Perhitungan Beban Pendingin Ruangan Data gedung : Data gedung :

BAB II DASAR TEORI

PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

3.1 Perhitungan Beban Pendingin Ruangan Data gedung : Data gedung :

- Jenis bangunan : Perkantoran umum - Lokasi : Jakarta Selatan - Garis lintang (^o) : -6.2^o

- Garis bujur (^o) : -106.8^o

- Elevasi : 26 ft

- Bulan : September

- Kondisi udara luar : 95ôF DB, 89ôF WB - Kondisi udara ruangan : 75ôF DB, 50% RH - Arah gedung : Barat laut

- Bahan dinding : 4” LW Block + Aluminium komposit - Bahan kaca : Single coated 1/4” dengan tirai gulung - Jam operasi : 7:00 – 18:00 WIB

3.1.1 Basement 2 dan Basement 1 (Tipikal).

Pada lantai basement 2 dan basement 1, daerah yang dikondisikan adalah area Hall Lift. Luas lantai 1.507 ft², tinggi ruangan 10,2 ft, luas dinding 3.336,8 ft², luas pintu kaca 104.6 ft², okupasi ruangan 80 ft² – 150 ft²/orang.

Dengan begitu jumlah orang yang mengantri di hall lift ± 18 orang. Kondisi udara di area parkir diasumsikan 89,6^oF dengan RH 85%. Dari diagram psikometrik diperoleh nilai rasio humidity 180.9 gr/lb. Kondisi ruangan direncanakan 75^oF dengan 50% RH, dari diagram psikometrik diperoleh nilai rasio humidity 64.6 gr/lb.

Kebutuhan udara ventilasi rata-rata per-orang antara 15 cfm – 20 cfm. Jadi kebutuhan ventilasi untuk hall lift basement 2 adalah 20 cfm x 18 orang = 360 cfm. Beban pendingin dihitung dengan metode CLTD/SCL/CLF.

Konduksi

Okupasi 18 orang 1 250

Lampu : fluorescent 1500 watts 1.25 3.41

: watts

Peralatan listrik lain :

Motor watts

Komputer watts

Heater watts

Infiltrasi / Ventilasi 360 cfm 1.1 1

: Kalor Laten

Item CLF Faktor

Okupasi 18 orang 1 200

Peralatan lain

Infiltrasi / Ventilasi 360 cfm 0.68 1

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

Subtotal 32,070.24

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

0.46

-Dari perhitungan diatas diperoleh nilai beban pendinginan total 70.955,95 Btu/h (5,9 Ton). Beban pendingin per-m² adalah 507 Btu/h. Laju aliran udara supply dapat dihitung dengan persamaan :

1.08

HS : Panas sensibel ruangan (Btu/h).

ΔT : Beda temperatur ruangan dengan temperatur udara supply (maksimum 20^oF).

Dengan faktor keamanan 10% maka diambil nilai 1700 cfm. Aliran udara balik adalah aliran udara supply dikurangi aliran fresh air.

RA = SA – FA

= 1700 cfm – 360 cfm = 1340 cfm Pergantian udara per-jam dihitung dengan persamaan:

(ft ) 3

ACH = 6.6 (pergantian udara untuk perkantoran adalah 4 s/d 10 kali/jam).

3.1.2 Semi Basement

Pada lantai semi basement tower, area yang dikondisikan yaitu area hall lift, kantin, dan area pengelola gedung. Berikut ini adalah data dan perhitungan beban pendingin untuk masing – masing area.

a. Hall Lift

Data ruangan dan kondisi udara dalam ruangan sama dengan area hall lift lantai basement 2 & 1. Kondisi luar ruangan (area parkir) disumsikan sama dengan lantai sebelumnya. Sehingga beban pendingin dan kebutuhan udara supply sama dengan lantai basement 2 & 1.

b. Kantin

Luas lantai 1.248,2 ft², tinggi ruangan 12,5 ft, luas dinding 1.840 ft², luas pintu kaca dan jendela 215.2 ft², okupasi ruangan 10 ft² – 50 ft²/orang. Bila okupasi diambil 22 ft²/orang, maka jumlah orang yang makan dikantin adalah

± 58 orang. Temperatur disekitar kantin diasumsikan 89,6^oF DB, 85% RH.

Kebutuhan udara ventilasi adalah 5 cfm/orang, maka total kebutuhan adalah 290 cfm.

Okupasi 58 orang 1 250

Lampu : fluorescent 864 watts 1.25 3.41

: watts

Peralatan listrik lain :

watts

Infiltrasi / Ventilasi 290 cfm 1.1 1

-- 0.587 14.6 10,697.32

- 0.346 14.6 9,294.94

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

0.95 14.6 2,984.82

Item CLF Faktor

Okupasi 58 orang 1 200

Peralatan lain

Infiltrasi / Ventilasi 290 cfm 0.68 1

Safety factor (10%) :

Grand Total :

SHF : 0.58

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

Subtotal 34,534.36 Beban sensible : 52,294 Btu/h

Udara supply : 52, 294

1.08 20x = 2,421 cfm → diambil 2,700 cfm c. Ruang pengelola gedung

Luas lantai 1.442 ft², tinggi ruangan 12.5 ft, luas dinding 1.958 ft², luas pintu dan jendela 186 ft², okupasi ruangan 80 ft² – 150 ft²/orang. Bila okupasi diambil 110 ft²/orang, maka jumlah penghuni ± 13 orang. Temperatur disekitar area diasumsikan 89,6^oC DB, 85% RH.

Kebutuhan udara ventilasi adalah 20 cfm/orang, maka total kebutuhan adalah 260 cfm.

Okupasi 13 orang 1 250

Lampu : fluorescent 1512 watts 1.25 3.41

: watts

Peralatan listrik lain :

komputer dll. 2000 watts 1 3.41

Infiltrasi / Ventilasi 260 cfm 1.1 1

-Item Ukuran (m) U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

-- 0.587 14.6 12,358.23

- 0.346 14.6 9,891.03

Item CLF Faktor

Okupasi 13 orang 1 200

Peralatan lain

Infiltrasi / Ventilasi 260 cfm 0.68 1

Safety factor (10%) :

Grand Total :

SHF : 0.67

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

Subtotal 23,161.84 Beban sensibel : 51,770 Btu/h

Udara supply : 51,770

1.08 20x = 2,397 cfm ~ diambil 2,700 cfm 3.1.3 Lantai Dasar

Dinding lantai dasar berupa kaca single clear ½” tidak terkena panas matahari langsung, dinding sebelah kanan berbatasan dengan ruang podium yang memiliki kondisi ruangan yang sama sehingga tidak diperhitungkan.

Luas lantai 12,400 ft², tinggi ruangan 14.8 ft. Okupasi diambil 150 ft²/orang, maka jumlah orang adalah ± 82 orang.

Kebutuhan udara ventilasi adalah 20 cfm/orang, total kebutuhan adalah 1640 cfm. Dengan kondisi udara luar rancangan 95ôF DB / 89,6ôF WB, maka didapat humidity rasio 205.64 Gr/Lb. Untuk kondisi ruangan 75,2ôF DB / 50%RH, humidity rasionya 65.05 Gr/Lb. Maka ΔWGR adalah 140.59 Gr/Lb.

Perhitungan beban pendingin telah ditabelkan seperti tabel di bawah ini.

Konduksi

Okupasi 82 orang 1 200

Lampu : Down light Par 10680 watts 1.25 3.41

: Fluorescent 4068 watts 1.25 3.41

Peralatan listrik lain :

Motor 1 watts 1 3.41

Motor 2 watts 1 3.41

watts 1 3.41

Infiltrasi / Ventilasi 1640 cfm 1.1 1

: Kalor Laten

Item CLF Faktor

Okupasi 82 orang 1 250

Peralatan lain

Infiltrasi / Ventilasi 1640 cfm 0.68 1

Beban sensibel : Btu/h Total :

SHF : 0.66 Safety factor (10%) :

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

- 1.04 20 43,867.20

Item Jumlah ΔT ^oF Beban (Btu/h)

16,400.00

20 36,080.00

Subtotal 115,343.35

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

Dengan udara supply 17,700 cfm, maka saluran udara utama menjadi sangat besar. Oleh karena itu sistem AHU-nya dibagi menjadi 2 unit agar saluran udara utamanya tidak terlalu besar.

3.1.4 Lantai 2

Dinding lantai 2 sampai lantai 27 berupa LW block 4” dilapis aluminium komposit pada luarnya. Separuh luas dinding berupa kaca single coated 1/4”.

Dinding sebelah kanan sebagian berbatasan dengan ruang podium yang memiliki kondisi ruangan yang sama sehingga tidak diperhitungkan. Area hall lift lantai 2 sampai lantai 14 dikondisikan sendiri dengan 1 unit AHU. Luas lantai hall lift 1,625 ft², tinggi ruangan 10.2 ft. Luas lantai ruang kerja 10,010 ft². Tinggi 8,9 ft. Okupasi diambil 150 ft²/orang, maka jumlah orang di area kerja adalah ± 66 orang. Okupasi di area hall lift 11 orang.

Kebutuhan udara ventilasi adalah 20 cfm/orang, total kebutuhan udara ventilasi ruang kerja adalah 1320 cfm, sedang untuk area hall lift 220 cfm.

Dengan kondisi udara luar rancangan 95 ôF DB / 89,6 ôF WB, maka didapat humidity rasio 205.64 Gr/Lb. Untuk kondisi ruangan 75,2 ôF DB / 50%RH, humidity rasionya 65.05 Gr/Lb. Maka ΔWGR adalah 140.59 Gr/Lb.

Perhitungan beban pendingin area hall lift

Kalor Sensibel

CLF Faktor

Okupasi 20 orang 1 250

Lampu : fluorescent 1500 watts 1.25 3.41

: watts

Peralatan listrik lain :

- watts

watts

Infiltrasi / Ventilasi 300 cfm 1.1 1

: Kalor Laten

Item CLF Faktor

Okupasi 20 orang 1 200

Peralatan lain

Infiltrasi / Ventilasi 300 cfm 0.68 1

Jumlah ΔWGR Beban (Btu/h)

Udara supply : 17,994

1.08 20x = 833 cfm ~ diambil 1,000 cfm

Nilai U untuk dinding berdasarkan tabel dari ASHRAE diperoleh nilai 0.33 Btu/h.ft².^oF. Sedang nilai CLTD dapat dilihat pada tabel berikut.

14.00 15.00 16.00

Dari tabel diketahui bahwa beda temperatur terbesar terjadi pada jam 16:00. Karena kondisi temperatur luar dan dalam ruang berbeda dengan tabel, maka nilai CLTD harus dikoreksi dengan persamaan :

Corr. CLTD = CLTD + (78^oF – tr) + (tm – 85^oF)

Nilai U kaca single coated 1/4” adalah 1 Btu/h.ft².^oF, sedang nilai CLTD dapat dilihat pada lampiran tabel.

Perhitungan beban pendingin ruang kerja

Konduksi

Beban sensibel : Btu/h Total :

SHF : 0.74 Safety factor (10%) :

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

- 0.33 35 13,363.35

Item Jumlah ΔT ^oF Beban (Btu/h)

13,200.00

20 29,040.00

Subtotal 123,994.75

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

17,391.00

Item Ukuran (ft) SCL SC Beban (Btu/h)

- 121

Beban total : 557,474.63 → 557,500 Btu/h (46.5 Ton)

Udara supply : 376,114

1.08 20x = 17,413 cfm ~ diambil 19,500 cfm

Beban pendingin area kerja lantai 2 dilayani oleh 3 unit AHU. Berdasar-kan luas area yang dilayani oleh tiap-tiap unit, maka beban pendingin tiap-tiap unit AHU adalah sesuai tabel berikut ini.

Beban Total (Btu/h) : 557,500.00 Btu/h

Sensibel (Btu/h) : 376,114.00 Btu/h

Udara supply : 19,500.00 CFM

Beban AHU-1 AHU-3

Total 111,500 223,000

Sensibel 75,223 150,446

CFM 3,900 7,800

AHU-2 223,000

150,446

7,800

Engineering check lantai 2

Udara segar (OA) : 6.8 % Aliran udara/ft² (cfm/ft²) : 1.95 cfm/ft² Aliran udara/Ton (cfm/Ton) : 419.1 cfm/Ton Beban/ft² (Btuh/ft²) : 55.7 Btuh/ft²

3.1.5 Lantai 3

Perhitungan beban pendingin ruang kerja lantai 3 (Ruang Auditorium) Luas lantai : 20,344 ft²

Beban sensibel : Btu/h Total :

SHF : 0.57 Safety factor (10%) :

Beban/m² : 622.03 Btu/h Grand Total :

- 34 0.53 20,849.14

- 152 0.53 93,207.92

Subtotal 194,530.67

Item Ukuran (ft) SCL SC Beban (Btu/h)

- 121

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

34,782.00

Item Jumlah ΔT ^oF Beban (Btu/h)

80,000.00

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

- 0.33 35 13,363.35

-Beban total : 1,175,635.6 → 1,176,000 Btu/h (98 Ton)

Udara supply : 604,040

1.08 20x = 27,965 cfm ~ diambil 31,000 cfm Beban pendingin untuk tiap-tiap unit AHU.

Beban Total (Btu/h) : 1,176,000.00 Btu/h

Sensibel (Btu/h) : 604,040.00 Btu/h

Udara supply : 31,000.00 CFM

Beban AHU-1 AHU-3

Total 588,000 294,000

Sensibel 302,020 151,010

CFM 15,500 7,750

AHU-2 294,000

151,010

7,750

Engineering check lantai 3

Udara segar (OA) : 12.9 % Aliran udara/ft² (cfm/ft²) : 1.52 cfm/ft² Aliran udara/Ton (cfm/Ton) : 316.3 cfm/Ton Beban/ft² (Btuh/ft²) : 57.8 Btuh/ft²

3.1.6 Lantai 4

Perhitungan beban pendingin ruang kerja lantai 4 Luas lantai : 20,344 ft²

Beban sensibel : Btu/h Total :

SHF : 0.65 Safety factor (10%) :

Beban/m² : 513.33 Btu/h Grand Total :

- 34 0.53 20,849.14

- 152 0.53 93,207.92

Subtotal 194,530.67

Item Ukuran (ft) SCL SC Beban (Btu/h)

- 121

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

34,782.00

Item Jumlah ΔT ^oF Beban (Btu/h)

30,000.00

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

- 0.33 35 13,363.35

-Beban total : 970,190.15 → 970,500 Btu/h (80.9 Ton)

Udara supply : 575,372

1.08 20x = 26,638 cfm ~ diambil 30,000 cfm Beban pendingin untuk tiap-tiap unit AHU.

Beban Total (Btu/h) : 970,500.00 Btu/h

Sensibel (Btu/h) : 575,372.00 Btu/h

Udara supply : 30,000.00 CFM

Beban AHU-1 AHU-3

Total 485,250 242,625

Sensibel 287,686 143,843

CFM 15,000 7,500

AHU-2 242,625

143,843

7,500

Engineering check lantai 4 Udara segar (OA) : 10 % Aliran udara/ft² (cfm/ft²) : 1.5 cfm/ft² Aliran udara/Ton (cfm/Ton) : 370.8 cfm/Ton Beban/ft² (Btuh/ft²) : 47.7 Btuh/ft²

3.1.7 Lantai 5 sampai lantai 14 tipikal

Perhitungan beban pendingin ruang kerja lantai 5 sampai 14 tipikal Luas lantai : 20,344 ft²

Beban sensibel : Btu/h Total :

SHF : 0.67 Safety factor (10%) :

Beban/m² : 533.02 Btu/h Grand Total :

- 34 0.53 20,849.14

- 152 0.53 93,207.92

Subtotal 207,878.19

Item Ukuran (ft) SCL SC Beban (Btu/h)

- 121

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

34,782.00

Item Jumlah ΔT ^oF Beban (Btu/h)

30,000.00

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

- 0.33 35 13,363.35

-Beban total : 1,007,415.12 → 1,007,500 Btu/h (84 Ton)

Udara supply : 610, 426

1.08 20x = 28,261 cfm ~ diambil 31,000 cfm Beban pendingin untuk tiap-tiap unit AHU

Beban Total (Btu/h) : 1,007,500.00 Btu/h

Sensibel (Btu/h) : 610,426.00 Btu/h

Udara supply : 31,000.00 CFM

Beban AHU-1 AHU-3

Total 503,750 251,875

Sensibel 305,213 152,607

CFM 15,500 7,750

AHU-2 251,875

152,607

7,750

Engineering check lantai 5 sampai 14 tipikal Udara segar (OA) : 9.7 %

Aliran udara/ft² (cfm/ft²) : 1.52 cfm/ft² Aliran udara/Ton (cfm/Ton) : 369 cfm/Ton Beban/ft² (Btuh/ft²) : 49.5 Btuh/ft²

3.1.8 Lantai 15

Pada lantai 15, area hall lift ikut dikondisikan oleh unit AHU area ruang kerja.

Beban sensibel : Btu/h Total :

SHF : 0.67 Safety factor (10%) :

Beban/m² : 501.71 Btu/h Grand Total :

- 34 0.53 20,849.14

- 152 0.53 93,207.92

Subtotal 207,878.19

Item Ukuran (ft) SCL SC Beban (Btu/h)

- 121

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

37,510.00

Item Jumlah ΔT ^oF Beban (Btu/h)

30,000.00

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

- 0.33 35 13,363.35

-- 0.33 56 21,381.36

- 0

Beban total : 1,021,481.37 → 1,021,500 Btu/h (85 Ton)

Udara supply : 623, 214

1.08 20x = 28,853 cfm ~ diambil 32,000 cfm Beban pendingin untuk tiap-tiap unit AHU.

Beban Total (Btu/h) : 1,021,500.00 Btu/h

Sensibel (Btu/h) : 623,214.00 Btu/h

Engineering check lantai 15

Udara segar (OA) : 9.4 % Aliran udara/ft² (cfm/ft²) : 1.46 cfm/ft² Aliran udara/Ton (cfm/Ton) : 376.5 cfm/Ton Beban/ft² (Btuh/ft²) : 46.64 Btuh/ft² Beban pendingin ruang mesin lift lantai 15

Pada ruang mesin lift, penambahan panas berasal dari motor pengerak lift dan panel kontrolnya. Luas ruangan 516.7 ft². Kapasitas motor adalah 35 HP kali 4 buah. Berdasarkan rules of thumb, heat gain dari motor listrik 25 – 200 HP adalah 75 watt/HP. Total heat gain adalah 10,500 watt (35,827,5 Btu/h).

Heat gain dari lampu adalah 325w x 1.25 x 3.41 = 1,385 Btu/h. Kebutuhan ventilasi adalah 2 cfm/ft², maka total ventilasi 1,033.3 cfm, diambil 1200 cfm.

Beban total adalah 36,861 Btu/h (3 Ton).

3.1.9 Lantai 16 sampai lantai 26 tipikal

Pada lantai 16 sampai lantai 26, area hall lift ikut dikondisikan oleh unit AHU area ruang kerja.

Luas lantai : 22,174 ft²

Beban sensibel : Btu/h Total :

SHF : 0.67 Safety factor (10%) :

Beban/m² : 496.93 Btu/h Grand Total :

- 34 0.53 20,849.14

- 152 0.53 93,207.92

Subtotal 207,878.19

Item Ukuran (ft) SCL SC Beban (Btu/h)

- 121

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

37,851.00

Item Jumlah ΔT ^oF Beban (Btu/h)

30,000.00

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

- 0.33 35 13,363.35

-- 0.33 56 21,381.36

- 0

Beban total : 1,023,685.08 → 1,024,000 Btu/h (85.3 Ton)

Udara supply : 625, 217

1.08 20x = 28,945 cfm ~ diambil 32,000 cfm

Lantai 16 sampai lantai 27 dilayani oleh 2 unit AHU, masing-masing AHU menanggung ½ beban ruangan. Jadi beban AHU-1 dan AHU-2 masing-masing adalah 512,000 Btu/h (42.7 Ton) dengan udara supply 16,000 cfm.

Engineering check lantai 16 sampai 26 tipikal.

Udara segar (OA) : 9.4 % Aliran udara/ft² (cfm/ft²) : 1.44 cfm/ft² Aliran udara/Ton (cfm/Ton) : 375 cfm/Ton Beban/ft² (Btuh/ft²) : 46.17 Btuh/ft²

3.1.10 Lantai 27

Pada lantai 27, area hall lift ikut dikondisikan oleh unit AHU area ruang kerja. Lantai 27 adalah ruang auditorium dan ruang serba guna.

Luas lantai : 22,174 ft²

Beban sensibel : Btu/h Total :

SHF : 0.57 Safety factor (10%) :

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

- 0.33 35 13,363.35

Item Jumlah ΔT ^oF Beban (Btu/h)

100,000.00

20 110,000.00

Subtotal 389,664.38

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

37,851.00

Item Ukuran (ft) SCL SC Beban (Btu/h)

- 121

Beban total : 1,509,365.88 → 1,509,500 Btu/h (125.8 Ton)

Udara supply : 788,043

1.08 20x = 36,484 cfm ~ diambil 40,000 cfm

Beban masing-masing AHU adalah 754,750 Btu/h (62.9 Ton) dengan udara supply 20,000 cfm.

Engineering check lantai 27

Udara segar (OA) : 12.5 % Aliran udara/ft² (cfm/ft²) : 1.8 cfm/ft² Aliran udara/Ton (cfm/Ton) : 318 cfm/Ton Beban/ft² (Btuh/ft²) : 68.1 Btuh/ft²

3.1.11 Lantai 28 Ruang mesin Lift

Infiltrasi / Ventilasi cfm 1.1 1

: Kalor Laten

Item CLF Faktor

Okupasi orang 1 250

Peralatan lain

Infiltrasi / Ventilasi cfm 0.68 1

Beban sensibel : Btu/h Total :

SHF : 1.00 Safety factor (10%) :

Item Ukuran U ΔT/CLTD/CLF Beban (Btu/h)

- 0.155 20 1,331.45

Item Jumlah ΔT ^oF Beban (Btu/h)

Jumlah ΔW_GR Beban (Btu/h)

Subtotal

Total Beban Gedung

Luas Total Sensibel Supply Air Fresh air Beban/ft²

ft2 Btu/h Btu/h CFM CFM Btu/h/ft²

Lt. B2 Hall Lift 1,507 70,956 32,435 1,700 360 47

Total beban gedung = 28,414,729 Btu/h

2,368

Dalam dokumen PERHITUNGAN DAN PERENCANAAN SISTEM PENGKONDISIAN UDARA PROYEK GEDUNG KPDJP GATOT SUBROTO 27 LANTAI SKRIPSI. Disusun oleh : PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN (Halaman 101-126)