Tabel 5.26. Indeks Suhu Basah dan Bola ISBB pada Shift 3
Indeks Suhu Bola Basah ISBB Shift 1 NO Jam
Lintasan1 Lintasan2 Lintasan3 Lintasan4 Lintasan5 Lintasan6 Lintasan7 Lintasan8 1
23.00-24.00 27,72 27,56 27,73 30,66 27,44 27,41 27,36 27,61 2
00.00-01.00 25,65 26,23 25,66 30,65 26,74 26,66 26,61 26,10 3
01.00-02.00 28,72 28,26 28,73 30,00 28,26 28,20 28,15 28,40 4
03.00-04.00 30,29 30,13 30,30 31,63 29,49 29,24 29,19 30,18 5
04.00-05.00 30,10 29,58 30,11 31,06 29,40 29,21 29,16 29,78 6
05.00-06.00 29,08 28,92 29,09 30,72 28,86 28,76 28,71 28,97 7
06.00-07.00 29,76 29,77 29,77 31,42 29,38 28,98 28,93 29,79
5 10
15 20
25 30
35
23 .0
0- 24
.0 00
.0 0-
01 .0
01 .0
0- 02
.0 03
.0 0-
04 .0
04 .0
0- 05
.0 05
.0 0-
06 .0
06 .0
0- 07
.0
Waktu Jam IS
BB De
ra ja
t Ce ls
iu s
Lintasan 1 Lintasan 2
Lintasan 3 Lintasan 4
Lintasan 5 Lintasan 6
Lintasan 7 Lintasan 8
Gambar 5.17. Indeks Suhu Bola Basah pada Kedelapan Lintasan
5.12. Perhitungan Keseimbangan Termal
Keseimbangan panas adalah antara panas yang dihasilkan dengan panas yang dikeluarkan. ASHRAE 1989a memberikan persamaan keseimbangan panas sebagai
berikut. M – W = C + R + Esk + Cres + Eres .................................... 5.2
Universitas Sumatera Utara
Dimana M
: tingkat produksi energi metabolisme W
: tingkat pekerjaan mekanik Q
sk
: total tingkat kehilangan panas dari kulit Q
res
: tingkat kehilangan panas dari pernapasan C
: tingkat kehilangan panas konvektif dari kulit R
: tingkat kehilangan panas radiatif dari kulit E
sk
: tingkat kehilangan panas penguapan total dari kulit C
res
: tingkat kehilangan panas konvektif dari pernapasan E
res
: tingkat kehilangan panas penguapan dari pernapasan Adapun contoh perhitungan keseimbangan panas adalah adalah sebagai
berikut: Suhu rata-rata ruangan ta
= 35,68
o
C Suhu globe radian rata-rata tr
= 35,76
o
C Kelembaban relatif
= 52,8 Kecepatan angin
= 0.04 ms Berdasarkan data personal pekerja maka diperoleh rata-rata I
clo
adalah 0.70 clo.
Sedangkan metabolic rate untuk pekerja dengan beban kerja yang tergolong
ringan-sedang dengan aktivitas industri yang dikatagorikan sebagai industri ringan yaitu 100 Wm
-2
berdasarkan Ken Parsons 2007.
Universitas Sumatera Utara
Adapun keterangannya yang digunakan adalah: Re,cl
= 0.015
m
2
kPa W
-1
t
sk
= 36.15
o
C Metabolisme rate
= 100 W m
-2
Eksternal work = 0 W m
-2
Pakaian = 0.70
Clo Rcl
= 0.1085 atau 0.70 Clo x 0.155 m
2
C W
-1
ε = 0.95
ArA
D
= 0.77 A
D
= 1.71 m
2
Catatan = 1 Clo = 0.155 m
2
C W
-1
t
cl
= 38
o
C Penyelesaian
Metabolisme produksi panas W m
-2
= M – W = 100-0 = 100
f
cl
= 1 + 0.31 Clo = 1 + 155
. 31
. Rcl
= 1 + 155
. 0.1085
31 .
x =
1.217 untuk t
sk
36.15
o
C maka tekanan suhu kulit adalah P
sk,s
= exp = exp
mb 235
18 .
4030 956
. 18
tsk 235
15 .
36 18
. 4030
956 .
18
=
5.832 kPa
Universitas Sumatera Utara
Untuk ta = 35.68
o
C maka tekanan suhu udara diberikan oleh 235
18 .
4030 956
. 18
ta P
sa =
exp = exp
235 23
. 31
18 .
4030 956
. 18
= 5.629 kPa P
a
= RH x P
sa
= 52.80 x 5.629 = 2.972 kPa
Koefisien Heat Transfer b
c
= 8.3 v
0.6
untuk 0.2 v 4.0 b
c
= 3.1 untuk 0 v 0.2 maka b
c
= 16.5 x bc = 16.5 x 3.1 = 51.15 W m
-2
kPa
-1
Kalkulasi b
r
dan t
cl
kedalam persamaan b
r
= b
r
= AD
Ar
4
3 8
} 2
76 .
35 2
. 273
{ 10
67 .
5 77
. 95
. 4
tcl x
x x
x
3
} 2
2 .
273 {
tr tcl
b
r
= 4.85 W m
-2
K
-1
Selanjutnya, t
o
=
c r
a c
r r
t h
t h
t h
t
o
= 35.78
o
C Kombinasikan koefisien heat transfer
h = b
c
+ b
r
= 3.1 + 4.82 = 7.92 W m
-2
K
-1
Universitas Sumatera Utara
Mengkalkulasikan nilai-nilai yang telah diperoleh ke dalam persamaan, fclxh
Rcl to
tsk 1
C + R = C + R =
92 .
7 217
. 1
1 1085
. 78
. 35
15 .
36 x
C + R = 1.72 W m
-2
E
sk
= fclxbc
cl Pa
s Psk
1 Re,
,
E
sk
= = 92.066 W m
-2
x w 15
. 51
217 .
1 1
015 .
972 .
2 832
. 5
x
Untuk w = 1, E
sk
= E
max
= 92.066 W m
-2
Cres + E res = 0.0014 M 34 - t
a
+ 0.0173 M 5.87 - P
a
= 0.0014 x 100 34-35.68 + 0.0173 x 100 5.87 – 2.972 =
4.778 W
m
-2
Maka persamaan keseimbangan panas menjadi : M – W = C + R + E
sk
+ Cres + E res ..................................... 5.3
100-0 = 1.72 + 92.066 x w +4.778 Jadi kebasahan kulit w 0.98 akan menyediakan kehilangan panas heat loss
yang cukup pada kulit melalui penguapan, yaitu tubuh akan berkeringat untuk thermoregulate dan menerima keseimbangan panas. Untuk penguapan maksimum,
E
max
kebasahan adalah 1. Untuk perhitungan diatas memberikan nilai E
max
= 92.066 W m
-2
. Kebasahan yang dibutuhkan untuk keseimbangan diberikan dengan
…………………………………………………………….. 5.4
Universitas Sumatera Utara
Jadi, E
req
= W
req
x E
max
= 0.98 x 92.066 = 90.22 W m
-2
E
sk
untuk keseimbangan panas, Dengan menggunakan panas laten dari penguapan air 22.5 x 10
-5
Jkg
-1
dan memperhatikan jumlah keringat menetes, r sedikit keringat menetes dan panas laten
tidak hilang ISO 7933 menggunakan: r = .......................................................... 5.5
2 1
2
W
Keringat yang dibutuhkan menyediakan penguapan yang dibutuhkan dapat kemudian dihitung sebagai :
2
Wm r
Ereq
S
req
= Dimana rata-rata penguapan keringat 0.26 liter kg per jam dapat disamakan
dengan kehilangan panas 100 W m
-2
. Untuk perhitungan di atas, untuk mempertahankan keseimbangan panas maka tubuh harus menghasilkan 0.2 liter
keringat per jam, yaitu: r =
2 98
. 1
2
r = 0.518
2
518 .
22 .
90
Wm S
req
= S
req
= 155.55 W m
-2
≈ 0.394 liter per jam Sedangkan
Heat stress index HSI = .................................... 5.6 100
max x
E Ereq
Heat stress index HSI = 100
06 .
92 22
. 90
x Heat stress index HSI = 97
Universitas Sumatera Utara
Tabel 5.27. Komponen-komponen Keseimbangan Termal
Keterangan ta
o
C 35.68
tr
o
C 35.76
RH 52.80
V ms 0.07
M Wm
-2
100
W Wm
-2
Rcl CW
-1
0.1085
Re,cl m
2
kPaW
-1
0.015
t
sk o
C
36.15
Ε
0.95
A
r
A
D
0.77 Sumber: Hasil Pengolahan Data
Keterangan: ta
= Suhu udara
o
C tr
= Suhu radian
o
C RH
= Kelembaban relatif V
= Kecepatan udara ms M
= Tingkat metabolisme
W m
-2
W = Eksternal work
W m
-2
Rcl = Intrinsik panas dari insulasi pakaian
C W
-1
Re,cl = Resistensi intrinsik penguapan pakaian
m
2
kPa W
-1
t
sk
= Suhu kulit pekerja
o
C ε =
Emissivitas Adapun rekapitulasi hasil perhitungan keseimbangan termal dapat dilihat pada
Tabel 5.28.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 5.28. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Keseimbangan Panas
Keterangan Lantai 1
M-W a
100-0
C+R b 29.38
E
sk
c 90.22 x w
E
max
d
92.066
C
res
+E
res
e 4.778
w f=a+b+e:c 0.98
E
req
g=fxd
90.22
r h=1-f
2
2 0.518
S
req
i=g:h
155.55
S
req
j
0.394
HSI k=g:d 97
Sumber: Hasil Pengolahan Data
Keterangan M-W
= Metabolic rate W m
-2
C +R = Konveksi kehilangan panas per unit area W m
- 2
E
sk
= Total penguapan kehilangan panas dari kulit W m
-2
E
max
= Maksimum potensial penguapan per unit area W m
-2
C
res
+ E
res =
Respirasi kering kehilangan panas per unit area permukaan tubuh + Evaporative loss dari Pernapasan W m
-2
w = Skin wattedness ND
E
re
= Evaporative loss yang diperlukan per unit area untuk keseimbangan panas W m
-2
r = Efisiensi keringat
S
req
= Keringat yang diperlukan W m
-2
atau S
req
x 0.26 :10 Literjam
HSI = Heat stress index
Universitas Sumatera Utara
BAB VI ANALISIS DAN PEMBAHASAN
6.1. Analisis
Dalam analisis hasil akan dilakukan beberapa langkah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.1. berikut.
Analisa gradien suhu
terhadap ketinggian
Kondisi Lingkungan
Kerja tidak nyaman
Analisa Pengaruh suhu
Terhadap kelembaban
Mengukur Indeks Suhu
Bola Basah ISBB
Gambar 6.1. Keterkaitan Analisis yang Dilakukan 6.1.1.
Pengaruh Lintasan dan Ketinggian Terhadap Suhu
Lintasan 5 adalah lintasan yang memiliki suhu yang paling tinggi dibandingkan ketujuh lintasan lainnya, ini disebabkan oleh kecilnya sirkulasi udara
dan perpindahan panas yang cukup tinggi ke lintasan karena Lintasan 5 berada di antara ketujuh lintasan lainnya, pada lantai 2 dan lantai 3 terdapat mesin yang
memaparkan panas dan dinding lintasan yang terbuat dari baja yang memiliki konduktivitas yang tinggi. Efek lain dari tingginya suhu pada lintasan 5 adalah
karena bangunan pabrik atap yang terbuat dari baja yang merupakan konduktor yang baik dengan konduktivitas panas sebesar 43 Wm
o
C. 6.1.2.
Pengaruh Jam Kerja Terhadap Suhu di Setiap Lintasan Pada Tabel 5.10 sd Tabel 5.17 dan Gambar 51 Sd Gambar 5.8 dapat dilihat
bahwa garis regresi pada setiap shift terdapat perbedaan satu sama lain. Hal ini menunjukkan bahwa suhu ruangan kerja pada setiap shift adalah berbeda. Pada shift I
07.00 Wib – 15.00 Wib terjadi perubahan kenaikan suhu yaitu sebesar 3,5 – 4.5
o
C dari suhu pada shift sebelumnya yaitu shift III Ketiga . Hal ini diakibatkan oleh
semakin tingginya suhu di luar ruangan. Sedangkan penurunan suhu terjadi pada saat
Universitas Sumatera Utara
