TUGAS AKHIR
ANALISA THERMAL ROOFING MENGGUNAKAN VARIASI
MATERIAL ATAP DAN WARNA MATERIAL ATAP PADA
SUDUT 45° KE ARAH TIMUR
Disusun Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S-1) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta Oleh :
WAHYU ASIANTO D200 020 091
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS
MUHAMMADIYAH SURAKARTA
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir ini telah disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir untuk dipertahankan di depan Dewan Penguji sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana S-1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, pada :
Hari : Tanggal : Disusun Oleh :
Nama : Wahyu asianto NIM : D 200 020 091 NIRM :
Judul : ANALISA THERMAL ROOFING MENGGUNAKAN VARIASI MATERIAL ATAP DAN WARNA MATERIAL ATAP PADA SUDUT 45° KE ARAH TIMUR
Pembimbing I (Ir. Sunardi Wiyono, MT)
HALAMAN PENGESAHAN
Telah diterima dan disetujui pembimbing untuk diajukan kepada Dewan Penguji Tugas Akhir Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, dengan judul : Analisa Thermal Roofing Menggunakan Variasi Material Atap Dan Warna Material Atap Pada Susut 45° Ke Arah Timur.
Nama : Wahyu asianto NIM : D 200 020 091 NIRM :
Hari : ... Tanggal : ... Dewan Penguji:
1. Ir. Sunardi Wiyono, MT ( 1. ) 2. Nurmuntaha A N, ST ( 2. ) 3. Ir. Sartono Putro, MT ( 3. )
Mengetahui,
KATA PENGANTAR
Puji syukur alhamdulillah, penulis sampaikan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulisan ini dapat terselesaikan dengan baik, guna melengkapi tugas dan memenuhi syarat-syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan Mesin pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Berbagai hambatan dan kesulitan menyertai dalam penulisan ini, namun demikian dengan bantuan dan doa dari berbagai pihak segala kesulitan tersebut dapat teratasi. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis sampaikan ucapan terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada:
1. Ibunda dan Ayahanda tercinta, atas perhatian, didikan, kasih sayang, pengorbanan, dorongan, dan doa-doanya.
2. Kakak - kakakku tersayang Yeni Handayani dan Santi Handayanto terimakasih atas kasih sayang, dorongan semangat, pengorbanan dan doanya.
3. Keluarga Cemara-ku, teman – temanku, terimakasih atas kasih sayang dan doanya. 4. Ir. Sri Widodo, MT; selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiya
Surakarta;
5. Marwan Effendy, ST.MT; selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta;
6. Ir. Sunardi Wiyono, M.T; selaku Dosen Pembimbing I Tugas Akhir ini atas waktu, pengarahan dan dorongan kepada penulis;
8. Ir. H.Sarjito, MT; selaku Pembimbing Akademik; 9. Teman-teman Teknik Mesin semua.
10. Temen seperjuangan Budi Prihantoro, Pulung Mulia Astaputra. 11. Teman – teman angkatan ’02..
12. Pihak-pihak yang secara langsung maupun tidak langsung terlibat dalam mensukseskan penyusunan Tugas Akhir ini.
Besar harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang memerlukan walaupun penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Amien.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
MOTTO ... iv
1.5 Sistematika Penulisan Laporan... 5
BAB II LANDASAN TEORI ... 6
2.1 Tinjauan Pustaka ... 6
2.2.1 Konduksi ... 9
2.2.2 Konveksi... 10
2.2.3 Radiasi... 11
2.3 Radiasi Matahari ... 11
2.4 Perhitungan Radiasi Matahari di Bumi ... 12
BAB III METODE PENELITIAN... 15
3.1. Metodolgi Penelitian ... 16
3.2.Diagram Alir Penelitian ... 18
3.4 Waktu dan Tempat Penelitian... 23
3.5.Prosedur Percobaan ... 23
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 25
5.1. Analisa dan Perhitungan Arus Energi Matahari... 25
5.2. Perhitungan Kalor Konveksi Luar... 29
5.3. Perhitungan Kalor Radiasi ... 33
5.4. Perhitungan Temperatur Permukaan Dalam ... 35
BAB V KESIMPULAN ... 45
6.1. Kesimpulan... 45 6.2. Saran-Saran ... 45
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR SIMBOL
Simbol Satuan
Q = laju perpindahan panas konduksi K = konduktivitas thermal
dt = gradien suhu pada penampang dx = tebal penampang
q = laju perpindahan panas konveksi h = koefisien perpindahan panas konveksi A = luas permukaan
Ts = temperatur permukaan
T = temperatur ruang
= konstanta Stefan-bolztman (5,669. 108 ) A = luas penampang
segaris dengan sinar matahari) (derajat)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian ...16
Gambar 2. Kerangkap Atap...17
Gambar 3. Titik-Titik Pengukuran Temperatur Ruang Atap...18
Gambar 4. Konstruksi Atap... ...19
Gambar 5. Penempatan Thermometer untuk Pengukuran Temperatur Lingkungan ...20
Gambar 6. Penempatan Termometer Untuk Pengukuran Temperatur Ruang Atap...20
Gambar 7. Foto Alat Penyerap Panas...21
Gambar 8. Stopwatch ... ...22
Gambar 9. Termometer Suhu Skala 0-110 C ...22
Gambar 10. Grafik Hubungan Antara Temperatur Genteng Warna Coklat Terhadap Waktu...36
Gambar 11 Grafik Hubungan Antara Temperatur Genteng Merah Terhadap Waktu...37
Gambar 12.. Grafik Hubungan Antara Temperatur Genteng Biru TerhadapWaktu...37
Gambar 14. Grafik Hubungan Antara Seng Merah Waktu
Terhadap Temperatur...39 Gambar 15. Grafik Hubungan Antara Temperatur Seng Biru
Terhadap Waktu...39 Gambar 16. Grafik Hubungan Antara Temperatur Asbes Warna Asli
Terhadap Waktu...40 Gambar 17. Grafik Hubungan Antara Temperatur Asbes Merah
Terhadap Waktu...41 Gambar 18. Grafik Hubungan Antara Temperatur Asbes Biru
Terhadap Waktu...41 Gambar 19. Grafik Hubungan Antara Temperatur Dengan Material Atap ...42 Gambar 20. Grafik Hubungan Antara Temperatur Dengan Warna
ABSTRAKSI
Suatu masalah yang banyak dihadapi oleh negara-negara di dunia termasuk Indonesia adalah masalah energi. Sebagai contoh salah satu energi yang banyak digunakan saat ini adalah minyak bumi, sedangkan masalah yang tentunya akan mengancam adalah menipisnya cadangan minyak bumi, kenaikan harga akibat laju permintaan yang lebih besar dari produksi minyak serta polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran bahan bakar minyak.
Analisis penyerapan panas dengan system Thermal Roofing pada penelitian ini dititikberatkan pada variasi material atap dan warna material, hal ini bertujuan untuk mencari material atap dan warna material yang terbaik untuk penyerapan panas matahari melalui atap rumah, karena selama ini kenyataan dimasyarakat belum menyadari bahwa ternyata atap rumah dapat menjadi penyerap panas yang kemudian dapat digunakan untuk kehidupan sehari-hari, misalnya sebagai pamanas air, atau pemanas ruangan.
Dari hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa material atap seng yang manghasilkan temperatur ruang paling tinggi. Warna material atap juga mempengaruhi terhadap tinggi rendahnya temperatur ruang. Temperatur ruang yang paling tinggi dihasilkan oleh atap yang tetap pada warna aslinya, karena warna pada penelitian ini merupakan lapisan.
