BAB IV PERHITUNGAN PENDINGIN GEDUNG

Transkripsi

1 BAB IV PERHITUNGAN PENDINGIN GEDUNG 4.1. Survey Penggunaan Gedung Survey yang dilakukan pada PT.FOOD STATION di jalan raya Cipinang (Pasar Induk), Jakarta Timur. Posisi gedung menghadap dari utara ke selatan pada garis 6 derajat lintang selatan, mempunyai bentuk bujur sangkar dan berlantai 2. Disekitar bangunan banyak terdapat pertokoan-pertokoan dan gudang penyimpanan bahan-bahan kebutuhan pokok untuk DKI dan sekitarnya seperti : beras,gandum,tepung,gula,dan sebagainya. Sedangkan rumah penduduk terletak tidak terlalu jauh dari gedung perkantoran tersebut. Universitas Mercu Buana 36

2 Gambar 4.1 Denah Gedung Lantai 1 Universitas Mercu Buana 37

3 Gambar 4.2 Denah Gedung Lantai 2 Universitas Mercu Buana 38

4 4.2 Hasil Survey Tata Ruang Tabel 4.1 Luas, Penghuni, peralatan dan penerangan Luas Kaca (m 2 ) Luas Didning Luar (m 2 ) Nama Ruang U S B T U S B T Atap (m 2 ) Dinding Dalam (m 2 ) Lantai (m 2 ) Celling (m 2 ) Pintu (m 2 ) Beban Lampu (m 2 ) Peralatan Ruang loket pembayaran - - 1,5x x R.Teleks - -,5x x R.Wk Pimpinan - -,5x x ,5x R.Pimpinan - - 1,5x x ,5x Bordes ,5x Entrance Food Station - 3x3 1,5x Pantry R.kerja Hall Arsip Kas Remis R.Kasir Lantai 2 Kepala PIC - - 3x x3-21, R.Dir Perdagangan - - 3x , R.Resepsionis - - 3x x , R. Dir Keuangan - - 3x x3-21, Bordes - - 1,5x , Pantry Musholla R.Sekretariat , R.Sekretaris , R.Kep.Sekretariat , Hall - 10, R. Pimpinan x ,5x , R. Rapat - 6x3-6x3-3,5x3-3,5x , Total ,5 31, ,5-370, Universitas Mercu Buana 39 Jumlah manusia

5 4.3 Jam Operasi Berdasarkan hasil survey yang dilakukan di perkantoran tersebut, maka dapat diketahui bahwa jam efisien dari pada gedung tersebut adalah 9 jam ( ). Kondisi udara luar selalu berubah-ubah sesuai dengan perubahan waktu dan musim setiap hari. Hal ini mengakibatkan beban pendinginan selalu berubah-ubah pula. Untuk mencapai titik maksimum. Faktor utama yang menyebabkan besarnya pengaruh pembebanan pendinginan adalah radiasi matahari. 4.4 Kondisi Perencanaan Gedung. IV.4.1. Perencanaan Kondisi Udara Luar. Data-data yang diperlukan didapatkan dari Badan Meteorologi dan Geofisika, Mulai dari tahun Data tersebut didapat dari station terdekat dari lokasi gedung yaitu station Badan Meteorologi dan Geofisika yang terletak di Halim Perdana Kusuma.Gedung yang direncanakan tersebut terletak pada posisi 6 0 LS dan BT. Data-data mengenai pengkondisian udara tersebut diperlukan untuk mengetahui temperatur maksimum rata-rata dan kelembaban ratarata pada lokasi gedung, sehingga dapat dihitung beban pendinginan gedung yang direncanakan. Universitas Mercu Buana 40

6 Tabel 4.2 Temperatur maksimum rata-rata Bulan Temperatur maksimun rata rata Suhu rata rata Januari ,9 26,3 Februari Maret 27, ,6 April Mei Juni 26,5 27, ,7 Juli Agustus ,5 26,5 September 27, ,3 Oktober 27,9 27,9 27,9 27,9 November _ 27, ,7 Desember 26,2 27,1 26,26 26,6 Universitas Mercu Buana 41

7 Tabel 4.3 Kelembaban maksimum rata-rata Bulan Kelembaban relatif rata rata (RH) RH rata rata Januari ,3 Februari ,6 Maret ,3 April ,3 Mei Juni ,6 Juli ,6 Agustus September ,6 Oktober ,3 November _ ,5 Desember ,6 Dari data-data diatas maka temperature dengan buib maksimum dan RH rata-rata yang diperoleh adalah sebagai berikut : 1. Temperatur bola kering : 27,9 0 c 2. Kelembaban relatif :81,1 % 3. Temperatur bola basah : 22,7 0 c 4. Enthalpy : 14 kg udara kering Universitas Mercu Buana 42

8 5. Daily range : 3,9 0 c 6. Kelembaban spesifik : 0,0157 kg air/kg udara kering 4.5 Perencanaan Kondisi Udara Dalam Untuk orang-orang yang khususnya tinggal di daerah Jakarta mempunyai batas kenyaman sebagai berikut : 1. Temperatur bola kering : 24 0 c 2. Kelembaban relative : 50% (Standart daerah tropis,ref.1) 3. Temperatur bola basah : 17,9 0 c 4. Enthalpy : 11,5 kg udara kering 5. Kelembaban spesifik : 0,01033 kg udara kering Universitas Mercu Buana 43

9 Grafik 4.1 Perencanaan pengkondisian (bagan psikometrik) 4.6. Perpindahan Panas Pada Konstruksi Gedung Koefisien perpindahan panas menyeluruh (U) yang terdiri dari tiaptiap bagian gedung yang akan di kondisikan,dicari berdasarkan dari bahan bangunan yang digunakan oleh gedung tersebut. Universitas Mercu Buana 44

10 4.6.2 Diagram Alir Perancangan START Survey Gedung : - Denah gedung lantai 1 - Denah gedung lantai 2 Survey Rata Ruang : - Luas - Penghuni - Peralatan - Penerangan Perencanaan Pengkondisian Udara Gedung : - Perencanaan kondisi udara luar - Perencanaan kondisi udara dalam Perhitungan Beban Pendingin : 1. Beban Luar - Radiasi matahari melalui kaca - Konduksi melalui kaca - Konduksi melalui dinding luar - Konduksi melalui dinding dalam - Konduksi melalui Ceiling - Konduksi melalui pintu 2. Beban Dalam - Kalor dari lampu penerangan - Kalor sensibel dari manusia - Kalor dari laten dari manusia - Kalor yang berasal dari peralatan a Universitas Mercu Buana 45

11 a Perhitungan beban pendinginan Total gedung RSH 2 O SHR = m. C./W RSH + RHL Total beban pendinginan, QS Total ,8 W END Universitas Mercu Buana 46

12 4.6.2 Perhitungan Beban Pendingin Untuk menghitung beban pendinginan, digunakan rumus rumus yang sesuai dengan prosedur dalam perhitungan beban. A B C D E Gambar 4.1 Skema Dinding Luar Keterangan : Perpindahan panas/kalor terjadi secara : Konveksi Konduksi Konduksi Konveksi A B C D E A. Outside air film Ra : 0,120 m 2 0 c/w B. Plester semen 19 mm Rb: 0,023 C. Batu bata 100 mm Rc: 0,141 D. Plester semen 19 mm Rd: 0,023 E. Inside air film Re: 0,121 R : 0,427 m 2 0 c/w Maka U dinding luar = 1 / R luar = 1 / 0,427 = 2,342 W/m 2 0 c Universitas Mercu Buana 47

13 Dinding luar kaca : Terbuat dari kaca jenis ray bant tebal 5 mm, dengan data data : U kaca = 3,46 C/W ( ref 1. Chap. 26 Tabel 10 ). Shalling Coefficent ( Sc ) = 0, Beban luar a) Radiasi matahari melalui kaca Qs = SHGF X A Sc X CLF Dimana : Qs = Panas sensibel ( W ) A = Luas kaca ( M ) Sc = Shading coefficient = 0,82 SHGF = Sensible heat gain factor ( W/m ) CLF = Cooling load factor Tabel 4.4 CLTD SHGF SHGF U T S B 156, ,5 707 Tabel 4.5 CLF CLF U T S B 0,8 0,38 0,53 0,39 Beban radiasi kaca sisi utara,dari data dan tabel diperoleh Universitas Mercu Buana 48

14 SHGF =156,5 A = 9 Sc = 0,82 CLF = 0,8 Maka Qs = SHGF X A Sc X CLF = 156,5 X 9 X 0,82 X 0,8 = 1409,3 W Beban radiasi kaca sisi selatan, dari data dan tabel diperoleh : SHGF = 121,5 A = 61,8 Sc = 0,82 CLF = 0,53 Maka Qs = SHGF X A X Sc X CLF = 121,5 X 61,8 X 0,82 X 0,53 = 3263,2 W Beban radiasi kaca sisi Barat,dari data dan tabel diperoleh : SHGF = 707 A = 54 Sc = 0,82 CLF = 0,39 Maka Qs = SHGF X A Sc X CLF = 707 X 54 X 0,82 X 0,39 = 12209,3 W Universitas Mercu Buana 49

15 Beban radiasi kaca sisi Timur,dari data dan tabel diperoleh : SHGF = 707 A = 81 Sc = 0,82 CLF = 0,38 Maka Qs = SHGF X A Sc X CLF = 707 X 81 X 0,82 X 0,38 = 17844,3 W Beban total radiasi kaca = 34726,1 W b) Beban konduksi melalui kaca Qs = U X A X CLTD corr Dimana : U = 3,46 (koefisien perpindahan panas kaca W/m 2 O c CLTD corr = Corrected Cooling load temperature different O c Konduksi melalui kaca sisi utara, dari data dan tabel diperoleh : Qs = U X A X CLTD corr U = 3,46 A = 9 CLTD = 3,38 Qs = 3,46 X 9 X 3,38 = 105,2 W Konduksi melalui kaca sisi selatan,dari data dan tabel diperolehn: Universitas Mercu Buana 50

16 U = 3,46 A = 61,8 CLTD = 3,08 Qs = 3,46 X 61,8 X 3,08 = 658,5 W Konduksi melalui kaca sisi barat,dari data dan tabel diperoleh : U = 3,46 A = 54 CLTD = 3,28 Qs = 3,46 X 54 X 3,28 = 612,8 Konduksi melalui kaca sisi Timur, dari data dan tabel diperoleh : U = 3,46 A = 54 CLTD = 9,78 Qs = 3,46 X 54 X 9,78 = 2740,9 Total konduksi melalui kaca = 4117,4 W c) Konduksi melalui dinding luar Qs = U X A X CLTD corr Dimana : U = Koefisien perpindahan panas dinding ( w/m 2 O c ) A = Luas dinding luar ( m 2 ) Universitas Mercu Buana 51

17 CLTD corr = Diambildari data pada saat jam Tabel 4.6 CLTD corr CLTDcorr U T S B 3,38 9,78 3,08 3,28 Konduksi melalui dinding luar sisi Utara,dari data dan tabel diperoleh : Qs = U X A X CLTD corr U = 2,342 A = 13,5 CLTD = 3,38 Qs = 2,342 X 13,5 X 3,38 = 106,8 W Konduksi melalui dinding sisi Selatan, Dari data dan tabel diperoleh : U = 2,342 A = 31,5 CLTD corr = 3,08 Qs = 2,342 X 31,5 X 3,08 = 227,2 W Konduksi melalui dinding luar sisi Barat, Dari data dan tabel diperoleh : U = 2,342 Universitas Mercu Buana 52

18 A = 30 CLTD = 3,28 Qs = 2,342 X 30 X 3,28 = 230,4 W Konduksi melalui dinding luar sisi Timur, Dari data dan tabel diperoleh : U = 2,342 A = 15 CLTD corr = 9,78 Qs = 2,342 X 15 X 9,78 = 343,5 W Total konduksi melalui dinding luar = 907,9 W d) Konduksi melalui Dinding Dalam A B C D E Gambar 4.2 Skema Dinding Dalam Keterangan : A. Outside air film Ra : 0,030 m 2 0 c/w B. Plester semen 19 mm Rb: 0,023 C. Batu bata 100 mm Rc: 0,141 D. Plester semen 19 mm Rd: 0,023 Universitas Mercu Buana 53

19 E. Inside air film Re: 0,120 R : 0,337 m 2 0 c/w Maka U dinding dalam = 1 / R dinding = 1 / 0,337 = 2,967w/m 2 0 c Konduksi melalui dinding dalam, dari data dan tabel diperoleh : Qs = U X A X Td U = 2,967 A = 70,5 Td = 27,9 O 24 O = 3,9 O c Qs = 2,967 X 70,5 X 3,9 = 815,7 W e) Konduksi melalui Langit langit / Ceiling A B C D E Gambar 4.3 Skema Ceiling Keterangan : A. Outside air film Ra : 0,03 B. Beton 150 mm Rb: 0,084 C. Rongga udara Rc: 0,170 D. Triplek Rd: 0,185 Universitas Mercu Buana 54

20 E. Inside air film Re: 0,162 R : 0,631 Maka U lantai dasar adalah = 1 / R = 1 / 0,631 = 1,585 w/m 2 0 c Konduksi melalui langit langit / ceiling,dari data dan tabel diperoleh : Qs = U X A X Td U = 1,585 A = 370,77 Td = 3,9 O c Qs = 1,585 X 370,77 X 3,9 = 2291,9 W Pintu a) Pintu kaca Pintu kaca rayban dengan tebal 5 mm, dengan data data : U kaca = 3,46 m 2 0 c/w ( ref.1 chap.26 tabel 10 ) Shalling coefficient ( Sc ) = 0,82 b) Pintu kayu A B C Gambar 4.4 Skema pintu Universitas Mercu Buana 55

21 Keterangan : A. Outside air film Ra : 0,030 m 2 0 c/w B. Kayu 38 mm Rb : 0,338 C. Inside air film Re: 0,120 R : 0,488 Maka U pintu kayu = 1 / 0,488 = 2,049 w/m 2 0 c Konduksi melalui pintu,dari data dan tabel diperoleh : Qs = U X A X Td U = 2,049 A = 20 Td = 3,9 Qs = 2,049 X 20 X 3,9 =159,8 W 4.7 Beban dalam a) Kalor dari lampu penerangan Qs = W X UF X CLF X SAF Dimana : W = Daya lampu ( W ) UF = Usage Factor = 0,8 ( Data Teknis Lampu ) CLF = Cooling Load Factor ( 80 ) SAF = Spesial Allowance Factor = 1 Lampu Neon ( Incondencent ) = 1,25 ( Data teknis lampu ) Universitas Mercu Buana 56

22 Dari data dan tabel diperoleh : W = 5440 UF = 0,8 CLF = 80 % SAF = 1,25 Qs = 5440 X 0,8 X 1,25 X 80 = W b) Kalor Sensibel dari manusia Qs = SHG X No X CLF Dimana : Qs = panas Sensibel SHG = Sensible Heat Gain Setiap orang ( 200 Btu/h ) = 58,6 W CLF = Cooling load Factor ( 80 % ) No = Jumlah manusia Dari data dan tabel diperoleh : SHG = 58,6 W No No = 108 Orang CLF = 80 % = 58,6 X 108 X 80 = W Kalor latent dari manusia Q1 = No X LHG Dimana = Universitas Mercu Buana 57

23 Q1 = Panas latent ( W ) LHG = Latent Heat Gain ( 250 Btu/H ) = 73,25 W Dari data dan tabel diperoleh : No = 108 Orang LHG = 73,25 Qs = 108 X 73,25 = 7911 W c) Kalor yang berasal dari peralatan Qs = W X CLF Dimana : Qs = Panas peralatan W = Daya Peralatan ( W ) CLF = Cooling Load Factor ( 60 % ) Dari data dan tabel diperoleh : W = CLF = 60% Qs = X 60 = W 4.8 Beban Pendinginan Setelah masing masing beban diketahui maka dapat ditentukan jumlah total beban pendiginan dari pada gedung ini. Pada pembebanan ini dikelompokkan jumlah panas yaitu : Universitas Mercu Buana 58

24 a) Room Heat Gain ( RHG ) Yang termasuk didalamnya adalah panas dari ruangan, baik panas sensibel maupun laten. b) Ventilation Heat Gain Yang termasuk didalamnya adalah panas ventilasi, baik panas sensibel maupun laten. Dalam beban pendinginan ini juga dihitung sensibel heat ratio yaitu perbandingan panas sensibel dengan rumus : SHR : RSH RSH + RLH Dimana : SHR = Sensibel Heat Ratio RSH = Room Sensibel Gain RLH = Room Latent Heat Dari hasil perhitungan diatas diperoleh : RSH = ,8 RLH = 7911 Maka : SHR = , , = , ,8 = 0,9954 m 2 O c/w Universitas Mercu Buana 59