LAPORAN HASIL ANALISIS PERANCANGAN DAN SIMULASI TERMAL DENGAN PROGRAM ECOTECT

LAPORAN HASIL ANALISIS

PERANCANGAN DAN SIMULASI TERMAL DENGAN PROGRAM ECOTECT

Oleh:

Nabila Ayu Umaera

D051211066

DEPARTEMEN ARSITEKTUR FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2023

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR GAMBAR ... ii

DAFTAR TABEL ... iii

A. PENDAHULUAN ... 1

1. Deskripsi Model ... 1

2. Parameter Setting ... 1

B. ANALISIS HASIL SIMULASI ... 6

1. MRT (Mean Radiant Temperature) ... 6

2. Distribution Temperature ... 6

3. Internal Gains ... 17

4. Direct Solar Gains ... 19

5. Orientasi Bangunan ... 24

C. KESIMPULAN DAN SARAN ... 22

D. DESIGN IMPROVEMENT ... 23

1. Perubahan Orientasi Bangunan ... 23

2. Perubahan Material Bangunan ... 23

DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Setting lokasi ... 1

Gambar 2. Model denah ... 2

Gambar 3. Tampilan bangunan ... 2

Gambar 4. Mean radiant temperature ... 6

Gambar 5. Distribusi temperature ruang tamu ... 7

Gambar 6. Distribusi temperature kamar tidur ... 9

Gambar 7. Distribusi temperature dapur ... 11

Gambar 8. Distribusi temperature ruang keluarga ... 13

Gambar 9. Distribusi temperature ruang makan ... 15

Gambar 10. Internal gains kamar tidur... 17

Gambar 11. Internal gains ruang tamu ... 17

Gambar 12. Internal gains dapur ... 18

Gambar 13. Internal gains ruang keluarga ... 18

Gambar 14. Internal gains ruang makan ... 18

Gambar 15. Direct Gains kamar tidur ... 19

Gambar 16. Direct Gains ruang tamu ... 19

Gambar 17. Direct Gains dapur ... 20

Gambar 18. Direct Gains ruang keluarga ... 20

Gambar 19. Direct Gains ruang makan ... 21

Gambar 20. Orientasi bangunan ... 21

Gambar 21. Arah bangunan ... 23

Gambar 22. Distribusi temperature setelah mengubah material plafon ... 24

Gambar 23. Distribusi temperature setelah mengubah material atap ... 25

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Material ... 3 Tabel 2. Schedule ... 4

A. PENDAHULUAN

DESKRIPSI MODEL

Idealnya suatu bangunan mempunyai nilai estetika dan fungsi yang sesuai dengan fungsi bangunan yang dirancang, khususnya memberikan rasa aman (dari gangguan alam dan gangguan manusia/hidup) lainnya), serta memberikan kenyamanan, antara lain. kenyamanan termal. Berada di dalam suatu gedung kita berharap tidak menimbulkan panas, oleh karena itu setiap gedung harus memberikan kenyamanan termal. Dalam menganalisis suatu objek dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai program, termasuk program Analisis Ekoteknologi. Dalam hal ini, program Ecotech akan digunakan untuk menganalisis kondisi termal pada model rumah sangat sederhana tipe 90 m2.

PARAMETER SETTING

a. LOKASI

Sebelum menganalisis suatu objek pada program Ecotech, perlu dilakukan penentuan lokasi dengan memasukkan data cuaca pada lokasi tersebut, dalam hal ini data cuaca kota Makassar, serta garis horizontal dan garis lintang. Lokasi subjek berada di kawasan perumahan yang terletak di pinggiran kota. Jadi pada alat off-road lokal, Suburban dipilih. Arah bangunannya adalah Utara.

Gambar 1: Setting lokasi Sumber: Analisis, 2023

b. KONTRUKSI

Objek yang akan dianalisis adalah model rumah sederhana tipe 90m2. Termasuk ruang tamu, kamar tidur dan kamar mandi/WC. Bentuk persegi dengan pola kanopi.

Gambar 2: Model denah Sumber: Analisis, 2020

Letak bukaan berada sisi selatan rumah, yakni pada ruang tamu dan kamar tidur. Jendela dengan luas 1.8 m x 1.0 m, beserta pintu 2.1 x 0.9 m.

Gambar 3: Tampilan bangunan Sumber: Analisis, 2023 c. MATERIAL

Berikut material yang digunakan pada bangunan rumah dua lantai dengan tipe 90 m2.

Tabel 1: Material

NO Elemen Bangunan Keterangan

1 Dinding

- 110 mm External Brick Plus - 75 mm Timber Frame - 10 mm Plasterboard Inside

2 Lantai

- 100 mm Thick Concrete Slab on ground

3 Plafon

- 10 mm Suspended Plaster - 50 mm Insulation

4 Pintu

- 40 mm thick solid core pine timber door

5 Jendala

- Single Pane of glass - Timber Frame

6 Atap

- Concrete roof asphalt

Sumber : Analisis, 2023

d. SCHEDULING

Ruang yang akan di analisis adalah ruang tamu dan kamar tidur. Berikut adalah schedule pada ruang tersebut.

Tabel 2: Schedules

Ruang Tamu Ruang Tidur

Sistem Kontrol Udara

Mixed-mode System Mixed-Mode System

Kisaran Suhu 18°C - 29°C 18° C – 26° C

Aktivitas Walking - 115W Sleeping – 40 W

Infiltrasi Well Sealed (0.5 ach) Reasonably Protected (0.25 ach)

Well Sealed (0.5 ach) Reasonably Protected

(0.25 ach)

Jenis Pakaian Shorts and T-Shirt (0.40 clo) Shorts and T-Shirt (0.40 clo) Tingkat

Pencahyaan

300 LUX 400 LUX

Schedule Weekdays. 06 - 22 Weekdays. 16 - 08

Dapur Ruang Keluarga Ruang Makan

Sistem Kontrol Udara

Natural Ventilation Mixed-Mode System Mixed-Mode System

Kisaran Suhu 22°C - 29°C 18° C – 29° C 18° C – 29° C

Aktivitas Cooking - 95W Walking – 115 W Walking – 115 W

Infiltrasi Well Sealed (0.5 ach) Reasonably Protected (0.25

ach)

Well Sealed (0.5 ach) Reasonably Protected (0.25

ach)

Well Sealed (0.5 ach) Reasonably Protected

(0.25 ach)

Jenis Pakaian Shorts and T-Shirt (0.40 clo) Shorts and T-Shirt (0.40 clo) Shorts and T-Shirt (0.40 clo) Tingkat

Pencahyaan

300 LUX 400 LUX 400 LUX

Schedule Weekdays. 06 - 21 Weekdays. 16 - 08 Weekdays. 16 - 08

Sumber : Analisis, 2023

B. ANALISIS HASIL SIMULASI

1. MRT (Mean Radiant Temperature)

Mean Radiant Temperature adalah panas yang diradiasikan melalui permukaan interior suatu bangunan atau melalui material. Suhu radiasi rata-rata mempengaruhi suhu udara sekitar. Hasil pengukuran suhu permukaan benda di luar angkasa.

Berdasarkan pengaturan warna, suhu di tiap ruangnya berbeda, sehingga menimbulkan perbandingan antar warnanya.

2. Distribution Temperature a. Ruang Tamu

Pada tanggal 7^th February (hari Terdingin). Sesuai jadwal, ruang tamu tersedia mulai jam 06.00 – 22.00. Saat itu suhunya 25 – 26.1˚C. Selama ini suhu luar 23.8 - 31.5˚C, selisih -1.1 – 5.5 ˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam ruang tamu lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature ruang tamu paling dingin (7^th February) Sumber: Analisis, 2023

Pada tanggal 13^th Oktober (hari terpanas). Sesuai jadwal, ruang tamu tersedia mulai jam 06.00 – 22.00. Saat itu suhunya 26˚C. Selama ini suhu luar 25.2 – 35.7˚C, selisih –1.2 – 10.6˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam ruang tamu lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature ruang tamu paling panas (13^th Oktober) Sumber: Analisis, 2023

b. Kamar Tidur

Pada tanggal 20^th February (Hari Terdingin) Sesuai jadwal, kamar tidur tersedia mulai jam 17.00 – 07.00. Saat itu suhunya 24 - 28˚C. Selama ini suhu luar 31.5 - 23.8˚C, selisih -5.5 – 2.2˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam kamar tidur lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature kamar tidur paling dingin (20^th February) Sumber: Analisis, 2023

Pada tanggal 14^th Oktober (Hari Terpanas) Sesuai jadwal, kamar tidur tersedia mulai jam 17.00 – 07.00. Saat itu suhunya 24 - 28˚C. Selama ini suhu luar 25.9 – 37.7˚C, selisih -11.7 – 0.8˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam kamar tidur lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature kamar tidur paling panas (14^th Oktober) Sumber: Analisis, 2023

c. Dapur

Pada tanggal 2^th February (Hari Terdingin) Sesuai jadwal, Dapur tersedia mulai jam 06.00 – 21.00. Saat itu suhunya 29.2 – 30.7˚C. Selama ini suhu luar 25.9 – 32.2˚C, selisih -0.9 – 1.1˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam dapur lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature Dapur paling dingin (2^th February) Sumber: Analisis, 2023

Pada tanggal 13^th Oktober (Hari Terpanas) Sesuai jadwal, Dapur tersedia mulai jam 06.00 – 21.00. Saat itu suhunya 30.2 – 32.5˚C. Selama ini suhu luar 25.2 – 36.6˚C, selisih -2.3 – 5.3˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam dapur lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature dapur paling panas (13^th Oktober) Sumber: Analisis, 2023

d. Ruang Keluarga

Pada tanggal 6^th February (Hari Terdingin) Sesuai jadwal, ruang keluarga tersedia mulai jam 16.00 – 08.00. Saat itu suhunya 28-33˚C. Selama ini suhu luar 25.2 – 32.2˚C, selisih -0.1– 2.5˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam ruang keluarga lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature ruang keluarga paling dingin (6^th February) Sumber: Analisis, 2023

Pada tanggal 5^th September (Hari Terpanas) Sesuai jadwal, ruang keluarga tersedia mulai jam 16.00 – 08.00. Saat itu suhunya 28.1 – 34.2˚C. Selama ini suhu luar 23.8 – 34.5˚C, selisih -0.3– 5.5˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam ruang keluarga lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature ruang keluarga paling panas (5^th September) Sumber: Analisis, 2023

e. Ruang Makan

Pada tanggal 12^th February (Hari Terdingin) Sesuai jadwal, ruang makan tersedia mulai jam 16.00 – 07.00. Saat itu suhunya 24 - 28˚C. Selama ini suhu luar 31.5 - 23.8˚C, selisih -5.5 – 2.2˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam ruang maka lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature ruang makan paling dingin (12^th February) Sumber: Analisis, 2023

Pada tanggal 8^th November (Hari Terpanas) Sesuai jadwal, ruang makan tersedia mulai jam 16.00 – 07.00. Saat itu suhunya 30.9 – 34.6˚C. Selama ini suhu luar 25.2 – 34.5˚C, selisih -0.1 –1.2˚C. Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam ruang makan lebih tinggi dibandingkan suhu di luar ruangan.

Gambar 5: Distribusi temperature ruang makan paling panas (8^th November) Sumber: Analisis, 2023

3. Internal Gains

a. Ruang Tamu

Dari hasil analisis Internal Gains, Perolehan panas pada ruang tamu pada pukul 16.00 – 22.00 adalah 575 – 616 WH

Gambar 7 : Internal gains ruang tamu Sumber : Analisis, 2023

b. Kamar Tidur

Dari hasil analisis Internal Gains, Perolehan panas pada ruang tamu pada pukul 16.00 – 08.00 adalah 45 – 90 WH

Gambar 7 : Internal gains kamar tidur Sumber : Analisis, 2023

c. Dapur

Dari hasil analisis Internal Gains, Perolehan panas pada ruang tamu pada pukul 16.00 – 20.00 adalah 6 – 30 WH

Gambar 7 : Internal gains dapur Sumber : Analisis, 2023

d. Ruang Makan

Dari hasil analisis Internal Gains, Perolehan panas pada ruang tamu pada pukul 16.00 – 20.00 adalah 28 – 140 WH

Gambar 7 : Internal gains ruang makan Sumber : Analisis, 2023

e. Ruang Keluarga

Dari hasil analisis Internal Gains, Perolehan panas pada ruang tamu pada pukul 16.00 – 20.00 adalah 575 – 616 WH

Gambar 7 : Internal gains ruang keluarga Sumber : Analisis, 2023

4. Direct Solar Gains a. Ruang Tamu

Dari hasil analisis direct solar gains, perolehan panas radiasi matahari pada kamar tidur berdasarkan grafik dan parameter warna adalah 0 – 200 Wh. Dan perolehan panas radiasi tinggi sepanjang tahun sekitar pukul 06.00 – 11.00.

Gambar 9 : Direct solar gains ruang tamu Sumber : Analisis, 2023

b. Kamar Tidur

Dari hasil analisis direct solar gains, perolehan panas radiasi matahari pada kamar tidur berdasarkan grafik dan parameter warna adalah 0 – 210 Wh. Dan perolehan panas radiasi yang tinggi terjadi pada bulan bulan mei – juni sekitar pukul 08.00 – 15.00

Gambar 10 : Direct solar gains kamar tidur Sumber : Analisis, 2023

c. Dapur

Dari hasil analisis direct solar gains, perolehan panas radiasi matahari pada Dapur berdasarkan grafik dan parameter warna adalah 0 – 110 Wh. Dan perolehan panas radiasi tinggi sepanjang tahun sekitar pukul 06.00 – 11.00.

Gambar 9 : Direct solar gains dapur Sumber : Analisis, 2023

d. Ruang Makan

Dari hasil analisis direct solar gains, perolehan panas radiasi matahari pada Ruang Makan berdasarkan grafik dan parameter warna adalah 0 – 310 Wh. Dan perolehan panas radiasi tinggi sepanjang tahun sekitar pukul 07.00 – 11.00.

Gambar 9 : Direct solar gains ruang makan Sumber : Analisis, 2023

e. Ruang Keluarga

Dari hasil analisis direct solar gains, perolehan panas radiasi matahari pada ruang tamu berdasarkan grafik dan parameter warna adalah 0 – 560 Wh. Dan perolehan panas radiasi tinggi sepanjang tahun sekitar pukul 11.00 – 15.00.

Gambar 9 : Direct solar gains ruang keluarga Sumber : Analisis, 2023

5. Orientasi Bangunan

Bangunan rumah sederhana menghadap barat. Berikut simulasi jalur matahari terhadap arah bangunan. Bukaan mengarah langsung ke arah jalur matahari, sehingga bukaan masih menerima perolehan panas radiasi, khususnya ketika posisi matahari berada pada pukul 8.00 dan 15.00.

Gambar 11 : Arah bangunan, 20^th June Sumber : Analisis, 2023

Gambar 11 : Arah bangunan, 8^th February Sumber : Analisis, 2023

C. KESIMPULAN DAN SARAN

Radiasi panas yang masuk ke permukaan interior bangunan menimbulkan perbedaan suhu antara ruangan tersebut karena beberapa ruang mempunyai ventilasi yang lebih banyak dibandingkan dengan ventilasi pada kamar tidur.

Berdasarkan hasil analisa, suhu di dalam gedung lebih tinggi dibandingkan suhu di luar gedung. Perolehan panas radiasi pada setiap ruangan berbeda-beda, tergantung luas dinding yang menerima cahaya dan banyaknya radiasi yang masuk ke dalam bangunan. Selain jumlah dan luas permukaan bukaan, faktor lainnya adalah jenis material yang digunakan. Karena setiap bahan mempunyai kapasitas penyerapan dan nilai U atau laju perpindahan panas melalui masing-masing bahan.

Perhatian harus diberikan pada orientasi bangunan dan material yang akan digunakan pada bangunan untuk meminimalkan ketidaknyamanan akibat suhu dan kondisi alam lainnya.

D. DESIGN INPROVEMENT

1. Perubahan Orientasi Bangunan

Berikut orientasi bangunan menghadap ke selatan. Pada bidang dinding yang memiliki bukaan, tidak lagi menerima perolehan panas radiasi dari sudut datangnya matahari.

2. Perubahan Material Bangunan a. Plafon

Pada rumah sederhana, sebelumnya menggunakan plafon jenis Acoustic Tiles. Kemudian material palfon diubah dengan Plaster Insulation Suspended. Dari hasil distribusi temperature sebelumnya, pada waktu schedule ruang tamu, suhu berada pada tingkatan 33 – 32.6 ˚C. Sementara suhu di luar bangunan 30 – 28 ˚C.

Menjadi 31.9 – 31.1 ˚C pada ruang tamu dan 30.0 – 26.7 di luar bangunan.

Sedangkan pada kamar tidur terjadi penurunan suhu pada pukul 00.00 – 06.00.

Gambar 12 : Arah bangunan Sumber : Analisis, 2023

SEBELUM SESUDAH

SEBELUM SESUDAH

b. Atap

Pada rumah sangat sederhana, sebelumnya menggunakan atap bermaterial Concrete roof asphalt. Kemudian material palfon diubah dengan Metal Deck Insulated. Dari hasil distribusi temperature sebelumnya, suhu ruang tamu berada pada tingkatan 33 – 32.6 ˚C, menjadi 32.8 – 32.5 ˚C. Sedangkan pada kamar terjeadi peningkatan suhu pada pukul 00.00 – 06.00.

SEBELUM SESUDAH

Gambar 14 : Distribusi temperature setelah mengubah material atap

SEBELUM SESUDAH