IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Penggambaran Geometri
4.3.1 Hasil simulasi kombinasi 1
Hasil simulasi suhu dan pola aliran udara pada Model rumah Baduy Dalam dengan komponen kombinasi 1 antara lain komponen atap keramik, dinding bata, dan lantai semen yang dilakukan selama 6 waktu, 3 di saat siang hari dan 3 di waktu malam hari. Waktu siang yaitu jam 11:00 pada Gambar 11-14 , jam 13:00 pada Gambar 15-18, jam 15:00 pada Gambar 19-22 . Suhu di dalam rumah terlihat lebih tinggi dibandingkan suhu sekitar lingkungannya. Perpindahan panas secara konveksi terjadi pada atap dan dinding ke udara, hal ini diperlihatkan dengan suhu yang lebih tinggi di ruang antara atap dan dinding.
Gambar 11. Tampak depan distribusi suhu udara jam 11:00
22 Gambar 13. Tampak atas kontur dan vektor kecepatan aliran udara jam 11:00
Gambar 14. Kontur kelembaban relatif material kombinasi 1 jam 11:00
Gambar 11, 12, 13 memperlihatkan distribusi suhu dan vektor kecepatan aliran udara pada jam 11:00. Suhu udara di dalam ruangan sebesar 46.84°C pada titik 2 dan 46.06°C pada titik 3 sedangkan pada bagian di dekat atap titik 1 suhu hasil simulasi sebesar 48.26°C. Penyebaran suhu ini hampir merata diseluruh bagian dalam rumah. Hal ini disebabkan oleh volume ruang yang relatif kecil dan atap serta dinding yang masih menyimpan panas akibat radiasi matahari pada siang hari. Pergerakan aliran udara yang ditunjukan pada Gambar 12 bergerak lurus ke belakang bagian rumah, kecepatan angin tertinggi berada di bagian atas dan samping kanan dan kiri rumah, hal ini karena aliran udara yang datang bertabrakan langsung dengan bagian muka bangunan yang berada dalam keadaan tertutup sehingga aliran udara disebarkan dan hanya sedikit yang masuk ke dalam rumah. Hasil simulasi sebesar 0.133 m/s di titik 1, 0.053 m/s di titik 2, 0.042 m/s titik 3. Aliran udara di dalam ruang lebih kecil dari aliran udara di sekitar lingkungan yaitu sebesar 0.9 m/s, hal ini disebabkan oleh kondisi rumah dalam keadaan tertutup hanya terdapat lubang-lubang kecil di bagian atas dinding dekat atap sehingga kurang terjadi sirkulasi udara di dalam rumah. Kelembaban relatif hasil simulasi jam 11:00 diperoleh sebesar 27.09% di titik 1, 29.11% di titik 2, dan 30.29% di titik 3. RH lingkungan sebesar 61%. Dengan tingginya suhu dalam rumah maka kelembaban semakin kecil, hal ini juga karena pengaruh aliran udara yang hampir tidak ada di dalam ruangan.
23 Gambar 16. Tampak depan vektor kecepatan aliran udara jam 13:00
Gambar 17. Tampak atas vektor kecepatan aliran udara jam 13:00
Gambar 18. Kontur kelembaban relatif material kombinasi 1 jam 13:00
Gambar 15 sampai Gambar 17 memperlihatkan distribusi suhu dan pola aliran udara pada jam 13:00. Suhu udara merata di dalam ruangan pada titik 1 sebesar 55.31°C, titik 2 sebesar 55.52°C, dan titik 3 sebesar 55.04°C. Nilai ini sangat tinggi jauh diatas nilai kenyamanan rumah pada umumnya, hal ini karena suhu lingkungan sebesar 34°C yang merupakan suhu tertinggi pada hari itu dan rumah tidak memiliki tempat sirkulasi udara. Radiasi matahari yang besar menyebabkan panas tersimpan pada atap dan dinding sehingga ruangan dalam rumah menjadi panas. Faktor material bangunan juga sangat berpengaruh pada suhu di dalam ruang. Pergerakan arah angin bergerak lurus ke bagian belakang rumah dari utara sebesar 0.9 m/s. RH pada hasil simulasi jam 13:00 memiliki nilai antara 20% - 22% dengan nilai RH lingkungan sebesar 63%. Dengan kondisi suhu udara yang tinggi dan adanya radiasi matahari menyebabkan atap dan dinding bangunan menyerap panas dan terjadi konveksi ke bagian dalam bangunan sehingga pengudaraan di dalam bangunan menjadi panas dan kering.
24 Kecepatan aliran udara pada jam 13:00 memiliki besar kecepatan aliran sebesar 0.9 m/s, kondisi bangunan tertutup sama seperti simulasi jam 11:00 sehingga aliran udara yang masuk ke dalam bangunan memilki nilai yang relatif kecil yaitu sebesar 0.0172 m/s di titik 1, 0.064 m/s di titik 2, dan 0.08 m/s di titik 3. Pergerakan aliran udara yang ditunjukkan pada Gambar 16 udara mengalir dari depan bangunan dan bergerak lurus ke belakang dan atas bangunan. Udara yang mengalir ke dalam bangunan hanya sebagian kecil ditumjukkan oleh kontur warna biru yang merata di seluruh bagian dalam bangunan.
Distribusi suhu dan aliran udara jam 15:00 ditunjukan pada Gambar 19 sampai Gambar 21 memiliki nilai suhu dalam ruangan sebesar 36.07°C di titik 1, 35.46°C di titik 2, dan 35.83 di titik 3 dengan suhu lingkungan sebesar 24°C. Atap dan dinding menyimpan panas dari radiasi matahari sehingga suhu dalam ruangan menjadi tinggi dari suhu lingkungan. Kurangnya sirkulasi udara juga menyebabkan tingginya perbedaan suhu di dalam dan luar ruangan.
Gambar 19. Tampak depan distribusi suhu udara jam 15:00
Gambar 19 menunjukkan sebaran merata suhu di dalam rumah, kondisi rumah yang tertutup menyebabkan terjadi perbedaan suhu yang besar selain itu komponen material penyusun dinding dan atap bangunan juga sangat mempengaruhi dalam hal ini atap menggunkan bahan tanah liat (genteng) dan dinding pasangan bata. Keduanya memiliki kerapatan yang tinggi dan mampu menyimpan panas. Dengan kondisi tertutup, sangat kecil terdapat pergerakkan aliran udara di dalam rumah. Kecepatan aliran udara di luar rumah mempunyai nilai sama besar dengan kondisi jam 11:00 dan 13:00 yaitu 0.9 m/s. Sirkulasi udara di dalam ruang hasil simulasi memiliki nilai antara 0.06 – 0.1 m/s hanya berbeda sedikit dengan simulasi sebelumya. Terjadinya perbedaan pergerakkan di dalam bangunan dimana kondisi di lingkungan memiliki nilai yang sama dapat disebabkan oleh perbedaan kerapatan udara. Kerapatan udara yang rendah menyebabkan suhu udara dan kecepatan angin meningkat. Berikut ditampilkan vektor kecepatan aliran udara jam 15:00.
25 Gambar 21. Tampak atas vektor kecepatan aliran udara jam 15:00
Gambar 22. Kontur kelembaban relatif material kombinasi 1 jam 15:00
RH hasil simulasi jam 15:00 diperoleh antara 45%-47% merata di seluruh ruangan sedangkan RH lingkungan sebesar 92%. Tingginya suhu dalam ruangan menyebabakan RH lebih kecil dibandingkan dengan RH di luar ruangan. kelembaban pada jam 15:00 lebih tinggi dibandingkan dengan jam-jam sebelumnya hal ini karena suhu lingkungan yang lebih rendah sehingga suhu ruanganpun tidak terlalu tinggi.
Simulasi pada malam hari dilakukan mulai jam 19:00, 21:00, dan 23:00. Pada jam-jam tersebut suhu lingkungan rumah mempunyai nilai sama besar yaitu 23°C. Kecepatan aliran udara di sekitar rumah juga mempunyai nilai sama yaitu 0 m/s. Hasil simulasi distribusi suhu dan aliran udara jam 19:00 dapat dilihat pada Gambar 23-25.
Gambar 23. Tampak depan distribusi suhu udara jam 19:00
Suhu udara di dalam rumah memiliki nilai rata-rata 23°C dan tersebar secara merata di setiap bagian. Terjadinya perbedaan suhu yang kecil dengan lingkungan karena radiasi matahari tidak berpengaruh pada atap dan dinding bangunan sehingga dinding dan atap tidak menyimpan panas. Pada Gambar 24 menunjukkan hasil simulasi vektor kecepatan aliran udara jam 19:00. Di dalam ruangan nilai pergerakkan udara tidak nol melainkan sebesar 0.02 m/s di titik 1, 0.005 m/s di titik 2, dan 0.017
26 di titik 3. Walaupun sangat kecil namun ada pergerakkan udara, berbeda dengan di luar ruangan yang memiliki nilai 0 m/s. Hal ini dapat terjadi karena adanya perbedaan kerapatan udara. Perbedaan kerapatan udara terjadi karena adanya perbedaan suhu rumah dengan lingkungan.
Gambar 24. Tampak depan vektor kecepatan aliran udara jam 19:00
Gambar 25. Tampak atas vektor kecepatan aliran udara jam 19:00
Gambar 26. Kontur kelembaban relatif material kombinasi 1 jam 19:00
Aliran udara bergerak lurus ke atas, kecepatan angin yang tinggi berada di bagian atas rumah sementara kecepatan udara di luar rumah sebesar 0 m/s. Hal ini karena udara mengalir dari posisi dengan suhu yang lebih tinggi yang dimiliki oleh atap ke posisi dengan suhu yang lebih rendah yaitu lingkungan di sekitar rumah sehingga menyebabkan perbedaan kerapatan udara.
Kelembaban relatif udara pada jam 19:00 di dalam bangunan ± 92%, udara lembab di lingkungan rumah pada malam hari dengan tingkat kelembaban sama pada jam 19:00-23:00 sebesar 96%. Karena perbedaan suhu yang kecil di dalam dan luar rumah maka kelembaban tidak jauh berbeda, atap dan dinding bangunan yang merupakan material solid relatif tidak menyimpan panas karena suhu lingkungan yang rendah dan kurangnya radiasi matahari.
Distribusi suhu dan pergerakkan udara pada jam 21:00 dan 23:00 tidak berbeda jauh dengan jam 19:00 karena nilai suhu lingkungan, kecepatan angin, dan RH sama besar. Pada jam 21:00 dan
27 jam 23:00 suhu udara rata-rata sebesar 23°C. Kecepatan aliran ± 0.01 m/s, adanya pergerakkan udara disebabkan karena perbedaan kerapatan udara di dalam dan luar ruangan. Aliran udara relatif cepat di atas atap karena suhu atap lebih tinggi dari suhu lingkungan sehingga kerapatan udara berbeda. RH juga memiliki nilai yang tinggi yakni antara 93% sampai 95% untuk jam 21:00 dan jam 23:00. Berikut ditunjukkan gambar vektor kecepatan aliran udara pada jam 21:00 dan 23:00.
Gambar 27. Tampak depan distribusi suhu udara jam 21:00
Gambar 28. Vektor kecepatan aliran udara jam 21:00
Gambar 29. Kontur kelembaban relatif material kombinasi 1 jam 21:00
28 Gambar 31. Vektor kecepatan aliran udara jam 23:00
Gambar 32. Kontur kelembaban relatif material kombinasi 1 jam 23:00
Berikut ringkasan dalam bentuk tabel dan grafik simulasi suhu dan pola aliran udara pada kombinasi 1 pada waktu siang dan malam hari.
Tabel 7. Hasil simulasi iklim mikro rumah Baduy Dalam kombinasi 1
Waktu (Jam) Titik Pengukuran Suhu (°C) Suhu Lingkungan (°C) Aliran udara (m/s) Aliran udara Lingkungan (m/s) RH (%) RH Lingkungan (%) 11:00 Titik 1 (atap) 48.26 33.00 0.133 0.900 27.09 61.00 Titik 2 (Imah) 46.84 33.00 0.053 0.900 29.11 61.00 Titik 3 (Tepas) 46.06 33.00 0.042 0.900 30.29 61.00 13:00 Titik 1 (atap) 55.31 34.00 0.172 0.900 20.92 63.00 Titik 2 (Imah) 55.52 34.00 0.064 0.900 20.71 63.00 Titik 3 (Tepas) 55.04 34.00 0.080 0.900 21.20 63.00 15:00 Titik 1 (atap) 36.07 24.00 0.111 0.900 45.98 92.00 Titik 2 (Imah) 35.46 24.00 0.068 0.900 47.54 92.00 Titik 3 (Tepas) 35.83 24.00 0.081 0.900 46.58 92.00 19:00 Titik 1 (atap) 23.77 23.00 0.020 0 91.63 96.00 Titik 2 (Imah) 23.60 23.00 0.005 0 92.58 96.00 Titik 3 (Tepas) 23.67 23.00 0.017 0 92.22 96.00 21:00 Titik 1 (atap) 23.46 23.00 0.010 0 93.39 96.00 Titik 2 (Imah) 23.29 23.00 0.011 0 94.34 96.00 Titik 3 (Tepas) 23.29 23.00 0.009 0 94.30 96.00 23:00 Titik 1 (atap) 23.24 23.00 0.023 0 94.63 96.00 Titik 2 (Imah) 23.04 23.00 0.011 0 95.75 96.00 Titik 3 (Tepas) 23.01 23.00 0.012 0 95.92 96.00
29 Gambar 33. Grafik simulasi suhu dan RH material kombinasi 1
Gambar 34. Grafik kecepatan aliran udara hasil simulasi kombinasi 1