Evaluasi Kenyamanan Termal Ruangan Kelas di SDN 066049 Berdasarkan Indeks PMV Dan PPD

(1)

SKRIPSI

OLEH

MELIANA

100406023

DEPARTEMEN ARSITEKTUR

FAKULTAS TEKNIK

(2)

SKRIPSI

Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Dalam Departemen Arsitektur

Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh

MELIANA

100406023

DEPARTEMEN ARSITEKTUR

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

EVALUASI KENYAMANAN TERMAL RUANGAN KELAS DI SDN 066049

BERDASARKAN INDEKS PMV DAN PPD

SKRIPSI

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi,

dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Medan, 14 Juli 2014

(4)

Nama Mahasiswa : Meliana

Nomor Pokok : 100406023

Departemen : Arsitektur

Menyetujui

Dosen Pembimbing

Ir. Basaria Talarosha, MT

Koordinator Skripsi,

Dr. Ir. Dwira Nirfalini Aulia, M.Sc

Ketua Program Studi,

Ir. N. Vinky Rahman, MT

(5)

Panitia Penguji Skripsi

Ketua Komisi Penguji : Ir. Basaria Talarosha, M.T.

Anggota Komisi Penguji : 1. Yulesta Putra, S.T., M.Sc.

(6)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

rahmat dan karunia-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga

penulis dapat menyelesaikan penelitian ini, sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh kelulusan sarjana teknik Departemen Arsitektur Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini penulis juga ingin mengucapkan terima kasih dan

penghargaan yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu

penulis dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini, diantaranya kepada:

a. Ibu Ir. Basaria Talarosha, M.T., selaku dosen pembimbing yang dengan

sepenuh hati telah meluangkan waktu, pikiran, dan tenaganya untuk

membimbing dan mengarahkan penulis selama masa penelitian sehingga

penulis dapat menyelesaikan karya tulis ilmiah ini.

b. Bapak Yulesta Putra, S.T., M.Sc. dan Bapak Firman Eddy, S.T., M.T., selaku

dosen penguji yang telah membimbing dan memberikan banyak masukan yang

berharga kepada penulis dalam penyempurnaan penulisan karya ilmiah ini.

c. Ir. N. Vinky Rahman, M.T. dan Ir. Rudolf Sitorus, M.L.A., selaku Ketua dan

Sekretaris Jurusan Departemen Arsitektur Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara atas bimbingan selama perkuliahan hingga penyelesaian studi.

d. Ibu Dr. Ir. Dwira N. Aulia, M.Sc. dan Pak Ir. Bauni Hamid, M.DesS, Ph.D,

selaku dosen koordinator, serta seluruf staf pengajar Departemen Arsitektur

atas bimbingan selama masa perkuliahan.

e. Ibu Kepala Sekolah SDN 066048 dan Ibu Kepala Sekolah SDN 066049 yang

telah memberikan izin kepada penulis untuk melakukan penelitian di sekolah

tersebut dan membantu jalannya penelitian.

f. Ibu Wali Kelas VA dan Ibu Wali Kelas III di SDN 066049 yang telah

membantu selama masa penelitian dengan memberikan izin dan

mengakomodasi tempat untuk melakukan penelitian, serta membimbing

(7)

g. Para staf pengurus dan staf pengajar yang lainnya di SDN 066049 yang turut

membantu dan memberikan support selama masa penelitian. Siswa-siswi kelas

VA dan kelas III yang telah membantu penulis melakukan penelitian dan

secara sukarela meluangkan waktunya untuk mengisi kuesioner sehingga

penelitian ini dapat berjalan dengan lancar.

h. Kedua orang tua penulis, Fransiskus dan Merry, adik penulis, Meliani dan

Felix Teodore, yang telah memberikan dukungan dan bantuan baik dalam

bentuk moral maupun material kepada penulis selama masa perkuliahan

maupun penelitian.

i. Yuly Elizabeth Aryatnie, yang sudah meminjamkan salah satu alat ukur kepada

penulis dan pihak DIGILIFE, selaku pihak penjual salah satu alat ukur yang

digunakan penulis selama masa penelitian.

j. Semua sahabat dan teman-teman penulis, serta teman-teman sekelompok dosen

pembimbing, Jenny, Shara Chintia, dan Melia Oktiva yang telah membantu

penulis selama penelitian dan meminjamkan alat ukur kepada penulis, serta

Sherly Chandra yang juga membantu selama penyusunan skripsi ini.

k. Seluruh pihak yang telah membantu, baik secara moral maupun material, yang

tidak bisa disebutkan satu persatu dalam proses penelitian dan penyusunan

skripsi ini.

Semoga karya tulis ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Medan, 14 Juli 2014

Penulis

(8)

ABSTRAK

Kenyamanan termal dapat mempengaruhi kinerja siswa di dalam kelas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kenyamanan termal ruangan kelas dengan kondisi lingkungan, material, dan bukaan yang ada. Metode penelitian bersifat deskriptif kuantitatif dan dilakukan dengan pengukuran dan kuesioner kemudian dianalisa berdasarkan indeks PMV dan PPD. Berdasarkan hasil penelitian di kelas VA dan kelas III di SDN 066049 (orientasi Timur–Barat), nilai PMV berkisar antara 0.17-2.17 dan PPD berkisar antara 6%-84% di kelas VA. Sedangkan, nilai PMV berkisar antara 0.22-2.28 dan PPD berkisar antara 6%-88% di kelas III. Dari hasil penelitian tersebut, dapat disimpulkan bahwa kedua ruangan kelas tersebut tidak nyaman. Penelitian ini dapat dilanjutkan untuk mendapatkan solusi rancangan yang dapat meningkatkan tingkat kenyamanan termal kedua ruangan kelas secara optimal meskipun berorientasi Timur-Barat.

(9)

ABSTRACT

Thermal comfort can affect the performance of students in the classroom. Therefore, this study aims to determine the thermal comfort in the classroom with environmental conditions, materials, and existing ventilations. This research method is quantitative and descriptive done by measurement and distribution of the questionnaire and analyzed based on the PMV and PPD. Based on the results of research on class VA and class III in SDN 066049 (East-West orientation), the value of PMV and PPD ranged from 0.17 to 2.17 and 6%-84% in class VA. Meanwhile, the value of PMV and PPD ranged from 0.22 to 2.28 and 6%-88% in class III. From these results, it can be concluded that both classrooms are uncomfortable. This research can be continued to obtain design solutions that can improve the thermal comfort in both classrooms optimally though East-West oriented.

(10)

DAFTAR ISI

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Manfaat Penelitian ... 3

1.5 Kerangka Berpikir ... 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Kenyamanan Termal ... 5

2.1.1 Definisi Kenyamanan Termal ... 5

2.1.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kenyamanan Termal ... 5

2.1.3 Standar Kenyamanan Termal ... 11

2.2 Kenyamanan Termal di Dalam Ruang Kelas ... 13

2.2.1 Standar Ruangan Kelas untuk Tingkat Pendidikan Dasar ... 13

2.2.2 Hubungan Antara Kenyamanan Termal di Dalam Kelas dengan Kinerja Belajar Siswa ... 13

2.3 Kenyamanan Termal Pada Manusia ... 13

(11)

2.3.2 Tindakan Kenyamanan Termal Pada Manusia ... 17

2.4 Penelitian Terkait dengan Kenyamanan Termal di Sekolah ... 20

2.5 Sintesa Tinjauan Pustaka ... 22

BAB 3. METODE PENELITIAN... 23

3.1 Jenis Penelitian ... 23

3.2 Variabel Penelitian ... 23

3.3 Populasi/Sampel ... 23

3.4 Metode Pengumupulan Data ... 24

3.4.1 Data Primer ... 24

3.4.2 Data Sekunder ... 25

3.5 Kawasan Penelitian ... 25

3.5.1 Lokasi Penelitian ... 25

3.5.2 Objek Penelitian ... 30

3.5.2.1 Ruang Kelas VA, Gedung D, SDN 066049 ... 33

3.5.2.2 Ruang Kelas III, Gedung D, SDN 066049 ... 39

3.6 Metode Analisis Data ... 46

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 47

4.1 Hasil Penelitian ... 47

4.1.1 Hasil Penelitian di Ruang Kelas VA ... 47

4.1.2 Hasil Penelitian di Ruang Kelas III ... 54

4.2 Analisa Kenyamanan Termal ... 61

4.2.1 Analisa Kenyamanan Termal Ruang Kelas VA ... 61

4.2.2 Analisa Kenyamanan Termal Ruang Kelas III... 65

4.2.3 Analisa Kenyamanan Termal Ruang Kelas VA dan Ruang Kelas III ... 69

BAB 5. KESIMPULAN ... 85

DAFTAR PUSTAKA ... 87

(12)

DAFTAR TABEL

No. Judul Hal

2.1 Transmitan konstruksi pada dinding bangunan (Latifah, N.L., Harry

Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013) ...8

2.2 Batas kenyamanan termal menurut SNI 03-6572-2001 ...12

2.3 Nilai insulasi pakaian di dalam kelas (ASHRAE, 2009) ...16

3.1 Tabel data rinci mengenai SDN 066048 dan SDN 066049 (Sumber:

olah data) ...30

3.2 Tabel jenis material ruangan kelas di Gedung D, SDN 066049

(Sumber: olah data) ...32

3.3 Tabel mata pelajaran siswa kelas VA di Gedung D, SDN

066049(Sumber: olah data) ...34

3.4 Tabel spesifikasi alat ukur EXTECH Humidity+Temperature

Recorder42280(Sumber:http://www.extech.com/instruments/produc

3.7 Tabel spesifikasi alat ukur EXTECH Humidity +Temperature

RecorderRH520A220(Sumber:http://www.extech.com/instruments/

max min Ruang Kelas VA, Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar

(13)

4.2 Tabel data hasil pengukuran kecepatan angin max min Ruang Kelas

VA, Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar Raya (Orientasi Timur – Barat) (Sumber: Olah Data) ... 51 4.3 Tabel data hasil pengukuran temperatur max min dan kelembaban

max min Ruang Kelas III, Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar

Raya (Orientasi Timur – Barat) (Sumber: Olah Data) ...55

4.4 Tabel data hasil pengukuran kecepatan angin max min Ruang Kelas

III, Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar Raya (Orientasi Timur –

Barat) (Sumber: Olah Data)...58

4.5 Tabel data hasil pengukuran temperatur max min dan kelembaban

max min Ruang Kelas VA, Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar

4.6 Tabel data hasil pengukuran temperatur max min dan kelembaban

max min Ruang Kelas III, Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar

4.7 Tabel perbandingan PMV dan PPD pengukuran dan kuesioner pada

batas kenyamanan hangat nyaman dan di atas hangat nyaman di

Ruang Kelas VA hari Sabtu, 3 Mei 2014(Sumber: Olah Data)...70

Ruang Kelas III hari Sabtu, 3 Mei 2014(Sumber: Olah Data) ...71

Ruang Kelas VA hari Senin, 5 Mei 2014(Sumber: Olah Data)...73

Ruang Kelas III hari Senin, 5 Mei 2014(Sumber: Olah Data) ...73

(14)

Ruang Kelas III hari Sabtu, 10 Mei 2014(Sumber: Olah Data) ...75

Ruang Kelas VA hari Senin, 26 Mei 2014 (Sumber: Olah Data) ...78

Ruang Kelas III hari Senin, 26 Mei 2014 (Sumber: Olah Data) ...78

Ruang Kelas VA hari Rabu, 28 Mei 2014 (Sumber: Olah Data) ...80

Ruang Kelas III hari Rabu, 28 Mei 2014 (Sumber: Olah Data) ...80

Ruang Kelas VA hari Selasa, 3 Juni 2014 (Sumber: Olah Data) ...83

(15)

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Hal

1.1 Diagram kerangka berpikir ...4

2.1 Orientasi bangunan persegi terhadap arah angin (Boutet, 1987

dalam Latifah, Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan

Oswald P.M. Siahaan, 2013) ... 7

2.2 Pengaruh dimensi dan bentuk dari bangunan terhadap ukuran

bayangan angin (Boutet, 1987 dalam Latifah, N.L., Harry Perdana,

Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013) ... 8

2.3 Pengaruh perletakan massa bangunan terhadap aliran udara (Boutet,

1987 dalam Latifah, Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya,

dan Oswald P.M. Siahaan, 2013) ...9

2.4 Pengaruh perletakan dan orientasi bukaan terhadap angin(Sumber:

Melaragno, Michele, 1982, dalam Latifah, Latifah, N.L., Harry

2.5 Pengaruh lokasi bukaan terhadap pola aliran udara dalam ruang

(Sumber: Melaragno, Michele, 1982, dalam Latifah, Latifah, N.L.,

Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013) ...9

2.6 Tipe bukaan (Sumber: Beckett, 1974 dalam Latifah, Latifah, N.L.,

Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013) ...10

2.7 Jarak pohon terhadap bangunan dan pengaruhnya terhadap ventilasi

alami (Sumber: Egan, 1975 dalam Latifah, Latifah, N.L., Harry

2.8 Jenis-jenis solar shading devices sebagai pelindung terhadap radiasi

matahari(Sumber:http://www.bembook.ibpsa.us/index.php?title=Sol

ar_Shading) ...11

2.9 Diagram Psikometrik (Sumber: Lippsmeier, 1997) ... 12

2.10 Nilai MET berbagai aktivitas untuk orang dewasa,dimana luas

(16)

2.12 Grafik hubungan antara PMV dan PPD (Sumber: ASHRAE, 2009) ...17

3.7 Lokasi Gedung E, SDN 066049 di Jalan Mawar Raya (Sumber: olah

data) ...29

3.8 Lokasi SDN 066048 & SDN 066049 (Sumber: olah data) ...30

3.9 Lokasi penelitian di Gedung D, SDN 066049 di Jalan Mawar Raya

(17)

3.14 Detail pintu dan jendela Gedung D, SDN 066049 di Jalan Mawar

Raya (Sumber: olah data) ...32

3.15 Denah keseluruhan lokasi penelitian di Gedung D, SDN 066049,

Jalan Mawar Raya (lingkar merah pada gambar menunjukkan lokasi

ruang kelas VA pada gedung yang dijadikan lokasi

penelitian)(Sumber: olah data) ...33

3.16 Denah ruang kelas VA di Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar

Raya (Titik merah pada gambar menunjukkan lokasi titik

3.17 Foto Ruangan Kelas VA di Gedung D, SDN 066046 (Sumber: olah

data) ...34

gambar menunjukkan lokasi titik ukur 1 untuk thermo-hygrometer

dan lingkar merah untuk anemometer) (Sumber: olah data) Catatan:

Foto diambil pada saat ruang kelas dalam keadaan kosong, namun

pengukuran tetap dilakukan pada saat jam pelajaran berlangsung. ...36

3.21 Lokasi titik ukur 1 di ruang kelas VA di Gedung D (Titik merah

pada gambar menunjukkan lokasi titik penelitian)(Sumber: olah

data) ...37

3.22 Foto lokasi titik ukur 2 di Ruang Kelas VA (lingkar kuning pada

(18)

pada gambar menunjukkan lokasi titik penelitian) (Sumber: olah

data) ...38

3.24 Foto lokasi titik ukur 3 di Ruang Kelas VA (lingkar kuning pada

pengukuran tetap dilakukan pada saat jam pelajaran berlangsung ...38

pada gambar menunjukkan lokasi titik penelitian)(Sumber: olah

data) ...38

ruang kelas III pada gedung yang dijadikan lokasi

3.27 Denah ruang kelas III di Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar

3.28 Foto Ruangan Kelas III di Gedung D, SDN 066046 (Sumber: olah

data) ...40

3.29 EXTECH Humidity+Temperature Recorder RH520A-220 (Sumber:

http://www.extech.com/instruments/product.asp?catid=37&prodid=

498) ...41

3.30 KRISBOW Flexible Thermo Anemometer KW06-562(Sumber:

(19)

3.31 Foto lokasi titik ukur 1 di Ruang Kelas III (lingkar kuning pada

3.32 Lokasi titik ukur 1 di ruang kelas III di Gedung D (Titik merah pada

gambar menunjukkan lokasi titik penelitian)(Sumber: olah data) ...44

pengukuran tetap dilakukan pada saat jam pelajaran berlangsung ...45

ruang kelas VA pada gedung yang dijadikan lokasi

4.2 Denah ruang kelas VA di Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar

(20)

ruang kelas III pada gedung yang dijadikan lokasi

4.4 Denah ruang kelas III di Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar

4.5 Grafik batas kenyamanan berdasarkan tingkat temperatur efektif

max Ruang Kelas VA, Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar Raya

(Orientasi Timur – Barat) (Sumber: Olah Data) ...64

4.6 Grafik batas kenyamanan berdasarkan tingkat temperatur efektif

max Ruang Kelas III, Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar Raya

(Orientasi Timur – Barat) (Sumber: Olah Data) ...68

4.7 Grafik temperatur efektif max Ruang Kelas VA dan Ruang Kelas III

pada hari Sabtu, 3Mei 2014 (Sumber: Olah Data)...69

pada hari Senin, 5Mei 2014 (Sumber: Olah Data)...72

pada hari Sabtu, 10Mei 2014 (Sumber: Olah Data) ... 74

pada hari Senin, 26 Mei 2014 (Sumber: Olah Data) ...77

pada hari Rabu, 28 Mei 2014 (Sumber: Olah Data) ...79

(21)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Judul Hal

(22)

ABSTRAK

Kenyamanan termal dapat mempengaruhi kinerja siswa di dalam kelas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kenyamanan termal ruangan kelas dengan kondisi lingkungan, material, dan bukaan yang ada. Metode penelitian bersifat deskriptif kuantitatif dan dilakukan dengan pengukuran dan kuesioner kemudian dianalisa berdasarkan indeks PMV dan PPD. Berdasarkan hasil penelitian di kelas VA dan kelas III di SDN 066049 (orientasi Timur–Barat), nilai PMV berkisar antara 0.17-2.17 dan PPD berkisar antara 6%-84% di kelas VA. Sedangkan, nilai PMV berkisar antara 0.22-2.28 dan PPD berkisar antara 6%-88% di kelas III. Dari hasil penelitian tersebut, dapat disimpulkan bahwa kedua ruangan kelas tersebut tidak nyaman. Penelitian ini dapat dilanjutkan untuk mendapatkan solusi rancangan yang dapat meningkatkan tingkat kenyamanan termal kedua ruangan kelas secara optimal meskipun berorientasi Timur-Barat.

(23)

ABSTRACT

Thermal comfort can affect the performance of students in the classroom. Therefore, this study aims to determine the thermal comfort in the classroom with environmental conditions, materials, and existing ventilations. This research method is quantitative and descriptive done by measurement and distribution of the questionnaire and analyzed based on the PMV and PPD. Based on the results of research on class VA and class III in SDN 066049 (East-West orientation), the value of PMV and PPD ranged from 0.17 to 2.17 and 6%-84% in class VA. Meanwhile, the value of PMV and PPD ranged from 0.22 to 2.28 and 6%-88% in class III. From these results, it can be concluded that both classrooms are uncomfortable. This research can be continued to obtain design solutions that can improve the thermal comfort in both classrooms optimally though East-West oriented.

(24)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Salah satu faktor lingkungan fisik yang mempengaruhi tingkat

kenyamanan di dalam ruangan adalah kenyamanan termal. Kenyamanan termal

merupakan suatu keadaan yang berhubungan dengan alam yang dapat

mempengaruhi manusia dan dapat dikendalikan oleh arsitektur (Snyder, 1989).

Berdasarkan hasil penelitian Fanger (1973) dalam Rahmadani (2011), 90% waktu

manusia setiap harinya dihabiskan untuk beraktivitas di dalam ruangan, seperti

tidur, makan, belajar, bekerja, dan sebagainya, kecuali untuk orang yang pekerja

lapangan. Hal ini menyebabkan banyak penelitian yang dilakukan untuk

mengetahui bagaimana ruangan yang nyaman bagi penggunanya.

Dalam melaksanakan aktivitas, manusia umumnya menginginkan kondisi

yang nyaman (Rahmadani, 2011), khususnya nyaman secara termal. Hal ini juga

berlaku untuk ruangan kelas, karena kenyamanan termal dapat mempengaruhi

kinerja siswa di dalam kelas (Foong, 2008). Hal ini disebabkan kondisi panas

yang berlebih dapat mengakibatkan rasa letih, kantuk, dan meningkatkan jumlah

angka kesalahan kerja (Grandjean, 1986 dalam Rahmadani, 2011). Oleh karena

itu, kenyamanan termal di dalam ruangan kelas sangat penting untuk diperhatikan.

Secara garis besar, terdapat dua faktor yang mempengaruhi kenyamanan

termal di dalam ruangan, yaitu faktor lingkungan dan faktor individu (ASHRAE,

2009). Faktor lingkungan terdiri atas empat faktor, yakni temperatur udara,

temperatur radiant, kelembaban, dan kecepatan angin. Faktor individu terdiri atas

dua faktor, yakni tingkat metabolisme tubuh (aktivitas) dan pakaian. Dalam hal

ini, faktor lingkungan kondisi kelas, aktivitas para siswa, dan seragam yang

dikenakan dapat mempengaruhi kenyamanan termal di dalam kelas. Daerah

kenyamanan untuk daerah tropis berkisar (SNI T03-6572-2001) :

a. Sejuk nyaman (20.5 ºC TE- 22.8 ºC TE)

(25)

c. Hangat nyaman (25.8 ºC TE- 27.1 ºC TE)

Salah satu metode untuk menentukan kenyamanan termal bagi pengguna

ruangan adalah PMV dan PPD. PMV (Predicted Mean Vote) dan PPD (Predicted

Precentage of Dissatisfied) merupakan indeks kenyamanan termal yang

diperkenalkan oleh Professor Fanger dari University of Denmark (Rahmadani,

2011). PMV merupakan nilai rata-rata yang menggambarkan bagaimana sensasi

termal yang dirasakan penghuni terhadap ruangan yang ditempatinya. PMV

mengindikasikan sensasi dingin dan hangat yang dirasakan oleh manusia dengan

tujuh skala, yakni -3 (sangat dingin), -2 (dingin), -1 (sejuk), 0 (netral), +1

(hangat), +2 (panas), serta +3 (sangat panas). PPD merupakan persentase

banyaknya penghuni yang merasa tidak puas dengan kondisi termal ruangan yang

ditempati. PMV dan PPD ini dapat dihasilkan dari pengukuran maupun kuesioner

kenyamanan termal.

Aktivitas utama yang dilakukan di dalam ruangan kelas adalah belajar.

Menurut Marsidi dan Ch. Desi Kusmindari (2009) dalam Rahmadani (2011),

salah satu pertimbangan yang perlu diperhatikan dalam mendukung proses belajar

mengajar adalah lingkungan belajar, tempat terjadinya proses belajar mengajar,

dimana salah satu variabel yang menjadi pertimbangan adalah kondisi iklim di

dalam ruangan kelas. Oleh karena itu, penelitian terhadap kenyamanan termal

dengan objek ruangan kelas dan penggunanya sangat penting untuk dilakukan,

karena dengan adanya penelitian ini, akan diketahui bagaimana tingkat

kenyamanan termal di dalam ruangan kelas. Penelitian ini juga dapat dijadikan

dasar untuk rekomendasi perbaikan ruangan kelas atau pengkondisian udara di

dalam ruangan untuk memberikan ruangan yang nyaman bagi para siswa,

sehingga kinerja belajar mereka pun semakin meningkat.

1.2Perumusan Masalah

Mengetahui tingkat kenyamanan termal yang dirasakan para siswa di

dalam ruangan kelas berdasarkan PMV dan PPD dari hasil pengukuran maupun

(26)

Lingkup penelitian ini berupa pengukuran pada temperatur efektif dan

pembagian kuesioner kenyamanan termal. Kriteria kelas yang menjadi lokasi

penelitian adalah kelas yang berada di bagian ujung bangunan (bidang yang

terkena paparan panas paling banyak) dan kelas yang berada di tengah bangunan

(di antara ruangan-ruangan lain). Penelitian ini dilakukan pada salah satu

orientasi bangunan, yaitu orientasi timur-barat, karena penelitian ini dilakukan

untuk mengetahui kenyamanan termal pada kondisi ruangan yang ekstrim

(orientasi timur-barat lebih panas dibandingkan orientasi utara-selatan).

1.3Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui tingkat kenyamanan

termal ruangan kelas, khususnya sekolah dasar negeri dengan kondisi lingkungan,

material, dan jenis bukaan yang ada. Tingkat kenyamanan termal dievaluasi

berdasarkan indeks PMV dan PPD dari hasil pengukuran maupun kuesioner.

1.4Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

a. Bagi sekolah

Penelitian ini diharapkan dapat menjadi dasar pertimbangan sekolah dalam

meningkatkan kualitas ruangan kelas atau mengkondisikan ruangan kelas yang

kurang nyaman demi meningkatkan kinerja belajar siswa.

b. Bagi peneliti

Penelitian ini mendeskripsikan tingkat kenyamanan termal yang dirasakan

para siswa di dalam ruangan dengan kondisi lingkungan, jenis bukaan, dan

material bangunan yang ada di sekolah dasar negeri yang menjadi lokasi

penelitian. Oleh karena itu, penelitian ini dapat menjadi dasar bagi penelitian

selanjutnya untuk mendapatkan kenyamanan termal yang sesuai dengan

(27)

1.5 Kerangka Berpikir

(28)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Kenyamanan Termal

2.1.1Definisi Kenyamanan Termal

Kenyamanan termal merupakan suatu kondisi dari pikiran manusia yang

menunjukkan kepuasan dengan lingkungan termal (Nugroho, 2011). Menurut

Karyono (2001), kenyamanan dalam kaitannya dengan bangunan dapat

didefinisikan sebagai suatu keadaan dimana dapat memberikan perasaan nyaman

dan menyenangkan bagi penghuninya. Kenyamanan termal merupakan suatu

keadaan yang berhubungan dengan alam yang dapat mempengaruhi manusia dan

dapat dikendalikan oleh arsitektur (Snyder, 1989). Sementara itu, menurut

Mclntyre (1980), manusia dikatakan nyaman secara termal ketika ia tidak merasa

perlu untuk meningkatkan ataupun menurunkan suhu dalam ruangan. Olgyay

(1963) mendefinisikan zona kenyamanan sebagai suatu zona dimana manusia

dapat mereduksi tenaga yang harus dikeluarkan dari tubuh dalam

mengadaptasikan dirinya terhadap lingkungan sekitarnya. Menurut ASHRAE

(2009), kenyamanan termal adalah suatu kondisi dimana ada kepuasan terhadap

keadaan termal di sekitarnya.

2.1.2Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kenyamanan Termal

Menurut Fanger (1982), kenyamanan termal mengacu pada tingkat

metabolisme manusia yang dipengaruhi oleh kegiatan, insulasi pakaian,

temperatur udara, kelembaban, kecepatan angin, dan intensitas cahaya. Sementara

itu menurut Humphreys dan Nicol (2002), ada dua kelompok variabel yang

mempengaruhi kenyamanan termal, yaitu yang pertama adalah variabel fisiologis

atau pribadi manusia itu sendiri yang meliputi metabolisme tubuh, pakaian yang

dikenakan, dan aktivitas yang dilakukan, dan yang kedua adalah variabel iklim

(29)

Menurut Auliciems dan Szokolay (2007), kenyamanan dipengaruhi oleh

beberapa faktor, yakni temperatur udara, pergerakan angin, kelembaban udara,

radiasi, faktor subyektif, seperti metabolisme, pakaian, makanan dan minuman,

bentuk tubuh, serta usia dan jenis kelamin. Faktor–faktor yang mempengaruhi

kenyamanan termal yaitu, temperatur udara, temperatur radiant, kelembaban

udara, kecepatan angin, insulasi pakaian, serta aktivitas.

a. Temperatur udara

Temperatur udara merupakan salah satu faktor yang paling dominan dalam

menentukan kenyamanan termal. Satuan yang digunakan untuk temperatur

udara adalah Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin. Manusia dikatakan

nyaman apabila suhu tubuhnya sekitar 37%. Temperatur udara antara suatu

daerah dengan daerah lainnya sangat berbeda. Hal ini disebabkan adanya

beberapa faktor, seperti sudut datang sinar matahari, ketinggian suatu tempat,

arah angin, arus laut, awan, dan lamanya penyinaran.

b. Temperatur radiant

Temperatur radiant adalah panas yang berasal dari radiasi objek yang

mengeluarkan panas, salah satunya yaitu radiasi matahari.

c. Kelembaban udara

Kelembaban udara merupakan kandungan uap air yang ada di dalam udara,

sedangkan kelembaban relatif adalah rasio antara jumlah uap air di udara

dengan jumlah maksimum uap air dapat ditampung di udara pada temperatur

tertentu. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kelembaban udara, yakni

radiasi matahari, tekanan udara, ketinggian tempat, angin, kerapatan udara,

serta suhu.

d. Kecepatan angin

Kecepatan angin adalah kecepatan aliran udara yang bergerak secara mendatar

atau horizontal pada ketinggian dua meter di atas tanah. Kecepatan angin

dipengaruhi oleh karakteristik permukaan yang dilaluinya. Adapun

faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan angin (Resmi, 2010), antara lain berupa

(30)

e. Insulasi Pakaian

Jenis dan bahan pakaian yang dikenakan juga dapat mempengaruhi

kenyamanan termal. Salah satu cara manusia untuk dapat beradaptasi dengan

keadaan termal di lingkungan sekitarnya adalah dengan cara berpakaian.

Misalnya, mengenakan pakaian tipis di musim panas dan pakaian tebal di

musim dingin. Pakaian juga dapat mengurangi pelepasan panas tubuh.

f. Aktivitas

Aktivitas yang dilakukan manusia akan meningkatkan metabolisme tubuhnya.

Semakin tinggi intensitas aktivitas yang dilakukan, maka semakin besar pula

peningkatan metabolisme yang terjadi di dalam tubuh, sehingga makin besar

energi dan panas yang dikeluarkan.

Adapun faktor-faktor lain yang mempengaruhi kenyamanan termal

ruangan dari segi arsitektural (Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan

Oswald P.M. Siahaan, 2013), yakni :

a. Desain Bangunan

Pada iklim tropis, fasad bangunan yang berorientasi Timur-Barat merupakan

bagian yang paling banyak terkena radiasi matahari (Mangunwijaya, 1980).

Oleh karena itu, bangunan dengan orientasi ini cenderung lebih panas

dibandingkan dengan orientasi lainnya. Selain orientasi terhadap matahari,

orientasi terhadap arah angin juga dapat mempengaruhi kenyamanan termal,

karena orientasi tersebut dapat mempengaruhi laju angin ke dalam ruangan

(Boutet, 1987) (Gambar 2.1). Dimensi dan bentuk dari suatu bangunan juga

dapat mempengaruhi lebar bayangan angin (Boutet, 1987) (Gambar 2.2).

Gambar 2.1 Orientasi bangunan persegi terhadap arah angin (Boutet, 1987 dalam Latifah,

(31)

Gambar 2.2 Pengaruh dimensi dan bentuk dari bangunan terhadap ukuran bayangan angin

(Boutet, 1987 dalam Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M.

Siahaan, 2013)

Radiasi panas matahari masuk melalui proses konduksi pada material

bangunan (Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M.

Siahaan, 2013). Panas tersebut dapat masuk ke dalam ruangan melalui

dinding, atap, ataupun kaca jendela (Tabel 2.1). Perletakan massa bangunan

yang berpola seperti papan catur akan membuat aliran udara lebih merata.

Perletakan massa bangunan yang berpola sejajar akan menciptakan pola

lompatan aliran udara yang tidak biasa dengan kantung turbulensinya(Boutet,

1987 dalam Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M.

Siahaan, 2013) (Gambar 2.3).

Tabel 2.1 Transmitan konstruksi pada dinding bangunan (Latifah, N.L., Harry Perdana,

Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013)

NO. Tipe Konstruksi Transmitan, U

(W/m2DegoC)

1. Batu bata diplester kedua sisi, tebal 144 mm 3,24

2. Batu bata tidak diplester, tebal 228 mm 2,67

3. Batu bata diplester kedua sisi, tebal 228 mm 2,44

(32)

Gambar 2.3 Pengaruh perletakan massa bangunan terhadap aliran udara (Boutet, 1987 dalam

Latifah, Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013)

b. Desain Bukaan

Perletakan dan orientasi inlet berada pada zona bertekanan positif, sedangkan

outlet berada pada zona bertekanan negatif. Inlet dapat mempengaruhi

kecepatan dan pola aliran udara di dalam ruangan, sedangkan pengaruh outlet

hanya pengaruh kecil saja (Mclaragno, Michele, 1982 dalam Latifah, N.L.,

Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013) (Gambar

2.4). Bukaan berfungsi untuk mengalirkan udara ke dalam ruangan dan

mengurangi tingkat kelembaban di dalam ruangan. Bukaan yang baik harus

terjadi cross ventilation, sehingga udara dapat masuk dan keluar ruangan

(Gambar 2.5).

Gambar 2.4 Pengaruh perletakan dan orientasi bukaan terhadap angin(Sumber: Melaragno, Michele, 1982, dalam Latifah, Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald

P.M. Siahaan, 2013)

Gambar 2.5 Pengaruh lokasi bukaan terhadap pola aliran udara dalam ruang (Sumber: Melaragno, Michele, 1982, dalam Latifah, Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan

Oswald P.M. Siahaan, 2013)

Semakin besar perbandingan luas outlet terhadap inlet, maka kecepatan angin

(33)

Harry Perdana, Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013). Tipe

bukaan yang berbeda akan memberikan sudut pengarah yang berbeda pula

dalam menentukan arah gerak udara dalam ruang (Gambar 2.6).

Gambar 2.6 Tipe bukaan (Sumber: Beckett, 1974 dalam Latifah, Latifah, N.L., Harry Perdana,

Agung Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013)

c. Pengaruh Luar

Perletakan vegetasi di area sekitar bangunan dapat mengurangi radiasi panas

matahari ke bangunan baik secara langsung maupun tidak langsung. Menurut

White R.F (dalam Egan, 1975 dalam Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung

Prasetya, dan Oswald P.M. Siahaan, 2013), semakin jauh jarak pohon dari

suatu bangunan, maka pergerakan udara di dalam bangunan yang tercipta akan

menjadi lebih baik (Gambar 2.7).

Gambar 2.7 Jarak pohon terhadap bangunan dan pengaruhnya terhadap ventilasi alami (Sumber: Egan, 1975 dalam Latifah, Latifah, N.L., Harry Perdana, Agung Prasetya, dan

Oswald P.M. Siahaan, 2013)

d. Pelindung Terhadap Radiasi Matahari

Apabila orientasi bangunan harus Timur Barat, maka jendela-jendela yang

berada di sisi ini harus dilindungi dari radiasi panas dan dari efek silau yang

muncul pada saat sudut matahari rendah yang dapat mengganggu aktivitas di

dalam ruangan. Berikut ini adalah elemen arsitektur yang sering digunakan

sebagai pelindung terhadap radiasi matahari (solar shading devices) (Gambar

(34)

Gambar 2.8 Jenis - jenis solar shading devices sebagai pelindung terhadap radiasi matahari (Sumber: http://www.bembook.ibpsa.us/index.php?title=Solar_Shading)

2.1.3Standar Kenyamanan Termal

Lippsmeier (1997) menyatakan bahwa batas kenyamanan untuk kondisi

khatulistiwa berkisar antara 19°C TE-26°C TE dengan pembagian berikut:

Suhu 26°C TE : Umumnya penghuni sudah mulai berkeringat.

Suhu 26°C TE–30°C TE : Daya tahan dan kemampuan kerja penghuni mulai

menurun.

Suhu 33,5°C TE–35,5 °C TE : Kondisi lingkungan mulai sukar.

Suhu 35°C TE–36°C TE : Kondisi lingkungan tidak memungkinkan lagi.

Temperatur dalam ruangan yang sehat berdasarkan MENKES

NO.261/MENKES/SK/II/1998 adalah temperatur ruangan yang berkisar antara

18°C-26°C. Selain itu, berdasarkan standar yang ditetapkan oleh SNI

03-6572-2001, ada tingkatan temperatur yang nyaman untuk orang Indonesia atas tiga

(35)

Tabel 2.2 Batas kenyamanan termal menurut SNI 03-6572-2001

ditunjukkan oleh termometer. Temperatur Efektif (TE) sudah menggabungkan

faktor–faktor berupa temperatur udara, kelembaban udara relatif (RH), kecepatan

udara (V) serta radiasi yang didapat dengan menggunakan panduan diagram

psikometrik (Gambar 2.9).

(36)

2.2Kenyamanan Termal di Dalam Ruangan Kelas

2.2.1Standar Ruangan Kelas untuk Tingkat Pendidikan Dasar

Berdasarkan Permendiknas No. 24 Tahun 2007, ada beberapa ketentuan

untuk ruangan kelas untuk tingkat pendidikan dasar, yaitu kapasitas maksimum

siswa di dalam kelas adalah 28 orang, dimana rasio minimum luas ruang kelas

adalah 2 m2/siswa. Namun, menurut aplikasi Dapodik yang terbaru, kapasitas

maksimum siswa di dalam kelas adalah 32 orang dan minimumnya adalah 20

orang. Hal ini mungkin terjadi karena beberapa ruang kelas sudah mengalami

perluasan dan pertimbangan mengenai sirkulasi siswa di dalam ruangan.

2.2.2Hubungan Antara Kenyamanan Termal di Dalam Kelas dengan

Kinerja Belajar Siswa

Menurut Karimpanah (2007) dalam Foong (2008), kenyamanan termal dan

kualitas udara dalam ruangan kelas yang baik dapat memberi pengaruh positif

tidak hanya pada kesehatan para siswa di dalamnya tetapi juga dapat membantu

meningkatkan konsentrasi dan kinerja belajar siswa. Ketidakpuasan secara termal

seperti ruangan kelas yang terasa panas atau dingin dapat diasosiasikan ke dalam

stress fisik (secara termal) dan dapat menyebabkan para siswa di dalamnya

menjadi sakit atau kurang berkonsentrasi (Paulo, 2004 dalam Foong, 2008). Oleh

karena itu, kenyamanan termal di dalam kelas penting untuk diperhatikan karena

kepadatan siswa yang tinggi di dalam kelas dapat memberi pengaruh negatif

terhadap kinerja belajar siswa (Foong, 2008).

2.3Kenyamanan Termal Pada Manusia

2.3.1Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kenyamanan Termal Pada

Manusia

Menurut Levin (1995), tingkat kenyamanan termal pada manusia

berbeda-beda, sehingga tidak mungkin membuat semua orang merasa nyaman sesuai

dengan tingkat kenyamanan termal masing-masing orang. Hal ini merupakan

tantangan bagi arsitek, insinyur, dan operator bangunan adalah untuk merancang

(37)

sebagian kecil saja penghuni yang merasa tidak nyaman. Para desainer harus

menentukan rentang kondisi termal yang dapat diterima dan kemudian

memutuskan bagaimana untuk mempertahankan kondisi tersebut. Dalam

menentukan rentang yang dapat diterima, penting untuk mengetahui berapa

banyak penghuni yang akan merasa tidak nyaman pada setiap suhu tertentu dan

berapa banyak akan merasa tidak nyaman bahkan pada suhu optimal.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kenyamanan termal pada manusia dibagi menjadi tiga

faktor utama (Auliciems dan Szokolay, 2007), yaitu :

a. Lingkungan

Kenyamanan termal di lingkungan sekitar manusia dipengaruhi oleh beberapa

faktor, yaitu temperatur udara, pergerakan angin, kelembaban, serta radiasi.

Temperatur udara merupakan faktor lingkungan yang paling penting.

Temperatur ini merupakan temperatur udara kering (dry bulb temperature)

yang akan menentukan penyaluran panas bersama dengan pergerakan udara.

Pergerakan udara yang diukur dengan kecepatannya (v, dalam m/s) dapat

membantu agar permukaan tubuh dapat beradaptasi terhadap kenaikan suhu

lebih cepat dan mempengaruhi penguapan air dari kulit, sehingga memberikan

efek pendinginan. Kelembaban udara juga mempengaruhi tingkat penguapan.

Hal ini dapat dinyatakan dengan kelembaban relatif (RH,%). Pertukaran

radiasi akan bergantung pada suhu rata-rata dari permukaan sekitarnya, yang

disebut sebagai suhu radiasi rata-rata (MRT) atau adanya radiasi satu arah

yang kuat, misalnya dari matahari.

b. Individu

Setiap manusia mengeluarkan panas. Panas yang keluar dari dalam tubuh

manusia dipengaruhi oleh tingkat metabolisme tubuh dan jenis pakaian yang

dikenakan. Tingkat metabolisme merupakan panas yang dihasilkan di dalam

tubuh selama beraktivitas. Semakin banyak melakukan aktivitas fisik, semakin

banyak panas yang dihasilkan. Semakin banyak panas yang dihasilkan tubuh,

semakin banyak panas yang perlu dihilangkan agar tubuh tidak mengalami

overheat. Metabolisme diukur dalam MET (dimana 1 MET=58 W/m2).

(38)

dalam kenyamanan termal dengan tingkat aktivitas 1 MET akan memiliki heat

loss kira-kira 100 W. Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat, pengukuran

tingkat metabolisme tubuh sebaiknya dilakukan paling lama 1 jam terakhir.

Berikut adalah tingkat metabolisme dari beberapa aktivitas berdasarkan

ASHRAE (2009) (Gambar 2.10).

Gambar 2.10 Nilai MET berbagai aktivitas untuk orang dewasa, dimana luas permukaan

tubuh orang dewasa 70 kg = 1,7 m2(Sumber: ASHRAE, 2009)

Pakaian merupakan salah satu faktor dominan yang mempengaruhi

pembuangan panas. Satuan nilai insulasi pakaian yang dipakai dalam studi

kenyamanan termal adalah Clo. Hal ini terkait dengan penutup isolasi seluruh

tubuh dari transmitansi (U-value) sebesar 6,45 W/m²K (yaitu resistensi dari

0.155 m² K /W). 1 clo adalah nilai isolasi dari setelan bisnis normal dan

pakaian dalam dari kapas. Berikut adalah nilai insulasi pakaian berdasarkan

(39)

Gambar 2.11 Nilai insulasi pakaian (Sumber: ASHRAE, 2009)

Adapun tingkat metabolisme (nilai MET) untuk aktivitas belajar di dalam

kelas adalah 1.2 met dengan luas permukaan tubuh manusia 1.7 m2. Namun,

menurut ter Mors, S., Hensen J. L. M., Loomans, M., dan Boerstra, A. (2011)

nilai met untuk aktivitas belajar adalah 1.789 met. Angka ini didapat dari

penyesuaian terhadap luas permukaan tubuh anak umur 7-10 tahun yakni 1.14

m2. Sedangkan, untuk nilai insulasi pakaian di dalam kelas (seragam sekolah)

mengacu pada ASHRAE (2009) (Tabel 2.3).

Tabel 2.3 Nilai insulasi pakaian di dalam kelas (ASHRAE, 2009)

Jenis Pakaian Nilai Insulasi Pakaian

Celana dalam 0.06 clo

Baju dalam 0.06 clo

Baju 0.09 clo

Celana dan rok 0.11 clo

Kaos kaki 0.03 clo

Sepatu 0.01 clo

Total 0.43 clo

c. Faktor lain yang turut berkontribusi

Tingkat metabolisme tubuh manusia selain dipengaruhi oleh aktivitas dan

(40)

(adaptasi tubuh terhadap lingkungan sekitar), bentuk tubuh, tingkat

kegemukan, umur dan jenis kelamin, serta kondisi kesehatan tubuh. Makanan

dan minuman yang sehat dan bergizi dapat meningkatkan metabolisme tubuh.

Aklimatisasi menyebabkan tubuh bekerja lebih keras untuk menyesuaikan

dengan lingkungan sekitar, sehingga metabolisme tubuh menjadi meningkat.

Teori Sheldon dalam Polinggapo (2013) membagi bentuk tubuh manusia

menjadi tiga, yaitu endomorph, mesomorf, dan ektomorf. Endomorf adalah

manusia yang bentuk tubuhnya bulat dan biasanya bertubuh besar. Tingkat

metabolisme dalam tubuh dengan bentuk seperti ini sangat rendah. Mesomorf

adalah manusia yang bentuk tubuhnya ideal. Tingkat metabolisme dalam

tubuhnya cenderung normal. Ektomorf adalah manusia yang bentuk tubuhnya

kurus. Tingkat metabolisme dalam tubuh dengan bentuk seperti ini sangat

tinggi. Umur dan jenis kelamin yaitu tingkat metabolisme anak-anak lebih

tinggi daripada orang dewasa dan tingkat metabolisme laki-laki lebih tinggi

daripada perempuan. Dari segi kondisi kesehatan, orang yang sakit lebih

tinggi daripada orang sehat.

2.3.2Tindakan Kenyamanan Termal Pada Manusia

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Fanger (1982) yang dikutip di

dalam Susanti dan Aulia (2013) adalah pengukuran tingkat kenyamanan termal

pada manusia menggunakan dua metode statistik yaitu skala PMV (Predicted

Mean Vote) dan PPD (Predicted Percentage Dissatisfied). Berikut adalah grafik

PMV-PPD berdasarkan ASHRAE (2009) (Gambar 2.12).

(41)

Predicted Mean Vote (PMV) merupakan skala untuk mengindikasikan rasa

dingin dan hangat yang dirasakan oleh manusia. Nilai PMV (Predicted Mean

Vote) menentukan rentang sensasi temperatur yang dirasakan orang terhadap

lingkungan di sekitarnya. Indeks PMV ini berkisar dari -3 (sangat dingin) sampai

dengan +3 (sangat panas). Nilai nol adalah netralitas termal, bukan kenyamanan

termal. Setelah faktor lingkungan dan faktor subyektif diukur, maka untuk sensasi

termal untuk tubuh secara keseluruhan dapat diprediksi dengan cara menghitung

indeks PMV (Susanti dan Aulia, 2013), yang didasarkan pada keseimbangan

panas dari tubuh manusia, yang diberikan oleh persamaan di bawah ini:

PMV = 0,303e-0,036M + 0.028x [(M–W) – 3.05 x 10-3 {5733– 6.99 (M-W)- Pa} –

M : Tingkat aktivitas (W/m2)

W : Aktivitas luar (W/m2), 0 untuk sebagian besar aktivitas

fcl : Rasio permukaan tubuh orang ketika berpakaian dan tidak berpakaian

tcl : Temperatur permukaan pakaian (oC)

V : Kecepatan aliran udara (m/s)

Sedangkan, PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) merupakan

(42)

apabila indeks PMV yang dirasakannya adalah -3 (sangat dingin), -3 (dingin), +2

(panas), dan +3 (sangat panas). Semakin besar persentase PPD, maka semakin

banyak penghuni yang merasa tidak puas. Fanger (1982) di dalam Susanti dan

Aulia (2013), menghubungkan nilai PMV dan PPD seperti yang diberikan oleh

persamaan di bawah ini:

PPD = 100 –95 exp – (10.03353PMV4+ 0,2179 PMV2)

Dalam menyelesaikan persamaan PMV dan PPD membutuhkan program

komputer karena nilai hc dan tcl saling bergantung (Satwiko, 2009). Salah satu

program tersebut yaitu CBE Thermal Comfort Tool for ASHRAE-55 (Gambar

2.13). Program ini menghasilkan nilai PMV dan PPD berdasarkan data-data yang

dimasukkan. Data-data tersebut berupa temperatur udara, temperatur radiant,

kecepatan angin, kelembaban relatif, nilai insulasi pakaian (clo), serta nilai

metabolisme (met). PMV dan PPD yang dihasilkan mengacu pada ASHRAE-55.

Gambar 2.13 CBE Thermal Comfort Tool for ASHRAE-55 (Sumber:

(43)

2.4Penelitian Terkait dengan Kenyamanan Termal di Sekolah

Penelitian mengenai kenyamanan termal di sekolah sudah dilakukan di

beberapa tahun terakhir. Sekolah yang diteliti pun cukup beragam baik dari segi

tingkat pendidikan, lokasi sekolah, serta tujuan di balik penelitian tersebut.

Penelitian tersebut ada yang memaparkan kondisi kenyamanan termal ruangan

kelas di suatu sekolah dan ada pula yang membandingkan kenyamanan termal

ruang kelas di sekolah yang satu dengan yang lainnya. Metode penelitian yang

digunakan pun berbeda-beda, yakni melalui pengukuran dan atau pembagian

kuesioner. Adapun beberapa penelitian mengenai kenyamanan termal di sekolah

adalah sebagai berikut.

a. Field study on thermal comfort in a UK primary school (Teli, Jentsch,

James, dan Bahaj, 2012)

Penelitian mengenai kenyamanan termal ini dilakukan di sekolah dasar di

Southampton, UK. Penelitian ini dilakukan mulai dari bulan April sampai Juli

2011. Penelitian ini dilakukan di semua kelas di sekolah dasar tersebut yakni

delapan kelas dengan total jumlah siswa sekitar 230 orang. Metode penelitian

ini menggunakan metode pengukuran dan kuesioner kenyamanan termal.

Pengukuran dilakukan dengan meletakkan alat di tengah-tengah ruangan kelas

dan jauh dari sumber-sumber panas. Kemudian, hasil PMV dan PPD dari

kuesioner penelitian tersebut dibandingkan dengan standar ISO 773O dan EN

15251 yang mengacu pada tingkat kenyamanan orang dewasa. Hasil dari

penelitian ini yaitu anak-anak memiliki tingkat kenyamanan yang berbeda

dengan orang dewasa. Anak-anak umumnya merasakan sensasi termal yang

lebih hangat dari orang dewasa. Hal ini mungkin disebabkan tingkat

metabolisme tubuh yang lebih tinggi, kesempatan untuk beradaptasi dengan

kondisi termal yang terbatas, anak-anak juga melakukan aktivitas di luar kelas

yakni bermain, berbeda dengan orang dewasa yang hanya berada di dalam

ruangan saja, serta dari segi adaptasi termal melalui pakaian, tindakan yang

dilakukan anak-anak lebih terbatas karena ada ketentuan pakaian seragam dari

(44)

b. Evaluasi kenyamanan termal ruang sekolah SMA negeri di kota Padang

(Susanti dan Aulia, 2013)

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kondisi dan sensasi kenyamanan

termal di sekolah SMA negeri di kota Padang. Penelitian ini dilakukan di

sebelas sekolah dimana masing-masing sekolah mewakili sebelas daerah di

kota Padang. Dalam menentukan tingkat kenyamanan termal di sekolah

tersebut, metode penelitian yang digunakan yaitu melalui pengukuran dan

kuesioner. Pengukuran menggunakan alat yang diletakkan di tengah-tengah

ruangan dan di setiap ujung ruangan. Pengukuran dilakukan untuk

mendapatkan data mengenai temperatur udara, temperatur radiant, kecepatan

angin, serta kelembaban relatif. Kemudian, hasil pengukuran dihitung untuk

mendapatkan nilai PMV dan PPD. PMV dan PPD dari pengukuran akan

dibandingkan dengan PMV dan PPD dari individual vote kuesioner

kenyamanan termal. Kesimpulan dari penelitian ini adalah para siswa dari

kesebelas sekolah SMA negeri di kota Padang merasa tidak nyaman secara

termal, sehingga perlu adanya pengkondisian udara buatan atau penambahan

elemen arsitektur untuk mengurangi radiasi panas di dalam kelas.

c. Adaptive thermal comfort in primary school classrooms: Creating and

validating PMV-based comfort charts (ter Mors, S., Hensen J. L. M.,

Loomans, M., dan Boerstra, A., 2011)

Penelitian ini dilakukan di ketiga sekolah yang berbeda di Belanda. Penelitian

ini dilakukan selama 24 hari di ketiga musim, yaitu di musim dingin, musim

semi, dan musim panas tahun 2010. Metode penelitian yang digunakan yaitu

melalui pengukuran dan kuesioner. Pengukuran menggunakan alat yang

diletakkan di tengah-tengah ruangan . Pengukuran dilakukan untuk

mendapatkan data mengenai temperatur udara, temperatur radiant, kecepatan

angin, serta kelembaban relatif. Kemudian, hasil pengukuran dihitung untuk

mendapatkan nilai PMV dan PPD. PMV dan PPD dari pengukuran akan

dibandingkan dengan PMV dan PPD dari kuesioner kenyamanan termal.

Kesimpulan dari penelitian ini adalah hasil kalkulasi dari PMV model tidak

(45)

Hasil dari kuesioner menunjukkan bahwa anak-anak umumnya menginginkan

temperatur yang lebih rendah dari temperatur yang diprediksikan PMV model.

2.5Sintesa Tinjauan Pustaka

Berdasarkan tinjauan pustaka di atas, dijelaskan bahwa kenyamanan

termal di dalam ruangan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yakni temperatur

udara, kecepatan angin, kelembaban, radiasi, dan dari penghuninya sendiri.

Kenyamanan termal juga dipengaruhi oleh faktor-faktor dari arsitektural, seperti

desain bangunan, desain bukaan, shading devices, dan faktor eksternal seperti

vegetasi. Tingkat kenyamanan termal dalam suatu ruangan seperti ruang kelas

dapat ditentukan dari indeks PMV dan PPD. Kriteria ruangan kelas ditentukan

dalam standar Permendiknas No. 24 Tahun 2007. Evaluasi kenyamanan termal

terhadap ruangan kelas yang ada penting untuk dilakukan untuk mengetahui

apakah ruang kelas tersebut sudah nyaman atau tidak. Hal ini dikarenakan dalam

meningkatkan kualitas pendidikan, kondisi lingkungan di dalam kelas haruslah

diperhatikan, terutama dari segi kenyamanan termal. Sebab, kenyamanan termal

(46)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1Jenis Penelitian

Jenis penelitian ini merupakan penelitian deskriptif kuantitatif. Penelitian

kenyamanan termal ruangan kelas ini dilakukan dengan pengukuran dan

pembagian kuesioner. Hasil dari pengukuran dan kuesioner akan dipaparkan

secara deskriptif untuk mengetahui tingkat kenyamanan termal ruangan kelas

SDN 066049. Adapun penelitian ini menggunakan alat ukur thermo-hygrometer

untuk mengukur temperatur dan kelembaban dan menggunakan alat ukur

anemometer untuk mengukur kecepatan angin di dalam ruangan. Penelitian ini

menggunakan alat ukur yang berbeda resolusi dan tanpa dikalibrasi karena

perbedaan angka ketelitian antara satu alat dengan yang lain tidak terlalu

signifikan.

3.2Variabel Penelitian

Variabel penelitian dalam penelitian ini ada dua, yaitu:

a. Variabel bebas (independent variable)

Variabel bebas pada penelitian ini adalah kondisi kelas dimana yang

dibedakan berdasarkan posisi ruangan terhadap bangunan.

b. Variabel terikat (dependent variable)

Variabel terikat pada penelitian ini adalah ukuran ruangan kelas, kondisi kelas

(perabot, bukaan, dan sebagainya), dan orientasi bangunan di mana terdapat

kelas yang menjadi lokasi penelitian.

3.3Populasi/Sampel

Adapun populasi dalam penelitian ini adalah kelas-kelas di SDN 066049.

Sampel di dalam penelitian ini merupakan kelas yang berada di bangunan

berorientasi timur-barat, karena penelitian ini merupakan evaluasi kenyamanan

(47)

menjadi sampel terdiri atas dua ruangan, yaitu kelas yang berada di tengah

bangunan dan di ujung bangunan. Hal ini dikarenakan bidang yang terkena

paparan panas berbeda, sehingga diambil sampel masing-masing satu kelas yang

memiliki kondisi tersebut.

3.4Metode Pengumpulan Data

3.4.1Data Primer

Data primer merupakan data sekolah yang bersumber dari observasi

lapangan dan pengukuran. Data tersebut berupa denah dan tampak bangunan

sekolah, data temperatur, kelembaban, dan kecepatan angin dalam ruangan kelas,

serta data hasil kuesioner. Adapun metode pengumpulan data primer di penelitian

ini adalah sebagai berikut.

a. Pengukuran temperatur dan kelembaban udara di dalam ruangan kelas

dilakukan dengan menggunakan thermo-hygrometer.

b. Pengukuran kecepatan angin di dalam ruangan kelas dilakukan dengan

menggunakan anemometer.

c. Pengukuran dilakukan pada saat jam efektif belajar sekolah, yakni dimulai

dari pukul 07.30-12.00 WIB, kecuali pada hari Jumat dan Sabtu yang waktu

efektif belajarnya lebih singkat dari hari lainnya.

d. Pengukuran dilakukan secara bersamaan di kedua kelas dan di titik yang sama

dan berlangsung selama satu minggu.

e. Posisi pengukuran ada tiga titik di masing-masing ruangan kelas.

f. Pembagian kuesioner dilakukan setelah satu minggu waktu pengukuran.

Pembagian kuesioner dilakukan dalam satu hari saja pada jam-jam tertentu

dimana rentang temperaturnya berada di sejuk nyaman, nyaman optimal, dan

hangat nyaman.

g. Butir pertanyaan kuesioner yang diajukan mengacu pada kuesioner penelitian

(48)

3.4.2Data Sekunder

Data sekunder merupakan data sekolah yang bersumber dari pencarian di

internet dan wawancara. Data tersebut berupa data mengenai SDN 066049, yakni

lokasi site dan data rinci mengenai masing-masing sekolah, serta jumlah ruangan.

3.5Kawasan Penelitian

3.5.1Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di SDN 066049 di jalan Mawar Raya Kelurahan

Helvetia Tengah Kecamatan Medan Helvetia. Kriteria pemilihan lokasi penelitian

ini yakni lokasi penelitian dimana merupakan sekolah dasar negeri berada dalam

kawasan permukiman, berada di jalan lingkungan sehingga intensitas lalu lalang

kendaraan di dekat lokasi penelitian cenderung rendah, dan di dalam lokasi

penelitian tersebut terdapat kelas-kelas yang berada dalam kondisi ekstrem

(panas). SDN 066049 berada dalam lokasi yang sama dengan SDN 066048.

Kedua SDN ini berada di jalan Mawar Raya. Bahkan terdapat kelas-kelas

dari masing-masing sekolah yang tergabung dalam satu bangunan. Kedua SDN ini

merupakan sekolah dengan massa bangunan yang terdiri dari 5 massa bangunan

berlantai satu, yaitu massa bangunan kantor dan kelas SDN 066048, massa

bangunan perpustakaan dan musholla SDN 066048, massa bangunan kelas

gabungan antara SDN 066048 dan SDN 066049, massa bangunan kelas SDN

066049, dan massa bangunan kantor SDN 066049. Berikut ini akan diuraikan

(49)

Gambar 3.1 Lokasi penelitian (yang diberi tanda kotak kuning pada gambar)

(Sumber: https://maps.google.com/)

Gambar 3.2 Keymap lokasi penelitian SDN 066049 di Jalan Mawar Raya

(Sumber: olah data)

DOMINASI PERUMAHAN

PENDUDUK DOMINASI

(50)

Secara garis besar, Gedung D yang menjadi objek penelitian merupakan

bangunan berlantai 1 yang berbatasan dengan:

 Sebelah Utara : Perumahan penduduk

 Sebelah Selatan : Lapangan sekolah

 Sebelah Timur : Perumahan penduduk

 Sebelah Barat : Perumahan penduduk

Gedung D merupakan bangunan kelas SDN 066049 yang merupakan

lokasi gedung dimana terdapat dua kelas yang akan menjadi objek penelitian.

Berikut ini akan diuraikan pembagian massa-massa bangunan di lokasi penelitian

(SDN 066048 dan 066049), meliputi:

a. Gedung A (massa bangunan SDN 066048), merupakan massa bangunan satu

lantai, yang terdiri dari :

 R. Kantor, uk. 5,3 x 7,5

 R. Kelas VI, 45 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas V, 42 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas IVA, 32 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas IVB, 28 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas IIIA, 29 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas IIIB, 31 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas IIA, 30 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas IIB, 28 orang, uk. 7,5 x 7,8

(51)

b. Gedung B (massa bangunan SDN 066048), merupakan massa bangunan

satu lantai, yang terdiri dari :

 R. Musholla, uk. 5 x 7

 R. Perpustakaan, uk. 7 x 8,5

Gambar 3.4 Lokasi Gedung B, SDN 066048 di Jalan Mawar Raya (Sumber: olah data)

c. Gedung C (massa bangunan SDN 066048 dan SDN 066049), merupakan

massa bangunan satu lantai, yang terdiri dari :

 R. Kelas IA, SDN 066048, 24 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas IB, SDN 066048, 23 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas I, SDN 066049, 23 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas II, SDN 066049, 36 orang, uk. 7,5 x 7,8

Gambar 3.5 Lokasi Gedung C, SDN 066048 dan SDN 066049 di Jalan Mawar Raya (Sumber:

olah data)

d. Gedung D (massa bangunan SDN 066049), merupakan massa bangunan

satu lantai, yang terdiri dari :

(52)

 R. Kelas VIB, 23 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas VA, 29 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas VB, 26 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas IV, 38 orang, uk. 7,5 x 7,8

 R. Kelas III, 40 orang, uk. 7,5 x 7,8

Gambar 3.6 Lokasi Gedung D, SDN 066049 di Jalan Mawar Raya (Sumber: olah data)

e. Gedung E (massa bangunan SDN 066049), merupakan massa bangunan satu

lantai dimana terdapat kantor kepala sekolah SDN 066049.

Gambar 3.7 Lokasi Gedung E, SDN 066049 di Jalan Mawar Raya (Sumber: olah data)

f. Titik F (SDN 066048 dan SDN 066049), merupakan lapangan sekolah milik

(53)

Gambar 3.8 Lokasi SDN 066048 & SDN 066049 (Sumber: olah data)

Berikut ini diuraikan data rinci dari masing-masing SDN, yaitu:

Tabel 3.1 Tabel data rinci mengenai SDN 066048 dan SDN 06049 (Sumber: olah data)

Nama Sekolah SDN 066048 SDN 066049

NPSN 10220733 10220734

Alamat Jl. Mawar Raya Jl. Mawar Raya

Kelurahan / Kode Pos Helvetia Tengah /

20124

Helvetia Tengah/

20124

Tahun Pendirian 1979 1978

Luas Tanah 2040 m2 4080 m2

Luas Bangunan 581 m2 539 m2

Waktu Penyelengaraan Pagi Pagi

Akreditasi B B

Jumlah Siswa 321 orang 256 orang

Jumlah Rombel 9 rombel 9 rombel

Jumlah Siswa Per Kelas ± 36 orang ± 28 orang

3.5.2 Objek Penelitian

Adapun ruang kelas yang menjadi objek penelitian terdiri atas 2 ruangan

kelas berikut:

a. Ruang kelas VA yang berorientasi timur-barat dengan jumlah siswa sebanyak

29 orang (berada di tengah Gedung D)

b. Ruang kelas III yang berorientasi timur-barat dengan jumlah siswa sebanyak

40 orang (berada di ujung Gedung D)

Berdasarkan keterangan di atas, kedua SDN berada di orientasi dan

(54)

pemilihan objek penelitian. Kriteria yang lainnya yaitu, jumlah bukaan yang sama,

ukuran ruangan kelas yang sama. Kriteria utamanya yaitu kelas yang berada pada

kondisi ekstrem (panas) baik di tengah bangunan maupun di ujung bangunan

dengan luas bidang yang terkena paparan panas yang berbeda. Menurut

Permendiknas No. 24 Tahun 2007, rasio minimum luas ruang kelas adalah 2

m2/siswa. Kedua kelas tersebut sama-sama berukuran 7,5m x 7,8m dimana luas

kelasnya menjadi 58,5 m2. Berikut diuraikan data rinci mengenai Gedung D, SDN

066049 di Jalan Mawar Raya.

Gambar 3.9 Lokasi penelitian di Gedung D, SDN 066049 di Jalan Mawar Raya (Sumber: olah

data)

Gambar 3.10 Tampak Barat Gedung D, SDN 066049 di Jalan Mawar Raya (Sumber: olah data)

(55)

Gambar 3.12 Tampak Utara Gedung D, SDN 066049 di Jalan Mawar Raya (Sumber: olah data)

Gambar 3.13 Tampak Selatan Gedung D, SDN 066049 di Jalan Mawar Raya (Sumber: olah data)

Gambar 3.14 Detail pintu dan jendela Gedung D, SDN 066049 di Jalan Mawar Raya (Sumber:

olah data)

Tabel 3.2 Tabel jenis material ruangan kelas di Gedung D, SDN 066049(Sumber: olah data)

NO. Elemen Jenis Material

1. Lantai Keramik lantai ukuran 30 cm x 30 cm warna putih.

2. Atap Atap rangka baja ringan dengan penutup berupa seng

bergelombang warna putih.

3. Dinding Pasangan bata dengan finishing plasteran semen

4. Jendela Jendela kaca dengan kusen kayu.

5. Pintu Kusen kayu

6. Plafond Plafond asbes

Pengukuran temperatur, kelembaban, dan kecepatan angin dilakukan

secara bersamaan di kedua ruangan kelas, yakni ruang kelas VA dan ruang kelas

(56)

titik penelitian dalam 6 hari berbeda (Sabtu, 3 Mei 2014, Senin 5 Mei 2014, Sabtu

10 Mei 2014, Senin 26 Mei 2014, Rabu 28 Mei 2014, serta Selasa, 3 Juni 2014).

3.5.2.1 Ruang Kelas VA, Gedung D, SDN 066049

Ruang kelas VA berada di tengah Gedung D SDN 066046 yang

berorientasi timur-barat. Ruang kelas ini berbatasan dengan ruang kelas lain yakni

ruang kelas VB di sisi Utara dan ruang kelas VIB di sisi Selatan. Sisi Barat dari

ruang kelas ini menghadap ke arah lapangan sekolah yang menjadi lokasi upacara

dan olahraga para siswa. Sementara sisi Timur dari ruang kelas ini merupakan

halaman kosong yang dipenuhi dengan semak-semak dan pohon serta dibatasi

oleh pagar.

Gambar 3.15 Denah keseluruhan lokasi penelitian di Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar Raya

(lingkar merah pada gambar menunjukkan lokasi ruang kelas VA pada gedung yang dijadikan

lokasi penelitian) (Sumber: olah data)

Gambar 3.16 Denah ruang kelas VA di Gedung D, SDN 066049, Jalan Mawar Raya (Titik