1 KONDISI IKLIM RATA-RATA DAN ANALISA IKLIM

1 KONDISI IKLIM RATA-RATA DAN ANALISA IKLIM Kota Surabaya terletak antara 7.21 Lintang Selatan sampai dengan 112.54 Bujur Timur. wilayahnya merupakan dataran rendah dengan ketinggian 3-6 m di atas permukaan air laut, kecuali di sebelah selatan ketinggian 25-5 m di atas permukaan air laut. Batas wilayah Surabaya: Sebelah Utara : Selat Madura Sebelah Timur : Selat Madura Sebelah Selatan : Kabupaten Sidoarjo Sebelah Barat : Kabupaten Gresik. Analisa iklim berikut berdasarkan dari data iklim Surabaya tahun 25. Desain Lingkungan Termal 1

TEMPERATURE ( o C) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2 min 22.3 21 22.7 22 22 23.2 19.8 2.2 21 21.6 2.1 22.2 21.5 max 34.8 34.6 34.6 33 32.5 32.8 32.8 33.2 34.5 34.9 35 34.7 34 ratarata 27.8 27.9 27.7 28 27.9 26.9 26.9 26.8 28.2 28.9 28.9 27.1 27.8 Table 1. Data temperatur satu tahun 4 35 3 temperature 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 bulan min max rata-rata Figure 1. grafik temperatur satu tahun Dari grafik temperature di atas dapat dilihat bahwa kecenderungan temperature tahunan di iklim tropis adalah rata. Temperatur tiap bulannya tidak mengalami fluktuasi yang besar, dengan nilai diurnal 12.58C. Nilai yang kecil bila dibandingkan dengan di iklim yang lain. Pada Bulan Agustus, nilai rata-rata temperaturnya adalah yang paling dingin dibandingkan dengan bulanbulan yang lain dalam satu tahun, yaitu 26.88C. Sedangkan Bulan Oktober dan November tercatat sebagai bulan yang paling panas dalam satu tahun, dengan suhu 28.98C. Tetapi suhu minimum terendah terdapat pada Bulan Juli, yaitu 19.88C, dan suhu maksimum tertinggi terdapat pada Bulan November, yaitu 38C. Dari sini dapat dilihat bahwa Bulan Agustus adalah bulan terdingin, dan Bulan November adalah bulan terpanas. Desain Lingkungan Termal 2

KELEMBABAN (%) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2 min 52 51 52 57 5 61 47 45 4 31 37 53 48 max 95 97 97 1 97 98 98 93 87 87 98 98 95.4 ratarata 81.2 81.6 83 8 77 79.4 77.9 74 74.5 73.3 73.8 83.6 78.2 Table 2. Data kelembaban dalam satu tahun 12 1 8 kelembaban 6 4 min max rata-rata 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 bulan Figure 2. Grafik Kelembaban dalam satu tahun Dari data dan grafik Kelembaban di atas, dapat dilihat bahwa kecenderungan kelembaban dalam satu tahun tidak jauh beda dengan temperatur, yaitu rata, tidak mengalami fluktuasi yang berarti. Hal ini terutama dilihat dari kelembaban rata-rata tiap bulan dalam satu tahun. Ratarata kelembaban tertinggi adalah di Bulan Maret, yaitu 83%, sedangkan ratarata kelembaban terendah adalah di Bulan Oktober, yaitu 73.3%. Yang terlihat memiliki fluktuasi yang sedikit lebih besar adalah pada grafik kelembaban minimum, di mana kelembaban terendah terdapat pada Bulan November, yaitu 31%. Sedangkan pada kelembaban maksimum, yang memiliki nilai paling tinggi adalah di Bulan April yang mencapai 1%. Desain Lingkungan Termal 3

ANGIN (knot) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2 max 28 25 3 4 21 24 27 25 2 25 25 25 26.3 rata-rata 6.1 6.4 6.1 6.4 1.2 1.9 7.7 7 6.7 5.3 4.4 7.2 7 arah utama 33 32 3 6 16 8 9 1 1 33 35 33 212.5 frekuensi barat laut barat laut barat timur timur timur timur timur timur timur timur timur Table 3. Data angin dalam satu tahun 45 kecepatan angin 4 35 3 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 bulan min max rata-rata Figure 3. Grafik Kecepatan angin dalam satu tahun Kondisi angin tahunan bila dilihat dari kecepatan rata-rata tiap bulan dalam satu tahun, cenderung cukup rata terutama pada Bulan Januari sampai Maret hanya berkisar di 6.1 sampai 6.4 knot, atau 3.5 sampai 3.2 m/s. Memasuki Bulan Mei kecepatan angin bertambah dan mencapai puncaknya pada Bulan Juni, yaitu 1.9 knot atau 5.45 m/s. Sedangkan kecepatan rata-rata angin yang paling rendah adalah pada Bulan November, yaitu sebesar 4.4 knot atau 2.2 m/s. Sedangkan bila diperhatikan pada grafik kecepatan angin maksimum, terdapat fluktuasi yang besar dari kecepatan angin tiap Bulannya kecuali Bulan Oktober sampai Desember. Bahkan terdapat satu kondisi khusus yang terjadi di Bulan April, di mana terdapat hari tertentu yang kondisi anginnya sangat kencang, yaitu mencapai 4 knot, atau 2 m/s. Desain Lingkungan Termal 4

LAMA PENYINARAN MATAHARI (%) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2 sunshine duration 45 67.6 64.5 7 88.1 77.3 85.2 95.7 93.8 75.9 77.9 42.8 41.6 Table 4. Data lama penyinaran matahari dalam satu tahun 12 1 sunshine duration 8 6 4 2 sunshine duration Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des bulan Figure 4. Grafik lama penyinaran matahari dalam satu tahun Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa lama penyinaran matahari di iklim tropis adalah sepanjang hari, meskipun terdapat bulan-bulan tertentuk yang lama penyinaran mataharinya sedikit terganggu dengan adanya awan, yaitu terjadi di Bulan Desember dan Januari, dengan angka 42.8% dan 45%. Sedangkan durasi penyinaran matahari yang paling lama adalah pada Bulan Agustus dan September, yaitu 95.7% dan 93.8%. Jadi bisa dipastikan bahwa pada Bulan Agustus dan September kondisi langit sangat cerah, hanya sedikit sekali awan yang menutupi. Desain Lingkungan Termal 5

CURAH HUJAN Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2 hari 24 21 19 18 8 9 8 4 3 7 9 26 13 mm 25.3 292.2 319 256 283 176 121 4.5 15.2 52.9 8.4 393 183.2 Table 5. Data curah hujan dalam satu tahun 45 4 35 curah hujan 3 25 2 15 hari mm 1 5 Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des bulan Figure 5. Grafik curah hujan dalam satu tahun Dari grafik curah hujan di atas, dapat dilihat bahwa hujan terjadi hampir sepanjang tahun di iklim tropis. Setiap bulan di tahun 25 terjadi hujan. Hanya 4 bulan dalam satu tahun yang memiliki curah hujan sedikit, yaitu Bulan Agustus sampai November. Curah hujan yang paling sedikit ada pada Bulan Agustus dengan nilai 4.5 mm. Sementara pada bulan-bulan yang lain memiliki curah hujan yang cukup tinggi. Curah hujan yang paling tinggi ada pada Bulan Desember dengan nilai 393 mm. Desain Lingkungan Termal 6

ANALISA IKLIM SATU TAHUN Gambar di samping adalah temperature kelembaban kecepatan angin 4 35 3 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 bulan 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 bulan 45 4 35 3 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 bulan 12 1 min max rata-rata min max rata-rata min max rata-rata grafik dari seluruh data iklim yang dibutuhkan untuk memprediksi kondisi lingkungan termal di dalam bangunan. Dari grafik di samping, tercatat Bulan Terdingin adalah Bulan Agustus dengan suhu rata-rata 26.88C dan Bulan terpanas adalah Bulan November dengan suhu ratarata 28.98C. Pada Bulan terdingin yaitu Agustus terdapat potensi dari temperatur itu sendiri yang paling dingin, kelembaban rata-rata, dan kecepatan angin rata-rata. Yang jadi masalah pada bulan ini adalah sunhine duration yang sangat besar, jadi matahari menyinari sepanjang sunshine duration 8 6 4 sunshine duration hari hampir tanpa awan, bangunan terkena radiasi yang cukup besar. 2 Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des bulan Curah hujan yang sedikit juga menjadi masalah di bulan ini. 45 4 Dengan sinar matahari yang tinggi curah hujan 35 3 25 2 15 hari mm dan curah hujan yang sedikit, akan menyebabkan keadaan iklim di luar 1 5 Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des bulan bangunan panas dan kering. Panas dalam hal ini adalah panas dari radiasi sinar matahari langsung, Figure 6. Grafik iklim dalam satu tahun untuk temperatur udaranya, Bulan Agustus adalah yang paling dingin dan paling nyaman. Desain Lingkungan Termal 7

Untuk bulan yang paling panas adalah Bulan November. Masalah yang ada pada bulan ini adalah temperatur udaranya yang tinggi, kecepatan angin rendah, sunshine duration yang masih tinggi, dan curah hujan yang rendah. Potensi yang ada pada bulan ini hanyalah terletak pada kelembabannya yang rendah. Untuk sunshine duration memang masih lebih rendah dan curah hujan masih lebih tinggi daripada Bulan Agustus. Hanya saja, dalam hitungan satu tahun, sunshine duration masih tinggi, dan curah hujan masih sangat rendah. Yang dirasakan di Bulan ini adalah suhu yang tinggi, radiasi matahari yang tinggi, kondisinya kering karena jarang hujan, dan kecepatan angin yang sangat rendah tidak mampu mengurangi hawa panas yang ada. Jadi kondisi paling tidak nyaman terjadi di Bulan November. Dari data iklim di atas bisa DEGREEHOUR IKLIM didapat degree hour iklim yang 5 diambil dar suhu udara luar. Di sini 4 dapat dilihat bahwa overheating dan 3 underheating hampir sama tingginya. 2 Bahkan dari gambar 8 bisa dilihat 1-1 -2 AGT NOV C-Kh H+Kh bahwa batang underheating lebih tinggi daripada nilai overheating. Hal ini menunjukkan bahwa iklim tropis pada dasarnya masih memberi kenyaman bagi manusia. Tetapi -3 desain dari bangunan merubah -4 kondisi tersebut. 12 Figure 7. Degree hour dari data iklim 1 8 6 4 NYAMAN OVERHEATING UNDERHEATING 2 AGT NOV Figure 8. kondisi kenyamanan iklim DATA IKLIM : TEMPERATURE DAN 24 JAM Desain Lingkungan Termal 8

BULAN AGUSTUS Temperature min : 2.28C Temperataure max : 33.28C Temperature rata-rata : 26.88C To (Wh/m 2 ) HOUR agt ( C) HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST 1 22.4 2 22 3 21.6 4 21 5 2.6 6 2.2 7 2.5 116 168 326 4 4 8 21.4 292 27 421 93 93 9 23.8 476 365 46 141 141 1 28 637 444 433 18 18 11 29.9 758 53 35 26 26 12 31.4 89 528 216 216 216 13 32.6 758 53 25 26 35 14 33.2 637 444 18 18 433 15 33 476 365 141 141 46 16 32.2 292 27 93 93 421 17 31 116 168 4 4 326 18 29.1 19 27.4 2 26 21 25 22 24.2 23 23.5 24 22.8 223.625 167.83333 119.375 64 119.42 Table 6. Data temperature dan Global Irradiance tiap jam pada Bulan terdingin (Bulan Agustus) Desain Lingkungan Termal 9

BULAN NOVEMBER Temperature min : 2.18C Temperataure max : 358C Temperature rata-rata : 28.98C To (Wh/m 2 ) HOUR nov ( C) HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST 1 22.67 2 22.21 3 21.68 4 21 5 21.5 6 2.1 13 4 4 4 4 7 2.46 194 55 484 11 55 8 21.5 48 17 57 144 17 9 24.2 625 155 587 178 155 1 29.5 814 194 529 24 194 11 31.25 96 221 49 222 221 12 33 123 265 232 232 232 13 34.35 96 221 221 222 49 14 35 814 194 194 24 529 15 34.7 625 155 155 178 587 16 33.8 48 17 17 144 57 17 32.4 194 55 55 11 484 18 3.3 13 4 4 4 4 19 28.45 2 26.72 21 25.6 22 24.7 23 23.9 24 23.12 293.792 72.375 147.9583 8.75 147.96 Table 7. Data temperature dan Global Irradiance tiap jam pada Bulan terpanas (Bulan November) KONDISI IKLIM AGUSTUS 9 8 7 6 5 4 To agt 1 Desain HORISONTAL Lingkungan Termal NORTH

Figure 9. Kondisi Iklim Bulan Agustus KONDISI IKLIM NOVEMBER 12 1 8 6 4 2 To nov HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST 5 1 15 2 25 3-2 HOUR Figure 1. Kondisi Iklim Bulan November Dari dua grafik kondisi iklim tersebut, bisa dilihat bahwa global irradiance untuk bulan panas lebih besar daripada di bulan dingin. Kejadian ini Desain Lingkungan Termal 11

berlaku di sisi horizontal, barat, dan timur. Dari sisi selatan sama untuk bulan panas dan dingin, sedangkan dari sisi utara bulan dingin justru memilki global irradiance yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan bulan panas. Desain Lingkungan Termal 12

2 DESKRIPSI BANGUNAN Bangunan yang akan diprediksi lingkungan termalnya adalah bangunan pendidikan IAIN Sunan Ampel Surabaya, khususnya gedung perkuliahan klas B Fakultas Tarbiyah yang lokasinya terletak di dalam kompleks IAIN Sunan Ampel di Jalan A. Yani Surabaya. Bangunan ini terdiri dari tiga lantai dengan bentuk denah persegi panjang dengan rasio 1:2, tepatnya berukuran 12 x 24 m 2. Bangunan ini memilki 1 ruang kelas yang disekat sempurna. Di bawah ini adalah gambar denah dari gedung perkuliahan Fakultas Tarbiyah IAIN Sunan Ampel beserta deskripsi bangunan berupa data dimensi, material, dan thermal properties. Untuk gambar yang lebih jelas dan lebih lengkap bisa dilihat di lampiran. Figure 11. Denah lantai 1 Figure 12. Denah lantai 2 Figure 13. Denah lantai 3 Figure 14. Potongan AA Desain Lingkungan Termal 13

NGUNAN P (m) NORTH EAST SOUTH WEST TOTAL L A P L P L A P L A (m) (m) % (m) (m) A (m) % (m) (m) (m) % (m) (m) (m) % AREA 312 24 11.5 186.9 67.72 15 11.5 11.22 58.68 24 11.5 24.7 74.17 15 11.5 11.2 59 594.6 2.7 2.2 89.1 32.28 2.7 2.2 71.28 41.32 2.7 2.2 71.28 25.83 2.7 2.2 71.28 41 32.94 312 276 172.5 276 172.5 1521 Table 8. Data dimensi bangunan RTISI I 1 LANTAI 2 LANTAI 3 TOTAL L A (m) % P (m) L (m) JML A (m) % P (m) L (m) JML A (m) % AREA 12 12 24 & 8 & 3 312 1 24 & 8 & 3 312 1 624 218.55 95.86 12,12,8,8,8,3 4 194.55 95.368 12,12,8,3 3.5 113.1 92.29 526.2 5 9.45 4.14 2.7.7 5 9.45 4.6324 2.7.7 5 9.45 7.714 28.35 228 24 122.5 1179 Table 9. Data dimensi partisi 14 Desain Lingkungan Termal

AN THERMAL PROPERTIES rial U Y sgf abs asg tlg dcr Rso sc sgfxsc on ground exposed.36 6.2 kin 12 mm ides 15 mm 1.78 4.1.25 3.83.6 e single ar glass 5 5.76.64 1.25.19 tiles,sarking oard ceiling 2.59 2.6.65.5 1.4 Table 1. Data material dan thermal properties AIN HOUR 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 TOTAL 868 868 868 868 868 868 868 868 868 7812 Wh 16 16 16 16 16 16 16 16 16 144 Wh 884 884 884 884 884 884 884 884 884 7956 Wh Table 11. Internal Heat Gain. 7.-15.. sehingga internal heat gain yang berasal dari tubuh manusia hanya berada pada jam-jam tersebut. Sedangkan lampu gan memiliki jendela yang menyebabkan semua ruangan tersebut mendapatkan cahaya matahari. Ketika malam hari lampu juga tidak dinyalakan karena bangunan tidak digunakan. 15 Desain Lingkungan Termal

3 LINGKUNGAN TERMAL BANGUNAN Untuk memprediksi lingkungan termal bangunan, setelah data iklim, data bangunan, dan internal heat gain didapat, terlebih dahulu dilakukan perhitungan air change per hour (N) untuk siang dan malam. Pada siang hari diasumsikan jendela dibuka mulai pukul 6.-18.. Pada malam hari diasumsikan jendela ditutup pada pukul 18.-6.. Untuk perhitungan air change per-hour digunakan rumus: N = V Q 36 Equation 1. air change per hour Untuk menghitung air change per-hour dibutuhkan nilai Q (air flow rate). Untuk perhitungan Q (air flow rate) digunakan rumus 1 : Q 1 2 =.827 s.5 3 1 ()Τϕ p m /Φ9 15.89 Τφ 1 1 34 2 2.5 ()Τϕ A + A /Φ9 21.121 Τφ 1 1 2 1 A A 2 Equation 2. air flow rate Dari perhitungan tersebut didapatkan nilai air change per-hour yang berbeda untuk bulan panas dan dingin, siang dan malam. o Agustus siang : 18.4 o Agustus malam : 2.62 o November siang : 11.5 o November malam : 2 Perbedaan ini disebabkan oleh kecepatan angin yang berbeda di bulan yang berbeda. Kecepatan angin digunakan untuk menghitung p (tekanan). Sedangkan perbedaan yang terjadi antara siang dan malam adalah karena luasan bukaan yang berbeda. 1 Markus dan Morris, 198, Building, Climate and Energy, London:Pitman Publishing Limited Desain Lingkungan Termal 16

Setelah nilai air change per-hour didapatkan, maka perhitungan prediksi lingkungan termal dalam bangunan sudah bisa dilakukan. Perhitungan yang dilakukan adalah perhitungan pada bulan terdingin dan terpanas. Rumus-rumus 2 yang digunakan dalam perhitungan tersebut antara lain: Qs (opaque) = (A x U) x abs x Rso x G Qs (transparent) = A x Sgf x G Qv =.33 x N x V Tiav = Toav + Q s+ i ()Τϕ qc + qv /Φ9 15.887 Τφ 1 1 255.12 565.41 sqv =.33 x N x V x (Tot Tav) sqc g =A x U x (Tot Tav) sqc s =A x U x dcr x (To t-tlg Tav) sqs g =A x asg x (Gt Gav) sqs s =A x U x dcr x abs x Rso x (G t-tlg Gav) sqt Ti t = Tiav + + ()Τϕ qa qv /Φ9 15.898 Τφ 1 1 246 43.5 Τµ Dengan menggunakan rumus-rumus di atas didapatkan lingkungan termal bangunan. Untuk perhitungan lebih detail dapat dilihat di lampiran, yaitu perhitungan pukul 6., 14., 2., 24. untuk bulan terdingin dan terpanas. Dari perhitungan ini didapatkan profil temperatur selama 24 jam yang akan dianalisa kenyamanan termalnya dengan menggunakan degree hours. 2 Szokolay, 1987, Thermal Design of Building, Canberra: RAIA Education Division. Desain Lingkungan Termal 17

PROFIL TEMPERATUR BULAN AGUSTUS Toav = 26,8 C Tn = 17.6 +.31Toav = 25.9 To (Wh/m 2 ) HOUR agt ( C) Ti( C) Tn- 2 Tn+2 H+Kh C-Kh HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST 1 22.4 26.4 23.9 27.9 2 22 26.3 23.9 27.9 3 21.6 26.2 23.9 27.9 4 21 26 23.9 27.9 5 2.6 25.9 23.9 27.9 6 2.2 22.6 23.9 27.9-1.29 7 2.5 27 23.9 27.9 116 168 326 4 4 8 21.4 27.9 23.9 27.9 292 27 421 93 93 9 23.8 29.7 23.9 27.9 1.76 476 365 46 141 141 1 28 32.4 23.9 27.9 4.536 637 444 433 18 18 11 29.9 33.8 23.9 27.9 5.889 758 53 35 26 26 12 31.4 34.7 23.9 27.9 6.831 89 528 216 216 216 13 32.6 35.7 23.9 27.9 7.774 758 53 25 26 35 14 33.2 36 23.9 27.9 8.117 637 444 18 18 433 15 33 35.7 23.9 27.9 7.811 476 365 141 141 46 16 32.2 31.4 23.9 27.9 3.51 292 27 93 93 421 17 31 3.3 23.9 27.9 2.346 116 168 4 4 326 18 29.1 28.8 23.9 27.9.873 19 27.4 28.2 23.9 27.9.263 2 26 27.7 23.9 27.9 21 25 27.3 23.9 27.9 22 24.2 27 23.9 27.9 23 23.5 26.8 23.9 27.9 24 22.8 26.6 23.9 27.9-1.29 49.71 Table 12. profil temperature 24 jam Bulan Agustus Desain Lingkungan Termal 18

PROFIL TEMPERATURE AGUSTUS 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1111213141516171819221222324-1 HOUR To agt Ti Tn-2 Tn+2 HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST Figure 15. Profil Temperature Agustus Dari grafik profil temperature Bulan Agustus dapat dilihat kondisi termal di dalam bangunan pada bulan tersebut. Temperatur di dalam bangunan hampir sepanjang tahun berada di atas temperatur di luar bangunan, atau dengan kata lain suhu di dalam lebih panas daripada di luar. Tetapi hal ini tidak berlaku pada pukul 16., 17., dan 18.. Pada jam-jam tersebut suhu udara luar adalah 32.2 C, 31 C, 29.1 C, sedangkan suhu di dalam bangunan adalah 31.4 C, 3.3 C, 28.8 C. Hal ini disebabkan karena pada pukul 16. dan 17., aktivitas di dalam bangunan sudah tidak ada, sementara kondisi jendela masih terbuka sehingga air change per-hour masih besar. Sedangkan pada pukul 18., internal heat gain =, tetapi jendela sudah ditutup sehingga air change per hour kecil, yaitu 2.62. Tetapi suhu di dalam bangunan tetap lebih rendah. Ini disebabkan karena pada pukul 18. matahari sudah tidak bersinar sehingga nilai G=. Secara umum, suhu di dalam bangunan tidak berbeda terlalu jauh dengan suhu di luar bangunan. Dari grafik tersebut juga bisa dilihat bahwa kenyamanan sempat dirasakan pada pukul 2.-5. dan pukul 7.-8.. sedangkan pada pukul Desain Lingkungan Termal 19

6. dicapai keadaan underheating dengan suhu 22.6 C. Hal ini disebabkan karena pada pukul 6. aktivitas masih belum berjalan sehingga Qi =, jendela sudah terbuka sehingga air change per-hour besar, yaitu 18.4, dan suhu di luar bangunan mencapai suhu minimum, yaitu 2.2 C. Selebihnya keadaan underheating yang terjadi. Suhu terpanas dicapai pada pukul 14., yaitu 36 C. Hal ini disebabkan karena suhu udara luar pada jam tersebut juga mencapai titik tertinggi yaitu 33.2 C. Keadaan ini juga diperkuat oleh global irradiance dari sisi barat yang mencapai puncaknya pada pukul 15., tetapi sudah tinggi pada pukul 14.. PROFIL TEMPERATUR BULAN NOVEMBER Toav = 28,9 C Tn = 17.6 +.31Toav = 26.6 C To NOV Tn- (Wh/m 2 ) HOUR ( C) Ti( C) 2 Tn+2 H+Kh C-Kh HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST 1 22.67 28.4 24.6 28.6 2 22.21 28.3 24.6 28.6 3 21.68 28.1 24.6 28.6 4 21 28 24.6 28.6 5 21.5 28.2 24.6 28.6 6 2.1 24.4 24.6 28.6 -.2 13 4 4 4 4 7 2.46 3.6 24.6 28.6 194 55 484 11 55 8 21.5 31.6 24.6 28.6 48 17 57 144 17 9 24.2 33.2 24.6 28.6 625 155 587 178 155 1 29.5 35.8 24.6 28.6 7.279 814 194 529 24 194 11 31.25 37.1 24.6 28.6 8.545 96 221 49 222 221 12 33 38 24.6 28.6 9.46 123 265 232 232 232 13 34.35 39 24.6 28.6 1.45 96 221 221 222 49 14 35 39.4 24.6 28.6 1.87 814 194 194 24 529 15 34.7 39.2 24.6 28.6 1.62 625 155 155 178 587 16 33.8 33.3 24.6 28.6 4.716 48 17 17 144 57 17 32.4 32.2 24.6 28.6 3.639 194 55 55 11 484 18 3.3 31 24.6 28.6 2.392 13 4 4 4 4 19 28.45 3.3 24.6 28.6 1.692 2 26.72 29.8 24.6 28.6 1.198 21 25.6 29.3 24.6 28.6.75 22 24.7 29 24.6 28.6.462 23 23.9 28.8 24.6 28.6.28 24 23.12 28.5 24.6 28.6 -.2 72.28 Table 13. profil temperature 24 jam Bulan November Desain Lingkungan Termal 2

PROFIL TEMPERATURE NOVEMBER 12 1 8 6 4 2-2 5 1 15 2 25 3 HOUR To NOV Ti Tn-2 Tn+2 HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST Figure 16. Profil Temperature November Dari grafik profil temperature Bulan November dapat dilihat kondisi termal di dalam bangunan pada bulan tersebut. Temperatur di dalam bangunan hampir sepanjang tahun berada di atas temperatur di luar bangunan, atau dengan kata lain suhu di dalam lebih panas daripada di luar. Tetapi hal ini tidak berlaku pada pukul 16., 17., dengan selisih yang tipis antara suhu luar dan dalam. Pada jam-jam tersebut suhu udara luar adalah 33.8 C, 32.4 C, sedangkan suhu di dalam bangunan adalah 33.3 C dan 32.2 C. Hal ini disebabkan karena pada pukul 16. dan 17., aktivitas di dalam bangunan sudah tidak ada, sementara kondisi jendela masih terbuka sehingga air change per-hour masih besar. Dari grafik tersebut juga bisa dilihat bahwa kenyamanan sempat dirasakan pada pukul 24.-5. dan pukul 7.-9.. sedangkan pada pukul 6. dicapai keadaan underheating dengan suhu 24.4 C. Hal ini disebabkan karena pada pukul 6. aktivitas masih belum berjalan sehingga Qi =, jendela sudah terbuka sehingga air change per-hour besar, yaitu 11.5, dan suhu Desain Lingkungan Termal 21

di luar bangunan mencapai suhu minimum, yaitu 2.1 C. Selebihnya keadaan underheating yang terjadi. Suhu terpanas dicapai pada pukul 14., yaitu 39.4 C. Hal ini disebabkan karena suhu udara luar pada jam tersebut juga mencapai titik tertinggi yaitu 35 C. Keadaan ini juga diperkuat oleh global irradiance dari sisi barat yang mencapai puncaknya pada pukul 15., tetapi sudah tinggi pada pukul 14.. DEGREE HOUR DEGREE HO UR 8 7 6 5 4 3 C-Kh H+Kh 2 1 A GT NO V -1 Figure 17. Degree hour Dari grafik degree hour di atas dapat dilihat bahwa kondisi yang paling banyak adalah kondisi overheating, di mana overheating di Bulan November jauh lebih tinggi daripada di Bulan Agustus. Keadaan underheating sempat dirasakan, tetapi sangat kecil dibandingkan dengan overheating, dan keadaan underheating lebih besar di Bulan Agustus daripada Bulan November. Desain Lingkungan Termal 22

D EG R EE H O U R IK L IM 5 4 3 2 1 C- K h A G T NO V H+ K h - 1-2 - 3-4 Figure 18. Degree hour iklim Bila dibandingkan antara Degree hour bangunan dan degree hour iklim, terdapat perbedaan yang cukup besar. Keadaan overheating pada degree hour bangunan lebih tinggi daripada degree hour iklim, dan keadaan underheating pada bangunan jauh lebih sedikit dibandingkan dengan degree hour iklim. Dari sini dapat dilihat bahwa desain bangunan sangat mempengaruhi kondisi termal. Dalam hal ini membuat suhu udara menjadi lebih panas. WAKTU DAN DURASI KENYAMANAN BULAN JAM AGT NYAMAN 1-5, 7-9 OVER 9 s/d 19 UNDER 6 NOV NYAMAN 24-5, 7-9 OVER 1 s/d 1 UNDER 6 Table 14. waktu kenyamanan. Desain Lingkungan Termal 23

AGT NOV NYAMAN 12 9 OVERHEATING 11 14 UNDERHEATING 1 1 Table 15. durasi kenyamanan. 16 14 12 1 8 6 NYAMAN OVERHEATING UNDERHEATING 4 2 AGT NOV Figure 18. durasi kenyamanan Dari grafik durasi kenyamanan dapat dilihat bahwa pada Bulan Agustus, kondisi nyaman lebih banyak dirasakan daripada kondisi overheating dan underheating. Sementara itu pada Bulan November, kondisi nyaman berkurang, sementara kondisi overheating bertambah. Dari sini dapat disimpulkan bahwa AC lebih banyak dibutuhkan di Bulan November daripada Agustus. 12 1 8 6 4 NY A M A N OVE RHEATING UNDE RHE A TING 2 A GT NOV Figure 19. durasi kenyamanan iklim Desain Lingkungan Termal 24

Bila dibandingkan antara kondisi kenyamanan bangunan dan kondisi kenyamanan iklim, sangat jauh berbeda. Kondisi nyaman di iklim lebih sedikit daripada dalam bangunan. Kondisi overheating juga mengalami hal yang sama. Sedangkan untuk kondisi underheating pada iklim jauh lebih tinggi dibandingkan dengan di dalam bangunan. Dari sini juga dapat disimpulkan bahwa desain bangunan sangat mempengaruhi kondisi termal dan membuat suhu udara jauh lebih panas sehingga AC sangat dibutuhkan. Desain Lingkungan Termal 25

4 PERAIN DESAIN DALAM KAITANNYA DENGAN KENYAMANAN TERMAL Bila dilihat dari analisa grafik profil temperatur dan degree hour, dapat disimpulkan bahwa kondisi termal di dalam bangunan berbeda dengan di luar bangunan, di mana keadaannya yaitu di dalam bangunan jauh lebih panas daripada di luar bangunan. Di atas sudah disebutkan bahwa pada waktu-waktu tertentu terjadi hal sebaliknya di mana disebabkan oleh aktivitas di dalam bangunan dan air change per hour. Lalu bagaimana dengan peran desain bangunan itu sendiri dalam memodifikasi iklim? Pada tabel 16 disebutkan mateial pada setiap elemen bangunan. Tabel 17 dan figure 2 menunjukkan BUILDING ELEMENT FLOOR WALL WINDOW ROOF material cncrte slab on ground 4 edges exposed brick single skin 12 mm plastrd both sides 15 mm wood frame single 6 mm clear glass pitched roof,tiles,sarking attic,plastrd board ceiling Table 16. material bangunan panas yang disumbangkan oleh tiaptiap elemen bangunan dan orientasinya. bangunan Area Agt Nov % U Q Q area Floor 312.36 N. wall 187 1.78 837.53 361.1679 67.7 window 89.1 5 2841.3 49.946 32.3 E. wall 11 1.78 322.62 399.8683 58.7 window 71.3 5 1616.7 815.317 41.3 S. wall 25 1.78 349.83 441.3814 74.2 window 71.3 5 866.76 4374.454 25.8 W. wall 11 1.78 322.73 399.8683 58.7 window 71.3 5 1617.3 815.317 41.3 roof 312 2.59 4698.4 6172.586 Table 17. panas yang disumbangkan oleh elemen bangunan dan orientasi Desain Lingkungan Termal 26

PERAN DESAIN DAN ORIENTASI 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Floor N. wall window E. wall window S. wall window W. wall window roof Area U Agt Q Nov Q Figure 2. grafik peran desain dan orientasi Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa panas terbesar pada Bulan Agustus disumbangkan oleh atap bangunan, kemudian jendela juga berperan tapi tidak terlalu banyak, sedangkan dinding tidak terlalu berarti menyumbang panas. Jendela yang paling banyak menyumbang panas adalah yang berada di sisi utara, sementara sisi selatan merupakan penyumbang panas yang paling kecil. Dinding sebelah utara juga yang menyumbang panas paling besar bila dibandingkan dengan dinding di sisi-sisi yang lain. Hal ini disebabkan radiasi di sisi utara pada Bulan Agustus memiliki nilai yang besar. Pada Bulan November, penyumbang panas yang paling besar justru pada jendela di sisi timur dan barat. Radiasi di kedua sisi ini memiliki nilai yang tinggi dibanding kedua sisi lainnya. Penyumbang panas terbesar berikutnya adalah dari atap. Dari sini dapat disimpulkan bahwa sisi yang paling panas dari bangunan adalah atap serta jendela di sisi barat dan timur. Di sini jendela di sisi barat dan timur memiliki peran yang paling besar menyumbang panas. Sedangkan sisi yang terdingin terletak pada sisi selatan. Hal ini juga disebabkan oleh area jendela pada dinding. Di sisi timur, jendela memiliki area 41,3%. Hampir seluas dinding. Hal ini juga terjadi di sisi barat. Sedangkan di sisi selatan, jendela Desain Lingkungan Termal 27

memiliki area 25,8%. Merupakan area yang paling kecil dari seluruh sisi. Hal inilah yang menyebabkan area ini menyumbangkan panas yang paling kecil. bangunan Area U Agt Nov Q Q Floor 312.36 wall 594.6 1.78 1832.75 162.286 window 32.94 5 6942.19 2536.3 roof 312 2.59 4698.379 4698.379 Table 18. panas yang disumbangkan oleh total area elemen bangunan PERAN DESAIN 3 25 2 15 1 Floor wall window roof 5 Q Q Area U Agt Nov Figure 21. grafik peran desain Bila dilihat dari total area keseluruhan, dapat dipastikan bahwa jendelalah yang menjadi penyumbang panas terbesar, terutama pada Bulan November. Yang menduduki peringkat kedua adalah atap, dan penyumbang terakhir adalah dinding. Jendela berperan paling banyak dalam membuat bangunan menjadi lebih panas karena di antara semua elemen, nilai u dari jendela memiliki nilai yang paling tinggi, yaitu 5. Atap menduduki peringkat kedua dengan nilai u 2,59, sedangkan dinding hanya 1,78. dari sini dapat dilihat bahwa jendela mempunyai kemampuan menyalurkan panas paling besar. Desain Lingkungan Termal 28

5 DAFTAR PUSTAKA Markus dan Morris, 198, Building, Climate and Energy, London:Pitman Publishing Limited Szokolay, 1987, Thermal Design of Building, Canberra: RAIA Education Division Surabaya dalam Angka 25, Surabaya: Badan Pusat Statistik Desain Lingkungan Termal 29

6 LAMPIRAN BUILDING ELEMENT FLOOR WALL WINDOW ROOF material cncrte slab on ground 4 edges exposed brick single skin 12 mm plastrd both sides 15 mm wood frame single 6 mm clear glass pitched roof,tiles,sarking attic,plastrd board ceiling Desain Lingkungan Termal 3