IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 A. Analisis Radiasi Matahari IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Jansen (1995) menyatakan bahwa posisi matahari diperlukan untuk menentukan radaisi surya yang diteruskan melalui kaca dan bahan transparan lain, dimana penyinaran berubah-ubah sesuai dengan sudut naik sinar. Kondisi cuaca yang mendung selama beberapa hari akan mengurangi intensitas matahari. Romdhonah (2002) menyatakan bahwa radiasi matahari mempunyai ciri kahs, yaitu sifat keberadaanya yang selalu berubah-ubah tergantung kepada keadaan atmoser dan geometri radiasi matahari. Tabel 4. Hasil perhitungan beberapa jenis nilai radiasi tanggal April 2009 Tanggal I sc I on I N I bi I th I bh I dh I di I r I ti W/m Rata Maks Min Hasil perhitungan menunjukan bahwa dari masing-maing jenis nilai radiasi mulai tanggal 23 April 2009 hingga 27 April 2009 perubahan terlihat relatif stabil, hasil perhitungan memperlihatkan bahwa besarnya rata-rata nilai Extraterrestrial radiation (I on ) 1335,04 W/m 2, Inclined radiation (I di ) 88,85 W/m 2, Diffuse radiation (I dh ) 106,54 W/m 2, direct and diffuse radiation on horizontal surface (I th ) 707,31 W/m 2, Reflektivitas radiation (I r ) 21,32 W/m 2, Total Radiation (I ti ) 812,37 W/m 2. Nilai rata-rata intensitas radiasi yang dipancarkan ke permukaan bumi melalui atmosfer untuk daerah khatulistiwa sebesar 1353 W/m 2 (Kamaruddin et al, 1998 ) dan selanjutnya kita sebut sebagai radiasi ekstraterensial. Menurut Tiwari (1998) fluktuasi nilai radiasi ekstraterensial ini berkisar antara 1350 hingga 1440 w/m 2. Pada perpengukuran dilapangan diperoleh besarnya nilai radiasi ekstraterensial antara 1334 hingga 1336 W/m 2 dan jika diambil nilai 26

2 rata-ratanya yaitu sebesar 1335 W/m 2. Perubahan nilai I on ini terjadi karena adanya perbedaan panjang gelombang sehingga suhu yang diterima pada bangunan pun menjadi berbeda. Radiasi yang selanjutkan menentukan adalah besarnya radiasi langsung pada daerah terestrial dimana bangunan tersebut berada. Besarnya nilai radiasi terestrial ini dipengaruhi oleh kontur daerah,menurut Tiwari (1998) terdapat tiga wilayah yang mempengaruhi besarnya nilai radiasi tetrestrial langsung ini, yaitu daerah perkotaan, daerah dataran, dan daerah pegunungan. Masing-masing tempat tersebut memiliki konstanta tempat berbeda (Turbidity factor) sesuai dengan tempat yang dihubungkan dengan waktunya dalam bulan. Bangunan pre-pabrikasi berada pada daerah datar sehingg apabila dihubungkan dengan waktu pengukuarn pada bulan april, maka akan diketahui nilai karakteristik tempat (Turbidity factor) sebesar 2,9 dan didapat rata-rata nilai radiasi terestrial normal sebesar 997 W/m 2. Hasil perhitungan total, besarnya nilai intensitas radiasi matahari yang diterima oleh bnagunan sebesar 812 W/m 2. Besarnya nilai perbandingan radiasi hasil pengukuran dan pehitungan dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 4. Grafik perbandingn nilai radiasi matahari (W/m 2 ) hasil perhitungan dan pengukuran. matahari Intensitas matahari merupakan faktor dominan, karena intensitas secara langsung menjadi penggerak parameter-parameter lingkungan yang lain. Intensitas matahari berperan besar terhadap perubahan lingkungan bangunan. Besarnya intensitas cahaya matahari yang diterima oleh bangunan akan mempengaruhi membentuk iklim mikro dalam bangunan 27

3 tersebut. Tabel 5 dan Gambar 5 menjelaskan bahwa pergerakan intensitas matahari ini seyogyanya berbentuk parabolik, nilai kritis dari proses ini berada pada nilai 743,87 W/m 2 yang terjadi pada sekitar pukul 13:00 saat matahari berada diatas kepala. Tabel 5. Perbandingan statistik nilai intensitas matahari (W/m 2 ) hasil pengukuran April 2009 Jam Maksimum Rata-rata Minimum (W/m 2 ) 06:00 172,00 124,00 20,00 13:00 856,00 743,87 636,00 18:00 66,00 39,20 22,00 Perubahan nilai intensitas radiasi yang secara ekstrim tidak dengan mudah menyebabkan perubahan suhu lingkungan menjadi berubah pula secara signifikan. Hal ini disebabkan suhu udara tidak berubah secara cepat apabila dibandingkan dengan perubahan intensitas matahari, karena suhu dipengaruhi oleh pergerakan udara. 28

4 and Air Conditioning Engineers ) mensyaratkan tingkat kenyamanan dipengaruhi oleh: suhu udara ruangan, kelembaban ruangan, dan kecepatan angin dalam ruangan dengan batasan kenyamanan berada pada suhu efektif 23 o C 27 o C, kecepatan angin 0,1-1,5 m/s, kelembaban relatif (RH) antara 50-60%. Lain halnya dinyatakan oleh Anggraeni (1998) batas kenyamanan pada daerah khatulistiwa berkisar antara suhu 22,5ºC sampai 29,5ºC dengan kelembaban udara relatif sebesar 20-50%. Pengukuran dilakukan mulai tanggal 23 April hingga 27 Apri 2009 yang ditempatkan pada titik-titik pengukuran yang mewakili posisi pendistribusian suhu pada bangunan, terdapat 36 titik pengukuran yang dibagi kedalam tiga layer. Pengukuran suhu dilakukan mulai pukul 06:00 pagi hingga puku 18:00, seperti apa yang telah disyaratkan bahwa suhu efektif untuk bangunan pada daerah tropis antara 22,5ºC sampai 29,5ºC (Anggraeni, 1998) sedangkan menurut ASHRAE berada antara 23 o C-27 o C. Terihat pada Gambar 3, suhu rata-rata hasil pengukuran dalam bangunan mulai pukul 06:00 hingga pukul 12:00 relatif masih berada pada kondisi suhu efektif walaupun kondisi terus meningkat. Kondisi lingkungan sekitar bangunan yang cukup teduh karena pengaruh barier berupa bangunan gedung dan pepohonan membuat pergerak suhu diawal tidak terlalu signifikan naik namun bergerak secara perlahan dan kontinyu. Mengacu pada standar yang dikemukakan oleh Anggraeni (1998), hasil pengukuran relatif berada pada kondisi yang nyaman, hal ini perlihatkan pada Gambar 6 bahwa rata-rata suhu hasil pengukuran berada diantara batas minimum dan maksimum, dan batas tidak nyaman terlihat terjadi selepas pukul 12:00 hingga pukul 15:00 dimana suhu rata-rata melebihi kondisi suhu kenyamanan standar yaitu suhu rata-rata pengukuran melebihi 29 o C (standar Anggraeni, 1998). Namun apabila mengacu pada standar ASHRAE tingkat kenyamanan dalam satu hari relatif lebih pendek, dilihat dalam Gambar 3, mulai pukul 06:00 hingga pukul 10:00 suhu dalam bangunan masih berada dalam kondisi nyaman, yaitu diantara 23 o C-27 o C, namun selepas pukul 10:00 hingga pukul 16:00 suhu dalam bangunan berada diatas 27 o C, dan ini artinya berada diluar kondisi kenyaman termal menurut ASHRAE. Titik kritis 29

5 pengukuran suhu berada pada pukul 13:00 dimana suhu pada saat itu mencapai 30,34 o C dan kondisi ini tentu membuat suhu dalam bangunan termasuk kedalam kondisi yang tidak nyaman karena berada diatas batas suhu efektif, kondisi ini bertahan selama dua jam mulai pukul 12:30 hingga pukul 14:30. Selepas pukul 13:00 intensitas suhu mulai menurun dan mulai kembali masuk kedalam suhu daerah nyaman dan berhenti pada suhu 26,43 o C tepat pada pukul 18:00. Gambar 6. Grafik perbandingan nilai rata-rata suhu ( o C) hasil pengukuran dengan syarat maksimum dan minimum suhu dalam suatu ruangan B.2 Kelembaban (RH) Kelembaban merupakan salah satu faktor yang cukup berpengaruh dalam menentukan nyaman tidaknya suatu lingkungan, Lampiran 5 memperlihatkan bahwa rata-rata nilai kelembaban pada bangunan prepabrikasi rata-rata 80% dan jika kita lihat, nilai tersebut merupakan ambang nilai kelembaban maksimum yang diizinkan pada suatu lingkungan bangunan. Nilai kelembaban untuk daerah tropis yang termasuk kedalam kondisi nyaman berkisar antara 30% hingga 80% RH. Menurut ASHRAE kondisi kelembaban yang nyaman berada pada antara 50-60% RH, sedangkan menurut Angraeni (1998) kelembaban yang efektif untuk daerah tropis bearada pada rentang 20-50% RH. Seperti yang terlihat pada Gambar 7, rata- 30

6 rata nilai kelembaban hasil pengukuran berada jauh diatas kondisi standar yang disyaratkan. Gambar 7. Grafik perbandingan nilai rata-rata kelembaban (RH) pengukuran dengan syarat maksimum dan minimum kelembaban dalam suatu ruangan Material bangunan yang terbuat dari kayu membuat bangunan tersebut mudah menyerap uap air pada kondisi basah, sehingga apabila kita korelasikan dengan Gambar 9 terihat bahwa besarnya kelembaban pada pukul 06:00 pagi nilainya jauh diatas batas yang diizinkan yaitu sekitar 90%, hal ini terjadi karena pada pagi hari kondisi bangunan dalam keadaan lembab basah, sebagian besar material bangunan yang terdiri dari kayu mengandung uap air. Gambar 8. Grafik perbandingan nilai rata-rata kelembaban (RH) didalam dan luar bangunan. Penurunan besarnya nilai kelembaban ini berbanding lurus dengan semakin meningatnya suhu lingkungan di sekitar bangunan, hal ini jelas 31

7 diperlihatkan oleh pergerakan rata-rata nilai kelembaban yang berkurang secara perlahan yang terjadi sekitar pukul 06:00 hingga pukul 10:00. Intensitas matahari secara tidak langsung berpengaruh terhadap besarnya kelembaban pada bangunan, intensitas matahari yang cukup kuat membuat suhu lingkungan menjadi lebih tinggi, hal ini membuat material bangunan yang cenderung mengandung banyak uap air, melepaskan kalor sehingga suhu didalam ruangan menjadi lebih tinggi dan kelembaban menjadi lebih rendah. Kelembaban udara yang tinggi mengakibatkan terjadinya penguapan dipermukaan kulit sehingga mekanisme pelepasan panas bisa terganggu. Dalam keadaan seperti itu pergerakan udara akan sangat membantu proses penguapan. Sebaliknya, bila kelembaban udara rendah, orang akan menderita efek keringnya udara (selaput lendir mengering, batuk rejan, radang mata, kulit menyamak, dan sebagainya), dan untuk mengatasinya diperlukan tambahan uap air ke dalam udara. Tabel 6. Perbandingan nilai kelembaban (%) di dalam dan luar bangunan Jam Dalam Luar Rata-rata Maksimum Minimum B.3 Kecepatan aliran udara Pergerakan udara menyebabkan terjadinya aliran udara yang mendorong adanya perbedaan tekanan udara antara dalam dan luar bangunan. Angin menyebabkan zona tekanan tinggi dan tekanan rendah disekeliling bangunan sehingga terjadi aliran udara. Kecepatan aliran udara sangat bepengaruh dalam sistem kenyamanan termal teutama saat proses pertukaran panas antara permukaan kulit dengan lingkungan didalam bangunan, oleh karena itu perlu adanya desain yang sesuai antara sistem ventilasi dalam bangunan dengan proses aktivitas penghuni sehingga aliran udara yang masuk tidak terlalu mengalami fluktuasi yang tinggi sehingga dapat menganggu proses pertukaran panas yang terjadi pada kulit manusia dalam bangunan. 32

8 Tabel 7. Perbandingan nilai rata-rata kecepatan udara (m/s) hasil pengukuran dengan syarat maksimum dan minimum kecepatan udara dalam suatu ruangan April 2009 Maksimum Rata-rata Minimum Jam (ASHRAE) (Pengukuran) (ASHRAE) ( m/s ) 6:00: :00: :00: Besarnya kecepatan udara yang disyaratkan untuk kondisi kenyamanan termal di daerah tropis berkisar antara 0,10 m/s hingga 1,50 m/s. Hasil pengukuran pada Tabel 7 menunjukan bahwa rata-rata kecepatan udara yang masuk kedalam bangunan berkisar 0,11 m/s hingga 0,20 m/s. Kondisi lingkungan bangunan yang terletak pada posisi diantara bangunan gedung dan pepohonan membuat pergerakan udara tidak terlalu tinggi, sehingga aliran yang masuk kedalam bangunan terdegradasi. Nilai rata-rata yang diperoleh sebenarnya kurang begitu optimal bagi penghuni yang tinggal didalamnya, karena dengan nilai rata-rata kecepatan udara sebesar 0,20 m/s dapat membuat proses pertukaran kalor antara tubuh dengan lingkungan menjadi kurang optimal, setidaknya rata-rata nilai kecepatan udara yang optimal antara 1 m/s hingga 1,2 m/s. Gambar 9. Grafik perbandingan nilai rata-rata kecepatan udara (m/s) hasil pengukuran dengan syarat maksimum dan minimum kecepatan udara dalam suatu ruangan. 33

9 B.4 Hubungan antara suhu, kelembaban, dan kecepatan udara Tiwari (1998) mengatakan bahwa suhu merupakan parameter lingkungan yang membentuk atau mempenengaruhi sifat-sifat termal lainnya pada suatu lingkungan, baik itu kelembaban, pergerakan udara, tekanan lingkungan, hingga proses pindah panas pada bangunan. Oleh karena itu dari setiap parameter lingkunga tersebut tentunya memiliki hubungan dengan suhu. Hubungan antara suhu dengan kelembaban memiliki keterkaitan yang cukup sulit dijelaskan, hal ini terjadi karena pengukura kelembaban tidak dilakukan secara kontinyu setiap jam berbeda dengan pengukuran suhu menggunakan recorder (Gambar 9). Walaupun begitu apabila kita lihat pada satu titik waktu tertentu pada jam 12 hingga jam 13 dari mulai tanggal 23 hingga 27 April 2009, kelembaban memiliki hubungan berbanding terbalik terhadap waktu. Dapat dijelaskan bahwa ketika pergerakan suhu diawal mulai naik Gambar 10. Grafik hubungan antara suhu dengan kelembaban terhadap waktu (Jam) (nilai suhu sebesar 23 o C), saat itu besarnya kelembaban (RH) relatif tinggi (sebesar 80% hingga 90%), kondisi sebaliknya terlihat saat pergerakan jam mulai memasuki waktu tengah hari dimana saat itu suhu bangunan mencapai rata-rata nilai tertinggi, sehingga terlihat bahwa besarnya nilai kelembaban rata-rata (RH) mengalami penurunan hingga mencapai sekitar 75% RH. 34

10 Dengan begitu dapat dinyatakan bahwa hubungan antara suhu dengan kelembaban (RH) memililki hubungan berbanding terbalik. Hubungan antara suhu dengan kecepatan dijelaskan pada Gambar 10. Pergerakan suhu diawal-awal jam ternyata berbanding lurus dengan kecepatan pergerakan udara. Namun ini terjadi hanya pada enam jam diawal, yaitu terjadi antara pukul 12:00-13:00. Pergerakan udara yang terjadi didalam bangunan bisa terjadi karena adanya perbedaan suhu dan tekanan udara antara didalam dan diluar bangunan, sehingga hal ini menyebabkan udara di luar bangunan akan bergeraka kedalam bangunan agar tekanan didalam dan diluar bangunan seimbang. Gambar 11. Grafik hubungan antara suhu dengan kecepatan udara terhadap waktu (Jam) Selanjutnya hubungan antara suhu dengan besarnya intensitas matahari dijelaskan oleh Gambar 11. Hasil perhitungan memperlihatkan bahwa secara umum dapat dikatakan bahwa suhu dengan intensitas radiasi matahari memiliki hubungan yang berbanding lurus. Hal ini jelas terjadi karena suhu merupakan salah satu hasil turunan dari nilai intensitas radiasi. Pergerakan suhu pada bangunan selalu diikuti oleh besarnya perubahan intensitas rasiasi. 35

11 Gambar 12. Grafik hubungan antara suhu dengan intensitas radiasi matahari terhadap waktu (Jam) C. Pindah Panas pada banguanan Soegijanto (1999) menyatakan bahwa bangunan akan mendapatkan perolehan panas dan mengeluarkan atau kehilangan panas ke lingkungan sekitarnya, perolehan dan pengeluaran panas dapat terjadi melalui peristiwa perpindahan panas. Proses pindah panas yang terjadi melalui tiga proses pindah panas, yaitu: pindah panas radiasi, pindah panas konveksi dan pindah panas konduksi. Gambar 12 menunjukan bahwa proses pindah panas yang terjadi pada bangunan pre-pabrikasi dimulai dengan adanya pindah panas radiasi yang dipancarkan langsung oleh matahari, pindah panas radiasi tidak memerlukan medium karena pindah panas radiasi merupakan transfer energi melalui gelombang eletromagnetik. Q rad Qkonv(out) Q konv(in) Q konv Q konv Q kond Q kond Gambar 13. Proses pindah panas dalam bangunan 36

12 Tabel 8 menunjukan hasil perhitungan nilai rata-rata pindah panas radiasi pada atap sebesar 482 w/m 2. Proses pindah panas pada bangunan dimulai dengan adanya pancaran radiasi dari energi surya yang memiliki gelombang pendek dan memiliki energi yang besar lalu gelombang ini akan diteruskan melalui proses pindah panas konveksi yang terjadi antara lapisan udara di lingkungan dengan lapisan atap asbes. Selanjutanya yang berperan adalah pindah panas konduksi pada lapisan atap. Energi yang masuk kedalam bangunan berubah menjadi gelombang panjang dan memiliki energi yang tidak terlalu besar, gelombang panjang ini yang akan terperangkap dalam bangunan dan tidak bisa diteruskan ke luar bangunan melainkan akan terus dipantulkan didalam bangunan sehingga suhu dalam bangunan menjadi naik. Proses pindah panas konveksi yang terjadi di dalam bangunan terdiri dari konveksi antara atap dengan udara di dalam bangunan, konveksi antara udara di dalam dengan lantai dan dinding, dan kemudaian konveksi yang terjadi dipermukaan kulit manusia dengan udara didalam bangunan. Tabel 8. Nilai pindah panas Radiasi pada atap bangunan pre-pabrikasi Radiasi Hari ke W/m Rata-rata 482 Maksimum 501 Minimum 473 Tabel 9 memperlihatkan bahwa rata-rata nilai konveksi terbesar terjadi pada proses pindah panas antara atap asbes dengan udara luar, hal ini terjadi karena kontribusi faktor koefisien pindah panas konveksi cukup besar dibandingkan dengan yang lain dan penaruh intenitas matahari langsung. Nilai rata-rata pindah panas konveksi antara atap asbes dengan udara luar sebesar 12,62 W/m 2, asbes dengan udara dalam 0,81 W/m 2, dinding dengan udara 37

13 dalam 5,34 W/m 2, dinding dalam dengan udara dalam 0,25 W/m 2, udara dalam dengan lantai 0,23 W/m 2, dan lantai dengan udara luar sebesar 0,25 W/m 2. Tabel 9. Nilai pindah panas Konveksi pada bangunan pre-pabrikasi Konveksi Asbesudarudarudarudara Asbes- Dinding- Dinding- Udara dalam- luar dalam luar dalam lantai Hari ke- Lantaiudara luar W/m Rata-rata Maksimum Minimum Pindah panas secara konduksi dijelaskan pada Tabel 10, nilai rata-rata pindah panas konduksi yang terjadi pada bangunan terjadi pada lapisan atap sebesar 11,45 W/m 2, lapisan dinding luar 1,54 W/m 2, lapian dinding dalam 15,42 W/m 2, lapian pintu 15,04 W/m 2, lapisan lantai 1,25 W/m 2, dan lapisan tanah sebesar 2,08 W/m 2. Pindah panas radiasi lebih dominan dipengaruhi oleh intensitas matahari sedangkan pindah konveksi dan konduksi lebih dominan dipengaruhi oleh karakteritik material, ketebalan material dan koefisien pindah panas. Tabel 10. Nilai pindah panas Konduksi pada bangunan pre-pabrikasi Hari ke Lapisan atap Dinding luar Konduksi Dinding dalam W/m 2 Lapian pintu Lantai Tanah Rata-rata Maksimum Minimum

14 D. Kenyamanan Termal dan Simulasi Termal pada Bangunan pre-pabrikasi tahan gempa D.1 Kenyaman termal pada bangunan Standar kenyamanan termal menurut Internasional Standard, ISO 7730:1994 menyatakan bahwa sensasi manusia terhadap suhu merupakan fungsi dari empat faktor iklim yaitu, suhu udara, suhu radiasi, kelembaban udara, dan kecepatan angin, serta dua faktor individu yakni, tingkat kegiatan yang berkaitan dengan tingkat metabolisme tubuh, serta jenis pakaian yang dikenakan. Dalam teori tersebut dinyatakan bahwa kenyamanan termal tidak dipengaruhi secara nyata oleh hal-hal lain, misalnya oleh perbedaan jenis kelamin, tingkat kegemukan, faktor usia, suku bangsa, tempat tinggal geografis, adaptasi,faktor kepadatan, faktor warna, dan sebagainya. Apabila suhu udara di sekitar tubuh manusia lebih tinggi dari suhu nyaman yang diperlukan, aliran darah pada permukaan tubuh atau anggota badan akan meningkat dan ini akan meningkatkan suhu kulit. Peningkatan suhu ini bertujuan untuk melepaskan lebih banyak panas secara radiasi dari dalam tubuh ke udara di sekitarnya. Proses pengeluaran keringat akan terjadi pada suhu udara yang lebih tinggi lagi, sebagai tindak lanjut dari usaha pelepasan panas tubuh melalui proses penguapan. Pada situasi dimana suhu udara lebih rendah dari yang diperlukan tubuh, peredaran darah ke permukaan tubuh atau anggota badan dikurangi. Hal ini merupakan usaha tubuh untuk mengurangi pelepasan panas ke udara disekitarnya. Pada situasi ini pada umumnya tangan atau kaki menjadi dingin dan pucat. Hal ini merupakan usaha terakhir tubuh untuk memperoleh tambahan panas melalui peningkatan proses metabolisme. Tabel 11. Nilai faktor lingkungan hasil pengukuran Suhu Kelembaban Kecepatan udara Jam o C RH % m/s 6: : : Rata-rata

15 Melihat nilai rata-rata nilai parameter lingkungan pada Tabel 11 kondisi lingkungn dalam bangunan pre-pabrikasi termasuk kedalam daerah kenyaman termal, untuk membentuk suatu lingkungan termal yang nyaman disyaratkan bahwa besarnya suhu berkisar antara 22,5ºC sampai 29,5ºC, memiliki kelembaban relatif berkisar antara 30-80%, dan pergerakan kecepatan udara berkisar antara 0,1-1,5 m/s. Diperlihatkan pada Tabel 12 bahwa nilai rata-rata yang diperoleh termasuk kedalam kategori daerah kenyamanan termal dengan nilai suhu sebesar 27,18ºC, memiliki kelembaban relatif berkisar sebesar 82%, dan rata-rata pergerakan kecepatan udara sebesar 0,16 m/s. Tabel 12. Faktor perhitungan suhu efektif pada bangunan pre-parikasi tahan gempa Suhu o C Kelembaban 82% RH Kecepatan udara 0.16 m/s D.2 Simulasi termal pada bangunan Simulasi merupakan satu bentuk penggambaran atau pemodelan dari kondisi sebenarnya yang terdapat dilapangan, hal ini penting dilakukan untuk mengetahui visualisasi kondii yang tidak sesuai sehingga mudah untuk di identifikasi dan dapat segera di perbaiki sebelum model yang direncanakan tersebut benar-benar di implementasikan di lapangan. Dalam simulais ini parameter lingkungan yang digunakan adalah suhu, simulasi yang dilakuakan merupakan data pengkuran suhu pada tanggal 24 April Gambar 14. Pergerakan suhu hasil pengukuran pada tanggal 24 April 2009 Berdasarkan teori menyatakan bahwa fungsi suhu pada suatu bangunan akan membentuk suatu kurva parabol yang diawali dengan bergerak naik hingga mencapai titik puncak sebagai suhu maksimum yang terjadi dalam 40

16 bangunan dan kemudian akan kembali bergerak turun karena tidak ada lagi pemanasan dari luar. Pengambaran suhu tersebut dapat dilihat pada Gambar 13, yang menunjukan adanya pergerakan naik mulai pukul 06:00 dan mencapai tempertaur maksimum pada pukul 14:00 dan kemudian mengalami pergerakan menurun. Pukul 06:00 Pukul 07:00 Pukul 08:00 Gambar 15. Pemetaan distribusi suhu pada tanggal 24 April 2009 pukul 06:00 07:00, dan 08:00 Seperti apa yang terlihat pada Gambar 14, pergerakan suhu pada pukul 06:00 pagi belum menampakan adanya perubahan suhu yang begitu signifikan, distribusi suhu dalam bangunan relatif seragam di beberapa titiktitik pengukuran dan terlihat bahwa suhu yang terbaca berkisar antara o C. Saat masuk pukul 07:00 pagi peningkatan suhu banguanan sudah mulai terlihat, ini dapat terlihat pada bagian daerah atap yang ditujukan dengan adanya perubahan warna hijau menjadi wana hijau kekuningan. Perningkatan suhu ini terjadi karena adanya peningktan suhu lingkungan karena adanya radiasi matahari. Peningkatan suhu pun terlihat pada bagian muka bangunan yang disebabkan karena muka bangunan langsung berhadapan dengan datagnya arah sinar matahari. 41

17 Pukul 09:00 Pukul 10:00 Pukul 11:00 Gambar 16. Pemetaan distribusi suhu pada tanggal 24 April 2009 pukul 09:00 hingga pukul 11:00 Gambar 15 memperlihatkan bahwa pergerakan matahari pada sekitar pukul 09:00 membuat proses pemanasan bangunan mulai berjalan namun belum merata dimulai dari bagian-bagian terluar bangunan seperti bagian atap, dinding dan muka bangunan. Pada sekitar pukul 10:00 proes pindah panas mulai terjadi pada bagian-bagian yang lebih banyak menerima intensitas matahari secara langsung yaitu bagian timur bangunan dan sebagaian bagian selatan bangunan. Jika dilihat pada gambar, bagian halaman depan bangunan dan bagian atap sudah hampir seluruhnya terkena cahaya matahari dan pada saat itu terjadi proses pindah panas radiasi dan proes pindah panas konveksi antara atap dengan udara luar. Suhu rata-rata udara pada saat itu sudah bertambah menjadi sekitar 25 o C. Perubahan yang cukup jelas mulai terlihat pada sekitar pukul 11:00, distribusi panas pada kondisi ini sudah cukup merata pada setiap bagian dari bangunan, daerah yang cukup terlihat perubahannya adalah pada bagian ruang tamu, dimana proses pindah panas konveksi banyak terjadi disini. Peningkatan suhu pada ruang tamu terjadi cukup cepat, hal ini terjadi karena adanya proses pindah panas yang cukup seragam dari tiap bagaian dari 42

18 bangunan, bagian atap, bagaian dinding, dan bagian muka bangunan. Namun pada bagian ruang kamar, proes pindah panas terjadi lebih lambat, hal ini dikarenakan tidak secara langsung ruang kamar berhadapan dengan arah datangnya matahari dan faktor kecepatan udara membuat proes pindah panas menjadi kurang begitu optimal. Pukul 12:00 Pukul 13:00 Pukul 14:00 Gambar 17. Pemetaan distribusi suhu pada tanggal 24 April 2009 pukul 12:00 hingga 14:00 Saat kondisi tengah hari (Gambar 16), mulai pukul 12:00 hingga 14:00 proses pindah panas pada bangunan benar-benar mencapai puncaknya, pada kondisi ini intensitas matahari akan memancarkan intenitas maksimumnya sehingga dalam bangunan pun akan mengalami kondisi suhu tertinggi dalam satu hari. Rata-rata suhu bisa mencapai o C. Dalam simulasi distribui ini suhu tertinggi terjadi pada pukul 15:00 yaitu mencapai 31,8 o C diperlihatkan dengan warna kontur paling merah. Perpindahan panas pada bangunan menyebabkan terjadi distribusi suhu pada setiap bagian pada bangunan. Pindah panas konveksi yang terjadi merupakan pindah panas konveksi alami dengan hanya mengandalkan sitem ventilasi pada jendela dan kisi-kisi bangunan sebagai tempat pertukaran udara. Gambar 18 memperlihatkan bahwa kondisi bangunan cukup tidak 43

19 nyaman pada kondisi tengah hari (sekitar pukul 13:00 hingga 15:00), hal ini terlihat dengan pengambaran hasil pemetaan menunjukan warna merah dengan rata-rata suhu sebesar32 o C. Kondisi seperti ini sebenarnya dapat diantisipasi dengan menambahkan kipas angin untuk membuat sistem konveksi paksa sehingga kita menurunkan suhu dalam bangunan tersebut. Pukul 15:00 Pukul 16:00 Pukul 17:00 Pukul 18:00 Gambar 18. Pemetaan distribusi suhu pada tanggal 24 April 2009 pukul 15:00 dan pukul 18:00 Selepas pukul 15:00 dari hasil simulasi memperlihatkan bahwa suhu perlahan turun, kondisi ini diperlihatkan dengan perubahan warna kontur dari yang sebelumnya dominan dengan warna merah terdegradasi menjadi warna hijau ke kuning-kuningan. Kondisi ini terjadi karena suhu lingkungan yang cukup berpengaruh terhadap proses pindah sudah mulai turun intensitasnya dan sebaliknya pengaruh kecepatan udara yang secara tidak langsung berperan dalam proses pendinginan bangunan. Simulasi termal ini 44

20 mengambarkan dan membuktikan bahwa bangunan pre-pabrikasi benar-benar mengalami proses pindah panas yang ditunjukan dengan perubahan nilai suhu pada setiap waktunya. 45