28 tersebut. Tabel 5 dan Gambar 5 menjelaskan bahwa pergerakan intensitas
matahari ini seyogyanya berbentuk parabolik, nilai kritis dari proses ini berada pada nilai 743,87 Wm
2
yang terjadi pada sekitar pukul 13:00 saat matahari berada diatas kepala.
Tabel 5. Perbandingan statistik nilai intensitas matahari Wm
2
hasil pengukuran.
23-27 April 2009 Jam
Maksimum Rata-rata Minimum Wm
2
06:00
172,00 124,00
20,00
13:00
856,00 743,87
636,00
18:00
66,00 39,20
22,00 Perubahan nilai intensitas radiasi yang secara ekstrim tidak dengan
mudah menyebabkan perubahan suhu lingkungan menjadi berubah pula secara signifikan. Hal ini disebabkan suhu udara tidak berubah secara cepat
apabila dibandingkan dengan perubahan intensitas matahari, karena suhu dipengaruhi oleh pergerakan udara.
Gambar 5. Grafik perbandingan statistik nilai intensitas matahari Wm
2
hasil pengukuran.
B. Kondisi Termal pada Bangunan pre-Pabrikasi Tahan Gempa
B.1 Suhu Suhu merupakan salah satu parameter lingkungan yang cukup
berpengaruh dan secara tidak langung mempengaruhi pengendalian metabolisme manusia. ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating
29 and Air Conditioning Engineers
mensyaratkan tingkat kenyamanan dipengaruhi oleh: suhu udara ruangan, kelembaban ruangan, dan kecepatan
angin dalam ruangan dengan batasan kenyamanan berada pada suhu efektif 23
o
C – 27
o
C, kecepatan angin 0,1 - 1,5 ms , kelembaban relatif RH antara 50-60. Lain halnya dinyatakan oleh Anggraeni 1998 batas kenyamanan
pada daerah khatulistiwa berkisar antara suhu 22,5ºC sampai 29,5ºC dengan kelembaban udara relatif sebesar 20-50.
Pengukuran dilakukan mulai tanggal 23 April hingga 27 Apri 2009 yang ditempatkan pada titik-titik pengukuran yang mewakili posisi
pendistribusian suhu pada bangunan, terdapat 36 titik pengukuran yang dibagi kedalam tiga layer. Pengukuran suhu dilakukan mulai pukul 06:00 pagi
hingga puku 18:00, seperti apa yang telah disyaratkan bahwa suhu efektif untuk bangunan pada daerah tropis antara 22,5ºC sampai 29,5ºC Anggraeni,
1998 sedangkan menurut ASHRAE berada antara 23
o
C-27
o
C. Terihat pada Gambar 3, suhu rata-rata hasil pengukuran dalam bangunan mulai pukul
06:00 hingga pukul 12:00 relatif masih berada pada kondisi suhu efektif walaupun kondisi terus meningkat. Kondisi lingkungan sekitar bangunan
yang cukup teduh karena pengaruh barier berupa bangunan gedung dan pepohonan membuat pergerak suhu diawal tidak terlalu signifikan naik
namun bergerak secara perlahan dan kontinyu. Mengacu pada standar yang dikemukakan oleh Anggraeni 1998, hasil
pengukuran relatif berada pada kondisi yang nyaman, hal ini perlihatkan pada Gambar 6 bahwa rata-rata suhu hasil pengukuran berada diantara batas
minimum dan maksimum, dan batas tidak nyaman terlihat terjadi selepas pukul 12:00 hingga pukul 15:00 dimana suhu rata-rata melebihi kondisi suhu
kenyamanan standar yaitu suhu rata-rata pengukuran melebihi 29
o
C standar Anggraeni, 1998. Namun apabila mengacu pada standar ASHRAE tingkat
kenyamanan dalam satu hari relatif lebih pendek, dilihat dalam Gambar 3, mulai pukul 06:00 hingga pukul 10:00 suhu dalam bangunan masih berada
dalam kondisi nyaman, yaitu diantara 23
o
C-27
o
C, namun selepas pukul 10:00 hingga pukul 16:00 suhu dalam bangunan berada diatas 27
o
C, dan ini artinya berada diluar kondisi kenyaman termal menurut ASHRAE. Titik kritis
30 pengukuran suhu berada pada pukul 13:00 dimana suhu pada saat itu
mencapai 30,34
o
C dan kondisi ini tentu membuat suhu dalam bangunan termasuk kedalam kondisi yang tidak nyaman karena berada diatas batas suhu
efektif , kondisi ini bertahan selama dua jam mulai pukul 12:30 hingga pukul 14:30. Selepas pukul 13:00 intensitas suhu mulai menurun dan mulai kembali
masuk kedalam suhu daerah nyaman dan berhenti pada suhu 26,43
o
C tepat pada pukul 18:00.
Gambar 6. Grafik perbandingan nilai rata-rata suhu
o
C hasil pengukuran dengan syarat maksimum dan minimum suhu dalam suatu
ruangan B.2 Kelembaban RH
Kelembaban merupakan salah satu faktor yang cukup berpengaruh
dalam menentukan nyaman tidaknya suatu lingkungan, Lampiran 5
memperlihatkan bahwa rata-rata nilai kelembaban pada bangunan pre- pabrikasi rata-rata 80 dan jika kita lihat, nilai tersebut merupakan ambang
nilai kelembaban maksimum yang diizinkan pada suatu lingkungan bangunan. Nilai kelembaban untuk daerah tropis yang termasuk kedalam
kondisi nyaman berkisar antara 30 hingga 80 RH. Menurut ASHRAE kondisi kelembaban yang nyaman berada pada antara 50-60 RH, sedangkan
menurut Angraeni 1998 kelembaban yang efektif untuk daerah tropis bearada pada rentang 20-50 RH. Seperti yang terlihat pada Gambar 7, rata-
31 rata nilai kelembaban hasil pengukuran berada jauh diatas kondisi standar
yang disyaratkan.
Gambar 7. Grafik perbandingan nilai rata-rata kelembaban RH pengukuran dengan syarat maksimum dan minimum kelembaban dalam suatu
ruangan Material bangunan yang terbuat dari kayu membuat bangunan tersebut
mudah menyerap uap air pada kondisi basah, sehingga apabila kita
korelasikan dengan Gambar 9 terihat bahwa besarnya kelembaban pada pukul
06:00 pagi nilainya jauh diatas batas yang diizinkan yaitu sekitar 90, hal ini terjadi karena pada pagi hari kondisi bangunan dalam keadaan lembab basah,
sebagian besar material bangunan yang terdiri dari kayu mengandung uap air.
Gambar 8. Grafik perbandingan nilai rata-rata kelembaban RH didalam dan luar bangunan.
Penurunan besarnya nilai kelembaban ini berbanding lurus dengan semakin meningatnya suhu lingkungan di sekitar bangunan, hal ini jelas
32 diperlihatkan oleh pergerakan rata-rata nilai kelembaban yang berkurang
secara perlahan yang terjadi sekitar pukul 06:00 hingga pukul 10:00. Intensitas matahari secara tidak langsung berpengaruh terhadap besarnya
kelembaban pada bangunan, intensitas matahari yang cukup kuat membuat suhu lingkungan menjadi lebih tinggi, hal ini membuat material bangunan
yang cenderung mengandung banyak uap air, melepaskan kalor sehingga suhu didalam ruangan menjadi lebih tinggi dan kelembaban menjadi lebih
rendah. Kelembaban udara yang tinggi mengakibatkan terjadinya penguapan
dipermukaan kulit sehingga mekanisme pelepasan panas bisa terganggu. Dalam keadaan seperti itu pergerakan udara akan sangat membantu proses
penguapan. Sebaliknya, bila kelembaban udara rendah, orang akan menderita efek keringnya udara selaput lendir mengering, batuk rejan, radang mata,
kulit menyamak, dan sebagainya, dan untuk mengatasinya diperlukan tambahan uap air ke dalam udara.
Tabel 6. Perbandingan nilai kelembaban di dalam dan luar bangunan Jam
Dalam Luar
6.00 13.00
18.00 6.00
13.00 18.00
Rata-rata 88.80
77.25 82.75
88.89 77.32
82.77 Maksimum
92.60 84.70
92.40 92.40
84.30 92.10
Minimum 83.40
69.20 75.20
84.20 69.60
76.00 B.3 Kecepatan aliran udara
Pergerakan udara menyebabkan terjadinya aliran udara yang mendorong adanya perbedaan tekanan udara antara dalam dan luar bangunan.
Angin menyebabkan zona tekanan tinggi dan tekanan rendah disekeliling bangunan sehingga terjadi aliran udara. Kecepatan aliran udara sangat
bepengaruh dalam sistem kenyamanan termal teutama saat proses pertukaran panas antara permukaan kulit dengan lingkungan didalam bangunan, oleh
karena itu perlu adanya desain yang sesuai antara sistem ventilasi dalam bangunan dengan proses aktivitas penghuni sehingga aliran udara yang
masuk tidak terlalu mengalami fluktuasi yang tinggi sehingga dapat menganggu proses pertukaran panas yang terjadi pada kulit manusia dalam
bangunan.
33 Tabel 7. Perbandingan nilai rata-rata kecepatan udara ms hasil pengukuran
dengan syarat maksimum dan minimum kecepatan udara dalam suatu ruangan
23-27 April 2009 Jam
Maksimum Rata-rata
Minimum
ASHRAE Pengukuran
ASHRAE
ms 6:00:00
1.50 0.11
0.10 13:00:00
1.50 0.17
0.10 18:00:00
1.50 0.20
0.10 Besarnya kecepatan udara yang disyaratkan untuk kondisi kenyamanan
termal di daerah tropis berkisar antara 0,10 ms hingga 1,50 ms. Hasil pengukuran pada Tabel 7 menunjukan bahwa rata-rata kecepatan udara yang
masuk kedalam bangunan berkisar 0,11 ms hingga 0,20 ms. Kondisi lingkungan bangunan yang terletak pada posisi diantara bangunan gedung
dan pepohonan membuat pergerakan udara tidak terlalu tinggi, sehingga aliran yang masuk kedalam bangunan terdegradasi.
Nilai rata-rata yang diperoleh sebenarnya kurang begitu optimal bagi penghuni yang tinggal didalamnya, karena dengan nilai rata-rata kecepatan
udara sebesar 0,20 ms dapat membuat proses pertukaran kalor antara tubuh dengan lingkungan menjadi kurang optimal, setidaknya rata-rata nilai
kecepatan udara yang optimal antara 1 ms hingga 1,2 ms.
Gambar 9. Grafik perbandingan nilai rata-rata kecepatan udara ms hasil pengukuran dengan syarat maksimum dan minimum kecepatan
udara dalam suatu ruangan.
34 B.4 Hubungan antara suhu, kelembaban, dan kecepatan udara
Tiwari 1998 mengatakan bahwa suhu merupakan parameter lingkungan yang membentuk atau mempenengaruhi sifat-sifat termal lainnya
pada suatu lingkungan, baik itu kelembaban, pergerakan udara, tekanan lingkungan, hingga proses pindah panas pada bangunan. Oleh karena itu dari
setiap parameter lingkunga tersebut tentunya memiliki hubungan dengan suhu.
Hubungan antara suhu dengan kelembaban memiliki keterkaitan yang cukup sulit dijelaskan, hal ini terjadi karena pengukura kelembaban tidak
dilakukan secara kontinyu setiap jam berbeda dengan pengukuran suhu menggunakan recorder Gambar 9. Walaupun begitu apabila kita lihat pada
satu titik waktu tertentu pada jam 12 hingga jam 13 dari mulai tanggal 23 hingga 27 April 2009, kelembaban memiliki hubungan berbanding terbalik
terhadap waktu. Dapat dijelaskan bahwa ketika pergerakan suhu diawal mulai naik
Gambar 10. Grafik hubungan antara suhu dengan kelembaban terhadap waktu Jam
nilai suhu sebesar 23
o
C, saat itu besarnya kelembaban RH relatif tinggi sebesar 80 hingga 90, kondisi sebaliknya terlihat saat pergerakan jam
mulai memasuki waktu tengah hari dimana saat itu suhu bangunan mencapai rata-rata nilai tertinggi, sehingga terlihat bahwa besarnya nilai kelembaban
rata-rata RH mengalami penurunan hingga mencapai sekitar 75 RH.
35 Dengan begitu dapat dinyatakan bahwa hubungan antara suhu dengan
kelembaban RH memililki hubungan berbanding terbalik. Hubungan antara suhu dengan kecepatan dijelaskan pada Gambar 10.
Pergerakan suhu diawal-awal jam ternyata berbanding lurus dengan kecepatan pergerakan udara. Namun ini terjadi hanya pada enam jam diawal,
yaitu terjadi antara pukul 12:00-13:00. Pergerakan udara yang terjadi didalam bangunan bisa terjadi karena adanya perbedaan suhu dan tekanan udara antara
didalam dan diluar bangunan, sehingga hal ini menyebabkan udara di luar bangunan akan bergeraka kedalam bangunan agar tekanan didalam dan diluar
bangunan seimbang.
Gambar 11. Grafik hubungan antara suhu dengan kecepatan udara terhadap waktu Jam
Selanjutnya hubungan antara suhu dengan besarnya intensitas matahari dijelaskan oleh Gambar 11. Hasil perhitungan memperlihatkan bahwa secara
umum dapat dikatakan bahwa suhu dengan intensitas radiasi matahari memiliki hubungan yang berbanding lurus. Hal ini jelas terjadi karena suhu
merupakan salah satu hasil turunan dari nilai intensitas radiasi. Pergerakan suhu pada bangunan selalu diikuti oleh besarnya perubahan intensitas rasiasi.
36 Gambar 12. Grafik hubungan antara suhu dengan intensitas radiasi matahari
terhadap waktu Jam
C. Pindah Panas pada banguanan
