ANALISIS KENYAMANAN TERMAL DENGAN METODA COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS PADA RUANG KULIAH FATETA, INSTITUT PERTANIAN BOGOR HARIS FAHREZA

Transkripsi

1 ANALISIS KENYAMANAN TERMAL DENGAN METODA COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS PADA RUANG KULIAH FATETA, INSTITUT PERTANIAN BOGOR HARIS FAHREZA DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016

2 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Kenyamanan Termal dengan Metoda Computational Fluid Dynamics pada ruang kuliah FATETA, Institut Pertanian Bogor adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Agustus 2016 Haris Fahreza NIM F

3 ABSTRAK HARIS FAHREZA. Analisis Kenyamanan Termal dengan Metoda Computational Fluid Dynamics pada Ruang Kuliah FATETA, Institut Pertanian Bogor. Dibimbing oleh MEISKE WIDYARTI. Kenyamanan termal merupakan suatu kondisi yang sangat penting untuk menunjang fungsi dari segala akvitas di dalam ruang. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kenyamanan termal antara lain: suhu, kelembaban, dan aliran udara. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran kondisi kenyamanan pada RK.V 03.1, FATETA, IPB dengan menggunakan metoda computational fluid dynamics (CFD) dan menganalisis nilai overall thermal transfer value (OTTV). Hasil perhitungan OTTV pada RK.V 03.1 sebesar 31,81 W/m 2 yang berarti sudah sesuai dengan SNI Hasil simulasi kenyamanan termal pukul 14:00 pada ruang RK.V 3.01 menunjukkan suhu udara 33,39 C, kelembaban 58,71%, dan kecepatan aliran udara sebesar 0,14 m/detik pada titik 4. Ruangan ini menurut SNI 6390:2011 dikatakan tidak nyaman. Setelah dilakukan modifikasi pada ventilasi atap bangunan maka suhu udara di titik 4 mengalami penurunan sebesar 0,78 C sedangkan kelembaban mengalami peningkatan sebanyak 0,48%, dan kecepatan aliran udara 0,16 m/ detik. Kata kunci: kenyamanan termal, overall thermal transfer value, ruang kuliah, simulasi, ventilasi atap. ABSTRACT HARIS FAHREZA. Thermal Comfort Analysis using Computational Fluid Dynamics Simulation Methods at FATETA classroom, Bogor Agricultural University. Supervised by MEISKE WIDYARTI. Thermal comfort is important to support all functions of activities in a room. Factors that affect thermal comfort are temperature, humidity and air flow. This research was conducted to analyze the thermal comfort in RK.V 03.1 classroom, FATETA IPB using computational fluid dynamics (CFD) methods and analyzing its overall thermal transfer value (OTTV). The results showed that in RK. V The value of OTTV was 31,81 W/m 2 and it is in compliance with the SNI The simulation of thermal comfort condition at 14:00 in RK.V 03.1 showed that air temperature was 33,39 C,with humidity 58,71% and air velocity of 0,14 m/s in point 4. According to SNI 6390:2011, the RK.V 3.01 classroom was classified as uncomfortable. After modifying roof ventilation of the building at point 4 the room temperature decreased 0,78 C, while humidity rised 0,48% and air velocity become 0,16 m/s. Keywords : termal comfort, classroom, overall thermal transfer value, simulation, roof ventilation.

4 ANALISIS KENYAMANAN TERMAL DENGAN METODA COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS PADA RUANG KULIAH FATETA INSTITUT PERTANIAN BOGOR HARIS FAHREZA Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016

5

6 PRAKATA Puji dan syukur dipanjatkan kepada Allah subhanahu wa ta ala atas segala karunia-nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2015 dengan judul Analisis Kenyamanan Termal dengan Metoda Computational Fluid Dynamics pada Ruang Kuliah FATETA, Institut Pertanian Bogor. Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Ucapan terima kasih ditujukan kepada : 1. Dr. Ir. Meiske Widyarti, M.Eng selaku dosen pebimbing yang telah memberikan arahan serta bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 2. Bapak Tri Sudibyo, S.T., M.Sc dan Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M. Eng selaku dosen penguji dalam ujian sidang skripsi atas bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 3. Kedua orang tua tercinta (Bapak Zulfian dan Ibu Cut Nina Ariani), atas doa dan dukungan yang telah diberikan. 4. M. Rheza Sezaria, Hendri Saputro, Wildan Rizqi Maulana, Giovani Septiana, Priyohadi, Faris Muhammad Ramadhan, Muhammad Ardhi Pratama Kuswara, Muhammad Ridwan, dan teman teman satu bimbingan (Ilham Setyaji, Sukma Firdaus, dan Gita Anistya) yang telah membantu dalam proses pengambilan data. 5. Teman teman grup Ingat Wisuda (Arif Alfarisi, Ridwan Adhitiansyah, Cindo Riskina, Fauzan Hakim, dan Damar Wahyu) yang telah memberi dukungan dan semangat dalam penyusunan skripsi ini. 6. Bapak Karman, Bapak Hadi, Bapak Akhmad dan Ibu Etty yang telah membantu dalam pengolahan data maupun nasihat yang telah diberikan dalam penyusunan skripsi ini. 7. Teman-teman mahasiswa di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan 2011 (SIL 48) dan semua pihak terkait yang telah banyak memberi semangat, saran, maupun bantuan baik material maupun pikiran dalam penyusunan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi yang membutuhkan. Bogor, Agustus 2016 Haris Fahreza

7 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL vii DAFTAR GAMBAR vii DAFTAR LAMPIRAN viii PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Perumusan Masalah 1 Tujuan 1 Manfaat 2 Ruang Lingkup 2 TINJAUAN PUSTAKA 3 Arsitektur Tropis 3 Kenyamanan Termal 3 Computational Fluid Dynamics (CFD) 5 METODE PENELITIAN 8 Waktu dan Tempat 8 Alat dan Bahan 8 Prosedur Analisis Data 10 HASIL DAN PEMBAHASAN 16 Kondisi RK.V Overall Thermal Transfer Dynamics (OTTV) 19 Validasi data 20 Simulasi dengan Menggunakan Computational Fluid Dynamics 21 Modifikasi Hasil Simulasi 26 SIMPULAN DAN SARAN 31 Simpulan 31 Saran 31 DAFTAR PUSTAKA 32 LAMPIRAN 34 RIWAYAT HIDUP 61

8 DAFTAR TABEL 1 Standar tata cara perencanan teknis konservasi energi pada bangunan Gedung 4 2 Pengaruh kelembaban terhadap manusia 4 3 Kecepatan angin dan pengaruh terhadap kenyamanan 5 4 Nilai OTTV 19 5 Perbandingan hasil simulasi kecepatan angin pukul 14:00 ketinggian 0,75 m 25 6 Perbandingan hasi simlasi suhu udara pukul 14:00 ketinggian 0,75 m 25 7 Perbandingan hasil simulasi kelembaban pukul 14:00 ketinggian 0,75 m 26 8 Perbandingan hasil modifikasi suhu pada pukul 14: Perbandingan hasil modifikasi kelembaban pukul 14: Perbandingan hasil modifikasi kecepatan angin pukul 14: Kondisi kenyamanan termal setelah dimodifikasi pukul 14:00 30 DAFTAR GAMBAR 1 Lokasi penelitian 8 2 Titik titik pengukuran denah (m) 9 3 Titik titik pengukuran potongan (m) 9 4 Diagram alir penelitian 10 5 Gambar isometri RK.V General setting 12 7 Setting fluida 13 8 Pengaturan dinding 13 9 General setting initial dan ambient condition Initial mesh Grafik suhu dalam bangunan tanggal 10 Mei Grafik kelembaban dalam bangunan tanggal 10 Mei Grafik kecepatan angin dalam bangunan tanggal 10 Mei Garis regresi suhu Garis regresi kelembaban Denah hasil simulasi suhu udara pada pukul 14:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi suhu udara pada pukul 14: Denah hasil simulasi kelembaban pada pukul 14:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi kelembaban pada pukul 14: Denah hasil aliran udara pada pukul 14:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil aliran udara pada pukul 14: Modifikasi atap berlapis ganda dalam bentuk isometri Hasil modifikasi suhu udara di dalam atap pada pukul 14: Hasil modifikasi kelembaban udara di dalam atap pada pukul 14: Hasil modifikasi aliran udara di dalam atap pada pukul 14:00 29

9 DAFTAR LAMPIRAN 1 Lokasi Pengukuran 35 2 Hasil pengukuran tanggal 10 Mei Denah RK. V Grafik Psikometrik 42 5 Contoh perhitungan OTTV 43 6 Faktor radiasi matahari SF untuk jakarta 44 7 Absorpsi radiasi matahari pada permukaan dinding 44 8 Beda suhu ekivalen 44 9 Nilai k bahan bangunan Nilai SC Nilai error hasil validasi suhu udara Nilai error hasil validasi kelembaban Hasil suhu udara pukul 10:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil kelembaban pukul 10:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil aliran udara pukul 10:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil suhu udara pukul 12:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil kelembaban pukul 12:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil aliran udara pukul 12:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil suhu udara pukul 16:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil kelembaban pukul 16:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil aliran udara pukul 16:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil modifikasi suhu udara pukul 14:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil modifikasi kelembaban pukul 14:00 dengan ketinggian 0,75 m Hasil modifikasi aliran udara pukul 14:00 dengan ketinggian 0,75 m 60

10

11 PENDAHULUAN Latar Belakang Salah satu alasan manusia untuk mendesain bangunan adalah untuk mendapatkan kenyamanan yang sesuai dengan aktivitas yang dilakukan. Kondisi kenyamanan di dalam ruangan dipengaruhi kondisi di luar ruangan. Dalam beraktivitas di dalam ruang, diperlukan kondisi fisik tertentu yang nyaman di sekitar, yaitu kondisi termal di dalam ruang yang tidak mengganggu tubuh manusia (Rilatupa 2008). Kenyamanan termal merupakan suatu kondisi yang sangat penting untuk menunjang fungsi dari segala akvitas di dalam ruang. Faktor faktor yang dapat mempengaruhi kenyamanan termal meliputi suhu udara, kelembaban, kecepatan, kecepatan angin dan pakaian yang digunakan (Darby dan Rebecca, 2005). Salah satu Standar Nasional Indonesia (SNI) 6390:2011 yang mengatur mengenai kenyamanan termal adalah Konservasi Energi Sistem Tata Udara Bangunan Gedung yang diterbitkan oleh Badan Standardisasi Nasional (BSN). RK.V 03.1 FATETA, IPB merupakan salah satu ruang kuliah yang sering digunakan dalam proses belajar dan mengajar. Saat ini penggunaan ruang RK.V 03.1 cenderung menggunakan air conditioner (AC). Penggunaan air conditoner (AC) dapat menyebabkan pemborosan energi sehingga dibutuhkan suatu penghematan dalam penggunaan energi yang dapat dikendalikan. Untuk menciptakan ruang kuliah yang hemat energi, salah satu cara adalah dengan mengkondisikan ventilasi. Aliran ventilasi tidak hanya dapat mengurangi penggunaan energi, tetapi dapat meningkatkan kenyamanan termal di dalam ruangan. Perumusan Masalah Permasalahan kondisi termal pada ruang kuliah akan menimbulkan dampak pada konsentrasi dalam perkuliahan dari setiap mahasiswa. Pendingin udara akan mengakibatkan tingginya penggunaan energi. Oleh karena itu, diperlukan upaya agar ruang dapat menjadi nyaman tanpa menggunakan energi yang besar. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Mengetahui kondisi RK.V 03.1 pada kondisi awal. 2. Menganalisis hasil simulasi kondisi termal pada RK.V 03.1 FATETA, IPB setelah ventilasi atap dimodifikasi dengan membandingkan hasil simulasi dengan Standar SNI 6390: Menganalisis overall thermal transfer value (OTTV) pada RK.V 03.1.

12 2 Manfaat Penelitian Manfaat hasil penelitian ini adalah : 1. Memberikan informasi tentang kondisi awal kenyamanan ruang mengenai pola aliran udara, suhu, dan kelembaban. 2. Memberikan informasi mengenai kondisi OTTV pada RK.V Ruang Lingkup Ruang lingkup dari penelitian ini dideskripsikan secara singkat sebagai berikut : 1. Simulasi pola aliran udara, sebaran suhu, dan kelembaban udara di dalam RK.V Perhitungan OTTV. 3. Permodelan atap ganda pada RK.V Membandingkan simulasi hasil modifikasi RK.V 03.1 dengan hasil simulasi.

13 3 TINJAUAN PUSTAKA Arsitektur Tropis Arsitektur tropis merupakan suatu konsep arsitektur yang beradaptasi terhadap lingkungan iklim tropis. Menurut Hardiman (2012), hal utama sebagai prinsip dasar yang harus diperhatikan pada arsitektur tropis lembab adalah pemanfaatan angin untuk ventilasi, perlindungan terhadap radiasi matahari yang masuk ke dalam ruangan dengan memperhitungkan garis lintasan matahari, mencegah akumulasi kelembaban pada ruangan, perlindungan terhadap air hujan yang masuk ke dalam ruangan. Pemahaman rancangan arsitektur di wilayah iklim tropis salah satunya di Indonesia sebagian besar mengadopsi bentuk arsitektur pada iklim subtropis. Arsitektur subtropis cenderung mengekspos bangunan sinar matahari (Karyono 2010). Bangunan dibungkus dengan selubung kaca penuh pada sisi sisi yang berhadapan dengan matahari untuk menciptakan efek rumah kaca yang sangat bermanfaat untuk menghangatkan ruangan di dalam bangunan, terutama saat musim dingin (Karyono 2010). Menurut Satwiko (2009), ventilasi alami adalah pergantian udara secara alami (tidak menggunakan peralatan mekanis, seperti penyejuk udara yang dikenal sebagai air conditioner atau AC). Menurut Liping dan Hein (2007), manfaat ventilasi alami adalah untuk mengurangi biaya operasional, meningkatkan kualitas udara di dalam ruangan dan memberikan kenyamanan termal di dalam ruangan serta menggurangi penggunaan pendingin udara. Untuk merancang ventilasi alami dalam suatu bangunan perlu diketahui pengaruh terhadap ventilasi dilihat pada bentuk bangunan, ukuran dan penempatan lubang ventilasi, perbandingan luas lubang udara yang keluar, posisi arah angin terhadap lubang masuk, bangunan lain di sekitarnya dan sebagainya (Soegijanto 1999). Menurut Jiang dan Chen (2001), untuk mengembangkan desain pada ventilasi alami, diperlukan informasi mengenai distribusi kecepatan udara dan tekanan di sekitar bangunan. Kenyamanan Termal Kenyamanan termal merupakan salah satu unsur kenyamanan yang sangat penting, karena menyangkut kondisi suhu ruangan yang nyaman (Rilatupa 2008). Menurut Lippsmeir (1994), batas batas kenyamanan untuk kondisi khatulistiwa adalah pada kisaran suhu udara 22,5 C 29 C dengan kelembaban udara 20% - 50%. Menurut Yau et all (2011), faktor-faktor kenyamanan termal meliputi faktor lingkungan (suhu, kelembaban relatif, kecepatan udara, dan radiasi matahari) dan faktor pribadi (tingkat aktivitas dan pakaian yang dingunakan). Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 6390:2011 yang mengatur mengenai kenyamanan termal adalah Konservasi Energi Sistem Tata Udara Bangunan Gedung menyebutkan bahwa, suhu ruang kerja berkisar antara 24 C 27 C atau 25,5 C ± 1,5 dengan kelembaban 60% ± 5%. Menurut Standar Tata Cara Perencanaan Teknis Konservasi Energi pada Bangunan Gedung yang diterbitkan oleh yayasan LPMB PU dalam Talarosha (2005), temperatur nyaman untuk orang Indonesia dibagi menjadi tiga yang tersaji dalam Tabel 1.

14 4 Tabel 1 Standar tata cara perencanaan teknis konservasi energi pada bangunan gedung. No Kondisi Temperatur Efektif (TE) ( C) Kelembaban (RH) (%) 1 Sejuk nyaman Ambang batas 20,0-22,8 24, Nyaman optimal 22,8 25,8 70 Ambang batas 28,0 3 Hangat nyaman Ambang batas 25,8-27,1 31,0 60 Sumber: Standar Tata Cara Perencanaan Teknis Konservasi Energi Pada Bangunan Kemudian, menurut Frick (2008) pengaruh kelembaban atas kenyamanan ruang tergantung pada jumlah keringat seorang. Kelembaban udara yang tinggi mengakibatkan sulit terjadinya penguapan di permukaan kulit sehingga mekanisme pelepasan panas dapat terganggu. Oleh karena itu, makin tinggi kelembaban maka makin rendah suhu maksimal yang masih dirasakan. Selanjutnya, pengaruh kelembaban atas suhu dan dan kenyamanan ruang disajikan pada Tabel 2 (Frick 2008). Tabel 2 Pengaruh kelembaban atas suhu dan kenyamanan ruang. Kelembaban (%) Suhu nyaman siang hari ( C) Suhu nyaman malam hari ( C) Sumber : Frick 2008 Angin mengalir disebabkan adanya perbedaan suhu udara. Hal ini, mempengaruhi kondisi nyaman bagi penghuni ruangan. Menurut Darmawan (2008), pergerakan angin merupakan aspek yang penting untuk kenyamanan termal terlebih di daerah panas seperti daerah tropis. Pergerakan udara atau angin yang menyapu permukaan kulit mempercepat perlepasan panas secara konveksi. Pada suhu udara 25 C kecepatan angin 0,5 m/detik membuat tubuh terasa lebih dingin 2 C. Untuk melihat pengaruh pergerakan angin terhadap manusia dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 Kecepatan angin dan pengaruh terhadap kenyamanan Kecepatan angin m/detik Pengaruh atas Kenamanan Efek Penyegaran (pada suhu 30 C) < 0,25 Tidak dapat dirasakan 0 0,25-0,5 Paling nyaman 0,5-0,7 0,5-1 Masih nyaman, tapi gerakan udara dapat 1,0-1,2 dirasakan 1-1,5 Kecepatan maksimal 1,7-2,2 1,5-2 Kurang nyaman, berangin 2,0-3,3 > 2 Kesehatan penghuni terpengaruhi oleh 2,3-4,2 kecepatan angin yang tinggi Sumber: Frick 2008

15 Pengaruh pergerakan angin terhadap bangunan dapat dimanfaatkan pada bangunan yang dibuat secara terbuka dengan jarak yang cukup di antara bangunan agar pergerakan udara terjamin (Napitupulu 2014). Pergerakan udara di dalam ruangan dapat dipengaruhi oleh kecepatan angin, letak dan luas bangunan (inlet), letak dan luas lubang keluar (outlet), hambatan diantara inlet-outlet, arah angin terhadap inlet, dan bentuk bangunan (Nugroho 2013). OTTV merupakan salah satu program kebijakan pemerintah RI dalam bidang konservasi energi pada fasade bangunan, yang telah dimulai sejak Hal ini mengacu pada peraturan SNI yaitu mengenai Teknis Konservasi di dalam Bangunan. OTTV didefinisikan sebagai perpindahan termal menyeluruh yang diperoleh panas akibat radiasi matahari yang melewati parameter persegi luas selubung bangunan (Satwiko 2008). Vijayalaxmi (2010) menyebutkan bahwa, terdapat 3 parameter penting yang dapat dipengaruhi terhadap OTTV yaitu arsitektural, parameter iklim, dan parameter yang berkaitan dengan pengguna lokal bangunan. Parameter arsitektural meliputi orientasi bangunan, material, warna selubung, jenis kaca dan peneduh. Perolehan panas pada selubung bangunan disebabkan karena radiasi matahari yang paling dominan. Oleh karena itu, pengaturan nilai maksimum OTTV ditunjukkan untuk memperoleh selubung bangunan yang cukup terinsulasi sehingga mengurangi perolehan panas eksternal. Hal ini dapat mengurangi beban pendinginan pada pengkondisian udara. Berdasarkan SNI , standar OTTV untuk dinding luar bangunan tidak dapat lebih dari 45 W/m 2. Computational Fluid Dynamics (CFD) Computational Fluid Dynamics (CFD) meupakan sebuah perangkat lunak yang digunakan untuk menganalisa aliran fluida. CFD merupakan ilmu yang berkembang dan mendapat perhatian luas pada masyarakat internasional sejak munculnya komputer digital (Xia, Sun 2002). CFD umumnya digunakan dalam melakukan desain bangunan terutama aliran fluida simulasi atau permodelan (Sapian 2009). Di dalam CFD, Menurut Versteeg, Malalasekera (1995), terdapat tiga tahapan yaitu pra pemprosesan (Pre-processor), pencarian solusi (solver), dan pasca pemprosesan (Post processor). Pre-Processor adalah input masalah komponen input dari permasalahan aliran ke dalam program CFD yang bertujuan untuk memudahkan operator dan transfomrasi input sebelum dilakukan pemecahan oleh solver. Input yang diberikan terdiri atas: pendefinisian geometri pada daerah yang dianalisis, menentukan mesh, menentukan sifat-sifat fluida (massa jenis, panas jenis, konduktivitas, viskositas dan sebagainya, dan menentukan kondisi boundary conditions (kondisi batas) yang sesuai. Solver merupakan pemecahan dari persamaan dasar aliran fluida (energi, momentum dan konservasi massa atau kontinuitas) dengan menggunakan analisa numerik. Pada proses solver, terdiri atas 3 persamaan di dalam aliran fluida yang terdiri atas: kekekalan massa 3 Dimensi, persamaan momentum 3 Dimensi, dan persamaan energi batas. Kekekalan massa 3 dimensi merupakan elemen fluida dinyatakan massa elemen fluida sama dengan laju netto aliran massa ke dalam elemen batas. Semua elemen fluida merupakan fungsi dari ruang dan waktu maka jenis fluida ditulis di 5

16 6 dalam bentuk (x,y,z,t) dan komponen kecepatan fluda yang ditulis sebagai dx/dt=u, dy/dt = v, dan dz/dt= w (Nuryawati 2011). Bentuk persamaan matematika untuk fluida yang tidak terkompresi dinyatakan sebagai berikut (Versteeg dan Malalasekera 1995). = 0...(1) Nilai merupakan massa jenis fluida (kg/m 3 ) dan x, y, z sebagai kordinat kartesian. Persamaan momentum 3 dimensi adalah persamaan momentum yang dikembangkan dari persamaan Navier Strokes dalam bentuk sesuai dengan metode finite volume (Versteeg, Malalasekera 1995). Momentum x : * + * +...(2) Momentum y : Momentum z : * + * +...(3) * + * +...(4) Nilai S MX, S MY, S MZ merupakan momentum pada masing masing unit volume per unit per waktu, masing masing untuk kordinat x, y dan z. sedangkan adalah nilai viskositas dinamik fluida (kg/m.det). Persamaan Energi 3 dimensi merupakan persamaan energi berdasarkan turunan Hukum 1 Termodinamika yang menyebutkan laju perubahan energi partikel fluida sama dengan laju penambahan panas ke dalam partikel fluida ditambah dengan laju kerja yang diberikan pada partikel. Secara matematis dapat dinyatakan dalam persamaan (5) berikut (Versteeg dan Malalasekera 1995). * + * + [( ) ( ) ] [( ) ]...(5) Nilai k merupakan konduktivitas termal fluida (W/m o C), sedangkan nilai T adalah suhu fluida ( o C), adalah tekanan fluida (Pa) dan terakhir nilai S i merupakan energi yang ditambahkan per unit volume per unit waktu. Post Processor merupakan tahapan hasil perhitungan solver yang ditampilkan berupa distribusi suhu udara, vektor dan distribusi kecepatan angin. bentuk bentuk dalam post processor berupa tampilan geometri domain dan grid,

17 output warna, pergerakan partikel, plot gambar di permukaan dalam bentuk 2 atau 3 dimensi, dan manipulasi pandangan. 7

18 8 METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret 2015 sampai Mei Pengambilan data dilakukan di dalam RK.V 03.1 di Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Lokasi penelitian dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1 Lokasi penelitian (Sumber : Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian adalah termometer bola basah dan bola kering, bandul kertas, Anemometer dan software Solidworks Bahan yang digunakan berupa Gambar Denah RK.V Pengambilan Data Pengambilan data primer dilakukan di gedung RK.V 03.1, Fateta. Parameter yang diukur terdiri atas suhu, kelembaban, dan ketinggian angin. Untuk mengukur suhu ruangan digunakan termometer bola basah dan bola kering dan untuk mengukur kecepatan udara di luar ruangan menggunakan anemometer sedangkan pengukuran di dalam ruang menggunakan bandul kertas. Untuk mengukur kelembaban digunakan diagram piskometrik (lampiran 3). Titik titik pengukuran di dalam RK.V 03.1, dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4 serta Lampiran 1. Pengukuran di dalam kelas dan koridor dilakukan pada ketinggian 0,75 m, kecuali pada lokasi 5 (plafon) yang dilakukan pada ketinggian 2,5 m. Pada lingkungan dilakukan pada ketinggian 1,2 m.

19 9 Gambar 2 Titik titik Pengukuran pada denah (satuan m). Gambar 3 Titik titik pengukuran pada potongan (satuan m)

20 10 Mulai Pengambilan data primer Pengambilan data sekunder Suhu udara Kelembaban Kecepatan aliran udara Radiasi matahari Denah RK.V 03.1 Analisis data Tahap simulasi a. Geometris b. Simulasi termal OTTV Tidak Validasi data Iya Modifikasi ventilasi atap simulasi suhu, kelembaban dan aliran udara Selesai Gambar 4. Diagram alir penelitian

21 11 Analisis data 1. Overall Thermal Transfer Value (OTTV) OTTV merupakan perolehan panas yang masuk ruangan akibat dari radiasi matahari yang melewati selubung bangunan yang dihitung dengan luas selubung. Menurut SNI , OTTV untuk panas ruangan akibat radiasi yang masuk dari dinding luar bangunan tidak dapat melebihi 45 W/m 2. Nilai OTTV dalam ruangan dihitung dengan persamaan (6) : Keterangan OTTV n : Harga perpindahan menyeluruh pada dinding luar yang memiliki orientasi tertentu, W/m 2 α : Absorpsi radiasi matahari permukaan dinding U : Transmitan dinding, W/m 2 deg o C ΔT eq : Perbedaan ekivalen antara sisi luar dan dalam SF : Solar Factor atau adiasi matahari W/m 2. SC : Shading coefficient atau koefisien peneduh sistem fenetrasi (bukaan) WWR :Perbandingan antara luas jendela dan luas seluruh permukaan dinding luar pada orientasi yang sama...(6) Nilai α dapat dihitung dari persamaan (7) dan nilai OTTV dinding dihitung dengan persamaan (8) :...(7) { }...(8) Keterangan : OTTV n : Harga OTTV pada dinding, W/m 2 A n : Luas total dinding luas n termasuk jendela 2. Simulasi Tahapan simulasi bangunan a. Pembuatan Geometri Bangunan Gambar RK.V 03.1 dibuat menggunakan software Solidworks Langkah awal dalam pembuatan geometri bangunan adalah membuat tiap komponen pada bangunan tersebut yang kemudian disebut part. Part-part digabung (assembly) menbentuk gambar RK.V 03.1.

22 12 Gambar 5 Isometri RK.V 03.1 b. Simulasi Tahap simulasi bangunan adalah membuat setting dalam Solidworks General setting pada Gambar 6, dilakukan untuk menentukan tipe analisis, fluida, material, bangunan, kondisi awal secara umum. Untuk tipe aliran yang digunakan pada penelitian ini adalah aliran eksternal, memperhitungkan besar aliran udara yang masuk ke dalam ruangan. Gambar 6 General setting. Tahapan selanjutnya adalah mengatur jenis fluida dan karakteristik aliran (Gambar 7). Aliran fluida yang digunakan dalam penelitian ini berupa udara sedangkan karakteristik yang digunakan adalah turbulen dan laminar sesuai dengan kondisi angin. Faktor kelembaban udara diperhitungkan dalam penelitian (Gambar 7).

23 13 Gambar 7 Setting fluida. Langkah selanjutnya adalah mengatur pemilihan material dinding bangunan pada ruang yang diteliti. Pemilihan material dapat dilihat dari Gambar 8. Gambar 8 Pengaturan material Langkah selanjutnya adalah pemasukan parameter kondisi lingkungan seperti temperatur, arah angin, dan kelembaban. Data yang diperlukan dalam kondisi lingkungan dapat dilihat pada Gambar 9.

24 14 Gambar 9 General setting initial dan ambient condition Langkah berikutnya adalah pengaturan initial mesh. Semakin tinggi tingkat initial mesh maka hasil simulasi semakin optimal, namun membutuhkan spesifikasi PC tinggi dan waktu simulasi yang lama. Pada penelitian ini, pengaturan initial mesh digunakan tingkat 3 karena disesuaikan dengan spesifikasi PC yang digunakan (Gambar 10). Gambar 10 Initial mesh Langkah terakhir adalah menentukan boundry condition. Untuk daerah dinding yang terkena udara didefinisikan sebagai real wall. Kondisi batas geometri internal pada ruangan akan dipengaruhi oleh kondisi luar sedangkan pada jendela

25 diberi tanda inlet velocity. Karena pada sisi jendela, udara didefinisikan sebagai arah masuk angin ke dalam ruangan dan tempat keluarnya udara. 3. Validasi data Validasi data dilakukan untuk membandingkan data hasil simulasi dengan data pengukuran. Metode Validasi terbagi menjadi 2 yaitu menggunakan garis regresi dan persamaan Error. Keakuratan data hasil simulasi dengan hasil pengukuran dinyatakan dengan garis regresi yang mana garis tersebut terbentuk pada hubungan linear antara hasil simulasi (Y) dan hasil pengukuran (X). Untuk nilai a dinyatakan intersep dengan b dinyatakan kemiringan....(9) Permodelan simulasi memberikan prediksi suhu dan kelembaban yang semakin baik. Persamaan regresinya memiliki koefisien intersep (a) sedangkan (b) semakin mendekati satu. Selain itu, validasi hasil simulasi dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan APD (Riskawati 2012). 15 [ ]...(10) Dimana merupakan hasil pengukuran dan merupakan hasil simulasi. selanjutnya dinyatakan dalam bentuk Error antara 0 <error< 5%. Hasil simulasi pada validasi, apabila data valid maka dilanjutkan dengan memodifikasi pada bagian atap. 4. Hasil Setelah simulasi selesai, data kondisi kenyamanan RK.V 03.1 dibandingkan dengan SNI 6390:2011 dengan judul Konservasi Energi Sistem Tata Udara Bangunan Gedung sedangkan untuk OTTV dibandingkan dengan SNI dengan judul Konservasi Energi Selubung Bangunan pada Bangunan Gedung.

26 16 HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi RK.V 03.1 RK.V 03.1 memiliki luas 101,25 m 2 sedangkan bentuk bangunan ruang RK.V 03.1, berbentuk persegi panjang dengan panjang 13,25 m dan lebar 7,5 m. Lingkungan di sekitar RK.V 03.1 ditumbuhi beberapa perpohonan yang tinggi dan vegetasi lainnya. RK.V 03.1 terdiri atas pintu berbahan aluminium dan jendela berbahan kaca (Glass) sedangkan dinding ruangan berbahan dari beton ringan (Concrete Light) dan keramik (Ceramics Porcelins). Atap pada bangunan RK.V 03.1 menggunakan bahan genteng keramik. Pengambilan data primer dilakukan selama 4 hari dimulai dari tanggal 2 Mei 2015, 9 Mei 2015, 10 Mei 2015, dan 23 Mei 2015 pada saat kondisi cerah. Untuk pengambilan data, dimulai dari pukul 08:00 sampai pukul 18:00 dengan selang 1 jam sekali. Pengambilan data dilakukan dengan kondisi ventilasi terbuka dengan tanpa memperhitungkan kontribusi panas dari manusia di dalam ruangan. Pengukuran dilakukan di dalam bangunan maupun disisi luar bangunan. Berikut kondisi suhu ruang di dalam ruangan pada Gambar Suhu ( O C) titik 1 titik 2 titik 3 titik 4 titik 5 titik 6 titik 7 titik 8 koridor lingkungan 24 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 Waktu (jam) Gambar 11 Kondisi suhu dalam bangunan tanggal 10 Mei 2015

27 Berdasarkan hasil pengukuran pada beberapa titik menunjukkan, suhu RK.V 03.1 mengalami peningkatan pada pukul 09:00 sampai pukul 14:00 berkisar 1 C sampai 2 C. suhu ruang tertinggi terjadi pada pukul 14:00 dengan suhu 34 0 C (titik 5). Naiknya suhu udara di di dalam ruangan dipengaruhi oleh naiknya suhu udara lingkungan di sekitar ruangan sekitar 34 C yang disebabkan oleh radiasi matahari pada waktu terebut. Menurut Lippsmeier (1997), panas tertinggi dicapai kira kira 1 2 jam pada siang hari, hal ini disebabkan radiasi matahari langsung bergabung dengan suhu udara lingkungan yang tinggi dan mengakibatkan suhu di dalam bangunan jauh lebih tinggi. Suhu di dalam ruangan kembali turun pada pukul 15:00. Faktor turunnya suhu udara di dalam dipengaruhi oleh turunnya suhu lingkungan di sekitar ruangan. Kemudian data kelembaban (Gambar 12) dapat dilihat pada berikut titik 1 Kelembaban (%) titik 2 titik 3 titik 4 titik 5 titik 6 titik 7 titik 8 koridor lingkungan 55 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 Waktu (jam) Gambar 12 Kelembaban dalam bangunan tanggal 10 Mei 2015 Kelembaban udara merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk mengukur uap air di atmosfer (Butler, Suarez 2012). Presentase yang menunjukkan besar kelembaban udara dilihat dari perbandingan antara keadaan uap air dan jumlah maksimum uap air yang dapat dikandung oleh udara pada kondisi ruang dan suhu yang sama (Frick 2007). Kelembaban berpengaruh pada kenyamanan di dalam ruangan. Karena kelembaban udara yang tinggi mengakibatkan rasa gerah pada manusia. Hasil data pengukuran menunjukkan, kelembaban udara terendah di dalam ruangan pada pukul 08:00 adalah 81,27% (Titik 3) dan mengalami penurunan sejak pukul 09:00 sebesar 73,06% (Titik 5) sampai titik terendah pada pukul 14:00 sebesar 58,12% (Titik 5). Faktor yang menyebabkan turunnya kelembaban udara

28 18 disebabkan meningkatnya suhu udara pada ruang RK.V 03.1, kelembaban udara di dalam ruangan naik kembali. Gambar 12 menunjukkan pada pukul 15:00, kelembaban udara di dalam ruangan mengalami kenaikan sebesar 1-2%. Menurut Lippsmeier (1997), kelembaban udara yang rendah disebabkan oleh suhu udara yang meningkat pada siang hari. Selain itu, turunnya kelembaban di dalam ruangan disebabkan kondisi suhu lingkungan mengalami penurunan. Kemudian data kecepatan angin (Gambar 13) dapat dilihat pada berikut. 0,35 0,3 Kecepatan angin (m/detik) 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 titik 1 titik 2 titik 3 titik 4 titik 5 titik 6 titik 7 titik 8 koridor lingkungan 0 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 Waktu (jam) Gambar 13 Kecepatan angin di dalam bangunan tanggal 10 Mei 2015 Hasil pengukuran data kecepatan angin (Gambar 13) menunjukkan, kecepatan angin pada pukul 08:00 sampai pukul 10:00 berkisar 0 m/detik (Titik 3) sampai 0,259 m/detik (Titik 6). Kecepatan angin tertinggi terjadi pada pukul 08:00 di sisi utara pada bagian tengah sebesar 0,25 m/detik (Titik 6) sedangkan yang terendah terletak pada pukul 10:00 di sisi selatan pada bagian tengah (Titik 3) sekitar 0 m/detik. Rendahnya kecepatan angin pada pukul 10:00 disebabkan kurangnya kecepatan angin pada lingkungan sebesar 0,22 m/detik pada pagi hari sehingga aliran udara yang masuk ke dalam menjadi kurang optimal. Kecepatan angin pada siang hari dengan rentang pukul 11:00 sampai pukul 14:00 berkisar antara 0,05 m/detik sampai 0,33 m/detik. Kecepatan angin tertinggi terletak pada pukul 12:00 pada sisi utara bagian tengah (Titik 6) sedangkan kecepatan angin terendah terletak di sisi barat bagian depan (Titik 1) pada pukul 14:00. Kecepatan angin pada siang hari cenderung lebih tinggi dibandingkan pada pagi hari. Hal ini karena terjadinya perbedaan tekanan udara pada lingkungan sekitar akibat dari perbedaan tekanan suhu udara pada waktu pukul 11:00 sampai pukul 14:00.

29 Grafik menunjukkan, kecepatan angin pada pukul 15:00 sampai 18:00 berkisar 0,1 m/detik sampai 0,29 m/detik. Kecepatan angin tertinggi terletak di sisi barat bagian depan (Titik 2) sedangkan yang terendah terletak pada sisi timur bagian belakang (Titik 8). Penurunan kecepatan angin pada sore hari disebabkan menurunnya intesitas matahari sehingga mempengaruhi perbedaan tekanan pada waktu sore hari. Berdasarkan hasil pengukuran (Gambar 13) menunjukkan, pada waktu siang hari, intensitas pergerakan angin yang masuk ke dalam ruang lebih besar dibandingkan pada pagi hari maupun sore. Selain itu, ketinggian angin pada lingkungan selalu berubah ubah. Meskipun demikian, pengukuran kecepatan angin pada ruangan perlu diperhatikan agar memberikan gambaran terhadap kondisi pada keadaan sesungguhnya. Overall Thermal Transfer Value (OTTV) Analisis OTTV dilakukan pada RK.V Untuk menghitung nilai OTTV, ada pun beberapa variabel yang terdapat dalam rumus OTTV di antaranya, α, SF, U, WWR, SF, dan ΔTD eq. Perhitungan OTTV pada RK.V 03.1 ditinjau dari masing masing orientasi selubung kaca pada bangunan. Untuk RK.V 03.1 hanya terdapat 2 orientasi kaca yaitu sisi utara dan sisi selatan. Data denah konstruksi diperoleh dari luas selubung pada RK.V 03.1 sedangkan nilai WWR diperoleh dari perhitungan luas kaca terhadap luas dinding keseluruhan pada RK.V Data lain yang digunakan adalah absorpsi bahan (α), data ini diperoleh dari data material selubung bangunan (Lampiran 6). Nilai U w didapat dari hasil perhitungan tebal dan konduktivitas material berdasarkan SNI Untuk nilai SF (Lampiran 5) digunakan pada wilayah Jakarta karena nilai SF pada daerah Bogor tidak tersedia. Nilai ΔTD eq didapat berdasarkan berat jenis material dan orientasi bangunan dan nilai SC diperoleh berdasarkan data pabrikan kaca. Hasil analisis nilai OTTV dapat dilihat pada tabel 4. Tabel 4 Nilai OTTV Sisi Bangunan Luas Bangunan (m 2 ) Hasil OTTV (W/m 2 ) Selatan 101,25 29,68 Utara 101,25 33,94 Nilai keseluruhan OTTV 31,81 Hasil analisis menunjukkan pada sisi utara dan selatan pada ruang RK.V 03.1 memiliki nilai OTTV yang bervariasi. Nilai OTTV pada sisi Utara sebesar 33,94 W/m 2 sedangkan nilai OTTV pada sisi Selatan sebesar 29,68 W/m 2. Pada orientasi pada sisi Utara dan sisi Selatan ruang RK.V 03.1 dinyatakan kondisi yang nyaman karena nilai tersebut di bawah 45 W/m 2. Nilai OTTV secara keseluruhan dinyatakan dalam kondisi yang nyaman berdasarkan SNI Faktor penyebab kondisi RK.V 03.1 yang sesuai dengan kenyamanan termal karena penggunaan material kaca menggunakan kaca berlapis warna gelap dan lapisan cat dinding di luar pada RK.V 03.1 menggunakan cat berwarna kuning medium. Warna warna cerah pada lapisan cat dapat memantulkan radiasi matahari dibandingkan kemampuannya menyerap radiasi. Di sisi lain, kaca berlapis warna hitam pada RK.V 03.1 dapat menahan lajunya radiasi matahari ke dalam ruangan. 19

30 20 Validasi Data Validasi merupakan perbandingan data pengukuran dengan data simulasi dinyatakan dengan besarnya Error. Untuk validasi, data yang dianalisis adalah pada pukul 10:00, 12:00, 14:00, dan 16:00. Kondisi pengukuran yang diambil untuk simulasi adalah kondisi terburuk yang didapatkan pada tanggal 10 Mei Hasil validasi ( Lampiran 11) menunjukkan, nilai Error suhu pada pukul 10:00, 12:00, 14:00 dan 16:00 berkisar antara 0,08% sampai dengan 4,16 %. Hasil Error tertinggi pada pukul 14:00 sebesar 4,16% (Titik 3) sedangkan nilai Error terendah terletak pada pukul 14:00 sebesar 0,08% (Titik 8). Secara keseluruhan nilai Error pada pukul 10:00, 12:00, 14:00 dan 16:00 sebesar 1,70 % sedangkan validasi kelembaban (Lampiran 12) menjelaskan, nilai selisih Error berkisar antara 0,2 % sampai 4,8 %. Nilai Error kelembaban tertinggi sebesar 4,8% terletak pada daerah 14:00 titik 8 sedangkan terendah sebesar 0,2% pada pukul 16:00 di titik 2. Secara keseluruhan nilai Error kelembaban sebesar 2,45 %. Namun, untuk validasi aliran udara tidak diperhitungkan nilai Error-nya. Karena aliran udara dapat berubah - ubah pada saat pengukuran sesuai dengan kondisi pada ruangan tersebut. Hasil simulasi aliran udara menujukkan, pengaruh kecepatan angin terhadap kenyamanan (Lampiran 11). Untuk hasil validasi kelembaban dapat dilihat pada Lampiran 12. Berdasarkan hasil validasi menunjukkan, nilai Error dinyatakan baik apabila nilai di bawah 5,0 % sehingga dikatakan bahwa model hasil simulasi RK.V 03.1 cukup akurat. Untuk membuktikan validasi hasil simulasi, dapat digunakan dengan metode lain yaitu menggunakan analisis regresi linear. Hasil pada analisis regresi linear dapat dilihat pada Gambar 14 sedangkan kelembabannya dapat dilihat pada Gambar Simulasi ( C) y = 0,8869x + 4,0161 R² = 0,8962 suhu Linear (suhu) 29 28,5 29,5 30,5 31,5 32,5 33,5 34,5 Pengukuran ( C) Gambar 14 Grafik validasi regresi linear suhu

31 Simulasi (%) y = 0,9275x + 3,9959 R² = 0,9143 simulasi Linear (simulasi) Pengukuran (%) Gambar 15 Grafik validasi regresi linear kelembaban Berdasarkan Gambar 14 dan Gambar 15 dapat dilihat, hubungan grafik menghasilkan nilai a dan b pada masing masing regresi linear. Pada model simulasi memberikan prediksi sebaran suhu yang baik apabila persamaan regresinya memiliki intersep (a) mendekati nol dan nilai gradien (b) mendekati satu. Hasil analisis menunjukkan nilai koefisien intersep (a) pada suhu udara sebesar 0,88 dengan nilai gradien (b) sebesar 4,01 dengan nilai kepercayaan sebesar 0,89%. Lalu, untuk nilai koefisien intersep (a) pada kelembaban sebesar 0,92 dengan nilai gradien sebesar (b) 3,99 dengan nilai kepercayaan sebesar 0,91%. Berdasarkan hasil kedua persamaan regresi linear pada Gambar 14 dan 15 menunjukkan, nilai koefisien intersep (a) mendekati nol sedangkan nilai gradien (b) mendekati satu, hasil validasi cukup valid. Simulasi dengan Metode Computational Fluid Dynamic (CFD) Simulasi dilakukan untuk memprediksi penyebaran aliran udara di dalam ruangan. Simulasi, dilakukan pada pukul 10:00, 12:00, 14:00, dan 16:00. Hasil validasi data yang dianalisis adalah pukul 10:00, 12:00, dan 16:00 disajikan pada Lampiran 13 sampai dengan Lampiran 22, sedangkan hasil simulasi pada pukul 14:00 dapat dilihat pada Gambar 16 sampai dengan Gambar 21.

32 22 Gambar 16 Denah hasil simulasi suhu udara pukul 14:00 dengan ketinggian 0,75 m Gambar 17 Potongan simulasi suhu udara pukul 14:00 Hasil simulasi pada Gambar 16 dan Gambar 17 memperlihatkan bahwa, suhu ruangan berkisar antara 32,86 C (biru tua) sampai dengan 33,75 C (biru kehijauan). Suhu tertinggi terletak pada bagian plafon (Titik 5) sebesar 33,75 C. Penyebab tingginya suhu ruangan pada daerah plafon disebabkan karena panas yang terkumpul pada bagian atap (Gambar 17) yang kemudian disebabkan oleh tingginya radiasi matahari. Akibatnya, suhu udara pada bagian atap mengalami konveksi ke bawah ruangan sehingga memengaruhi suhu ruangan pada ketinggian 0,75 m (kondisi duduk). Selain itu, rancangan atap yang kurang sesuai mengakibatkan suhu udara dapat mempengaruhi kenyamanan termal di dalam ruangan. Rancangan atap merupakan faktor penting dalam menentukan kondisi kenyamanan di ruangan.

33 23 Gambar 18 Denah hasil simulasi kelembaban udara pukul 14:00 ketinggian 0.75 m Gambar 19 Potongan hasil simulasi kelembaban udara pukul 14:00 Gambar 18 dan Gambar 19 menjelaskan, kelembaban di RK.V 03.1 pada ketinggian 0,75 m (posisi duduk) berkisar antara 57,43% sampai 59,71%. Kelembaban tertinggi terletak pada bagian selatan (titik 7). Kelembaban di dalam ruangan dipengaruhi oleh suhu udara yang naik secara signifikan sehingga mempengaruhi kelembaban di dalam ruangan tersebut. Gambar 20 dan Gambar 21 menjelaskan, aliran udara pada ruang kuliah berkisar antara 0,03 m/detik 0,28 m/detik. aliran udara tertinggi terletak di daerah jendela bagian Barat (Titik 2) sedangkan yang terkecil terletak di dekat plafon (Titik 5). Tingginya aliran udara di sebelah timur pada bagian depan di RK.V 03.1 dipengaruhi oleh arah angin yang bertiup dari sisi utara menuju ke arah selatan sehingga ketinggian angin yang masuk ke dalam melalui jendela utara lebih besar dibandingkan pada jendela sebelah selatan. Pada daerah tengah RK.V 03.1, aliran udara berkisar antara 0,03 m/detik 0,177 m/detik dengan berpola berputar putar. Aliran udara bagian tengah

34 24 (Titik 4 dan Titik 5) ruangan lebih kecil dibandingkan pada bagian jendela utara (Titik 2, Titik 6, dan Titik 8). Hal ini disebabkan kurangnya ventilasi pada jendela sebelah utara(titik 2, Titik 6, dan Titik 8) sehingga aliran udara yang masuk ke ruangan pada bagian tengah (Titik 4 dan Gambar 20 Denah hasil simulasi aliran udara pada pukul 14:00 ketinggian 0.75 m Gambar 21 Potongan hasil simulasi aliran udara pada pukul 14:00

35 Tabel 5 Perbandingan hasil simulasi kecepatan angin pukul 14:00 ketinggian 0,75 m Titik Kecepatan angin Standar yang nyaman pengukuran simulasi (m/detik) (m/detik) Kondisi 1 0,17 0,25 0,5 Tidak nyaman 2 0,28 0,25 0,5 Nyaman 3 0,17 0,25 0,5 Tidak nyaman 4 0,14 0,25 0,5 Tidak nyaman 6 0,25 0,25 0,5 Nyaman 7 0,14 0,25 0,5 Tidak nyaman 8 0,17 0,25 0,5 Tidak nyaman Tabel 5 menujukkan bahwa, ketinggian angin pada RK.V 03.1 pada ketinggian 0,75 m (posisi duduk) berkisar antara 0,14 m/detik 0,28 m/detik. Aliran udara terendah terletak di sisi selatan pada bagian tengah (titik 3) sedangkan yang tertinggi terletak di sisi barat pada bagian depan (Titik 2). Menurut Frick (2008) (Tabel 2), kecepatan angin yang nyaman bagi manusia berkisar antara 0,25 m/detik 0,5 m/detik. Secara keseluruhan, kecapatan angin dapat disimpulkan bahwa aliran udara di dalam RK.V 03.1 tidak nyaman. Penyebab ketidaknyamanan di dalam ruangan karena kecepatan angin pada di sisi selatan bagian tengah (Titik 3), sisi Timur bagian belakang (Titik 7), bagian tengah 4, dan sisi barat bagian depan (Titik 1) kurang dari <0,25 m/detik sehingga dibutuhkan modifikasi. Hasil perbandingan simulasi suhu dengan SNI 6390:2011 dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6 Perbandingan hasil simulasi suhu pada pukul 14:00 ketinggian 0,75 m Titik Suhu simulasi Standar yang nyaman pengukuran ( C) ( C) Kondisi 1 33, Tidak nyaman 2 33, Tidak nyaman 3 33, Tidak nyaman 4 33, Tidak nyaman 6 33, Tidak nyaman 7 33, Tidak nyaman 8 33, Tidak nyaman Pada Tabel 6 dapat dilihat bahwa, suhu ruangan pada ketinggian 0,75 m (posisi duduk) berkisar antara 32,68 C - 33,75 C. Suhu tertinggi terletak pada sisi timur bagian belakang (Titik 8) sedangkan yang terendah terletak di sisi barat pada bagian depan (Titik 2). Hasil perbandingan simulasi kelembaban dengan SNI 6390:2011 dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7 menjelaskan bahwa, kelembaban di dalam ruangan berkisar antara 57,43% sampai 59,71%. Hasil simulasi kelembaban pada RK.V 03.1 secara keseluruhan tergolongan nyaman bagi manusia. Menurut SNI 6390:2011 menjelaskan bahwa, kondisi yang ideal di dalam ruang kerja berkisar antara 24 C sampai dengan 27 C dengan kelembaban 60% Hasil simulasi dapat disimpulkan, pada RK.V 03.1 dengan ketinggian 0,75 m (kondisi duduk) tidak sesuai dengan kenyamanan termal karena suhu ruangan melebihi 32,68 C. Dampak dari ketidaknyamanan di dalam ruangan adalah dapat menurunkan tingkat konsentrasi pada manusia sehingga mempengaruhi kinerja pada manusia. 25

36 26 Oleh karena itu, perlu adanya modifikasi pada bentuk atap agar dapat mengurangi suhu udara di dalam ruangan. Tabel 7 Perbandingan hasil simulasi kelembaban pada pukul 14:00 ketinggian 0,75 m Titik Kelembaban simulasi Standar yang nyaman pengukuran (%) (%) Kondisi 1 57,43 60 ± 5 Nyaman 2 59,71 60 ± 5 Nyaman 3 57,43 60 ± 5 Nyaman 4 59,71 60 ± 5 Nyaman 6 59,71 60 ± 5 Nyaman 7 59,71 60 ± 5 Nyaman 8 57,43 60 ± 5 Nyaman Modifikasi Hasil Simulasi Salah satu persoalan ketidaknyamanan ruang pada wilayah tropis disebabkan karena pengaruh radiasi matahari yang tinggi. Bagian atap bangunan memberikan kontribusi yang tinggi terhadap hal ini. Pada penelitian ini dilakukan modifikasi dengan memberikan ventilasi pada bagian atap karena atap bangunan menimbulkan dampak besar pada ketidaknyamnan termal ruang. Simulasi pada modifikasi atap hanya dilakukan pada menyisati pengurangan radiasi matahari. Selain itu, radiasi tinggi berada pada kondisi pukul 14:00 saja karena pada pukul tersebut ruangan mengalami kondisi kenyamanan termal terburuk pada saat pengukuran. Gambar 22 Modifikasi atap ganda bentuk isometri

37 Penggunaan atap pada bangunan modern pada umumnya berbentuk limas. Akan tetapi, sirkulasi udara yang kurang baik dapat menurunkan kondisi kenyamanan pada bangunan. Pada proses modifikasi atap ini, digunakan atap berlapis ganda (Gambar 22). Fungsi penggunaan atap ini, agar terjadinya sirkulasi aliran udara dan mengurangi udara panas yang terkumpul di bagian atap sehingga aliran udara panas dapat dialirkan pada kedua sisi ventilasi atap. Hasil simulasi suhu pada bagian atap dapat dilihat pada Gambar 23 berikut. 27 Gambar 23 Hasil modifikasi suhu pada pukul 14:00 di dalam atap Gambar 23 menjelaskan, suhu udara pada bagian atap berkisar antara 32,09 C sampai 33,12 C. Penurunan suhu udara di dalam atap karena adanya sirkulasi udara pada bagian atap sehingga udara panas yang terkumpul di dalam atap dapat berkurang. Hasil modifikasi suhu di dalam RK.V 03.1 dapat dilihat pada Tabel 8. Tabel 8 Perbandingan hasil modifikasi suhu pada pukul 14:00 Titik Simulasi Simulasi Modifikasi Perbedaan pengukuran ( C) ( C) ( C) Kondisi 1 33,39 31,58 1,82 Tidak nyaman 2 33,21 32,09 1,12 Tidak nyaman 3 33,39 31,58 1,81 Tidak nyaman 4 33,39 32,61 0,78 Tidak nyaman 5 33,75 32,61 1,14 Tidak nyaman 6 33,04 32,09 0,95 Tidak nyaman 7 33,75 31,56 2,19 Tidak nyaman 8 33,93 33,12 0,81 Tidak nyaman Tabel 8 menjelaskan bahwa, suhu udara hasil modifikasi mengalami penurunan berkisar 0,78 C (Titik 4) sampai 2,19 C (Titik 7). Penurunan terkecil

38 28 terletak pada bagian tengah (Titik 4) sebesar 33,39 o C menjadi 32,61 C sedangkan yang tertinggi terletak di sisi Barat pada bagian belakang (Titik 7) sebesar 33,75 C menjadi 31,56 C. Penggunaan ventilasi atap efektif dapat menurunkan suhu udara di dalam ruangan. Hal ini karena adanya sirkulasi di bagian atap sehingga udara panas yang terkumpul dapat keluar melalui ventilasi. Suhu di dalam ruangan mengalami penurunan dan menimbulkan gaya apung. Gaya apung adalah udara yang bergerak ke atas akibat dari perbedaan suhu udara sehingga mengakibatkan suhu udara panas dialirkan keluar pada ventilasi. Menurut Sukawi (2015), udara yang terpanaskan akan menurunkan massa jenisnya sehingga massa udara semakin ringan dan dengan pengaruh gravitasi dapat menyebabkan cenderung bergerak ke atas atau mengapung. Gambar 24 Hasil modifikasi kelembaban pada pukul 14:00 di dalam atap Gambar 24 memperlihatkan bahwa hasil modifikasi pada kelembaban di bagian atap berkisar antara 60,62% sampai dengan 61,45%. Kelembaban di dalam atap cenderung lebih tinggi dibandingkan kelembaban di lingkungan. hal ini disebabkan adanya sirkulasi udara sehingga dapat menstabilkan kelembaban udara di dalam atap. Hasil modifikasi suhu di dalam RK.V 03.1 dapat dilihat pada Tabel 9. Tabel 9 Perbandingan hasil modifikasi kelembaban pada pukul 14:00 Titik Simulasi Simulasi Modifikasi Perbedaan pengukuran (%) (%) (%) Kondisi 1 57,43 62,31 4,88 Nyaman 2 59,71 62,31 2,6 Nyaman 3 57,43 60,77 3,34 Nyaman 4 58,71 59,23 0,48 Nyaman 5 59,71 59,23 0,48 Nyaman 6 59,71 57,69 2,02 Nyaman 7 59,71 60,77 1,06 Nyaman 8 57,43 57,43 1,8 Nyaman

39 Hasil modifikasi pada Tabel 9 menjelaskan, kelembaban pada bagian depan sebesar 62,31% (Titik 1, Titik 2) dengan perbedaan hasil modifikasi dengan simulasi sebesar 2,6% (Titik 2) - 4,8% (Titik 1). Besarnya kelembaban pada titik 1 dipengaruh oleh adanya bukaan pintu sehingga mempengaruhi kelembaban pada bagian tersebut. Pada bagian tengah (Titik 3, titik 4, Titik 6), kelembaban berkisar 59,23% - 60,77% dengan perbedaan hasil simulasi berkisar 0,48% - 3,34%. Untuk bagian belakang (Titik 7, Titik 8), kelembaban berkisar 57,43% - 60,77% dengan perbedaan berkisar 1,06% 1,8%. Secara kesuluruhan kelembaban hasil modifikasi cenderung merata dengan kisaran 57,43% sampai dengan 62,31% dengan kondisi yang nyaman. 29 Gambar 25 Hasil modifikasi kecepatan udara pada pukul 14:00 di dalam atap Gambar 25 menjelaskan, kecepatan angin pada bagian atap berkisar antara 0,808 m/detik sampai dengan 1,38 m/detik. Tingginya kecepatan angin pada bagian atap disebabkan bukaan ventilasi pada bagian atap cukup besar sehingga aliran udara masuk ke dalam atap menjadi lebih besar. Hasil perandingan modifikasi pada pukul 14:00 dapat dilihat pada Tabel 10. Tabel 10 Perbandingan hasil modifikasi kecepatan angin pada pukul 14:00 Titik Simulasi Simulasi Modifikasi Perbedaan pengukuran (m/detik) (m/detik) (m/detik) Kondisi 1 0,17 0,46 0,29 Nyaman 2 0,28 0,38 0,10 Nyaman 3 0,17 0,34 0,17 Nyaman 4 0,14 0,3 0,16 Nyaman 5 0,07 0,23 0,16 Nyaman 6 0,25 0,46 0,21 Nyaman 7 0,14 0,23 0,09 Nyaman 8 0,17 0,38 0,21 Nyaman Tabel 10 menunjukkan bahwa, kecepatan angin hasil modifikasi mengalami peningkatan berkisar 0,09 m/detik sampai dengan 0,29 m/detik. Peningkatan

40 30 tertinggi terletak pada Titik 1 (bagian depan) karena adanya bukaan pintu sehingga aliran udara yang keluar jauh lebih besar. Menurut Frick (2008), kecepatan angin yang ideal bagi manusia berkisar antara 0,25 m/detik sampai 0,5 m/detik. Secara keseluruhan aliran udara pada pukul 14:00 sudah sesuai dengan kenyamanan termal. Berikut kondisi kenyamanan termal setelah di modifikasi pada Tabel 11. Tabel 11 Kondisi kenyamanan termal setelah dimodifikasi pukul 14:00 Titik Suhu Kelembaban Kecepatan angin pengukuran ( C) (%) (m/detik) Kondisi 1 31,58 62,31 0,46 Tidak nyaman 2 32,09 62,31 0,38 Tidak nyaman 3 31,58 60,77 0,34 Tidak nyaman 4 32,61 59,23 0,30 Tidak nyaman 5 32,61 59,23 0,23 Tidak nyaman 6 32,09 57,69 0,46 Tidak nyaman 7 31,56 60,77 0,23 Tidak nyaman 8 33,12 57,43 0,38 Tidak nyaman Berdasarkan Tabel 11, terlihat bahwa suhu udara tertinggi terletak pada bagian belakang (Titik 8) sebesar 33,12 C sedangkan aliran udara sebesar 0,46 m/detik (Titik 6) dan kelembaban sebesar 62,31% (Titik 1). Menurut Standar Nasional Indonesia menjelaskan bahwa kenyamanan termal pada RK.V 03.1 pada suhu udara tidak sesuai dengan SNI 6390:2011 (Tabel 11). Akan tetapi, kenyamanan termal pada RK.V 03.1 sudah lebih baik dibandingkan pada saat sebelum memodifikasi di dalam ruangan.

41 31 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan 1. Hasil simulasi pada pukul 14:00 menunjukkan, suhu berkisar antara 33 C 34 C, kelembaban antara 57,43 % - 59,71 %, dan kecepatan udara sebesar 0,07 m/detik - 0,28 m/detik. Menurut SNI 6390:2011, suhu ideal pada ruang kerja berkisar antara 24 C 27 C dengan kelembaban 60% ± 5% maka dapat disimpulkan bahwa ruang kuliah RK.V 3.01 dinyatakan dalam kondisi tidak nyaman. 2. Setelah dilakukan modifikasi pada bagian atap, suhu udara pada pukul 14:00 mengalami penurunan di titik 4 sekitar 0,78 C dan kelembaban mengalami kenaikan sebesar 2,6% dan kecepatan angin 0,3 m/detik. Hasil modifikasi menunjukkan kondisi ruang kuliah RK.V 3.01 mendekatikondisi yang nyaman. 3. Hasil perhitungan nilai OTTV menunjukkan nilai OTTV sebesar 31,81 W/m2. Menurut SNI nilai OTTV di bawah 45 W/m2 dinyatakan efisien. Saran Melakukan modifikasi pada bukaan dan berbagai ventilasi atap untuk mendapatkan kondisi kenyamanan yang lebih baik.

42 32 DAFTAR PUSTAKA Arsadda R Solidworks Professional. Bandung (ID): Informatika. [BSN] Badan Standardisasi Nasional Konservasi Energi Selubung Bangunan pada Bangunan Gedung. SNI [BSN] Badan Standardisasi Nasional Konservasi Energi Sistem Tata Udara Bangunan Gedung. SNI Butler CJ, Suarez AMG Relative Humidity at Armagh Observatory, Irlandia (IE). International Journal of Climatology 32: (2012): Royal Meteorological Society. Darby, Rebecca, W Thermal Comfort. British (IG): Oxford University. Departemen Pekerjaan Umum Standar Tata Cara Perencanaan Teknis Konservasi Energi pada Bangunan Gedung. Bandung: Yayasan LPMB. Frick H, Suskiyanto B Dasar dasar Arsitektur Ekologis. Yogyakarta (ID): Kanisius. Frick H, Ardiyanto A, Darmawan AMS Ilmu Fisika Bangunan. Universitas Soegijapranata. Semarang Gut, Paul/Ackerknecht, D.1993.Cli. Hardiman G Pertimbangan Iklim Tropis Lembab Dalam Konsep Arsitektur Bangunan Modern. Jurnal Arsitektur Universitas Bandar Lampung, Juni 2012, N0.2 Vol.2 (ID): Universitas Bandar Lampung. Hellickson MA, Walker JN Ventilation of Agricultural Structures. Michigan : Journal American Society of Agricultural Engineers. Jiang Y, Chen Q Study of Natural Ventilation in Buildings by Large Eddy Simulation. 89(13), Boston (US). Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. Karyono TH Green Architecture Pengantar Pemahaman Arsitektur Hijau di Indonesia. Jakarta (ID) : PT Rajawali Grafindo Persada. Kurniawan A, Yuwono AS, Fatimah R Penuntun Praktikum Teknik Pengolaan Kualitas Udara. Bogor: Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian Bogor. Liping W, Hien WN Applying Natural Ventilation for Thermal Comfort in Residential Buildings in Singapore. Singapore (SG). Volume 50.3, pp Lippsmeier G Bangunan Tropis. Jakarta (ID): Erlangga. Lippsmeier G Bangunan Tropis (Terjemahan). Jakarta (ID): Erlangga. Napitupulu SS Pengaruh Orientasi Bangunan dan Kecepatan Angin Terhadap Bentuk dan Dimensi Filter pada Fasad Bangunan Rumah Susun. Indonesia (ID). ISSN : Nugroho MSP Pemanfaatan Potensi Angin bagi Ventilasi Alami Gedung Baru Fakultas Kedokteran UMS. Simposium Nasional RAPI XII 2013 FT UMS: ISSN Nuryawati N Simulasi Distribusi Suhu dan Pola Aliran Udara Dalam Rumah Tanaman Tipe Modified Arch Menggunakan Computational Fluid Dynamics [Skripsi]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor. [PT] Perseroan Terbatas Asahimas Flat Glass Tbk.. Panasap. Rilatupa J Aspek Kenyamanan Termal pada Pengkondisian Ruang Dalam. Jurnal Sains dan Teknologi vol.18, No.3, Agustus hal

43 Riskawati D Simulasi Sebaran Suhu pada Chamber Aeroponik dengan Menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD) [Skripsi]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor. Sapian AR Validation of the Computational Fluid Dynamics (CFD) Method for Predicting Wind Flow Around a High-Rise Building (HRB) in an Urban Boundary Layer Condition. Kuala Lumpur (M). Journal of Contruction in Developing Counteris,Vol.14(2), 1-20,2009. Satwiko P Fisika Bangunan. Yogyakarta (ID): Penerbit Andi. Soegijanto Bangunan di Indonesia dengan Iklim Tropis Lembab Ditinjau dari Aspek Fisika Bangunan. Jakarta (ID): Ditjen Pendidikan Tinggi Depdikdud. Sukawi, Dwiyanto A, Hardiman G Model Ventilasi Atap Pada Pengembangan Rumah Sederhana di Lingkungan Berkepadatan Tinggi. Prosiding SNST ke-6 tahun 2015 Semarang. hlm Talarosha B Menciptakan Kenyamanan Thermal Dalam Bangunan. Jurnal Sistem Teknik Industri, Universitas Sumatera Utara (ID). Versteeg HK, Malalasekera W An Introduction to Computational Fluid Dynamics. New York (US) : The Finite. Vijaylaxmi J Concept of Overall Thermal Transfer Value (OTTV) in Design of Building Envelope to Achieve Energy Efficiency. Internasional Journal Of Thermal & Environmental Engineering Volume 1, No.2 (2010) Xia B, Sun DW Applicatons of Computational Fluid Dynamics (CFD) in the Food Industry: a review. Irlandia (IE). Computers and Electronis in Agriculture 34 (2002) Yau YH, Ding LC, Chew BT Thermal Comfort and Indoor Air Quality at Green Building in Malaysia. Kuala Lumpur (M). United Kingdom Malaysia Ireland Engineering Science Conference 2011 (UMIES), Kuala Lumpur, July

44 34 LAMPIRAN

45 35 Lampiran 1 Lokasi pengukuran Titik 1 (depan kelas, dibagian depan Barat) Titik 4 (dalam kelas, di tengah) Titik 2 (dalam kelas, di bagian depan Barat) Titik 5 (dalam kelas, di plafon) Titik 3 (dalam kelas, di bagian tengah Selatan) Titik 6 (dalam kelas, dibagian tengah utara

46 36 Lampiran 1 Lanjutan Titik 7 (dalam kelas, di belakang Timur) Koridor (luar kelas Selatan) Titik 8 (dalam kelas, di belakang Timur) Lingkungan (Luar kelas Selatan)

47 37 Lampiran 2 Hasil pengukuran tanggal 10 Mei 2015 Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pukul Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik ,42 0,20 Titik ,87 0,18 Titik 3 23, ,27 0,17 Titik 4 25,1 26,8 85,18 0,06 08:00 Titik 5 24,5 26,4 85,72 0,09 Titik 6 25,5 25,8 86,26 0,25 Titik ,3 82,81 0,19 Titik ,85 0,17 Koridor 23,5 25,2 86,85 0,16 Lingkungan ,02 0,22 Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pukul Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik ,5 81,83 0,17 Titik 2 24, ,85 0,18 Titik 3 24, ,85 0,13 Titik ,3 83,48 0,08 09:00 Titik 5 25,1 28,9 73,78 0,21 Titik 6 24,9 27,1 83,79 0,22 Titik 7 25,2 28,2 78,70 0,03 Titik ,02 0,17 Koridor 24,9 26,8 85,84 0,16 Lingkungan ,55 0,19 Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pukul Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik ,02 0,02 Titik 2 25, ,76 0,29 Titik ,56 0 Titik ,5 70,26 0,13 10:00 Titik ,5 70,26 0,08 Titik 6 25, ,76 0,27 Titik 7 26, ,21 0,03 Titik 8 26,5 30,5 73,18 0,29 Koridor 25, ,01 0,07 Lingkungan ,12 0,24

48 38 Lampiran 2 Lanjutan Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban Pukul Pengukuran angin BB BK (%) (m/detik) Titik 1 26,1 30,2 72,54 0,16 Titik ,06 0,25 Titik ,06 0,17 Titik ,5 64,96 0,12 11:00 Titik 5 26, ,57 0,13 Titik ,06 0,27 Titik 7 26, ,94 0,23 Titik ,12 0,26 Koridor 25,5 29,2 74,57 0,13 Lingkungan ,66 0,30 12:00 Pukul Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik ,55 0,16 Titik 2 25, ,64 0,30 Titik ,96 0,18 Titik ,26 0,09 Titik 5 26,2 32,5 61,14 0,14 Titik ,55 0,31 Titik 7 26,5 31,5 67,84 0,21 Titik ,32 Koridor 26 30,5 70,26 0,14 Lingkungan ,67 0,32 Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pukul Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik 1 26,5 32,5 62,78 0,19 Titik ,46 0,24 Titik 3 25,5 31,5 62,13 0,19 Titik ,39 0,09 13:00 Titik 5 26, ,39 0,09 Titik ,5 64,96 0,28 Titik ,10 0,13 Titik ,10 0,24 Koridor 25, ,64 0,17 Lingkungan ,10 0,24

49 39 Lampiran 2 Lanjutan Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pukul Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik ,74 0,05 Titik ,46 0,27 Titik 3 25, ,71 0,14 Titik ,31 0,09 14:00 Titik ,38 0,08 Titik ,08 0,30 Titik ,01 0,18 Titik ,19 0,28 Koridor ,71 0,16 Lingkungan ,46 0,17 Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pukul Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik ,5 60,05 0,15 Titik 2 25, ,71 0,18 Titik 3 25,5 31,5 62,13 0,18 Titik ,5 60,73 0,13 15:00 Titik 5 26,5 33,5 58,15 0,14 Titik 6 26, ,57 0,24 Titik 7 26, ,26 0,22 Titik ,5 60,73 0,23 Koridor ,46 0,19 Lingkungan ,00 0,22 Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pukul Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik ,42 0,19 Titik ,87 0,27 Titik ,27 0,17 Titik 4 26,5 26,8 85,18 0,12 16:00 Titik 5 24,5 26,4 85,72 0,14 Titik 6 26,5 25,8 86,26 0,27 Titik ,3 82,81 0,19 Titik ,85 0,29 Koridor 26 25,2 86,85 0,19 Lingkungan ,02 0,20

50 40 Lampiran 2 Lanjutan Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pukul Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik ,96 0,17 Titik ,96 0,16 Titik ,5 69,70 0,16 Titik 4 26, ,52 0,06 17:00 Titik 5 25, ,64 0,11 Titik 6 25, ,98 0,20 Titik ,06 0,18 Titik 8 26, ,52 0,21 Koridor 26 30,5 70,26 0,20 Lingkungan 24, ,99 0,22 Suhu Pengukuran ( Kecepatan C) Kelembaban angin Pukul Pengukuran BB BK (%) (m/detik) Titik ,42 0,18 Titik ,87 0,21 Titik ,27 0,17 Titik ,8 85,18 0,13 18:00 Titik ,4 85,72 0,17 Titik ,8 86,26 0,24 Titik ,3 82,81 0,13 Titik ,85 0,22 Koridor 26,5 25,2 86,85 0,21 Lingkungan ,02 0,24

51 Lampiran 3 Denah RK.V

52 42 Lampiran 4 Grafik Psikometrik Sumber : Penuntun Praktikum Teknik Pengelolaan Kualitas Udara

53 43 Lampiran 5 Contoh Perhitungan OTTV Diketahui : V lantai = tidak ada pelindung SC : 0,74 (tanpa memperhitungkan pelindung sinar matahari) Orientasi udara : 97 Orientasi Selatan : 130 U w : 0,044 Δt : 5 K ( SNI ) Uf : 0,59 (SNI 03, ) ΔT eq : 10 α w : 0,86 (bahan dinding luar pada ruang RK.V 03.1) α p : 0,58 ( Cat Dinding luar pada RK.V 03.1) WWR : didapat dari perbandingan luas jendela engan luas seluruh dinding luar pada orientasi yang ditentukan. Jumlah kaca jendela sebelah Utara : 40 buah Jumlah kaca jendela sebelah selatan : 32 buah Jumlah kaca di pintu : 8 buah Luas kaca pintu : 0,65 m Panjang kaca : 1,3 m Luas dinding + kaca : 125 m 2 Dicari : Luas kaca selatan : (0,93 1,3 32) + (0,65 1,3 0,65 8) : 45,448 Luas kaca Utara : (0,93 1,3 40) + (0,65 1,3 0,65 ) : 48,36 Bagian Utara OTTV : 0,72 [0,044[1-0,08]] 10 +(0,74 (0,85 130) = 29,68 Bagian Selatan OTTV : 0,72 [0,044[1-0,11]] 10 +(0,74 0,11 97) = 33,94 Total seluruh Bagian OTTV

54 44 Lampiran 6 Faktor radiasi matahari (SF) untuk Jakarta Orientasi SF (W/m 2 ) Utara 130 Timur Laut 113 Timur 112 Tenggara 97 Selatan 97 Barat Daya 176 Barat 243 Barat Laut 211 Sumber : SNI Rata rata untuk seluruh orientasi dinding SF = 147 W/m 2, sedagkan untuk atap SF = 316 W/m 2. Lampiran 7 Absorpsi radiasi matahari pada permukaan dinding Bahan Dinding Luar a w Cata Dinding Luar A P Beton berat (untuk bangunan nuklir) 0,91 Hitam merata 0,95 Bata merah 0,89 Pernis hitam 0,92 Bitumen lembaran 0,88 Abu-abua tuan 0,91 Batu sabak 0,87 Pernis biru tua 0,91 Beton ringan 0,86 Cat minyak hitam 0,90 Aspal jalan setapak 0,82 Coklat tua 0,88 Kayu permukaan halus 0,78 Abu abu biru tua 0,88 Beton ekspos 0,61 Biru/hijau tua 0,88 Ubin putih 0,58 Coklat medium 0,84 Bata kuning tua 0,56 Pernis hijau 0,79 Atap putih 0,50 Hijau medium 0,59 Cat aluminium 0,40 Kuning medium 0,58 Kerikil 0,29 Hijau biru medium 0,57 Seng putih 0,26 Hijau muda 0,47 Bata glasir putih 0,25 Putih agak mengkilap 0,30 Aluminium lembaran mengkilap 0,12 Putih mengkilap 0,25 Perak 0,25 Permis putih 0,21 Sumber : SNI Lampiran 8 Beda suhu Ekivalen Kontruksi Atap Berat Satuan (Kg/m 2 ) ΔT eq (K) Ringan < Sedang Berat > Sumber : SNI

55 45 Lampiran 9 Nilai k bahan bangunan No Bahan bangunan Densitas (kg/m 2 ) K/m.K 1 Beton ,448 2 Beton ringan 960 0,303 3 Bata dengan lapisan plester ,807 4 Bata langsung dipasang tanpa plester, tahan ,533 terhadap cuaca 5 Plasteran pasir-semen ,533 6 Kaca lembaran ,053 7 Papan gypsum 880 0,170 8 Kayu lunak 608 0,125 9 Kayu keras 702 0, Kayu lapis 528 0, Glasswool 32 0, Fibreglass 32 0, Panduan aluminium Tembaga Aja Granit ,6 17 Mamer/terazo/keramik/mozaik ,298 Sumber : SNI

56 46 Lampiran 10 Nilai SC Sumber : Asahimas Flat Glass

57 47 Lampiran 11 Nilai error hasil validasi suhu udara. Pukul 10:00 12:00 14:00 16:00 Titik pengukuran Suhu awal ( C) Suhu simulasi ( C) Perbedaan ( C) Error (%) ,36 0,36 1, ,81 0,81 2, ,58 0,58 1, ,5 30,26 0,24 0, ,5 30,26 0,24 0, ,81 0,81 2, ,26 0,26 0, ,5 30,48 0,02 0, ,58 0,58 1, ,85 0,85 2, ,85 0,85 2, ,58 0,38 1, ,5 32,46 0,04 0, ,85 0,85 2, ,5 32,38 0,88 2, ,65 0,65 1, ,39 0,39 1, ,21 1,21 3, ,39 1,39 4, ,8 33,21 0,41 1, ,75 0,25 0, ,04 1,04 3, ,75 0,75 2, ,93 0,03 0, ,5 31,92 0,42 1, ,92 0,92 2, ,92 0,92 2, ,92 0,08 0, ,08 0,08 0, ,23 1,23 3, ,92 0,92 2, ,69 0,19 0,58 Error keseluruhan 1,70

58 48 Lampiran 12 Nilai error hasil validasi kelembaban. Pukul Titik ukur RH (%) RH Simulasi (%) Perbedaan (%) Error (%) 1 79,02 75,38 3,64 4, ,76 72,31 3,45 4, ,26 73,85 1,59 2,15 10: ,26 70,77 0,51 0, ,26 72,31 2,05 2, ,76 72,31 3,45 4, ,21 75,38 0,83 1, ,18 75,38 2,20 2, ,55 65,23 0,32 0, ,64 63,85 0,79 1, ,96 63,85 1,11 1,73 12: ,26 63,85 1,41 2,2 5 61,14 62,46 1,32 2, ,3 62,6 1,7 2, ,85 1,15 1, ,76 65,23 0,45 0, ,74 57,43 0,31 0, ,46 57,43 4,03 2, ,71 57,43 2,28 3,97 14: ,31 59,71 1,40 2, ,12 57,43 1,59 2, ,08 57,71 1,63 2, ,01 59,71 2,3 3, ,00 57,43 2,76 4, ,35 59,62 0,27 0, ,79 61,92 0,13 0, ,79 60,77 1,02 1,67 16: ,26 63,08 1,18 1, ,01 60,77 0,76 1, ,55 61,92 2,63 4, ,55 61,92 2,63 4, ,1 60,77 2,33 3,83 Error keseluruhan 2,45

59 49 Lampiran 13 Hasil simulasi suhu udara pukul 10:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi suhu udara pukul 10.00

60 50 Lampiran 14 Hasil simulasi kelembaban udara pukul 10:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi kelembaban pukul 10:00

61 51 Lampiran 15 Hasil simulasi aliran udara pukul 10:00 Potongan hasil simulasi aliran udara pukul 10:00

62 52 Lampiran 16 Hasil simulasi suhu udara pukul 12:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi suhu udara pukul 12:00

63 53 Lampiran 17 Hasil simulasi kelembaban udara pukul 12:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi kelembaban pukul 12:00

64 54 Lampiran 18 Hasil simulasi aliran udara pukul 12:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi aliran udara pukul 12:00

65 55 Lampiran 19 Hasil simulasi suhu udara pukul 16:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi suhu udara pukul 16:00

66 56 Lampiran 20 Hasil simulasi kelembaban pukul 16:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi kelembaban pukul 16:00

67 57 Lampiran 21 Hasil simulasi aliran udara pukul 16:00 dengan ketinggian 0,75 m Potongan hasil simulasi aliran udara pukul 16:00

68 58 Lampiran 22 Hasil modifikasi bagian suhu pada pukul 14:00 dengan ketinggian 0.75 m Potongan hasil simulasi suhu udara pukul 14:00

69 59 Lampiran 23 Hasil modifikasi bagian kelembaban pada pukul 14:00 dengan ketinggian 0.75 m Potongan hasil simulasi kelembaban pukul 14:00

70 60 Lampiran 24 Hasil modifikasi pada aliran udara pukul 14:00 dengan ketinggian 0.75 m Potongan hasil simulasi aliran udara pukul 14:00

71 61 RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Banda Aceh pada tanggal 04 April 1993 sebagai anak kelima dari enam bersaudara dari pasangan Bapak Zulfian dan Ibu Cut Nina Ariani. Penulis mengikuti pendidikan dasar pada tahun 1999 sampai tahun 2004 di SDN 2 Banda Aceh. Selanjutnya, penulis pindah ke Jakarta dan melanjutkan pendidikan dasar di SD Ruhama pada tahun 2004 dan lulus tahun Pada tahun 2005, Penulis melanjutkan studi di SMP BAKTI MULYA 400, Jakarta Selatan. Setelah lulus dari SMP pada tahun 2008 penulis diterima di SMA BAKTI MULYA 400 dan lulus pada tahun Kemudian penulis melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor dan diterima melalui jalur Ujian Talenta Masuk (UTM) di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama perkuliahan, penulis aktif dalam kegiatan kampus salah satunya menjadi pengurus Himpunan mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan sebagai anggota Komunikasi dan Informasi (2013/2014). Penulis melaksanakan Praktik lapangan di PT. Acset Indonusa dengan judul Pengendalian Mutu Slab pada Pelaksanaan Proyek Gedung Perkantoran Centennial Tower PT Acset Indonusa, TBK Jakarta Selatan. Dalam menyelesaikan program sarjana, penulis melakukan penelitian dengan judul Analisis Kenyamanan Termal dengan Metoda Computational Fluid Dynamics pada Ruang Kuliah FATETA, Institut Pertanian Bogor dibawah bimbingan Dr. Ir. Meiske Widyarti, M.Eng.