SISTEM PENGKONDISIAN UDARA UNTUK GEDUNG PERPUSTAKAAN

(1)

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin

Diajukan oleh :

ARDY SUGIARTO NIM : 065214003

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNVERSITAS SANATA DHARMA

(2)

FINAL PROJECT

As partitial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree

Mechanical Engineering Study Program Mechanical Engineering Department

by

ARDY SUGIARTO Student Number : 065214003

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2009

(3)

(4)

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.

Yogyakarta, Oktober 2009

Ardy Sugiarto

(5)

yang berperan penting bagi mahasiswa dan karyawan Universitas Sanata Dharma karena di tempat itulah berbagai macam ilmu pengetahuan tersedia. Setiap hari, banyak orang berkunjung ke gedung ini. Dari sebab itu, untuk menunjang seluruh kegiatan di dalamnya, maka sirkulasi udara di dalam gedung ini harus dirancang sedemikian rupa sehingga manusia di dalamnya merasa nyaman dan betah. Pengkondisian udara yang dirancang adalah menggunakan sistem sentral dengan mesin pendingin air (water chiller) dan sebuah menara pendingin (cooling tower) untuk membantu pendinginan kondenser pada chiller.

Hal pertama yang dilakukan adalah mengetahui terlebih dahulu denah ruangan pada gedung perpustakaan tersebut. Setelah itu, dapat dihitung beban pendinginan total yang nantinya dibebankan pada mesin pendingin (water chiller). Mesin pendingin dapat dipilih sesuai dengan beban pendinginan total pada gedung. Dari hasil pemilihan mesin pendingin (water chiller), maka dapat dilakukan perancangan sistem perpipaan dan juga sistem ducting yang sesuai.

Dari sistem perancangan yang dilakukan, dapat diperoleh kesimpulan bahwa beban pendinginan total pada Gedung Perpustakaan USD adalah sebesar 73,81 TR atau 885720 BTU / hr. Mesin pendingin air (Water Chiller) yang akan digunakan adalah Water Cooled Screw Chiller Model 110 ASC dan menara pendingin (Cooling Tower) yang akan digunakan adalah Cooling Tower Model LBC-80. Sistem perpipaaan yang digunakan dalam Gedung Perpustakaan USD adalah Two Pipe

Direct Return System sehingga air pendingin mempunyai temperatur yang sama

pada saat masuk ke setiap unit penyegar udara.

(6)

(7)

dan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari, bahwa Penulis tidak dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini tanpa campur tangan Tuhan.

Tugas Akhir merupakan sebagian persyaratan yang wajib ditempuh oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Tugas Akhir ini juga dapat dikatakan sebagai wujud pemahaman dari hasil belajar mahasiswa setelah mengikuti kegiatan perkuliahan selama di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam Tugas Akhir ini akan dibahas mengenai perancangan sistem pengkondisian udara (AC) untuk gedung perpustakaan. Dalam Tugas Akhir tersebut, Penulis berencana untuk merancang ulang sistem AC yang semula split diubah menjadi sistem AC sentral.

Penulis menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini juga melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, Penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Ir. PK. Purwadi, M.T., dosen pembimbing Tugas Akhir. 4. Budi Setyahandana, S.T., M.T., dosen pembimbing akademik.

(8)

memberikan denah gedung.

8. Ayah dan ibu Penulis yang telah memberikan motivasi paling kuat dan membiayai penulis dalam menyelesaikan kuliah dan Tugas Akhir ini.

10. Kakak Penulis yang telah memberi dorongan baik sera moral maupun material. 11. Budi Harianto dan Gani Purwanto yang telah meminjamkan berbagai fasilitas

dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

12. Teman-teman dari Teknik Mesin 2006 dan Kos Tasura 52.

13. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

Usaha yang Penulis lakukan sudah semaksimal mungkin, namun Penulis menyadari bahwa kemampuan Penulis terbatas termasuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, Penulis mohon maaf atas segala kekurangan dan kesalahan yang terdapat dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Saran serta kritik yang membangun dari Pembaca sangat Penulis harapkan demi perbaikan dikemudian hari.

Penulis berharap semoga Tugas Akhir yang telah Penulis susun ini dapat memberikan manfaat bagi para Pembaca.

Yogyakarta, Oktober 2009

Penulis,

(9)

TITLE PAGE ………. ii

HALAMAN PENGESAHAN ……… iii

PERNYATAAN……….. iv

ABSTRAK ……….. v

LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ……….. ix

DAFTAR GAMBAR ………. xiv

DAFTAR TABEL ……….. xvii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……… 1

1.2 Tujuan ………. 2

1.3 Manfaat ……….. 3

1.4 Pembatasan Masalah ………. 3

1.5 Tahapan Perancangan ………...……… 5

1.6 Asumsi-asumsi yang Digunakan ………. 5

BAB II RANCANGAN AC PADA GEDUNG PERPUSTAKAAN PUSAT 2.1 Denah Lantai Basement ………... 7

(10)

2.5 Perencanaan Sistem Pengkondisian Udara ... 15

2.6 Gambar Rancangan AC Lengkap ...…… 17

2.6.1 Gambar Rancangan AC Basement ………... 18

2.6.2 Gambar Rancangan AC Lantai I ………... 18

2.6.3 Gambar Rancangan AC Lantai II ...………. 19

2.6.4 Gambar Rancangan AC Lantai III ………. 19

BAB III PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN 3.1 Rumus yang Digunakan dalam Menghitung Besarnya Beban Pendinginan 25 3.2 Perhitungan Beban Pendinginan pada Basement ………... 28

3.2.1 Ruang Administrasi ………... 28

3.2.2 Ruang Pimpinan ... 38

3.2.3 Ruang Rapat Staf ... 42

3.2.4 Lobby ………... 46

3.2.5 Ruang Makan ... 49

3.2.6 Ruang Panel Listrik ………... 53

3.2.7 Ruang Pengolahan dan Gudang ... 57

3.2.8 Ruang Buku ... 61

3.3 Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai I ... 66

3.3.1 Ruang Seminar ... 67

(11)

3.3.5 Ruang Buku/Baca ... 85

3.4 Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai II ……… 90

3.5 Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai III ... 95

3.6 Psychrometric Chart ……….. 101

3.6.1 AHU pada lantai I ... 101

3.6.2 AHU pada lantai II ... 102

BAB IV PEMILIHAN WATER CHILLER DAN COOLING TOWER 4.1 Water Chiller………... 112

4.1.1 Proses penguapan refrigeran .……….. 114

4.1.2 Proses pemanasan lanjut (Superheated)………. . 114

4.1.3 Proses kompresi ……….. 115

4.1.4 Proses penurunan suhu ……… 116

4.1.5 Proses pendinginan lanjut (Subcooled)……… 116

4.1.6 Proses penurunan tekanan ……….. 116

4.2 Perhitungan pada Siklus Kompresi Uap ………. 119

4.3 Pemilihan Water Chiller………..……… 120

4.4 Skematik Lengkap Water Chiller……… 123

4.5 Menentukan Pompa Air Dingin dari Evaporator ke AHU dan FCU…….. 123

4.6 Cooling Tower ……… 125

(12)

BAB V RANCANGAN SISTEM PERPIPAAN DAN DUCTING

5.1 Sistem Perpipaan ……...………... 139

5.1.1 Series Loop System ……… 139

5.1.2 One Pipe Main System……… 140

5.1.3 Two Pipe Direct Return System ………. 141

5.1.4 Two Pipe Reverse Return System ……….. 142

5.2 Debit Air Pendingin Melalui Unit Penyegar Udara ……… 144

5.3 Perhitungan Sistem Perpipaan Setiap Lantai ……….. 146

5.3.1 Sistem Perpipaan Lantai Basement...………... 150

5.3.2 Sistem Perpipaan Lantai I ………... 153

5.3.3 Sistem Perpipaan Lantai II ………. 155

5.3.3 Sistem Perpipaan Lantai III ……… 157

5.4 Perhitungan Head Pompa ……… 159

5.4.1 Perhitungan Head Pompa pada Lantai Basement ………. 160

5.4.2 Perhitungan Head Pompa pada Lantai I ………. 171

5.4.3 Perhitungan Head Pompa pada Lantai II ………. 171

5.4.4 Perhitungan Head Pompa pada Lantai III………. .. 172

5.5 Sistem Ducting ………...……….. 176

(13)

6.2 Pemeriksaan Mesin Refrigerasi... 186 6.3 Perawatan Penyegar Udara... 187 6.4 Perawatan Water Chiller... 189

BAB VII KESIMPULAN

7.1 Kesimpulan ………. 190

DAFTAR PUSTAKA ………. 192

LAMPIRAN

(14)

Gambar 1.1 Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma ...… 4

Gambar 1.2 Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma ...… 4

Gambar 2.1 Denah lantai Basement ...… 8

Gambar 2.2 Denah lantai I ……...………... 10

Gambar 2.3 Denah lantai II ……... 12

Gambar 2.4 Denah lantai III …………... 14

Gambar 2.5 Sistem Penyegaran Udara ……….…. 16

Gambar 2.6.1 Air Handling Unit (AHU) …..……… 17

Gambar 2.6.2 Fan Coil Unit (FCU) ...……… 18

Gambar 2.7 Gambar rancangan lengkap AC pada lantai Basement ……….. 20

Gambar 2.8 Gambar rancangan lengkap AC pada lantai I ………. 21

Gambar 2.9 Gambar rancangan lengkap AC pada lantai II ……… 22

Gambar 2.10 Gambar rancangan lengkap AC pada lantai III ……… 23

Gambar 3.1 Sistem pengkondisian udara di dalam ruang ber-AC………... 105

Gambar 3.2 Diagram Psikrometri untuk beban pendinginan lantai I...…….. 106

Gambar 3.3 Diagram Psikrometri untuk beban pendinginan lantai II...…... 111

Gambar 4.1 Skema sistem kerja water chiller ………. 113

Gambar 4.2 P-h diagram untuk siklus kompresi uap……… 113

Gambar 4.3 T-s diagram untuk siklus kompresi uap... 114

Gambar 4.4 Hermetic reciprocating compressor...………. 115

(15)

Gambar 4.7 Skema lengkap water chiller………. 123

Gambar 4.8 Skema pemasangan pipa saluran cooling tower dan kondenser… 126 Gambar 4.9 Cooling Tower model LBC-80………. 128

Gambar 4.10 Friction loss for water in Schedule 40 steel pipe – open system.. 131

Gambar 4.11 Unjuk kerja pompa untuk sistem perpipaan………. 136

Gambar 5.1 Series loop piping system ……… 140

Gambar 5.2 One pipe main system ……….. 141

Gambar 5.3 Two pipe direct return system ………. 142

Gambar 5.4 Two pipe reverse return system ………... 143

Gambar 5.5 Friction loss for water in schedule 40 steel pipe-closed system .. 149

Gambar 5.6 Friction loss for water in copper tubbing-open or closed system. 150 Gambar 5.7 Skema sistem perpipaan lantai basement... ... 152

Gambar 5.8 Skema sistem perpipaan lantai I ………. 154

Gambar 5.9 Skema sistem perpipaan lantai II ………. 156

Gambar 5.10 Skema sistem perpipaan lantai III ………. 158

Gambar 5.11 Perpipaan sistem terbuka ...………. 159

Gambar 5.12 Friction loss for air flow in galvanized steel round ducts ……… 179

Gambar 5.13 Equivalent round duct sizes ……….…… 180

Gambar 5.14 Skema sederhana sistem ducting AHU1 lantai II ……… 182

Gambar 5.15 90° Rectangular elbow ……….……… 183

(16)

Gambar 6.9 Skema sederhana sistem ducting untuk AHU pada lantai III …. 141

(17)

Tabel 3.2 Koefisien perpindahan panas ………... 29

Tabel 3.3 Koefisien perpindahan panas melalui dinding ……… 30

Tabel 3.4 Solar Heat Gain Factors untuk kaca……… 33

Tabel 3.5 Shading Coefficients untuk kaca………. 33

Tabel 3.6 Cooling Load Factors untuk kaca……… 34

Tabel 3.7 Sensibel dan Laten Heat Gain pada manusia ……….. 35

Tabel 3.8 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Administrasi……… 37

Tabel 3.9 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Pimpinan…………. 39

Tabel 3.10 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Rapat Staf………… 45

Tabel 3.11 Data Perhitungan Beban Pendinginan Lobby……….. 48

Tabel 3.12 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Makan……….. 52

Tabel 3.13 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Panel Listrik…….... 56

Tabel 3.14 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Pengolahan&Gudang 60 Tabel 3.15 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Buku……… 65

Tabel 3.16 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Seminar……… 71

Tabel 3.17 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Diskusi 1&2... 76

Tabel 3.18 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Diskusi 3... 80

Tabel 3.19 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Informasi,dll... 84

Tabel 3.20 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Baca/Buku lantai.1.. 89

Tabel 3.21 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Baca/Buku lantai.2.. 94

(18)

Tabel 4.2 Data Teknis dari Water Cooled Screw Chiller...………. 121

Tabel 4.3 Spesifikasi Water Chiller yang digunakan ……….. 122

Tabel 4.4 Spesifikasi data Cooling Tower yang digunakan………. 127

Tabel 4.5 Spesifikasi Cooling Tower yang digunakan ………. 129

Tabel 4.6 Equivalent Feet of Pipe for Piping and Valves……… 132

Tabel 4.7 Data-data perhitungan Head Pompa 1 ……… 135

Tabel 4.8 Data-data perhitungan Head Pompa 2 ……… 138

Tabel 5.1 Hasil perhitungan laju aliran air pendingin ………. 145

Tabel 5.2 Data-data sistem perpipaan lantai basement ... 151

Tabel 5.3 Data-data sistem perpipaan lantai I ……… 153

Tabel 5.4 Data-data sistem perpipaan lantai II……… 155

Tabel 5.5 Data-data sistem perpipaan lantai III ……… 157

Tabel 5.6 Kerugian tekanan pada beberapa komponen sistem perpipaan ….. 162

Tabel 5.7 Data-data perhitungan Head Pompa perpipaan lantai basement….. 170

Tabel 5.8 Data-data perhitungan Head Pompa perpipaan lantai I ………….. 173

Tabel 5.9 Data-data perhitungan Head Pompa perpipaan lantai II………….. 174

Tabel 5.10 Data-data perhitungan Head Pompa perpipaan lantai III .……….. 175

Tabel 5.11 Recommended maximum duct velocity for low velocity system ... 178

Tabel 5.12 Hasil perhitungan ukuran ducting AHU 1 lantai II………... 182

Tabel 5.13 Loss Coefficients (C) untuk sambungan ducting (fitting) ……….. 184

(19)

(20)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada masa sekarang, kebutuhan hidup manusia kian lama kian kompleks. Kebutuhan akan rasa nyaman merupakan salah satu kebutuhan terpenting yang didambakan setiap manusia di dunia. Berbagai macam usaha telah dilakukan manusia untuk memenuhi kebutuhan akan rasa nyaman tersebut. Salah satu usaha tersebut yaitu dengan mengusahakan lingkungan yang sejuk, segar, dan bebas dari polusi, khususnya polusi udara. Kita tahu bahwa semakin hari, kita semakin sulit untuk menemukan lingkungan yang sedemikian rupa.

Dalam keadaan seperti ini, manusia dituntut untuk melakukan berbagai jenis kegiatan/aktivitas. Namun, dengan keadaan udara yang panas, kotor, dan kurangnya suplai oksigen yang kita hirup dalam udara dapat menyebabkan manusia lebih cepat lelah, ngantuk, malas beraktivitas, atau bahkan dapat menimbulkan penyakit-penyakit yang berhubungan dengan pernapasan.

(21)

seperti ini sangatlah bertolak belakang dengan udara di daerah pantai, pegunungan, atau pedesaan yang masih sangat segar dan bebas dari polusi.

Berbagai upaya telah dilakukan manusia untuk mengurangi panasnya udara. Salah satunya adalah dengan menggunakan AC (Air Conditioning). AC dapat digunakan pada bangunan maupun pada kendaraan. AC pada bangunan dapat berupa AC central atau AC split. Untuk bangunan besar yang mempunyai kapasitas yang banyak, lebih cocok digunakan AC central

daripada AC split. Sistem AC central ini mungkin terdiri dari satu atau lebih mesin pendingin air (water chiller) dan mesin pemanas air yang diletakkan di satu ruangan mesin.

Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma merupakan salah gedung yang berperan penting bagi mahasiswa dan karyawan Universitas Sanata Dharma karena di tempat itulah berbagai macam ilmu pengetahuan tersedia. Setiap hari, banyak orang berkunjung ke gedung ini. Dari sebab itu, untuk menunjang seluruh kegiatan di dalamnya, maka sirkulasi udara di dalam gedung ini harus dibuat sedemikian rupa sehingga manusia di dalamnya merasa nyaman dan betah.

1.2 Tujuan

1. Membuat udara nyaman bagi orang yang ada di dalam ruangan. 2. Mengatur kelembaban udara (RH) di dalam suatu ruangan. 3. Menyuplai udara segar ke dalam ruangan.

(22)

5. Mengatur distribusi udara dalam ruangan sehingga suhu dan kelembabannya merata.

6. Mengeluarkan udara kotor yang ada dalam ruangan. 7. Menjaga suhu standar (25oC + 1oC).

1.3 Manfaat

1. Mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh pada perkuliahan, khususnya pada mata kuliah Pesawat Pendingin dan Pemanas.

2. Mengetahui besarnya beban pendinginan pada setiap ruangan.

3. Meningkatkan efektifitas dan produktivitas kerja bagi orang yang berada dalam ruangan.

1.4 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah dalam perancangan ini adalah merancang ulang sistem pengkondisian udara (AC) yang diperuntukkan bagi Gedung Perpustakaan yang semula menggunakan sistem AC split dan air ducting

diubah menjadi sistem AC central. Sistem AC central tersebut dirancang dengan dengan sistem pendinginan air (waterchiller).

(23)

Gedung perpustakaan tersebut terdiri dari 3 lantai, dengan tambahan lantai ke 4 sebagai bassement. Bangunan tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.1 dan Gambar 1.2.

Gambar 1.1 Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma

(24)

1.5 Tahapan Perancangan

1. Melakukan survey terhadap bangunan yang dimaksudkan. 2. Menggambar denah ruangan-ruangan pada setiap lantai.

2. Menggambar rancangan lengkap sistem pengkondisian udara, baik ducting

maupun sistem perpipaannya.

3. Melakukan perhitungan beban pendinginan pada setiap ruangan di seluruh lantai.

4. Menentukan water chiller dan cooling tower yang akan digunakan sesuai dengan beban pendinginan.

5. Merancang sistem perpipaan dan sistem ducting. 6. Kesimpulan perancangan dan penutup.

1.6 Asumsi-asumsi yang Digunakan

1. Pada semua lantai, sistem pengkondisian udara menggunakan Air Handling Unit (AHU) dan Fan Coil Unit (FCU).

2. FCU hanya digunakan pada ruangan yang kecil (misal ruangan Kepala Perpustakaan).

3. Pada koridor tangga dan wc dari setiap lantai tidak dikondisikan karena diasumsikan udara segar dapat bersirkulasi melalui pintu dan jendela - jendela yang terbuka.

(25)

5. Kondisi udara di luar ruangan

Asumsi (diambil pada bulan Oktober yang merupakan bulan terpanas di Indonesia) :

Temperatur bola kering (DB) = 32 °C (90 F) Temperatur bola basah (WB) = 27 oC (80,6 F) Rancangan temperatur luar rerata = 31,1 oC (88 F)

6. Kondisi udara di dalam lobby-lobby serta tempat – tempat lainnya yang tidak terkena radiasi langsung sinar matahari dan tidak dikondisikan diasumsikan :

Temperatur bola kering: 30 oC (86 F) Temperatur bola basah: 25,28 oC (77,5 F)

7. Lokasi perancangan, diasumsikan terletak pada 6 oLS dan 107 oBT. 8. Faktor koreksi untuk RSHG di setiap ruangan (Fc) = 1

9. Dalam hal ini, aliran udara (infiltrasi) yang melalui celah-celah sengaja tidak diperhitungkan.

10. Untuk ventilasi, diasumsikan setiap orang membutuhkan udara segar sebanyak 10 CFM.

11. Pada sambungan ducting juga diasumsikan terdapat kebocoran sebesar 5% dari total CFM.

(26)

2.1 Denah Lantai Basement

Denah lantai Basement pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1. Denah lantai Basement tersebut terdiri dari beberapa ruangan sebagai berikut :

A : ruang administrasi B : ruang pimpinan C : ruang rapat staf D : lobby

E : ruang makan F : pantry G : gudang alat H : ruang panel listrik

I : ruang pengolahan & gudang J : WC

K : Tangga L : ruang buku M : ruang pelayanan

(27)

(28)

2.2 Denah Lantai I

Denah lantai I pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.2. Denah lantai I tersebut terdiri dari beberapa ruangan sebagai berikut :

A : ruang seminar 1 L : ruang fotocopi B : ruang seminar 2 M : ruang informasi C : ruang seminar 3 N : ruang penitipan tas D : ruang seminar 4 O : ruang pendaftaran E : ruang diskusi 1 P : tangga

F : ruang diskusi 2 Q : ruang pameran buku/majalah

G : lobby R : pintu masuk

H : pantry S : ruang pelayanan I : gudang alat T : ruang katalog

J : wc U : ruang buku/baca

K : ruang diskusi 3

(29)

Gambar 2.2 Denah lantai I pada G

(30)

2.3 Denah Lantai II

Denah lantai II pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.3. Denah lantai II tersebut terdiri dari beberapa ruangan sebagai berikut :

A : ruang buku/baca B : wc

(31)

(32)

2.4 Denah Ruangan Lantai III

Denah lantai III pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.4. Denah lantai III tersebut terdiri dari beberapa ruangan sebagai berikut :

A : ruang work station B : lobby

C : wc

D : ruang printer E : ruang buku/baca F : ruang pelayanan

(33)

(34)

2.5 Perencanaan Sistem Pengkondisian Udara

Sistem pengkondisian udara terdiri dari berbagai macam jenis. Sedangkan sistem pengkondisian udara yang umum digunakan adalah sistem udara penuh, sistem air penuh, sistem air-udara, dan sistem penyejuk udara tunggal (AC split). (Sumber : Penyegaran Udara, Wiranto Arismunandar)

Dari berbagai sistem pengkondisian udara yang ada, dipilih pengkondisian udara dengan sistem udara penuh (all-air type air conditioning systems). Sistem ini dipilih karena memiliki beberapa keuntungan, antara lain : 1. Konstruksinya sederhana.

2. Perancangan, pemasangan, pemakaian, dan perawatannya relatif lebih mudah.

3. Biaya pemasangan, operasi, dan perawatannya relatif murah. 4. Memiliki tingkat fleksibilitas yang tinggi.

Sistem pengkondisian udara penuh memiliki beberapa komponen utama yang dapat dilihat pada Gambar 2.5. Komponen-komponen tersebut adalah sebagai berikut :

1. Sistem pembangkit kalor, mesin refrigerasi, menara pendingin, dan ketel uap.

2. Sistem perpipaan, yaitu pipa refrigeran, pipa air, dan pompa.

3. Penyegar udara, yang terdiri atas saringan udara, pendingin udara, pemanas udara, dan pelembab udara.

(35)

Gambar 2.5 Sistem Penyegaran Udara (Penyegaran Udara, Wiranto Arismunandar)

Cara kerja dari sistem di atas yaitu udara dari luar dan udara dalam ruangan yang dimasukkan kembali ke dalam mesin pengkondisian udara bercampur dan kemudian menuju ke dalam saringan udara (filter) yang berfungsi menyaring debu yang ada dalam udara (proses filtrasi) sehingga diperoleh udara bersih.

Untuk proses pendinginan udara, udara bersih kemudian didinginkan oleh pendingin udara dan dikeringkan oleh koil pengering. Alat pendingin udara ini merupakan pipa-pipa atau koil yang dialiri air dingin dari water chiller (pendingin air) atau dari refrigeran cair yang dipompa atau mengalir sendiri karena adanya tekanan dari refrigeran itu sendiri.

(36)

pemanas udara yang dimaksud merupakan pipa-pipa atau koil yang dialiri uap panas atau uap panas dari ketel uap.

2.6 Gambar Rancangan AC Lengkap

Sistem pengkondisian udara yang digunakan untuk pendinginan di Gedung Perpustakaan Pusat ini memanfaatkan AHU (Air Handling Unit) untuk ruangan besar dan FCU (Fan Coil Unit) untuk ruangan kecil.

Ruangan-ruangan yang menggunakan FCU bertujuan agar suhu udaranya dapat diatur sesuai dengan keinginan penghuni di dalam ruangan tersebut, bahkan dapat dimatikan bila diinginkan. Sedangkan bila menggunakanan AHU, kondisi udara tidak dapat diatur sesuai keinginan dan tidak dapat dimatikan sewaktu-waktu. Gambar AHU dapat dilihat pada

Gambar 2.6.1.. Sedangkan gambar FCU dapat dilihat pada Gambar 2.6.2.

Gambar 2.6.1 Air Handling Unit (AHU) (Penyegaran Udara, Wiranto

(37)

Gambar 2.6.2 Fan Coil Unit (FCU) (Penyegaran Udara, Wiranto Arismunandar)

Untuk ruangan- uangan seperti wc, koridor tangga, dan ruangan yang selalu terbuka sengaja dirancang untuk tidak dikondisikan (dipasang AC). Hal ini bertujuan untuk menghemat biaya pemasangan AC dan mengurangi beban pendinginan pada gedung.

2.6.1 Gambar Rancangan AC Basement

Gambar rancangan lengkap pemasangan AC pada basement dapat dilihat pada Gambar 2.7. Untuk lantai basement, ada beberapa ruangan yang menggunakan FCU (Fan Coil Unit), ruangan-ruangan tersebut antara lain ruang administrasi, ruang pimpinan, ruang rapat staff, ruang makan, dan ruang panel listrik. Sedangkan untuk wc sengaja tidak dikondisikan karena sudah memanfaatkan sirkulasi udara dari lubang ventilasi.

2.6.2 Gambar Rancangan AC Lantai I

(38)

lain ruang seminar, ruang diskusi,dan ruang fotocopi. Bagian lobby tidak dikondisikan karena udara dapat bersirkulasi dengan bebas lewat pintu masuk dan jendela-jendela yang selalu terbuka. Sedangkan ruang pameran buku, ruang informasi, ruang penitipan tas, dan ruang pendaftaran terhubung langsung dengan lobby tanpa adanya pembatas atau penyekat sehingga udara bebas bersirkulasi.

2.6.3 Gambar Rancangan AC Lantai II

Gambar rancangan lengkap pemasangan AC pada lantai II dapat dilihat pada Gambar 2.9. Untuk lantai II, hanya digunakan AHU karena tidak ada ruangan yang kecil pada lantai tersebut. Ruang pelayanan menjadi satu dengan ruang buku/baca yang hanya dibatasi oleh meja. Sedangkan untuk wc sengaja tidak dikondisikan karena sudah memanfaatkan sirkulasi udara dari lubang ventilasi.

2.6.4 Gambar Rancangan AC Lantai III

(39)

20 Gambar 2.7 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai Basement

Gambar 2.7 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai Basement

(40)

Gambar 2.8 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai I Gambar 2.8 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai I

(41)

Gambar 2.9 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai II Gambar 2.9 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai II

(42)

Gambar 2.10 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai III Gambar 2.10 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai III

(43)

Secara geografis, Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma terletak di kota Yogyakarta yaitu pada 7,48 oLS dan 110,22 oBT. Namun dalam hal ini, untuk menentukan beberapa parameter, digunakan kota Jakarta sebagai acuan perancangan yang terletak pada 6 oLS dan 107 oBT.

Gedung Perpustakaan ini didirikan untuk mendapatkan perlindungan dan lingkungan dalam yang nyaman, sehingga penghuninya terhindar dari keadaan luar yang berubah-ubah. Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatannya merupakan suatu kriteria penting suksesnya rancangan suatu gedung. Walaupun pengaturan kondisi di dalam ruangan biasanya dilakukan dengan sistem pendinginan yang aktif, tetapi perancangan pengkondisian udara (AC) harus memperhitungkan besarnya beban pendinginan yang berlaku.

Perhitungan beban pendinginan ini digunakan untuk mengira kapasitas yang diperlukan dalam berbagai peralatan/mesin pendingin yang sesuai, baik itu mesin penyegar udara (AHU dan FCU), maupun mesin refrigerasi atau dalam hal ini menggunakan water chiller. Selain itu, perhitungan beban pendinginan sangat diperlukan dalam perancangan sistem ducting dan sistem perpipaan.

Untuk melakukan perhitungan besarnya beban pendinginan, akan diasumsikan bahwa panas yang masuk ke dalam ruangan dan yang sudah ada dalam ruangan tersebut adalah berada dalam kondisi yang mendekati harga ekstrim (maksimum) atau merupakan beban pendinginan terbesar.

(44)

3.1 Rumus yang Digunakan dalam Menghitung Besarnya Beban Pendinginan

1) Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, langit–langit/ atap, lantai, dan pintu pada bangunan

Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, langit – langit/atap, lantai, partisi, dan pintu pada bangunan dihitung dengan menggunakan persamaan:

T A U× ×∆

= (BTU/hr)... (3.1) Q

Dengan :

U : Koefisien perpindahan kalor konduksi total dari kaca, dinding, langit-langit/atap, lantai, dan pintu pada bangunan (BTU/hr. ft2. F)

A : Luas permukaan kaca, dinding, langit – langit/atap, lantai, dan pintu pada bangunan (ft2)

T

∆ : Perbedaan temperatur sisi dalam dan luar ruangan (F)

2) Beban kalor radiasi matahari melalui kaca

Besarnya beban kalor radiasi sinar matahari melalui kaca dihitung dengan menggunakan persamaan:

CLF SC A SHGF

Q= × × × (BTU/hr)... (3.2) Dengan:

SHGF: Faktor kalor dari sinar matahari, BTU/(hr.ft2)

SC : Koefisien penyerapan kaca terhadap sinar matahari

(45)

3) Beban kalor peralatan listrik/lampu

Besarnya beban kalor pada lampu dan peralatan listrik dihitung dengan menggunakan persamaan:

: kalor laten yang dihasilkan per orang, BTU/hr : jumlah manusia

: Faktor beban pendinginan pada manusia

CLF : Faktor beban pendinginan pada lampu/peralatan listrik

4) Beban kalor dari manusia

Beban kalor yang dihasilkan oleh manusia terdiri atas beban kalor sensibel dan beban kalor laten. Besarnya beban kalor sensibel yang dihasilkan oleh manusia dihitung dengan menggunakan persamaan:

CLF n qs

s = × × (BTU/hr) ... (3.4) Q

Sedangkan besarnya beban kalor laten yang dihasilkan oleh manusia dihitung dengan menggunakan persamaan:

n q

Q_L = _L × (BTU/hr)... (3.5) Dengan:

s

q : kalor sensibel yang dihasilkan per orang, BTU/hr

L q

n

(46)

5) Beban kalor dari ventilasi

Beban kalor yang dihasilkan melalui ventilasi terdiri atas beban kalor sensibel dan beban kalor laten. Besarnya beban kalor sensibel yang dihasilkan melalui ventilasi dihitung dengan menggunakan persamaan:

T CFM

s =1,1× ×∆ (BTU/hr) ... (3.6) Q

Sedangkan besarnya beban kalor laten yang dihasilkan melalui ventilasi dihitung dengan menggunakan persamaan:

' 68

,

0 CFM W

Q_L = × ×∆ (BTU/hr) ... (3.7) Dengan:

CFM: Laju aliran udara pada ventilasi, ft3/min T

∆ : Perbedaan temperatur antara sisi dalam dan sisi luar ruangan, F '

W : Perbedaan perbandingan kelembaban antara sisi dalam dan sisi luar ruangan, g

∆

(47)

3.2 Perhitungan Beban Pendinginan pada Basement

Perhitungan beban pendinginan pada lantai Basement Gedung Perpustakaan Pusat dilakukan dengan menghitung beban pendinginan pada setiap ruangan pada lantai tersebut.

3.2.1 Ruang Administrasi

Tahapan perhitungan beban pendinginan adalah sebagai berikut : a. Mengetahui Kondisi Udara Rancangan

• Kondisi udara perancangan di dalam ruangan Dari Tabel 3.1, diperoleh :

Temperatur bola kering (DB) = 78 F (25,6 °C) Kelembaban relatif (RH) = 50%

Maka, dari psychrometric chart diperoleh:

Temperatur bola basah (WB) = 65F (18,3 oC) Perbandingan kelembaban (W) = 71 gr/lb • Kondisi udara di luar ruangan

Asumsi (diambil pada bulan Oktober yang merupakan bulan terpanas di Indonesia) :

Temperatur bola kering (DB) = 32 °C (90 F) Temperatur bola basah (WB) = 27 oC (80,6 F) Rancangan temperatur luar rerata = 31,1 oC (88 F) Maka, dari psychrometric chart diperoleh:

(48)

• Kondisi udara di dalam lobby-lobby serta tempat – tempat lainnya yang tidak terkena radiasi langsung sinar matahari dan tidak dikondisikan diasumsikan :

Temperatur bola kering: 30 oC (86 F) Temperatur bola basah: 25,28 oC (77,5 F)

Summer 78 – 80 F DB and 50% RH

Winter 68 – 72 F DB

Tabel 3.1 Kondisi udara kering dalam ruangan rancangan

(Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, hal. 12)

b. Menentukan Nilai Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh (U) pada Kaca, Dinding Beton, Langit-langit/atap, dan Lantai

• Kaca

Kaca yang digunakan adalah kaca single yang tebalnya ¼ inchi. Dari Tabel 3.2 diperoleh nilai U = 1,04 BTU/hr.ft2.F.

Tabel 3.2 Koefisien perpindahan panas

(49)

• Dinding

Dinding terbuat dari beton yang terdiri dari lapisan plester + bata + plester. Plester dibuat dengan campuran antara semen dan pasir, kemudian dicat putih. Sehingga tebal dinding seluruhnya adalah 8inch.

Dari Tabel 3.4 diperoleh untuk dinding dengan ketebalan 8 inch ,U =0,39BTU /hr⋅ ft2⋅F .

Tabel 3.3 Koefisien perpindahan panas melalui dinding

(Handbook of Air Conditioning System Design, Tabel 21)

• Langit-langit dan lantai diasumsikan tidak mengalami perpindahan panas. Hal tersebut dikarenakan kondisi semua ruangan pada lantai basement dikondisikan pada suhu dan kelembaban udara yang sama.

(50)

c. Menghitung Besarnya Beban Pendinginan dengan Rumus-rumus yang Tersedia

Pada lantai basement, digunakan ruang administrasi sebagai contoh dalam perhitungan beban pendinginan.

¾ Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan pintu T

A U

Q= × ×∆

Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah utara adalah:

Q = 1,04 x 10,54 x (90 – 78) = 131,54 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah barat adalah:

Q = 1,04 x 12,9 x (90 – 78) = 161 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi melalui dinding di sebelah utara :

Q = 0,39 x 306,45 x (90 – 78) = 1434,2 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi melalui dinding di sebelah barat :

(51)

¾ Beban kalor radiasi matahari melalui kaca Q=SHGF ×A×SC×CLF (BTU/hr)

Kaca jendela diasumsikan terdapat pelindung dari sinar matahari. Dengan mengasumsikan nilai SHGF (Solar Heat Gain Factors) pada LU = LS, maka pada Tabel 3.4 diambil nilai terdekat dari 6°LS yaitu 8°LU, sehingga diperoleh nilai SHGF : N = 35, W = 231. Seluruh kaca diasumsikan dapat menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior shading Venetian blinds terang. Dari Tabel 3.5

diperoleh nilai SC = 0,4. Nilai CLF diperoleh dari Tabel 3.6, yaitu pada pukul 14.00 sebesar : N = 0,88; W = 0,53 (Light Construction).

Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terletak di sebelah utara adalah:

Q = 35 x 10,54 x 0,4 x 0,88 = 130 BTU/hr

Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terletak di sebelah barat adalah:

(52)

Tabel 3.4 Solar Heat Gain Factors untuk kaca

( Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, Tabel 6.6 hal.102)

Tabel 3.5 Shading Coefficients untuk kaca

(53)

Tabel 3.6 Cooling Load Factors untuk kaca

(Air Conditioning Principles and Syst s, Edward G. Pita, Tabel 6.8 hal.106)

¾

em

Beban kalor peralatan listrik/lampu CLF

BF W

Q=3,4× × × (BTU/hr)

Lampu menggunakan jenis Fluorescent, di dalam ruang ah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 2 maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 200 Watt. Ballast Factor (BF)

Q = 3,4 x 200 x 1 x 1 = 680 BTU/hr administrasi terdapat 5 bu

x 20 Watt,

(54)

Pada ruang administrasi diasumsikan tidak ada peralatan listrik

¾ Beban kalor dari manusia

lain yang menjadi sumber panas.

CLF n q

Q_s = _s × × (BTU/hr)

n q

Q_L = _L × (BTU/hr)

Orang-orang di dalam ruangan yang melakukan aktifitas dapat diperhitungkan dari Tabel 3.7. Jika diasumsikan terdapat 5 orang yang duduk dan melakukan pekerjaan menggunakan komputer, 5 orang yang duduk tenang, maka perhitungannya : Qs = (5 x 255) + (5 x 210) = 2325 BTU/hr

QL = (5 x 255) + (5 x 140) = 1975 BTU/hr Diasumsikan CLF =1.

Tabel 3.7 Sensibel dan Laten Heat Gain pada manusia

(55)

Beban kalor dari ventilasi

Dalam hal ini, aliran udara yang melalui celah-celah sengaja r g an udara segar sebanyak 10 CFM. Pada sambungan oran sebesar 5% dari

suatu unit untuk

dan luar ruangan adalah tidak diperhitungkan. Untuk ventilasi, diasumsikan setiap o an membutuhk

ducting juga diasumsikan terdapat keboc total CFM. Selain itu, dibutuhkan

menghembuskan udara suplai, diasumsikan supply air fan gain (draw through) sebesar 2,5%.

Selisih udara kering di dalam

(

90−78

)

F =12F.

S

¾

elisih rasio kelembaban di dalam dan luar ruangan adalah

(

142−72

)

gr/lb=70gr/lb.

Sehingga :

( ) x = 132 BT QL 0,68 x ( 10) x = 4 B

(56)

Tabel 3.8 a Perh gan Be Pend ina uan istrasiBa ement

Tabel perhitun n beban pe nginan

P dung Pe ustakaan USD R : admi

uang nistrasi Engr. Ardy

La Ca Ard

Cooling load 8595,24 6735 15330,24

(57)

3.2.2 Ru

Dalam disi

udara ra pada ruangan

admini n

untuk g sama dengan

semua ruangan, sehingga nilai koefisien perpindahan panas menyeluruhnya (U) juga sama. Perhitungan yang dilakukan juga menggunakan rumus yang sama dengan perhitungan beban pendinginan pada ruang administrasi. Beberapa perhitungan beban pendinginan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

¾ Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan pintu Besarnya beban kalor konduksi pada kaca di sebelah barat : Q = 1,04 x 25,81 x (90 – 78) = 322,1 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding di sebelah barat : Q = 0,39 x 146,24 x (90 – 78) = 684,4 BTU/hr

¾

ang Pimpinan

perhitungan beban pendinginan ruang pimpinan ini, kon yang rancangan sama dengan kondisi uda

strasi dan ruangan lainnya. Selain itu, bahan yang digunaka kaca, dinding, dan pintu memiliki bahan yan

Beban kalor radiasi matahari melalui kaca CLF

SC A SHGF

Q= × × × (BTU/hr)

Kaca jendela diasumsikan terdapat pelindung dari sinar (Solar Heat ain Factors) pada LU = LS, maka pada Tabel 3.4 diambil ilai terdekat dari 6°LS yaitu 8°LU, sehingga diperoleh nilai HGF : W = 231. Seluruh kaca diasumsikan dapat menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior matahari. Dengan mengasumsikan nilai SHGF

G

(58)

shading Venetian blinds terang. Dari Tabel 3.5 diperoleh nilai SC = 0,4. Nilai CLF diperoleh dari Tabel 3.6, yaitu pada

¾ Beban kalor peralatan listrik/lampu

pukul 14.00 sebesar : W = 0,53 (Light Construction).

Q = 231 x 25,81 x 0,4 x 0,53 = 1263,97 BTU/hr

CLF BF W

Q=3,4× × × (BTU/hr)

Lampu menggunakan jenis Fluorescent, di dalam ruang pimpinan terdapat 1 buah lampu TL yang masing-masing

att, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah Watt. Ballast Factor (BF) d Lampu hanya dinyalakan selama waktu kerja,

1 = 136 BTU/hr

n tidak ada peralatan listrik lain memiliki daya 2 x 20 W

sebesar 40 iasumsikan 1.

sehingga lama waktu penyalaan lampu juga sama dengan waktu penggunaan AC, sehingga nilai CLF = 1. Maka, Besarnya beban kalor yang dihasilkan oleh lampu flourence adalah:

Q = 3,4 x 40 x 1 x

(59)

CLF n q

Q_s = _s × × (BTU/hr)

n q

Q_L = _L × (BTU/hr)

Orang-orang di dalam ruangan yang melakukan aktifitas dapat diperhitungkan dari Tabel 3.7. Jika diasumsikan terdapat 1 orang yang duduk dan melakukan pekerjaan menulis, maka

erhitungannya :

s = 230 x 1 x 1= 230 BTU/hr L = 190 x 1 = 190 BTU/hr

iasumsikan CLF =1.

¾ eban kalor dari ventilasi

s = 1,1 x 10 x 12 = 132 BTU/hr

Setelah melakukan perhitungan beban pendinginan, hasil

itungan beba an pad ng pim n dapat

p el 3.9

p Q Q D

B Q

QL = 0,68 x 10 x 70 = 476 BTU/hr

perh n p ndingine a rua pina

(60)

(61)

3.2.3

ginan ruang rapat staf ini, kondisi

uda ruangan

admini kan

untuk yang sama dengan

semua nas

menyel ang dilakukan juga

mengg n

pada ru dinginan yang

dilakuk

¾ n pintu

Besarnya beban kalor konduksi pada kaca di sebelah barat : Q = 1,04 x 12,9 x (90 – 78) = 161 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pad kaca di sebelah selatan : Q = 1,04 x 5,27 x (90 – 78) = 65,8 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding di sebelah barat : Q = 0,39 x 245,16 x (90 – 78) = 1147,35 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah selatan : Q = 0,39 x 166,7 x (90 – 78) = 780,15 BTU/hr

¾

Ruang Rapat Staf

Dalam perhitungan beban pendin

ra yang rancangan sama dengan kondisi udara pada strasi dan ruangan lainnya. Selain itu, bahan yang diguna kaca, dinding, dan pintu memiliki bahan

ruangan, sehingga nilai koefisien perpindahan pa uruhnya (U) juga sama. Perhitungan y

unakan rumus yang sama dengan perhitungan beban pendingina ang administrasi. Beberapa perhitungan beban pen

an adalah sebagai berikut :

Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, da

SC A SHGF

Q= × × × (BTU/hr)

(62)

Gain Factors) pada LU = LS, maka pada Tabel 3.4 diambil nilai terdekat dari 6°LS yaitu 8°LU, sehingga diperoleh nilai

iasumsikan dapat

Venetian blinds terang. Dari Tabel 3.5

dari Tabel 3.6, yaitu pada pukul 14.00 sebesar : W = 0,53 ; S = 0,71 (Light Construction).

Q = 231 x 12,9 x 0,4 x 0,53 = 631,74 BTU/hr

Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terletak di sebelah selatan adalah:

Q = 108 x 5,27 x 0,4 x 0,71 = 161,64 BTU/hr

¾

SHGF : W = 231 ; S = 108. Seluruh kaca d

menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior shading

diperoleh nilai SC = 0,4. Nilai CLF diperoleh

BF W

Q=3,4× × × (BTU/hr)

Lampu menggunakan jenis Fluorescent, di dalam ruang rapat

aya total lampu yang dihasilkan

Ballast Factor (BF) diasumsikan 1. Lampu hanya dinyalakan selama waktu kerja, sehingga lama waktu penyalaan lampu juga sama dengan waktu penggunaan staf terdapat 2 buah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 2 x 20 Watt, maka d

(63)

AC, sehingga nilai CLF = 1. Maka, Besarnya beban kalor yang dihasilkan oleh lampu flourence adalah:

Q = 3,4 x 80 x 1 x 1 = 272 BTU/hr

Pada ruang rapat staf diasumsikan tidak ada peralatan listrik lain

¾ Beban kalor dari manusia yang menjadi sumber panas.

CLF

Orang-orang di dalam ruangan yang melakukan aktifitas dapat diasumsikan terdapat 15

0 BTU/hr L = 190 x 15 = 2850 BTU/hr

an kalor dari vent

x = 1980 BTU/hr Q 0,68 x 1 70 = 40 /hr

Setelah melakukan perhitungan beban pendinginan, hasil perhitungan beban pendinginan pada ruang rapat staf dapat dilihat pada Ta el 3.10

diperhitungkan dari Tabel 3.7. Jika

orang yang duduk dan melakukan pekerjaan menulis, maka perhitungannya :

Qs = 230 x 15 x 1= 345 Q

Diasumsikan CLF =1.

¾ Beb ilasi

Qs = 1,1 150 x 12

L = 50 x 71 BTU

(64)

Tabel 3.10 Data hasil perhitungan beban pendinginan ruang rapat staf

Tabel perhi beban ginan

Pr edun stakaan US : rapa Eng Ardy

Selatan 780,15

(65)

3.2.4

agai tempat

unt beban

pendin gan

kondisi lainnya. Selain

itu, bahan yang digunakan untuk kaca, dinding, dan pintu memiliki bahan yang sama dengan semua ruangan, sehingga nilai koefisien perpindahan panas menyeluruhnya (U) juga sama. Perhitungan yang dilakukan juga menggunakan rumus yang sama dengan perhitungan beban pendinginan pada ruang administrasi. Beberapa perhitungan beban pendinginan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

¾ Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan pintu Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah utara : Q = 0,39 x 172,04 x (90 – 78) = 805,15 BTU/hr

¾ Lobby

Sebenarnya lobby merupakan ruangan kecil yang jarang dihuni oleh manusia. Akan tetapi, ruangan ini sering digunakan seb

uk lalu-lalang beberapa orang saja. Dalam perhitungan ginan lobby ini, kondisi udara yang rancangan sama den

udara pada ruangan administrasi dan ruangan

BF W

Q=3,4× × × (BTU/hr)

(66)

sehingga nilai CLF = 1. Maka, Besarnya beban kalor yang dihasilkan oleh lampu flourence adalah:

Q = 3,4 x 200 x 1 x 1 = 680 BTU/hr

Pada lobby diasumsikan tidak ada peralatan listrik lain yang

¾ Beban kalor dari manusia menjadi sumber panas.

CLF

Orang-orang di dalam ruangan yang melakukan aktifitas dapat

10 x 1= 3450 BTU/hr L = 695 x 10 = 6950 BTU/hr

iasumsikan CLF =1.

¾ Beban kalor dari ventilasi

= 1,1 x 100 x 12 = U/h x 0 = 4760 BTU

Setelah melakukan perhitungan beban pendinginan hasil perhitungan beban pendinginan pada lobby dapat dilihat pada

Tabel 3.11

diperhitungkan dari Tabel 3.7. Jika diasumsikan terdapat 10 orang yang berjalan-jalan, maka perhitungannya :

(67)

Tabel 3.11 Data hasil perhitungan beban pendinginan lobby

Tabel perhitu beban gina

Pr edun stakaan USD R : lob Engr. Ardy

Cooling load 6625,31 10065,31 16690,62

(68)

3.2.5

n beban pendinginan ruang makan ini, kondisi udara

yan inistrasi

dan ru a,

dinding an semua ruangan,

sehingg a

sama. P rumus yang sama

dengan perhitungan beban pendinginan pada ruang administrasi. Beberapa perhitungan beban pendinginan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

¾ Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan pintu Besarnya beban kalor konduksi pada kaca di sebelah selatan : Q = 1,04 x 5,27 x (90 – 78) = 65,77 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah selatan : Q = 0,39 x 166,77 x (90 – 78) = 780,5 BTU/hr

¾

Ruang Makan

Dalam perhitunga

g rancangan sama dengan kondisi udara pada ruangan adm angan lainnya. Selain itu, bahan yang digunakan untuk kac

, dan pintu memiliki bahan yang sama deng

a nilai koefisien perpindahan panas menyeluruhnya (U) jug erhitungan yang dilakukan juga menggunakan

SC A SHGF

Q= × × × (BTU/hr)

Kaca jendela diasumsikan terdapat pelindung dari sinar

= LS, maka pada Tabel 3.4 diambil a diperoleh nilai sikan dapat menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior matahari. Dengan mengasumsikan nilai SHGF (Solar Heat Gain Factors) pada LU

(69)

shading Venetian blinds Tabel 3.5 diperoleh nilai

¾

terang. Dari

SC = 0,4. Nilai CLF diperoleh dari Tabel 3.6, yaitu pada pukul 14.00 sebesar : S = 0,71 (Light Construction).

Q = 108 x 5,27 x 0,4 x 0,71 = 161,64 BTU/hr

BF W

Q=3,4× × × (BTU/hr)

Lampu menggunakan jenis Fluorescent, di dalam ruang pimpinan terdapat 1 buah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 2 x 20 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 40 Watt. Ballast Factor (BF)

nya dinyalakan selama waktu kerja, se aktu penyalaan lampu juga sama dengan waktu penggunaan AC, sehingga nilai CLF = 1. Maka, Besarnya

ik lain

¾

diasumsikan 1. Lampu ha hingga lama w

beban kalor yang dihasilkan oleh lampu flourence adalah: Q = 3,4 x 40 x 1 x 1 = 136 BTU/hr

Pada ruang makan diasumsikan tidak ada peralatan listr yang menjadi sumber panas.

Beban kalor dari manusia

(70)

Orang-orang di dalam ruangan yang melakukan aktifitas dapat a diasumsikan terdapat 5

25 BTU/hr iasumsikan CLF =1.

Qs = 1,1 x 50 x 12 = 660 BTU/hr QL = 0,68 x 50 x 70 = 2380 BTU/hr

Setelah melakukan perhitungan beban pendinginan, hasil perhitungan beban pendinginan pada ruang makan dapat dilihat pada Tabel 3.12

diperhitungkan dari Tabel 3.7. Jik

orang yang duduk sambil makan, maka perhitungannya : Qs = 255 x 5 x 1= 1275 BTU/hr

(71)

Tabel 3.12 Data hasil perhitungan beban pendinginan ruang makan

Tabel perhitun an beban pe dinginan

Gedung Perpustakaan USD R : mak Engr. Ardy

ican ogyakarta L o

LS Calc. Ardy

Cooling load 3259,64 4005 7264,64

(72)

3.2.6

dengan kondisi udara pada ruangan administrasi dan

rua dinding,

dan pin gga

nilai k a (U) juga sama.

Perhitu ma

dengan ng administrasi.

Beberapa perhitungan beban pendinginan yang dilakukan adalah sebaga

¾ Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan pintu Besarnya beban kalor konduksi pada kaca di sebelah utara : Q = 1,04 x 5,27 x (90 – 78) = 65,77 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah utara : Q = 0,39 x 166,77 x (90 – 78) = 780,5 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah timur : Q = 0,39 x 127,04 x (90 – 78) = 594,55 BTU/hr

¾

Ruang Panel Listrik

Dalam perhitungan beban pendinginan ruangan ini, kondisi udara yang rancangan sama

ngan lainnya. Selain itu, bahan yang digunakan untuk kaca, tu memiliki bahan yang sama dengan semua ruangan, sehin oefisien perpindahan panas menyeluruhny

ngan yang dilakukan juga menggunakan rumus yang sa perhitungan beban pendinginan pada rua

i berikut :

SC A SHGF

Q= × × × (BTU/hr)

Kaca jendela diasumsikan terdapat pelindung dari sinar matahari. Dengan mengasumsikan nilai SHGF (Solar Heat

S yaitu 8°LU, sehingga diperoleh nilai

(73)

SHGF : N = 35. Seluruh kaca diasumsikan dapat menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior shading Venetian blinds terang. Dari Tabel 3.5 diperoleh nilai SC = 0,4. Nilai CLF diperoleh dari Tabel 3.6, yaitu pada pukul 14.00 sebesar : N = 0,88 (Light Construction).

Q = 35 x 5,27 x 0,4 x 0,88 = 64,93 BTU/hr

¾ Beban kalor peralatan listrik/lampu CLF

BF W

Q=3,4× × × (BTU/hr)

Lampu menggunakan jenis Fluorescent, di dalam ruang TL yang masing-masing

hanya dinyalakan selama waktu kerja,

aan AC, sehingga nilai CLF = 1. Maka, besarnya lourence adalah:

Q = 3,4 x 40 x 1 x 1 = 136 BTU/hr

Pada ruang ini diasumsikan terdapat peralatan listrik yang menjadi sumber panas, yaitu panel-panel listrik yang dayanya diasumsikan 5000 W.

pimpinan terdapat 1 buah lampu

memiliki daya 2 x 20 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 40 Watt. Ballast Factor (BF) diasumsikan 1. Lampu

sehingga lama waktu penyalaan lampu juga sama dengan waktu penggun

(74)

Maka, besarnya beban kalor yang dihasilkan oleh panel listrik adalah:

Q = 3,4 x 5000 x 1 x 1 = 17000 BTU/hr

CLF

ngan yang melakukan aktifitas dapat Jika diasumsikan terdapat 2

rhitungannya :

s = 1,1 x 20 x 12 = 264 BTU/hr L = 0,68 x 20 x 70 = 952 BTU/hr

sil perhitungan beban pendinginan pada ruang panel listrik dapat

hat pada Tabel 3.

Orang-orang di dalam rua

diperhitungkan dari Tabel 3.7. orang yang duduk istirahat, maka pe Qs = 210 x 2 x 1= 420 BTU/hr QL = 140 x 2 = 280 BTU/hr Diasumsikan CLF =1.

B Q Q

Setelah melakukan perhitungan beban pendinginan, ha

(75)

Tabel 3.13 Data hasil perhitungan beban pendinginan ruang panel listrik

Tabel perhit beban p ginan

Gedu erpustakaan USD Ru : panel li k Engr. Ardy

ica ogyakarta La o

LS Calc Ardy

Temperatur bola Temp atur

bo h

Cooling load 20755,39 1232 21987,39

(76)

3.2.7

rua dinding,

dan pin gga

Perhitu ma

Beberapa perhitungan beban pendinginan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

¾ Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan pintu Besarnya beban kalor konduksi pada kaca di sebelah utara : Q = 1,04 x 5,27 x (90 – 78) = 65,77 BTU/hr

¾

Ruang Pengolahan dan Gudang

SC A SHGF

Q= × × × (BTU/hr)

S yaitu 8°LU, sehingga diperoleh nilai an dapat menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior

Gain Factors) pada LU = LS, maka pada Tabel 3.4 diambil nilai terdekat dari 6°L

(77)

shading Venetian blinds terang. Dari Tabel 3.5 diperoleh nilai SC = 0,4. Nilai CLF diperoleh dari Tabel 3.6, yaitu pada

¾

pukul 14.00 sebesar : N = 0,88 (Light Construction).

Q = 35 x 5,27 x 0,4 x 0,88 = 64,93 BTU/hr

BF W

Q=3,4× × × (BTU/hr)

Lampu menggunakan jenis Fluorescent, di dalam ruang pimpinan terdapat 4 buah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 2 x 20 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 160 Watt. Ballast Factor (BF) diasumsikan 1. Lampu hanya dinyalakan selama waktu kerja,

alaan lampu juga sama dengan waktu penggunaan AC, sehingga nilai CLF = 1. Maka, besarnya beban kalor yang dihasilkan oleh lampu flourence adalah:

¾

sehingga lama waktu peny

Q = 3,4 x 160 x 1 x 1 = 544 BTU/hr

Pada ruang ini diasumsikan tidak terdapat peralatan listrik yang menjadi sumber panas.

(78)

Orang-orang di dalam ruangan yang melakukan aktifitas dapat Jika diasumsikan terdapat 2

rhitungannya :

Setelah melakukan perhitungan beban pendinginan, hasil perhitungan beban pendinginan pada ruang pengolahan dan gudang dapat dilihat pada Tabel 3.14

(79)

Tabel 3.14 Data hasil perhitungan beban pendinginan ruang pengolahan&gudang

Tabel perh beban nginan

edun aan USD Ru : pengol an Engr. Ardy

Mrican ogyakarta La o

LS Calc. b Ardy

Konduksi Letak BTU/(hr.ft².F) ft² Luar Dalam BTU/hr

Timur

Cooling load 2279,84 1232 3511,84

(80)

3.2.8

rua dinding,

dan pin gga

Perhitu ma

Beberapa perhitungan beban pendinginan yang dilakukan adalah sebaga

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah timur: Q = 0,39 x 1752,9 x (90 – 78) = 8203,57 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah selatan: Q = 0,39 x 1747,63 x (90 – 78) = 8178,9 BTU/hr

Ruang Buku

i berikut :

(81)

¾

SC A SHGF

Q= × × × (BTU/hr)

Kaca jendela diasumsikan terdapat pelindung dari sinar matahari. Dengan mengasumsikan nilai SHGF (Solar Heat Gain Factors) pada LU = LS, maka pada Tabel 3.4 diambil

231 ; S = 108. Seluruh kaca diasumsikan dari matahari serta

,4. Nilai CLF diperoleh dari Tabel 3.6, E = 0,23 ; S = 0,71

radiasi melalui kaca yang terletak di

= 35 x 58 x 0,4 x 0,88 = 714,56 BTU/hr

esarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terletak di

Q = 231 x 10,54 x 0,4 x 0,23 = 224 BTU/hr

Q = 108 x 15,81 x 0,4 x 0,71 = 484,92 BTU/hr

nilai terdekat dari 6°LS yaitu 8°LU, sehingga diperoleh nilai SHGF : N = 35 ; E =

dapat menyerap sebagian panas dan cahaya

terdapat interior shading Venetian blinds terang. Dari Tabel 3.5

diperoleh nilai SC = 0

yaitu pada pukul 14.00 sebesar : N = 0,88 ; (Light Construction).

Besarnya beban kalor sebelah utara adalah: Q

B

(82)

BF W

Q=3,4× × × (BTU/hr)

Lampu menggunakan jenis Fluorescent, di dalam ruang yang masing-masing

sar 1280 Watt. Ballast Factor (BF) lakan selama waktu kerja,

sehingga lam a dengan waktu

penggunaan AC, sehingga nilai CLF = 1. Maka, besarnya beban kalor yang dihasilkan oleh lampu flourence adalah:

Q = 3,4 x 1280 x 1 x 1 = 4352 BTU/hr

Pada ruang ini diasumsikan tidak terdapat peralatan listrik yang menjadi sumber panas.

¾

pimpinan terdapat 32 buah lampu TL

memiliki daya 2 x 20 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebe

diasumsikan 1. Lampu hanya dinya

a waktu penyalaan lampu juga sam

CLF

ngan yang melakukan aktifitas dapat a diasumsikan terdapat 20 pekerjaan ringan, maka

500 BTU/hr Diasumsikan CLF =1.

Orang-orang di dalam rua

diperhitungkan dari Tabel 3.7. Jik orang yang berdiri dan melakukan perhitungannya :

(83)

s = 1,1 x 200 x 12 = 2640 BTU/hr L = 0,68 x 200 x 70 = 9520 BTU/hr

etelah melakukan perhitungan beban pendinginan, hasil erhitungan beban pendinginan pada ruang buku dapat dilihat ada Tabel 3.15

(84)

Tabel 3.15 Data hasil perhitungan beban pendinginan ruang buku

Tabel pe beban gi

Gedung Perpustakaan USD R : buk Engr. Ardy

ican ogyakarta L o

LS Calc. b Ardy

Temperatur bola ker g

Tem atur bola basah RH

rhitungan pendin nan

(85)

3.3 Per

Per a pada I Gedung Perpustakaan Sanata

Dh beban pendinginan pada setiap

rua •

relatif (RH) = 50%

t dip

•

erupakan bulan terpanas di donesia) :

emperatur bola kering (DB) = 32 °C (90 F)

chrometric chart diperoleh: 42 gr/lb

hitungan Beban Pendinginan pada Lantai I

hitungan beban pendingin n lantai arma juga dilakukan dengan menghitung

ngan sama seperti perhitungan pada lantai basement. Kondisi udara perancangan di dalam ruangan Dari Tabel 3.1, diperoleh :

Temperatur bola kering (DB) = 78 F (25,6 °C) Kelembaban

Maka, dari psychrometric char eroleh:

Temperatur bola basah (WB) = 65F (18,3 oC) Perbandingan kelembaban (W) = 71 gr/lb Kondisi udara di luar ruangan

Asumsi (diambil pada bulan Oktober yang m In

T

Temperatur bola basah (WB) = 27 oC (80,6 F) Rancangan temperatur luar rerata = 31,1 oC (88 F) Maka, dari psy

(86)

• Ko

semina dengan ruangan

lainnya ma.

Bebera akan persamaan

yang s gan

lainnya ng dilakukan

adalah

¾ pintu

ndisi udara di dalam lobby-lobby serta tempat – tempat lainnya yang k terkena radiasi langsung sinar matahari dan tidak dikondisikan sumsikan :

peratur bola kering: 30 oC (86 F) peratur bola basah: 25,28 oC (77,5 F)

atap dan lantai, diasumsikan tidak terjadi perpindahan kalor karena suhu an bawah dan atas lantai adalah sama.

Ruang Seminar

ng seminar yang dimaksudkan adalah gabungan antar r 1, 2, 3, dan 4. Dalam perhitungan beban pendinginan ru r ini sebagian besar memiliki bahan yang sama

, sehingga nilai koefisien perpindahan panasnya juga sa pa perhitungan yang dilakukan juga menggun

ama dengan perhitungan beban pendinginan pada ruan . Beberapa perhitungan beban pendinginan ya

sebagai berikut :

Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan

Besarnya beban kalor konduksi pada kaca di sebelah utara : Q = 1,04 x 55,92 x (90 – 78) = 697,88 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada kaca di sebelah barat : Q = 1,04 x 15,05 x (90 – 78) = 187,82 BTU/hr

(87)

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah timur: Q = 0,39 x 129,03 x (90 – 78) = 603,86 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah selatan: Q = 0,39 x 584,96 x (86 – 78) = 1825,1 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada dinding sebelah barat: Q = 0,39 x 1361,3 x (90 – 78) = 6370,88 BTU/hr

Besarnya beban kalor konduksi pada pintu di sebelah selatan : Q = 1,04 x 103,24 x (86 – 78) = 858,96 BTU/hr

Atap tidak mengalami perpindahan panas, karena udara di lantai atasnya dikondisikan pada kondisi udara yang sama.

¾

SC A SHGF

Q= × × × (BTU/hr)

S yaitu 8°LU, sehingga diperoleh nilai aca diasumsikan

ing roller shades gelap.. Dari Tabel 3.5

ari Tabel 3.6, = 0,53 ; S = 0,71 (Light Construction).

Gain Factors) pada LU = LS, maka pada Tabel 3.4 diambil nilai terdekat dari 6°L

SHGF : N = 35 ; W = 231 ; S = 108. Seluruh k

dapat menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior shad

(88)

Q = 35 x 55,82 x 0,36 x 0,88 = 618,93 BTU/hr

Q = 231 x 15,05 x 0,36 x 0,53 = 663,32 BTU/hr

BF W

Q=3,4× × × (BTU/hr)

Lampu menggunakan jenis Fluorescent, di dalam ruang pimpinan terdapat 12 buah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 2 x 20 Watt, maka daya total lampu yang r 480 Watt. Ballast Factor (BF) d Lampu hanya dinyalakan selama waktu kerja, sehingga lam alaan lampu juga sama dengan waktu

rdapat peralatan listrik yang

¾ Beban kalor dari manusia dihasilkan adalah sebesa

iasumsikan 1.

a waktu peny

penggunaan AC, sehingga nilai CLF = 1. Maka, besarnya beban kalor yang dihasilkan oleh lampu flourence adalah:

Q = 3,4 x 480 x 1 x 1 = 1632 BTU/hr Pada ruang ini diasumsikan tidak te menjadi sumber panas.

(89)

Orang-orang di dalam ruangan yang melakukan aktifitas dapat

= 1020 BTU/hr L = 255 x 40 = 1020 BTU/hr

iasumsikan CLF =1.

Setelah melakukan perhitungan beban pendinginan, hasil perhitungan beban pendinginan pada ruang buku dapat dilihat pada Tabel 3.16

diperhitungkan dari Tabel 3.7. Jika diasumsikan terdapat 40 orang yang duduk sambil menulis, maka perhitungannya :

Qs = 255 x 40 x 1 Q