BAB III METODE PENELITIAN
3.3 Tahapan Penelitian
3.3.2 Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan setelah lokasi dan objek penelitian ditentukan berdasarkan kriteria. Pengambilan data dilakukan dengan teknik observasi, pengukuran, dan pemotretan. Dalam penelitian ini terdapat 2 macam data, berdasarkan asal data yaitu:
1. Data Internal
a) Karakteristik dari material selubung bangunan yang berupa material transparan dan masif (koefisien bahan, tingkat absorpsi dan reflektivitas, spesifikasi bahan, dan lain-lain)
b) Desain bangunan antara lain orientasi bangunan, sun shading, data ukuran fisik bangunan (draft, denah, situasi, tampak, potongan, detail spesifikasi teknis dari objek penelitian)
c) Data hasil pengukuran temperatur dan kelembaban ruangan pada beberapa waktu berbeda
d) Nilai perpindahan panas matahari berdasarkan perhitungan (OTTV) 2. Data Eksternal
a) Data geografis objek
b) Data iklim dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) c) Berbagai literatur mengenai teori yang sesuai dengan objek penelitian 3.4 Instrumen Penelitian
Instrumen dalam suatu penelitian sangat penting khususnya di dalam tahap pengumpulan data. Instrumen yang diperlukan adalah sebagai berikut:
1) Gambar/draft bangunan sebagai media menentukan titik pengukuran pada bangunan
2) Kamera yang berfungsi sebagai alat dokumentasi objek dan lingkungannya.
3) Kompas sebagai penunjuk arah dan patokan lintasan sinar matahari
4) Software pendukung (Ecotect Analysis versi 2011, Autocad versi 2016, Sketch Up versi 2016, Microsoft Word versi 2016, Microsoft Excel versi 2016)
3.5 Lokasi Penelitian
Objek yang dipilih oleh peneliti adalah Kantor Pengadilan Tinggi Medan.
Lokasi penelitian berada pada Jalan Ngumban Surbakti No. 38A, Sempakata, Medan Selayang, Kota Medan, Sumatera Utara. Lokasi dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Lokasi penelitian
3.6 Deskripsi Objek Penelitian
3.6.1 Kantor Pengadilan Tinggi Medan
Kantor Pengadilan Tinggi Medan berfungsi untuk menerima, memeriksa dan menyelesaikan setiap perkara di tingkat banding yang diajukan kepadanya serta tugas lain yang ditentukan oleh Undang-undang. Pengadilan Tinggi Medan berkedudukan di Ibu Kota Provinsi Sumatera Utara dengan alamat di Jalan Ngumban Surbakti. Jam kerja pada kantor ini pada hari Senin s/d Kamis pukul 08.00 wib – 16.30 wib dan Jumat pukul 08.00 wib – 17.00 wib. Dengan jumlah pegawai sekitar 116 orang.
Kantor Pengadilan Tinggi Medan menempati gedung parmanen dua lantai, dibangun diatas lahan seluas 3.372 m2 dengan luas bangunan 1.090 m2. Seluruh ruangan pada kantor Pengadilan Tinggi Medan ini menggunakan AC di dalamnya.
3.6.2 Denah dan Tampak
• Denah
Gambar 3.2 Denah lantai 1 dan 2
• Tampak
Berikut ini dapat dilihat tampak bangunan eksisting dari objek penelitian (Kantor Pengadilan Tinggi Medan) pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Tampak eksisting bangunan
Tampak depan
tampak belakang
Tampak samping kiri
Tampak samping kanan
Gambar 3.4 Tampak bangunan
3.7 Metode dan Pelaksanaan Penelitian
Tahap perhitungan nilai OTTV adalah proses untuk menentukan apakah bangunan yang diteliti telah memenuhi aspek teknis konservasi energi selubung bangunan atau belum. Hasil analisis yang dilakukan pada penelitian ini apakah telah memenuhi syarat konservasi selubung bangunan yang ditetapkan dalam SNI 03-6389-2011 atau belum. Indikator keberhasilan adalah apabila nilai OTTV ≤ 35 W/m2.
3.7.1 Menghitung nilai OTTV secara manual
Hitung nilai OTTV menyeluruh sesuai rumus. Urutan proses yang harus dilakukan dalam menghitung nilai OTTV yaitu sebagai berikut:
1) Menentukan nilai absorbtansi radiasi matahari (α) dinding yang mengacu pada tabel nilai α yang ada.
2) Ketahui dahulu nilai resistansi termal total (Rtotal). Komponen Rtotal adalah ketebalan bahan (t) dan nilai konduktivitas termal bahan (k). setelah mengetahui hasil Rtotal baru bisa menentukan nilai transmitansi termal dinding tak tembus cahaya (Uw).
3) Selanjutnya mencari nilai Window Wall Rasio (WWR). WWR adalah perbandingan antara bukaan kaca dengan luas bidang pada sisi yang dihitung.
4) Beda temperature ekuivalen (TDeq) ditentukan berdasarkan material yang paling dominan dalam satu struktur dinding sisi yang dihitung. Nilai yang dapat dikonversikan dengan tabel TDeq yang ada.
5) Menentukan nilai SC dari software autodesk ecotect analysis 2011.
6) Untuk menentukan nilai transmitansi termal sistem fenestrasi (Uf) langkahnya sama dengan mencari nilai transmitansi termal dinding tak tembus cahaya (Uw).
7) Setelah semua nilai diketahui maka nilai OTTV dinding pada orientasi yang ditentukan dapat diidentifikasi. Setelah itu dapat dicari nilai OTTV secara keseluruhan selubung bangunan. Hasilnya dapat dibandingkan dengan yang sudah ditentukan di SNI 03-6389-2011 Konservasi Energi Selubung Bangunan yaitu ≤ 35 W/m2. Nilai OTTV yang baik tidak boleh melebihi 35 W/m2. 8) Jika nilai OTTV melebihi atau ≥ 35 W/m2, maka perlu dilakukan penurunan
nilai OTTV dengan memodifikasi variabelnya.
9) Setelah dilakukan modifikasi variabel pada OTTV, dilakukan kembali perhitungan sampai OTTV memenuhi standar ≤ 35 W/m2.
3.7.2 Menentukan Shading Coefficient menggunakan Ecotect
Langkah - langkah dalam melakukan simulasi Ecotect untuk mendapatkan nilai Shading Coefficient Effective (SC 2) adalah sebagai berikut:
a. Melakukan pemodelan (modelling) bangunan kantor Pengadilan Tinggi Medan sesuai dengan kondisi di lapangan.
Gambar 3.5 Pemodelan pada Software Ecotect
b. Untuk memperoleh model pembayangan yang riil saat simulasi, dilakukan input data klimatologi wilayah Medan. Dikarenakan data klimatologi dari BMKG Kota Medan belum dapat menfasilitasi seluruh kebutuhan data iklim yang dipersyaratkan ecotect. Data iklim yang dibutuhkan untuk simulasi software adalah data iklim per-jam dari temperatur udara luar, radiasi matahari (direct solar dan indirect solar), kelembaban udara per-jam, pergerakan angin.
Gambar 3.6 Penginputan data iklim pada software
c. Untuk parameter waktu:
1) Tanggal diatur pada 4 tanggal ekstrim periode iklim tropis tahunan, yaitu tanggal 21 Maret, 22 Juni, 23 September dan 22 Desember.
Gambar 3.7 Pengaturan tanggal pada software
2) Jam diatur pada rentang 07.00 wib -17.00 wib dengan interval 1 jam.
Gambar 3.8 Pengaturan Interval Waktu
d. Untuk masing-masing tanggal tersebut, dilakukan simulasi untuk mendapatkan persentase solar shade. Data berupa:
1) Tabel persentase solar shade per jam pada tanggal tertentu.
Gambar 3.9 Tabel Solar Shade
2) Stereographic Diagram yang menunjukan gradasi pembayangan per jam dalam sun path diagram.
Gambar 3.10 Stereographic Diagram
e. Output yang dihasilkan dari simulasi adalah presentase solar shade per-jam pada waktu-waktu ekstrim di periode tahunan iklim tropis. Persentase solar shade tersebut kemudian dikalkulasikan dengan Normal Direct Radiation (ID) dan Diffuse Radiation (Id) (Standar Nasional Indonesia 03-6389-2011).
𝑺𝑪−𝒅𝒂𝒚= 𝚺[(𝟏𝟎𝟎% – 𝐒𝐒)𝐱 𝐈𝐃 – 𝐈𝐝] / 𝚺(𝐈𝐃 + 𝐈𝐝)
SC-day : Shading Coefficient per hari SS : Solar Shade
ID : Normal Direct Radiation (W/m2) Id : Diffuse Radiation (W/m2)
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis OTTV
Kantor Pengadilan Tinggi Medan merupakan bangunan 2 lantai yang memiliki orientasi menghadap arah selatan. Untuk mengetahui perpindahan panas pada gedung Kantor Pengadilan Tinggi Medan, dilakukan kalkulasi menggunakan rumus Overall Thermal Transfer Value (OTTV) pada seluruh orientasi fasad bangunan.
Konsep OTTV ini mencakup tiga elemen dasar perpindahan panas melalui dinding luar bangunan, yaitu:
a) Konduksi panas melalui dinding tidak tembus cahaya.
b) Konduksi panas melalui kaca.
c) Transmisi radiasi matahari melalui kaca.
Sesuai Standar Nasional Indonesia (SNI) mengenai “Konservasi Energi Selubung Bangunan pada Bangunan Gedung” ini merupakan revisi dari SNI 03-6389-2011, nilai perpindahan termal menyeluruh untuk setiap bidang dinding luar bangunan gedung dengan orientasi tertentu, akan dihitung melalui persamaan (1).
𝑶𝑻𝑻𝑽= 𝛂 (𝐔𝐰 𝐱 (𝟏−𝐖𝐖𝐑))𝐱 𝐓𝐃𝐞𝐤 + (𝐒𝐂 𝐱 𝐖𝐖𝐑 𝐱 𝐒𝐅)+ (𝐔𝐟 𝐱 𝐖𝐖𝐑 𝐱 𝚫𝐓) dimana:
OTTV : Nilai perpindahan termal menyeluruh pada dinding luar yang memiliki arah atau orientasi tertentu (W/m²)
α : Absorbstansi radiasi matahari.
Uw : Transmitansi termal dinding tidak tembus cahaya (W/m².K).
WWR : Perbandingan luas jendela dengan luas seluruh dinding luar pada orientasi yang ditentukan.
TDek : Beda temperatur ekuivalen (K).
SC : Koefisien peneduh dari sistem fenestrasi.
SF : Faktor radiasi matahari (W/m²).
Uf : Transmitansi termal fenestrasi (W/m².K).
ΔT : Beda temperatur perencanaan antara bagian luar dan bagian dalam.
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.
4.1.2 Perhitungan OTTV
Tabel 4.11 Nilai setiap variabel untuk berbagai orientasi
Orientasi WWR TDEK SC SF Uw Uf ΔT α
A1 A2 Uw1 Uw2 α1 α2
Selatan 185,29 120,07 0,115 12 0,54 200 2,85 2,57 4,59 5 0,58 0,85
Utara 218,48 102,11 0,121 12 0,59 190 2,85 2,57 4,59 5 0,58 0,85
Timur 343,24 121,81 0,165 12 0,48 380 2,85 2,57 4,59 5 0,58 0,85
Barat 343,28 121,81 0,142 12 0,46 400 2,85 2,57 4,59 5 0,58 0,85 Σ A1=
1090,29
Σ A2= 465,8
OTTV dinding Selatan
Gambar 4.7 Orientasi selatan (depan)
OTTV = {Konduksi panas melalui dinding tidak tembus cahaya} + {konduksi panas melalui kaca} + {transmisi radiasi matahari melalui kaca}
= [α1{Uw1 x A1/ΣA (1- WWR) x TDEK} + α2 {Uw2 x A2/ΣA (1- WWR) x TDEK}] + [{ Uf x WWR x ΔT }] + [{ SC x WWR x SF}]
= [0,58{2,85 x 185,29/1090,29 (1- 0,115) x 12} + 0,85 {2,57 x 120,07/465,8 (1-0,115) x 12}] + {4,59x 0,115 x 5 } + {0,54 x 0,115 x 200}
= [0,58{2,85 x 0.169 (1- 0,115) x 12} + 0,85 {2,57 x 0,25 (1-0,115) x 12}] + [{2,63}] + [{12,42}]
= [0,58 (5,51) + 0,85 (6,82)] + { 2,63 } + {12,42}
= 8,99 +2,63 + 12,42
= 24,04 W/m2
OTTV dinding Utara
Gambar 4.8 Orientasi utara (belakang)
OTTV = {Konduksi panas melalui dinding tidak tembus cahaya} + {konduksi panas melalui kaca} + {transmisi radiasi matahari melalui kaca}
= [α1{Uw1 x A1/ΣA (1- WWR) x TDEK} + α2 {Uw2 x A2/ΣA (1- WWR) x TDEK}] + [{ Uf x WWR x ΔT }] + [{ SC x WWR x SF}]
= [0,58 {2,85x 218,48/1090,29 (1- 0,121) x 12} + 0,85 {2,57 x 102,11/465,8 (1-0,121) x 12}] + { 4,59x 0,121x 5 } + {0,59 x 0,121 x 190}
= [0,58{2,85 x 0,2 (1- 0,121) x 12} + 0,85 {2,57 x 0,21 (1-0,121) x 12}] + [{2,77}] + [{13,56}]
= [0,58 (6,01) + 0,85 (5,69)] + { 2,77 } + {13,56}
= 8,32 +2,77 + 13,56
= 24,65 W/m2
OTTV dinding Timur
Gambar 4.9 Orientasi Timur (samping kiri)
OTTV = {Konduksi panas melalui dinding tidak tembus cahaya} + {konduksi panas melalui kaca} + {transmisi radiasi matahari melalui kaca}
= [α1{Uw1 x A1/ΣA (1- WWR) x TDEK} + α2 {Uw2 x A2/ΣA (1- WWR) x TDEK}] + [{ Uf x WWR x ΔT }] + [{ SC x WWR x SF}]
= [0,58{2,85x 343,24/1090,29 (1- 0,165) x 12} + 0,85 {2,57 x 121,81/465,8 (1-0,165) x 12}] + { 4,59 x 0,165 x 5 } + {0,48 x 0,165 x 380}
= [0,58{2,85 x 0,31 (1- 0,165) x 12} + 0,85 {2,57 x 0,26 (1-0,165) x 12}] + [{3,78}] + [{30,09}]
= [0,58 (8,85) + 0,85 (6,69)] + { 3,78 } + {30,09}
= 10,81 +3,78 + 30,09
= 44,68 W/m2
OTTV dinding Barat
Gambar 4.10 Orientasi barat (samping kanan)
OTTV = {Konduksi panas melalui dinding tidak tembus cahaya} + {konduksi panas melalui kaca} + {transmisi radiasi matahari melalui kaca}
= [α1{Uw1 x A1/ΣA (1- WWR) x TDEK} + α2 {Uw2 x A2/ΣA (1- WWR) x TDEK}] + [{ Uf x WWR x ΔT }] + [{ SC x WWR x SF}]
= [0,58{2,85x 343,28/1090,29 (1- 0,142) x 12} + 0,85 {2,57 x 121,81/465,8 (1-0,142) x 12}] + { 4,59x 0,142x 5 } + {0,46 x 0,142 x 400}
= [0,58{2,85 x 0,31 (1- 0,142) x 12} + 0,85 {2,57 x 0,26 (1- 0,142) x 12}] + [{3,25}] + [{26,12}]
= [0,58 (9,09) + 0,85 (6,87)] + { 3,25 } + {26,12}
= 11,11 + 3,78 + 26,12
= 41,01 W/m2
OTTV pada berbagai orientasi:
• Orientasi Selatan : 24,04 W/m2
• Orientasi Utara : 24,65 W/m2
• Orientasi Timur : 44,68 W/m2
• Orientasi Barat : 41,01 W/m2
Maka total nilai OTTV untuk bangunan Kantor Pengadilan Tinggi Medan adalah:
OTTV = Σ(Aoi x OTTVi) / Σ Aoi
= [(305,36 x 24,04) + (320,59 x 24,65) + (465,05 x 44,68) + (465,09 x 41,01) / (305,36 + 320,59 + 465,05 + 465,09)
= (7340,85 + 7902,54 + 20778,43 + 19073,34) / 1556,09
= 55095,16 / 1556,09
= 35,40 W/m2
Tabel 4.12 Perhitungan OTTV Total
Orientasi Aoi OTTVi Aoi x OTTVi OTTV total
selatan 305,36 24,04 7340,85
35,40 W/m2
utara 320,59 24,65 7902,54
timur 465,05 44,68 20778,43
barat 465,09 41,01 19073,34
Pada perolehan OTTV pada tiap orientasi, dinding orientasi selatan dan utara memenuhi kriteria yang disyaratkan OTTV ≤ 35 W/m2. Yaitu nilai masing-masing adalah 24,04 W/m2 pada dinding selatan dan 24,65 W/m2 pada dinding utara. Sedangkan dinding orientasi timur dan barat tidak memenuhi kriteria yang disyaratkan, karena OTTV ≥ 35 W/m2. Yaitu nilai masing-masing adalah 44,68 W/m2 pada dinding timur dan 41,01 W/m2 pada dinding barat. Secara keseluruhan Kantor Pengadilan Tinggi Medan juga kurang memenuhi kriteria konservasi energi karena nilai OTTV ≥ 35 W/m2.
4.2 Kondisi Nilai WWR Terhadap Nilai OTTV
Gambar 4.11 Grafik kondisi nilai WWR terhadap nilai OTTV
24,04 24,65
Dari gambar di atas, maka dapat dilihat kondisi nilai WWR terhadap nilai OTTV. Nilai OTTV tertinggi berada pada dinding orientasi timur, yaitu 44,68 W/m2 dengan WWR 0,165. Sedangkan OTTV terendah berada pada dinding orientasi utara, yaitu 24,04 W/m2 dengan WWR 0,121.
4.3 Kondisi Nilai SC Terhadap Nilai OTTV
Gambar 4.12 Grafik kondisi nilai SC terhadap nilai OTTV
Dari gambar di atas, maka dapat dilihat kondisi nilai SC terhadap nilai OTTV. Pada orientasi utara nilai OTTV 24,65 W/m2 dengan nilai SC 0,59. Pada orientasi barat nilai OTTV 41,01 W/m2 dengan nilai SC 0,46. Nilai OTTV tertinggi berada pada dinding orientasi timur, yaitu 44,68 W/m2 dengan nilai SC 0,48.
Sedangkan OTTV terendah berada pada dinding orientasi selatan, yaitu 24,04 W/m2 dengan nilai SC 0,54.
Dilihat dari seluruh perhitungan, nilai OTTV total pada kantor Pengadilan Tinggi Medan berada diambang batas 35 W/m2, yaitu 35,40 W/m2. Maka akan dilakukan simulasi perhitungan untuk mengetahui pendekatan yang efektif dalam menurunkan nilai OTTV.
4.4 Rekomendasi Penurunan Nilai OTTV
Berdasarkan SNI Konservasi energi atau cara menurunkan nilai OTTV pada selubung bangunan bisa diperoleh dengan:
1. mengganti warna cat dinding luar (modifikasi nilai α) 2. memasang jendela kaca ganda (modifikasi Uf);
3. memasang isolasi dinding (modifikasi Uw dan Ur);
4. memasang alat peneduh pada jendela luar (modifikasi SC) 5. mengurangi angka perbandingan jendela (modifikasi WWR)
Nilai OTTV tertinggi pada orientasi timur yaitu 44,68 W/m2, sehingga orientasi bangunan tersebut menjadi fokus simulasi perhitungan. Rekomendasi penurunan nilai OTTV yang mungkin dilakukan pada bangunan kantor Pengadilan Tinggi Medan yaitu dengan mengurangi angka perbandingan jendela (modifikasi WWR), mengganti warna cat dinding luar (modifikasi nilai α) dan memasang jendela kaca ganda (modifikasi Uf).
4.4.1 Menurunkan nilai WWR (Modifikasi WWR)
Salah satu faktor dalam perhitungan nilai OTTV adalah perbandingan luas dinding tembus cahaya/jendela kaca dengan luas seluruh dinding luar pada orientasi tertentu. Pada langkah ini yang dilakukan adalah dengan mensimulasi orientasi sisi
yang memiliki nilai OTTV tertinggi yaitu pada orientasi timur, dengan OTTV 44,68 W/m2. Hasil modifikasi simulasi perhitungan dapat dilihat pada tabel dan grafik berikut:
Tabel 4.13 Rasio WWR Orientasi Timur Terhadap Nilai OTTV
No. WWR OTTV
1 16,5 % 44,68 W/m2
2 15 % 41,81 W/m2
3 12,5 % 36,99 W/m2
4 10,5 % 33,14 W/m2
Gambar 4.13 Grafik rasio WWR terhadap nilai OTTV
44,68 41,81
Pada simulasi perubahan nilai rasio WWR menunjukkan nilai WWR yang rendah berbanding lurus terhadap penurunan nilai OTTV. Pada saat WWR diturunkan menjadi 0,150 nilai OTTV juga turun menjadi 41,81 W/m2, ketika WWR 0,125 nilai OTTV menjadi 36,99 W/m2, dan ketika WWR diturunkan lagi menjadi 0,105 nilai OTTV turun menjadi 33,14 W/m2. Dan pada saat inilah nilai OTTV parsial pada dinding timur memenuhi standar ≤ 35 W/m2.
Dari hasil simulasi penurunan nilai WWR terhadap nilai OTTV timur, maka dilakukan kembali perhitungan untuk nilai OTTV total. Nilai yang dipilih adalah nilai WWR 0,150 dengan nilai OTTV dinding timur menjadi 41,81 W/m2.
Tabel 4.14 Perhitungan OTTV Total Setelah Modifikasi WWR Orientasi Aoi OTTVi Aoi x OTTVi OTTV total
selatan 305,36 24,04 7340,85
34,54 W/m2
utara 320,59 24,65 7902,54
timur 465,05 41,81 19443,74
barat 465,09 41,01 19073,34
Perhitungan nilai OTTV total pada tabel diatas dapat dilihat bahwa dengan menurunkan nilai WWR dari 16,5 % menjadi 15 % sudah dapat menurunkan nilai OTTV total yang memenuhi standar pada bangunan kantor Pengadilan Tinggi Medan menjadi 34,54 W/m2. Dalam hal ini maka jendela dikurangi sebesar 1,5%
dari sebelumnya. Jendela yang dipilih untuk dikurangi dapat dilihat pada gambar dibawah.
Gambar 4.14 Posisi jendela yang dikurangi
Jendela yang dikurangi berada pada orientasi timur tepatnya di ruang panitera pengganti, dengan ukuran jendela 1,98 cm x 1,33 cm. Dengan mengurangi 2 jendela dari sebelumnya dengan ukuran tersebut menjadikan nilai WWR dari 16,5 %. menjadi 15%.
barat
timur
Ruang panitera pengganti
1,98 cm
1,33 cm
Gambar 4.15 Jendela
4.4.2 Merubah Warna Cat Dinding Luar (Modifikasi α)
Pada langkah ini yang akan dilakukan adalah merubah warna cat pada permukaan dinding luar fasad bangunan (α1) dengan koefisien tingkat penyerapan (absorbtansi) radiasi matahari yang berbeda-beda. Hasil modifikasi simulasi perhitungan dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 4.15 Perbandingan Koefisien α Terhadap OTTV Warna dinding Koefisien absorbtansi OTTV
Kuning medium 0,58 44,68 W/m2
Putih semi kilap 0,30 42,21 W/m2
Putih kilap 0,25 41,67 W/m2
Gambar 4.16 Grafik nilai koefisien α terhadap nilai OTTV 44,68
Kuning medium Putih semi kilap Putih kilap OTTV Koefisien absorbtansi
Berdasarkan tabel diatas, pada saat warna cat diganti menjadi putih semi kilap dengan nilai α= 0,30 nilai OTTV turun menjadi 42,21 W/m2 dan jika diganti putih kilap dengan nilai α= 0,25 nilai OTTV menjadi 41,67 W/m2. Perubahan warna cat mempengaruhi nilai OTTV namun tidak begitu signifikan terhadap perubahannya.
Dari hasil simulasi merubah warna cat pada permukaan dinding luar fasad bangunan, maka dilakukan kembali perhitungan untuk nilai OTTV total, dengan warna cat putih semi mengkilap nilai OTTV dinding timur menjadi 41,67 W/m2.
Tabel 4.16 Perhitungan OTTV Total Setelah Modifikasi Koefisien α Orientasi Aoi OTTVi Aoi x OTTVi OTTV total
selatan 305,36 24,04 7340,85
34,5 W/m2
utara 320,59 24,65 7902,54
timur 465,05 41,67 19378,63
barat 465,09 41,01 19073,34
Jika semua bidang dinding di ganti dengan warna cat dengan nilai absorbtansi (α) yang lebih rendah maka dipastikan OTTV pada bidang dinding lainnya juga akan turun. Perhitungan nilai OTTV total pada tabel diatas dapat dilihat bahwa dengan mengganti warna cat dinding dengan nilai absorbtansi (α) yang lebih rendah dapat menurunkan nilai OTTV dinding timur menjadi 41,67 W/m2 dan secara otomatis mengubah nilai OTTV total pada bangunan kantor Pengadilan Tinggi Medan menjadi 34,5 W/m2.
4.4.3 Memasang Jendela Kaca Ganda (Modifikasi Uf)
Pada langkah ini upaya yang akan dilakukan untuk menurunkan nilai OTTV adalah memasang kaca ganda (double glazing) dan mensimulasi ketebalan kaca sesuai dengan karakteristik teknis fabrikan kaca.
Tabel 4.17 Perbandingan koefisien kaca ganda terhadap OTTV
Kaca Ketebalan kaca OTTV
Rayben Double Glazing 5 mm 42,86 W/m2
Rayben Double Glazing 6 mm 42,44 W/m2
Rayben Double Glazing 7 mm 42,39 W/m2
Rayben Double Glazing 8 mm 42,34 W/m2
Berdasarkan tabel diatas, kaca di buat ganda dengan tetap memakai kaca jenis rayben. Selain itu disimulasikan dengan tebal kaca yang berbeda-beda. Jika
Berdasarkan tabel diatas, kaca di buat ganda dengan tetap memakai kaca jenis rayben. Selain itu disimulasikan dengan tebal kaca yang berbeda-beda. Jika