THERMAL COMFORT

(Bagian I)

Disiapkan Oleh:

Muhammad Iqbal, ST., M.Sc

Jurusan Teknik Arsitektur – Universitas Malikussaleh

Tahun 2012

PENGERTIAN THERMAL COMFORT

Thermal Comfort adalah kondisi pikiran yang mengungkapkan kepuasan dengan

lingkungan termal (ISO 7730)

(Gwilliam and Jones 2002)Thermal Comfort adalah suatu kondisi yang tidak terlalu

panas atau terlalu dingin

PENGERTIAN THERMAL COMFORT

David Adler, Thermal Comfort dapat dihasilkan dari :

Suhu udara (air temperature),

Suhu permukaan sekitar (temperature of surrounding surface),

Kondisi kelembaban (humidity of atmosphere) dan

Pertukaran/pergerakan udara (air movement).

PENGERTIAN THERMAL COMFORT (McPherson) mengidentifikasi enam faktor yang mempengaruhi sensasi termal, yaitu:

1. Suhu udara,

2. Kelembaban,

3. Kecepatan angin,

4. Suhu rata-rata panas cahaya (MRT),

5. Tingkat metabolisme (M), dan

6. Tingkat pakaian (Clo)

PENGERTIAN THERMAL COMFORT

Kesimpulan:

Kenyamanan manusia bergantung pada faktor lingkungan dan kondisi manusia itu sendiri

Kondisi Termal

Dua kondisi harus dipenuhi untuk menjaga kenyamanan termal :

1. Suhu kulit dan suhu tubuh inti memberikan sensasi netralitas termal.

2. Pemenuhan keseimbangan energi tubuh: panas yang dihasilkan oleh metabolisme harus

sama dengan jumlah panas yang hilang dari tubuh.

Building Envelope (Selubung Bangunan ) (Al-Saadi SN, IM 2007), dalam penelitian kondisi termal dalam ruangan menyimpulkan

bahwa, rancangan selubung bangunan (Building Envelope) sangat berpengaruh terhadap

kinerja termal dalam ruangan.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam desain selubung bangunan terkait dengan

kinerja termal adalah:

1. Shading devices

2. Material properties

3. Window to Wall Ratio (WWR)

4. Building orientation

Shading Devices

Shading devices, adalah perangkat proteksi sinaran panas langsung ke bangunan

Shading devices pada bangunan terbagi atas 2 bagian, yaitu:

1. Internal shading devices

2. External shading devices

Shading Devices Hasil research:

(Wong Nyuk Hie at al, 2003.) menguji efek perangkat shading di singapura, penelitian

menunjukkan bahwa, penurunan suhu ruangan oleh perangkat shading horisontal dari 0,61 ° C

sampai 0,88 ° C. perangkat shading vertikal mengurangi suhu sebesar 0,98 ° C

Wong dan Li (2007), mempelajari efektivitas kedalaman perangkat shading terhadap konsumsi

energi pendingin pada kondisi termal yang diinginkan, penelitian menunjukkan bahwa, 2,62-

3,24% beban energi pendinginan dapat dikurangi dengan kedalaman shading 0.3 m dan pada

kedalaman 0,9 m shading devices nya, beban pendinginan ruangan untuk mencapai

kenyamanan termal berkurang 8,27 -10,13%.

Persentase ini diukur untuk shading horizontal pada orientasi timur dan barat

(Wulfinghoff DR 1999), shading devices dapat mengurangi beban pendinginan ruangan

hingga 50%

Material Properties

Material properties, adalah Sifat material yang digunakan pada selubung bangunan

Aliran panas menuju ruangan dalam bahan bangunan, melalui 3 tahap, yaitu:

a. Panas pada permukaan material

b. Panas dari permukaan material masuk kedalam material, dan

c. Panas dari dalam material masuk ke ruangan dalam gedung.

Wong (2004) meneliti efek dari U-value bahan konstruksi untuk bangunan ventilasi alami di

Singapura. Dianjurkan bahwa U-value untuk bagian timur dan barat menghadap façade

sebaiknya tidak lebih dari 2 W / m² K. Untuk utara dan selatan tidak lebih dari 2,5 W / m² K.

Sifat material dalam kaitannya dengan kenyamanan termal tercermin dari penyerapan

panas, suara, dan pencahayaan. Penyerapan panas oleh bahan dalam bangunan akan

mengakibatkan lingkungan ruang dalam menjadi panas.

Material Properties Transmisi termal (U Value) dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

Dimana:

U = Thermal transmittance (W/m² K)

R = Thermal resistance (m²K/W)

Faktor-faktor yang mempengaruhi transmitansi termal adalah tahanan panas (R), yang

diperoleh dari ketebalan material dibagi dengan total nilai insulasi bangunan dan nilai tambah

dari udara di dalam dan di luar.

R = b / k

dimana:

b = Ketebalan material (m)

k = K Value (W / m² K)

K value

Sr No. Material Density k-value

kg/m3 W/m

2 K

1 Asbestos cement sheet 1488 0.317

2 Asbestos insulating board 720 0.108

3 Asphalt, roofing 2240 1.226

4 Bitumen 1.298

5 Brick:

(a) dry (covered by plaster or tiles outside) 1760 0.807

(b) common brickwall (brickwall directly exposed to weather outside) 1.154

6 Concrete 2400 1.442

64 0.144

7 Concrete, light weight 960 0.303

1120 0.346

1280 0.476

8 Cork board 144 0.042

9 Fibre board 264 0.052

10 Fibre glass (see glass wool and mineral wool)

11 Glass, sheet 2512 1.053

12 Glass wool, mat or quilt (dry) 32 0.035

13 Gypsum plaster board 880 0.17

14 Hard board:

(a) standard 1024 0.216

(b) medium 640 0.123

15 Metals:

(a) aluminium alloy, typical 2672 211

(b) copper, commercial 8784 385

(c) steel 7840 47.6

16 Mineral wool, felt 32 - 104 0.035 – 0.032

17 Plaster:

(a) gypsum 1216 0.37

(b) perlite 616 0.115

(c) sand/cement 1568 0.533

(d) vermiculite 640 - 960 0.202 – 0.303

18 Polystyrene, expanded 16 0.035

19 Polyurethane, foam 24 0.204

20 PVC flooring 1360 0.713

21 Soil, loosely packed 1200 0.375

22 Stone, tile:

(a) sand stone 2000 1.298

(b) granite 2640 2.927

(c) marble/terrazzo/ceramic/mosaic 2640 1.298

23 Tile, roof 1890 0.836

24 Timber:

(a) across grain soft-wood 608 0.125

(b) hardwood 702 0.138

(c) plywood 528 0.138

25 Vermiculite, loose granules 80 – 112 0.065

26 Wood chipboard 800 0.144

27 Woodwool slab 400 0.086

480 0.101

Windows to Wall Ratio (WWR) Pada kasus rancangan pasif, yaitu rancangan yang berorientasi pada pemanfaatan potensi alam

dapat disimpulkan bahwa, semakin besar nilai Window to Wall Ratio (WWR) pada selubung

bangunan terhadap dinding akan semakin baik untuk kinerja termal dan sebaliknya untuk

kasus desain aktif

Al-Saadi (2006), mempelajari ratio bukaan terhadap jendela/bukaan untuk kenyamanan

termal dan konsumsi energi di gedung-gedung perumahan Saudi 2006, menunjukkan

bahwa, variasi nilai WWR 20% dan 10% memberikan pengaruh terhadap kenyamanan

termal, dimana pada WWR 10% terjadi peningkatan kenyamanan termal, walaupun

keduanya diberikan insulasi panas.

Windows to Wall Ratio (WWR)

Window to Wall Ratio (WWR) adalah proporsi jumlah bukaan selubung bangunan terhadap dinding

Window to Wall Ratio (WWR) memberikan pengaruh terhadap penggunaan energi dalam bangunan, dimana semakin besar nilai WWR akan menyebabkan semakin besar energi yang dipakai dalam bangunan.

Building Orientation

Orientasi bangunan memberikan pengaruh yang cukup besar untuk mencapai kenyamanan

termal ruangan, khususnya pada rancangan bangunan pasif dan penghematan energi pada

rancangan bangunan aktif

Orientasi bangunan memberikan pengaruh yang cukup besar untuk mencapai kenyamanan

termal ruangan, khususnya pada rancangan bangunan pasif.

Building Orientation

Hasil research:

(Azizah Kasim 2008), melakukan kajian tentang peluang efisiensi energi untuk hotel di

Malaysia, kesimpulan laporan adalah perancang bangunan harus berusaha untuk membatasi

jumlah jendela dan dinding pada area fasade di sebelah timur dan barat. Hal ini disebabkan

oleh orientasi matahari pada jalur tersebut, sehingga untuk mencapai kenyamanan termal

diperlukan beban pendinginan yang tinggi. Sebaliknya pada orientasi utara dan selatan beban

pendinginan lebih rendah tanpa mengurangi nilai kenyamanan termal.

TERIMA KASIH