BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Transkripsi

1 BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Pada ini berisi mengenai proses pengumpulan dan pengolahan data yang diperlukan dalam penyelesaian masalah penelitian. Data yang diperoleh merupakan hasil dari penelitian di lapangan baik melalui observasi langsung, kuesioner maupun literatur. 4.1 PENGUMPULAN DATA Data yang dibutuhkan pada penelitian ini terdiri dari data primer dan data sekunder. Data primer diperoleh dari pengukuran dan observasi langsung, sedangkan data sekunder diperoleh dari hasil pengisian kuesioner oleh responden dan literatur Pengumpulan Data Primer Data primer pada penelitian ini terdiri dari : 1. Temperatur Udara Pengukuran temperatur ruang kelas dilakukan dengan alat bantu termometer ruangan dan thermo-hygrometer selama 2 hari pada pada jam dengan interval pengambilan data setiap setengah jam. Pengukuran tersebut dilakukan pada 3 interval ketinggian yaitu pada ketinggian 0,1 meter, 0,6 meter, dan 1,1 meter dari dasar lantai ruangan tersebut. Data temperature ruang hari ke-1 ditunjukkan pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Temperatur Ruangan Hari ke-1 No. Jadwal Waktu Temperatur Pada Ketinggian ke (ºC) 0,1 m 0,6 m 1,1 m 1 Kelas Kosong 7:30 27,8 27,8 27,8 8:00 27,8 27,8 27,8 2 A 8:30 28,8 28,8 28,9 9:00 29,4 29,5 29,4 9:30 29,6 29,7 29,7 10:00 29, B 10:30 30,5 30,5 30,6 11:00 commit 31,1 to user 31,1 31,1 11:30 31,7 31,8 31,8 IV-1

2 Tabel 4.1 Temperatur ruangan Hari ke-1 (lanjutan) No. Jadwal Waktu Temperatur Pada Ketinggian ke (ºC) 0,1 m 0,6 m 1,1 m 12:00 31, :30 32,5 32,6 32,6 4 C 13:00 32,7 32,8 32,9 13:30 32,8 32,9 32,8 14:00 32,7 32,7 32,8 5 Akhir 14:30 32,4 32,5 32,5 Rata-rata Total 30,81 30,89 30,91 Temperatur (ºC) :30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 Waktu (WIB) 0.1 m 0.6 m 1.1 m Gambar 4.1 Data Temperatur Hari Ke 1 Berdasarkan tabel diatas menunjukkan bahwa saat pengukuran temperatur ruangan pada hari pertama, data yang terukur semakin siang waktu pengukuran, semakin tinggi pula temperatur ruangan tersebut. Terjadi beberapa fluktuasipada beberapa waktu pengukuran, namun sebagian besar menunjukkan bahwa semakin siang temperature ruang semnakin tinggi pada ruangan tersebut.temperatur terbesar terjadi pada jam dengan ketinggian 0.6 meter sebesar 32.9 ºC. Sedangkan temperatur terkecil terukur pada awal pengukuran sebesar 27.9 ºC. Rata-rata total suhu pada hari pertama ketinggian 0,1 meter adalah 30,81 ºC, ketinggian 0,6 meter adalah 30,89 ºC dan ketinggian 1,1 meter adalah 30,91 ºC. IV-2

3 Tabel 4.2 Temperatur Ruangan Hari ke-2 No. Jadwal Waktu Temperatur Pada Ketinggian ke (ºC) 0,1 m 0,6 m 1,1 m 1 Kelas Kosong 7:30 27,8 27,8 27,8 8:00 27,8 27,8 27,8 2 A 8:30 28,8 28,8 28,9 9:00 29,4 29,5 29,4 9:30 29,6 29,7 29,7 10:00 29, B 10:30 30,5 30,5 30,6 11:00 31,1 31,1 31,1 11:30 31,7 31,8 31,8 12:00 32,2 32,3 32,4 12:30 32,5 32,6 32,6 4 C 13:00 32,7 32,8 32,8 13:30 32,6 32,7 32,7 14:00 32,6 32,6 32,6 5 Akhir 14: ,1 32,1 Rata-rata Total 30,74 30,81 30,82 Temperatur (ºC) :30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 Waktu (WIB) 0.1 m 0.6 m 1.1 m Gambar 4.2 Data Temperatur Hari Ke 2 Pada pengukuran hari kedua,semakin siang waktu pengukuran juga terjadi kenaikan temperatur dari awal pengukuran, walaupun terjadi fluktuasi pada bebarap waktu pengukuran. Temperatur paling tinggi terjadi pada waktu pengukuran dengan ketinggian 0,6 meter dan 1,1 meter. Rata-rata total suhu pada hari pertama ketinggian commit 0,1 to meter user adalah 30,74 ºC, ketinggian 0,6 meter adalah 30,81 ºC dan ketinggian 1,1 meter adalah 30,82 ºC. IV-3

4 2. Kelembaban Udara Pengambilan data kelembaban udara ruang dilakukan dengan alat thermohygrometer pada ketinggian 1,1 meter dari dasar lantai ruangan selama 2 hari dengan interval pengambilan data setiap setengah jam dari pukul Berikut ini adalah rekapan data kelembaban udara yang terukur pada hari pertama dan kedua : Tabel 4.3 Kelembaban Udara Hari ke-1 No. Jadwal Waktu Kelembaban udara 1 Kelas Kosong 7:30 78% 8:00 78% 2 A 8:30 76% 9:00 75% 9:30 75% 10:00 72% 3 B 10:30 71% 11:00 70% 11:30 69% 12:00 67% 12:30 67% 4 C 13:00 66% 13:30 65% 14:00 65% 5 Akhir 14:30 66% Rata-rata Total 71% 80% 75% 70% 65% 60% 55% 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 Kelembapan 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 Waktu (WIB) Gambar commit 4.3 Grafik to user Kelembaban Hari Ke 1 IV-4

5 Berdasarkan tabel diatas, rata-rata kelembaban pada hari pertama sebesar 71% dengan nilai kelembaban tertinggi yang terukur sebesar 78% dan nilai kelembaban terendah sebesar 65%. Semakin lama waktu pengukuran, kelembaban yang terukur semakin kecil. Tabel 4.4 Kelembaban Udara Hari ke-2 No. Jadwal Waktu Kelembaban udara 1 Kelas Kosong 7:30 80% 8:00 79% 2 A 8:30 78% 9:00 75% 9:30 75% 10:00 71% 3 B 10:30 72% 11:00 72% 11:30 72% 4 C 12:00 70% 12:30 70% 13:00 68% 13:30 69% 14:00 67% 5 Akhir 14:30 67% Rata-rata Total 72.33% 85% 80% Kelembapan 75% 70% 65% 60% 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 Waktu (WIB) Gambar 4.4 Grafik Kelembaban Hari Ke 2 Pada pengukuran kelembaban udara pada hari kedua kelembaban udara tertinggi sebesar 80% sedangkan kelembaban udara terendah sebesar 67%. IV-5

6 3. Kecepatan Angin Pengambilan data kecepatan angin / udara yang berhembus di dalam ruang kelas dilakukan selama 2 hari dengan interval waktu pengambilan data selama setengah jam pada pukul dengan ketinggian alat 1,1 meter dari dasar lantai ruang kelas. Tabel 4.5 Kecepatan Angin Hari ke-1 No. Jadwal Waktu Kecepatan Angin (m/s) 1 Kelas Kosong 7:30 0,01 8:00 0,02 2 A 8:30 0,04 9:00 0,05 9:30 0,04 10:00 0,06 3 B 10:30 0,06 11:00 0,05 11:30 0,08 4 C 12:00 0,1 12:30 0,05 13:00 0,01 13:30 0,02 14:00 0,04 5 Akhir 14:30 0,03 Rata-rata Total 0,04 Kecepatan Angin (m/s) Waktu (WIB) Gambar 4.5 Kecepatan Angin Hari Ke 1 Berdasarkan tabel diatas, terjadi fluktuasi besar kecepatan angin yang terukur daria awal pengukuran sampai akhir pengukuran. Kecepatan angin tertinggi yang terukur sebesar 0,1 m/s, sedangkan commit to kecepatan user angin terendah yang terukur sebesar 0,01 m/s dengan rata-rata total pengukuran sebesar 0,04 m/s, IV-6

7 Tabel 4.6 Kecepatan Angin Hari ke-2 No. Jadwal Waktu Kecepatan Angin (m/s) 1 Kelas Kosong 7:30 0,02 8:00 0,04 2 A 8:30 0,05 9:00 0,04 9:30 0,03 10:00 0,02 3 B 10:30 0,05 11:00 0,05 11:30 0,07 12:00 0,08 12:30 0,02 4 C 13:00 0,01 13:30 0,03 14:00 0,03 5 Akhir 14:30 0,03 Rata-rata Total 0,038 Kecepatan Angin (m/s) Waktu (WIB) Gambar 4.6 Kecepatan Angin Hari Ke 2 Pada pengambilan data hari ke dua, kecepatan angin yang terukur bersifat fluktuatif. Kecepatan angin yang terukur paling tinggi pada jam siang dengan kecepatan 0,08 m/s sedangkan kecepatan terendah berkisar pada kecepatan 0,02 m/s. Berdasarkan pengumpulan data pengukuran kecepatan angin hari ke dua, diperoleh rata-rata kecepatan angin pada hari kedua sebesar 0,038 m/s. IV-7

8 4. Suhu Bola Basah, Suhu Bola Kering, dan Suhu Bola Pengambilan data suhu bola basah, suhu bola kering, suhu bola dilakukan dengan menggunakan alat bantu Area Heat Stress yang dapat langsung terukur nilai dari ketiga besaran pengukuran tersebut.. Pengukuran dilakukan pada pukul selama 2 hari pada ketinggian 1,1 meter dari dasar lantai ruang kelas dengan interval pengambilan data setiap setengah jam. Posisi alat saat pengukuran berada pada tengah-tengah ruang kelas. Tabel 4.7 Suhu Bola Basah, Bola kering, dan Bola Hari ke-1 Suhu Bola Suhu Bola Suhu Bola No. Jadwal Waktu Kering (ºC) Basah (ºC) (ºC) 1 Kelas Kosong 7:30 28,4 26,4 28,6 8:00 28,9 26, A 8:30 29,5 26,7 29,6 9: ,6 30,1 9:30 30,5 26,2 30,6 10: ,4 31,1 3 B 10:30 31,2 26,6 31,6 11:00 31, ,9 11:30 32,5 27,3 32,9 12:00 32,6 27,4 33,1 12:30 32,8 27,4 33,4 4 C 13:00 32,9 27,3 33,8 13:30 33,1 27,5 33,7 14:00 33, ,6 5 Akhir 14:30 33,2 27,1 33,6 Rata-rata Total 31,43 26,89 31,77 Temperatur (ºC) :30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 Waktu (WIB) Gambar 4.7 Suhu Bola Basah, Kering, dan Bola Ke 1 Suhu Bola Kering Suhu Bola Basah Suhu Bola IV-8

9 Berdasarkan data yang diperoleh selama pengukuran pada hari pertama, data yang terukur secara garis besar semakin siang waktu pengambilan data, maka semakin tinggi pula suhu yang terukur. Pada suhu bola kering, suhu tertinggi yang terukur sebesar 33,2 ºC dan yang terendah sebesar 28,4 ºC dengan ratarata suhu pengukuran sebesar 31,43 ºC. Pada pengukuran bola basah, suhu tertinggi diperoleh pada suhu 27,5 ºC dan terendah pada suhu 26,2 ºC dengan rata-rata suhu yang terukur sebesar 26,89 ºC. Pada pengukuran suhu bola diperoleh suhu tertinggi pada suhu 33,8 ºC dan terendah pada suhu 28,6 ºC dengan rata-rata suhu pengukuran sebesar 31,67 ºC. Pengukuran pada hari kedua di dapat nilai tertinggi suhu bola kering sebesar 33,4 º C dan terendah pada suhu 28,6 ºC dengan rata-rata suhu 31,58 ºC. Pada pengukuran suhu bola basah terukur nilai tertinggi sebesar 27,6 ºC dan nilai terendah pada suhu 26.4 ºC dengan rata-rata suhu pengukuran sebesar 27 º C. Pada pengukuran suhu bola, nilai tertinggi diperoleh pada suhu 34 ºC dan terendah pada suhu 28,7 ºC dengan rata-rata suhu pengukuran sebesar 31,9 ºC. Tabel 4.8 Suhu Bola Basah, Bola kering, dan Bola Hari ke-2 Suhu Bola Suhu Bola No. Jadwal Waktu Kering (ºC) Basah (ºC) Suhu Bola (ºC) 1 Kelas Kosong 7:30 28,6 26,6 28,7 8:00 29,2 26,7 29,1 2 A 8:30 29,5 26,9 29,8 9:00 29,9 26,9 30,1 9:30 30,6 26,9 30,5 10:00 30,8 26,4 31,4 3 B 10:30 31,7 26,4 31,7 11:00 31,8 26,4 32,2 11:30 32,5 27,1 32,3 12:00 32,8 27, :30 33,2 27,4 33,6 4 C 13:00 33,4 27,4 33,9 13:30 33,2 27,6 33,7 14:00 33,2 27,4 33,8 5 Akhir 14:30 33,3 27,4 33,7 Rata-rata Total 31, ,9 IV-9

10 40 35 Temperatur (ºC) Suhu Bola Kering Suhu Bola Basah Suhu Bola 0 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 Waktu (WIB) Gambar 4.8 Suhu Bola Basah, Kering, dan Bola Ke Pengumpulan Data Sekunder Data-data sekunder pada penelitian ini terdiri dari data personal mahasiswa, data persepsi dan data preferensi ruangan tersebut yang diperoleh melalui kuesioner yang diisi oleh responden pengguna kelas. 1. Data Personal Mahasiswa Data personal mahasiswa yang digunakan adalah umur, berat badan dan tinggi badan mahasiswa pengguna ruang kelas. Data personal mahasiswa ditunjukkan pada tabel 4.9 Tabel 4.9 Data Personal Rata-rata Mahasiswa Mahasiswa Umur (tahun) Berat Badan (Kg) Tinggi Badan (Cm) Kelas 1 19,71 60,53 168,56 Kelas 2 20,66 62,88 169,7 Kelas 3 21,46 61,2 170,08 Rata-rata Total 20,61 61,54 169,45 Data di atas merupakan rata-rata dari perhitungan umur, berat badan dan tinggi badan yang diperoleh dari rekapan data hasil kuesiner. Berikut contoh perhitungan data personal rata-rata mahasiwa: Mahasiswa A berumur 19,5 tahun dengan tinggi badan 176cm dan berat badan 62 kg, mahasiswa B berumur 19,3 tahun dengan tinggi badan 167 dan berat badan 57 kg, dan mahasiswa C berumur 20 tahun dengan tinggi badan 170 cm dan berat badan commit 59 kg, to user maka rata-rata data personal mereka, IV-10

11 Penyelesaian : - rata-rata umur mahasiswa = umur 1+umur 2+ +umur n jumlah mahasiswa = 19,5+19, = 19,6 tahun - rata-rata tinggi badan mahasiswa = - rata-rata berat badan mahasiswa = tinggi 1+tinggi 2+ +tinggi n jumlah mahasiswa = = 171 cm = berat 1+berat 2+ +berat n jumlah mahasiswa = 59,3 kg 2. Jenis Pakaian Jenis pakaian yang didata berupa pakaian yang digunakan sehari-hari dalam proses belajar mengajar di ruang tersebut oleh mahasiswa dan kuesioner diisi langsung oleh mahasiswa. Jenis Pakaian Kemeja Pakaian Dalam Tabel 4.10 Jenis Pakaian Jenis Jenis Tipe Tipe Tipe Pakaian Pakaian Tipis Pendek Formal Tanpa Lengan Tipis Panjang Kain Sweater Tipis Celana Tebal Pendek Jaket / Rok Jeans Lengan Panjang Tebal Normal Lengan Panjang Pendek pendek Tebal Berkerah Celana Dalam Tebal Tebal Kaos Singlet Sepatu Tipis Tipis Kaki Kaos Boot 3.Data Persepsi dan Preferensi Ruangan Data persepsi dan preferensi yang dikumpulkan adalah sensasi termal, kondisi termal,kenyamanan termal, kondisi aliran udara, dan efek lingkungan kerja yang ditulis langsung oleh mahasiswa yang bersangkutan. Data kelelahan fisik yang commit diambil to meliputi user tangan, bahu, punggung dan IV-11

12 kaki. Pengisian kuesioner dilakukan dalam tiga kelas setiap harinya yang dilakukan selama 2 hari sesuai dengan waktu pengukuran data primer. Pada perhitungan persepsi termal, menggunakan nilai yang terbagi menjadi 7 kriteria yang disesuaikan dengan standar skala ASHRAE. Kriteria tersebut adalah dingin (-3), sejuk (-2), agak sejuk (-1), netral (0), agak hangat (1), hangat (2), dan panas (3). Data hasil diperoleh dengan mencari nilai rata-rata tiap kriteria. Apabila nilai total menghasilkan nilai positif, maka kondisi yang dirasakan responden lebih cenderung ke kondisi panas, sedangkan jika bernilai negatif maka kondisi yang dirasakan responden cenderung bersifat dingin. Apabila bernilai nol ( 0 ) maka kondisi yang dirasakan responden cenderung netral. Rata-rata total hasil merupakan nilai rata-rata yang diperoleh dari nilai hasil pengukuran pada hari pertama dan hari ke dua. Persepsi termal manusia berbanding lurus dengan tingkat hunian manusia, semakin banyak penghuni ruangan maka semakin besar pula tingkat kenyamanan yang dinginkan. Berikut ini contoh perhitungan persepsi dan preferensi termal ruang : Pada kuesioner yang telah diisi oleh mahasiswa, mahasiswa ke-1 memilih kolom agak sejuk (-1) dalam hal persepsi termal dan kolom sejuk (-2) dalam hal preferensi termal. Mahasiswa ke-2 memilih kolom netral (0) pada kolom persepsi termal dan kolom agak sejuk (1) pada kolom preferensi termal. Nilai persepsi termal = = Nilai preferensi termal = = persepsi 1+persepsi 2+ +persepsi n jumlah mahasiswa = -0,5 preferensi 1+preferensi 2+ +preferensi n jumlah mahasiswa = -1,5 IV-12

13 Data persepsi dan preferensi termal baik awal dan sesudah kuliah selengkapnya akan ditampilkan pada tabel di bawah ini, Tabel 4.11 Persepsi Termal Jadwal A Awal Kuliah Persepsi Termal Awal Kuliah Kriteria dan Nilai Hari ke-1 Hari ke-2 Hasil Persentase Hasil Persentase Dingin -3-0,40 13% -0,15 5% Sejuk -2-0,41 20% -0,71 36% Agak Sejuk -1-0,21 21% -0,15 15% Netral % 0 12% Agak Hangat 1 0,06 6% 0,21 21% Hangat 2 0,12 6% 0,16 8% Panas 3 0,12 4% 0,06 2% Total -0,71 100% -, % Rata-rata Total Hasil -0,65 Persentase 40.00% 35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% Hari ke-1 Hari ke-2 Kriteria Grafik 4.9 Persepsi Termal Awal Kuliah Pada pengumpulan data persepsi termal jadwal A awal kuliah diperoleh nilai ratarata total sebesar -0,65 yang berarti kondisi yang dirasakan responden cenderung ke arah dingin ( agak sejuk ). Tabel 4.12 Persepsi Termal Jadwal A Saat Kuliah Persepsi Termal Saat Kuliah Hari ke-1 Hari ke-2 Hasil Persentase Hasil Persentase Dingin -3-0,12 4% -0,37 12% Sejuk -2-0,43 commit 21% to user -0,57 29% Agak Sejuk -1-0,09 9% -0,01 1% IV-13

14 Tabel 4.12 Persepsi Termal Jadwal A Saat Kuliah (lanjutan) Persepsi Termal Saat Kuliah Hari ke-1 Hari ke-2 Kriteria dan Nilai Hasil Persentase Hasil Persentase Netral 0 0,00 12% 0,00 1% Agak Hangat 1 0,30 30% 0,06 6% Hangat 2 0,39 19% 0,82 41% Panas 3 0,12 4% 0,31 10% Total 0,16 100% 0,23 100% Rata-rata Total Hasil 0,20 Persentase 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Hari ke-1 Hari ke-2 Kriteria Gambar 4.10 Grafik Persepsi Termal Saat Kuliah Pada pengumpulan data persepsi termal jadwal A saat kuliah, diperoleh nilai rata-rata total sebesar 0,20 yang berarti kondisi yang dirasakan responden cenderung ke arah panas ( agak hangat ). Tabel 4.13 Preferensi Termal Jadwal A Awal Kuliah Preferensi Termal Awal Kuliah Kriteria dan Nilai Hari ke-1 Hari ke-2 Hasil Persentase Hasil Persentase Dingin -3-0,06 2% -0,15 5% Sejuk -2-0,29 14% -0,20 10% Agak Sejuk -1-0,23 23% -0,28 28% Netral 0 0,00 15% 0,00 12% Agak Hangat 1 0,33 33% 0,26 26% Hangat 2 0,10 5% 0,22 11% Panas 3 0,21 7% 0,24 8% Total 0,06 100% 0,09 100% Rata-rata Total Hasil 0,08 IV-14

15 Persentase 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% Hari ke-1 Hari ke-2 0% Dingin Sejuk Agak Sejuk Netral Kriteria Agak Hangat Hangat Panas Data preferensi termal Gambar 4.11 Preferensi Termal Awal Kuliah berdasarkan kuesioner yang dibagikan kepada responden selama dua hari diperoleh rata-rata total hasil sebesar 0,08 yang berarti mengarah ke kriteria agak hangat. Namun karena lebih dekat dengan nilai 0 yang berarti netral maka disimpulkan mahaiswa cenderung mengharapkan kondisi netral Awal kuliah pada jadwal kuliah A ( pagi ). Tabel 4.14 Preferensi Termal Jadwal A Saat Kuliah Preferensi Termal Saat Kuliah Kriteria dan Nilai Hari ke-1 Hari ke-2 Hasil Persentase Hasil Persentase Dingin -3-0,24 8% -0,58 19% Sejuk -2-0,47 23% -0,27 13% Agak Sejuk -1-0,16 16% -0,20 20% Netral 0 0,00 7% 0,00 3% Agak Hangat 1 0,17 17% 0,16 16% Hangat 2 0,43 21% 0,51 26% Panas 3 0,18 6% 0,06 2% Total -0,09 100,00% -0,32 100% Rata-rata Total Hasil -0,20 IV-15

16 30% 25% Persentase 20% 15% 10% 5% Hari ke-1 Hari ke-2 0% Dingin Sejuk Agak Sejuk Netral Kriteria Agak Hangat Hangat Panas Gambar 4.12 Preferensi Termal Saat Kuliah Pada data preferensi termal saat kuliah, diperoleh rata-rata total hasil dari pengisian kuesioner selama dua hari sebesar -0,20 yang berarti responden cenderung menginginkan suhu yang lebih dingin dibandingkan suhu yang dirasakan saat pengisian kuesioner ( saat kuliah ) pada jadwal A ( pagi ). 4. Kenyamanan Termal dan Efek Lingkungan Kerja Pada penilaian kenyaman termal terdapat 5 nilai dan 5 kriteria yaitu, sangat tidak nyaman (-2), tidak nyaman (-1), netral (0), nyaman (1), sangat nyaman (2). Semakin ke arah positif nilainya, maka dapat diartikan mahasiswa cenderung nyaman, sedangkan apabila hasilnya negatif berarrti mahasiswa (responden) cenderung merasakan suasana tidak nyaman. Berikut merupakan contoh perhitungan nilai kenyamanan termal : Pada kuesioner bagian kenyamanan termal dan efek lingkungan kerja yang telah diisi oleh mahasiswa, mahasiswa ke-1 memilih kolom tidak nyaman (-2) dalam hal kenyaman termal termal dan kolom mengganggu ( -1 ) dalam hal efek lingkungan kerja. Mahasiswa ke-2 memilih kolom netral ( 0 ) pada kolom kenyamanan termal dan kolom mengganggu ( -1 ) pada kolom preferensi termal. Nilai kenyamanan termal = termal 1+termal 2+ +termal n jumlah mahasiswa 2+0 commit = to user 2 = -0,5 IV-16

17 Nilai efek lingkungan kerja = efek 1+efek 2+ +efek n jumlah mahasiswa = = Tabel 4.15 Kenyamanan Termal Jadwal A Awal Kuliah Kenyamanan Termal Awal Kuliah Kriteria dan Nilai Hari ke-1 Hari ke-2 Hasil Persentase Hasil Persentase Sangat Tidak Nyaman -2-0,08 4% -0,16 8% Tidak Nyaman -1-0,23 23% -0,08 8% Netral 0 0,00 40% 0,00 29% Nyaman 1 0,26 26% 0,53 53% Sangat Nyaman 2 0,14 7% 0,04 2% Total 0,08 100% 0,33 100% Rata-rata Total Hasil 0, % 50% Persentase 40% 30% 20% 10% Hari ke-1 Hari ke-2 0% Sangat Tidak Nyaman Tidak Nyaman Netral Nyaman Sangat Nyaman Kriteria Gambar 4.13 Kenyamanan Termal Awal Kuliah Pada pengambilan data kenyamanan termal yang diperoleh berdasarkan kuesioner yang dibagikan selama dua hari, didapatkan rata-rata total hasil sebesar 0,2 yang berarti kenyamanan termal yang dirasakan responden cenderung ke arah nyaman. Dalam data tersebut,hasilnya diperoleh pada kriteria antara netral dan nyaman. IV-17

18 Tabel 4.16 Kenyamanan Termal Jadwal A Saat Kuliah Kenyamanan Termal Sesudah Kuliah Kriteria dan Nilai Hari ke-1 Hari ke-2 Hasil Persentase Hasil Persentase Sangat Tidak Nyaman -2-0,24 12% -0,41 20% Tidak Nyaman -1-0,31 31% -0,23 23% Netral 0 0,00 10% 0,00 2% Nyaman 1 0,36 36% 0,36 36% Sangat Nyaman 2 0,22 11% 0,37 18% Total 0,03 100% 0,08 100% Rata-rata Total Hasil 0,06 40% 35% 30% Persentase 25% 20% 15% 10% 5% Hari ke-1 Hari ke-2 0% Sangat Tidak Nyaman Tidak Nyaman Netral Nyaman Sangat Nyaman Kriteria Gambar 4.14 Kenyamanan Termal Saat Kuliah Pada pengumpulan data kenyamana termal saat kuliah, diperoleh nilai rata-rata total hasil sebesar 0,06. Hal tersebut dapat diartikan bahwa suasana yang dirasakan responden berkisar antara netral dan nyaman. Namun tingkat kenyamanan menurun dibanding dengan kenyamanan yang dirasakan saat awal kuliah. Pada pengukuran efek lingkungan kerja yang juga diperoleh berdasarkan kuesioner yang dibagikan selama dua hari digunakan 5 nilai dan 5 kriteria yaitu sangat mengganggu (-2), cukup mengganggu (-1), netral (0), cukup mendukung (-1) dan sangat mendukung (2). Semakin positif nilai yang didapat, maka semakin mendukung pula kondisi lingkungan kerja yang dirasakan responden. Apabila bernilai negatif, maka kondisi lingkungan kerja yang dirasakan responden ( dalam hal ini adalah kelas ) tidak mendukung. IV-18

19 Tabel 4.17 Efek Lingkungan Kerja Jadwal A Awal Kuliah Efek Lingkungan Kerja Awal Kuliah Kriteria dan Nilai Hari ke-1 Hari ke-2 Hasil Persentase Hasil Persentase Sangat Mengganggu -2-0,37 18% -0,17 9% Cukup Mengganggu -1-0,19 19% -0,11 12% Netral 0 0,00 3% 0,00 9% Cukup Mendukung 1 0,57 57% 0,60 64% Sangat Mendukung 2 0,04 2% 0,10 5% Total 0,05 100% 0,41 100% Rata-rata Total Hasil 0,23 Presentase 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Hari ke-1 Hari ke-2 Kriteria Grafik 4.15 Efek Lingkungan Kerja Awal Kuliah Berdasarkan data yang diperoleh, efek lingkungan kerja yang dirasakan responden sebeljum kuliah cenderung ke arah mendukung dengan nilai ratarata total sebesar 0,23 yang berkisar antara netral dan cukup mendukung. Tabel 4.18 Efek Lingkungan Kerja Jadwal A Saat Kuliah Efek Lingkungan Kerja Saat Kuliah Kriteria dan Nilai Hari ke-1 Hari ke-2 Hasil Persentase Hasil Persentase Sangat Mengganggu -2-0,43 21% -0,6 32% Cukup Mengganggu -1-0,27 27% -0,1 12% Netral 0 0,00 8% 0,0 23% Cukup Mendukung 1 0,36 36% 0,3 28% Sangat Mendukung 2 0,16 8% 0,1 5% Total -0,17 100% -0,4 100% Rata-rata Total Hasil -0,28 IV-19

20 Persentase 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Hari ke-1 Hari ke-2 Kriteria Grafik 4.16 Efek Lingkungan Kerja Saat Kuliah Efek lingkungan kerja yang dirasakan responden saat kuliah bernilai -0,28 yang berarti kondisi cukup mengganggu. Hal tersebut mempunyai nilai yang menurun dibandingkan dengan kondisi yang dirasakan awal kuliah Pengambilan data kelelahan fisik hanya bersifat pelengkap yang diperoleh bersama dengan kuesioner yang dibagikan kepda responden. Dalam hal ini digunakan 4 ktiteria dan 4 nilai yaitu tidak lelah (0), sedikit lelah (1), lelah (2), dan sangat lelah (4). Semakin tinggi nilai yang dihasilkan, maka dapat disimpulkan bahwa responden mengalami kelelahan pada bagian tubuh yang disebutkan. 4.2 PENGOLAHAN DATA Pada sub bab ini berisi mengenai pengolahan data berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari observasi langsung dan asumsi asumsi dari literature sehingga didapatkan nilai Heat Stress Index Penghitungan Kondisi Termal dan Kelelahan Kerja Data-data kondisi termal dan kelelahan kerja akan dihitung dan disajikan dalam bentuk tabel maupun diagram sehingga memudahkan dalam menganalisis permasalahan dalam penelitian sebagai data pendukung / sekunder. IV-20

21 1. Kondisi Termal Perhitungan dan diagram kondisi termal sebagai berikut, Tabel 4.19 Perhitungan Kondisi Termal Nilai Kriteria Jadwal A Jadwal B Jadwal C Persepsi termal Awal Kuliah -0,65 1,07 1,60 Saat Kuliah 0,20 1,65 1,13 Preferensi Termal Awal Kuliah 0,08-1,54-1,84 Saat Kuliah -0,20-1,87-1,01 Persepsi Aliran Udara Awal Kuliah 0,41 1,15 1,15 Saat Kuliah 0,59 0,84 0,68 Preferensi Aliran Udara Awal Kuliah 0,57 1,33 1,29 Saat Kuliah 0,54 1,51 1,11 Kenyamanan Termal Awal Kuliah 0,20-0,33-1,14 Saat Kuliah 0,06-0,63-0,67 Efek Lingkungan Kerja Awal Kuliah 0,23-0,27-0,51 Saat Kuliah -0,28-0,69-0,36 Kondisi Termal Nilai Sebelum Kuliah Setelah Kuliah Persepsi termal Sebelum Kuliah Setelah Kuliah Preferensi Termal Sebelum Kuliah Setelah Kuliah Sebelum Kuliah Setelah Kuliah Persepsi Aliran Preferensi Udara Aliran Udara Kriteria Sebelum Kuliah Setelah Kuliah Kenyamanan Termal Sebelum Kuliah Setelah Kuliah Efek Lingkungan Kerja Jadwal A Jadwal B Jadwal C Grafik 4.17 Kondisi Termal Berdasarkan tabel dan grafik yang telah disajikan dalam bentuk kolom terlihat alur nilai dari setiap kriterianya sesuai dengan jadwal kelas penelitian masing-masing. Perbedaan warna digunakan dalam memudahkan pembacaan. Untuk kriteria persepsi termal dan preferensi termal apabila grafik semakin ke atas ( positif ) berarti suhu yang dirasakan ataupun yang diharapkan semakin tinggi / panas, sedangkan apabila grafik menunjukkan kea rah bawah ( minus ), maka suhu yang dirasakan maupun diharapkan responden lebih dingin. Untuk IV-21

22 kriteria aliran udara, maka semakin ke atas grafiknya, maka semakin besar pula kecepatan aliran udara yang dirasakan maupun diharapkan oleh para responden. Dalam kriteria aliran udara tidak ada kondisi grafik turun ( minus ) dikarenakan nilai 0 merupakan nilai minimum yang berarti suasana aliran udara yang dirasakan maupun diharapkan dalam ruangan oleh responden dalam keadaan netral atau dapat dikatakan tidak mungkin aliran udara dalam kondisi tidak ada / kurang. Untuk criteria kenyamanan termal semakin tinggi grafik maka semakin nyaman kondisi suasana ruangan yang dirasakan maupun diharapkan oleh responden, begitu juga sebaliknya. Untuk criteria efek lingkungan kerja, semakin tinggi grafik, maka semakin mendukung pula suasana yang dirasakan maupun diharapkan oleh responden, sedangkan apabila menunjukkan angka minus berarti responden merasa terganggu dengan kondisi keadaan ruangan yang sekarang. Setiap criteria mempunyai batas penilaian masing-masing yang disesuaikan dengan standar aturan kenyamana termal dari ASHRAE dan mengacu pada penelitian yang telah dilakukan sebelumnya oleh peneliti lain dengan tempat yang berbeda. Pada sensasi termal digunakan batas nilai dari -3 sampai dengan 3 sesuai dengan standar ASHRAE, untuk aliran udara digunakan batas 0 sampai dengan 2, sedangkan untuk criteria kenyamanan termal dan efek lingkungan kerja digunakan batas nilai dari -2 sampai dengan 2 sesuai penelitian yang dilakukan pendahulu oleh Imam Fadhialah dkk dengan judul penelitian Desain Perbaikan Lingkungan Kerja Guna Mereduksi Paparan Panas Kerja Operator di PT. XY dengan tahun terbit 2013 dan Rajendra dengan judul penelitian Kajian Kenyamanan Termal Ruangan Kelas Untuk Penghematan Energi tahun Berdasarkan grafik tersebut ditunjukkan bahwa responder sebagian besar menginginkan suhu ruangan yang lebih dingin dibandingkan yang sekarang, sedangkan untuk aliran udara responden menghendaki hembusan ydara yang lebih tinggi dibanding kondisi saat ini. Untuk kenyaman dan efek lingkungan kerja terlihat responden menginginkan kondisi ruangan yang lebih nyaman. IV-22

23 4.2.2 Perhitungan Keseimbangan Termal Pada tahap perhitungan keseimbangan termal ruangan dilakukan terlebih dahulu perhitungan luas permukaan tubuh masing-masing mahasiswa beserta nilai insulan jenis pakaian yang dipergunakan selama mengikuti proses perkuliahan dalam ruang tersebut saat dilakukan proses pengambilan data dan pengukuran sebagai bahan dalam perhitungan Heat Stress Index ruangan tersebut. 1. Nilai Insulan Pakaian Efek insulasi pakaian yang dikenakan sangat berpengaruh terhadap kenyamanan termal. Pakaian mengurangi pelepasan panas dari tubuh. Setiap jenis pakaian mempunyai pendekatan nilai-nilai sendiri dalam menyebabkan tingkat panas yang ditahan oleh jenis pakaian tersebut. Untuk mendapatkan nilai insulan pakaian yang digunakan mahasiswa yang menggunakan pakaian lebih dari satu jenis maka dihitung dengan cara menjumlahkan nilai insulan pakain yang sedang digunakan. Menurut standar ASHRAE 1989, batas nyaman untuk pakaian yang digunakan tidak boleh lebih dari 0,5 clo. Contoh perhitungan nilai insulan pakaian : Mahasiswa 1 saat dilakukan penelitian mengenakan jenis pakaian seperti kemeja tipis panjang ( 0,2 clo), celana dalam ( 0,03 clo ), singlet ( 0,04 clo ), celana jenans ( 0,2 clo ), sepatu tebal ( 0,04 clo ), kaos kaki tipis ( 0,02 clo ) dan jaket tanpa lengan ( 0,12 clo ), maka perhitungannya sebagai berikut : Nilai insulan pakaian = 0,2 + 0,03 + 0,04 +0,2 + 0,04 + 0,02 + 0,12 = 0,65 clo Jadi besar nilai insulan mahasiswa 1 tersebut sebesar 0,65 clo. Berikut ini akan disajikan rekapitulasi penghitungan nilai insulan pakaian yang dikenakan mahasiswa pada saat pengambilan data beserta dengan grafiknya. Tabel 4.20 Nilai Insulan Pakaian Mahasiswa Jenis Pakaian Nilai Rata-rata ( clo ) Pakaian Dalam 0,08 Kemeja 0,18 Celana 0,25 Baju Hangat / Jaket 0,017 Kaos Kaki 0,09 Sepatu 0,02 Total 0,64 IV-23

24 Nilai Insulan Pakaian Dalam Tingkat Nilai Insulan Kemeja Celana Baju Hangat / Jaket Grafik 4.18 Nilai Insulan Pakaian Kaos Kaki Sepatu 2. Luas Permukaan Tubuh Perhitungan luas permukaan tubuh merupakan perkiraan luas permukaan tubuh seseorang dilihat dari proporsi tinggi dan berat badannya. Perhitungan secara manual ini digunakan sebagai pertimbangan dalam memperkirakan luas permukaan tubuh mahasiswa yang terpapar oleh panas.. Perhitungan Luas permukaan tubuh dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Akt= 0,202 x m 0,425 x h 0,7253 Keterangan: Akt = luas permukaan tubuh m = berat badan (kg) h = tinggi badan (m) Contoh perhitungan : Mahasiswa 1 memiliki berat sebesar 61 kg dan tinggi sebesar 1,72 meter. Sehingga, perhitungan Akt menjadi: Akt= 0,202 x m 0,425 x h 0,7253 Akt = 0,202 x 61,,425 x 1,72 0,7253 Akt = 0,202 x 5,738 x 1,481 Akt = 1,716 Jadi diperoleh besar nilai dubois surface area yang dikenakan oleh mahasiswa 1 sebesar 1,716 m². IV-24

25 Tabel 4.21 Nilai Luas Permukaan Tubuh Area Mahasiswa Mahasiswa m 0,425 h 0,7253 Luas Permukaan Tubuh Jadwal A 5,719 1,460 1,687 Jadwal B 5,813 1,467 1,723 Jadwal C 5,746 1,470 1,706 Rata-rata Total 5,759 1,466 1, Nilai Rata-rata Temperatur, Kelembaban, dan Kecepatan Angin Dalam perhitungan Heat Stress Index elemen temperatur udara, kelembaban udara, dan kecepatan angin adalah data primer dalam pengolahan data. Berikut merupakan tabel nilai rata-rata dari ketiga elemen tersebut yang diperoleh dari pengolahan data yang telah terkumpul. Tabel 4.22 Nilai Rata-rata Suhu, Kelembaban, dan Kecepatan Angin Ketinggian Rata-rata Rata-rata Total Faktor Hari ke (m) Nilai Nilai Temperatur 1 1,1 30,91 Udara 2 1,1 30,82 30,86 ºC Suhu Bola 1 1,1 26,89 Basah 2 1,1 27,00 26,94 ºC Suhu Bola 1 1,1 31,43 Kering 2 1,1 31,58 31,51 ºC Suhu Bola 1 1,1 31,77 2 1,1 31,90 31,84 ºC Kelembaban 1 1,1 71% Udara 2 1,1 72% 71,50% Kecepatan 1 1,1 0,044 Angin 2 1,1 0,038 0,04 m/s Pada pengukuran kelembaban udara pada ruang kelas, selain dengan pengukuran langsung dengan hygrometer, dapat juga dicari nilainya dengan cara menggunakan psycometric chart. Pada psycometric chart terdapat titik temu antara stemperatur bola basah dengan temperatur bola kering yang merupakan nilai kelembaban udara pada ruang yang sedang diukur. Pada chart dapat dilihat bahwa kelembaban yang terukur dengan kelembaban hasil pengukuran langsung besarnya hampir sama. IV-25

26 4. Perhitungan Heat Stress Index Dalam perhitungan kenyamanan termal ruangan, Heat Stress Index ( HSI ) Merupakan bilangan yang menunjukkan tingkat keseimbangan termal ruangan tersebut yang semakin tinggi nilainya semakin tinggi pula resikonya, mulai dari kepanasan, cepat lelah hingga dapat menyebabkan resiko kematian. Dalam penelitian ini, perhitungan nilai Heat Stress Index dilakukam menggunkan rumus pendekatan yang dikeluarkan oleh ASHRAE (1989 ) yang memiliki persaman seperti berikut ini. M W = (C + R + Esk) + ( Cres + Eres) Keterangan M = tingkat produksi energi metabolisme W = tingkat pekerjaan mekanik Qsk = total tingkat kehilangan panas dari kulit Qres = tingkat kehilangan panas dari pernapasan C = tingkat kehilangan panas konvektif dari kulit R = tingkat kehilangan panas radiatif dari kulit Esk = tingkat kehilangan panas penguapan total dari kulit Cres = tingkat kehilangan panas konvektif dari pernapasan Eres = tingkat kehilangan panas penguapan dari pernapasan Sedangkan lambang-lambang lain yang digunakan selama perhitungan keseimbangan panas adalah : M-W = Metabolic rate (W m-2) C +R = Konveksi kehilangan panas per unit area (W m-)2 Esk = Total penguapan kehilangan panas dari kulit (W m-2) Emax = Maksimum potensial penguapan per unit area (W m-2) Cres + Eres = Respirasi kering kehilangan panas per unit area permukaan tubuh + Evaporative loss dari Pernapasan (W m-2) w = Skin wattedness (ND) Ere = Evaporative loss yang diperlukan per unit area untuk keseimbangan panas (W m-2) r = Efisiensi keringat IV-26

27 Sreq = Keringat yang diperlukan (W m-2) atau Sreq x 0,26 :10 (Liter/jam) HSI = Heat stress index (%) Tcl = Suhu pakaian ( o C) hcl = Koefisien transfer konvektif pakaian ( W / m² o C ) fcl = Factor of clothing icl = Isolation of clothing hc = Koefisien transfer kalor konvektif ( W / m² o C ) hr = Koefisien transfer kalor radiatif ( W / m² o C ) tr = Suhu radiatif ( o C) ta = Suhu udara lingkungan ( o C) tsk = Suhu kulit ( o C) v = Kecepatan angin ( m/s ) Berdasarkan data hasil yang diperoleh dari pengumpulan data dan pengolahan data sebelumnya, maka didapatkan data elemen yang digunakan dalam perhitungan Heat Stress Index sebagai berikut : - ta = o C - tr = 31,84 o C - v = 0,04 m/s - Re,cl = 0,015 m 2 kpa W -1 - RH = 71,5% - Icl = 0,64 clo - Ar / AD = 0,77 - tcl = 34,3 o C - AD = 1,705 Penyelesaian Metabolisme produksi panas W m -2 = M W = (58,15 x Act xad) - 0 = (58,15 x 1,2 x 1,705) = 118,97 IV-27

28 Rcl = Icl x 1clo = 0,64 x 0,155 m 2 C W -1 = 0,099 fcl = 1 + 0,31 Clo = 1 + = 1 + = 1,19 0,31Rcl 0,155 0,31x0,099 0,155 Koefisien Heat Transfer hc = 8,3 v 0,6 untuk 0,2 < v < 4,0 hc = 3,1 untuk 0 < v < 0,2 maka hc = 16,5 x bc = 16,5 x 3,1 = 51,15 W m -2 kpa -1 Hitung nilai hr dan tcl dengan melakukan iterasi terhadap rumus : Ar 4 hr = AD (273,2+ tcl+tr 2 )3 = 4 x 0,95 x (5,67 x 10-8 ) x 0,77 x {273,2 = 4,76 W m -2 K -1 Menghitung temperatur operatif 34,3 ( 31,84 )} 2 3 to = ( hrtr hct a) ( h t ) r c to = to (4,71x31,84 51,15x30,86) (4,71 51,15) = 30,94 o C Untuk ta = 30,86 o C maka tekanan suhu udara diberikan oleh Psa = exp 4030,18 18,956 ta 235 = exp commit 4030,18to user 18,956 30, IV-28

29 = 44,56 mb = 4,456 kpa Pa = RH x Psa = 0,715 x 4,456 = 31,86 mb = 3,186 kpa untuk tsk 37,35 o C maka tekanan suhu kulit adalah Psk,s 4030,18 = exp 18,956 tsk 235 = exp = 66,25 mb = 6,625 kpa Kombinasikan koefisien heat transfer h = bc + hr = 3,1 + 4,76 = 7,86 W m -2 K -1 Mengkalkulasikan nilai-nilai yang telah diperoleh ke dalam persamaan, tsk to C + R = Rcl 1/ fclxh 38 30,94 C + R = 0,099 1/1,19x7,86 C + R = 34,33 W m -2 Esk = Esk = Psk, s Pa Re, cl 1/ fclxbc 6,625 3,186 0,015 1/1,19x51,15 = 109,83 W m -2 x w IV-29

30 Untuk w = 1, Esk = Emax = 109,83 W m -2 Cres + E res = 0,0014 M (34 - ta) + 0,0173 M (5,87 - Pa) = 0,0014 x 175 (34-30,86) + 0,0173 x 118 (5,87 3,18) = 6,046W m -2 Maka persamaan keseimbangan panas menjadi : M W = C + R + Esk + Cres + E res 118,97 = 34,33 +( 109,83 x w) +6,046 Jadi, w = 0,715 Wreq = Ereq E max Ereq = Wreq x Emax Sedangkan r = Sreq = r = = 0,71 x 109,83 r = 0,74 Sreq = = 78,59 W m -2 : 2 W 1 2 Ereq Wm r 2 0, ,59 Wm 0.74 Sreq = 105,63 W m -2 Heat stress index (HSI) = Heat stress index (HSI) = Heat stress index (HSI) = 71,55 % Heat stress index pada commit range to user berarti potensial heat stress sangat besar, juga diharuskan mendapatkan asupan minuman berion yang cukup. 2 2 Ereq E max x100% 78,59 x100% 109,83 IV-30

31 4.2.3 Perhitungan Pembebanan Pendinginan Ruang Kelas Perhitungan pembebanan pendinginan digunakan untuk mengetahui jumlah panas yang terdapat pada ruang kelas sehingga dapat diketahui jumlah beban pendinginan yang harus digunakan agar ruang kelas etap pada suhu yang diinginkan, Adapun data yang data perhitungan yang diperoeh dari observasi langsung sebagai berikut : - Ruang kelas berukuran panjang 9,39 m, lebar 12 m, dan tinggi 3,5 m. - Terdapat 4 buah kipas angin namun hanya 3 yang dapat digunakan. - Terdapat 12 lampu neon - Dalam ruang tersebut terdapat 1 buah LCD dan tempat yang biasa digunakan untuk mengoprasikan laptop. - Cat dinding berwarna krim atau putih pucat. - Dinding bagian utara berbatasan dengan ruang kelas lain terbuat dari kayu dan terdapat 10 buah kaca dengan ukuran 1m² pada bagian atas. - Dinding bagian selatan juga berbatasan dengan ruang kelas lain dan terbuat dari kayu. - Dinding bagian utara dan selatan berbatasan dengan luar ruangan yang terdiri dari kayu dan batu bata. Terdapat juga 16 kaca dengan 2 variasi yaitu sekitar 115cm x 85cm dan 135cm x 100 cm pada bagian dinding tersebut. - Dinding kayu Berikut ini merupakan data ketetapan maupun asumsi yang digunakan dalam perhitungan beban pendinginan. - Lampu yang terdapat dalam ruang kelas diasumsikan mengeluarkan panas sebesar 70% dengan daya 20 watt - Panas LCD projector diasumsikan sebesar 50 watt dan laptop sebesar 30 watt - Radiasi matahari rata-rata (I) = 600 W/m² - Pergantian udara per jam sebesar 3 ACH (Air Change per Hour ) IV-31

32 - Bangunan dinding sebagian memiliki struktur batu bata dengan tebal 11 cm dengan konduktivitas 1,2 W/m 2 0 C dan sebagian tersusun oleh kayu dengan konduktivitas 0,16 W/m 2 0 C - Lapisan plester batu bata pada dinding sebelah luar dan dalam dengan tebal dengan konduktivitas 0,9 W/m 2 0 C - Konduktan permukaan dalam sebesar 8,12 W/m 2 0 C Maka beban pendinginan yang diperluakan adalah: Rumus: Qm = Qi +Qs + Qc +Qv Dimana: Qm = panas yang harus diangkut oleh mesin penyejuk Qi = panas dari sumber di dalam ruangan Qs = panas matahari yang menembus kaca Qc = panas dari ruangan luar yang menembus dinding Qv = panas dari udara luar Penyelesaian: 1) Transmitan dan Resistan Elemen Bangunan f1 R bata = 8,12 W/m 2 0 C = 1,2 W/m 0C - Dinding bagian utara dan selatan fo = 10 W/m 2 0 C (normal) Resistan batu bata = 0,11 / 1,2 = 0,092 Resistan plester = 0,015 / 0,9 = 0,0167 Resistan kayu = 0,02 / 0,16 = 0,125 Transmitan dinding 1 (U1) = 3,24 W/m 2 0 C Resistan dinding 2 (R2) = 1/f1+ Rkayu + 1/fo = 1/8,12 + 0, /7,78 = 0,376 Transmitan dinding 2 (U2) = 1/0,376 = commit 2,65 W/m to 2 user 0 C IV-32

33 2) Kenaikan Suhu Benda oleh Radiasi Matahari - Dinding Utara fo = 7,78 W/m 2 0 C Radiasi matahari (solar factor) untuk bagian utara (I) = 130 W/m² Suhu luar ruangan = 33 0 C Cat putih dengan arbsorsi (α)= 0,595 Sudut datang matahari = 60 0 Maka, suhu permukaan yang terkena sinar matahari : Ts = To + (I α/fo) = 33+ (130xcos 60 x 0,595/ 7,78) = 33+ 4,97 = 37,97 0 C - Dinding Selatan Fo = 7,78 W/m 2 0 C Radiasi matahari (solar factor) untuk bagian selatan (I) = 97 W/m² Suhu luar ruangan = 33 0 C Cat putih dengan arbsorsi (α)= 0,595 Sudut datang matahari = 60 0 Ts = To + (I α/fo) = 33+(97x cos 60x 0,595/ 7,78) = 33+3,70 = 36,70 0 C 3) Panas yang Menembus Elemen Bangunan - Dinding Utara Luas dinding batu bata = 6,7m² Luas dinding kayu = 7,51m² Luas kaca = 17,73m² Suhu dalam ruanganyang diinginkan =24,8 0 C Suhu permukaan luar dinding = 37,97 0 C U dinding batu bata =3,24W/m 2 0 C U dinding kayu =2,65 W/m 2 0 C U kaca = 4,48 W/m 2 0 C t = 37,97 24,8 ºC = 13,17 ºC IV-33

34 Maka jumlah panas yang dipindahkan: Q = A.U. t Qc1 = A.U. t + A.U. t + A.U. t = 6,7 3,24 13,17+7,51 2,65 13,17+17,73 4,48 13,17 = 1203,43 Watt - Dinding Selatan Luas dinding batu bata = 6,7m² Luas dinding kayu = 7,51m² Luas kaca = 17,73m² Suhu dalam ruanganyang diinginkan =24,8 0 C Suhu permukaan luar dinding =36,70 0 C Maka jumlah panas yang dipindahkan: Q = A.U. t U dinding batu bata= 3,24 W/m² 0 C U dinding kayu=2,65 W/m² 0 C U kaca = 4,48 W/m² 0 C t = 36,70 24,8 0C = 11,90 0 C Qc2 = A.U2. t + A.U. t + A.U. t = 6,7 3,24 11,90 +7,51 2,65 11,90 +17,73 4,48 11,90 = 1150,54 Watt Qc total = Qc1 + Qc2 = 1203, ,54 = 2083,31 4) Panas Menembus Ventilasi dan Kaca Luas kaca = 17,73 m² Luas ventilasi = 0,84 m² Luas total= 17,73+0,84 = 18,57 m² SGF (Solar Gaint Factor) kaca = 0,75 Nilai θ kaca = 0,75 Radiasi matahari (solar factor) untuk bagian utara (I) = 130 W/m² Radiasi matahari (solar factor) untuk bagian selatan (I) = 97 W/m² IV-34

35 - Dinding utara Qs1 = A.I.θ = 18, ,75 = 1810,57 W - Dinding selatan Qs2 = A.I.θ = 18, ,75 = 1350,96 W Qs total = Qs1 + Qs2 = 1810, ,96 = 3161,543 Karena cahaya matahari terhalang tritisan, maka Qs bernilai 0. 5) Panas Karena Ventilasi Panjang kelas = 9,39 m Lebar kelas = 12 m Tinggi kelas = 3,5 m Pergantian udara ( N ) = 3 ACH ΔT kaca = 33 24,8 = 8,2 - Dinding selatan dan utara Qv = panas karena ventilasi Qp = Volume x N /3600 = 9,39 x 12 x 3,5 x 3 / 3600 = 0,328 Qv = V. ΔT = 1300 x 0,328 x 8,2 = 3503,40W Qv total = Qv + Qv = 3503, ,40 = 7006,80 IV-35

36 6) Panas Manusia dan Mesin Qi = panas (manusia, peralatan) = panas lampu + panas manusia + panas in focus + panas laptop = (12x20x70%) + (50 118,97) + (50) + (30) = 6196,5 W Jadi total beban pendinginan yang dibutuhkan adalah, Qm = Qi + Qs + Qc + Qv = , ,80 =15557,3 W = 17,5573 kw (beban pendinginan) Dengan ketetapan bahwa 1 kw = 3412,142 btu dan 1 pk = 9000 btu maka diperoleh hasil akhir, = 15,5573 * 3412,142 / 9000 = 5,89 PK Predicted Mean Vote (PMV) dan Predicted Precentaged of Dissatisfied ( PPD) a. Pertukaran panas konvektif respiratori Cres = 0,0014 M (34-ta) = 0,0014 x 118,97 ( 34 30,86 ) = 0,523 W/m² b. Pertukaran panas evaporative respiratori Eres = 1,72 x 10 5 M (5867- pa ) Eres = 1, 72 x 10 5 x 118,97 x ( ) = 5,48 W/m² c. Pertukaran panas secara penguapan pada kulit ketika manusia mengalami sensasi termal Ec = 3,05 x 10ˉ³ x ((5733-6,99 x (M-W)- pa)) + 0,42 (M-W-58,15) Ec = 3,05 x 10ˉ³ x ((5733-6,99 x (118,97)- 3186)) + 0,42 (118,97-58,15) = 30,77 W/m² IV-36

37 d. Faktor area pakaian Fcl = 1,05 + 0,645 Icl = 1,05 + 0,645 x 0,64 = 1,464 e. Kehilangan panas kering Ar H = x fcl x ((tcl +273) 4 - (tr+273) 4 )+fcl x hc (tcl-ta) AD H = 0,95 x 5,67 x 10-8 x 0,77 x 1,464 x ((34,3 +273) 4 - (31,84+273) 4 )+ 1,464 x 51,15 (34,3-30,86) = 33,45 f. Predicted Mean Vote PMV = (0,303x e -0,036M + 0,028)x((M-W)-H-Ec-Cres-Eres)) PMV = (0,303x e -0,036x118,97 + 0,028)x((118,97)-33,45-30,77-0,523-5,48)) = 1,568 Berdasarkan hasil tersebut maka kondisi yang dirasakan oleh mahasiswa cenderung agak hangat ke hangat. g. Predicted Precentaged of Dissatisfied ( PPD) -(0,03353xPMV^4+0,2179x PMV^2) PPD = x e -(0,03353x1,568^4+0,2179x 1,568^2) PPD = x e PPD = 54,62 % Jadi mahasiswa yang merasa tidak nyaman sekitar 54,62 % Perhitungan Aliran Udara Maka Total panas yang dipindahkan : Hp = Qc + Qv + Qi Hp = 1203, , Volume Ruang = p l t = 720 m 3 Volume Ruang = 9, ,5 = 394,38 m 3 ti = 33 0 C ta = 24,8 0 C (suhu yang diinginkan) t = 8,2 0 C IV-37

38 a. Pergantian Udara Per Jam N = Hp / 0,33 V (ti-ta) N = 10903,35 / 0,33 394,38 8,2 = 10,21 b. Aliran Udara Yang Harus Dipindahkan Maka banyaknya aliran udara yang dipindahkan adalah : Q = VN / 3600 Q = ,35 / 3600 = 1,119 m³/s c. Kecepatan Angin Pada Ketinggian Tertentu Tinggi ruangan (h) = 20 m Kecepatan angin di jendela = 0,7 m/s Tempat universitas merupakan daerah pinggiran kota (hbl) = 400 m V20 = Vbl.(h4/hbl) φ = 0,7 (20/400)0,25 = 0,33 m/s d. Aliran Udara karena Perbedaan Tekanan Kefektifan bukaan (Cv) = 0,3 Jumlah bukaan efektif pada inlet dan outlet= 4 bukaan Bukaan jendela = 2, bukaan pintu = 2 A1: Ao = 1:1, factor pengali 1 Luas jendela = 1,35 x 1,05 = 1,417 m² Luas pintu = 2,2 m² Efektifan pengaliran udara sebesar 75% sesuai bentuk jendela pada ruangan tersebut. Q = Cv.A.V = 0,3 1 x (1,08*2 x 75%+2,2x2) 0,33 = 0,648 m³/s e. Aliran Udara karena Perbedaan Suhu konstanta proporsi (c) = 0,121 tinggi antara titik tengah inlet dan outlet (h) = 0 IV-38

39 Qb = C.A.h(ti-to) = 0,121 1, ,2 = 0 Maka aliran udara karena gabungan tekanan angin dan perbedaan suhu : Q = [Qp2 + Qb2]0,5 = [0, ] 0,5 = 0,648 m³/s Ternyata nilai Q gabungan lebih kecil dengan Q aliran udara untuk membuang panas yang memperhatikan volume ruang. Selisih aliran udara yang dibutuhkan = 1,119-0,648 = 0,471 m/s Jadi dalam ruang kelas harus mengalir udara sebesar 0,33 m/s di seluruh ruangan. Namun sesuai standar SNI 2001 bahwa untuk mempertahankan kondisi nyaman, aliran udara yang jatuh tidak boleh lebih dari 0,25 m/s dan sebaiknya lebih besar dari 0,15 m/s. Oleh karena itu dalam penelitian ini diambil perbaikan berupa penggunaaan air conditioner Perbaikan Untuk menghemat energi, maka dilakukan beberapa perbaikan pada ruang kelas. a. Suhu dalam ruang di naikkan dari 24 ºC menjadi 25,8 ºC. Suhu 25,8 ºC masih merupakan suhu dalam batas nyaman optimal yang ditetapkan oleh SNI. b. Dinding batu bata plester kedua sisi dan kayu diganti dengan batu bata yang diplester kedua sisinya dengan penambahan gabus. Gabus digunakan sebagai isolator sehingga panas tidak mudah menembus dinding c. Kaca yang luasnya 17,3 m² di kurangi menjadi 9,3 m² ( dari 16 kaca menjadi 8 kaca) Pada ruang tersebut jumlah dan luas kaca dikurangi agar jumlah panas yang masuk melalui kaca menjadi berkurang d. Pergantian udara diturunkan dari 3 ACH menjadi 0 ACH Pada pemasangan AC, maka ruanagan dalam keadaan tertutup dan pergantian udara dilakukan commit oleh to AC user tersebut sehingga pemasangan ventilasi tidak dibutuhkan. IV-39

40 Penyelesaian: 1) Panas yang Menembus Elemen Bangunan - Dinding Utara Luas dinding batu bata plester gabus = 23,12 m² Luas kaca = 9,73m² Suhu dalam ruanganyang diinginkan =25,8 0 C Suhu permukaan luar dinding=35,52 0 C U dinding batu bata plester gabus =0,85 W/m 2 0 C U kaca = 4,48 W/m 2 0 C t = 37,97 25,8 0C = 12,17 ºC Maka jumlah panas yang dipindahkan: Q = A.U. t Qc1 = A.U. t + A.U. t = 23,12 0,85 12,17+9,73 4,48 12,17 = 553,19 Watt - Dinding Selatan Luas dinding batu bata plester gabus = 23,12 m² Luas kaca = 9,73 m² Suhu dalam ruangan yang diinginkan =25,8 0 C Suhu permukaan luar dinding= 36,70 0 C U dinding batu bata plester gabus =0,85 W/m 2 0 C U kaca = 4,48 W/m 2 0 C t = 36,70 25,8 0C = 12,68 ºC Qc2 = A.U2. t + A.U. t = 23,12 0,85 12,68 +9,73 0,85 12,68 = 528,37 Watt Qc total = Qc1 + Qc2 = 553, ,37 = 1081,56 IV-40

41 2) Panas Karena Ventilasi Panjang kelas = 9,39 m Lebar kelas = 12 m Tinggi kelas = 3,5 m Pergantian udara ( N ) = 0 ACH ΔT kaca = 33 25,8 = 7,2 - Dinding selatan dan utara Qv = panas karena ventilasi Qp = Volume x N /3600 = 9,39 x 12 x 3,5 x 0 / 3600 = 0 Qv = Qp. ΔT = 1300 x 0 x 8,2 = 0 W Jadi total beban pendinginan yang dibutuhkan adalah, Qm = Qi + Qs + Qc + Qv = 6196, , =7278,06 W = 7,27806 kw (beban pendinginan) Dengan ketetapan bahwa 1 kw = 3412,142 btu dan 1 pk = 9000 btu maka diperoleh hasil akhir, = 7,27806 * 3412,142 / 9000 = 2,75 PK Sedangkan perbaikan PPD dan PMV sebagai berikut, 1) Pertukaran panas konvektif respiratori Cres = 0,0014 M (34-ta) = 0,0014 x 118,97 ( 34 25,8 ) = 1,36 W/m² 2) Pertukaran panas evaporatif respiratori Eres = 1,72 x 10 5 M (5867- pa ) Eres = 1, 72 x 10 5 x 118,97 x ( ) = 5,48 W/m² IV-41

42 3) Pertukaran panas secara penguapan pada kulit ketika manusia mengalami sensasi termal Ec = 3,05 x 10ˉ³ x ((5733-6,99 x (M-W)- pa)) + 0,42 (M-W-58,15) Ec = 3,05 x 10ˉ³ x ((5733-6,99 x (118,97)- 3186)) + 0,42 (118,97-58,15) = 30,77 W/m² 4) Faktor area pakaian Fcl = 1,05 + 0,645 Icl = 1,05 + 0,645 x 0,64 = 1,464 5) Kehilangan panas kering Ar H = x fcl x ((tcl +273) 4 - (tr+273) 4 )+fcl x hc (tcl-ta) AD H = 0,95 x 5,67 x 10-8 x 0,77 x 1,464 x ((34,3 +273) 4 - (31,84+273) 4 )+ 1,464 x 51,15 (34,3-25,8) = 67,69 6) Predicted Mean Vote PMV = (0,303x e -0,036M + 0,028)x((M-W)-H-Ec-Cres-Eres)) PMV = (0,303x e -0,036x118,97 + 0,028)x((118,97)-67,69-30,77-1,365-5,48)) = 0,439 7) Predicted Precentaged of Dissatisfied ( PPD) -(0,03353xPMV^4+0,2179x PMV^2) PPD = x e -(0,03353x0,439^4+0,2179x 0,439^2) PPD = x e PPD = 9,02 % IV-42