BAB II LANDASAN TEORI

8 | P a g e

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Teori Umum Tentang Kalor

2.1.1 Sekilas tentang kalor

Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda.

Dari sisi sejarah kalor merupakan asal kata caloric ditemukan oleh ahli kimia perancis yang bernama Antonnie laurent lavoiser (1743 – 1794). Kalor memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1 derajat celcius.

Berikut ini beberapa hukum teori kalor dasar :

9 | P a g e - Penemu adalah Joseph Black (1720 – 1799) dari Inggris.

2. Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan.

- Penemunya adalah Benyamin Thompson (1753 – 1814) dari Amerika Serikat.

3. Kalor adalah salah satu bentuk energi

- Ditemukan oleh Robert Mayer (1814 – 1878).

4. Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi disebut kalor mekanik. - Digagas oleh James Prescott (1818 – 1889).

Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan analisa kebutuhan kalor yang diperlukan untuk mendinginkan pada ruangan server sebuah gedung perkantoran.

2.1.2 Sejarah alat pendingin

Awal mula dari adanya mesin AC (Air Conditioner) sudah dimulai sejak zaman Romawi yaitu dengan membuat penampung air yang mengalir di dalam dinding sehingga menurunkan suhu ruangan, tetapi saat itu hanya orang teretntu saja yang bisa, karena biaya membangun sangatlah mahal membutuhkan air dan juga bangunan yang tidak biasa, hanya para raja dan orang kaya saja yang dapat membangunnya.

Baru kemudian pada tahun 1820 ilmuwan Inggris bernama Michael Faraday menemukan cara baru mendinginkan udara dengan menggunakan gas amonia dan pada tahun 1842 seorang dokter menemukan cara mendinginkan ruangan di rumah sakit Apalachicola yang berada di Florida Amerika Serikat. Dr. Jhon

10 | P a g e Gorrie adalah penemunya dan ini adalah cikal bakal dari teknologi AC (Air

Conditioner), tetapi sayangnya sebelum sempurna beliau sudah meninggal

pada tahun 1855.

Willis Haviland Carrier seorang Insinyur dari New York Amerika menyempurnakan penemuan dari Dr. Jhon Gorrie tetapi AC ini digunakan bukan untuk kepentingan atau kenyamanan manusia melainkan untuk keperluan percetakan dan industri lainnya. Kemudian penggunaan AC untuk perumahan baru dikembangkan pada tahun 1927 dan pertama dipakai di sebuah rumah di Mineapolis, Minnesota. Saat ini AC sudah digunakan disemua sektor tidak hanya industri saja tetapi juga sudah di perkantoran dan perumahan dengan berbagai macam bentuk dari mulai yang besar hingga yang kecil, semuanya masih berfungsi sama yaitu untuk mendinginkan suhu ruangan agar orang merasa nyaman.

Jika musim panas datang, biasanya kita selalu akrab dengan yang namanya kipas angin atau juga AC (Air Conditioner). Sebab, kesejukan yang ditimbulkan oleh hawa kipas dan AC memang dibutuhkan untuk meredam hawa panas yang kadang sangat menyiksa. Karena itu, berterimakasihlah kepada Jhon Gorrie yang mencetuskan ide pembuatan AC.

Sebab, dengan hawa AC yang sejuk itu, kita tidak perlu merasakan penderitaan karena kepanasan yang kadang membuat tubuh teras lengket

11 | P a g e akibat keringat yang menetes. Tetapi, tahukah anda jika Jhon Gorrie menciptakan AC karena terinspirasi oleh kepedulianya terhadap orang sakit.

Alkisah Jhon Gorrie adalah seorang dokter berkewarganegaraan Amerika Serikat. Gagasannya membuat mesin pendingin berawal dari banyaknya pasien yang menderita malaria atau penyakit lain dengan gejala demam tinggi. Ketika itu udara terasa panas sehingga membuat pasien tidak nyaman. Maka, pria kelahiran Charleston, California Selatan, 3 Oktober 1802 ini memutar otak bagaimana caranya agar suhu tubuh para pasien bisa turun. Setelah melihat kipas angin yang ada di depannya, Ia menemukan ide. Ia memasang bongkahan es batu depan kipas, sehingga hawa dingin es bisa tersebar oleh tiupan angin dari kipas.

Tercetuslah pada ide itu, maka Jhon Gorrie berniat menyeriusi pembuatan mesin pendingin (AC). Pada tahun 1844, pria lulusan kedokteran dan ilmu bedah di kota New York ini

merancang dan

mengembangkan mesin

12 | P a g e experimen pembuat es. mesin ciptaanya di dasrkan pada hukum fisika bahwa panas selalu mengalir dari gas atau cairan yang lebih panas menuju gas atau cairan yang lebih dingin.

Mesin tersebut bekerja dengan cara memadatkan gas (kompresor) sehingga menjadi panas, kemudian gas tersebut dialirkan ke coil-coil untuk diturunkan tekanannya (dekompres), alhasil, udara menjadi dingin. Untuk mengembangkan penemuannya pada tahun 1845, Jhon Gorrie memutuskan untuk berhenti praktik sebagai dokter. Enam tahun berikutnya Ia berhasil menerima hak paten yang merupakan hak paten pertama yang dikeluarkan untuk sebuah mesin pendingin. Inilah awalnya ditemukan mesin pendingin yang kini dikenal dengan istilah Air Conditioner (AC).

2.1.3 Jenis-Jenis AC

Ada beberapa jenis AC yang masing-masing mempunyai kelebihan dn kekurangan, jadi apabila memerlukan AC harus diperinci jenis AC yang mana yang sesuai dengan kebutuhan:

1. AC Window.

Pada AC jenis window, semua komponen AC seperti filter udara, evaporator, blower,

compressor, condenser,

refrigerant filter, expantion valve, dan controll unit terpasang pada satu Gambar 2.2 AC Window

13 | P a g e base plate, beserta semua komponen AC tersebut dimasukkan ke dalam kotak plat sehingga menjadi satu unit yang kompak.

Kelebihan AC Window:

a) Pemasangan awal maupun pembongkaran kembali jika akan dipindahkan mudah dilakukan.

b) Pemeliharaan dan perawatan mudah dilakukan c) Harga lebih murah

Kekurangan AC Window:

a) Karena semua komponen AC terpasang pada satu base plat yang posisinya dekat dengan ruangan yang didinginkan, maka cenderung menimbulkan suara berisik (terutama akibat suara dari kompresor). b) Tidak semua ruangan dapat dipasang AC window, karena AC window

harus dipasang dengan cara bagian condenser menghadap ke tempat terbuka supaya udara panas dapat dibuang ke alam bebas. Desain bangunan seperti ruko, dimana ruangan yang berhubungan dengan udara luar banyak ada didepan dan belakang saja, bahkan mungkin hanya bagian depan saja, maka ruangan yang posisinya di tengah tidak dapat dipasang AC jenis window.

14 | P a g e 2. AC Split.

Pada AC jenis split komponen AC dibagi menjadi dua, yaitu unti indor yang terdiri dari filter udara, evaporator blower, expansion valve dan controll unit, serta unti outdoor yang terdiri dari compresor, condenser blower dan refrigerant filter.

Selanjutnya, antara unti indoor dan unit outdoor dihubungkan dengan 2 buah saluran refrigerant, satu buah untuk menghubungkan evaporator dengan compressor dan satu buah untuk menghubungkan refrigerant filter dengan expansion valve serta babel power untuk memasok arus listrik ke compressor dan condenser blower.

Kelebihan AC split:

a) Bisa dipasang pada ruangan yang tidak berhubungan dengan udara luar, misalnya pada ruangan yang posisinya di tengah pada bangunan ruko, karena condensor yang terpasang pada outdoor bisa ditempatkan ditempat yang berhubungan dengan udara luar jauh dari ruangan yang didinginkan.

b) Suara didalam ruangan tidak berisik.

Kekurangan AC Split:

15 | P a g e a) Pemasangan pertama maupun pembongkaran apabila akan dipindahkan

membutuhkan tenaga terlatih.

b) Pemeliharaan / perawatan membutuhkan peralatan khusus dan tenaga terlatih/ahli.

c) Harganya lebih mahal.

3. AC Sentral.

Pada AC jenis ini, udara dari ruangan/bangunan pada cooling plat di luar ruangan/bangunan tersebut kemudian udara yang telah didinginkan dialirkan kembali ke dalam ruangan/bangunan tersebut, AC jenis ini biasanya dipergunakan di hotel atau mall.

Kelebihan AC Sentral:

a) Suara di dalam ruangan tidak berisik sama sekali. b) Estetika ruangan terjaga, karena tidak ada unit indoor. Kekurangan AC Sentral:

Perancangan, instalasi, operasional, dan pemeliharaan membutuhkan tenaga yang betul-betul terlatih.

a) Apabila terjadi kerusakan pada waktu beroperasi, maka dampaknya dirasakan pada seluruh ruangan.

16 | P a g e b) Pengaturan temperatur udara hanya dapat dilakukan pada sentral

cooling plant.

c) Biaya investansi awal serta biaya operasional dan pemeliharaan tinggi

2.2 Pengetahuan Dasar Tentang Ruangan Server

Seringkali beberapa organisasi/perusahaan terkadang menganggap bahwa tingkat kebutuhan akan ruang server seperti dinomor duakan, berbeda dengan organisasi/perusahaan yang bergerak di bidang telekomunikasi, perbangkan yang memang harus membutuhkan ruang server, karena merupakan bagian dari standar yang harus disediakan,

sehingga mau tidak mau perusahaan harus membangun ruang server bahkan sampai ke level data center.

Tetapi seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi serta kebutuhan akan informasi dari setiap organisasi/

perusahaan, sehingga sekarang ini perlahan-lahan sudah merubah paradigma nya mengenai pentingnya sebuah ruang server. Akan tetapi terkadang sering kita temukan ruang server yang masih sekedarnya, artinya asal ruang server saja, tetapi tidak memperhatikan aspek-aspek yang diperlukan dalam membangun ruang server.

Terus bagaimana membangun ruang server yang aman dan sesuai dengan standar yang ada. Sesuai dengan namanya server room adalah ruangan yang Gambar 2.5 View sample isi ruang server

17 | P a g e digunakan untuk menyimpan server (aplikasi dan database), perangkat jaringan (router, hub dll) dan perangkat lainya yang terkait dengan operasional system sehari-hari seperti UPS, AC dan lain-lain. Sebuah ruang server harus memiliki standar keamanan yang melindungi perangkat-perangkat di dalamnya dari mulai suhu udara, kelembaban, dan akses masuk dari orang-orang yang tidak berkepentingan.

Ruang server merupakan asset bagi sebuah perusahaan karena di dalam ruangan ini terdapat aplikasi dan database pelanggan yang semakin hari akan semakin bernilai bagi perusahaan, oleh karena itu ruangan ini harus selalu dalam kondisi baik.

2.2.1 Jenis ruang server

Ukuran dan jumlah perangkat dalam sebuah ruang server sangat variatif mulai dari yang kecil, sedang, maupun besar, ini sangat tergantung dari jenis usaha perusahaan. Sebagai contoh sebuah usaha rumah makan tidak memerlukan ruang server yang besar, karena rumah makan besar seklipun aplikasi dan data yang disimpan dalam server hanya sebatas transaksi penjualan tanpa perlu menyimpan data pelanggan, beda sekali dengan usaha perbankan atau jasa keuangan yang harus menyimpan dengan lengkap data dan transaksi yang terjadi pada setiap pelanggannya.

Ruang server sangat bervariasi baik dari segi dimensi maupun kelengkapan pengamanan yang disesuaikan dengan kebutuhan perusahaan dalam mengamankan asset database dan aplikasi yang dimiliki dan tergantung dari bisnis yang dijalankan (Bank, Lembaga

18 | P a g e Keuangan, Retai market, Manufacture dll). Selain dari jenis usaha/bisnis yang dilakukan, ruang server juga sangat tergantung dari proses bisnis yang dijalankan apakah 24 jam aktif atau tidak.

2.2.2 Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam membangun ruang server

- Rack Server yang berfungsi untuk menaruh perangkat server/devices lainya (swich, router, kvm, dll) sehingga terliat lebih rapi dan mudah untuk pengelolannya.

- Lantai ruang server harus menggunakan raised floor yang tahan api (dengan ketinggian tertentu) yang berfungsi untuk menyalurkan udara dingin dari bawah, selain itu raiset floor dapat digunakan untuk mendistribusikan kabel power dan network.

- Pintu masuk harus menggunakan pengamanan yang cukup dan sebaiknya menggunakan finger scan/hand key agar dapat melakukakn review berkala siapa saja yang masuk ke dalam ruangan.

- Jalan keluar menuju pintu masuk ruangan harus dibuat dengan kemiringan tertentu yang dapat digunakan untuk memasukan server dan perangkat lainya dengan mudah dan aman.

- Sistem pendingin sebaiknya menggunakan standing AC dengan blower yang berada di bagian bawah/lantai sehingga suhu dingin dapat di salurkan melalui raised floor.

- Sistem pendingin lainya adalah dengan mengunakan AC split seperti pada umumnya.

19 | P a g e - System pendingin baik dengan standing AC maupun AC split harus

mendaptkan backup unit yang selalu siap apabila dalam kondisi tertentu dibutuhkan.

- Indikator suhu dan kelembaban harus dapat dilihat dari luar sehingga dapat diketahui dengan pasti kondisi ruangan di dalam.

- Fire alaram system (system deteksi kebakaran) dan fire

supresionsystem harus terdapat dalam ruangan dengan mengunakan

gas tabung pemadam yang tidak merusak server apabila bekerja (FM200 atau sejenisnya).

- Terdapat media backup untuk melakukan backup baik harian, bulanan atau tahunan.

- UPS (Uninteruptable Power Supply) yang digunakan untuk menyimpan arus listrik pada saat listrik PLN padam (tidak bekerja) sedangkan operasional IT harus tetap berjalan.

2.2.3 Keamanan ruang server

Perlu juga dalam membangun ruang server, kita harus memperhatikan serta memperhitungkan bagaimana mengamankan ruang server. Karena ruang server sebagai pusat informasi (jantungnya) dari satu organisasi/perusahaan, sehingga tingkat kritikal dari suatu organisasi/perusahaan adalah sangat penting, terutama bagaimana kita mengamankan ruang server tersebut dari hal-hal yang tidak kita inginkan.

20 | P a g e Adapun dasar dari diperlukanya keamanan ruanga server adalah berdasrkan aspek keamanan informasi yaitu:

Ada empat aspek utama dalam keamanan computer.

- Privacy/confidentiality yaitu usaha menjaga informasi dari oaring yang tidak berhak mengkases (mengaransi bahwa data pribadi tetap pribadi).

- Integrity yaitu usaha untuk menjaga data atau system tidak diubah oleh yang tidak berhak.

- Authentication yaitu usaha atau metoda untuk mengetahui keaslian dari informasi, misalnya apakah informasi yang dikirim dibuka oleh orang yang benar (asli) atau layanan dari server yang dikirim benar berasal dari server yang dimasksud.

21 | P a g e - Availability berhubungan dengan ketersediaan system dan data

(informasi) ketika dibutuhkan.

Salah satu cara untuk mengamankan ruang server adalah:

- Gunakan media access control (seperti: finger print, hand key, retina, proximity) dan gunakan fasilitas log (software) dari perangkat access control tersebut untuk melihat siapa-siapa saja yang masuk ke dalam ruang server.

- Gunakan log book (buku tamu ruang server) terutama bagi para tamu/vendor yang akan memasuki ruang server untuk mengisi log

book tersebut.

- Gunakan software-software terutama dalam hal setiap perubahan konfigurasi dari system server yang ada.

- Gunakan CCTV untuk memonitoring kegiatan yang ada didalam ruang server dan jangan lupa gunakan DVR (digital Video recording) untuk menyimpan hasil rekaman selama bebrapa waktu tertentu. - Gunakan fire alarm system (sitem deteksi kebakaran) dan fire

supresionsystem harus terdapat dalam ruang dengan mengunakan gas

tabung pemadam kebakaran yang tidak merusak server apabila bekerja (FM200 atau sejenisnya).

2.3.4 Standar suhu normal didalam ruang server

Kehandalan server tidak hanya terletak pada kecanggihan teknologi server yang digunakan namun juga dipengaruhi oleh faktor external server itu sendiri, yakni faktor suhu didalam ruangan serta kelembaban

22 | P a g e ruangan di dalam ruangan server. Lebih jauh lagi bila keperluan server terus bertambah sementara luas ruangannya yang juga terbatas. Pada beberapa implementasi ruangan server yang sudah ada, maka beberapa hal yang perlu diketahui pada ruang server adalah:

1. Suhu

Terlalu rendah berarti boros biaya, terlalu tinggi maka komponen cepat rusak yang paling terpengaruh oleh suhu tinggi adalah "HARDISK". Posisi pengukuran suhu sangat menentukan validitas data suhu ruang sebaiknya 20-25 °C untuk harddisk, sedangkan utilitas SMART bisa dipakai; sebaiknya kurang dari 50 °C untuk prosesor, utilitas lm-sensors (yang juga bisa mengukur tegangan dari power supply dan kecepatan putaran kipas. Kalau diukurnya diluar chasing, maka data tersebut sangat boleh jadi tidak mencerminkan kondisi suhu komponen sebenarnya. Yang sering terjadi adalah adalah kalau ternyata suhu pada komponen terlalu tinggi, kadang tidak teratasi dengan cara menurunkan suhu AC di ruangan saja, melainkan perlu kipas tambahan sehingga volume udara dingin yang lewat ke suatu chasing lebih banyak.

Pada dasarnya rekomendasi umum menunjukkan bahwa suhu ruangan server tidak harus berada di bawah 10°C (50°F) atau di atas 28°C (82°F). Meskipun hal ini kelihatannya beragam, namun secara umum disarankan untuk menjaga suhu lingkungan ruang server berkiasr 20-21°C (68-71°F).

23 | P a g e Terlalu lembab bisa merusak ketika terjadi pengembunan, dan jika terlalu kering juga berbahaya karena akan ada listrik statis, inilah sebabnya AC untuk ruang server khusus karena mengatur suhu sekaligus kelembaban udara. Kelembaban ruang server sebaiknya 40%-55%, walaupun kelihatannya mulai diperlunak batasnya karena faktor penghematan energi.

3. Kebersihan

Volume udara yang lewat casing sangat besar, kotoran yang lewat seringkali menempel di lubang saringan dan di fan, apabila terlalu banyak kotoran, aliran udara terganggu dan pendinginan tidak efektif. Hal ini juga merupakan salah satu faktor penyebab overheating pada perangkat/komponen server.

2.3 Beban Kalor Pada Ruang Server

Perhitungan beban pendinginan merupakan suatu analisa untuk mengetahui seberapa besar kalor / panas yang ada di dalam suatu ruangan, sehingga dapat ditentukan seberapa besar pendinginan yang dibutuhkan untuk membuat ruangan tetap dalam kondisi dingin. terdapat bebrapa jenis kalor yang dapat mempengaruhi panasnya ruangan , antara lain:

a. Kalor penerangan b. Kalor sensibel atap c. Kalor sensibel peralatan d. Kalor sensibel manusia e. Kalor sensibel partisi

f. Kalor sensibel jendela g. Kalor sensibel dinding h. Kalor sensibel infiltra i. Kalor sensibel lantai j. Kalor sensibel matahari Nilai dari setiap kalor tesebut di atas, dapat diperoleh dengan melakukan beber yang dimiliki. 2.3.1 Kalor Kalor lampu (kW) lampu (kcal/KWh).

Secara matematis dapat dituliskan

Qp = P

Dimana:

Qp = Kalor sensibel penerangan

Pt = Jumlah daya lampu yang digunakan (kW)

Kl = Koefisien lampu neon (1,080 f. Kalor sensibel jendela

g. Kalor sensibel dinding alor sensibel infiltrasi alor sensibel lantai j. Kalor sensibel matahari

dari setiap kalor tesebut di atas, dapat diperoleh dengan

melakukan beberapa langkah perhitungan dari masing yang dimiliki.

Kalor sensibel penerangan

Kalor sensibel penerangan dapat diperoleh dengan menghitung j lampu (kW) yang digunakan dikali dengan faktor koefisien lampu (kcal/KWh).

Secara matematis dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:

Pt x Kl

Dimana:

= Kalor sensibel penerangan (kcal/h)

= Jumlah daya lampu yang digunakan (kW)

= Koefisien lampu neon (1,080 kcal/kWh)

Gambar 2.7 Komponen kalor pada ruang server

24 | P a g e apa langkah perhitungan dari masing-masing beban kalor

dapat diperoleh dengan menghitung jumlah faktor koefisien transmisi

alam persamaan sebagai berikut: Gambar 2.7 Komponen kalor pada ruang server

25 | P a g e Tabel 2.1 Faktor Koefisien Transmisi Kalor Peralatan Listrik

2.3.2 Kalor sensibel atap

Kalor sensibel atap dapat diperoleh dengan menghitung jumlah luas lantai atap (m²) dikali dengan nilai koefisien transmisi kalor K dari atap (kcal/m².h.˚C) dan dikalikan dengan selisih temperatur dalam dan luar ruangan (˚C).

Perhitungan ini dapat dituliskan secara matematis dalam persamaan sebagai berikut:

Qa = A x Ka x ∆t Dimana:

Qa = Kalor sensibel atap (kcal/h) A = Luar penampang atap (m2)

Ka = Koefisian transmisi kalor atap 120 mm dengan langit-langit (1,58 kcal/m2/h)

∆t = Beda temperatur dalam dan luar ruangan (˚C).

Tabel 2.2 Koefisien transmisi kalor dari atap

Pemanas per 1 kW 0,860 kcal/kWh

Motor listrik per 1 kW 0,860 kcal/kWh

Lampu per 1 kW 0,860 kcal/kWh ( Pijar )

26 | P a g e 2.3.3. Kalor sensibel manusia

Kalor sensibel manusia dapat diperoleh hitunganya dengan cara jumlah orang yang ada dikali dengan faktor koefisien manusia (kcal/h).

Perhitungan secara matematis dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:

Qm = ∑M x Km Dimana:

Qm = Kalor sensibel manusia (kcal/h)

∑M = Jumlah manusia yang yang ada di dalam ruangan Km = Faktor koefisi manusia (0,897 kcal/h)

27 | P a g e Tabel 2.3 Faktor koefisien manusia dan Faktor kelompok

Kondisi kerja Bangunan Jumlah Kalor Total Orang Dewasa

Faktor Kelompok Orang yang

Bekerja

Duduk di kursi Gedung 87 kcal/h 0,897

Bekerja di belakang meja Kantor hotel 106 kcal/h 0,947 Berdiri atau berjalan lambat Toko eceran 123 kcal/h 0,818 Dansa Ruang dansa 201 kcal/h 0,944 Bekerja di

belakang meja Pabrik 335 kcal/h 0,967

28 | P a g e 2.3.4 Kalor sensibel peralatan

Kalor sensibel pada peralatan dapat diperoleh denagn menghitung jumlah daya dari peralatan (kW) dikali dengan faktor koefisien peralatan (kcal/KWh).

Secara matematis rumusan tersebut dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut:

Qp = ∑Pp x Kp Dimana:

Qp = Kalor sensibel pada peralatan (kcal/h) ∑Pp = Jumalah daya dari peralatan (kW)

Kp = Nilai koefisien peralatan bermuatan lsitrik (0.860 kcal/KWh)

Tabel 2.5 Faktor koefisien kalor peralatan

2.3.5 Kalor sensibel jendela

Kalor sensibel jendela dapat diperoleh dengan perhitungan luas jendela dikali dengan nilai koefisien transmisi kalor yang melalui jendela (kcal/ m².h.˚C) dikalikan dengan selisih temperatur interior dan exterior (˚C).

Perhitungan tersebut dapat ditulis dalam rumusan matemtis dengan bentuk persamaan berikut ini:

29 | P a g e Dimana:

Qj = Kalor sensibel jendela (kcal/ m².h.˚C)

Aj = Luas penampang jendela (m2)

∆t = Beda temperatur interior dan exterior (˚C)

Tabel 2.6 Koefisien transmisi kalor jendela

Satu pelat kaca Tidak tergantung tebal kaca 5,5 kcal/m².h.˚C Kaca ganda Tidak tergantung tebal kaca 2,2 kcal/m².h.˚C Blok kaca Tidak tergantung tebal kaca 5,5 kcal/m².h.˚C

2.3.6 Kalor sensibel dinding

Kalor sensibel pada dinding dapat ditentukan dengan perhitungan luas dinding (m²) dikalikan dengan koefisien transmisi kalor dari dinding (kcal/ m².h.˚C) dikali dengan selisih temperatur ekivalen dari radiasi matahari ditambah dengan selisih temperatur ekivalen dari temperatur atmosfir (˚C).

Perhitungan kalor sensibel pada dinding secara matematis dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut:

Qd = Ad x Kd x (∆tm + ∆ta) Dimana:

Qd = Kalor sensibel dinding (kcal/m².h.˚C) Ad = Luas permukaan dinding (m2)

30 | P a g e ∆tm = Beda temperatur ekivalen dari radiasi matahari (˚C)

∆ta = Beda temperatur ekivalen dari temperatur atmosfir (˚C).

Tabel 2.7 Koefisien transmisi kalor dinding

Tebal dinding

Koefisien transmisi kalor K

(kcal/m².h.˚C) Lapisan (biasa) Bagian

utama

Atap luar menonjol ke luar 5 mm

Beton

12 mm 3,08

Adukan semen di luar 15

mm 150 mm 2,89

Adukan di luar 15 mm 200 mm 2,62

Plester 3mm 250 mm 2,05

Batu bata 210 mm 1,62

Tanpa lapisan Beton

50 mm 4,75

100 mm 4,06

200 mm 3,15

Perhitungan matematis yang digunakan, yaitu: a. Luas dinding radiasi =

Luas dinding penuh − Luas kaca jendela total b. ETD = Kalor masuk_K

c. Kalor masuk = waktu pengukuran × {1,031 + (waktu 1 jam setelah pengukuran – waktu pengukuran)} × {0,669 + (waktu 2 jam setelah pengukuran – waktu 1 jam setelah pengukuran)}× {0,312 – (waktu 2 jam setelah pengukuran – waktu 3 jam setelah pengukuran)}× 0,046. (Tergantung lama pengukuran)

31 | P a g e e. K = _{r1.tebal dinding +Rsi+Rso}1

Keterangan:

 ETD = Beda temperatur ekivalen dari radiasi matahari + selisih temperatur ekivalen dari temperatur atmosfir (˚C).

 r1 = Tahanan kalor dan kapasitas kalor dari bahan bangunan (m²h˚/kcal). Untuk dinding berbahan dasar beton biasa, yaitu 0,714 m²h˚/kcal.

 Rsi = Tahanan perpindahan kalor dari lapisan permukaan dalam dinding.

 Rso = Tahanan perpindahan kalor dari lapisan permukaan luar dinding.

Tabel 2.8 Temperatur Ekivalen Radiasi Matahari

Waktu, pukul Temperatur (˚C)

5 0 6 16,1 7 26,1 8 29,1 9 25,1 10 18,4 11 9,7 12 0

32 | P a g e Tabel 2.9 Harga Substitusi t

t 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 dst.

1 0,046 0,312 0,669 1,031 1,364 dst.

Tabel 2.10 Hambatan Kalor Permukaan

2.3.7 Kalor radiasi matahari

Kalor radiasi matahari total dapat diperoleh dengan menghitung radiasi matahari langsung (kcal/m2h) ditambah dengan radiasi matahari tak langsung (kcal/m2h).

Secara matematis perhitungan tersebut dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut:

Qrm = RMl + RMtl

Dimana:

Qrm = Kalor total radiasi matahari (kcal/m2h)

RMl = Radiasi matahari langung (kcal/m2h)

RMtl = Radiasi matahari tak langsung (kcal/m2h)

Detail perhitungan:

Rsi 0,05 m²h˚/kcal

a. Luas kaca jendela yang terkena radiasi matahari = (Panjang jendela.

b. sin h = sin ψ . sin δ + cos ψ . cos δ . cos 15 τ

c. d. = e. = f. ℎ = g. = Nilai r

berdasarkan grafik di bawah ini:

Luas kaca jendela yang terkena radiasi matahari = (Panjang jendela.

sin h = sin ψ . sin δ + cos ψ . cos δ . cos 15 τ

=sin h .sin ψ−sin δ_{cos h.cos ψ}

= 1164 × P × Cos h × Cos β

= 1164 × P

= 1164 × P × sinh = 1164 × P × cos h

Nilai radiasi matahari yang terpancar dapat dilihat berdasarkan grafik di bawah ini:

Gambar 2.8 Radiasi Matahari Terpencar

33 | P a g e Luas kaca jendela yang terkena radiasi matahari = (Panjang × Lebar)

dilihat diperoleh

34 | P a g e Keterangan:

 A = Azimut matahari.

 P = Permeabilitas atmosferik. (0,6 – 0,75).

 β = Sudut samping dari arah datangnya radiasi matahari.

 =Radiasi matahari langsung pada bidang vertikal, tetapi pada posisi membuat sudut samping βdari arah datangnya matahari (kcal/m²h).  = Radiasi matahari langsung pada bidang tegak lurus arah

datangnya radiasi (kcal/m²h).

 ℎ = Radiasi matahari langsung pada bidang horizontal(kcal/m²h).

 = Radiasi matahari langsung pada bidang vertikal(kcal/m²h).

 1164 = Konstanta panas matahari (radiasi matahari rata-rata tahunan di antariksa)

 −90 = pengukuran dilakukan pada azimut matahari ke arah timur.

 ψ = kedudukan garis lintang (lintang utara benilai positif dan lintang selatan benilai negatif).

 τ = saat penyinaran matahari (saat pukul benilai nol, saat siang hari (P.M) bernilai positif, dan saat pagi hari (A.M) bernilai negatif).

 h = ketinggian matahari Tabel Kaca Biasa Kaca Kacabiasa Menyerap di luar Kaca setengah cermin

2.3.8 Kalor sensibel lantai Kalor s

dikali dengan nilai dan dikalikan dengan s

Gambar 2.9 Deklinasi Matahari

τ = saat penyinaran matahari (saat pukul benilai nol, saat siang hari (P.M) bernilai positif, dan saat pagi hari (A.M) bernilai negatif).

h = ketinggian matahari.

Tabel 2.11 Faktor Transmisi Jendela

Tanpa Penutup Dengan Penutup dalam

Kaca Biasa 0,95 Kaca ganda : Kacabiasa Menyerap di luar 0,7 0,6 Kaca setengah cermin 0,4

Kalor sensibel lantai

sensibel lantai dapat diperoleh dengan perhitungan l dikali dengan nilai koefisien transmisi kalor K dari lantai dan dikalikan dengan selisih temperatur dalam dan luar ruangan (

35 | P a g e τ = saat penyinaran matahari (saat pukul benilai nol, saat siang hari (P.M) bernilai positif, dan saat pagi hari (A.M) bernilai negatif).

Dengan Penutup dalam Ruangan

0,5

0,5 0,4 -

dapat diperoleh dengan perhitungan luas lantai (m²) oefisien transmisi kalor K dari lantai (kcal/m².h.˚C)

36 | P a g e Secara matematis perhitungan tersebut dapat dibuat dalam persamaan sebagai berikut:

Ql = Al x Kl x ∆t

Dimana:

Ql = Kalor sensibel lantai (kcal/m².h.˚C) Al = Luas permukaan lantai (m²)

Kl = Nilai koefisien lantai (kcal/m².h.˚C).

∆t = Beda temperatur dalam dan luar ruangan (˚C).

Tabel 2.12 Koefisien transmisi kalor K lantai

2.3.9 Kalor sensibel infiltrasi

Kalor sensibel infiltrasi dapat diperoleh dengan perhitung volume ruangan (m³) dikalikan dengan jumlah pergantian ventilasi alamiah dikali dengan selisih temperatur exterior dan interior (˚C) dikalikan dengan nol koma duapuluh empat dibagi vulume spesifik (0,24 / Volume spesifik).

Secara matematis perhitungan kalor sensibel infiltrasi dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:

37 | P a g e Qi = V x ∑ Cu x ∆t x (0.24/Vs)

Dimana :

Qi = Kalor sensibel infiltrasi (kcal/m².h.˚C) V = Volume ruangan (m3)

∑ Cu = Jumlah pertukaran udara (satuan)

∆t = Beda temperatur exterior dan interior (˚C) Vs = Volume spesifik ruangan (m3)

Tabel 2.13 Jumlah pergantian udara pada ruangan

Rumah standar 1 kali

Rumah dengan banyak jendela 1,5 - 2 kali

Rumah, pintu, dan jendela sering dibuka tutup 1,5 - 2 kali

Nilai konversi :

- 1Kcal = 3,97 Btu /h - 1 Kw = 3413 Btu / h - 1 W / h = 0,86 Btu / h - 1 Kcal / h = 1,1628 Btu / h

Rumusan praktis dalam menghitung beban/kapasitas pendinginan (Cooling Load) yaitu : - Luas ruangan (m2) x 500 Btu / h

- Volume Ruangan (m3) x 180 Btu / h - Tinggi ruangan 3 meter

38 | P a g e Grafik Psychometric untuk menentukan nilai entalphi, spesifik volume dan nilai lain yang bisa ditentukan dengan grafik dibawah ini.

Grafik 2.1 tolak ukur nilai SHF

39 | P a g e Grafik 2.3 Psychometric dengan tambahan diagram pengukuran SHF