EVALUASI PERFORMA VENTILASI ALAMI PADA DESAIN BUKAAN RUANG KELAS UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA

Abstract: Education is an important sector of a nation toward better future. Conducive classroom with well designed room ventilation would encourage occupants in implementing effective teaching and learning activities. Research was conducted to figure out classroom performance and optimization of natural ventilation which was occurred in Engineering Faculty of UAJY represented by the classroom number 2406 as case study. Research is focused on classroom ventilation elements by examining window’s dimension, occupant’s adaptive behavior, opening types, and glass type at windward side. This research implements rationalistic method by utilizing computer simulation software DesignBuilder complemented with CFD in order to analyze and deduce information obtained primarily by field measurement and other relevant literatures. Results generated by DesignBuilder show that changes in ventilation area at external windows have significant influence over room’s ventilation performance. CFD (Computational Fluid Dynamics) experiments were conducted by examining opening types shown on room’s vertical section drawing, opening positions, overhangs, and external louvre types. Results show that experiments conducted by replacing the bottom layer of fixed windows with operable windows has significant effect in improving ventilation performance. Variation on overhangs only produce little impact, yet experiments on external louvres prove that the best type is horizontal louvre. Optimization done by studying above variables is capable to increase ventilation performance up to 800% in examined classroom.Keywords: ventilation, optimization, room openings, computer simulationAbstrak: Sektor pendidikan adalah tulang punggung suatu bangsa demi menuju masa depan yang lebih baik. Ruang kelas yang berkualitas dan kondusif dengan perencanaan sistem ventilasi dalam ruang yang baik bagi kegiatan belajar mengajar akan membantu tercapainya tujuan tersebut. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui sejauh mana performa ventilasi alami ruang dengan studi kasus Ruang Kelas 2406 Gedung Fakultas Teknik UAJY dan bagaimana bentuk optimasinya. Penelitian berfokus pada elemen bukaan dengan berbagai dimensi jendela, pengaturan adaptif penghuni, jenis bukaan ventilasi pada jendela, serta jenis kaca jendela pada sisi windward (angin datang). Metode simulasi komputer diperkuat dengan pengukuran lapangan menjadi alat bantu menakar dan mengoptimalisir kebutuhan ventilasi alami melalui berbagai variasi desain bukaan. Hasil studi dengan DesignBuilder memperlihatkan bahwa variabel luasan ventilasi pada jendela (“external window open”) memiliki pengaruh besar terhadap performa ventilasi alami dalam ruang. Studi dengan CFD (Computational Fluid Dynamics) berfokus pada model bukaan ruang, yaitu model bukaan pada potongan vertikal ruang, posisi bukaan, tipe teritisan (“overhang”) serta kerai (“louvre”) eksternal. Eksperimen pada posisi bukaan inlet menunjukkan bahwa perubahan jendela mati menjadi jendela hidup pada lapis bawah menghasilkan performa ventilasi lebih baik. Studi teritisan tidak memiliki pengaruh besar, sedangkan studi kerai membuktikan bahwa jenis kerai terbaik adalah kerai horisontal. Optimasi ini mampu meningkatkan performa ventilasi hingga 800% pada studi kasus.Kata kunci: ventilasi, optimasi, bukaan ruang, simulasi kompute

Kajian numerik distribusi udara pada ruang ber-AC untuk mencapai tingkat efisisensi energi yang optimal

The demand for household energy in Indonesia is dominated by air conditioning sector. One of the efforts to optimize air conditioner (AC) is to figure out the best air distribution pattern. Nowadays, there are three air distribution types of marketed AC; (1) perfect mixing, (2) displacement, and (3) radiant cooling. This research examines the influence of those types toward energy consuption to ensure indoor thermal comfort.  It was conducted by conducting literature review, mathematical calculation, and numerical simulation. Based on SNI 03-6572-2001, the research applied comfort criteria of indoor air temperature of 24oC as setpoint with 28.1oC initial temperature. Energy consumption is estimated based on time required to achieve the setpoint. The fastest cooling time is obtained by displacement in 80 seconds, then perfect mixing in 112 seconds, and the longest is radiant cooling in 460 seconds. Energy calculation establishes three scenarios of heat load represented by air con’s idle time; (a) high load, 30 seconds, (b) moderate load, 60 seconds, and (c) low load, 90 seconds. For 300 hours of operational time per month, displacement consumes (a) 148.4, (b) 116.6, and (c) 96 kWh/month, whilst perfect mixing needs (a) 160.9, (b) 132.8, and (c) 113.1 kWh/month. Lastly, radiant cooling spends (a) 191.5, (b) 180.5, and (c) 170.6 kWh/month. © 2018 Jackobus Ade Prasetya SeputraPenggunaan energi listrik bangunan rumah tangga di Indonesia didominasi oleh kebutuhan AC. Salah satu upaya untuk mengoptimalkan kinerja AC adalah dengan memperhatikan distribusi aliran udaranya. Di pasaran terdapat tiga tipe distribusi udara AC, yaitu (1) perfect mixing, (2) displacement, dan (3) radiant cooling. Penelitian menguji pengaruh tipe-tipe distribusi AC tersebut terhadap konsumsi energi pendinginan dengan metode studi literatur, perhitungan matematis, dan simulasi numerik. Kriteria kenyamanan termal bersumber dari SNI 03-6572-2001 dengan suhu udara 24oC sebagai titik tuju (setpoint) dari kondisi mula 28,1oC. Sedangkan perhitungan tingkat konsumsi energi didapatkan dari lamanya waktu mencapai setpoint. Waktu pendinginan tercepat dicapai oleh displacement, yaitu 80 detik, lalu perfect mixing dalam 112 detik, dan yang terlama adalah radiant cooling, 460 detik. Perhitungan matematis dilakukan dengan tiga skenario beban kalor yang diasumsikan menjadi lamanya waktu AC saat jeda (idle), yaitu; (a) beban besar, 30 detik, (b) beban sedang, 60 detik, dan (c) beban kecil, 90 detik. Dengan waktu operasional 300 jam per bulan, konsumsi energi displacement sesuai skenario adalah; (a) 148,4 kWh/bulan, (b) 116,6 kWh/bulan, dan (c) 96 kWh/bulan, perfect mixing; (a) 160,9 kWh/bulan, (b) 132,8 kWh/bulan, dan (c) 113,1 kWh/bulan, dan radiant cooling; (a) 191,5 kWh/bulan, (b) 180,5 kWh/bulan, dan (c) 170,6 kWh/bulan. © 2018 Jackobus Ade Prasetya Seputr

OPTIMASI KONDISI IKLIM MIKRO TERHADAP UNSUR KENYAMANAN TERMAL PADA BANGUNAN PENDOPO AGENG MANGKUNEGARAN SURAKARTA

Perubahan iklim yang terjadi dalam suatu lingkungan terbangun memberikan dampak yang signifikan terhadap tingkat kenyamanan termal pada lingkungan dan bangunan yang terdapat pada kawasan tersebut. Terlebih ketika lingkungan dan bangunan tersebut merupakan salah satu aset cagar budaya yang masih berperan fungsinya dalam kegiatan yang bersifat sakral, salah satunya adalah bangunan pendopo ageng Mangkunegaran Surakarta. Pendopo merupakan salah satu elemen arsitektural pada tatanan ruang pada arsitektur Jawa, yang keberadaanya menyatu dan menjadi bagian dari ruang luar, dan seringkali disebut sebagai elemen bangunan semi-tertutup karena bentuk dan kondisi fisiknya yang tanpa dinding. Pendopo ageng Mangkunegaran merupakan salah satu pendopo terbesar di Indonesia, menjadikan ini sebagai salah satu yang khas untuk dikaji terkait optimasi kenyamanan termal lingkungan yang diperoleh dari kondisi iklim mikro. Penelitian ini bertujuan merumuskan pengaruh kondisi iklim mikro yang terdapat baik di sekitar lingkungan maupun bangunan di dalam pendopo terhadap kondisi termal yang diperoleh. Hasil penelitian ini akan mengarahkan pada optimasi terhadap kondisi iklim mikro supaya dapat diperoleh hasil kenyamanan termal yang ideal. Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif dengan metode kuantitatif yang didukung oleh simulasi eksperimental melalui analisis komputasi ENVI-met. Penelitian ini dilaksanakan melalui tiga tahap, yakni tahap pertama berupa tahap empiris pengukuran kondisi iklim mikro, tahap kedua berupa simulasi menggunakan ENVI-met untuk mengetahui kondisi termal yang tercipta dari elemen lansekap di sekitar pendopo ageng dan area yang dinaungi oleh atap pendopo, tahap ketiga adalah upaya optimasi berdasarkan hasil simulasi yang diperoleh berupa rekomendasi yang bertujuan untuk menciptakan kondisi iklim mikro yang ideal. Kata-kata kunci : Pendopo Ageng Mangkunegaran; Kondisi Iklim Mikro; Sistem ENVI-met, Optimasi Kenyamanan Terma

PENGUKURAN EMPIRIS SEBAGAI DASAR PENENTUAN MODEL RADIASI PROGRAM CFD UNTUK SIMULASI KINERJA TERMAL BUKAAN CAHAYA

Bukaan cahaya memiliki peran penting dalam menentukan besarnya konsumsi energi pada bangunan, terutama di daerah tropis dengan luas bukaan cahaya yang dominan. Bukaan cahaya tidak hanya berkaitan dengan kinerja pencahayaan alami, melainkan juga kinerja termal bangunan. Pengaruh bukaan cahaya pada kinerja termal dapat dikatakan memiliki peranan utama karena kinerja termal menentukan beban penyejukan bangunan yang memiliki kontribusi terbesar di dalam konsumsi energi bangunan. Saat ini penggunaan program simulasi sebagai piranti untuk memperkirakan kinerja termal bangunan pada tahap desain sudah bersifat wajib. Akurasi simulasi merupakan kunci utama yang menentukan apakah hasil simulasi tersebut dapat diandalkan. Computational Fluid Dynamics (CFD) merupakan salah satu program simulasi termal yang rinci dan dikenal akurat. Program CFD menyediakan beberapa model radiasi yang didasarkan pada asumsi-asumsi yang berbeda. CFD-ACE+ menyediakan 4 model radiasi. Pemakaian model yang tepat akan menghasilkan simulasi yang akurat. Untuk melihat kesesuaian atau akurasi model, studi ini melakukan komparasi antara hasil simulasi dengan menggunakan model radiasi yang dipilih dan hasil pengukuran empiris pada model ruang yang memiliki sebuah bukaan cahaya. Ada 4 macam bukaan cahaya yang distudi, yakni: clerestory tanpa peneduh (UC), clerestory dengan peneduh (CE), anidolic daylighting system (ADS) dan anidolic solar shading (ASS). Hasil komparasi dengan model Surface to Surface (STS) menunjukkan bahwa model STS lebih cocok digunakan pada model yang tidak memiliki pembayangan yang kuat/intensif

PROSIDING SEMINAR NASIONAL : "LEAVE NOTHING EXCEPT YOUR FOOTPRINTS AND LOVE" Building Waste and Sustainable Environment

Persoalan limbah adalah persoalan nyata yang dihadapi umat manusia saat ini. Sebagai mahluk yang dikaruniai pikiran, akal budi dan hati nurani, kita hendaknya dapat menyelesaikan permasalahan yang berkaitan dengan limbah yang dihasilkan oleh kegiatan manusia. Pertemuan ilmiah SCAN (Sustainable Culture, Architecture, and Nature) kali ini bertema “Leave Nothing… Except Your Footprints and Love”. Dalam pertemuan ilmiah SCAN kali ini, sub-tema: visionary concepts in waste management, zero waste management in the built environment, dan from waste to architecture merupakan tema-tema yang diharapkan dapat melahirkan gagasan dan solusi kreatif pada permasalahan nyata, yang ada di hadapan kita. Pengendalian limbah merupakan hal yang cukup kompleks dan perlu pemikiran serta penanganan serius, yang harus selalu diupayakan agar tercipta lingkungan yang lebih baik. Limbah, mulai dari limbah rumah tangga sampai dengan limbah industri (termasuk limbah dalam pelaksanaan konstruksi), terus dihasilkan setiap hari, sehingga jika tidak ditangani akan menjadi beban bagi alam. Pengendalian limbah merupakan suatu hal yang penting dan perlu dipikirkan oleh para peneliti dan penentu kebijakan. Dengan diselenggarakannya pertemuan ilmiah ini, diharapkan para peserta dapat bertukar pikiran terhadap hasil gagasan dan penelitian yang telah dikembangkan oleh rekan sejawat lain. Mudah-mudahan dengan pertemuan ilmiah ini dapat dihasilkan gagasan yang mengarah pada kondisi zero waste, agar tercipta lingkungan yang lebih baik. Semoga pula gagasan dan pemikiran yang ada dapat berkontribusi pada kebijakan pembangunan atau paling tidak mempengaruhi gaya hidup keseharian kita. Pada kesempatan ini, ucapan terima-kasih yang sebesar-besarnya disampaikan kepada pembicara kunci dan seluruh pemakalah, yang telah menyajikan tulisan dan menyampaikan gagasan dalam pertemuan ilmiah SCAN#5: 2014. Gagasan dari seluruh penyaji telah memberi warna tersendiri pada pertemuan ilmiah ini. Ucapan terimakasih yang tulus juga disampaikan kepada seluruh panitia, yang telah mendedikasikan waktu dan pemikirannya, sehingga acara ini dapat berjalan dengan lancar. Semoga Tuhan selalu memberkati niat baik kita semua