1 KONDISI IKLIM RATA-RATA DAN ANALISA IKLIM · PDF fileCURAH HUJAN Dari grafik curah hujan di atas, dapat dilihat bahwa hujan terjadi hampir sepanjang tahun di iklim tropis. ... Data

Lingkungan Termal Bangunan Pendidikan: IAIN SurabayaErnaning Setiyowati 3206 204 001

Desain Lingkungan Termal1

1 KONDISI IKLIM RATA-RATA DAN ANALISA IKLIM

Kota Surabaya terletak antara 07.210 Lintang Selatan sampai dengan

112.540 Bujur Timur . wilayahnya merupakan dataran rendah dengan ketinggian

3-6 m di atas permukaan air laut, kecuali di sebelah selatan ketinggian 25-50 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 2005.

PDF Creator: PDF4U Pro DEMO Version. If you want to remove this line, please purchase the full version

http://www.pdfpdf.com



TEMPERATURE (oC)

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 bulan-

bulan 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

308C. Dari sini dapat dilihat bahwa Bulan Agustus adalah bulan terdingin, dan

Bulan November adalah bulan terpanas.

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2min 22.3 21 22.7 22 22 23.2 19.8 20.2 21 21.6 20.1 22.2 21.5max 34.8 34.6 34.6 33 32.5 32.8 32.8 33.2 34.5 34.9 35 34.7 34rata-rata 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

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

bulan

tem

pera

ture min

maxrata-rata

Figure 1. grafik temperatur satu tahun

Table 1. Data temperatur satu tahun





KELEMBABAN (%)

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. Rata-

rata kelembaban tertinggi adalah di Bulan Maret, yaitu 83%, sedangkan rata-

rata 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 100%.

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2min 52 51 52 57 50 61 47 45 40 31 37 53 48max 95 97 97 100 97 98 98 93 87 87 98 98 95.4rata-rata 81.2 81.6 83 80 77 79.4 77.9 74 74.5 73.3 73.8 83.6 78.2

Table 2. Data kelembaban dalam satu tahun

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

bulan

kele

mba

ban

minmaxrata-rata

Figure 2. Grafik Kelembaban dalam satu tahun





ANGIN (knot)

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 3.05 sampai 3.2 m/s.

Memasuki Bulan Mei kecepatan angin bertambah dan mencapai puncaknya pada

Bulan Juni, yaitu 10.9 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 40 knot, atau 20 m/s.

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2max 28 25 30 40 21 24 27 25 20 25 25 25 26.3rata-rata 6.1 6.4 6.1 6.4 10.2 10.9 7.7 7 6.7 5.3 4.4 7.2 7arahutama 330 320 300 60 160 80 90 100 100 330 350 330 212.5

frekuensibaratlaut

baratlaut barat timur timur timur timur timur timur timur timur timur

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

bulan

kece

pata

nan

gin

minmaxrata-rata

Table 3. Data angin dalam satu tahun

Figure 3. Grafik Kecepatan angin dalam satu tahun





LAMA PENYINARAN MATAHARI (%)

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.

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2sunshineduration 45 67.6 64.5 70 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

0

20

40

60

80

100

120

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des

bulan

suns

hine

dura

tion

sunshine duration

Figure 4. Grafik lama penyinaran matahari dalam satu tahun





CURAH HUJAN

Dari grafik curah hujan di atas, dapat dilihat bahwa hujan terjadi hampir

sepanjang tahun di iklim tropis. Setiap bulan di tahun 2005 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.

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nov Des Rata2hari 24 21 19 18 8 9 8 4 3 7 9 26 13mm 205.3 292.2 319 256 283 176 121 4.5 15.2 52.9 80.4 393 183.2

Table 5. Data curah hujan dalam satu tahun

Figure 5. Grafik curah hujan dalam satu tahun

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450


bulan

cura

hhu

jan

harimm





ANALISA IKLIM SATU TAHUN

Gambar di samping adalah

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 rata-

rata 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

hari hampir tanpa awan, bangunan

terkena radiasi yang cukup besar.

Curah hujan yang sedikit juga

menjadi masalah di bulan ini.

Dengan sinar matahari yang tinggi

dan curah hujan yang sedikit, akan

menyebabkan keadaan iklim di luar

bangunan panas dan kering. Panas

dalam hal ini adalah panas dari

radiasi sinar matahari langsung,

untuk temperatur udaranya, Bulan

Agustus adalah yang paling dingin

dan paling nyaman.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

bulan

tem

pera

ture min

maxrata-rata

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

bulan

kele

mba

ban

minmaxrata-rata

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

bulan

kece

pata

nan

gin

minmaxrata-rata

0

20

40

60

80

100

120


bulan

suns

hine

dura

tion

sunshine duration

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450


bulan

cura

hhu

jan

harimm

Figure 6. Grafik iklim dalam satu tahun





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

didapat degree hour iklim yang

diambil dar suhu udara luar. Di sini

dapat dilihat bahwa overheating dan

underheating hampir sama tingginya.

Bahkan dari gambar 8 bisa dilihat

bahwa batang underheating lebih

tinggi daripada nilai overheating. Hal

ini menunjukkan bahwa iklim tropis

pada dasarnya masih memberi

kenyaman bagi manusia. Tetapi

desain dari bangunan merubah

kondisi tersebut.

DATA IKLIM : TEMPERATURE DAN GLOBAL IRRADIANCE 24 JAM

DEGREE HOUR IKLIM

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

AGT NOV

C-Kh

H+Kh

Figure 7. Degree hour dari data iklim

0

2

4

6

8

10

12

AGT NOV

NYAMANOVERHEATINGUNDERHEATING

Figure 8. kondisi kenyamanan iklim





BULAN AGUSTUS

Temperature min : 20.28C

Temperataure max : 33.28C

Temperature rata-rata : 26.88C

GLOBAL IRRADIANCE (Wh/m2)

HOUR

Toagt(0C) HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST

1 22.4 0 0 0 0 02 22 0 0 0 0 03 21.6 0 0 0 0 04 21 0 0 0 0 05 20.6 0 0 0 0 06 20.2 0 0 0 0 07 20.5 116 168 326 40 408 21.4 292 270 421 93 939 23.8 476 365 460 141 141

10 28 637 444 433 180 18011 29.9 758 503 350 206 20612 31.4 809 528 216 216 21613 32.6 758 503 205 206 35014 33.2 637 444 180 180 43315 33 476 365 141 141 46016 32.2 292 270 93 93 42117 31 116 168 40 40 32618 29.1 0 0 0 0 019 27.4 0 0 0 0 020 26 0 0 0 0 021 25 0 0 0 0 022 24.2 0 0 0 0 023 23.5 0 0 0 0 024 22.8 0 0 0 0 0

223.625 167.83333 119.375 64 119.42

Table 6. Data temperature dan Global Irradiance tiap jam pada Bulanterdingin (Bulan Agustus)





BULAN NOVEMBER

Temperature min : 20.18C

Temperataure max : 358C

Temperature rata-rata : 28.98C

GLOBAL IRRADIANCE(Wh/m2)

HOUR

Tonov(0C) HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST

1 22.67 0 0 0 0 02 22.21 0 0 0 0 03 21.68 0 0 0 0 04 21 0 0 0 0 05 21.5 0 0 0 0 06 20.1 13 4 4 4 47 20.46 194 55 484 101 558 21.5 408 107 570 144 1079 24.2 625 155 587 178 155

10 29.05 814 194 529 204 19411 31.25 960 221 409 222 22112 33 1023 265 232 232 23213 34.35 960 221 221 222 40914 35 814 194 194 204 52915 34.7 625 155 155 178 58716 33.8 408 107 107 144 57017 32.4 194 55 55 101 48418 30.3 13 4 4 4 419 28.45 0 0 0 0 020 26.72 0 0 0 0 021 25.6 0 0 0 0 022 24.7 0 0 0 0 023 23.9 0 0 0 0 024 23.12 0 0 0 0 0

293.792 72.375 147.9583 80.75 147.96

Table 7. Data temperature dan Global Irradiance tiap jam pada Bulanterpanas (Bulan November)

KONDISI IKLIM AGUSTUS

400

500

600

700

800

900

To agt

GLOBAL IRRADIANCEHORISONTALGLOBAL IRRADIANCENORTHGLOBAL IRRADIANCEEAST





Dari dua grafik kondisi iklim tersebut, bisa dilihat bahwa global

irradiance untuk bulan panas lebih besar daripada di bulan dingin. Kejadian ini

Figure 9. Kondisi Iklim Bulan Agustus

KONDISI IKLIM NOVEMBER

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

0 5 10 15 20 25 30

HOUR

To nov

GLOBAL IRRADIANCEHORISONTALGLOBAL IRRADIANCENORTHGLOBAL IRRADIANCEEASTGLOBAL IRRADIANCESOUTHGLOBAL IRRADIANCEWEST

Figure 10. Kondisi Iklim Bulan November





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.





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 m2. Bangunan ini memilki

10 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 3Figure 14. Potongan AA





DATA DIMENSI BANGUNAN

DATA DIMENSI PARTISI

NORTH EAST SOUTH WEST TOTALP

(m)L

(m)A

(m) %P

(m)L

(m) A (m) %P

(m)L

(m)A

(m) %P

(m)L

(m)A

(m) % AREA

100 31224 11.5 186.9 67.72 15 11.5 101.22 58.68 24 11.5 204.7 74.17 15 11.5 101.2 59 594.06

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 41 302.94

100 312276 172.5 276 172.5 1521

LANTAI 1 LANTAI 2 LANTAI 3 TOTAL

JML A (m) % P (m)L(m) JML A (m) % P (m)

L(m) JML

A(m) % AREA

24 & 812& 3 312 100 24 & 8

12& 3 312 100 624

218.55 95.86 12,12,8,8,8,3 4 194.55 95.368 12,12,8,3 3.5 113.1 92.29 526.25 9.45 4.14 2.7 0.7 5 9.45 4.6324 2.7 0.7 5 9.45 7.714 28.35

228 204 122.5 1179

Table 8. Data dimensi bangunan

Table 9. Data dimensi partisi





DATA MATERIAL DAN THERMAL PROPERTIES

INTERNAL HEAT GAIN

material U Y sgf abs asg tlg dcr Rso sc sgfxsccncrte slab on ground

4 edges exposed 0.36 6 0.02brick single skin 120 mmplastrd both sides 15 mm 1.78 4.1 0.25 3 0.83 0.06

wood frame single6 mm clear glass 5 5 0.76 0.64 0 1 0.25 0.19

pitched roof,tiles,sarkingattic,plastrd board ceiling 2.59 2.6 0.65 0.5 1 0.04

Table 10. Data material dan thermal properties

HOUR

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 TOTAL

86800 86800 86800 86800 86800 86800 86800 86800 86800 781200 Wh

1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 14400 Wh

88400 88400 88400 88400 88400 88400 88400 88400 88400 795600 Wh

Table 11. Internal Heat Gain.

Perkuliahan dimulai pada pukul 07.00-15.00. sehingga internal heat gain yang berasal dari tubuh manusia hanya berada pada jam-jam tersebut. Sedangkan lamputidak dinyalakan karena semua ruangan memiliki jendela yang menyebabkan semua ruangan tersebut mendapatkan cahaya matahari. Ketika malam hari lampu juga

tidak dinyalakan karena bangunan tidak digunakan.





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 06.00-18.00. Pada malam hari

diasumsikan jendela ditutup pada pukul 18.00-06.00.

Untuk perhitungan air change per-hour digunakan rumus:

Untuk menghitung air change per-hour dibutuhkan nilai Q (air flow rate).

Untuk perhitungan Q (air flow rate) digunakan rumus1:

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, 1980, Building, Climate and Energy, London:Pitman Publishing Limited

3600×=VQN

()Τϕ/Φ9 21.121 Τφ1 0 0 1 297.12 353.01 Τµ ()()Τϕ/Φ9 15.809 Τφ1 0 0 1 344.64 365.73 Τµ ()135.05.02

22

1

21827.0 −∆×

+= smp

AA

AAQ

Equation 1. air change per hour

Equation 2. air flow rate





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-rumus2

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 = 0.33 x N x V

()Τϕ/Φ9 15.887 Τφ1 0 0 1 255.12 565.41 Τµ ()qvqcQ

ToavTiav is

++= +

sQv = 0.33 x N x V x (Tot – Tav)

sQcg=A x U x (Tot – Tav)

sQcs=A x U x dcr x (Tot-tlg – Tav)

sQsg=A x asg x (Gt – Gav)

sQss=A x U x dcr x abs x Rso x (Gt-tlg – Gav)

()Τϕ/Φ9 15.898 Τφ1 0 0 1 246 430.05 Τµ ()qvqasQtTiavTit +

+=

Dengan menggunakan rumus-rumus di atas didapatkan lingkungan termal

bangunan. Untuk perhitungan lebih detail dapat dilihat di lampiran, yaitu

perhitungan pukul 06.00, 14.00, 20.00, 24.00 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.





PROFIL TEMPERATUR BULAN AGUSTUS

Toav = 26,80C

Tn = 17.6 + 0.31Toav = 25.9

GLOBAL IRRADIANCE(Wh/m2)

HOUR

Toagt(0C) Ti(0C)

Tn-2 Tn+2 H+Kh C-Kh HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST

1 22.4 26.4 23.9 27.9 0 0 0 0 02 22 26.3 23.9 27.9 0 0 0 0 03 21.6 26.2 23.9 27.9 0 0 0 0 04 21 26 23.9 27.9 0 0 0 0 05 20.6 25.9 23.9 27.9 0 0 0 0 06 20.2 22.6 23.9 27.9 -1.29 0 0 0 0 07 20.5 27 23.9 27.9 116 168 326 40 408 21.4 27.9 23.9 27.9 292 270 421 93 939 23.8 29.7 23.9 27.9 1.76 476 365 460 141 141

10 28 32.4 23.9 27.9 4.536 637 444 433 180 18011 29.9 33.8 23.9 27.9 5.889 758 503 350 206 20612 31.4 34.7 23.9 27.9 6.831 809 528 216 216 21613 32.6 35.7 23.9 27.9 7.774 758 503 205 206 35014 33.2 36 23.9 27.9 8.117 637 444 180 180 43315 33 35.7 23.9 27.9 7.811 476 365 141 141 46016 32.2 31.4 23.9 27.9 3.51 292 270 93 93 42117 31 30.3 23.9 27.9 2.346 116 168 40 40 32618 29.1 28.8 23.9 27.9 0.873 0 0 0 0 019 27.4 28.2 23.9 27.9 0.263 0 0 0 0 020 26 27.7 23.9 27.9 0 0 0 0 021 25 27.3 23.9 27.9 0 0 0 0 022 24.2 27 23.9 27.9 0 0 0 0 023 23.5 26.8 23.9 27.9 0 0 0 0 024 22.8 26.6 23.9 27.9 0 0 0 0 0

-1.29 49.71

Table 12. profil temperature 24 jam Bulan 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 16.00, 17.00, dan 18.00. Pada jam-jam tersebut suhu udara luar

adalah 32.20C, 310C, 29.10C, sedangkan suhu di dalam bangunan adalah 31.40C,

30.30C, 28.80C. Hal ini disebabkan karena pada pukul 16.00 dan 17.00, aktivitas

di dalam bangunan sudah tidak ada, sementara kondisi jendela masih terbuka

sehingga air change per-hour masih besar. Sedangkan pada pukul 18.00,

internal heat gain = 0, 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 18.00 matahari sudah tidak bersinar sehingga

nilai G=0. 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 20.00-05.00 dan pukul 07.00-08.00. sedangkan pada pukul

Figure 15. Profil Temperature Agustus

PROFIL TEMPERATURE AGUSTUS

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

HOUR

To agt

Ti

Tn-2

Tn+2

GLOBAL IRRADIANCEHORISONTALGLOBAL IRRADIANCENORTHGLOBAL IRRADIANCE EAST

GLOBAL IRRADIANCESOUTHGLOBAL IRRADIANCE WEST





06.00 dicapai keadaan underheating dengan suhu 22.60C. Hal ini disebabkan

karena pada pukul 06.00 aktivitas masih belum berjalan sehingga Qi = 0,

jendela sudah terbuka sehingga air change per-hour besar, yaitu 18.4, dan suhu

di luar bangunan mencapai suhu minimum, yaitu 20.20C. Selebihnya keadaan

underheating yang terjadi. Suhu terpanas dicapai pada pukul 14.00, yaitu 360C.

Hal ini disebabkan karena suhu udara luar pada jam tersebut juga mencapai

titik tertinggi yaitu 33.20C. Keadaan ini juga diperkuat oleh global irradiance

dari sisi barat yang mencapai puncaknya pada pukul 15.00, tetapi sudah tinggi

pada pukul 14.00.

PROFIL TEMPERATUR BULAN NOVEMBER

Toav = 28,90C

Tn = 17.6 + 0.31Toav = 26.60CGLOBAL IRRADIANCE(Wh/m2)

HOUR

ToNOV(0C) Ti(0C)

Tn-2 Tn+2 H+Kh C-Kh HORISONTAL NORTH EAST SOUTH WEST

1 22.67 28.4 24.6 28.6 0 0 0 0 02 22.21 28.3 24.6 28.6 0 0 0 0 03 21.68 28.1 24.6 28.6 0 0 0 0 04 21 28 24.6 28.6 0 0 0 0 05 21.5 28.2 24.6 28.6 0 0 0 0 06 20.1 24.4 24.6 28.6 -0.2 13 4 4 4 47 20.46 30.6 24.6 28.6 194 55 484 101 558 21.5 31.6 24.6 28.6 408 107 570 144 1079 24.2 33.2 24.6 28.6 625 155 587 178 155

10 29.05 35.8 24.6 28.6 7.279 814 194 529 204 19411 31.25 37.1 24.6 28.6 8.545 960 221 409 222 22112 33 38 24.6 28.6 9.46 1023 265 232 232 23213 34.35 39 24.6 28.6 10.45 960 221 221 222 40914 35 39.4 24.6 28.6 10.87 814 194 194 204 52915 34.7 39.2 24.6 28.6 10.62 625 155 155 178 58716 33.8 33.3 24.6 28.6 4.716 408 107 107 144 57017 32.4 32.2 24.6 28.6 3.639 194 55 55 101 48418 30.3 31 24.6 28.6 2.392 13 4 4 4 419 28.45 30.3 24.6 28.6 1.692 0 0 0 0 020 26.72 29.8 24.6 28.6 1.198 0 0 0 0 021 25.6 29.3 24.6 28.6 0.75 0 0 0 0 022 24.7 29 24.6 28.6 0.462 0 0 0 0 023 23.9 28.8 24.6 28.6 0.208 0 0 0 0 024 23.12 28.5 24.6 28.6 0 0 0 0 0

-0.2 72.28

Table 13. profil temperature 24 jam Bulan 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 16.00, 17.00, dengan selisih yang tipis antara suhu luar dan

dalam. Pada jam-jam tersebut suhu udara luar adalah 33.80C, 32.40C,

sedangkan suhu di dalam bangunan adalah 33.30C dan 32.20C. Hal ini

disebabkan karena pada pukul 16.00 dan 17.00, 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 24.00-05.00 dan pukul 07.00-09.00. sedangkan pada pukul

06.00 dicapai keadaan underheating dengan suhu 24.40C. Hal ini disebabkan

karena pada pukul 06.00 aktivitas masih belum berjalan sehingga Qi = 0,

jendela sudah terbuka sehingga air change per-hour besar, yaitu 11.5, dan suhu

Figure 16. Profil Temperature November

PROFIL TEMPERATURE NOVEMBER

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30

HOUR

To NOV

Ti

Tn-2

Tn+2

GLOBAL IRRADIANCEHORISONTALGLOBAL IRRADIANCENORTHGLOBAL IRRADIANCEEASTGLOBAL IRRADIANCESOUTHGLOBAL IRRADIANCEWEST





di luar bangunan mencapai suhu minimum, yaitu 20.10C. Selebihnya keadaan

underheating yang terjadi. Suhu terpanas dicapai pada pukul 14.00, yaitu

39.40C. Hal ini disebabkan karena suhu udara luar pada jam tersebut juga

mencapai titik tertinggi yaitu 350C. Keadaan ini juga diperkuat oleh global

irradiance dari sisi barat yang mencapai puncaknya pada pukul 15.00, tetapi

sudah tinggi pada pukul 14.00.

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.

DEGREE HO UR

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

A GT NOV

C-Kh

H+Kh

Figure 17. Degree hour





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 JAMAGT NYAMAN 1-5, 7-9

OVER 9 s/d 19UNDER 6

NOV NYAMAN 24-5, 7-9OVER 10 s/d 1UNDER 6

Table 14. waktu kenyamanan.

DEG REE HO UR IKL IM

- 4 0

- 3 0

- 2 0

- 1 0

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

A G T NO V

C- K h

H+K h

Figure 18. Degree hour iklim





AGT NOVNYAMAN 12 9OVERHEATING 11 14UNDERHEATING 1 1

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.

Table 15. durasi kenyamanan.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

AGT NOV

NYAMANOVERHEATINGUNDERHEATING

Figure 18. durasi kenyamanan

0

2

4

6

8

10

12

A GT NOV

NYA MA NO VE RHEATINGUNDERHEATING

Figure 19. durasi kenyamanan iklim





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.





4 PERAIN DESAIN DALAM KAITANNYA DENGANKENYAMANAN 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 20 menunjukkan

panas yang disumbangkan oleh tiap-

tiap elemen bangunan dan

orientasinya.

Agt Nov %bangunan AreaU Q Q area

Floor 312 0.36N. wall 187 1.78 837.53 361.1679 67.7window 89.1 5 2841.3 4900.946 32.3E. wall 101 1.78 322.62 399.8683 58.7window 71.3 5 1616.7 8015.317 41.3S. wall 205 1.78 349.83 441.3814 74.2window 71.3 5 866.76 4374.454 25.8W. wall 101 1.78 322.73 399.8683 58.7window 71.3 5 1617.3 8015.317 41.3roof 312 2.59 4698.4 6172.586

BUILDINGELEMENT material

cncrte slab on groundFLOOR 4 edges exposed

brick single skin 120 mmWALL plastrd both sides 15 mm

wood frame singleWINDOW 6 mm clear glass

pitched roof,tiles,sarkingROOF attic,plastrd board ceiling

Table 16. material bangunan

Table 17. panas yang disumbangkan oleh elemen bangunan danorientasi





PERAN DESAIN DAN ORIENTASI

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Floor N. wall window E. wall window S. wall window W. wall window roof

AreaUAgt QNov Q

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

Figure 20. grafik peran desain dan orientasi





memiliki area 25,8%. Merupakan area yang paling kecil dari seluruh sisi. Hal

inilah yang menyebabkan area ini menyumbangkan panas yang paling kecil.

PERAN DESAIN

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Q Q

Area U Agt Nov

Floorwallwindowroof

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.

Agt Novbangunan Area UQ Q

Floor 312 0.36wall 594.06 1.78 1832.705 1602.286window 302.94 5 6942.019 25306.03roof 312 2.59 4698.379 4698.379

Table 18. panas yang disumbangkan oleh total area elemenbangunan

Figure 21. grafik peran desain





5 DAFTAR PUSTAKA

Markus dan Morris, 1980, Building, Climate and Energy, London:Pitman

Publishing Limited

Szokolay, 1987, Thermal Design of Building, Canberra: RAIA Education Division

Surabaya dalam Angka 2005, Surabaya: Badan Pusat Statistik





6 LAMPIRAN

BUILDINGELEMENT material

cncrte slab on groundFLOOR 4 edges exposed

brick single skin 120 mmWALL plastrd both sides 15 mm

wood frame singleWINDOW 6 mm clear glass

pitched roof,tiles,sarkingROOF attic,plastrd board ceiling



Documents

1 KONDISI IKLIM RATA-RATA DAN ANALISA IKLIM · PDF fileCURAH HUJAN Dari grafik curah hujan di atas, dapat dilihat bahwa hujan terjadi hampir sepanjang tahun di iklim tropis. ... Data