KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb.

Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan nikmat-Nya kita bisa

menelesaikan laporan fisika bangunan ini. Semua bisa dilakukan karena adanya Rizki-Nya

sehingga bisa menelesaikan dengan tepat waktu dan semaksimal mungkin. Selain ridho-Nya ada

juga pihak yang berpartisipasi dalam pengerjaan laporan ini, antara lain:

1. Bapak Ikhwanuddin ST, MT, selaku Dosen pengampu mata kuliah Fisika Bangunan.

2. Teman – teman kelas Fisika Internasional yang ikut membantu dalam memperlancar

pengerjaan laporan ini.

3. Penjaga/ teknisi laboratorium yang memperkenalkan alat – alat pengukur yang

digunakan.

4. Dan tidak lupa doa orang tua yang selalu mengalir untuk memotivasi kami.

Dalam penyusunan laporan ini kami mencari daya dan menyusunnya dengan semaksimal

mungkin. Namun ada pepatah “tiada gading yang tak retak” maka jika ada kesalahan dalam

laporan ini kami mohon maaf dan besar harapan kami bahwa laporan ini berguna untuk sekarang

maupun nanti.

Wassalamualaikum Wr. Wb.

Putri Kurnia Sari 11510134021

Aruf Dwi Haryadi 11510134027

Pasikun 11510134032

Tujuan

Setelah selesai mengerjakan laporan Fisika Bangunan ini Mahasiswa diharapkan mampu:

1. Menghitung panas didalam sebuah ruangan.

2. Menghitung ventilasi pada suatu ruangan.

3. Menghitung pencahayaan alami maupun pencahayaan buatan.

Dasar Teori

Kalor adalah:

Suatu yang dipindahkan antasa suatu system dan lingkungannya akibat perbedaan suhu.

Energy yang mengalir dari suatu benda lain karena perbedaan suhu antara keduanya.

Ventilasi adalah proses pergantian udara yang telah terpakai dengan udara luar yang dengan

atau tanpa alat. Ada dua jenis ventilasi:

Ventilasi alami

Proses suplai dan pemindahan udara dengan menggunakan celah yang sengaja dibuat.

Kekuatan angin dan tekanan akibat perubahan suhu.

Ventilasi buatan

Proses suplai dan pemindahan udara dengan menggunakan peralatan mekanik yang

dapat digunakan baik untuk suplai udara, pembersihan maupun keseimbangan ventilasi

pada ruang terpakai.

Fungsi Dari Ventilasi

1. Untuk menyediakan udara segar oksigen bagi kebutuhan fisik manusia.

2. Untuk menciptakan tingkat pergerakan udara yang sangat penting dalam menciptakan

rasa segar dan nyaman. (kecepatan udara nyaman 0,1 – 0,3 m/det)

3. Untuk memindahkan produk pernapasan (CO2), bau badan, dan asap rokok pengguna

ruang.

4. Untuk memindahkan bahan kimia berbahaya yang dihasilkan dari bahan bangunan.

5. Untuk memindahkan panas yang dihasilkan orang, lampu atau peralatan dalam ruang.

MENGHITUNG TRANSFER PANAS

Transfer Panas pada banguna ada 3 (tiga) macam, yaitu:

1. Konduksi

2. Radiasi

3. Konveksi

Ruangan: ruang Belajar 5

Panjang (p) = 8 m

Lebar (l) = 6 m

Tinggi (t) = 3 m

Luas dinding terkena panas

A = p X l

= 8 m X 6 m

= 24 m2

Suhu (T)

T1 (dalam ruangan) = ± 28°C

T2 (dalam ruangan) = ±33° C

Tebal dinding

15 cm = 0,15 m

Pintu

Panjang (p) = 2.15 m

Lebar (l) = 1,80 m

Jendela

Panjang (p) = 1,20 m

Lebar (l) = 1,80 m

Tinggi jendela dari tanah 100cm = 1 m

Ventilasi

Panjang (p) = 1.20 m

Lebar (l) = 0,70 m

Q karena konduksi

A = luas ruangan

= 2 (p . l) + 2 (p . t) + 2 (l . t)

= 2 (8 . 6) + 2 (8 . 3) + 2 (6 . 3)

= 96 + 48 + 36

= 180

QC = A. U . ΔT

= 180 . 0,33 . (33°C - 28°C)

= 297 w

Q karena radiasi

A = luas jemdela 9 buah

= 4 ( p . l)

= 4 (1,2 . 0,95)

= 4,56 m2

Qrad = A . I . ϴ

= 4,56 . 580 . 0,7

= 1851,36 w

Q karena konveksi

V = Volume Ruang

360

= P . l .t360

= 8 .6 .5360

= 240360

= 0,67 m2/d

Qtotal = Qc + Qrad + Qv

= 297 + 1851,36 + 0,67

= 2149,03

Jadi laju kalor seluruhnya di ruang RB5 adalah 2149,03 W

PERHITUNGAN KECEPATAN VENTILASI

Menghitung Kecepatan ventilasi di RB5 Jurusan PTSP Universitas Negeri Yogyakarta

I. Hitungan kecepatan ventilasi berdasarkan Co2 dalam ruangan

QH = F

C 1−C 0 Q = Kecepatan ventilasi ( l / dt )

F = Kecepatan emisi Co2 di dalam ruangan (l / dt) 0,047 liter / detik

C 1 = Maksimal kadar Co2 yang di izinkan (panas = 5% USA = 0,005 %)

Q per orang

QH = F

C 1−C 0

= 0,047 x 45

0,005−0,0003

= 2,115

0,0047

= 450 lt/dt

= 0,450 m3/detik

II. Pendekatan suhu nyaman

Q = Kecepatan ventilasi (Cm3 / detik)

Qth ¿H

Cpx p (T 1−T 0) H = Produksi panas dalam ruangan (WJ/detik)

Cp = Kapasitas panas udara (1025 J/Kgoc)

P = Kerapatan udara (1,2 Kg/m3)

T1 = Suhu luar ruangan (oC)

T2 = Suhu dalam ruangan (oC)

H = n x Ho x A n = Jumlah orang

Ho= Aktifitas duduk (58 w/m2)

A = Luas kulit manusia (1,7 m2)

H = n x Ho x A

= 45 x 58 x 1,7

= 4437 j/s

Qth = H

Cpx p (T 1−T 0)

= 4437

1025x 1,2x (33−28)

= 44376150

= 0,72 m2/dt = 720 lt/dt

QH = 450 lt/dt < Qth = 720 lt/dt

∴Jadi menggunakan Qth

Lubang ventilasi inlet = outlet

1 = 1

Cv = 1

Dengan arah angin diagonal jadi k = 0,275 ∝45o

A = Q

k xCv x V

= 0,72

0,275 x1 x0,1m /det

= 26, 18

∴ kesimpulan: Inlet = 26,18 m2

Outlet = 26,18 m2

Evaluasi:

Luas nako atas : 0,5 x 15 = 7,5 m2

Luas nako bawah : 0,5 x 1,25 = 7,5 m2

Lubang ventilasi cukup karena > 12,8 Jika arah angin diagonal, hasilnya tidak sesuai atau mendekati

Sirkulasi udara dalam ruangan tiap jam

N = 3600.Q

V

N = Jumlah pertukaran udara tiap jam

Q = Kecepatan ventilasi (m3/s atau lt/s)

V = Volume udara (m3 atau liter)

Volume ruang RB5 = 144 m2

N = 3600x 0,72

144 = 18 kali

∴ Jadi pertukaran di ruang RB5 adalah 18 kali

DATA PENGAMATAN

Data yang di dapat dari ruang RB5 jurusan PTSP UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

a) Panjang bangunan : 800 cm (8,0 m)b) Lebar bangunan : 600 cm (6,0 m)c) Tinggi bangunan : 300 cm (3,0 m)d) Jendela

Panjang : 120 cm (1,2 m) Lebar : 95 cm (0,95 m)

e) Ventilasi Panjang : 120 cm (1,2 m) Lebar : 70 cm (0,7 m)

f) Pintu Panjang : 215 cm (2,15 m) Lebar : 180 cm (1,8 m)

g) Denah ruangan RB5 terlampirh) Potongan ruangan RB5 terlampir

HITUNGAN DATA

Utara o Jendela : 4 (1,2 x 0,95) = 4,56

o Ventilasi : 4 (1,2 x 0,7) = 3,36

o Pintu : 1 (2,15 x 1,8) = 3,87

o Dinding :

8 x 3 = 24 Jendela = 4,56 Ventilasi = 3,36 Pintu = 3,87 —

= 12,21

Timuro Dinding : 6 x 3 = 18 m2

Barato Dinding : 6 x 3 = 18 m2

Selatano Jendela : 2 (1,2 x 0,95) = 2,28

o Ventilasi : 3 (1,2 x 0,7) = 2,52

o Dinding :

8 x 3 = 24 Jendela = 2,28 Ventilasi = 2,52 —

= 19,2

Luas Kaca

Utara = [ 4 (2,58 x 0,82)] + [4 (2,32 x 0,68)]= 8,5 + 6,3= 14,8 (4 kaca jendela + 4 kaca ventilasi)

Selatan = [ 2 (2,58 x 0,85)] + [ 3(2,32 x 0,68)]= 4,2312 + 4,7328= 8,964 (2 kaca jendela + 3 ventilasi)

Timur = 0 Barat = 0

PERHITUNGAN PENCAHAYAAN ALAMI

Dalam menghitung pencahayaan alami kami menggunakan: metode “split flux”, ada 3 komponen OF, yaitu: SC, ERC, dan IRC dalam rumus yaitu:

DF = SC + ERC + IRC

Keterangan:

DF = Day light factor C %ERC = Externally Reflected componentSC = Sky componentIRC = Internally Reflected Component

A. Menghitung sky component (SC) → menggunakan busur surya1. Gambar denah dan potongan2. Meletakkan busur surya pada potongan dan denah seperti pada ilustrasi3.

a. Meletakkan garis potong dari ambang luar jendela ke titik pusat busur suryab. Mencari selisih nilai persentase internal sky component (SC) dalam persen (%)c. Cari selisih sudutnya (dalam)

— Busur surya A (potongan)— ISC = 5% - 0,4% = 4,6 %— Sudut = 34o – 11o = 23o

4.a. Membuat garis potong dari luar ambang ke titik pusat busur surya Bb. Buat bujur besar sudut = Point 3Cc. Baca besaran ( faktor koreksi & hitung seleksi (fk) )

— Busur surya B (Denah)

— fk = 0,48 + 0,482 = 0,962— Sudut = 34o – 11o = 23o

5. Menghitung SC = ISC x fk = 4,6 x 0,962 = 4,4252

6. Menghitung ERC: SC tak terhalang maka ERC tidak di hitung (0)

B. Menghitung IRC (Dengan Nomogram)1. Hitung Luas jendela (Lj), luas dinding (Ld), Luas ruangan (Lr)

a. Luas jendela + VentilasiLj utara = 7,92Lj barat = 0Lj selatan = 0,48Lj timur = 0 + Total = 12,72

b. Luas dinding Ld utara = 12,21 Ld barat = 18 Ld selatan = 19,2 Ld timur = 18 + Total = 67,41

c. Luas ruangan Lr = 2 (p x l) + 2 (l x t) + (p x l)

= 2 (8 x 6) + 2 (6 x 3) + (8 x 6) = 96 + 36 +48 = 180 m2

2. Mencari nilai Lj/Lr missal “X”

X = LjLr

= 12,72180

= 0,071

3. Menandai nilai X dalam skala A (nomogram)4. Mencari nilai Ld/Lr missal “Y”

X = LdLr

= 67,41180

= 0,4

5. Menentukan nilai reflektan dinding (RD%) = Z. RD = 50% → Warna dinding, Lantai, Plafond terang

6. Mencari nilai rata-rata Reflektan dinding (RRD) dari tabel kecil misal= dWall total surface → 0,4

→ 50% RRD = 44 %

7. Menandai nilai RRD pada nomogram skala B8. Menghubungkan skala A dan skala B, memotong di skala C dan membaca besar

nilainya.C = 1,75 % (nomogran skala C)

9. Menentukan nilai MF (maintenance factor) ruang. MF adalah factor kebersihan / keburaman permukaan ruang dan penggunanyaTabel MF (maintenance factor)

Jenis lokasi Jenis pekerjaan Factor perawatanBersih Bersih 0,9Kotor Bersih 0,8Bersih Kotor 0,7Kotor Kotor 0,6

10. Menentukan CF (Conversion Factor) ruang. CF adalah factor koreksi terhadap pantulan ruangTabel CF (Conversion Factor)

No Pantulan rata-rata Factor conversion1 0,3 0,542 0,4 0,673 0,5 0,784 0,6 0,85

Pantulan rata-rata = RRD% = 44% = 0,44

∴ CF = 0,67

11. Menghitung IRC = Nilai Skala C x MF x CF = 1,75 x 0,9 x 0,67 = 1,055

C. Koreksi Nilai DFor koreksi GF, FF, dan DUntuk mendapatkan nilai akhir DF yang teliti, maka DF dari SC, ERC, IRC masih

harus dikalikan dengan fact

DF akhir = DF awal x GF x FF x

GF = Glazing (Penggunaan jenis kaca tertentu, jika kaca bersih = 1) maka GF = 1

FF = Froaming (Jenis rangka jendela rangka tepi = 1)

D = Dirt (Lokasi bangunan dan kemiringan daun jendela) D = 0

DF awal = SC + SRC + IRC

= 4,4252 + 0 + 1,055

= 5,48

DF akhir = DF awal x GF x FF x D

= 5,32 x 1 x 1 x 0,9

= 4,932 %

Intensitas cahaya

DF = E1

E 0 x 100%

E1 = DF .E0

100

= 4,932 x10.000

100 = 493,2 lux

∴ Jadi daylight factor (DF) atau pencahayaan alami dalam ruangan RB 5 adalah 493,2 lux

PERHITUNGAN PENCAHAYAAN BUATAN

Kebutuhan lampu di RB5 jurusan PTSP Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diketahui:

Ukuran ruangan RB 5: 8 x 6 x 3

Tinggi Meja : 70 cm = 0,7 m

Direncanakan ruang RB 5 berukuran (8 x 6 x 3) m3 menggunakan lampu TL TKI 1 x 36 watt local dengan flux cahaya 1 x 2700 lumen / armature

Jawab:

Data refleksi permukaan ruangan

Plafon (rp) : 0,7 Dinding (rw) : 0,3 Meja (rm) : 0,1 Tinggi meja : 70 cm Jumlah kebutuhan titik lampu jika standar pencahayaan ruang belajar = 250

lux

Ditanya : Jumlah lampu dan daya yang dibutuhkan ?

Jawab :

H = tinggi armature – tinggi meja

= 3 – 0,7

= 2,3 m

Indeks ruangan [K] = P x l

h( p+l)

= 8 x6

2,3(8+6)

= 48

32,2 = 1,49

Untuk 1 buah TL 36 watt jumlah lumen = 36 x 75 = 2700 lumen

Untuk 1 TL 36 watt jumlah lumen = 1 x 2700 = 2700 lumen

Dari tabel K = 1,49 → (1,2 – 1,5) (0,41 – 0,37) ⟹ (η=0,37 ;η=0,41)

n = 0,37 + 1,49−1,21,5−1,49

(0,41 – 0,37)

= 0,37 + 0,290,01

(0,04)

= 0,37 + 2,9 x 0,04

= 0,37 + 1,16 = 1,53

Lampu diganti tiap 2 tahun dengan penggunaan ruangan (LLF) = 0,8

Standar pencahayaan RB 5 = 250 lux Flux lampu armature = 1 x 2700 = 2700 Luas ruangan = 8 x 6 = 48 Flux cahaya (Φ) = 250 Efisiensi ruangan (n) = 1,53 Depreslasi (LLF) 2 tahun = 0,8

Iluminasi standar (E) = 2500,8

= 312,5

N = A x E

Lx nx LLF

= 48 x312,5

2700x 1,53 x0,8

= 150003304,8

= 4,5 lampu ⟶ 5 lampu

Jadi untuk pencahayaan buatan RB 5 adalah 5 lampu dengan masing – masing lampu berdaya 36 watt, jenis lampu TL (produk lokal) panjang ±120cm (neon)