4 dalam rumah tanaman meningkat karena dua sebab, yaitu: karena “greenhouse effect” dan struktur
rumah tanaman yang cenderung lebih tertutup. Sebagian besar kenaikan suhu di dalam rumah tanaman dihasilkan dari fakta mengenai struktur rumah tanaman yang tertutup dan pindah panas
dari pergerakan udara turbulen yang berkurang. Selain itu, kecepatan angin juga selalu mempengaruhi peningkatan suhu Mastalerz 1977.
Bangunan rumah tanaman mengalami pertambahan danatau kehilangan panas secara radiasi, konveksi maupun konduksi. Perpindahan panas ini terjadi melalui atap, dinding, ventilasi,
peralatan, lantai dan tanah di bawah rumah tanaman. Prinsip-prinsip perpindahan panas dapat menjadi dasar dalam perancangan panas tersebut dan prediksi kondisi lingkungan termal di dalam
rumah tanaman dapat dilakukan, yaitu menggunakan model matematika yang menerangkan keseimbangan panas pada rumah tanaman. Hubungan antara kondisi lingkungan termal dengan
salah satu elemen rancangan rumah tanaman yang penting dan mendasar adalah faktor lantai. Lantai dijadikan pembanding dalam hal penentuan luas ventilasi rumah tanaman Suhardiyanto
2009. Suhardiyanto 2009 juga menyatakan bahwa bangunan rumah tanaman berinteraksi dengan
kondisi lingkungan termal di sekitar rumah tanaman menghasilkan lingkungan yang unik di dalam rumah tanaman. Komponen-komponen yang penting dari interaksi tersebut dapat digambarkan
secara sederhana dalam sebuah model sehingga hubungan sebab akibat komponen penyusun tersebut dapat dijelaskan dengan baik. Perancangan rumah tanaman dapat dilakukan dengan
mudah jika model pindah panas pada rumah tanaman telah dibangun. Model pindah panas tersebut menerangkan hubungan antara elemen rancangan dengan lingkungan termal pertumbuhan
tanaman di dalam rumah tanaman. Model ini juga dapat menjadi dasar simulasi menggunakan komputer untuk memprediksi lingkungan termal di dalam rumah tanaman.
2.2 Pindah Panas
Menurut Schroeder 2000, energi adalah konsep dinamis yang paling mendasar dalam semua ilmu fisika, dan panas didefinisikan sebagai aliran energi yang spontan dari suatu objek ke
objek lainnya, yang disebabkan oleh perbedaan suhu diantara objek tersebut. Mastalerz 1977 menyatakan bahwa energi panas atau termal didefinisikan sebagai energi yang ditransferkan
diantara dua sistem yang mempunyai suhu yang berbeda. Panas dapat ditransmisikan melalui konduksi, konveksi dan radiasi.
Konduksi adalah transmisi panas melalui padatan, gas atau cairan, atau diantara objek yang sama yang bersentuhan langsung; panas dikonduksikan dari molekul yang mempunyai energi
panas tinggi ke molekul yang mempunyai energi panas rendah Mastalerz 1977. Besarnya laju aliran panas dengan cara konduksi suatu bahan dinyatakan dengan menggunakan Hukum Fourier
seperti pada Persamaan 1. q
kond
= - k A = k A
1
−
2
....................................................................... 1 dimana, q
kond
adalah laju pindah panas secara konduksi Wm
2
, A adalah luas penampang suatu bidang m
2
dan ΔT adalah perubahan suhu diantara dua permukaan
o
C. Konveksi adalah perpindahan massa dari gas atau cairan yang panas ke suatu area yang
lebih dingin; seperti pergerakan udara panas diseluruh bagian rumah tanaman terjadi karena konveksi Mastalerz 1977.
Laju perpindahan panas konveksi dinyatakan berdasarkan Hukum Newton yang tertera pada Persamaan 2.
q
konv
= h A T
s
– T
~
..................................................................................... 2
5 dimana, q
konv
adalah laju pindah panas secara konveksi Wm
2
, h adalah koefisien pindah panas konveksi Wm
2 o
C, T
s
adalah suhu permukaan bidang
o
C dan T
~
adalah suhu pada jarak tertentu dari permukaan bidang
o
C. Radiasi adalah perpindahan panas yang melewati suatu tempat dalam bentuk energi radiasi
panas Mastalerz 1977. Laju aliran panas suatu benda dengan cara radiasi dihitung berdasarkan Hukum Stefan-Boltzmann yang dinyatakan pada Persamaan 3.
q
r
= σεAT
s 4
................................................................................................. 3 dimana, q
r
adalah laju pindah panas secara radiasi Wm
2
, σ adalah konstanta Stefan-Boltzmann,
5.67 x 10
-8
Wm
2
K
4
. Menurut Soegijanto 1999, bangunan akan mendapat perolehan panas dan mengeluarkan
atau kehilangan panas ke lingkungan sekitarnya. Besarnya perpindahan panas yang terjadi pada bangunan dipengaruhi oleh sifat-sifat termofisika dari bahan bangunan. Sifat-sifat tersebut adalah
konduktivitas panas dari bahan bangunan k, konduktansi dari bahan bangunan dari rongga udara C
k
, konduktansi permukaan h, kapasitas panas spesifik dari bahan bangunan c
p
, emitansi ε
dan absorptansi α untuk radiasi gelombang panjang. Selain sifat termofisik, sifat fisika yang
berpengaruh terhadap besarnya perpindahan panas adalah kepadatan massa atau densitas kgm
3
dan tebal bahan m. Diantara semua sifat tersebut, ada beberapa sifat yang digunakan sebagai masukan dasar
untuk definisi material dalam simulasi CFD, yaitu konduktivitas panas k, kapasitas panas spesifik dari bahan bangunan c
p
dan kepadatan massa atau densitas kgm
3
. Menurut Satwiko 2009, konduktivitas panas adalah bilangan yang menunjukkan besar panas Watt yang mengalir melalui
bahan setebal satu meter 1 m, seluas satu meter persegi 1 m
2
dengan perbedaan suhu antara kedua sisi permukaan satu derajat celcius 1
o
C. Pengguna seringkali memerlukan bahan dengan tebal nyata, maka dibuatlah istilah konduktan yang merupakan konduktivitas dengan tebal tertentu
bukan 1 m. Hal ini karena pada kehidupan nyata, tebal 1 m tidak selalu digunakan. Dimana, konduktan = kb b adalah tebal bahan normal, dengan satuan Wm
2 o
C. Kapasitas panas spesifik bahan adalah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu dari
satu satuan massa dari bahan sebesar 1
o
C. Kapasitas panas dari bahan selubung bangunan sangat berpengaruh pada kondisi termal di dalam bangunan untuk bangunan yang menggunakan
pengendalian pasif. Tetapi, bangunan yang menggunakan pengendalian aktif, kapasitas panas kurang berpengaruh Soegijanto 1999. Kepadatan massa atau densitas adalah perbandingan
beratnya massa bahan per satuan volume total bahan tersebut.
2.3 Konveksi Bebas
