01. Ventilasi Alami

7/25/2019 01. Ventilasi Alami

1/32

FISIKA BANGUNAN

Oleh:

Hendro Sutowijoyo, M.T.


2/32

Kehadiran : 25 %

Tugas : 25 %

Ujian Tengah Semester (UTS) : 25 %

Ujian Akhir Semester (UAS) : 25 %


3/32


4/32

FISIKA

BANGUNANTHERMAL PENCAHAYAAN

AKUSTIK


5/32

Tata Udara


6/32

- Fotometri

- Kenyamanan warna- Cahaya Matahari


7/32

- Bunyi

- Peredam Bunyi

- Akustik Ruangan


8/32

Ventilasi alami i.e. proses pergantian udara ruangan oleh udara segar

dari luar ruangan tanpa bantuan peralatan mekanik

untuk daerah mild atau moderate tdk ekstrim

Ventilasi buatan

ventilasi dengan mesin pengkondisi udara untukmenurunkan suhu dan kelembaban udara

e.g. AC

Ventilasi semi buatan ventilasi alami dengan alat untuk menggerakkan udara

tanpa menurunkan suhu

e.g. kipas angin


9/32

Syarat awal

tersedia udara luar sehat (bebas polutan)

suhu luar tidak tinggi ( 28C)

tidak banyak halangan aliran horizontal

tidak bising

Standar penilaian kualitas ventilasi disebut standar

kenyamanan thermal suhu udara T (temperatur) --> C

kecepatan angin V (velocity) --> m/dtk

kelembaban udara RH (relative humidity) --> %

rata2 suhu perm. ruang MRT (mean surface radiant

temperature) --> C

aktivitas manusia met (Metabolism) --> W/m2

(1 met = 58.15 W/m2)

pakaian clo(clothing)-->m2degC/W (1 clo =0.155m2degC/W)


10/32

Batas-batas standar kenyamanan thermal T (temperatur) --> 24C


11/32

Karakteristik rumah zaman kolonial ruangan besar

berlangit-langit tinggi

berdinding tebal (1 batu)

beratap genting padatVolume effect

panas dari para penghuni tidak cukup cepat u/memanaskan udara ruangan

ruangan ukuran tertentu

peralatan sumber panas tinggi

menyebabkan bangunan tetap sejuk sepanjang harihingga matahari terbenam (jendela tertutup)


12/32

Transmitan elemen bangunan berlapis U = 1/Ra atau

U = 1/(1/f0 + R + 1/fi)

dengan:

U = nilai transmittan (konduktan total) --> W/m2degC

f0 = konduktan permukaan luar bahan --> W/m2degC

Rb= resistan total lapisan elemen --> m2degC/W

fi = konduktan perm. dalam bahan --> W/m2degC

Panas yang menembus elemen bangunan

Qc = A x U x Tdengan:

A = luas elemen --> m2

U = nilai transmitan --> W/m2degC

T= selisih suhu perm. luar dan dalam --> degC


13/32

Panas yang menembus kaca

Qs = A x I x

dengan:

A = luas jendela --> m2I = intensitas radiasi matahari --> W/m2

= solar gain factor bahan kaca


14/32

Aliran udara untuk membuang panas Q, tanpa

memperhatikan volume ruang

Q = H/60 x Cp x x (ti t0)

dengan:Q = udara yang dipindahkan --> m3/dtk

H = panas yang dipindahkan --> W, (watt=J/dtk)

Cp= panas jenis udara pada tekanan konstan

--> 1025 J/kgC

= berat jenis udara --> 1.2 kg/m3ti = suhu udara di dalam ruangan --> C

t0 = suhu udara di luar ruangan --> C


15/32

CONTOH SOAL 1

MENGHITUNG TRANSMITAN

ELEMEN BANGUNAN


16/32

Elemen dinding terdiri atas

-> lapisan plester luar = 1.5cm

-> lapisan plester dalam = 1.5cm

-> lapisan batu bata = 12cm

-> konduktivitas plester = 0.9 Wm/m2degC

-> konduktivitas batu bata = 1.2 Wm/m2degC

Catatan: Ingat bahwa konduktivitas adalah untuk tebal

1m, sedang konduktan untuk tebal nyata!!!

Hitung

a. transmitan dindingb. transmitan dinding apabila ada lapisan kayu di sisidalam 2cm (konduktivitas kayu 0.16 Wm/m2degC


17/32

Hitungan a

-> konduktan plester (k plester)

= 0.9/0.015 W/m2degC

= 60 W/m2degC-> resistan plester (R plester)

= 1/k plester = 1/60

= 0.017 m2degC/W

-> konduktan batu bata (k batu bata)

= 1.2/0.12 W/m2degC

= 10 W/m2degC

-> resistan batu bata (R batu bata)= 1/k batu bata = 1/10

= 0.10 m2degC/W


18/32

Sambungan hitungan a

-> konduktan permukaan dalam dinding (fi)

= 8.12 W/m2degC

-> konduktan permukaan luar dinging (f0)= 18.9 W/m2degC

-> resistan dinding (R dinding)

= 1/fi + R plester dalam +R batu bata + R

plester luar + 1/f0= 1/8.12 + 0.017 + 0.10 + 0.017 + 1/18.9

= 0.304 m2degC/W

-> transmitan dinding (U dinding)

= 1/R dinding= 1/0.304

= 3.29 W/m2degC


19/32

Hitungan b

-> konduktan kayu (k kayu)

= 0.16/0.02 W/m2degC

= 8 W/m2degC-> resistan plester (R kayu)

= 1/k kayu = 1/8

= 0.125 m2degC/W

-> resistan dinding (R dinding)= 1/fi + Rkayu + R plester dalam +R batu bata + R

plester luar + 1/f0

= 1/8.12 + 0.125 + 0.017 + 0.10 + 0.017 + 1/18.9

= 0.429 W/m2degC

-> transmitan dinding (U dinding)= 1/R dinding

= 1/0.429

= 2.33 W/m2degC


20/32

Kesimpulan

-> penambahan kayu akan memperkecil nilai

transmitan


21/32

CONTOH SOAL 2

MENGHITUNG PANAS YANG

MENEMBUS ELEMENBANGUNAN


22/32

Berdasarkan soal sebelumnya dengan data tambahan

-> luas dinding 3x6 m2

-> suhu udara dalam ruangan 27 C-> suhu udara luar ruangan 30 C

-> matahari tidak mengenai dinding secara langsung

Catatan: Ingat krn sinar matahari langsung tdk

mengenai dinding, maka suhu permukaanluar dinding dianggap = suhu udara luar

Hitung

a. panas yang mengalir dari permukaan luar dinding

ke permukaan dalam menurut soal ab. panas yang mengalir dari permukaan luar dinding

ke permukaan dalam menurut soal b


23/32

Hitungan a


= 3.29 W/m2C

-> luas (A) dinding

= 3 x 6m2

= 18 m2

-> selisih suhu (T)

= 30 27

= 3 C

-> panas yang menembus dinding (Qc)

= A x U x T

= 18 x 3.29 x 3

= 177.7 W


24/32

Hitungan b


= 2.33 W/m2degC

-> luas (A) dinding

= 3 x 6m2

= 18 m2

-> selisih suhu (T)

= 30 27

= 3 degC

-> panas yang menembus dinding (Qc)

= A x U x T

= 18 x 2.33 x 3

= 125.8 W


25/32

Kesimpulan

-> penambahan kayu akan mengurangi panas

yang menembus dinding hingga

177.7 watt 125.8 watt = 51.9 watt


26/32

CONTOH SOAL 3

MENGHITUNG PANAS YANG

MENEMBUS KACA


27/32

Suatu elemen kaca bening dengan data

-> ukuran 1x2 m2

-> terkena sinar matahari langsung bersudut 60terhadap jendela

-> radiasi matahari 700 watt/m2

Catatan: Ingat sudut datang adalah sudat antara

garis sinar matahari dan garis tegaklurus dinding!!!

Jadi = 90-60 = 30

Hitunga. Panas yang menembus kaca bening


28/32

Hitungan

-> dengan sudut datang = 30

-> = 0.7-> I = 700 watt/m2

-> panas yang menembus kaca

Qs = A x I x

= 2 x 700 x 0.7

= 980 watt

karena dari brosur kaca sudahmemperhitungkan sudut datang matahari maka Itidak dikalikan dengan cos


29/32

CONTOH SOAL 4

MENGHITUNG ALIRAN UDARAyang DIPERLUKAN untuk

MEMPERTAHANKAN SUHURUANG


30/32

Suatu ruang memiliki

-> suhu ruang 27 C

-> suhu udara luar ruang 25 C

-> dalam ruang ada sumber panas 2 orang yg

sedang bersantai (@150 watt) dan 2 lampu

(@100 watt)

Hitung

a. Aliran udara yang dibutuhkan agar suhu

ruang dapat dipertahankan


31/32

Hitungan

-> H = (2 x 150) + (2 x 100)

= 500 watt-> ti = 27 C

-> t0 = 25 C

-> Cp = 1025 J/KgC-> = 1.2 kg/m3

Q = H/60 x Cp x x (ti t0)= 500/60 x 1025 x 1.2 x (27 25)

= 0.003 m3/dtk


32/32

Kesimpulan

-> jadi dengan volume aliran udara sebanyak 0.003

m3/dtk sudah cukup untuk mempertahankansuhu ruang agar tetap. Apabila lebih besar dari

itu maka suhu udara ruangan akan turun

mendekati suhu udara luar.

01. Ventilasi Alami

Documents