1. Suhu Udara dan Intensitas Cahaya
Suhu udara merupakan salah satu faktor penting yang perlu diperhatikan dalam suatu bangunan pertanian. Terutama bangunan greenhouse yang sering dipakai untuk membudidayakan berbagai jenis tanaman. Pada umumnya suhu di dalam greenhouse lebih tinggi daripada di luar greenhouse. Hal ini merupakan salah satu faktor yang sangat mempengaruhi keberhasilan budidaya tanaman.
Begitu juga dengan intensitas cahaya. Faktor ini berperan besar terhadap lingkungan greenhouse. Besarnya intensitas cahaya yang diterima oleh tanaman di dalam greenhouse berbeda-beda, salah satunya tergantung dari jenis bahan penutup atap atau naungan. Bahan penutup atap yang digunakan dapat terbuat dari kaca, dan plastik. Penutup plastik dapat menggunakan plastik standard (UV), dan plastik kaku (FRP, polyethylene, plexiglass, dan PVC) (Widyarti, 2005).
Pengambilan data untuk mendapatkan suhu udara dan intensitas cahaya di dalam greenhouse dimulai sejak pukul 07.30 hingga pukul 17.30 WIB dengan interval setiap ½ jam. Pengambilan data dilakukan selama 3 hari berturut-turut dengan kondisi cuaca cerah. Pengukuran suhu udara di dalam greenhouse dilakukan di 3 titik yaitu di arah barat (titik 1), di tengah- tengah greenhouse (titik 2), dan di arah timur (titik 3) (lihat Gambar 6.) Berikut merupakan grafik suhu udara rata-rata di dalam dan di luar greenhouse selama pengamatan berlangsung.
Seperti yang terlihat pada Gambar 7, suhu udara rata-rata di dalam dan di luar greenhouse nilainya berfluktuasi. Terjadinya fluktuasi suhu udara disebabkan oleh adanya keseimbangan antara panas yang diperoleh dari radiasi surya dengan panas yang hilang dari permukaan bumi. Mulai dari matahari terbit hingga pukul 10.00 WIB panas yang diterima oleh permukaan bumi dan atmosfer lebih besar daripada panas yang hilang. Hal
20 ini dikarenakan posisi matahari berada di arah timur yang menyebabkan suhu udara di titik 3 lebih tinggi 1 - 4oC dibandingkan di titik 1 dan 2. Mulai pukul 10.00 – 14.30 WIB suhu udara di titik 2 lebih tinggi daripada suhu udara di titik 1 dan titik 3. Hal ini menunjukkan bahwa aliran udara panas di dalam bangunan tidak seragam. Pada titik 1 dan titik 3 sirkulasi udara lebih tinggi daripada di titik 2.
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 7.30 8.30 9.30 10.30 11.30 12.30 13.30 14.30 15.30 16.30 17.30 Waktu (Jam) 0 200 400 600 800 1000 1200
Suhu Luar Suhu Dalam Titik 1 Suhu Dalam Titik 2 Suhu Dalam Titik 3 Rad. Matahari
Gambar 7. Grafik suhu udara rata-rata di dalam dan di luar greenhouse tipe tunnel yang telah dimodifikasi selama pengamatan.
Setelah melewati pukul 12.00 WIB, bayangan mulai muncul kembali hingga sore hari. Setelah bayangan mulai muncul, suhu udara di ketiga titik mulai menurun hingga mencapai minimum dan mendekati suhu udara luar. Tetapi tidak semua suhu udara di ketiga titik mengalami penurunan. Di titik 3 terlihat bahwa suhu udara ada yang tidak stabil. Hal ini dapat disebabkan oleh faktor-faktor lain seperti sering dibuka tutupnya pintu greenhouse, adanya penghuni dan peralatan yang dapat memacu pergerakan udara dari luar ke dalam greenhouse sehingga suhunya meningkat.
Secara keseluruhan, suhu udara di luar greenhouse lebih rendah dibandingkan dengan suhu udara di dalam greenhouse. Hal ini terjadi karena adanya penghalang berupa bahan penutup atap yang akan berpengaruh terhadap suhu udara di dalam greenhouse. Perbedaan suhu udara di dalam dan di luar greenhouse sekitar 2.2oC. Suhu udara harian di luar greenhouse
Su hu Ud ara ( o C ) Rad iasi Matahari (W/ m 2 )
21 sebesar 25.3oC. sedangkan di dalam greenhouse sebesar 25.8oC pada titik 1, 26.6oC pada titik 2, dan 27.1oC pada titik 3.
Pada pengamatan di dalam greenhouse dilakukan pengukuran intensitas cahaya di 2 titik yaitu di tengah-tengah greenhouse (titik 2), dan di arah Timur (titik 3). Hal ini dilakukan agar dapat mengetahui pengaruh intensitas cahaya terhadap suhu udara di dalam greenhouse. pengaruh tersebut dapat dilihat pada Gambar 8.
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 7.30 8.30 9.30 10.3011.3012.3013.3014.3015.3016.3017.30 Waktu (Jam) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 In te n s it a s C a h a y a ( fc )
Suhu Dalam Titik 2 Suhu Dalam Titik 3 Int.Cahaya Titik 2 Int.Cahaya Titik 3
Gambar 8. Grafik suhu udara rata-rata dan intensitas cahaya di dalam greenhouse tipe tunnel yang telah dimodifikasi selama pengamatan.
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa intensitas cahaya mempengaruhi besarnya suhu udara di dalam greenhouse. Suhu udara akan naik dengan meningkatnya nilai intensitas cahaya, dan suhu udara akan turun jika intensitas cahaya berkurang. Namun, pada waktu-waktu tertentu perubahan suhu udara tidak sebanding dengan perubahan intensitas cahaya. Walaupun intensitas cahaya meningkat/menurun cukup drastis, tetapi perubahan suhu udara tidak terlalu besar. Hal ini disebabkan suhu udara tidak dapat berubah cepat seperti intensitas cahaya, karena ada pengaruh dari pergerakan udara. Terlihat pada titik 3 dari pukul 08.30 WIB ke pukul 09.00 WIB, intensitas cahaya meningkat tajam sebesar 1391 fc, tetapi suhu udaranya hanya naik 0.1oC. Intensitas cahaya maksimum terjadi pada titik 3 pukul 10.30 WIB
Suhu Udara di Dalam Greenh o us e ( o C)
22 sebesar 4973 fc dengan suhu udara 34oC, dan minimum terjadi pada titik 2 pukul 17.30 WIB sebesar 27 fc dengan suhu udara 24.4oC.
Pada pengamatan di dalam greenhouse dilakukan pula pengukuran terhadap suhu udara di tiga titik yaitu pada suhu atap yang menghadap Utara (kiri), suhu atap yang menghadap Selatan (kanan), serta suhu ruang (titik 2). Pengukuran ini bertujuan untuk mengetahui besarnya suhu udara yang terjadi di tengah-tengah greenhouse pada ke tiga titik tersebut. Besarnya suhu udara yang tercatat pada ketiga titik pengukuran dapat dilihat pada Gambar 9. 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 7.30 8.30 9.30 10.30 11.30 12.30 13.30 14.30 15.30 16.30 17.30 Waktu (Jam)
Titik 2 Atap Kanan Atap Kiri
Gambar 9. Grafik suhu udara rata-rata di dalam dan di atap greenhouse tipe tunnel yang telah dimodifikasi selama pengamatan.
Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa suhu yang paling tinggi terjadi di bagian atap kiri, kemudian atap kanan, dan suhu yang paling rendah terjadi pada titik 2. Suhu atap kiri bernilai lebih tinggi karena titik pengukurannya berada di dekat titik tengah atap greenhouse, sehingga panas yang diserap lebih tinggi bila dibandingkan dengan titik yang lain. Suhu atap kanan bernilai lebih rendah dari suhu atap kiri, karena titik pengukuran berada lebih jauh dari titik tengah atap greenhouse. Berdasarkan pengamatan di lapangan dapat diketahui bahwa semakin jauh dari titik tengah atap greenhouse, suhu udaranya semakin rendah. Lokasi titik pengukuran pada
Su hu Ud ara ( o C)
23 greenhouse dapat dilihat pada Gambar 6. Sedangkan suhu di titik 2 bernilai lebih rendah dibandingkan dengan suhu atap, karena suhu yang masuk terhalangi oleh penutup atap sehingga radiasi matahari yang diteruskan ke dalam ruang nilainya lebih rendah dari radiasi yang diterima oleh atap greenhouse.
Selama pengamatan berlangsung, dilakukan pula pencatatan suhu maksimum dan minimum yang terjadi pada ketiga titik tersebut. Data selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Suhu udara maksimum dan minimum di dalam greenhouse tipe tunnel yang telah dimodifikasi selama pengamatan.
Titik Pengukuran Titik 2 Atap Kanan Atap Kiri Tmax (oC) Jam 36.4 41.5 44.9 11.30 11.30 11.00 Tmin (oC) Jam 23.7 24.1 24.8 7.30 17.30 17.30
Dari Tabel 1. terlihat bahwa suhu udara maksimum terjadi pada siang hari antara pukul 11.00 – 11.30 WIB dan suhu minimum terjadi pada pagi atau sore hari. Suhu udara maksimum yang tercatat sebesar 44.9oC pada atap kiri, dan suhu minimum sebesar 23.7oC pada titik 2.
2. Kelembaban Relatif Udara
Kelembaban relatif udara merupakan perbandingan (rasio) antara tekanan uap aktual yang ada di udara dengan tekanan uap jenuh yang dapat dikandung udara pada suhu tertentu. Semakin tinggi suhu udara maka kelembaban relatif udara akan semakin rendah dan begitu juga sebaliknya. Kelembaban relatif udara merupakan fungsi dari suhu, jika suhu udara bervariasi lebar maka kelembaban relatif juga bervariasi lebar (Handoko, 1995).
Nilai kelembaban relatif udara diperoleh berdasarkan data suhu bola kering (Tbk) dan suhu bola basah (Tbb) dengan menggunakan Psychrometric Chart. Titik pengukuran yang dapat diperoleh data kelembabannya yaitu titik 2 (tengah-tengah bangunan). Titik 1 dan titik 3 (arah Barat dan Timur) tidak dapat diperoleh data kelembabannya, karena
24 pada titik-titik tersebut pengukuran dilakukan dengan menggunakan termokopel. Sedangkan pada titik 2 selain menggunakan termokopel, suhu udara diukur juga dengan menggunakan termometer. Gambar 10. menunjukkan grafik hubungan antara kelembaban relatif udara rata-rata di dalam dan di luar greenhouse selama pengamatan.
0 25 50 75 100 7.30 8.30 9.30 10.3011.3012.3013.3014.3015.3016.3017.30 Waktu (Jam) K e le m b ab an R e la ti f U d ar a ( % ) 0 200 400 600 800 1000 1200
RH Ruang RH Luar Radiasi Matahari
Gambar 10. Grafik kelembaban relatif udara rata-rata di dalam dan di luar greenhouse tipe tunnel yang telah dimodifikasi selama pengamatan.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. bahwa kelembaban relatif udara di dalam greenhouse bernilai lebih rendah dibandingkan dengan kelembaban relatif udara di luar greenhouse. Besarnya nilai kelembaban relatif udara dipengaruhi oleh suhu udara dan radiasi matahari. Nilai kelembaban relatif udara berbanding terbalik dengan suhu udara dan radiasi matahari. Semakin tinggi suhu udara dan radiasi matahari, maka kelembaban akan semakin rendah. Semakin rendah suhu udara dan radiasi matahari, maka kelembaban akan semakin tinggi. Sama halnya dengan suhu udara, kenaikan atau penurunan kelembaban tidak setara dengan kenaikan atau penurunan radiasi matahari. Jika radiasi matahari kenaikannya besar, maka kelembaban hanya turun sedikit saja begitupun sebaliknya.
Perbedaan kelembaban relatif udara di dalam dan di luar greenhouse sekitar 3.3%. Pengamatan kelembaban relatif udara dalam greenhouse
Radiasi Ma tah a ri (W/ m 2 )
25 dilakukan mulai dari pukul 07.30 – 17.30 WIB. Kelembaban relatif udara maksimum di dalam greenhouse sebesar 90.6% dan di luar greenhouse sebesar 94.3% terjadi pada pukul 07.30 WIB dengan radiasi matahari sebesar 268.26 W/m2. Sedangkan kelembaban relatif udara minimum di dalam greenhouse sebesar 46.8% dan di luar greenhouse sebesar 50.7% terjadi pada pukul 11.30 dengan radiasi matahari 1041.2 W/m2.
3. Kecepatan Angin
Angin merupakan suatu vektor yang memiliki besaran dan arah. Besaran yang dimaksud adalah kecepatan sedangkan arahnya adalah darimana datangnya angin. Pergerakan angin penting dalam proses pertukaran udara khususnya oksigen dan karbondioksida dari dan ke dalam bangunan (Handoko, 1995). Kecepatan angin merupakan salah satu faktor penentu dari kondisi lingkungan dalam bangunan yang terdapat di dalam greenhouse.
Pengukuran kecepatan angin di dalam dan di luar greenhouse dilakukan setiap ½ jam sekali. Kecepatan angin di dalam greenhouse diukur dengan menggunakan anemometer digital, sedangkan kecepatan angin di luar greenhouse menggunakan sensor kecepatan angin yang terdapat pada Weather Station. Sebenarnya, data kecepatan angin di luar dan di dalam greenhouse tidak dapat dibandingkan karena angin terus bergerak secara kontinyu sehingga dapat berubah setiap saat. Tetapi, untuk mengetahui pengaruh besarnya kecepatan angin di luar greenhouse terhadap kecepatan angin di dalam greenhouse, maka di asumsikan bahwa proses pengambilan data diambil pada waktu yang bersamaan.
Untuk data kecepatan angin di dalam greenhouse selama pengamatan dapat dilihat pada Lampiran 6. Di bawah ini merupakan gambar yang menunjukkan kecepatan angin rata-rata di dalam dan di luar greenhouse selama pengamatan.
26 0 0.5 1 1.5 2 2.5 7.30 8.30 9.30 10.30 11.30 12.30 13.30 14.30 15.30 16.30 17.30 Waktu (Jam) K e c e pa ta n A ngi n ( m /s )
Barat Timur Selatan Utara Luar
Gambar 11. Grafik kecepatan angin rata-rata di dalam dan di luar greenhouse tipe tunnel yang telah dimodifikasi selama pengamatan.
Berdasarkan grafik pada Gambar 11.terlihat bahwa kecepatan angin di luar greenhouse berpengaruh terhadap kecepatan angin di dalam greenhouse, namun besarnya harus disesuaikan dengan arah datangnya angin. Kecepatan angin di dalam greenhouse bernilai lebih rendah dibandingkan dengan kecepatan angin di luar greenhouse dan rentang perbedaannya sangat jauh. Jika kecepatan angin di luar greenhouse tinggi, kecepatan angin di dalam greenhouse dapat sangat kecil sesuai arah datangnya angin. Jika angin sedang berhembus dari arah Timur menuju Barat atau sebaliknya, kecepatan anginnya lebih rendah daripada kecepatan angin yang sedang berhembus dari arah Utara menuju Selatan atau sebaliknya. Hal ini dikarenakan angin yang berhembus dari arah timur menuju barat atau sebaliknya tidak dapat masuk ke dalam greenhouse secara maksimal karena terhalang oleh bangunan di sekitar dan bukaan ventilasi yang kecil.
Kecepatan angin di dalam greenhouse maksimum sebesar 0.4 m/s pada pukul 13.30 WIB di utara. Pada saat tersebut, kecepatan angin di Selatan sebesar 0.2 m/s. Pada pukul 14.00 WIB kecepatan angin maksimum di dalam greenhouse sebelah Selatan sebesar 0.3 m/s, sedangkan di Utara sebesar 0.1 m/s. Pada pukul 12.30 WIB, kecepatan angin maksimum di
27 dalam greenhouse sebelah Timur maksimum sebesar 0.29 m/s, sedangkan di Barat 0 m/s. Pada pukul 11.30 WIB kecepatan angin maksimum di dalam greenhouse sebelah Barat sebesar 0.15 m/s, sedangkan di Timur 0 m/s.
Dari data di atas dapat diketahui jika angin datang dari Selatan, maka bukaan ventilasi Selatan berfungsi sebagai inlet dan bukaan ventilasi Utara sebagai outlet, begitu juga sebaliknya. Berdasarkan pengamatan di lapangan, angin lebih banyak bertiup dari arah Timur bukaan bangunan menuju Barat.