Perpustakaan Univeristas Multimedia Nusantara

(1)

Hak cipta dan penggunaan kembali:

Lisensi ini mengizinkan setiap orang untuk menggubah, memperbaiki, dan membuat ciptaan turunan bukan untuk kepentingan komersial, selama anda mencantumkan nama penulis dan melisensikan ciptaan turunan dengan syarat yang serupa dengan ciptaan asli.

Copyright and reuse:

This license lets you remix, tweak, and build upon work

non-commercially, as long as you credit the origin creator

and license it on your new creations under the identical

terms.

(2)

PROGRAM STUDI TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNIK DAN INFORMATIKA

ANALISIS PERHITUNGAN PENGARUH SUHU LUAR RUANGAN, SUHU DALAM RUANGAN, DAN

JUMLAH PENGGUNA RUANGAN

TERHADAP BEBAN PENDINGINAN (COOLING LOAD) RUANG DHAMMASALA VIHARA PADUMUTTARA DENGAN MENGGUNAKAN

METODE COOLING LOAD TEMPERATURE DIFFERENCE (CLTD)

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S.T.)

Ananda Karuna Jaya 00000017083

(3)

LEMBAR PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir ini adalah karya ilmiah saya sendiri, bukan plagiat dari karya ilmiah yang ditulis oleh orang lain atau lembaga lain. Semua karya ilmiah orang lain atau lembaga lain yang dirujuk dalam Tugas Akhir ini telah disebutkan sumber kutipannya serta dicantumkan di Daftar Pustaka.

Jika di kemudian hari terbukti ditemukan kecurangan / penyimpangan, baik dalam pelaksanaan Tugas Akhir maupun dalam penulisan laporan Tugas Akhir, saya bersedia menerima konsekuensi dinyatakan TIDAK LULUS untuk mata kuliah Tugas Akhir yang telah saya tempuh dan status kesarjanaan strata satu yang sudah diterima akan dicabut.

Tangerang, 27 April 2020

Ananda Karuna Jaya

(4)

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir dengan judul

“Analisis Perhitungan Pengaruh Suhu Luar Ruangan, Suhu Dalam Ruangan, dan Jumlah Pengguna Ruangan terhadap Beban Pendinginan (Cooling Load) Ruang

Dhammasala Vihara Padumuttara dengan menggunakan Metode Cooling Load Temperature Difference (CLTD)”

oleh

Ananda Karuna Jaya

telah diujikan pada hari Selasa, 19 Mei 2020, pukul 14.00 s.d. 15.00 dan dinyatakan lulus dengan susunan penguji sebagai berikut.

Ketua Sidang

Muh. Salehuddin, S.T., M.T. (SMIEEE)

Penguji

Dr. Eng. Niki Prastomo Dosen Pembimbing I

Caesar O. Harahap, Ph.D.

Dosen Pembimbing II

Dr. Techn. Rahmi Andarini, S.T., M.Eng.Sc Disahkan oleh

Ketua Program Studi Teknik Fisika Universitas Multimedia Nusantara

Muh. Salehuddin, S.T., M.T.(SMIEEE)

(5)

ANALISIS PERHITUNGAN PENGARUH SUHU LUAR RUANGAN, SUHU DALAM RUANGAN DAN JUMLAH PENGGUNA RUANGAN TERHADAP BEBAN PENDINGINAN

(COOLING LOAD) RUANG DHAMMASALA VIHARA PADUMUTTARA DENGAN MENGGUNAKAN METODE

COOLING LOAD TEMPERATURE DIFFERENCE (CLTD) ABSTRAK

Oleh: Ananda Karuna Jaya

Tugas akhir ini membahas tentang pengaruh suhu dalam dan luar ruangan serta jumlah pengguna ruangan terhadap beban pendinginan. Ruangan yang akan dijadikan objek tugas akhir adalah ruang Dhammasala Vihara Padumuttara.

Ruangan ini memiliki suhu dalam ruangan 28,56^oC dan relative humidity 80,6% . Suhu ini diukur ketika ruang tersebut dalam keadaan kosong. Jika ada pengguna ruangan, maka suhunya dapat meningkat. Kenyamanan termal untuk relative humidity 80% berkisar 24-27^oC. Suhu pada ruangan ini diluar dari kenyamanan termal iklim tropis. Ketidaknyamanan termal yang terjadi dapat mengganggu konsentrasi umat dalam beribadah. Kondisi ini perlu adanya peningkatan kenyamanan termal dengan pemanfaatan sistem HVAC, sehingga perhitungan terhadap beban pendinginan perlu dilakukan.

Perhitungan beban pendinginan menggunakan metode Cooling Load Temperature Difference (CLTD). Metode CLTD adalah perhitungan 1 langkah berdasarkan metode Transfer Function Method (TFM). Perhitungan metode ini menggunakan Microsoft Excel. Variabel dalam metode CLTD berasal dari pengukuran di lapangan, Meteonorm, ASHRAE 1997 dan 2017, serta artikel/jurnal.

Perbandingan hasil dilakukan dengan membandingkan hasil perhitungan CLTD dengan media perhitungan beban pendinginan yaitu HVAC Calculation, Cooling Load Calculator, Cleanair.co.uk, dan Daikin.com

Hasil dan kesimpulan dari tugas akhir ini adalah beban pendinginan harian selama 1 tahun bergantung pada nilai suhu luar dan dalam ruangan serta jumlah pengguna ruangan. Semakin besar selisih suhu luar dan dalam ruangan, maka semakin besar nilai beban pendinginannya. Hal yang sama terjadi pada pengguna ruangan, semakin besar jumlah pengguna ruangan, maka semakin besar beban pendinginan yang diperlukan agar kenyaman termal tercapai. Rekomendasi sistem HVAC untuk ruang Dhammasala Vihara Padumuttara adalah chiller dengan kapasitas 30- 40 TR.

Kata Kunci: beban pendinginan, CLTD, Dhammasala, kenyamanan termal, sistem HVAC

(6)

ANALYSIS CALCULATION OF THE EFFECT OF OCCUPANCY, OUTDOOR AND INDOOR TEMPERATURE ON COOLING

LOAD IN DHAMMASALA ROOM AT PADUMUTTARA TEMPLE BY USING COOLING LOAD TEMPERATURE

DIFFERENCE (CLTD) METHOD ABSTRACT

By: Ananda Karuna Jaya

This final project evaluates about the effect of indoor and outdoor temperature and the number of occupants on cooling load. The room that will be the object of this final project is Dhammasala Room of Padumuttara Temple. This room has an indoor temperature of 28,56^oC and relative humidity of 80,6%. This temperature is measured when the room was empty. If there are occupants, the temperature can increase. Thermal comfort for 80% relative humidity ranges from 24-27^oC. The temperature in this room is outside the thermal comfort for tropical climate.

Thermal discomfort that occurs can disrupt the concentration of occupants in worship. This condition needs to be increase in thermal comfort with the HVAC system, so the calculation of the cooling load needs to be done.

Cooling load calculation using Cooling Load Temperature Difference (CLTD) method. CLTD method is a 1-step calculation based on the Transfer Function Method (TFM). This calculation uses Microsoft Excel. Variables in the CLTD method come from measurements, Meteonorm, ASHRAE 1997 and 2017, articles/journals. The comparison of results is done by comparing the results of the CLTD calculation with the other cooling load calculation that are HVAC Calculation, Cooling Load Calculator, Cleanair.co.uk, and Daikin.com.

The results and conclusions of this final project are the daily cooling load for 1 year depending on the value of the outside and inside temperature of the room and the number of occupants. The greater the difference between outdoor and indoor temperatures, the greater the value of the cooling load. The same thing happens to occupants, the greater the number of occupants, the greater the cooling load needed to achieve thermal comfort. The recommended HVAC system for Dhammasala Room of Padumuttara Temple is a chiller system with a capacity of 30-40 TR.

Keywords : cooling load, CLTD, Dhammasala, thermal comfort, HVAC system.

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Masa Kuasa sehingga Tugas Akhir yang berjudul “Analisis Perhitungan Pengaruh Suhu Luar Ruangan, Suhu Dalam Ruangan, dan Jumlah Pengguna Ruangan terhadap Beban Pendinginan (Cooling Load) Ruang Dhammasala Vihara Padumuttara dengan menggunakan Metode Cooling Load Temperature Difference (CLTD)” dapat selesai tepat pada waktunya. Tugas Akhir ini penulis ajukan kepada Program Strata 1, Program Studi Teknik Fisika, Fakultas Teknik & Informatika, Universitas Multimedia Nusantara.

Dengan berakhirnya proses penulisan Tugas Akhir ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Universitas Multimedia Nusantara yang telah memberi sarana dan prasarana serta beasiswa kepada penulis selama menempuh pendidikan di Universitas Multimedia Nusantara sehingga dapat membantu meringankan penulis dalam membayar biaya kuliah penulis hingga selesai.

Selain itu, penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Orang tua, keluarga dan teman-teman Teknik Fisika angkatan 2016 yang telah memberikan semangat dan doa kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

2. Bapak Caesar Ondolan Harahap, Ph.D. selaku dosen pembimbing 1 yang telah memberikan bimbingan dan saran-saran yang diberikan kepada penulis selama pengerjaan Tugas Akhir,

(8)

3. Ibu Dr. Techn. Rahmi Andarini, S.T., M.Eng.Sc selaku dosen pembimbing 2 yang telah memberikan bimbingan dan saran-saran yang diberikan kepada penulis selama pengerjaan Tugas Akhir,

4. Bapak Muh. Salehuddin, S. T., M. T. (SMIEEE) selaku Kaprodi Teknik Fisika Universitas Multimedia Nusantara yang memberikan panduan dan arahan dalam penulisan laporan Tugas Akhir,

5. Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan materi perkuliahan selama menempuh pendidikan di Universitas Multimedia Nusantara sehingga penulis dapat melakukan Tugas Akhir dengan baik.

Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan informasi dan inspirasi yang bermanfaat bagi para pembaca.

Tangerang, 27 April 2020

Ananda Karuna Jaya

(9)

DAFTAR ISI

LEMBAR PERNYATAAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

ABSTRAK ... iv

ABSTRACT ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GRAFIK ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang Masalah ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 4

1.3. Tujuan Tugas Akhir ... 4

1.4. Batasan Masalah ... 4

1.5. Sistematika Penulisan ... 5

BAB II LANDASAN TEORI ... 7

2.1. Dasar Teori ... 7

2.1.1. Kenyamanan Termal ... 7

2.1.2. Beban Pendinginan... 10

2.1.2.1. Transfer Function Method (TFM) ... 11

2.1.2.2. Total Equivalent Temperature Differential (TETD) ... 15

2.1.2.3. Heat Balance (HB) ... 18

2.1.2.4. Radiant Time Series (RTS) ... 21

2.1.2.5. Cooling load Temperature Difference (CLTD) / Solar Cooling Load (SCL) / Cooling Load Factor (CLF) ... 24

2.1.3. Cooling Load Temperature Difference (CLTD) ... 31

2.2. State Of The Art ... 31

2.3. Urgensi Tugas Akhir ... 36

BAB III METODOLOGI TUGAS AKHIR ... 37

3.1. Alat dan Bahan ... 37

(10)

3.2. Variabel Tugas Akhir ... 40

3.3. Metodologi ... 42

BAB IV ANALISIS TUGAS AKHIR ... 55

4.1. Analisis Masalah ... 55

4.2. Analisis Data ... 56

4.2.1. Internal Heat Gain ... 57

4.2.2. Eksternal Heat Gain ... 61

4.3. Perbandingan Hasil Perhitungan ... 87

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 94

5.1. Kesimpulan ... 94

5.2. Saran ... 95

DAFTAR PUSTAKA ... 97

LAMPIRAN ... 99

a. Form Bimbingan Tugas Akhir Bagian 1 ... 99

b. Form Bimbingan Tugas Akhir Bagian 2 ... 100

c. Surat Perizinan Peminjaman Ruang Dhammasala Vihara Padumuttara .. 101

d. Ruang Dhammasala Vihara Padmuttara Tampak Atas ... 102

e. ASHRAE 1997 Chapter 28 Table 11 ... 103

f. Beban Pendinginan Harian ketika suhu dalam ruangan 25^oC ... 104

g. Beban Pendinginan Harian ketika suhu dalam ruangan 24,5^oC ... 112

h. Beban Pendinginan Harian ketika suhu dalam ruangan 24^oC ... 121

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Psychrometric Chart ... 1

Gambar 3.1. Krisbow 10106768 Laser Distance Meter 100 Meter Compact ... 38

Gambar 3.2. Multi-Function Environment Meter Model 8820 ... 39

Gambar 3.3. Volt Craft Energy Check ... 40

Gambar 3.4. ASHRAE 2017 Chapter 33 Table 3 ... 44

Gambar 3.5. AHSRAE 1997 Chapter 24 Table 4 ... 44

Gambar 3.8. ASHRAE 1997 Chapter 28 Table 33B ... 46

Gambar 3.14. ASHRAE 1997 Chapter 28 Table 35A ... 49

Gambar 3.18. Alur Metode Tugas Akhir Bagian 1 ... 53

Gambar 3.19. Alur Metode Tugas Akhir Bagian 2 ... 54

Gambar 4.1. Sketsa Konstruksi Ruang Dhammasala Vihara Padumuttara Tampak Depan ... 56

Gambar 4.4. User Interface (UI) dari HVAC Calculation ... 88

Gambar 4.5. User Interface (UI) dari Cooling Load Calculator ... 89

Gambar 4.6. User Interface (UI) dari Cleanair.co.uk ... 90

Gambar 4.7. User Interface (UI) dari Daikin.com ... 90

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Spesifikasi Krisbow 10106768 Laser Distance Meter 100 Meter

Compact ... 37

Tabel 3.2. Spesifikasi Multi-Function Environment Meter Model 8820 ... 39

Tabel 3.3. Spesifikasi Volt Craft Energy Check ... 40

Tabel 3.4. Variabel kontrol dan sumbernya ... 41

Tabel 3.5. Konstruksi ruang Dhammasala Vihara Padumuttara ... 42

Tabel 3.6. Luas komponen ruang Dhammasala Vihara Padmuttara ... 43

Tabel 3.7. Konstruksi Dinding Ruang Dhammasala Vihara Padumuttara ... 46

Tabel 3.8. Nilai variabel pada komponen ruangan ... 50

Tabel 3.9. Internal Heat Gain ... 52

Tabel 4.1. Jadwal penggunaan ruang Dhammasala Vihara Padumuttara ... 57

Tabel 4.2. Total Internal Heat Gain... 60

Tabel 4.3. Heat Gain pada Ceiling... 61

Tabel 4.4. Heat Gain pada lantai ... 63

Tabel 4.5. Data Suhu Jakarta Bulan Februari dan Mei ... 64

Tabel 4.6. Heat Gain pada kaca secara konduksi ... 64

Tabel 4.7. Heat Gain pada kaca secara radiasi matahari ... 66

Tabel 4.8. Total Heat Gain pada Jendela ... 66

Tabel 4.9. Total Heat Gain pada Pintu ... 67

Tabel 4.10. Total Heat Gain pada dinding ... 69

Table 4.11. Total Heat Gain pada atap ... 70

Table 4.12. Total Eksternal Heat Gain ... 71

Tabel 4.13. Total Cooling Load untuk 25^oC bulan Februari ... 78

Tabel 4.14. Total Cooling Load untuk 24,5^oC bulan Februari... 78

Tabel 4.15. Total Cooling Load untuk 24^oC bulan Februari ... 79

Tabel 4.16. Total Cooling Load untuk 25^oC bulan Mei ... 80

Tabel 4.17. Total Cooling Load untuk 24,5^oC bulan Mei ... 81

Tabel 4.18. Total Cooling Load untuk 24^oC bulan Mei ... 81

Tabel 4.19. Nilai Beban Pendinginan dengan Perubahan Suhu dalam Ruangan dan Jumlah Pengguna ... 85

Tabel 4.20. Perbedaan Parameter Input ... 91

Tabel 5.1. Besar Beban Pendinginan Bulan Februari dan Mei ... 94

(13)

Tabel 5.2. Nilai Maksimal, Minimal, dan Rata-Rata Beban Pendinginan dalam 1 Tahun... 95

(14)

DAFTAR GRAFIK

Grafik 2.1. Beban pendinginan terhadap waktu ... 33

Grafik 4.1. Suhu dalam Ruangan 25^oC pada bulan Februari ... 72

Grafik 4.2. Suhu dalam Ruangan 24,5^oC pada bulan Februari ... 73

Grafik 4.3. Suhu dalam Ruangan 24^oC pada bulan Februari ... 73

Grafik 4.4. Suhu dalam Ruangan 25^oC pada bulan Mei ... 73

Grafik 4.5. Suhu dalam Ruangan 24,5^oC pada bulan Mei ... 74

Grafik 4.6. Suhu dalam Ruangan 24^oC pada bulan Mei ... 74

Grafik 4.7. Beban Pendinginan harian saat suhu dalam ruangan 25^oC ... 75

Grafik 4.8. Beban Pendinginan harian saat suhu dalam ruangan 24,5^oC ... 76

Grafik 4.9. Beban Pendinginan harian saat suhu dalam ruangan 24^oC ... 77

Grafik 4.10. Korelasi suhu luar ruangan dengan beban pendinginan saat jumlah orang 300 dan suhu dalam ruangan 25^oC ... 83

Grafik 4.12. Korelasi suhu luar ruangan dengan beban pendinginan saat jumlah orang 300 dan suhu dalam ruangan 24,5^oC ... 84

Grafik 4.14. Frekuensi Nilai TR pada 25^oC ... 86

Grafik 4.15. Frekuensi Nilai TR pada 24,5^oC ... 86

Grafik 4.16. Frekuensi Nilai TR pada 24^oC ... 86

Grafik 4.17. Persentase Perbedaan Media Pertitungan Beban Pendinginan dengan CLTD ... 93