BAB III METODE PENELITIAN
4.1 Analisis OTTV
4.1.1 Penentuan Nilai Variabel dalam OTTV
Pada proses analisis ini, untuk menentukan nilai dari masing-masing variabel adalah dengan cara sebagai berikut:
Tabel 4.1 Menentukan Nilai Masing-Masing Variabel OTTV
No. Jenis Variabel Cara Menentukan Nilai
1 Absortansi Radiasi Matahari α Telah diketahui dalam SNI, sesuai dengan jenis material 2 Transmitansi termal dinding
tak tembus cahaya
Uw Telah diketahui dalam SNI, sesuai dengan jenis material 3 Perbandingan luas jendela
dengan luas seluruh dinding luar pada orientasi yang ditentukan
WWR Dihitung manual, sesuai dengan kondisi bangunan
4 Beda temperatur ekuivalen TDek Telah diatur dalam SNI
5 Koefisien peneduh dari sistem fenestrasi
SC Simulasi ECOTECT
6 Faktor radiasi matahari SF Telah diatur dalam SNI 7 Transmitansi termal fenestrasi Uf Telah diketahui dalam SNI,
sesuai dengan jenis material 8 Beda temperatur perencanaan
antara bagian luar dan bagian dalam
ΔT Telah diatur dalam SNI, diketahui = 5
Tabel 4.2 Material Bangunan Kantor Pengadilan Tinggi
Orientasi Kantor Pengadilan Tinggi
Foto Material
Selatan - dinding bata
- dinding dicat kuning medium -atap bahan genteng keramik -jendela kaca rayben, t= 5mm -Luas dinding cat kuning= 185,29m2 -Luas dinding keramik= 120,07m2
Utara - dinding bata
- dinding dicat kuning medium - atap bahan genteng keramik - jendela kaca rayben, t= 5mm - Luas dinding cat kuning= 218,48m2 - Luas dinding keramik= 102,11m2
Timur - dinding bata
- dinding dicat kuning medium - atap bahan genteng keramik - jendela kaca rayben, t= 5mm - Luas dinding cat kuning= 343,24m2 - Luas dinding keramik= 121,81m2
Barat - dinding bata
- dinding dicat kuning medium - atap genteng keramik
- jendela kaca rayben, t= 5mm
- Luas dinding cat kuning= 343,28m2 - Luas dinding keramik= 121,81m2
1. Nilai absorbtansi radiasi matahari bahan bangunan (α)
Pada bangunan ini terdapat 2 material pada dinding luarnya, yaitu dinding bata merah yang di cat warna kuning medium dan dinding keramik berwarna cokelat.
Gambar 4.1 Material dinding di cat kuning medium dan dinding keramik coklat
dinding di cat kuning medium
dinding keramik coklat
Maka masing-masing nilai absorbtansinya (α1 dan α2) adalah sebagai berikut.
• Nilai α1
Nilai absorbtansi radiasi matahari bahan dinding bata merah (0,89), warna cat kuning medium (0,58). Nilai absorbtansi hanya memakai nilai α lapisan terluar sebagaimana yang terdapat pada SNI.
α1 = α color
= 0,58
• Nilai α2
Nilai absorbtansi radiasi matahari untuk bahan dinding keramik berwarna coklat tidak ada terdapat pada SNI. Karena keterbatasan data yang ada maka diambil nilai absorbtansi yang mendekati jenis material tersebut yaitu brown concrete, dengan nilai absorbtansi 0,85 (Kreider, 1982:160)
α2 = 0,85
2. Nilai transmitansi termal dinding tak tembus cahaya (Uw)
• Bahan dinding bata merah Uw1 =1/(Rul + R + Rup)
= 1/(Rul + (t/k) + Rup)
= 1/(0,044 + (0,15/0,807) + 0,12
= 1/(0,044 + 0,185 + 0,12)
= 2,85 W/m2K
• Bahan keramik
Uw2 =1/(Rul + R + Rup)
= 1/(Rul + (t/k) + Rup)
= 1/(0,044 + (0,06/1,298) + 0,299
= 1/(0,044 + 0,046 + 0,299)
= 2,57 W/m2K 3. WWR
Mencari nilai WWR (window to wall ratio) dengan cara membandingkan luas dinding tembus cahaya dengan luas keseluruhan dinding pada orientasi yang telah ditentukan.
Tabel 4.3 Perhitungan nilai WWR Orientasi Luas dinding
tembus cahaya
Luas dinding keseluruhan
WWR
selatan 31,68 273,68 0,115 (11,5%)
utara 34,83 285,76 0,121 (12,1%)
timur 65,93 399,12 0,165 (16,5%)
barat 57,89 407,2 0,142 (14,2%)
4. Beda temperatur ekuivalen (TDEK)
Nilai beda temperatur ekuivalen material dinding adalah bata:
Density = 1760 kg/m3 Thickness = 0,1 m Weight = 176 kg/m2
TDEK = 12
(berdasarkan tabel 2.5 acuan pembahasan TDEK pada bab 2)
5. Koefisien peneduh sistem fenetrasi (SC)
Untuk menghitung koefisien peneduh efektif, dibutuhkan data radiasi matahari difus, langsung dan total dari BMKG yang ditransmisikan melalui sebuah kaca standar 3 mm. Namun karena data-data radiasi matahari untuk perhitungan tersebut tidak tersedia maka data intensitas radiasi matahari untuk kebutuhan perhitungan koefisien peneduh efektif dapat diambil dari SNI 638:2011 tabel 8 s.d. tabel 11 lampiran A.
Perolehan kalor karena radiasi matahari didapat dari data Ecotect yang menyediakan data solar shade kemudian dikalkulasikan dengan dirrect radiation (ID) dan diffuse radiation (Id) (SNI 638:2011), sehingga rumus disederhanakan menjadi:
Q = (ID + Id) – (SS x ID) dimana:
Q = perolehan kalor matahari ID = radiasi langsung
Id = radiasi tersebar SS = solar shade
Untuk menghitung koefisien peneduh (SC) dari peralatan peneduh pada setiap hari, perolehan kalor matahari dihitung dan dijumlah selama 12 jam waktu siang.
Untuk mendapatkan SC efektif dari peralatan peneduh, secara teoritis perhitungan
harus dibuat selama 12 bulan dalam setahun. Akan tetapi, karena perhitungan akan menjadi membosankan dan derajat akurasi bukan suatu faktor yang kritis, maka perhitungan SC dapat didasarkan pada 4 bulan saja yaitu bulan Maret, Juni, September dan Desember. Sedangkan hari yang dapat mewakili adalah tanggal 21 Maret, 22 Juni, 23 September dan 22 Desember.
SC effektif dihitung masing-masing berdasarkan orientasinya berdasarkan 4 bulan yang mewakili. Kemudian setelah didapat nilai masing-masing bulan, selanjutnya dirata-ratakan dengan rumus:
SCorientasi = SCM + SCJ + SCS + SCD / 4 dimana:
SCM = SC Maret SCJ = SC Juni SCS = SC September SCD = SC Desember
Prosedur yang sama diulang untuk untuk setiap orientasi selatan, utara, timur dan barat. Selanjutnya nilai SC setiap orientasi dirata-ratakan lagi untuk mendapat nilai SCeff pada bangunan, dengan rumus:
SCeff= SCselatan + SCutara + SCtimur + SCbarat / 4
Hasil simulasi Autodesk Ecotect Analysis untuk mendapatkan nilai shading coefficient orientasi selatan, utara, timur dan barat pada bangunan kantor Pengadilan Tinggi Medan dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 4.4 Perhitungan nilai SCeff orientasi selatan
23 September 22 Desember
Waktu ID
Gambar 4.2 Diagram Stereographic selatan Sumber: Autodesk Ecotect Analysis 2011
Tabel 4.5 Perhitungan nilai SCeff orientasi utara
23 September 22 Desember
Waktu ID
Gambar 4.3 Diagram Stereographic utara Sumber: Autodesk Ecotect Analysis 2011
Tabel 4.6 Perhitungan nilai SCeff orientasi timur
23 September 22 Desember
Waktu ID
Gambar 4.4 Diagram Stereographic timur Sumber: Autodesk Ecotect Analysis 2011
Tabel 4.7 Perhitungan nilai SCeff orientasi barat
23 September 22 Desember
Waktu ID
Gambar 4.5 Diagram Stereographic barat Sumber: Autodesk Ecotect Analysis 2011
Koefisien peneduh efektif (SC) dari kaca rayben dengan ketebalan 5 mm mempunyai nilai koefisien: 0,66 yang didapat dari data pabrikan kaca tersebut.
Maka nilai SC untuk setiap orientasi adalah sebagai berikut.
Tabel 4.8 Perhitungan nilai SC setiap orientasi
Orientasi SCk SCeff SC (SCk x SCeff)
selatan 0,66 0,83 0,54
utara 0,66 0,9 0,59
timur 0,66 0,72 0,48
barat 0,66 0,7 0,46
6. Faktor radiasi matahari (SF)
Faktor radiasi matahari dihitung antara jam 07.00 WIB sampai dengan jam 18.00 WIB. Karena keterbatasan data yang ada di kota Medan, data faktor radiasi matahari (solar factor-SF) dari berbagai orientasi belum tersedia. Maka nilai SF diambil dari simulasi software Ecotect Weather Tool 2011, pada gambar grafik dan tabel dibawah ini.
U:0° ; TL:45° ; T:90° ; TGR:135° ; S:180° ; BD:-135° ; B:-90° ; BL:-45°
Gambar 4.6 Faktor radiasi matahari kota Medan Sumber: Ecotect Weather Tool 2011
Tabel 4.9 Faktor Radiasi Matahari Kota Medan (SF, W/m2) Berbagai Orientasi
Orientasi
U TL T TGR S BD B BL
190 280 380 290 200 310 400 300
7. Nilai transmitansi termal sistem fenetrasi (Uf) Kaca lembaran 5mm
Uf =1/(Rext+ R + Rint)
= 1/(0,05 + (0,05/1,053) + 0,12)
= 4,598 W/m2K
190 400
380
200
8. Luas dinding yang dihitung
Luas dinding ini merupakan luas dinding keseluruhan termasuk di dalamnya kusen jendela dll.
Tabel 4.10 Luas Dinding pada Berbagai Orientasi
Orientasi Luas dinding
Selatan (depan) 305,36 m2
Utara (belakang) 320,59 m2
Timur (kiri) 465,05 m2
Barat (kanan) 465,09 m2
Setiap orientasi memiliki luas dinding yang berbeda-beda. Bagian depan bangunan pada orientasi selatan dengan luas dinding 305,36 m2, bagian belakang bangunan pada orientasi utara dengan luas dinding 320,59 m2, bagian kiri bangunan pada orientasi timur dengan luas dinding 465,05 m2, dan bagian kanan bangunan pada orientasi barat dengan luas dinding 465,09 m2.