N NAAMMAA : : RRAAYYNNAALLD D AANNDDHHIIKKAA N NRRPP : : 2222441144000077 BEBAN PANAS BEBAN PANAS
Beban panas adalah jumlah energi yang diperlukan untuk ditambahkan Beban panas adalah jumlah energi yang diperlukan untuk ditambahkan atau
atau dihdihapuapus s dardari i ruaruang ng oleoleh h sistsistem em HVHVAAC C (He(Heatinating, g, VVeentintilatilating, ng, and and AiAir r Conditioning) untuk menjaga
Conditioning) untuk menjaga penghuni nyaman. Pengkuran alat penghuni nyaman. Pengkuran alat HVHVAAC yang tepatC yang tepat membutuhkan pemahaman pemanasan dan pendinginan beban dalam ruang.
membutuhkan pemahaman pemanasan dan pendinginan beban dalam ruang.
High
High performance performance buildingsbuildings berusaha berusaha untuk untuk mengurangi mengurangi beban beban tersebuttersebut sebanyak mungkin, atau memenuhi beban ini s
sebanyak mungkin, atau memenuhi beban ini se-eisien mungkin.e-eisien mungkin.
Programming bangunan menentukan apakah beban internal atau eksternal yang Programming bangunan menentukan apakah beban internal atau eksternal yang mendominasi.
mendominasi. !en
!engan gan memmemahamahami i bebbeban an panpanas as banbangungunan an dan dan penpengguggunaanaannynnya a yanyangg dim
dimaksuaksudkadkan, n, kitkita a dapdapat at leblebih ih eekeekti ti menmenggggunaunakan kan eneenergi rgi dardari i matamataharhari i dandan angin untuk dengan pasi memanaskan, menyejukkan dan menyediakan "entilasi angin untuk dengan pasi memanaskan, menyejukkan dan menyediakan "entilasi di bangunan, menerangi bangunan, dan mendesain dengan eisien sistem HVAC. di bangunan, menerangi bangunan, dan mendesain dengan eisien sistem HVAC. !es
!esainainer er bahbahkan kan dapdapat at menmenghaghasilksilkan an eneenergi rgi di di temptempat at dendengan gan menmenggggunaunakankan sumber daya yang seharusnya dapat menjadi beban termal yang akan menuntut sumber daya yang seharusnya dapat menjadi beban termal yang akan menuntut energi.
energi.
Beban Panas Eksternal Beban Panas Eksternal
Beban panas eksternal berasal dari perpindahan panas melalui selubung Beban panas eksternal berasal dari perpindahan panas melalui selubung bangunan
bangunan dari dari matahari, matahari, bumi, bumi, dan dan lingkungan lingkungan luar luar (dan (dan #ua#a). #ua#a). $elubung$elubung bangunan termasuk
bangunan termasuk dinding, atap, dinding, atap, lantai, jendela, lantai, jendela, dan setiap dan setiap permukaan lain permukaan lain yangyang memisahkan dalam dan luar. %ereka kadang-kadang juga disebut beban
memisahkan dalam dan luar. %ereka kadang-kadang juga disebut beban selubung,selubung, beban kain, beban kulit, atau ekster
beban kain, beban kulit, atau eksternal keuntungan & kerugian. Beban ini ternal keuntungan & kerugian. Beban ini termasuk masuk energi tertanam dalam kelembaban udara
Beberapa #ara umum dimana panas mengalir ke dalam atau keluar dari bangunan adalah'
• onduksi panas masuk atau keluar dari selubung bangunan ke udara atau
halaman luar.
• Cahaya matahari (energi radiasi) masuk melalui bukaan dan memanaskan
interior atau menyimpan energi pada massa termal (penerimaan panas langsung)
• Cahaya matahari memanasi permukaan eksterior bangunan (penerimaan
panas tidak langsung)
• Hilangnya udara di dalam bangunan keluar atau sebaliknya melalui
kebo#oran dan peresapan
• dara yang sengaja dimasukkan ke gedung untuk memberikan udara segar
& "entilasi atau dibuang dari suatu sumber
Pemilihan material, desain selubung, dan penyegelan selubung se#ara signiikan mempengaruhi jumlah energi panas melalui konduksi dan kon"eksi yang masuk dan keluar dari selubung bangunan. *ingkatan dari masing-masing #ara tersebut berdampak pada beban bangunan dan kenyamanan penghuni juga tergantung pada perbedaan suhu dan kelembaban antara ruang dalam dan ruang luar, yang semuanya dapat terus berubah bergantung dengan musim dan +aktu.
%emahami energi panas yang diperoleh dan hilang dalam desain adalah langkah pertama penting menuju keberhasilan strategi desain pengendalian termal pasi. etika itu panas dan #erah, dapat menjadi sangat penting untuk mengurangi beban dari radiasi matahari dengan menggunakan shading yang diran#ang dengan baik dan jendela dengan pemasukkan panas matahari yang rendah. !i sisi lain, pada iklim dingin atau di musim dingin, digunakan untuk menangkap energi
Beban Panas Internal
Beban panas internal berasal dari panas yang dihasilkan oleh penghuni, pen#ahayaan, dan peralatan. Biasa juga disebut beban inti atau penerimaan internal. Beban pen#ahayaan dan kebanyakan peralatan adalah panas yang sensibel, sementara panas metabolik yang dihasilkan oleh tubuh manusia adalah kombinasi dari panas sensibel dan laten. Beberapa bangunan atau ruang yang didominasi oleh sumber-sumber panas internal baik sensibel maupun laten sehingga beban internal besar seperti dapur, kolam renang, ruang ganti, klub kesehatan dan proses industri.
Beban internal dari pen#ahayaan dan peralatan umumnya sama dengan penggunaan energi masing-masing' ketika lampu mengkon"ersi energi listrik
menjadi oton, oton memantul di sekitar ruangan sampai mereka bisa diserap, mengubah energi #ahaya menjadi energi panas. !emikian juga, semua energi listrik yang perlengkapan pen#ahayaan tidak diubah menjadi oton berubah langsung menjadi energi panas, karena ineisiensi.
Hal yang sama berlaku pada peralatan' energi listrik yang digunakan untuk memindahkan bagian mekanik diubah menjadi panas melalui gesekan, energi Energi penerangan akan menjadi panas
yang digunakan untuk daya elektronik berubah menjadi panas melalui hambatan listrik, dll
Beban termal manusia tergantung pada jumlah orang dan tingkat akti"itas mereka. Hal ini dapat seke#il - +att untuk orang de+asa yang tidur sampai lebih dari /. +att untuk seorang atlet yang terlibat dalam latihan intens.
Beban Eksternal vs Internal
Bangunan padat penduduk dengan akti"itas tinggi dan atau peralatan dengan penggunaan energi yang intensi (misalnya gedung perkantoran, bioskop) umumnya didominasi oleh beban internal. $ementara bangunan yang jarang penduduknya dengan akti"itas atau peralatan yang sedikit (misalnya rumah
tinggal keluarga tunggal, gudang) umumnya didominasi oleh beban eksternal.
Programming dan massa bangunan juga membantu menentukan seberapa besar beban panas internal dibandingkan dengan beban eksternal dari matahari,
angin, dan suhu ambien.
Beban Pe!anasan "an Pen"#n$#nan
Beban termal dari beberapa aktivitas manusia
Akt#v#tas %atts
!uduk /
Berdiri santai & berkon"ersasi /0
%akan /0
1alan santai /2
Pekerjaan rumah tangga /3
Pekerjaankasar 4
1alan #epat & hiking 5
6arijarak jauh /,
6ari#epat /,2
Tabel ukuran dari Starner, T. and Paradiso, J.., !Human "enerated Po#er for $obile Electronics,! di Piguet, %. &ed', (o#)Po#er Electronics, %*% Press, Bab +, -+.
Beban internal dan eksternal diterjemahkan menjadi beban pemanasan dan pendinginan. Beban pemanasan dan pendinginan berarti berapa besar energi yang dibutuhkan untuk memanaskan atau meendinginkan bangunan serta mengatur kelembapan bangunan.
Beban biasanya dihitung sebagai jumlah energi yang perlu dipindahkan ke dalam atau keluar dari bangunan untuk menjaga suhu pada titik tertentu (setpoint).
• 1ika panas yang diterima lebih besar daripada yang dilepas dari selubung
dan "entilasi, maka bangunan atau ruang memiliki beban &en"#n$#nan (bangunan terlalu panas)
• 1ika pelepasan panas lebih besar daripada pemasukan internal, bangunan
atau ruang memiliki beban &e!anasan (bangunan terlalu dingin)
• $etpoint termostat pemanasan sering berbeda dengan setpoint termostat
pendinginan, keduanya untuk menghemat energi dan preerensi manusia. !istribusi pemanasan dan pendinginan tergantung iklim.
Perangkat lunak penganalisa perorma bangunan dapat menyediakan diagram untuk beban pemanasan dan pendinginan sehingga menghasilkan perin#ian tentang apa saja mendorong kebutuhan pemanasan dan pendinginan.
7raik beban pemanasan dan pendinginan bulanan memberitahukan dimana energi diterima dan lepas.
!i Autodesk 8e"it, beban pemanasan dan pendinginan eksternal ditunjukkan pada graik batang se#ara terpisah. !atar konduksi panas melalui jendela terpisah dari pemasukan panas radiasi melalui jendela, serta memisahkan perpindahan panas melalui atap, dinding, dan lantai atau ruang ba+ah tanah.
Penjelasan tentang bagaimana menginterpretasikan grafik beban pendinginan dan pemanasan. %ontoh grafik dari utodesk *evit -/0
$aat menginter-pretasikan graik beban energi, perhatikan dari beban internal atau eksternalkah pemasukan dan pelepasan energi terbesar
Perlu di#atat bah+a adalah &'n(ak "ar# beban &en"#n$#nan "an &e!anasan yang digunakan oleh insinyur untuk !enent'kan 'k'ran &eran$kat H)A*. 7raik analisis energi digunakan untuk memahami aliran energi, bukan ukuran perngakat HVAC. Akan tetapi menggunakan alat analisis energi dapat menjadikan kita lebih baik dalam memahami dan memperhitungkan penggunaan energi sehingga dapat menghindari kelebihan ukuran perangkat
HVAC dan melihat lebih jauh dari sekadar 9tips praktis:.
Men$$'nakan Ener$# 'nt'k Me!en'+# Beban Pe!anasan "an Pen"#n$#nan
;ilai-nilai dalam graik beban pemanasan dan pendinginan di atas merupakan jumlah pemanasan atau pendinginan yang diperlukan, bukan jumlah energi yang pada sistem HVAC akan benar-benar dikonsumsi untuk menghasilkan beban yang diperlukan.
S#ste! &as#, mengurangi kebutuhan energi atau memenuhinya se#ara alami. S#ste! akt#, menggerakkan panas dan kelembaban menggunakan gas atau listrik. Berapa banyak dan apa jenis bahan bakar sistem HVAC akan konsumsi tergantung pada jenis sistem dan eisiensi.
Bila menggunakan sistem akti, biasanya membutuhkan lebih banyak energi untuk memenuhi beban pemanasan daripada yang dibutuhkan untuk memenuhi beban pendinginan. $istem pemanas berdasarkan pembakaran bahan bakar dengan eisiensi sekitar 3< -=3< eisien dalam mengubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi panas yang dikirim ke bangunan. >isiensi sistem pendinginan (dan pompa panas dalam mode pemanasan) tidak diukur dalam eisiensi persen karena mereka tidak mengubah energi potensial menjadi panas yang dikirim, melainkan mereka menggunakan energi, terutama listrik, untuk memindahkan panas baik masuk atau keluar dari bangunan. The 1hole Building 2esign "uide menyediakan rentang nilai eisiensi dan ukuran yang umum untuk berbagai jenis sistem pendingin. Pompa panas dan AC menggunakan energi untuk memindahkan panas, mereka tidak menghasilkan suhu dingin. >ek pendinginan yang kita rasakan adalah penghapusan panas daripada penambahan suhu dingin.
1uga, ketika kita menaruh biaya ke dalam persamaan akan memba+a kompleksitas ke tingkat lain karena bahan bakar pemanas jauh lebih murah per unit energi daripada listrik. Pemilik bangunan sering menghabiskan lebih banyak energi untuk mendinginkan bangunan mereka daripada memanaskan bangunan mereka. Ada banyak alasan untuk ini, tapi yang paling mudah untuk dipahami adalah bah+a listrik biasanya menghabiskan tiga sampai lima kali lebih banyak bahan bakar per unit energi dari pemanasan.
-#t#k Kese#!ban$an
onsep titik keseimbangan bangunan dapat membantu desainer menentukan kapan pemanasan atau pendinginan diperlukan di dalam gedung. *itik keseimbangan adalah suhu di luar ruangan di mana bangunan membuat transisi dari kebutuhan pemanasan menjadi kebutuhan pendinginan. Hal ini dihitung dengan membandingkan penerimaan panas internal (dari orang-orang, peralatan, dll) dengan pelepasan panas (dari iniltrasi bangunan, dll). Hal ini bukan suhu kenyamanan yang ideal di dalam gedung. ?ni adalah suhu di mana penerimaan panas bangunan sama dengan pelepasannya.
• 1ika temperatur "#ba.a+ titik keseimbangan, maka &e!anasan
dibutuhkan
• 1ika temperatur "#atas titik keseimbangan, maka &en"#n$#nan dibutuhkan • 1ika suhu bera"a di titik keseimbangan, tidak ada pemanasan atau
pendinginan yang diperlukan karena bangunan ini mendapatkan panas sebanyak yang dilepas
$ebagai #ontoh, jika titik keseimbangan bangunan adalah 23 derajat dan suhu di luar ruangan adalah 3 derajat, strategi pendingin pasi seperti shading akan sangat membantu pada saat itu.
Bangunan yang memiliki penerimaan panas internal yang tinggi (seperti kantor), dan rendahnya tingkat kehilangan panas (baik disegel dan baik-terisolasi), akan memiliki titik keseimbangan yang lebih rendah.
Sumber 3 http366sustainabilit7#orkshop.autodesk.com6buildings6thermal)loads
Kes#!&'lan
Beban panas adalah jumlah energi yang diperlukan untuk ditambahkan atau dihapus dari ruang untuk menjaga penghuni nyaman. !engan memahami beban panas bangunan dan penggunaannya, kita dapat lebih eekti menggunakan energi dari matahari dan angin untuk se#ara pasi memanaskan, menyejukkan dan menyediakan "entilasi di bangunan, menerangi bangunan, serta mendesain dengan eisien sistem HVAC bahkan menghasilkan energi dengan menggunakan sumber daya yang seharusnya dapat menjadi beban termal seperti penggunaan sel surya.
!ibagi menjadi 4 yaitu'
/ Beban &anas eksternal eksternal berasal dari perpindahan panas melalui selubung bangunan dari matahari, bumi, dan lingkungan luar
/ Beban &anas #nternal berasal dari panas yang dihasilkan oleh penghuni, pen#ahayaan, dan peralatan.
Bangunan padat penduduk dengan akti"itas tinggi dan atau peralatan yang menggunakan energi yang intensi umumnya didominasi oleh beban internal (e.g. gedung perkantoran, bioskop). $ementara bangunan yang jarang penduduknya dengan akti"itas atau peralatan yang sedikit umumnya didominasi oleh beban eksternal (e.g. rumah tinggal keluarga tunggal, gudang). Programming dan massa bangunan membantu menentukan seberapa besar beban internal dibanding beban
eksternal dari matahari, angin, dan suhu ambien.
Beban internal dan eksternal diturunkan menjadi beban pemanasan dan pendinginan. Beban pemanasan dan pendinginan berarti berapa besar energi yang
dibutuhkan untuk memanaskan atau meendinginkan bangunan.
• 1ika panas yang diterima lebih besar daripada yang dilepas dari selubung
dan "entilasi, maka bangunan atau ruang memiliki beban &en"#n$#nan (bangunan terlalu panas)
• 1ika pelepasan panas lebih besar daripada pemasukan internal, bangunan
@ang digunakan untuk menentukan ukuran perangkat HVAC adalah pun#ak dari beban pendinginan dan pemanasan. 7raik analisis energi digunakan untuk memahami aliran energi, bukan ukuran perngakat HVAC. %enggunakan alat analisis energi dapat memberi pemahaman penggunaan energi sehingga dapat menghindari kelebihan ukuran perangkat HVAC dan melihat lebih jauh dari sekadar 9tips praktis:.
S#ste! &as#, mengurangi kebutuhan energi atau memenuhinya se#ara ala!#. S#ste! akt#, menggerakkan panas menggunakan ba+an bakar. mumnya dibutuhkan lebih banyak energi untuk memenuhi beban pemanasan daripada beban pendinginan.
*itik keseimbangan adalah suhu di luar ruangan di mana bangunan membuat transisi dari kebutuhan pemanasan menjadi kebutuhan pendinginan (panas masuk panas keluar).
• 1ika temperatur "#ba.a+ titik keseimbangan, maka &e!anasan
dibutuhkan
• 1ika temperatur "#atas titik keseimbangan, maka &en"#n$#nan dibutuhkan • 1ika suhu bera"a di titik keseimbangan, tidak ada pemanasan atau
pendinginan yang diperlukan karena bangunan ini mendapatkan panas sebanyak yang dilepas
