T U G A S 4
Analisis Kenyamanan Termal dan Analisis Energi pada Perancangan Bangunan:
Pemodelan dan Simulasi Evaluatif.
AR5122 - Pemodelan Arsitektur Semester 1 2022/2023
Danial Rafi Irfan Hadi 25222018
Contents
Profil Lingkungan dan Proyek |3
Profil Baseline Design |5
Iterasi 1 |7
Iterasi 2 |9
Kesimpulan |11
Profil Lingkungan
Kawasan Transit Oriented Development (TOD),
Lebak Bulus, Jakarta Selatan, DKI Jakarta, Indonesia.
IDN_JW_Jakarta-Soekarno.Hatta.Intl.AP.967490_TMYx.2004-2018 Koeppen climate Zone: Tropical Rainforest (Af)
ASHRAE climate zone: Extremely hot (0) Average annual temperature: 28 °C
Annual total solar radiation: 2,251 kWh/m2 Cooling Design Conditions
Hottest month: October
Hottest week: 10/15 - 10/21 Typical summer week:
Annual CDD for 10 °C is: 6,486
Lokasi Perancangan
Direct Normal Radiation
Diffuse Horizontal Radiation
Global Horizontal Radiation
Horizontal Infrared Radiation
Radiation
Data Cuaca
Rata - Rata : 232.43 Wh/sqm
Maksimal : 899 Wh/sqm (17 January 13.00)
Rata - Rata : 87.4 Wh/sqm
Maksimal : 490Wh/sqm (17 Oktober 11.00)
Rata - Rata : 257.01 Wh/sqm
Maksimal : 1062 Wh/sqm (2 Oktober 11.00)
Rata - Rata : 421 Wh/sqm
Maksimal : 488 Wh/sqm (22 April 13.00)
Deskripsi Proyek
Fungsi : High Rise Residential
Orientasi : Memanjang dari Barat ke Timur Fasad Utama : Selatan dan Utara
Program : Podium (4 Lantai), Tipikal (19 Lantai), Refuge Floor (1 Lantai)
Denah Lantai 6 Tipikal
Schedule
Occupancy Hunian
Standart ASHRAE 90.1 - 2019
Occupancy Corridor
Equipment Hunian Equipment Corridor
Light Hunian Light Corridor
Software Terpakai:
Hunian Lantai 6
Hunian Lantai 6
Jumlah Unit : 36 Unit Studio 16 Unit 1 BR 5 Unit 2 BR
Modelling Simulation
Profil Desain Baseline
Pada desain baseline, rancangan tidak memiliki shading device sama sekali dengan tipe glazing single clear glass dengan U-Value 5.82, SHGC 0.818, dan TVIS 0,877.
WWR : 80%
Material Opaque
Data Tree Simulasi Profil Desain
Material Glazing
Energy Use Thermal Comfort
IKE / EUI pada desain baseline design sebesar 157.9 KWh/sqm/tahun masih terlalu tinggi dibandingkan dengan standar baseline EUI dari AIA pada massa bangunan yang sebesar 156.2 KWh/sqm/tahun. Sehingga perlu adanya perubahan untuk memperkecil besar IKE pada Bangunan.
Berdasarkan hasil PMV pada bangunan berkisar 0,24 (Nyaman) pada ruang - ruang dala, sampai 1,19 (Hangat) dekat jendela. Sehingga penggunaan shading dan pemilihan material glazing dapat dioptimasikan agar PMV pada bangunan lebih nyaman.
MRT pada objek termasuk cukup besar dimana suhu terendah ruangan adalah 25 degC dan tertinggi sebesar 32,3 degC. dimana ruangan pada massa yang lebih menjorok keluar memiliki suhu terbesar
PPD pada bangunan memiliki range yang cukup luas dari yang terendah 6,2% sampai tertinggi 34,8% dimana ambang batas nyaman PPD seharusnya tidak boleh lebih dari 20%. Sudut ruangan pada bangunan yang memiliki PPD tertinggi ada pada sisi ruangan yang menjorok ke selatan
Beban energi tahunan pada bangunan terbesar menurut hasil simulasi terdapat pada cooling loads yang pertahunnya rata - rata energi yang dikeluarkan sebesar 9.973 KWh, Equipment Loads sebesar 2.39 kWh, dan Lighting Loads sebesar 0.64 kWh.
Beban puncak energi pada bangunan menurut hasil simulasi adalah pada bulan Mei dimana beban energi dapat mencapai 16,2 kWh dimana penggunaan energi terbesar ada pada cooling.
Energy Use Intensity (IKE/EUI)
Predicted Mean Vote (PMV)
0.24 (Min) to 1.19 (Max)
6.2 % (Min) to 34.8 % (Max)
25 degC (Min) to 32.3 degC (Max)
Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)
Mean Radiant Temperature (MRT) Annual Energy Loads
Peak Energy Loads
Range ASHRAE 55
ASHRAE 55
ASHRAE 55
Range
Range -3
0
19,4
3
100
27,7
-0,5 (Min) to 0,5 (Max)
0 % (Min) to 20% (Max)
19,4 degC (Min) to 27,7 degC (Max)
Standart Range
Standart Range
Standart Range
Profil Iterasi 1 Desain
Pada iterasi desain 1 jenis glazing yang digunakan merupakan kaca double dengan tipe clear dengan U-Value 2,69, SHGC sebesar 0,703 dan TVIS 0,774. Dengan selubung bangunan berperfoma menengah untuk mengurangi beban bangunan.
Material Opaque
Data Tree Simulasi Profil Desain
Material Glazing
Energy Use Thermal Comfort
IKE / EUI pada iterasi desain 1 sebesar 127,7 KWh/sqm/tahun sudah memenuhi bahkan bisa lebih hemat sebanyak 28,5 KWh/sqm/tahun dibandingkan dengan standar baseline EUI dari AIA pada massa bangunan yang sebesar 156.2 KWh/sqm/tahun.
Berdasarkan hasil PMV pada bangunan berkisar 0,24 (Nyaman) pada ruang - ruang dala, sampai 1,35 (Hangat) dekat jendela. Pada iterasi 1 justru mengalami peningkatan pada nilai maksimal PMV karena penggunaan glazing yang kurang tepat.
Sama seperti PMV dan PPD. MRT pada iterasi 1 mengalami peningkatan suhu tertinggi dari 27,7 menjadi 33,5 degC.
penggunaan glazing yang kurang tepat dan jumlah shading yang kurang menjadi alasannya.
PPD pada bangunan memiliki range yang cukup luas dari yang terendah 6,2% sampai tertinggi 43,34%. Iterasi 1 malah mengalami peningkatan drastis pada persentase PPD maksimal, karena penggunaan glazing yang kurang tepat Beban energi tahunan pada bangunan terbesar
menurut hasil simulasi terdapat pada cooling loads yang pertahunnya rata - rata energi yang dikeluarkan sebesar 7.45 KWh (turun 2.52 kWh dari baseline design) , Equipment Loads sebesar 2.39 kWh, dan Lighting Loads sebesar 0.64 kWh. Dengan penerapan material selubung yang lebih baik dapat mengurangi konsumsi energi untuk pendinginan ruangan.
Beban puncak energi pada bangunan menurut hasil simulasi adalah pada bulan Mei dimana beban energi sebesar 12,4 kWh (turun 3,8 kWh) dimana penggunaan energi terbesar ada pada cooling.
Energy Use Intensity (IKE/EUI)
Predicted Mean Vote (PMV)
-0,5 (Min) to 0,5 (Max) 0.24 (Min) to 1.35 (Max)
6.2 % (Min) to 43.34 % (Max) 0 % (Min) to 20% (Max)
19,4 degC (Min) to 27,7 degC (Max) 25 degC (Min) to 33.5 degC (Max)
Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)
Mean Radiant Temperature (MRT) Annual Energy Loads
Peak Energy Loads
Standart Range Range
ASHRAE 55
ASHRAE 55
ASHRAE 55
Range
Standart Range
Standart Range Range
-3
0
19,4
3
100
27,7
Profil Iterasi 2 Desain
Pada iterasi desain 2 jenis glazing yang digunakan merupakan kaca double dengan tipe Solarban 90 - Clear dengan gap udara yang diisi dengan gas Argon dengan U-Value 1,33, SHGC sebesar 0,151 dan TVIS 0,238. Dengan selubung bangunan berperfoma tinggi untuk mengurangi beban bangunan.
Material Opaque
Data Tree Simulasi Profil Desain
Material Glazing
Energy Use Thermal Comfort
Predicted Mean Vote (PMV)
Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)
Mean Radiant Temperature (MRT)
ASHRAE 55
ASHRAE 55
ASHRAE 55 -3
0
19,4
3
100
27,7
Berdasarkan hasil PMV pada bangunan berkisar 0,17 (Nyaman) pada ruang - ruang dala, sampai 0,39 (Nyaman) dekat jendela. Pada iterasi 2 PMV sudah mencapai range sesuai standart sehingga kenyamanan termal pada ruangan sudah terjamin.
Range MRT pada iterasi 2 sudah bagus dikarenakan gap suhu tidak lebih dari 2 derajat dan suhu pada setiap sisi ruangan tidak melebihi batas kenyamanan termal sebesar 27,7 degC.
PPD pada bangunan memiliki range dari 5,6% sampai tertinggi 8,24%.
Range PPD pada iterasi 2 yang tidak terlalu jauh menjadikan persentase ketidak nyamanan pengguna merata.
dan nilai PPD sudah sangat memenuhi standart dari PPD yaitu maks 20%.
-0,5 (Min) to 0,5 (Max) 0.17 (Min) to 0,39 (Max)
5,6 % (Min) to 8,24% (Max) 0 % (Min) to 20% (Max)
19,4 degC (Min) to 27,7 degC (Max) 25 degC (Min) to 26,6 degC (Max)
Standart Range Range
Range
Standart Range
Standart Range Range
IKE / EUI pada iterasi desain 2 sebesar 114.2 KWh/sqm/tahun sudah memenuhi bahkan bisa lebih hemat sebanyak 43,7 KWh/sqm/tahun dibandingkan dengan standar baseline EUI dan lebih hemat 13,5 KWh/sqm/tahun dari iterasi 1. Hal ini sangat bagus karena dapat mengurangi beban konsumsi energi pada bangunan sehingga lebih ramah lingkungan.
Beban energi tahunan pada bangunan terbesar menurut hasil simulasi terdapat pada cooling loads yang pertahunnya rata - rata energi yang dikeluarkan sebesar 6.32 KWh (turun 3,65 kWh dari baseline design) , Equipment Loads sebesar 2.39 kWh, dan Lighting Loads sebesar 0.64 kWh. Dengan penerapan material selubung yang lebih baik dapat mengurangi konsumsi energi untuk pendinginan ruangan.
Beban puncak energi pada bangunan menurut hasil simulasi adalah pada bulan Mei dimana beban energi sebesar 10,8 kWh (turun 5,4 kWh) dimana penggunaan energi terbesar ada pada cooling.
Energy Use Intensity (IKE/EUI)
Annual Energy Loads
Peak Energy Loads
Kesimpulan
Data Recap
Pendapat
PMV
0,24 - 1.19 (-3) - (3)
0,24 - 1.35 0,17 - 0,39
6,2% - 34,8%
0% - 20%
6,2% - 43,3%
5,6% - 8,24%
25 - 32.3
19,4- 27,7
25 - 33.5 25 - 26,6
PPD MRT EUI
157.9 156.2
127.7 114.2 BASELINE
STANDART
ITERASI 2 ITERASI 1
Pada baseline design penggunaan energi dan kenyamanan termal belum tercapai sesuai standar , sedangkan pada iterasi 1 penggunaan energi sudah masuk ke dalam standar tetapi untuk kenyamanan termal pada ruangan justru malah mengalami peningkatan dibanding pada desain baseline. Dan yang terakhir pada iterasi 2 mengalami peningkatan pada semua aspek sehingga penggunaan energi dan kenyamanan termal pada iterasi 2 sudah sesuai dengan standar.
Faktor yang mempengaruhi kenyamanan termal dan penggunaan energi pada bangunan tidak lepas dari pemilihan jenis material selubung, glazing, arah orientasi bangunan, Shading device dan WWR. dengan memaksimalkan jenis material selubung dan Glazing dan memanfaatkan shading device secara optimal merespons dari iklim lingkungan dapat meningkatkan performan bangunan sehingga penggunaan energi dapat di minimalisir dan kenyamanan termal pada ruangan dapat dijaga.
Penggunaan Material selubung yang memiliki U-value yang rendah akan sangat berpengaruh terhadap enregi yang dibutuhkan pada suatu bangunan, begitu juga pada pemilihan material glazing yang memiliki SHGC dan U-Value yang rendah akan meringankan beban kinerja bangunan dan membantu untuk mengurangi radiasi yang masuk sehingga suhu di ruangan tidak terlalu panas.
