis disajikan sesuai metode pengolahan data internasional (tabel dan grafik bulanan dan tahunan dalam interval waktu 30 menit dan interval ketinggian matahari 6 derajat). Kata-kunci : Radiasi matahari, Radiasi global dan difus, Pengukuran data, Perubahan iklim Pengantar Indonesia yang terletak pada garis katulistiwa dengan iklim tropis menerima energi dan cahaya siang hari yang sangat cukup, gratis dan tersedia sepanjang tahun. Namun kenyataannya, banyak hasil rancangan arsitektur (bangunan) yang masih tergantung pada penggunaan listrik pada siang hari khususnya untuk pencahayaan ruangan. Bangunan yang gagal menghemat dalam pemakaian energi, akan menjadi mahal secara operasional. Perbedaan tempat dan perubahan kondisi langit yang terjadi sepanjang tahun memberikan kesulitan untuk menetapkan acuan dalam berbagai perhitungan dasar penggunaan pencahayaan alami. Kesulitan tersebut menyebabkan banyak arsitek dan ahli bangunan di Indonesia mengambil jalan pintas dengan membuat asumsi sendiri atau menggunakan hasil penelitian yang berdasarkan data dan acuan ataupun perangkat lunak komputer dari negara lain yang letak geografis dan kondisinya berbeda dengan Indonesia. Analisis dengan asumsi yang berbedabeda atau pemakaian acuan dari negara lain, tentunya akan memberikan hasil yang tidak optimal dan memperkecil upaya pengembangan acuan baru yang lebih sesuai dengan kondisi Indonesia. Penelitian ini mengevaluasi data hasil pengukuran dan menghitung nilai dan karakteristik radiasi global dan difus berdasarkan fluktuasi harian, bulanan dan tahunan yang diklasifikasikan atas jenis kondisi langit. Kedua data tersebut merupakan komponen yang sangat diperlu- Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013 E - 33

2 Analisis Gejala Perubahan Iklim Berbasis Karakteristik Data Radiasi Matahari di Makassar kan dalam berbagai perhitungan dan aplikasi pengaruh radiasi pada bangunan. Berdasarkan latar belakang dan urgensi penelitian, permasalahan dalam penelitian dapat dirumuskan sebagai berikut: 1. Bagaimana karakteristik Radiasi Global (Eeg) untuk masing-masing jenis kondisi langit? 2. Bagaimana karakteristik Radiasi Difus (Eed) untuk masing-masing jenis kondisi langit? Metode Penelitian Obyek penelitian adalah pengolahan dan analisis hasil pengukuran Data tahun dan 2010 (Total data: ) dan 2010 (Total data: 6.971). Koleksi data hasil pengukuran meliputi: Luminansi Global dan Difus (Evg dan Evd), Radiasi Global dan Difus (Eeg dan Eed). Selanjutnya setiap hari pengukuran dilengkapi dengan masing-masing gambar fluktuasi data harian untuk radiasi global (Eeg) dan difus (Eed). Dalam upaya memperoleh hasil pengukuran yang akurat sebelum data dievaluasi dan diolah, diperlukan pemeriksaan data melalui suatu tahapan meliputi: evaluasi awal (quantity control) dan proses kendali mutu (quality control) sesuai dengan pedoman dari IDMP-CIE. Evaluasi awal meliputi evaluasi pelaksanaan pengukuran untuk mengetahui kuantitas hasil pengukuran, meliputi: jumlah hari pengukuran, pengukuran yang sempurna, pengukuran yang kurang sempurna/gagal dan total data terekam untuk setiap komponen pengukuran. Tahapan selanjutnya adalah proses kendali mutu yang dimaksudkan untuk mengetahui kualitas hasil pengukuran dengan membandingkan nilai antar komponen. Tabel 1 menunjukkan hasil kontrol baku data tahun Tahap I (1) 0 < Evg < 1.2 E.T.I. (2) 0 < Eeg < 1.2 E.T.R. (3) 0 < Evd < 0.8 E.T.I. (4) 0 < Eed < 0.8 E.T.R. Tahap II (1) Evd < Evg + 10% (2) Eed < Eeg + 10% dimana E.T.I. and E.T.R. masing-masing adalah extraterrestrial normal iluminansi dan radiasi. E.T.I. = klx; E.T.R. = 1367 W/m 2. Tabel 1. Jumlah Hari Pengukuran, Data Terekam dan Hasil Kontrol Baku Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Jumlah Hari Ukur Jumlah Data Terekam Data Hasil Kontrol Baku (%) Total Sumber: Laboratorium Sains dan Teknologi Bangunan, Jurusan Arsitektur Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Pengolahan data dilakukan sesuai metode pengolahan data dari IDMP sebagai berikut: 1. Rata-rata bulanan dan tahunan, standar deviasi, jumlah data, maksimum dan minimum, dalam interval setiap 6 ketinggian matahari (pagi dan sore). 2. Rata-rata bulanan/tahunan, standar deviasi, jumlah data, maksimum dan minimum, dalam interval setiap 30 menit (pagi dan sore). Analisis dan Interpretasi Pengolahan data radiasi global dilakukan sesuai pedoman IDMP dengan format: rata-rata bulanan, standar deviasi, jumlah data, maksimum dan minimum, masing-masing dalam interval: 1. Setiap 6 ketinggian matahari (pagi dan sore), 2. Setiap 30 menit. 1. Radiasi Matahari Global Bulanan Dengan metode yang sama, pengolahan data luminansi difus dilakukan sesuai pedoman IDMP. Tabel 2 dan gambar 1 memperlihatkan contoh hasil pengolahan data radiasi global dalam E - 34 Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013

3 Ramli Rahim interval 6 ketinggian matahari pada bulan Maret Tabel 2. Contoh hasil pengolahan data radiasi global dalam interval ketinggian matahari 6 Januari 1995 (W/m 2 ) Ketinggian Nilai Standar Jumlah Nilai Nilai Matahari ( ) Rata-rata Deviasi Data Maksimum Minimum Tabel 3. Contoh hasil pengolahan data radiasi difus dalam interval waktu 30 menit Februari 1995 (W/m 2 ) Interval Waktu Nilai Standar Jumlah Nilai Nilai 30 menit Rata-rata Deviasi Data Maksimum Minimum 05:31-06:00 06:01-06: :31-07: :01-07: :31-08: :01-08: :31-09: :01-09: :31-10: :01-10: :31-11: :01-11: :31-12: :01-12: :31-13: :01-13: :31-14: :01-14: :31-15: :01-15: :31-16: :01-16: :31-17: :01-17: :31-18: :01-18: Gambar 2. Contoh hasil pengolahan data radiasi difus dalam interval waktu 30 menit pada bulan Februari 1995 (W/m 2 ) 3. Karakteristik Global Radiasi Matahari Gambar 1. Contoh hasil pengolahan data radiasi global dalam interval 6 ketinggian matahari pada bulan Maret 1995 (W/m 2 ) 2. Radiasi Matahari Difus Bulanan Tabel 3 dan gambar 2 memperlihatkan contoh hasil pengolahan data radiasi difus dalam interval waktu 30 menit pada bulan Februari Proses penentuan karakteristik nilai radiasi matahari dilakukan melalui analisis data bulanan setiap komponen global radiasi berdasarkan pengolahan data masing-masing dalam interval ketinggian matahari 6 dan dalam interval waktu 30 menit. Tabel 4 dan 5 memperlihatkan persamaan dan standar deviasi radiasi matahari global dalam interval ketinggian matahari 6 dan interval waktu 30 menit tahun Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013 E - 35

4 Analisis Gejala Perubahan Iklim Berbasis Karakteristik Data Radiasi Matahari di Makassar Tabel 4. Eeg Interval Ketinggian Matahari Januari y = x x R² = Februari y = x x R² = Maret y = x x R² = April y = x x R² = Mei y = x x R² = Juni y = x x R² = Juli y = x x R² = Agustus y = x x R² = September y = x x R² = Oktober y = x x R² = Nopember y = x x R² = Desember y = x x R² = Tabel 5. Eeg Interval Waktu 30 Menit 1995 Januari y = x x R² = Februari y = x x R² = Maret y = x x R² = April y = x x R² = Mei y = x x R² = Juni y = x x R² = Juli y = x x R² = Agustus y = x x R² = September y = x x R² = Oktober y = x x R² = Nopember y = x x R² = Desember y = x x R² = Karakteristik Difus Radiasi Matahari Proses penentuan karakteristik nilai radiasi matahari dilakukan melalui analisis data bulanan setiap komponen difus radiasi berdasarkan pengolahan data masing-masing dalam interval ketinggian matahari 6 dan dalam interval waktu 30 menit. Tabel 6 dan 7 memperlihatkan persamaan dan standar deviasi radiasi matahari difus dalam interval ketinggian matahari 6 dan interval waktu 30 menit tahun Tabel 6. Eed Interval Ketinggian Matahari Januari y = x x R² = Februari y = x x R² = Maret y = x x R² = April y = x x R² = Mei y = x x R² = Juni y = x x R² = Juli y = x x R² = Agustus y = x x R² = September y = x x R² = Oktober y = x x R² = Nopember y = x x R² = Desember y = x x R² = Tabel 7. Eed Interval Waktu 30 Menit 1995 Januari y = x x R² = Februari y = x x R² = Maret y = x x R² = April y = x x R² = Mei y = x x R² = Juni y = x x R² = Juli y = x x R² = Agustus y = x x R² = September y = x x R² = Oktober y = x x R² = Nopember y = x x R² = Desember y = x x R² = Karakteristik Radiasi Matahari menurut Jenis Kondisi Langit Berdasarkan pemisahan data menurut jenis kondisi langit pada penelitian sebelumnya, dapat dirumuskan karakteristik radiasi matahari untuk kondisi langit cerah, berawan, dan mendung: Eeg-cerah : y = x x Eeg-berawan : y = x x Eeg-mendung : y = x x Eed-cerah : y = x x Eed-berawan : y = x x Eed-mendung : y = x x Kesimpulan dan Saran Dari dukungan seri data yang lengkap dalam waktu yang panjang tersebut, penelitian ini menghasilkan analisis radiasi matahari global dan difus berdasarkan fluktuasi harian, bulanan dan tahunan. Hasil analisis disajikan dalam bentuk tabel dan grafik bulanan dan tahunan dalam interval waktu 30 menit dan interval ketinggian matahari 6 derajat. Selanjutnya analisis data harian, bulanan dan tahunan menghasilkan nilai kumulatif untuk radiasi matahari global dan difus berdasarkan jenis kondisi langit (cerah, berawan, dan mendung). Hasil pengolahan data dalam bentuk table dan grafik mmemberikan gambaran awal gejala perubahan iklim menunjukkan fluktuasi nilai yang berbeda setiap tahun dengan pola/bentuk fluktuasi yang sama dari tahun ke tahun. Nilai tertinggi terjadi pada tahun 1995 dan terendah pada tahun Nilai rata-rata hampir sama terjadi pada tahun 1997, 1998, 1999, dan Penelitian ini akan dilanjutkan dengan data hasil pengukuran yang telah dilaksanakan sejak ta- E - 36 Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013

5 hun 2012 hingga sekarang sehingga analisis perubahan iklim bisa lebih akurat dan rinci serta memberi kemungkinan prediksi iklim di masa mendatang. Ramli Rahim Ucapan Terima Kasih Penghargaan yang tinggi disertai ucapan terima kasih kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat (LPPM), Universitas Hasanuddin yang telah mensponsori penelitian ini dengan Dana Hibah Penelitian Kompetensi Laporatorium BOPTN Terima kasih disampaikan kepada anggota tim penelitia yang telah terlibat secara aktif dalam pelaksanaan penelitian ini. Daftar Pustaka Baharuddin. et al. (2010). Daylight Availability in Hong Kong: Classification into Three Sky Conditions, Journal Architectural Science Review, ASRE (ISSN: (print), (online) www. earthscan.co.uk/journals/asre). Volume 53, 2010, pp Departemen Pekerjaan Umum. (1993). Standar Tata Cara Perencanaan Teknis Konservasi energi pada Bangunan Gedung (SK SNI T ). Bandung: Yayasan Lembaga Penelitian Masalah Bangunan. Koga, Y. et al. (1993). Study on Luminous efficacy; the relation to cloud ratio, Lux Europa 1993, April 1993, pp Lippsmeier, G. (1994). Bangunan Tropis. Alih bahasa Syahmir Nasution. Erlangga. Jakarta. Rahim, MR. (1994). Stasiun Pengukuran Data Illuminansi dan Radiasi Matahari di Ujung Pandang, Makalah pada Simposium Nasional Fisika XV 1994, Surabaya, Desember Rahim, MR. (1995). International Daylight Measurement Programme, Makalah pada Workshop Nasional KPDA, UPT Hujan Buatan-BPPT Jakarta, Maret Rahim, R. et.al. (2004). Classification of Daylight and Radiation Data into Three Sky Conditions by Cloud Ratio and Sunshine Duration, Journal Energy and Buildings, Elsevier, Volume 36, 2004 pp Rahim, MR. dkk. (2005). Aplikasi Distribusi Luminansi Langit dan Tingkat Ketersediaan Luminansi Horizontal dalam Perancangan Pencahayaan Bangunan di Indonesia, RUT X Kementerian Riset dan Teknologi dan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia ( ). Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013 E - 37