pendinginan pasif

49

Click here to load reader

Upload: kansa-amirah-ulfah

Post on 09-Feb-2017

333 views

Category:

Design


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: Pendinginan pasif

PENDINGIN PASIF• CUT NANDA ULFA• KANSA AMIRAH

ULFAH• NILFA YUDRIKA• NURATUL HIKMAH

DOSEN : Ir. MUSLIMSYAH ,M.Sc.

JURUSAN ARSITEKTUR

UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Page 2: Pendinginan pasif

KENYAMANAN THERMAL

Page 3: Pendinginan pasif

Definisi Kenyamanan Termal • Kenyamanan termal merupakan suatu kondisi dari pikiran

manusia yang menunjukkan kepuasan dengan lingkungan termal (Nugroho, 2011).

• Menurut Karyono (2001), kenyamanan dalam kaitannya dengan bangunan dapat didefinisikan sebagai suatu keadaan dimana dapat memberikan perasaan nyaman dan menyenangkan bagi penghuninya.

• Kenyamanan termal merupakan suatu keadaan yang berhubungan dengan alam yang dapat mempengaruhi manusia dan dapat dikendalikan oleh arsitektur (Snyder, 1989).

• Sementara itu, menurut Mclntyre (1980), manusia dikatakan nyaman secara termal ketika ia tidak merasa perlu untuk meningkatkan ataupun menurunkan suhu dalam ruangan.

• Olgyay (1963) mendefinisikan zona kenyamanan sebagai suatu zona dimana manusia dapat mereduksi tenaga yang harus dikeluarkan dari tubuh dalam mengadaptasikan dirinya terhadap lingkungan sekitarnya.

• Menurut ASHRAE (2009), kenyamanan termal adalah suatu kondisi dimana ada kepuasan terhadap keadaan termal di sekitarnya.

Page 4: Pendinginan pasif

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kenyamanan Termal

• a. Temperatur udara Temperatur udara antara suatu daerah dengan daerah lainnya sangat berbeda. Hal ini disebabkan adanya beberapa faktor, seperti sudut datang sinar matahari, ketinggian suatu tempat, arah angin, arus laut, awan, dan lamanya penyinaran. • b. Temperatur radiant Temperatur radiant adalah panas yang berasal dari radiasi objek yang mengeluarkan panas, salah satunya yaitu radiasi matahari

Page 5: Pendinginan pasif

• Kelembaban udara Kelembaban udara merupakan kandungan uap air yang ada di dalam udara, Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kelembaban udara, yakni radiasi matahari, tekanan udara, ketinggian tempat, angin, kerapatan udara, serta suhu.

• Kecepatan angin Kecepatan angin adalah kecepatan aliran udara yang bergerak secara mendatar atau horizontal pada ketinggian dua meter di atas tanah. Kecepatan angin dipengaruhi oleh karakteristik permukaan yang dilaluinya. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan angin (Resmi, 2010), antara lain berupa gradien barometris, lokasi, tinggi lokasi, dan waktu.

Page 6: Pendinginan pasif

• Insulasi Pakaian Jenis dan bahan pakaian yang dikenakan juga dapat mempengaruhi kenyamanan termal. Salah satu cara manusia untuk dapat beradaptasi dengan keadaan termal di lingkungan sekitarnya adalah dengan cara berpakaian. Misalnya, mengenakan pakaian tipis di musim panas dan pakaian tebal di musim dingin. Pakaian juga dapat mengurangi pelepasan panas tubuh.

• Aktivitas Aktivitas yang dilakukan manusia akan meningkatkan metabolisme tubuhnya. Semakin tinggi intensitas aktivitas yang dilakukan, maka semakin besar pula peningkatan metabolisme yang terjadi di dalam tubuh, sehingga makin besar energi dan panas yang dikeluarkan.

Page 7: Pendinginan pasif

Adapun faktor-faktor lain yang mempengaruhi kenyamanan termal ruangan dari segi

arsitektural (Latifa, N.L., Harry Perdana, Agung

Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013), yaitu:

Page 8: Pendinginan pasif

• Desain Bangunan Pada iklim tropis, fasad bangunan yang berorientasi Timur-Barat merupakan bagian yang paling banyak terkena radiasi matahari (Mangunwijaya, 1980). Oleh karena itu, bangunan dengan orientasi ini cenderung lebih panas dibandingkan dengan orientasi lainnya. Selain orientasi terhadap matahari, orientasi terhadap arah angin juga dapat mempengaruhi kenyamanan termal, karena orientasi tersebut dapat mempengaruhi laju angin ke dalam ruangan

Page 9: Pendinginan pasif

Gambar 2.1 Orientasi bangunan persegi terhadap arah angin (Boutet, 1987 dalam Latifah, Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013)

Gambar 2.2 Pengaruh dimensi dan bentuk dari bangunan terhadap ukuran bayangan angin (Boutet, 1987 dalam Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013)

Page 10: Pendinginan pasif

Desain Bukaan • Bukaan berfungsi untuk mengalirkan

udara ke dalam ruangan dan mengurangi tingkat kelembaban di dalam ruangan. Bukaan yang baik harus terjadi cross ventilation, sehingga udara dapat masuk dan keluar ruangan

Pengaruh perletakan dan orientasi bukaan terhadap angin

Page 11: Pendinginan pasif

Pengaruh lokasi bukaan terhadap pola aliran udara dalam ruang

Tipe bukaan yang berbeda akan memberikan sudut pengarah yang berbeda pula dalam menentukan arah gerak udara dalam ruang

Page 12: Pendinginan pasif

Pengaruh Luar • Perletakan vegetasi di area sekitar bangunan

dapat mengurangi radiasi panas matahari ke bangunan baik secara langsung maupun tidak langsung.

• semakin jauh jarak pohon dari suatu bangunan, maka pergerakan udara di dalam bangunan yang tercipta akan menjadi lebih baik

Jarak pohon terhadap bangunan dan pengaruhnya terhadap ventilasi alami

Page 13: Pendinginan pasif

Pelindung Terhadap Radiasi Matahari

Apabila orientasi bangunan harus Timur Barat, maka jendela-jendela yang berada di sisi ini harus dilindungi dari radiasi panas dan dari efek silau yang muncul pada saat sudut matahari rendah yang dapat mengganggu aktivitas di dalam ruangan. Berikut ini adalah elemen arsitektur yang sering digunakan sebagai pelindung terhadap radiasi matahari (solar shading devices)

Jenis - jenis solar shading devices sebagai pelindung terhadap radiasi matahari

Page 14: Pendinginan pasif

PENDINGIN PASIF

Wilayah Indonesia merupakan wilayah tropis yang membutuhkan banyak sistem pending agar kondisi dalam gedung tetap nyaman. Untuk mengurangi penggunaan AC digunakan pandingin pasif.

Page 15: Pendinginan pasif

PENDINGIN PASIF / PASIF COOLING• Pendingin pasif menyeimbangkan suhu dan

kelembapan melalui aliran energi secara alami. Aliran energi pada desain pasif secara alami maksudnya radiasi, konduksi atau konveksi tanpa menggunakan alat listrik. Untuk menjaga gedung dari panas digunakan konsep pendingin pasif.

• Konsep pendingin pasif dapat mengurangi penggunaan AC.

Page 16: Pendinginan pasif

Ventilasi• menyediakan ventilasi untuk

menghasilkan kenyamanan manusia langsung,

• terutama di siang hari.• Ventilasi dengan sistem cross ventilation

Page 17: Pendinginan pasif

Night ventilation • Night adalah penggunaan udara

malam yang dingin untuk mendinginkan struktur bangunan sehingga dapat menyerap keuntungan panas di siang hari ini mengurangi kenaikan suhu siang hari..

• Night ventilation dapat didorong oleh kekuatan alam - yaitu angin, tetapi mungkin menggunakan kekuatan kipas  tambahan, baik untuk memberikan aliran udara yang cukup pada waktu ketika kekuatan alam yang lemah, atau untuk memungkinkan saluran yang lebih kecil  yang akan digunakan.

Page 18: Pendinginan pasif

Radiant Cooling• Ada dua jenis utama dari sistem Radiant Cooling :• Tipe pertama adalah sistem yang memberikan pendinginan melalui strukt

ur bangunan.• Tipe kedua adalah sistem yang memberikan pendinginan melalui panel k

husus. 

Page 19: Pendinginan pasif

Earth/soil cooling Earth cooling adalah penukar panas bawah tanah yang dapat menangkap panas atau menukar panas ke tanah

Page 20: Pendinginan pasif

Solar shading• Solar shading maksudnya adalah

menghalangi radiasi dari matahari agar tidak memanaskan suhu dalam gedung. Ada berbagai jenis dari solar shading seperti menggunakan penutup, atap, tanaman dan tekstur permukaan.

Page 21: Pendinginan pasif

Vegetasi• Menggunakan tanaman merupakan

cara yang lebih murah dan lebih baik.

• Menanam tanaman disekitar gedung. Dengan menanam disekitar gedung dapat mengurangi pemanasan karena cahaya matahari. Selain itu tanaman juga dapat menyejukan udara dan menghasilkan oksigen

Page 22: Pendinginan pasif

Insulation• Insulation atau dalam bahasa

Indonesia isolasi dimaksudkan untuk menjaga ruangan dari masuknya panas maupun keluarnya panas. Antara desain interior dan eksterior dipasang isolasi agar transfer panas dari dalam dan keluar gedung sedikit

Page 23: Pendinginan pasif

Evaporative cooling• Evaporative cooling adalah pendingin pasif

menggunakan teknik udara luar didinginkan dengan menguapkan air sebelum memasuki gedung. Cara ini menggunakan prinsip bahwa panas dari udara digunakan untuk menguapkan air.

• Udara panas dialirkan melewati air. Air akan menyerap panas sehingga suhu udara menjadi lebih dingin. Air yang digunakan dapat berupa kolam atau bias juga disemprotkan ke aliran udara.

Page 24: Pendinginan pasif

Studi Kasus

Reinterpretasi rumah panggung

Page 25: Pendinginan pasif

Lokasi : Jalan antena IV, radio dalam, jakarta selatan, di permukiman cukup padat.

Tim desain: yu sing, benyamin narkan, eguh murthi pramono, iwan gunawan

Page 26: Pendinginan pasif

Passive Bulding Desain

• Rumah ini menggunakan strategi bangunan pasif yaitu mengambil keuntungan langsung dari alam , khususnya matahari dan angin , untuk mencapai kenyamanan hunian.

• Prinsip desain pasif yang utama adalah orientasi tapak bangunan yaitu memposisikan untuk

• bangunan sesuai jalur matahari.• Unsur lain yang cukup penting adalah penggunaan material yang dapat mengisolasi panas

pada• dinding dan atap agar dapat menjaga suhu interior bangunan menjadi konsisten dan

nyaman.

Page 27: Pendinginan pasif

Rumah didesain seperti rumah panggung dengan struktur kayu kelapa. ruang-ruang bawah berupa ruang terbuka menyatu dengan kebun, yang dapat berfungsi sebagai ruang sosial. ruang keluarga didekatkan dengan pohon salam eksisting yang menembus ke atas. sebagian material merupakan material bekas rumah lama yang digunakan kembali (kayu-kayu, genteng, teraso). ruang-ruang privat di lantai atas berupa ruang di bawah atap agar ketinggian rumah relatif pendek dan biayanya lebih murah.

Page 28: Pendinginan pasif

•Pemanfaatan energi matahari dan udara secara langsung.•Membuat atap dengan material transparan sehingga matahari dapat dengan mudah masuk, dengan demikian penghuni rumah dapat banyak menghemat energi listrik maupun biaya.•Udara dapat leluasa masuk kesetiap ruangan dan membuat sejuk ruangan, tanpa harus menggunakan pendingin buatan.

Page 29: Pendinginan pasif

Night ventilation adalah penggunaan udara malam yang dingin untuk mendinginkan struktur bangunan sehingga dapat menyerap keuntungan panas di siang hari ini mengurangi kenaikan suhu siang hari. Hal ini bisa dilihat dari sebagian dindingnya yang menggunakan batu bata yang sifatnya menyarap panas pada siang hari.

Page 30: Pendinginan pasif

Tampak luar dari atap bambu

Page 31: Pendinginan pasif

Cahaya masuk melalui atap transparan

Page 32: Pendinginan pasif

Ventilasi Comfort Yaitu penyediakan ventilasi untuk menghasilkan kenyamanan manusia langsung, terutama di siang hari.Seperti pada ruang panggung atas pada dindingnya digunakan material genteng tetapi tetap digunakan jendela agar udara dapat dengan mudah masuk ke dalam ruangan.

Page 33: Pendinginan pasif

Penggunaan material kayu bekas pada pintu juga menambah estetika tersendiri dengan warna yang berbeda, material kayu juga dapat menciptakan kesejukan pada ruangan.

Page 34: Pendinginan pasif

SUMBER• http://rumah-yusing.blogspot.co.id/• http://rumah-yusing.blogspot.co.id/

2011_06_01_archive.html • http://seputardunia23.blogspot.co.id/2013/04/

passive-bulding-desain.html

Page 35: Pendinginan pasif

STUDI KASUS 2

Page 36: Pendinginan pasif

Academy Construction Building Singapore

AKADEMI KONSTRUKSI SINGAPURAZERO ENERGY BUILDING

Page 37: Pendinginan pasif

KEY WORDS :• Thermal Control• Heat Gain & Heat

Loss• Passive Cooling• Thermophysis

Elements• Shading Device

Page 38: Pendinginan pasif

sistem peneduh yang ditempatkan secara strategis sehingga bangunan terlindung dari terik matahari

Menyiasati tingginya temperatur dengan tanaman rambat yang ditanam secara vertikal untuk mengganti beban AC• Menampung air hujan sebagai siraman

toilet • Tidak ada sisi gedung yang tidak terkena

sinaran matahari pada siang hari untuk memaksimalkan pencahayaan.

• bangunan ini berhasil menghemat pengeluaran hingga 84.000 dollar Singapura per tahun

FAKTA LAINNYA :

STRATEGI DESIGN

Page 39: Pendinginan pasif

Tentang lingkungan termal

• Kondisi fisik yang di atur oleh : suhu, temperatur, panas cahaya, kelembapan, pergerakan udara dan lain sebagainya. Yang menimbulkan pandangan pandangan subjektif yang tidak dapat di ukur seperti kenyamanan dan ketidaknyamanan

Page 40: Pendinginan pasif

PENYIASATAN LINGKUNGAN TERMAL PADA BCA

SHADING DEVICEPembayang sinar matahari adalah satu-satunya cara yang efisien untuk mengurangi beban panas, Pembayang sinar matahari merupakan usaha pengkondisian thermal dengan menyeleksi sinar matahari yang masuk ke dalam bangunan dengan menggunakan sun shading. Berikut hal hal yang perlu diketahui tentang pembayangan.

Page 41: Pendinginan pasif

PENYIASATAN SHADING DEVICE PADA BCA

Page 42: Pendinginan pasif

Konsep Pengendalian Matahari Pada Bangunan

Konsep Pengendalian Matahari Pada Jarak Bangunan

Sinar matahari langsung pada deretan bangunan yang berdekatan dapat mengakibatkan bayangan pada bangunan di dekatnya (daerah gelap/daerah yang tertutup). Untuk mendapatkan jarak minimal antar bangunan, haru diketahui sudut jatuh sinar matahari terhadap bidang datar,

Page 43: Pendinginan pasif

Konsep Pengendalian Matahari Pada Bangunan

Konsep Pengendalian Matahari Pada Bentuk Massa

• pada label berikut dapat di lihat perbandingan tiga bentuk dasar ruang/bangunan dengan luas yang sama.

• dari perbandingan di atas dapat dilihat bahwa cahaya alami yang masuk hampirsama, radiasi minimal pada bentuk segi empat sama sisi.

• Maka segi empat soma sisi merupakan bentuk terbaik dari segi pencahayaan alami maupun pengkondisian udara buatan.

Page 44: Pendinginan pasif

Perpindahan panas pada bangunan

Pada perpindahan panas bangunan, melibatkan cahaya matahari sebagai sumber energi utama. Hal ini pun tidak lepas dari teori teori perpindahan panas. Ada 3 hal sistem pengumpulan panas dan perpindahannnya :

• Perolehan panas langsung• Perolehan panas tak langsung• Perolehan panas isolasi

dan ada 2 elemen penting yang baik terhadap perpindahan dan pengumpulan panas, yaitu :

• Kaca atau plastik transparan yang menghadap matahari sebagai pengumpul sinar matahari.

• Abu ringan batu bara yg dapat digunakan sebagai bahan bangunan untuk mengumpulkan, penyimpanan dan distribusi panas,

Penyiasatan Heat gain & LOSS pada bca

Page 45: Pendinginan pasif
Page 46: Pendinginan pasif
Page 47: Pendinginan pasif

Bahan dinding Bahan atap• Papan kayu : dengan nilai

transmisi termal dalam setiap permukaan elemen bangunan persatuan waktu dalam setiap waktu sebesar 2.14 W/m².K

• Batu bata : dengan nilai transmisi termal dalam setiap permukaan elemen bangunan persatuan waktu dalam setiap waktu sebesar 0.64 W/m².K

• Kaca : dengan nilai transmisi termal dalam setiap permukaan elemen bangunan persatuan waktu dalam setiap waktu sebesar 0.76 W/m².K

• Genteng tanah liat: dengan nilai U-value = 6.02 W/m².K,

• b) Genteng (fabrikasi): dengan nilai U-value = 2.52 W/m².K

Thermophysis element

Material papan kayu cepat menerima dan melepas panas karena nilai u-value besar dengan waktu penyimpanan yang relatif pendek. Adapun material batu bata lebih

lama menyimpan dan melepas panas karena nilai u-value kecil dengan waktu penyimpanan yang relatif panjang

Page 48: Pendinginan pasif

Melihat nilai tersebut, maka material tanah merupakan penyerap panas paling tinggi yang

diikuti oleh material keramik dan kemudian material batu bata.

Bahan lantai• Tanah : dengan rata-rata aliran

panas pada setiap permukaan dari ketebalan elemen bangunan dalam setiap unit perbedaan temperatur ( nilai konduktifitas ) sebesar 1.210 W/m.k

• Batu bata : dengan rata-rata aliran panas pada setiap permukaan dari ketebalan elemen bangunan dalam setiap unit perbedaan temperatur sebesar 1.300 W/m.k

• Keramik : dengan rata-rata aliran panas pada setiap permukaan dari ketebalan elemen bangunan dalam setiap unit perbedaan temperatur sebesar 2000 W/m.k

Page 49: Pendinginan pasif

SEKIAN DAN TERIMAKASIH