Analisis Kenyamanan Termal Dan Rancangan Perbaikan Ruang Kelas Guna Mendukung Proses Belajar

mengekspresikan kepuasan terhadap lingkungan termal.

Temperatur udara atau air temperature (Ta) adalah temperatur udara disekitar

penghuni atau pemakai suatu tempat.

Kelembaban relatif atau relatif humidity (RH) adalah rasio dari sebagian tekanan

(atau kepadatan) uap air di udara dengan tekanan jenuh (atau kepadatan) uap air ditemperatur yang sama dan tekanan total yang sama.

Kecepatan udara atau air velocity (Va) adalah rata-rata kecepatan udara pada

saat itu pada saat interval tertentu.

Temperatur radiasi rata-rata atau mean radiant temperature (Tmrt) adalah

temperatur permukaan umum dari sebuah lingkup lapisan/permukaan hitam yang mana penghuni akan bertukar sejumlah panas karena bentuk yang berbeda.

Insulasi pakaian atau insulation clothing (Icl) adalah adalah resistansi sensibel

transfer panas yang bersumber dari bahan pakaian yang diekspresikan dalam satuan Clo. Defenisi dari insulasi pakaian berhubungan dengan transfer panas dari seluruh tubuh termasuk bagian tubuh yang tidak ditutupi seperti kepala dan tangan.

Metabolisme rata-rata atau metabolic rate (M) adalah kecepatan transformasi

dari energi kimia kedalam panas dan kerja mekanik dengan aktivitas metabolisme tubuh, biasanya diekspresikan dalam masa dari area permukaan seluruh tubuh. Dalam standar metabolic rate diekspresikan dalam satuan met.

panas. Itu adalah syarat evalusi subjektif.

Prediksi rata-rata pilihan atau predicted mean vote (PMV) adalah indeks yang

memperkirakan rata-rata nilai pilihan sebagian besar orang dalam tujuh skala sensasi termal.

Prediksi persentase ketidakpuasan atau predicted percentage dissatisfied (PPD)

adalah indek yang menetapkan pensentase prediksi kuantitatif dari ketidakpuasan termal orang dalam penentuan PMV.

Temperatur efektif atau effective temperature (ET) adalah temperatur udara

jenuh yang mendekati diam yang dalam hal ini tidak ada radiasi panas akan memberikan perasaan kenyamanan termal yang sama dengan kondisi udara yang dimaksud. Standar ASHRAE mendefinisikan temperatur efektif sebagai temperatur udara ekuivalen pada lingkungan isotermal dengan kelembaban udara relatif 50%, dimana orang memakai pakaian standar dan melakukan aktifitas tertentu akan menghasilkan temperatur kulit dan kebasahan kulit yang sama. Temperatur efektif memadukan tiga variabel yaitu temperatur udara, kecepatan udara dan kelembaban.

Temperatur operatif atau operative temperature (Top) adalah temperatur umum

dari lingkup lapisan/pemukaan hitam terhadap penghuni suatu tempat dan akan memberikan perasaan kenyamanan termal yang sama dengan kelembaban udara relatif 60%. Temperatur operatif telah mempertimbangkan panas radiasi.



 Jika: N> N’maka Data Cukup 1. Uji Kecukupan Data Temperatur

No Kuliah ∑x x2 N N' Keterangan

1 Kuliah 1 1429,6 40908,2 50 1,29 Data Cukup 2 Kuliah 2 882,6 26000,56 30 2,12 Data Cukup 3 Kuliah 3 873 25414,34 30 0,63 Data Cukup 4 Kuliah 4 1198,9 35951,83 40 0,79 Data Cukup 5 Kuliah 5 1206,4 36391,9 40 0,3 Data Cukup 6 Kuliah 6 598,2 17898,78 20 0,59 Data Cukup

2. Uji kecekupan Data Kelembaban

No Kuliah ∑x x2 N N' Keterangan

1 Kuliah 1 3672,4 270288,88 50 3,31 Data Cukup 2 Kuliah 2 2144,3 154199,83 30 9,73 Data Cukup 3 Kuliah 3 2033,1 138025,53 30 2,81 Data Cukup 4 Kuliah 4 2756,3 190156,23 40 1,91 Data Cukup 5 Kuliah 5 2754,5 190279,69 40 5,04 Data Cukup 6 Kuliah 6 1421,3 101134,43 20 2,06 Data Cukup 3. Uji kecekupan Data Suhu Basah

No Kuliah ∑x x2 N N' Keterangan

1 Kuliah 1 1263,8 32032,54 50 4,44 Data Cukup 2 Kuliah 2 792,4 20969,84 30 3,05 Data Cukup 3 Kuliah 3 772,1 19887,13 30 1,28 Data Cukup 4 Kuliah 4 1055,8 27880,62 40 0,73 Data Cukup

3 Kuliah 3 854,1 24344,13 30 1,84 Data Cukup 4 Kuliah 4 1171,3 34309,95 40 0,53 Data Cukup 5 Kuliah 5 1153,6 33290,06 40 0,97 Data Cukup 6 Kuliah 6 579,1 16773,21 20 0,51 Data Cukup 5. Uji kecekupan Data Suhu Bola

No Kuliah ∑x x2 N N' Keterangan

1 Kuliah 1 1383,8 38366,76 50 2,87 Data Cukup 2 Kuliah 2 867,8 25136,52 30 2,16 Data Cukup 3 Kuliah 3 860,3 24690,05 30 1,27 Data Cukup 4 Kuliah 4 1173,8 34454,16 40 0,42 Data Cukup 5 Kuliah 5 1166,2 34010,62 40 0,47 Data Cukup 6 Kuliah 6 579,6 16802,34 20 0,53 Data Cukup 6. Uji kecekupan Data Kecepatan Udara

No Kuliah ∑x x2 N N' Keterangan

1 Kuliah 1 0,806 0,32482768 2 0,05 Data Cukup 2 Kuliah 2 0,8067 0,32053378 2 0 Data Cukup 3 Kuliah 3 0,80467 0,32375 2 0,05 Data Cukup 4 Kuliah 4 0,805 0,3240125 2 0 Data Cukup 5 Kuliah 5 0,8035 0,32280625 2 0 Data Cukup 6 Kuliah 6 0,8 0,32 2 0 Data Cukup

rhit =

 

_

 

_

















2 2

2 2

y y

n x x

n

Jika rhit > rtab maka valid

dengan:

rhit = Koefesien korelasi tiap item

n = Jumlah Kuesioner



x = Jumlah skor item



y = Jumlah skor total

No Pertanyaan Sebelum Kuliah Setelah Kuliah

N r hitung r tabel(α=5%) ket N r hitung r tabel(α=5%) ket

1 Sensasi Termal 424 0,24 0,0956 valid 424 0,29 0,0956 valid 2 Preferensi Termal 424 0,21 0,0956 valid 424 0,11 0,0956 valid 3 Sensasi Aliran Udara 424 0,23 0,0956 valid 424 0,32 0,0956 valid 4 Preferensi Aliran Udara 424 0,34 0,0956 valid 424 0,25 0,0956 valid 5 Kenyamanan Termal 424 0,1 0,0956 valid 424 0,1 0,0956 valid 6 Kelelahan Tangan 424 0,79 0,0956 valid 424 0,83 0,0956 valid 7 Kelelahan Bahu 424 0,79 0,0956 valid 424 0,82 0,0956 valid 8 Kelelahan Punggung 424 0,76 0,0956 valid 424 0,79 0,0956 valid 9 Kelelahan Kaki 424 0,7 0,0956 valid 424 0,77 0,0956 valid

2. Uji Reliabilitas Alpha Cronbach Kuesioner Penelitian

=

∑

∑

r =

( 1

−

∑ )

Jika rhit > rtab maka reliabel dengan

=Varians butir pertanyaan ke-n = Jumlah varians butir pertanyaan = Varians butir pertanyaan total = Jumlah responden

= Jumlah pertanyaan



x = Jumlah skor jawaban subjek untuk butir pertanyaan ke-n r = nilai reliabilitas

No Kuliah r hitung r tabel(α=5%) ket 1 Sebelum 0,39 0,0956 reliabel

Jenis Kelamin :

Umur :

Tinggi/Berat Badan :

Laki-laki/Perempuan Tahun

cm/ kg

Waktu :

Kondisi Fisik : Sehat/Sakit

A. Pakaian

1. Pakaian Dalam Celana Dalam Celana Pendek Singlet Kaos

2. Kemeja/Blues Tipis Tebal Normal Kemeja Planel

3. Celana/Rok Pendek Normal Tebal Planel

4. Baju Hangat Rompi Tipis Normal Tebal

5. Jaket Tipis Tebal Blazer

6. Kaos Kaki Tipis Tebal Pendek Tebal Panjang

7. Sepatu Bersol Tipis Bersol Tebal Bot

B1. Identifikasi Kondisi Termal Sebelum Kuliah

B2. Identifikasi Kelelahan Fisik Sebelum Kuliah

1.Bagaimana suhu ruangan yang Anda rasakan saat ini? Netral

Sejuk

Dingin Hangat Panas

2.Bagaimana suhu ruangan yang Anda harapkan saat ini? Netral

Hangat

Panas Sejuk Dingin

3.Bagaimana aliran udara yang Anda rasakan saat ini? Sedikit Berangin

Netral

4.Bagaimana aliran udara yang Anda harapkan saat ini?

5.Bagaimana kenyamanan termal Anda rasakan saat ini?

1. Tangan

Tidak lelah Lelah Sangat

lelah 2. Bahu 3. Punggung 4. Kaki Berangin Sedikit Berangin Netral Berangin Netral Tidak nyaman Sangat tidak nyaman Nyaman Sangat nyaman Sedikit lelah

Tidak lelah Sedikit Lelah

lelah

Tidak lelah Sedikit Lelah

lelah

Sangat lelah

Sangat lelah

C1. Identifikasi Kondisi Termal Setelah Kuliah

C2. Identifikasi Kelelahan Fisik Setelah Kuliah

1.Bagaimana suhu ruangan yang Anda rasakan saat ini? Netral

Sejuk

Dingin Hangat Panas

2.Bagaimana suhu ruangan yang Anda harapkan saat ini? Netral

Hangat

Panas Sejuk Dingin

3.Bagaimana aliran udara yang Anda rasakan saat ini? Sedikit Berangin

Netral

4.Bagaimana aliran udara yang Anda harapkan saat ini?

5.Bagaimana kenyamanan termal Anda rasakan saat ini? Berangin Sedikit Berangin Netral Berangin Netral Tidak nyaman Sangat tidak nyaman Nyaman Sangat nyaman 1. Tangan

Tidak lelah Lelah Sangat

lelah 2. Bahu 3. Punggung 4. Kaki Sedikit lelah

Tidak lelah Sedikit Lelah

lelah

Tidak lelah Sedikit Lelah

lelah

Sangat lelah

Sangat lelah

Nomor : 2920/ DT/ 2007 28 Sept ember 2007

Lampiran :

-Perihal : Penet apan Daya Tampung Mahasiwa

Kepada Yt h.

Rektor Universitas/ Institut

Kami sampaikan dengan hormat bahwa kualit as perguruan t inggi sangat dit ent ukan oleh ket ersediaan layanan pendidikan yang prima bagi pesert a didik. Aspek layanan t erpent ing diant aranya adalah ket ersediaan dosen t et ap, ruang kul aih, ruang laborat orium, ruang kerj a dosen, ruang komput er dan akses int ernet .

Unt uk Aspek layanan t ersebut diat as, kami sampai kan st andar sebagai berikut :

1. Rasio Dosen t et ap t erhadap mahasiswa 1 : 25

2. Ruang Kul iah : 2 m2 / mahasiswa

3. Ruang Laborat orium : 2 m2/ mahasi swa

4. Ruang Kerj a dosen : 4 m2 / mahasiswa

5. Ruang Komput er : 1 m2 / mahasiswa

6. Akses Int ernet : 1 kbps/ mahasiswa

Dengan menggunakan st andart t ersebut diat as maka j umlah mahasiswa yang dapat dit ampung diperguruan t inggi dapat dit ent ukan. Dalam wakt u dekat Dit j en DIKTI akan melakukan evaluasi apakah set iap perguruan t inggi t elah memenuhi st andart layanan t ersebut diat as dan apabila t erj adi ket idak sesuaian akan dit indaklanj ut i dengan pengurangan j umlah mahasiswa at au penambahan f asilit as.

Bagi perguruan t inggi yang t elah memenuhi st andart l ayanan t ersebut diat as dan berencana menambah j umlah mahasiswa, maka harus memenuhi syarat t ambahan sebagai berikut :

1. Publ ikasi Int ernasional mini mal 1 j udul/ t ahun/ perguruan t inggi. 2. Program penelit ian mi nimal 62 j udul/ t ahun/ perguruan t inggi.

3. Program pengabdian masyarakat minimal 17 j udul/ t ahun/ perguruan t inggi.

4. Program Pengembangan Kreat if it as Mahasiswa mi nimal 66 j udul/ t ahun/ perguruan t inggi .

9. Peringkat Akredit asi > B

10. Prest asi Perolehan hibah kompet isi > 1 11. Juml ah program Pasca Sarj ana > 10

Apabila perguruan t inggi dapat memenuhi syarat t ambahan t ersebut diat as, maka j umlah mahasiswa dapat dit ambah ant ara 10 – 20 %.

Demikian unt uk menj adikan perhat ian dan t eri ma kasih at as kerj asamanya.

Direkt ur Jendral Pendidikan Tinggi

Sat riyo Sumant ri Brodj onegoro NIP 130 889 802

Tembusan Yt h.

1. Sekret aris dan Direkt ur di Dit j en Dikt i 2. Koordinat or Kopert is I s/ d XII

PLEA.

ASHRAE. 1985. Handbook Fundamentals 1985. New York: American Society of Heating, Refregerating and Air Conditioning Engineers Inc.

ASHRAE. 2004. ASHRAE Standard 55-2004, Thermal Environment Conditions

for Human Occupancy.

Badan Standarisasi Nasional. 2001. SNI 03-6572-2001 Tata Cara Perancangan

Sistem Ventilasi dan Pengkondisian Udara Pada Bangunan Gedung.

Barnes, Ralph M. 1980. Motion and Time Study Design and Measurement of

Work. New York: John Wiley & Sons.

Hwang, R.L, dkk. 2006. Field Experiments on Thermal Comfort in Campus

Classroom in Taiwan. Taiwan: Elsevier.

International Organisation of Standarization. 2005. ISO Standard 7730. 2005.

Ergonomic of Thermal Environment- Analytical Determination and Interpretation of Thermal Comfort Using Calculation of The PMV and PPD Indices and Local Thermal Comfort Criteria.

Kosonen, R, Tan, F. 2004. Assessment of Productivity Loss in Air-Conditioned

Buildings Using PMV Index. Singapura: Elsevier.

Liu, jing, dkk. 2006. Investigation and Analysis of Winter Classroom Thermal

Netherlands: Eindhoven University of Technology.

Niemela, R, dkk. 2002. The Effect of Air Temperature on Labor Productivity in

Call Centres – A Case Study. Filandia: Elsevier.

Parsons, Ken. 2003. Human Thermal Environment. London dan New York: Taylor & Francis Group

Salvendy, Gavriel. 1997. Handbook of Human Factors and Ergonomics.Second

Edditions. Kanada: Willey Interscince

Sinulingga, Sukaria. 2012. Metode Penelitian. Medan:USU Press

Stanton, Neville, dkk. 2005. Handbook of Human Factors and Ergonomics

Methods. London: CNC Press.

Sugiono. 2004. Metode Penelitian Bisnis. Bandung:CV Alfabeta.

Sujatmiko,W, dkk. 2008. Menuju Penyusunan dan Penerapan Standar

Kenyamanan Termal Adaptif di Indonesia. Bandung: Prosiding PPIS 2010

BSN.

Sutalaksana, Iftikar Z. 2005. Teknik Perancangan Sistem Kerja. Bandung: ITB Tarwaka, dkk. 2004. Ergonomi untuk Keselamatan Kesehatan Kerja dan

Produktivitas. Surakarta:UNIBA Press.

Wignjosoebroto, Sritomo. 2006. Ergonomi studi gerak dan waktu. Bandung: Guna Widya.

Wong, N.H, Khoo, S.S. 2003. Thermal Comfort in Classroom in The Tropics. Singapura: Elsevier.

BAB III

LANDASAN TEORI

3.1 Definisi Kenyamanan Termal

American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) 55 dan International Standard Operation (ISO) 7730

mendefinisikan kenyamanan termal sebagai kondisi pikiran yang mengekspresikan kepuasan terhadap lingkungan termal. Menurut Fanger (1970) dalam Parsons (2003) kenyamanan termal melibatkan empat faktor yakni temperatur udara, kelembaban relatif, kecepatan udara dan temperatur radiasi rata-rata serta dua faktor yang bersifat personal yakni panas metabolisme karena aktivitas dan pakaian yang digunakan.

3.1.1 Temperatur Udara (Ta) 1

Temperatur udara dapat didefinisikan sebagai temperatur dari udara yang berada di sekeliling tubuh manusia yang representatif dari aspsek sekitarnya yang menentukan aliran panas antara tubuh manusia dengan udara (Parsons, 2003). Menurut penyelidikan untuk berbagai tingkat temperatur akan memberikan pengaruh yang berbeda-beda seperti berikut:

± 49ºC : Temperatur yang dapat ditahan sekitar 1 jam, tetapi jauh di atas tingkat kemampuan fisik dan mental

1

Sritomo Wignjosoebroto, Ergonomi studi gerak dan waktu (Guna Widya, Bandung, 2006), hal 84.

± 30ºC : Aktivitas mental dan daya tanggap mulai menurun dan cenderung untuk membuat kesalahan dalam pekerjaan. Timbul kelelahan fisik

± 24ºC : Kondisi optimum

± 10ºC : Kelakuan fisik yang ekstrim mulai muncul.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh R.L. Hwang (2006) di Taiwan diperoleh hasil bahwa zona temperatur ruang kelas dengan metode penilaian langsung dan tidak langsung yang dapat diterima adalah 21,1°C sampai 29,8°C

New Effective Temperature (ET*) dan 24,2°C sampai 29,3°C ET*. Berdasarkan

penelitian yang dilakukan oleh N.H. Wong (2003) di Singapura diperoleh hasil bahwa temperatur netral ruang kelas adalah 28,3°C Operative Temperature (Top).

Sedangkan berdasarkan penelitian R. Niemela (2002) produktivitas mengalami penurunan 5% sampai 7% ketika temperatur udara melebihi 25°C.

3.1.2 Kelembaban Relatif (RH)

Kelembaban relatif adalah banyaknya air yang terkandung dalam udara (dinyatakan dalam %). Kelembaban ini sangat berhubungan atau dipengaruhi oleh temperatur udara. Suatu keadaan dimana udara sangat panas dan kelembaban tinggi akan menimbulkan pengurangan panas dari tubuh secara besar-besaran karena sistem penguapan. Pengaruh lain adalah semakin cepatnya denyut jantung karena semakin aktifnya peredaran darah untuk memenuhi kebutuhan akan oksigen.

Menurut SNI 03-6572-2001 kelembaban udara relatif dalam ruangan adalah perbandingan antara jumlah kandungan uap air udara tersebut dengan jumlah kandungan uap air pada keadaan jenuh pada temperatur udara ruangan tersebut. Untuk daerah tropis, kelembaban udara relatif yang dianjurkan antara 40% sampai 50%, tetapi untuk ruangan yang jumlah orangnya padat seperti ruang pertemuan, kelembaban udara masih diperbolehkan berkisar antara 55% sampai 60%.

3.1.3 Kecepatan Udara (Va)

Pergerakan udara melalui tubuh dapat mempengaruhi aliran panas ke dan dari suhu tubuh. Pergerakan udara akan bervariasi dalam setiap waktu, ruang dan arah. Gambaran kecepatan udara pada suatu titik dapat bervariasi dalam waktu dan intensitas. Pergerakan udara (kombinasi dengan temperatur udara) akan mempengaruhi tingkatan udara hangat atau keringat yang keluar dari tubuh sehingga mempengaruhi suhu tubuh (Parsons, 2003).

Untuk menambah kondisi nyaman, kecepatan udara yang jatuh di atas kepala tidak boleh lebih besar dari 0,25 m/detik dan sebaiknya lebih kecil dari 0,15 m/detik. Kecepatan udara ini dapat lebih besar dari 0,25 m/detik tergantung dari temperatur udara kering. Jika temperatur udara kering dalam ruangan berubah dari 25°C menjadi 27°C atau naik 2,2°C maka untuk mengkonpensasi kenaikan temperatur ini maka kecepatan udara yang mula-mula hanya 0,15 m/s harus dinaikkan menjadi 0,625 m/s.

3.1.4 Temperatur Radiasi Rata-rata (Tmrt) 2

Temperatur radiasi rata-rata adalah rata-rata temperatur semua dinding dan objek dalam suatu ruang. Rumus temperatur radiasi rata-rata sebagai berikut:

I (I) dengan

tr = Temperatur radiasi rata-rata (°C)

tg = Suhu bola (°C)

ta = Temperature udara (°C)

va = Kecepatan udara (m/s)

D = Diameter bola (standar = 0,15 m) εg = Koefesien emisi (0,95)

Perhitungan mean radiant temperature (Tmrt)dapat jugamenggunakan

persamaan dari Belding (Givoni,1963, bab 4) dengan rumus:

Tmrt = Tglobe + 0.24Va x 0.5(Tglobe – Tdb) (II)

dengan

Tmrt = Temperatur radiasi rata-rata (°C)

Tglobe = Suhu Bola (°C)

Va = Kecepatan Udara (m/s)

Tdb = Suhu Kering (°C)

2

Neville Stanton et, al. Handbook of Human Factors and Ergonomics Methods, (CNC Press, London, 2005). Hal 60-3

3.1.5 Metabolisme Rata-rata (Metabolic Rate) 3

Metabolic rate adalah panas di dalam tubuh sepanjang beraktivitas. Nilai

dari metabolic rate sangat bervariasi tergantung pada jenis pekerjaan yang dilakukan. Pada umumnya, metabolic rate diukur dalam satuan met ( 1 met = 50 kcal h-1m-2). Semakin banyak melakukan aktivitas fisik maka semakin banyak panas yang dihasilkan. Metabolisme merupakan proses perubahan secara fisik dan kimiawi dalam jaringan maupun sel tubuh untuk mempertahankan hidup dan pertumbuhannya. Semakin cepat terjadinya proses metabolisme maka semakin banyak energi yang dihasilkan dari proses pembakaran kalori tubuh.

Nilai untuk masing-masing aktivitas dan kecepatan metabolisme dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Aktivitas dan Kecepatan Metabolisme

No Aktivitas Satuan

Met W/m2

1 Berbaring 0,8 46

2 Duduk Tenang 1,0 58

3 Tukang jam 1,1 65

4 Berdiri santai 1,2 70

5 Aktivitas biasa ( kantor, rumah tangga, sekolah) 1,2 70

6 Menyetir mobil 1,4 80

7 Pekerja grafis – tukang jilid 1,5 85

8 Berdiri, aktivitas ringan (belanja, lab, industri ringan) 1,6 93

9 Guru, mengajar di depan kelas 1,6 95

10 Kerja rumah tangga (cukur, mencuci, berpakaian) 1,7 100

11 Berjalan di dataran, 2 km/jam 1,9 110

12 Berdiri, aktivitas sedang (menjaga toko, rumah tangga) 2,0 116 13 Industri bangunan, memasang bata (bata 15,3 Kg) 2,2 125

14 Berdiri mencuci piring 2,5 145

15 Kerja rumah tangga- mengumpulkan daun di halaman 2,9 170 16 Kerja rumah tangga – mencuci dengan tangan dan menyetrika

(120-220 W/m2) 2,9 170

17 Besi dan baja- menuang, mencetak 3,0 175

18 Industri bangunan – membentuk cetakan 3,1 180

19 Berjalan di dataran, 5 km/jam 3,4 200

3

Tabel 3.1 Aktivitas dan Kecepatan Metabolisme (Lanjutan)

No Aktivitas Satuan

Met W/m2 20 Kehutanan – memotong dengan gergaji satu tangan 3,5 205

21 Pertanian – membajak dengan kuda 4,0 235

22 Industri bangunan – mengisi pencampuran semen dengan spesi

dan batu 4,7 275

23 Olah raga – meluncur di atas es, 18 km/jam 6,2 360 24 Pertanian – menggali dengan cangkul(24 angkatan/menit) 6,5 380 25 Olah raga – ski diantara 18 km/jam 7,0 405 26 Kehutanan – bekerja dengan kapak (2 kg, 33 ayunan/menit) 8,6 500

27 Olah raga – lari 15 km/jam 9,5 550

Sumber: Neville Stanton & Auliciems, Andris and Steven V. Szokolay

3.1.6 A Simple Clothing Model 4

Tubuh harus menjaga keseimbangan panas. Panas akan mengalir keluar dari tubuh sampai mencapai kesetimbangan suhu tubuh, suhu kulit dan suhu pakaian dalam suhu lingkungan. Nilai insulasi panas (Iclo) untuk setiap jenis pakaian dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Nilai Insulasi Panas (Iclo) untuk Setiap Jenis Pakaian Jenis Pakaian Insulasi Panas (Iclu) Pakaian Dalam

Celana Dalam 0,03

Celana dalam berkaki panjang 0,10

Singlet 0,04

Kaos 0,09

Kemeja berlengan panjang 0,12

Celana dalam dan bra 0,03

Kemeja/blus

Lengan panjang 0,15

Tebal, lengan panjang 0,20

Normal, lengan panjang 0,25

Kemeja planel, lengan panjang 0,30 Blus tipis, lengan panjang 0,15 Celana

Pendek 0,06

Tebal 0,20

4

Ken Parsons, Human Thermal Environment (London dan New York: Taylor & Francis Group, 2003), hal 16 dan 158

Tabel 3.2 Nilai Insulasi Panas (Iclo) untuk Setiap Jenis Pakaian (Lanjutan) Jenis Pakaian Insulasi Panas (Iclu)

Normal 0,25

Planel 0,28

Gaun/rok

Rok tipis (musim panas) 0,15

Gaun tebal (musim dingin) 0,25 Gaun tipis, lengan pendek 0,20 Gaun musim dingin, lengan panjang 0,40

Boiler suit 0,55

Baju hangat

Rompi berlengan 0,12

Baju hangat tipis 0,20

Baju hangat 0,28

Baju hangat tebal 0,30

Jaket

Jaket musim panas 0,25

Jaket 0,35

Blazer 0,30

Insulasi tinggi, fibre-pelt

Boiler suit 0,90

Celana 0,35

Jaket 0,40

Rompi 0,20

Pakaian luar

Mantel 0,60

Jaket 0,55

Parka 0,70

Lain-lain

Kaus kaki 0,02

Kaus kaki tebal sepergelangan kaki 0,05

Kaus kaki tebal panjang 0,10

Stoking nilon 0,03

Sepatu (bersol tipis) 0,02

Sepatu (bersol tebal) 0,04

Sumber: Human Thermal Environments, Ken Parsons

3.2 Luas Permukaan Tubuh (Body Surface Area)

Total luas permukaan tubuh secara manual diperkirakan dari persamaan yang disederhanakan Dubois berikut:

AD = 0.202 x W0.425 x H0.725 (III)

AD = Dubois Area atau luas permukaan tubuh (m2)

W = Berat badan (kg) H = Tinggi badan (m)

Nilai standar 1,8 m2 terkadang digunakan untuk seorang pria dengan berat 70 kg dan tinggi badan 1,73 m. Hal ini menunjukkan bahwa AD adalah sebuah

perkiraan perhitungan luas permukaan tubuh.

3.3 Effective Temperature (ET)

Standar ASHRAE untuk temperatur efektif didefinisikan sebagai temperatur udara ekuivalen pada lingkungan isotermal dengan kelembaban udara relatif 50%, dimana orang memakai pakaian standar dan melakukan aktifitas tertentu akan menghasilkan temperatur kulit dan kebasahan kulit yang sama.

Temperatur efektif merupakan indeks lingkungan yang menggabungkan temperatur dan kelembaban udara menjadi satu indeks yang mempunyai arti bahwa pada temperatur tersebut respon dari orang pada kondisi tersebut adalah sama, meskipun mempunyai temperatur dan kelembaban yang berbeda, tetapi keduanya harus mempunyai kecepatan udara yang sama. Zona kenyamanan termal untuk daerah tropis dapat dibagi menjadi:

Sejuk Nyaman, antara temperatur efektif 20,5°C~22,8°C Nyaman Optimal, antara temperatur efektif 22,8°C~25,8°C Hangat Nyaman, antara temperatur efektif 25,8°C~27,1°C

Andris Auliciems dan Steven V. Szokolay menghitung Effective Temperature

ET = Tdb – 0.4(Tdb – 10)(1-RH/100) (IV)

dengan

ET = Temperatur efektif (°C) RH = Kelembaban relatif (%) Tdb = Suhu kering (°C)

3.4 Operative Temperature (Top)

Temperatur operatif adalah temperatur umum dari lingkup lapisan/pemukaan hitam terhadap penghuni suatu tempat dan akan memberikan perasaan kenyamanan termal yang sama dengan kondisi udara yang dimaksud. Temperatur operatif telah mempertimbangkan panas radiasi. Temperatur operatif merupakan temperatur rata-rata dari temperatur radiasi rata-rata dan temperatur udara kering ruangan untuk kecepatan udara yang rendah ( Va = 0,1 m/s). Untuk

kecepatan udara yang lebih besar perhitungan temperatur operatif dapat menggunakan persamaan sebagai berikut:

Top = A.Ta + (1-A).Tmrt (V)

dengan

Top = Temperatur operatif (°C)

Ta = Temperatur udara (°C)

Tmrt = Temperatur radiasi rata-rata (°C)

A = Konstanta kecepatan udara

Nilai A = 0,5 untuk Va<0,2 m/det; A = 0,6 untuk 0,2 m/det <Va<0,6 m/det; A = 0,7 untuk 0,6 m/det <Va<0,2 m/det.

Batas kenyamanan termal temperatur operatif musim dingin berkisar antara 20°C sampai 23,5°C pada kelembaban udara relatif 60% dan berkisar antara 20,5°C sampai 24,5°C pada 20°C titik jenuh dan dibatasi oleh temperatur efektif 20°C sampai 23,5°C. Batas kenyamanan termal temperatur operatif musim panas berkisar antara 22,5°C sampai 26°C pada kelembaban udara relatif 60% dan berkisar antara 23,5°C sampai 27°C pada 20°C titik jenuh dan dibatasi oleh temperatur efektif 23°C sampai 26°C. Untuk perancangan umumnya diambil 25°C±1°C.

3.5 Indeks Predicted Mean Vote (PMV) dan Predicted Percentage Dissatisfied (PPD)

Predicted Mean Vote (PMV) adalah indeks yang memprediksikan nilai rata-rata pilihan orang dalam tujuh skala sensasi termal. Tujuh skala sensasi termal tersebut adalah panas (+3), hangat (+2), agak hangat (+1), netral (0), agak sejuk (-1), sejuk (-2), dingin (-3). Predicted Percentage Dissatisfied (PPD) adalah indeks yang menentukan prediksi persentase ketidakpuasan termal orang yang merasa terlalu sejuk atau terlalu hangat. Profesor P.O. Fanger (1970) dalam Stanton et al (2005) telah membuat skala PMV dan PPD dan rumus untuk menilai tingkat kenyamanan ruangan. Rumus yang dipakai dalam mencari PMV adalah: PMV = [0,303.exp(-0,036.M) + 0,028]{(M-W)-3,05.10-3.[5733-6,99.(M-W) – pa]– 0,42.[(M-W)-58,15] – 1,7.10-5.M.(5867 – pa) – 0,0014.M. (34-ta)–3,96.10-8.fcl.[(tcl + 273)4 – (tr +273)4] - fcl.hc.(tcl - ta)} (VI)

dimana temperatur permukaan pakaian (tcl) adalah:

tcl =

(VII) dimana perpindahan panas konveksi (hc) dilakukan dengan pemilihan nilai yang

sesuai yaitu:

untuk (VIII) untuk dimana rasio permukaan pekerja ketika berpakaian dengan area permukaan ketika tidak berpakaian dilakukan dengan pemilihan nilai yang sesuai yaitu:

1,00+1,29Icl untuk Icl≤ 0,078 m2oC/W

1,05+0,65cl untuk Icl≥ 0,078 m2oC/W (IX) dimana:

PMV = Predicted Mean Vote

M = Metabolic rate, faktor metabolisme tubuh (W/m2)

W = External work, sama dengan nol untuk banyak aktifitas (W/m2) Icl = Thermal resistance of clothing, faktor pakaian yang dipakai (m2.K/W)

fcl = Faktor area pakaian

ta = Temperatur udara (°C)

tr = Faktor radiasi matahari (°C)

Var = Kecepatan udara (m/s) = Kelembaban (Pa)

hc = Koefisien panas konveksi (W/m2.K)

tcl = Temperatur permukaan pakaian (°C)

catatan: 1 met = 58,2 W/m2 dan 1 Clo = 0,155 m2.°C/W

Sedangkan rumus yang dipakai dalam mencari PPD adalah:

PPD = 100-95.exp(-0,03353.PMV4 – 0,2179.PMV2) (X)





)] ( 273 ) 273 [( ) 10 396 ( ) ( 028 , 0 7 ,

35 8 4 4

ta t h f I t t f x I W M cl c cl cl r cl cl cl         

{

_clcl _arar

v ta t v ta t 1 , 12 ) ( 38 , 2 1 , 12 ) ( 38 , 2 25 , 0 25 , 0     ar cl v ta t 1 , 12 ) ( 38 ,

2  0,25 

c h

cl

Perhitungan PMV dan PPD sangat tidak praktis secara manual karena harus melakukan perhitungan iterasi. Hakan Nilsson dari Departemen Teknologi dan Lingkungan Bangunan, Laboratorium Ventilasi dan Kualitas Udara Universitas Gavle telah membuat formulasi pada Spreadsheet Microsoft Excel untuk menghitung PMV dan PPD.

Gambar 3.1 WindowsMicrosoft Excel Perhitungan PMV dan PPD Rancangan Hakan Nilsson

Untuk melakukan perhitungan PMV dan PPD dibutuhkan enam input parameter yang telah dihitung di atas yaitu temperatur udara (Ta), temperatur

radiasi rata-rata (Tmrt), kelembaban relatif (RH), kecepatan udara (Va), metabolic rate dan insulasi pakaian (clothing). Kenyamanan termal berdasarkan ISO 7730

dan ASHRAE 55 dapat dicapai apabila nilai PMV = 0, dimana pada kondisi ini nilai PPD (persentase responden yang merasa tidak nyaman) mencapai 5%. Kenyamanan termal dapat ditoleransi apabila nilai PMV berada diantara -0,5 hingga +0,5, dimana pada kondisi ini nilai PPD mencapai 10% atau persentase responden yang nyaman mencapai 90%.

3.6 Pengeluaran Energi

Menurut Astrand (1977) dan Rodahl (1989) dalam Tarwaka (2004) bahwa penilaian beban fisik dapat dilakukan dengan dua metode secara objektif, yaitu penelitian secara langsung dan metode tidak langsung. Metode pengukuran langsung yaitu dengan mengukur oksigen yang dikeluarkan melalui asupan energi selama bekerja. Pengeluaran energi (Energy Expenditure) dapat digunakan sebagai indikator untuk menentukan berat ringannya beban kerja.

Y = 1,80411  0,0229038 X + 4,71711 . 10-4 X2 (XI) dimana: Y= Energi (kkal/menit) X= Kecepatan denyut nadi (denyut/menit)

Menteri Tenaga Kerja melalui keputusan No. 51 tahun 1999 menetapkan kategori beban kerja berdasarkan pengeluaran energi adalah sebagai berikut: Beban kerja ringan : 100-200 Kilo kalori/jam

Beban kerja sedang : > 200-350 Kilo kalori/ jam Beban kerja berat : > 350-500 Kilo kalori/ jam

3.7 Pengendalian Kenyamanan Termal

Pengendalian kenyamanan termal terhadap tenaga kerja perlu dilakukan untuk perbaikan tempat kerja. Di samping juga dimaksudkan untuk menilai efektifitas dari sistem pengendalian yang telah dilakukan di masing-masing tempat kerja (Tarwaka, 2004).

Teknik pengendalian terhadap pemaparan tekanan panas di perusahaan dapat dijelaskan sebagai berikut:

2. Mengurangi beban panas radiasi dengan cara:

a. Menurunkan temperatur udara dari proses kerja yang menghasilkan panas. b. Relokasi proses kerja yang menghasilkan panas.

c. Penggunaan tameng panas dan alat pelindung yang dapat memantulkan panas

3. Mengurangi temperatur dan kelembaban. Cara ini dapat diakukan melalui ventilasi atau pendinginan secara mekanis. Cara ini telah terbukti secara dramatis dapat menghemat biaya dan meningkatkan kenyamanan (Bernard, 1996 dalam Tarwaka, 2004)

4. Meningkatkan pergerakan udara. Peningkatan pergerakan udara melalui ventilasi buatan dimaksudkan untuk memperluas pendinginan evaporasi, tetapi tidak boleh melebihi 1,2 m/detik. Sehingga perlu dipertimbangkan bahwa menambah pergerakan udara pada temperatur yang tinggi (> 40oC) dapat berakibat kepada peningkatan panas.

3.8 Pengkondisian Udara5

Salah satu tujuan pemasangan ventilasi adalah membantu mendapatkan kenyamanan termal. Ventilasi merupakan proses untuk menjatah udara segar ke dalam bangunan gedung dalam jumlah yang sesuai dengan kebutuhan. Suatu ruangan yang layak ditempati harus dilengkapi dengan ventilasi alami atau ventilasi mekanis. Salah satu ventilasi mekanis yang biasa digunakan saat ini

5

BSN. SNI 03-6572-2001 Tata Cara Perancangan Sistem Ventilasi dan Pengkondisian

adalah pengkondisian udara atau Air Conditioning (AC). Perhitungan kebutuhan jumlah pengkondisian udara dilakukan dengan menghitung beban kalor yang ada di ruangan. Beban kalor dalam suatu ruangan secara sederhana dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Qbeban = Qluas ruang + Qorang + Qpencahayaan + Qlain (XII)

dengan:

Qbeban = Total beban kalor

Qluas ruang =Beban kalor untuk luas ruangan

Qorang = Beban kalor untuk aktifitas pengguna ruangan

Qpencahayaan = Beban kalor untuk pencahayaan ruangan

4.1 Objek dan Waktu Penelitian

Objek dari penelitian ini adalah ruang kelas J17 203 dan mahasiswa Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (DTM FT USU) yang menggunakan ruang kelas. Penelitian dilakukan pada bulan Juli sampai Nopember 2013.

4.2 Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian korelasional. Penelitian korelasional merupakan suatu penelitian yang dilaksanakan dengan tujuan mendeteksi sejauh mana variasi-variasi pada suatu faktor berkaitan (berkorelasi) dengan satu atau lebih faktor lain berdasarkan koefesien korelasi. Dalam penelitian ini menganalisis sejauh mana keterkaitan faktor temperatur udara, kelembaban relatif, kecepatan udara dan temperatur radiasi rata-rata dengan temperatur efektif dan temperatur operatif sebagai parameterkenyamanan termal.

4.3 Populasi dan Sampel

Populasi penelitian ini adalah keseluruhan mahasiswa pengguna ruang kelas J17 203 DTM FT USU. Jumlah populasi pengguna ruang kelas selama lima hari kuliah adalah 897 mahasiswa. Penetuan sampel dalam penelitian ini dilakukan secara non probability sampling yaitu judgement sampling. Hal ini

mempertimbangkan populasi yang bersifat homogen karena mahasiswa DTM FT USU memiliki karakteristik seperti jenis kelamin, umur dan suku/bangsa (ethnic) yang relatif sama (uniform). Jumlah sampel yang digunakan untuk data personal dan psikologis adalah sebanyak 424 mahasiswa. Jumlah sampel yang digunakan untuk data fisiologis setiap kuliah adalah sebanyak 8 mahasiswa. Hal ini dikarenakan keterbatasan jumlah alat yang digunakan.

4.4 Kerangka Berfikir

Kerangka berfikir dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Kerangka Berfikir

4.5 Variabel Penelitian

Variabel-variabel yang dibutuhkan dalam pengukuran adalah variabel dependen dan variabel independen. Temperatur efektif dan temperatur operatif termasuk variabel dependen. Temperatur udara (Ta), kecepatan udara (Va),

4.6 Definisi Operasional

Definisi-definisi operasional dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Temperatur udara atau air temperature (Ta) adalah temperatur udara di

sekitar penghuni atau pemakai suatu tempat.

2. Kecepatan udara atau air velocity (Va) adalah rata-rata kecepatan udara

pada saat itu pada saat interval tertentu.

3. Kelembaban relatif atau relatif humidity (RH) adalah rasio dari sebagian tekanan (atau kepadatan) uap air di udara dengan tekanan jenuh (atau kepadatan) uap air pada temperatur dan tekanan total yang sama.

4. Temperatur radiasi rata-rata atau mean radiant temperature (Tmrt) adalah

temperatur permukaan umum dari sebuah lingkup lapisan/permukaan hitam yang mana penghuni akan bertukar sejumlah panas karena bentuk yang berbeda.

5. Temperatur efektif atau effective temperature (ET) adalah temperatur udara ekuivalen pada lingkungan isotermal dengan kelembaban udara relatif 50%, dimana orang akan memberikan perasaan kenyamanan termal yang sama dengan kondisi udara yang dimaksud.

6. Temperatur operatif atau operative temperature (Top) adalah temperatur

umum dari lingkup lapisan/pemukaan hitam terhadap penghuni suatu tempat dan akan memberikan perasaan kenyamanan termal yang sama dengan kelembaban udara relatif 60%.

4.7 Tahapan Penelitian

Tahapan dalam penelitian ini digambarkan dalam blok diagram Gambar 4.2.

4.8 Instrumen Penelitian

Instrumen penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Four in One Multi-Function Environment Meter berfungsi untuk mengukur

temperatur, kelembaban, intensitas cahaya dan kebisingan.

Gambar 4.3 Four in One Multi-Function Environment Meter

Spesifikasi:

a. 3 ½ layar LCD besar dengan unit Lux, 0C, 0F, % RH,dB. b. Suhu mulai dari -200C-7500C / -40F-14000F.

c. Kelembaban dari RH 25% - 95% RH dengan resolusi RH 0,1% dan respon waktu yang cepat.

d. Mengukur tingkat suara dari 35 dB – 100 dB dengan resolusi 0,1dB dan waktu yang cepat.

e. Aksesori: 9V baterai,

f. Dimensi: 251,0 x 63,8 x 40 mm g. Berat: 250 gr

2. Area Heat Stress Monitor Questemp°10 berfungsi untuk mengukur suhu

Gambar 4.4 Area Heat Stress Monitor Questemp°10

Spesifikasi:

a. Pengukuran: suhu bola, suhu basah, suhu kering.

b. Ukuran: Panjang 25,4 cm; lebar 16,5 cm, tinggi 5,08 cm. c. Berat 680 gram

d. Tipe sensor, Suhu: 1000 ohm platinum RTD, 3,85 ohm/°C e. Akurasi: Suhu : +/- 0,5oC antara 0oC dan 100oC.

f. Masa Batere: 9V alkaline: 140 jam

3. Anemometer berfungsi mengukur kecepatan udara.

Gambar 4.5 Anemometer

Spesifikasi:

a. Kecepatan udara, 0 sampai 20 m/s b. Akurasi, ±5%

d. Masa batere 4 jam

e. Berat 180 gram (termasuk batere)

4. Automatic Digital Blood Pressure Monitor untuk mengukur tekanan darah

dan denyut nadi.

Gambar 4.6 Automatic Digital Blood Pressure Monitor

Spesifikasi:

a. Brand Name: Tensoval Mobile Hartmann

b. Duo memory 2 x 60

c. Manset 12,5-20,5 cm d. Made in: Jerman

5. Automatic Thermometer Scan untuk mengukur suhu tubuh mahasiswa

Gambar 4.7 Automatic Thermometer Scan

6. Meteran untuk mengukur layout ruang kelas

7. Rakitan lampu pengingat untuk mengingatkan pengukuran denyut nadi 8. Form data dan alat tulis

9. Kuesioner penelitian

Gambar 4.8 Kuesioner Penelitian Kenyamanan Termal

Kuesioner penelitian di atas digunakan untuk mendapatkan data personal dan psikologi termal mahasiswa. Data personal terdiri dari data umur, berat dan

tinggi badan serta clothing insulation (insulasi pakaian) mahasiswa. Berdasarkan Parsons (2003) dan Stanton et al (2005) data psikologis terdiri dari data sensasi dan preferensi termal, sensasi dan preferensi aliran udara, kenyamanan termal, persepsi kelelahan fisik pada tangan, bahu, punggung dan kaki. Bentuk dan pertanyaan disesuaikan dengan kondisi ruang kelas dan mahasiswa serta data yang ingin didapatkan dalam penelitian. Referensi lain yang digunakan untuk bentuk dan pertanyaan kuesioner termal adalah penelitian N.H. Wong dan S.S. Khoo (2003) di Singapura tentang kenyamanan termal ruang kelas pada iklim tropis.

4.9 Sumber dan Prosedur Pengumpulan Data

4.9.1 Sumber data

Data diperoleh dari hasil pengamatan dan pengukuran secara langsung selama melakukan penelitian. Data terbagi atas empat bagian yaitu pengumpulan data fisik, personal, fisiologis dan psikologis. Data fisik terdiri dari temperatur udara, kelembaban relatif, kecepatan udara, suhu basah, suhu kering dan suhu bola ruang kelas. Temperatur udara dan kelembaban relatif diukur dengan Four In

One Multi-Function Environment Meter. Kecepatan udara diukur dengan

anemometer. Suhu basah, suhu kering dan suhu bola diukur dengan Area Heat

Stress Monitor Questemp°10. Pengukuran data fisik dilakukan di awal dan akhir

jam kuliah pada saat mahasiswa di ruang kelas.

Pengukuran dilakukan pada ketinggian 1,1 meter (Stanton et al., 2005). Ketinggian 1,1 meter menunjukkan posisi leher/kepala mahasiswa pada saat duduk. Leher/kepala merupakan titik akumulasi panas pada tubuh. Ketinggian 1,1

meter dijadikan acuan karena belum ada acuan standar untuk ketinggian leher/kepala pada posisi duduk orang Indonesia. Pengukuran dilakukan pada 5 titik yang berbeda. Tidak ada standar jumlah titik pengukuran termal dalam ruangan. Lima titik tersebut didasarkan pada sebaran mahasiswa duduk di dalam ruang kelas sehingga pengukuran lebih dekat dengan mahasiswa sebagai objek penelitian yang merasakan panas ruang kelas (Fanger, 1970). Letak titik-titik pengukuran dapat dilihat pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Titik-titik Pengukuran Kondisi Termal Ruang Kelas

Data personal terdiri dari data umur, berat dan tinggi badan serta

insulation clothing mahasiswa. Data personal diperoleh dari pertanyaan kuesioner

penelitian. Data fisiologis terdiri dari suhu tubuh, denyut nadi inisial (DNI), denyut nadi kerja (DNK). DNI dan DNK diukur dengan Automatic Digital Blood

Pressure Monitor yang digunakan mahasiswa di awal sampai selesai perkuliahan. DNI diukur sebelum perkuliahan dimulai sedangkan DNK diukur setiap 15 menit sekali selama proses perkuliahan berlangsung. Hasil pengukuran DNI dan DNK secara otomatis tersimpan di dalam alat tersebut sehingga tidak menggangu kegiatan belajar mahasiswa. Suhu tubuh diukur sebelum dan sesudah perkuliahan dengan Automatic Scan Thermometer . Data fisiologis yang diukur sebanyak 8 orang mahasiswa setiap kuliah. Hal ini karena keterbatasan jumlah alat yang digunakan. Mahasiswa yang melakukan pengukuran data fisiologis dipilih secara

judgement sampling. Hal ini mempertimbangkan mahasiswa memiliki

karakteristik seperti jenis kelamin, umur dan suku/bangsa (ethnic) yang relatif sama (uniform).

Selain penilaian fisik dan fisiologis secara langung, penilaian subjektif (psikologis) perlu dilakukan untuk melihat efek dari paparan panas terhadap manusia (Parsons, 2003). Pengumpulan data psikologis dilakukan dengan cara menyebarkan kuesioner kepada mahasiswa di awal perkuliahan dan dikumpul akhir perkuliahan. Data psikologis terdiri dari data sensasi dan preferensi termal, sensasi dan preferensi aliran udara, kenyamanan termal, persepsi kelelahan fisik pada tangan, bahu, punggung dan kaki.

4.9.2 Prosedur Pengumpulan Data

Gambar 4.10 Prosedur Pengumpulan Data Fisik, Fisiologis dan Psikologis

Keterangan:

Pa : Pengukuran temperatur, kelembaban, kecepatan udara, suhu kering, suhu basah, suhu bola dan suhu tubuh di awal kuliah

Ps : Pengukuran temperatur, kelembaban, kecepatan udara, suhu kering, suhu basah, suhu bola dan suhu tubuh selesai kuliah

SK : Sebar kuesioner penelitian di awal kuliah KK : Kumpul kuesioner penelitian di akhir kuliah

DNI : Denyut Nadi Inisial (pengukuran sebelum kuliah dimulai)

DNK : Denyut Nadi Kerja (Pengukuran selama kuliah berlangsung dengan rentang waktu 15 menit sekali).

Pengumpulan data dilakukan di awal dan di akhir perkuliahan. Jadwal lima hari kuliah saat pengumpulan data dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Jadwal Lima Hari Kuliah

Hari Kuliah Jam

Kamis (3 Oktober 2013)

Kuliah 1 08.00-09.40 Kuliah 4 13.00-14.40 Kuliah 5 14.40-15.55 Jumat

(4 Oktober 2013)

Kuliah 1 08.00-09.40 Kuliah 2 09.40-11.20 Kuliah 5 14.00-15.15 Kuliah 6 15.40-17.20

Tabel 4.1 Jadwal Lima Hari Kuliah (Lanjutan)

Hari Kuliah Jam

Senin (7 Oktober 2013)

Kuliah 1 08.00-09.40 Kuliah 2 09.40-11.20 Kuliah 3 11.20-13.00 Kuliah 4 13.00-14.40 Kuliah 5 14.40-15.55

Selasa (8 Oktober 2013)

Kuliah 1 08.00-09.40 Kuliah 2 09.40-11.20 Kuliah 3 11.20-13.00 Kuliah 4 13.00-14.40 Kuliah 5 14.40-15.55 Rabu

(9 Oktober 2013)

Kuliah 1 08.00-09.40 Kuliah 3 11.20-13.00 Kuliah 4 13.00-14.40 Kuliah 6 15.55-17.10

4.10 Metode Pengolahan Data

Data yang telah diperoleh berdasarkan hasil pengukuran kemudian diolah sebagai berikut:

1. Perhitungan Dubois Area

2. Perhitungan pengeluaran energi (Energy Expenditure) 3. Perhitungan Metabolisme Rate

4. Perhitungan Mean Radiant Temperature 5. Perhitungan Effective Temperature (ET) 6. Perhitungan Operative Temperature (Top)

7. Analisis regresi dan korelasi antara faktor temperatur, kelembaban, kecepatan udara dan temperatur radiasi rata-rata dengan temperatur efektif dan temperatur operatif sebagai parameter kenyamanan termal

8. Analisis Predicted Mean Vote (PMV) dan Predicted Percentage

Dissatisfied (PPD).

Langkah-langkah pengolahan data dan analisis hasil dapat dilihat pada Gambar 4.11.

Dat a Personal

- Berat Badan - Tinggi Badan

Perhit ungan

Dubois Area

Data Fisiologis -Denyut Nadi Ker ja

(DNK)

Perhit ungan Pengeluaran Ener gi

Per hit ungan

M et abolic rat e

Perhit ungan

Oper at ive Tem per at ure

(Top)

Insulasi pakaian

(Clot hing)

Dat a Fisik -Kecepat an Udar a - Suhu Kering - Suhu Bola

Per hit ungan

M ean Radiant Tem perat ure

Data Fisik

- Kelem baban Relat if - Suhu Kering

Per hit ungan

Ef fect ive Tem perat ure(ET)

Data Fisik

- Tem per at ur Udar a

Dat a Fisik

- Tem per at ur e udara - Kelem baban Relat if - Kecepat an Udara

Sesuai SNI 03-6572-2001? Sesuai

ISO 7730 ASHRAE 55?

Kenyam anan Term al Tidak Tercapai Kenyam anan

Term al Tercapai Hit ung PM V

dan PPD

Tidak Tidak

Ya Ya

Dat a Fisik

- Kelem baban Relat if

BAB V

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

5.1 Pengumpulan Data

Pengumpulan data terbagi atas empat bagian yaitu pengumpulan data fisik, personal, fisiologis dan psikologis. Data fisik terdiri dari temperatur udara, kelembaban relatif, kecepatan udara, suhu basah, suhu kering dan suhu bola ruang kelas.

5.1.1 Data Temperatur Udara

Data temperatur udara yang ditampilkan merupakan data rata-rata selama 5 hari perkuliahan (Lampiran 2). Hasil pengukuran temperatur udara dapat dilihat pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Data Rata-rata Temperatur Udara (°C)

No Kuliah Titik Rata-rata Total

1 2 3 4 5

1 Awal Kuliah 1 28,04 28 27,96 27,96 28,02 28 2 Akhir Kuliah 1 29,08 29,08 29,28 29,28 29,22 29,19 3 Awal Kuliah 2 29,07 28,97 29,17 29,13 29,13 29,09 4 Akhir Kuliah 2 29,77 29,73 29,73 29,73 29,77 29,75 5 Awal Kuliah 3 28,8 28,9 28,87 28,9 28,93 28,88 6 Akhir Kuliah 3 29,33 29,17 29,43 29,33 29,33 29,32 7 Awal Kuliah 4 29,7 29,65 29,7 29,65 29,7 29,68 8 Akhir Kuliah 4 30,25 30,23 30,28 30,25 30,33 30,27 9 Awal Kuliah 5 30,35 30,28 30,3 30,25 30,28 30,29 10 Akhir Kuliah 5 30 29,98 30,03 30,08 30,08 30,03 11 Awal Kuliah 6 30,35 30,3 30,3 30,4 30,45 30,36 12 Akhir Kuliah 6 29,45 29,45 29,45 29,45 29,5 29,46

Gambar 5.1 Grafik Temperatur Udara Pada Titik-titik Pengukuran

5.1.2 Data Kelembaban Relatif

Data kelembaban relatif yang ditampilkan merupakan data rata-rata selama 5 hari perkuliahan (Lampiran 2). Hasil pengukuran kelembaban relatif dapat dilihat pada Tabel 5.2.

Tabel 5.2 Data Rata-rata Kelembaban Relatif (%)

No kuliah Titik Rata-rata Total

1 2 3 4 5

1 Awal kuliah 1 73,08 72,86 73,58 73,06 73,32 73,18 2 Akhir kuliah 1 73,7 73,58 73,88 73,58 73,84 73,72 3 Awal kuliah 2 75,77 75,53 75,67 75,67 75,67 75,66 4 Akhir kuliah 2 67,23 67,8 67,27 67,03 67,13 67,29 5 Awal kuliah 3 66,3 66,73 66,87 67,1 67 66,8 6 Akhir kuliah 3 68,57 68,37 68,47 69,17 69,13 68,74 7 Awal kuliah 4 69,48 69,28 69,2 69,18 69,15 69,26 8 Akhir kuliah 4 69,23 68,08 68,53 68,5 68,48 68,56 9 Awal kuliah 5 68,5 68,05 68,63 67,88 68,53 68,32 10 Akhir kuliah 5 69,6 69,25 69,48 69,15 69,58 69,41 11 Awal kuliah 6 70 72,3 72,05 72,05 72,2 71,72 12 Akhir kuliah 6 70,2 70,15 70,7 70,5 70,5 70,41

26,5 27 27,5 28 28,5 29 29,5 30 30,5 31

T

e

m

p

e

ra

tu

r

(°

C

)

Rata-rata Temperatur Udara

Tit ik 1

Tit ik 2

Tit ik 3

Tit ik 4

Tit ik 5

Gambar 5.2 Grafik Kelembaban Relatif Pada Titik-titik Pengukuran

5.1.3 Data Kecepatan Udara

Data kecepatan udara yang ditampilkan merupakan data rata-rata selama 5 hari perkuliahan (Lampiran 2). Hasil pengukuran kecepatan udara dapat dilihat pada Tabel 5.3.

Tabel 5.3 Data Rata-rata Kecepatan Udara (m/s)

No Kuliah Titik Rata-rata Total

1 2 3 4 5

1 Awal kuliah 1 0 1,01 0 1,02 0 0,41

2 Akhir kuliah 1 0 1 0 1 0 0,4

3 Awal kuliah 2 0 1 0 1 0 0,4

4 Akhir kuliah 2 0 1 0 1 0 0,4

5 Awal kuliah 3 0 1 0 1 0 0,4

6 Akhir kuliah 3 0 1,01 0 1,02 0 0,41

7 Awal kuliah 4 0 1 0 1,01 0 0,4

8 Akhir kuliah 4 0 1,01 0 1,01 0 0,4

9 Awal kuliah 5 0 1,01 0 1 0 0,4

10 Akhir kuliah 5 0 1,01 0 1 0 0,4

11 Awal kuliah 6 0 1 0 1 0 0,4

12 Akhir kuliah 6 0 1 0 1 0 0,4

60 62 64 66 68 70 72 74 76 78

K

e

le

m

b

a

b

a

n

(

%

)

Rata-rata Kelembaban

Tit ik 1

Tit ik 2

Tit ik 3

Tit ik 4

Tit ik 5

Gambar 5.3 Grafik Kecepatan Udara Pada Titik-titik Pengukuran

5.1.4 Data Suhu Basah, Suhu Kering dan Suhu Bola

Data suhu basah, suhu kering dan suhu bola yang ditampilkan merupakan data rata-rata selama 5 hari perkuliahan (Lampiran 2). Hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 5.4, Tabel 5.5 dan Tabel 5.6.

Tabel 5.4 Data Rata-rata Suhu Basah Suhu Basah (°C)

No Kuliah Titik Rata-rata Total

1 2 3 4 5

1 Awal kuliah 1 24,52 24,42 24,46 24,34 24,3 24,41 2 Akhir kuliah 1 26,18 26,1 26,12 26,16 26,16 26,14 3 Awal kuliah 2 26,5 26,5 26,63 26,63 26,67 26,59 4 Akhir kuliah 2 26,33 26,2 26,2 26,27 26,2 26,24 5 Awal kuliah 3 25,33 25,17 25,17 25,2 25,1 25,19 6 Akhir kuliah 3 26,27 26,17 26,3 26,3 26,37 26,28 7 Awal kuliah 4 26,48 26,48 26,45 26,45 26,4 26,45 8 Akhir kuliah 4 26,35 26,33 26,38 26,35 26,3 26,34 9 Awal kuliah 5 26,18 26,18 26,23 26,23 26,23 26,21 10 Akhir kuliah 5 26,38 26,3 26,23 26,18 26,2 26,26 11 Awal kuliah 6 27,3 27,3 27,25 27,3 27,25 27,28 12 Akhir kuliah 6 26,5 26,45 26,5 26,5 26,5 26,49

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 K e c e p a ta n U d a ra ( m / s )

Rata-rata Kecepatan Udara

Tit ik 1

Tit ik 2

Tit ik 3

Tit ik 4

Tit ik 5

Tabel 5.5 Data Rata-rata Suhu Kering (°C) Suhu Kering (°C)

No Kuliah Titik Rata-rata Total

1 2 3 4 5

1 Awal kuliah 1 26,44 26,36 26,38 26,4 26,32 26,38 2 Akhir kuliah 1 28,28 28,24 28,28 28,28 28,3 28,28 3 Awal kuliah 2 28,4 28,47 28,63 28,6 28,7 28,56 4 Akhir kuliah 2 28,93 28,97 28,97 29,07 29,07 29 5 Awal kuliah 3 27,73 27,7 27,77 27,7 27,67 27,71 6 Akhir kuliah 3 29,13 29,23 29,23 29,23 29,3 29,22 7 Awal kuliah 4 29,35 29,35 29,35 29,35 29,3 29,34 8 Akhir kuliah 4 29,2 29,2 29,25 29,25 29,23 29,23 9 Awal kuliah 5 29,15 29,05 29,13 29,1 29,15 29,12 10 Akhir kuliah 5 28,6 28,58 28,6 28,48 28,58 28,57 11 Awal kuliah 6 29,25 29,4 29,55 29,25 29,45 29,38 12 Akhir kuliah 6 28,45 28,55 28,5 28,6 28,55 28,53

Tabel 5.6 Data Rata-rata Suhu Bola (°C) Suhu Bola (°C)

No Kuliah Titik Rata-rata Total

1 2 3 4 5

1 Awal kuliah 1 26,82 26,82 26,82 26,88 26,84 26,84 2 Akhir kuliah 1 28,5 28,48 28,58 28,46 28,56 28,52 3 Awal kuliah 2 28,67 28,67 28,8 28,67 28,77 28,72 4 Akhir kuliah 2 29,1 29,13 29,2 29,1 29,17 29,14 5 Awal kuliah 3 28 28,03 28,1 28,07 28,13 28,07 6 Akhir kuliah 3 29,13 29,27 29,33 29,4 29,3 29,29 7 Awal kuliah 4 29,3 29,4 29,35 29,43 29,43 29,38 8 Akhir kuliah 4 29,25 29,3 29,35 29,3 29,35 29,31 9 Awal kuliah 5 29,3 29,28 29,35 29,25 29,33 29,3 10 Akhir kuliah 5 29,03 28,9 29,1 29 29,03 29,01 11 Awal kuliah 6 29,45 29,05 29,55 29,45 29,45 29,39 12 Akhir kuliah 6 28,5 28,55 28,6 28,6 28,6 28,57

Aw al kuliah 1 Akhir kuliah 1 Aw al kuliah 2 Akhir kuliah 2 Aw al kuliah 3 Akhir kuliah 3 Aw al kuliah 4 Akhir kuliah 4 Aw al kuliah 5 Akhir kuliah 5 Aw al kuliah 6 Akhir kuliah 6 Suhu Basah 24,41 26,14 26,59 26,24 25,19 26,28 26,45 26,34 26,21 26,26 27,28 26,49 Suhu Kering 26,38 28,28 28,56 29 27,71 29,22 29,34 29,23 29,12 28,57 29,38 28,53 Suhu Bola 26,84 28,52 28,72 29,14 28,07 29,29 29,38 29,31 29,3 29,01 29,39 28,57

0 5 10 15 20 25 30 35 S u h u ( °C )

Rata-rata Total Suhu Basah, Kering & Bola

Gambar 5.4 Grafik Suhu Basah, Suhu Kering dan Suhu Bola Pada Titik-titik Pengukuran

5.1.5 Data Personal

Pengumpulan data personal terdiri dari data umur, berat dan tinggi badan. Jenis kelamin mahasiswa diabaikan karena jumlah mahasiswa perempuan sangat kecil dibandingkan jumlah mahasiswa laki-laki. Data yang ditampilkan merupakan data rata-rata dan standar deviasi selama 5 hari perkuliahan (Lampiran 5). Data personal mahasiswa dapat dilihat pada Tabel 5.7.

Tabel 5.7 Data Personal Mahasiswa

No Kuliah Jumlah (Orang) Umur (Tahun) Berat Badan (kg) Tinggi Badan (cm) Rata-rata Standar Deviasi Rata-rata Standar Deviasi Rata-rata Standar Deviasi 1 Kuliah 1 130 19,23 0,76 62,65 18,52 167,09 14,4 2 Kuliah 2 63 19,83 1,04 63,48 10,13 170,68 6,25 3 Kuliah 3 66 19,94 1,26 62,56 11,53 169,82 6,84 4 Kuliah 4 91 19,67 1,05 63,43 16,54 166,97 13,82 5 Kuliah 5 53 19,85 1,06 66,72 22,28 165,28 22,37 6 Kuliah 6 21 18,86 0,57 60,71 7,29 168,95 5,55

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

N

il

a

i

R

a

ta

-r

a

ta

Kuliah 1

Kuliah 2

Kuliah 3

Kuliah 4

Kuliah 5

Kuliah 6

Um ur (Tahun) Berat Badan (Kg) Tinggi Badan (cm )

Gambar 5.5 Grafik Data Personal Mahasiswa

Insulation clothing (Iclo) mahasiswa tergantung dari jenis pakaian yang dikenakan mahasiswa. Data yang ditampilkan merupakan data rata-rata selama 5 hari perkuliahan. Jenis pakaian yang dikenakan mahasiswa rata-rata terdiri dari celana dalam, kaos, kemeja, kaos kaki dan sepatu bersol (Lampiran 6). Data

insulation clothing (Iclo) mahasiswa dapat dilihat pada Tabel 5.8.

Tabel 5.8 DataRata-rata Total Insulation Clothing (Iclo) Mahasiswa

No Kuliah Jumlah (Orang) Rata-rata

1 Kuliah 1 130 0,81

2 Kuliah 2 63 0,88

3 Kuliah 3 66 0,8

4 Kuliah 4 91 0,81

5 Kuliah 5 53 0,85

Gambar 5.6 GrafikRata-rata Total Insulation Clothing (Iclo) Mahasiswa

5.1.6 Data Fisiologis

Pengumpulan data fisiologis terdiri dari data umur, berat badan, suhu tubuh, denyut nadi inisial (DNI), denyut nadi kerja (DNK). Data yang ditampilkan merupakan data rata-rata selama 5 hari perkuliahan (Lampiran 3). Data fisiologis mahasiswa dapat dilihat pada Tabel 5.9.

Tabel 5.9 DataRata-rata Total Fisiologis Mahasiswa

Kuliah N Age BB (Kg)

Suhu Tubuh (°C)

DNI DNK Awal Akhir

Kuliah 1 24 18,88 63,54 36,69 36,83 84,88 86,77 Kuliah 2 8 20 59,63 37 37,06 72,38 80,2 Kuliah 3 16 19,81 62,88 36,63 36,92 78,25 82,71 Kuliah 4 24 20,21 61,79 36,67 36,93 81,54 86,62 Kuliah 5 8 19 56,75 36,7 36,9 72,75 77,28 Kuliah 6 8 19,25 60,75 36,75 36,75 70 74,38

0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6

In

s

u

la

ti

o

n

C

lo

th

in

g

(C

lo

)

Gambar 5.7 GrafikRata-rata Total DNI dan DNKMahasiswa

Gambar 5.8 GrafikRata-rata Total Suhu Tubuh Mahasiswa

5.1.7 Data Psikologis

Data kuesioner terdiri dari data sensasi dan preferensi termal, sensasi dan preferensi aliran udara, kenyamanan termal, kelelahan fisik pada tangan, bahu, punggung dan kaki. Data yang ditampilkan merupakan data rata-rata selama 5 hari perkuliahan (Lampiran 4). Data psikologi mahasiswa dapat dilihat pada Tabel 5.10, Tabel 5.11, Tabel 5.12, dan Tabel 5.13.

36,4 36,5 36,6 36,7 36,8 36,9 37 37,1

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6

S u h u ( °C )

Aw al Kuliah

Akhir Kuliah 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6 B e a t/ m in

Rat a-rat a DNI

Tabel 5.10 DataRata-rata Total Sensasi dan Preferensi Termal No Kuliah Jumlah Sensasi Termal Preferensi Termal

Awal Akhir Awal Akhir

1 Kuliah 1 130 -0,35 0,21 -0,86 -0,82 2 Kuliah 2 63 0,63 0,94 -0,94 -0,94 3 Kuliah 3 66 -0,21 0,35 -0,82 -0,71 4 Kuliah 4 91 0,43 0,44 -0,97 -0,97 5 Kuliah 5 53 0,09 0,19 -1,08 -1,08 6 Kuliah 6 21 -0,57 -0,38 -0,86 -0,76

Gambar 5.9 GrafikRata-rata Total Sensasi Termal

Gambar 5.10 GrafikRata-rata Total Preferensi Termal

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6

Aw al Kuliah -0,35 0,63 -0,21 0,43 0,09 -0,57

Akhir kuliah 0,21 0,94 0,35 0,44 0,19 -0,38

-2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2

M ean Vote Sensasi Termal Panas

Hangat Net ral

Sejuk Dingin

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6 Aw al Kuliah -0,86 -0,94 -0,82 -0,97 -1,08 -0,86 Akhir Kuliah -0,82 -0,94 -0,71 -0,97 -1,08 -0,76

-2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2

M ean Vote Preferensi Termal Panas

Hangat Net ral Sejuk Dingin

Tabel 5.11 DataRata-rata Total Sensasi dan Preferensi Aliran Udara

No Kuliah Jumlah

Sensasi Aliran Udara

Preferensi Aliran Udara Awal Akhir Awal Akhir

1 Kuliah 1 130 0,31 0,35 0,95 0,92 2 Kuliah 2 63 0,46 0,51 1,22 1,22 3 Kuliah 3 66 0,41 0,45 1,09 1,06 4 Kuliah 4 91 0,43 0,62 1,26 1,2 5 Kuliah 5 53 0,3 0,58 1,34 1,26 6 Kuliah 6 21 1,05 0,81 0,86 0,76

Gambar 5.11 GrafikRata-rata Total Sensasi Aliran Udara

Gambar 5.12 GrafikRata-rata Total Preferensi Aliran Udara

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6

Aw al Kuliah 0,31 0,46 0,41 0,43 0,3 1,05

Akhir Kuliah 0,35 0,51 0,45 0,62 0,58 0,81

0 1 2

M ean Vote Sensasi Aliran Udara

Sedikit Berangin

Berangin

Net ral

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6

Aw al Kuliah 0,95 1,22 1,09 1,26 1,34 0,86

Akhir Kuliah 0,92 1,22 1,06 1,2 1,26 0,76

0 1

2 M ean Vote Preferensi Aliran Udara

Net ral Sedikit Berangin Berangin

Tabel 5.12 DataRata-rata Total Kenyamanan Termal

No Kuliah Jumlah Kenyamanan Termal

Awal Akhir

1 Kuliah 1 130 0,18 -0,14 2 Kuliah 2 63 -0,49 -0,51 3 Kuliah 3 66 0,02 -0,14 4 Kuliah 4 91 -0,31 -0,3 5 Kuliah 5 53 -0,13 -0,08

6 Kuliah 6 21 -0,1 0,05

Gambar 5.13 GrafikRata-rata Total Kenyamanan Termal

Tabel 5.13 DataRata-rata Total Kelelahan Fisik

Kuliah Jumlah

Kelelahan Tangan

Kelelahan Bahu

Kelelahan Punggung

Kelelahan Kaki

Awal Akhir Awal Akhir Awal Akhir Awal Akhir

Kuliah 1 130 0,32 0,93 0,37 0,94 0,44 0,97 0,42 0,76 Kuliah 2 63 0,68 1,35 0,62 1,3 0,76 1,37 0,73 1,13 Kuliah 3 66 0,5 1,12 0,62 1,18 0,64 1,35 0,7 1 Kuliah 4 91 0,53 0,99 0,64 1,03 0,66 1,11 0,63 0,91 Kuliah 5 53 0,72 1,21 0,83 1,21 0,79 1,26 0,83 1,23 Kuliah 6 21 0,33 1,05 0,52 1,14 0,48 1,14 0,67 1

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6 Aw al Kuliah 0,18 -0,49 0,02 -0,31 -0,13 -0,1 Akhir Kuliah -0,14 -0,51 -0,14 -0,3 -0,08 0,05

-2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2

M ean Vote Kenyamanan Termal Sangat Nyam an

Nyam an

Sangat Tidak Nyam an Tidak Nyam an

Gambar 5.14 GrafikRata-rata Total Kelelahan Tangan

Gambar 5.15 GrafikRata-rata Total Kelelahan Bahu

Gambar 5.16 GrafikRata-rata Total Kelelahan Punggung

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6

Aw al Kuliah 0,32 0,68 0,5 0,53 0,72 0,33

Akhir Kuliah 0,93 1,35 1,12 0,99 1,21 1,05

0 1 2 3

M ean Vote Kelelahan Tangan Sangat Lelah

Sedikit Lelah Lelah

Tidak Lelah

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6

Aw al Kuliah 0,37 0,62 0,62 0,64 0,83 0,52

Akhir Kuliah 0,94 1,3 1,18 1,03 1,21 1,14

0 1 2 3

M ean Vote Kelelahan Bahu

Tidak Lelah Sedikit Lelah Lelah Sangat Lelah

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6

Aw al Kuliah 0,44 0,76 0,64 0,66 0,79 0,48

Akhir Kuliah 0,97 1,37 1,35 1,11 1,26 1,14

0 1 2 3

M ean Vote Kelelahan Punggung

Sedikit Lelah Lelah Sangat Lelah

Gambar 5.17 GrafikRata-rata Total Kelelahan Kaki

5.2 Pengolahan Data

5.2.1 Perhitungan Dubois Area

Dubois Area atau Body Surface Area dihitung dari data personal

mahasiswa. Dubois Area dihitung dengan rumus:

AD = 0.202 x W0.425 x H0.725

dengan

AD = Luas permukaan tubuh (m2)

W = Berat badan (kg) H = Tinggi badan (m)

Hasil perhitungan Dubois Area yang ditampilkan menggunakan data rata-rata dari berat dan tinggi badan mahasiswa yang menggunakan kelas J17 203 selama 5 hari perkuliahan. Hasil perhitungan Dubois Area dengan Spreadsheet

Microsoft Excel dapat dilihat pada Tabel 5.14.

Kuliah 1 Kuliah 2 Kuliah 3 Kuliah 4 Kuliah 5 Kuliah 6

Aw al Kuliah 0,42 0,73 0,7 0,63 0,83 0,67

Akhir Kuliah 0,76 1,13 1 0,91 1,23 1

0 1 2 3

M ean Vote Kelelahan Kaki

Sedikit Lelah Lelah Sangat Lelah

Tabel 5.14 Hasil Perhitungan Dubois Area

No Kuliah Jumlah

(Orang)

Berat Badan (kg) Tinggi Badan (cm)

Dubois Area

Rata-rata

Standar Deviasi

Rata-rata

Standar Deviasi

1 Kuliah 1 130 62,65 18,52 167,09 14,4 1,7 2 Kuliah 2 63 63,48 10,13 170,68 6,25 1,74 3 Kuliah 3 66 62,56 11,53 169,82 6,84 1,72 4 Kuliah 4 91 63,43 16,54 166,97 13,82 1,71 5 Kuliah 5 53 66,72 22,28 165,28 22,37 1,73

6 Kuliah 6 21 60,71 7,29 168,95 5,55 1,69

5.2.2 Perhitungan Pengeluaran Energi

Perhitungan pengeluaran energi (Energy Expenditure) menggunakan data fisiologis yaitu denyut nadi kerja (DNK). Perhitungan menggunakan metode secara langsung dengan menggunakan rumus:

Y = 1,80411  0,0229038 X + 4,71711 . 10-4 X2

dimana: Y = Energi (Kkal/menit) X = Denyut nadi kerja (denyut/menit) Hasil perhitungan pengeluaran energi yang ditampilkan menggunakan data rata-rata dari denyut nadi kerja mahasiswa yang diukur setiap 15 menit sekali selama proses perkuliahan berlangsung selama 5 hari perkuliahan. Hasil perhitungan pengeluaran energi dengan Spreadsheet Microsoft Excel dapat dilihat pada Tabel 5.15.

Tabel 5.15 Hasil Perhitungan Pengeluaran Energi

No Kuliah Jumlah DNI DNK Energi (Kkal/Jam)

1 Kuliah 1 24 84,88 86,77 207,91

2 Kuliah 2 8 72,38 80,2 189

3 Kuliah 3 16 78,25 82,71 191,95

4 Kuliah 4 24 81,54 86,62 210,11

5 Kuliah 5 8 72,75 77,28 172,08

Gambar 5.18 GrafikRata-rata Pengeluaran Energi

5.2.3 Perhitungan Metabolic Rate

Perhitungan metabolic rate menggunakan data pengeluaran energi dan

Dubois Area. Contoh perhitungan pengkonversian data pengeluaran energi dan Dubois Area menjadi metabolic rate sebagai berikut:

Y = 207,91 Kkal/Jam AD = 1,7 m2

Metabolic rate = , /

,

= 122,3 Kkal/m2Jam ( 1 Kkal = 1000 kal ) = 122300 kal/m2Jam ( 1 kalori = 4,2 Joule) = 122300 x 4,2 J/m2Jam ( 1 Jam = 3600 detik)

=

=

142,6833 J/m2det (W/m2) ( 1 met = 58,2 W/m2)

= , /

, /

= 2,45 met 0

50 100 150 200 250

Kuliah 1

Kuliah 2

Kuliah 3

Kuliah 4

Kuliah 5

Kuliah 6

K

k

a

l/

Ja

m

Dengan cara yang sama, rekapitulasi hasil perhitungan metabolic rate dapat dilihat pada Tabel 5.16.

Tabel 5.16 Hasil Perhitungan Metabolic Rate

No Kuliah

Pengeluaran Energi (Kkal/jam)

Dubois Area

(m2)

Metabolic Rate (J/m2s atau W/m2)

Metabolic Rate (met)

1 Kuliah 1 207,91 1,7 142,68 2,45

2 Kuliah 2 189 1,74 126,72 2,18

3 Kuliah 3 191,95 1,72 130,2 2,24

4 Kuliah 4 210,11 1,71 143,35 2,46

5 Kuliah 5 172,08 1,73 116,05 1,99

6 Kuliah 6 162,91 1,69 112,46 1,93

5.2.4 Perhitungan Mean Radiant Temperature (Tmrt)

Perhitungan mean radiant temperature (Tmrt)menggunakan persamaan

dari Belding (Givoni,1963, bab 4) dengan rumus: Tmrt = Tglobe + 0.24Va x 0.5(Tglobe – Tdb)

dengan:

Tmrt = Temperatur radiasi rata-rata atau Mean Radiant Temperature (°C)

Tglobe = Suhu Bola atau Globe Temperature (°C)

Va = Kecepatan Udara atau Air Velocity (m/s)

Tdb = Suhu Kering atau Dry Bulb Temperature (°C)

Hasil perhitungan mean radiant temperature (Tmrt) yang ditampilkan

menggunakan data rata-rata total suhu bola, suhu kering dan kecepatan udara selama 5 hari perkuliahan. Hasil perhitungan mean radiant temperature (Tmrt)

Tabel 5.17 Hasil Perhitungan Mean Radiant Temperature (Tmrt)

No Kuliah

Suhu Bola (°C)

Suhu Kering

(°C)

Kecepatan Udara

(m/s)

Mean Radiant Temperature

(°C)

1 Awal kuliah 1 26,84 26,38 0,41 26,86 2 Akhir kuliah 1 28,52 28,28 0,4 28,53 3 Awal kuliah 2 28,72 28,56 0,4 28,73

4 Akhir kuliah 2 29,14 29 0,4 29,15

5 Awal kuliah 3 28,07 27,71 0,4 28,09 6 Akhir kuliah 3 29,29 29,22 0,41 29,29 7 Awal kuliah 4 29,38 29,34 0,4 29,38 8 Akhir kuliah 4 29,31 29,23 0,4 29,31

9 Awal kuliah 5 29,3 29,12 0,4 29,31

10 Akhir kuliah 5 29,01 28,57 0,4 29,03 11 Awal kuliah 6 29,39 29,38 0,4 29,39 12 Akhir kuliah 6 28,57 28,53 0,4 28,57

Gambar 5.19 Grafik Mean Radiant Temperature

5.2.5 Perhitungan Effective Temperature (ET)

Penentuan nilai Effective Temperature (ET) atau temperatur efektif menggunakan rumus:

25,5 26 26,5 27 27,5 28 28,5 29 29,5 30

(°

C

)

ET = Tdb – 0.4(Tdb – 10)(1-RH/100)

dengan:

ET = Temperatur efektif atau Effective Temperature (°C) RH = Kelembaban Relatif atau Relatif Humidity (%) Tdb = Suhu Kering atau Dry Bulb Temperature (°C)

Hasil perhitungan Effective Temperature (ET) yang ditampilkan menggunakan data rata-rata total suhu kering dan kelembaban selama 5 hari perkuliahan. Hasil perhitungan Effective Temperature (ET) dengan Spreadsheet

Microsoft Excel dapat dilihat pada Tabel 5.18.

Tabel 5.18 Hasil Perhitungan Effective Temperature (ET)

No Kuliah Kelembaban

(%)

Suhu Kering (°C)

Effective Temperature (°C)

1 Awal kuliah 1 73,18 26,38 26,07

2 Akhir kuliah 1 73,72 28,28 27,17

3 Awal kuliah 2 75,66 28,56 27,23

4 Akhir kuliah 2 67,29 29 27,17

5 Awal kuliah 3 66,8 27,71 26,37

6 Akhir kuliah 3 68,74 29,22 26,9

7 Awal kuliah 4 69,26 29,34 27,26

8 Akhir kuliah 4 68,56 29,23 27,72

9 Awal kuliah 5 68,32 29,12 27,72

10 Akhir kuliah 5 69,41 28,57 27,58

11 Awal kuliah 6 71,72 29,38 28,06

Gambar 5.20 GrafikTemperatur Efektif Aktual

5.2.6 Perhitungan Operative Temperature (Top)

Perhitungan Operative Temperature (Top) atau temperatur operatif dapat

menggunakan rumus:

Top = A.Ta + (1-A).Tmrt

dengan:

Top = Temperatur Operatif atau Operative Temperature (°C)

Ta = Temperatur Udara atau Air Temperature (°C)

Tmrt = Temperatur radiasi rata-rata atau Mean Radiant Temperature (°C)

A = Konstanta kecepatan udara

Nilai A = 0,5 untuk Va<0,2 m/det; A = 0,6 untuk 0,2 m/det <Va<0,6 m/det; A = 0,7 untuk 0,6 m/det <Va<0,2 m/det.

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

(°

C

)

Hasil perhitungan Operative Temperature (Top) yang ditampilkan

menggunakan data rata-rata total temperatur udara, temperatur radiasi rata-rata dan kecepatan udara selama 5 hari perkuliahan. Hasil perhitungan Operative

Temperature denganSpreadsheet Microsoft Excel dapat dilihat pada Tabel 5.19.

Tabel 5.19 Hasil Perhitungan Operative Temperature (Top)

No Kuliah Va (m/s) Faktor A Ta(°C) Tmrt (°C) Top (°C)

1 Awal kuliah 1 0,41 0,6 28 26,86 27,54

2 Akhir kuliah 1 0,4 0,6 29,19 28,53 28,93 3 Awal kuliah 2 0,4 0,6 29,09 28,73 28,95 4 Akhir kuliah 2 0,4 0,6 29,75 29,15 29,51 5 Awal kuliah 3 0,4 0,6 28,88 28,09 28,56 6 Akhir kuliah 3 0,41 0,6 29,32 29,29 29,31 7 Awal kuliah 4 0,4 0,6 29,68 29,38 29,56 8 Akhir kuliah 4 0,4 0,6 30,27 29,31 29,89 9 Awal kuliah 5 0,4 0,6 30,29 29,31 29,9 10 Akhir kuliah 5 0,4 0,6 30,03 29,03 29,63 11 Awal kuliah 6 0,4 0,6 30,36 29,39 29,97 12 Akhir kuliah 6 0,4 0,6 29,46 28,57 29,1

Gambar 5.21 Grafik Temperatur Operatif Aktual

19 21 23 25 27 29 31

(°

C

)

BAB VI

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

6.1 Analisis

6.1.1 Analisis Faktor Fisik

Faktor fisik terdiri dari temperatur udara, kelembaban relatif, kecepatan udara, suhu basah, suhu kering dan suhu bola. Menurut Sritomo (2006) pada temperatur ±30°C aktivitas mental dan daya tanggap mulai menurun dan cenderung untuk membuat kesalahan serta dalam pekerjaan mulai timbul kelelahan fisiologis. Nilai terkecil rata-rata total temperatur adalah 28°C pada awal kuliah pertama. Pada awal kuliah keenam temperatur udara mencapai 30,36°C. Hal ini menunjukkan temperatur ruang kelas dapat menyebabkan penurunan daya tanggap dan timbulnya kelelahan fisiologis mahasiswa. Bahkan berdasarkan penelitian R. Niemela (2002) produktivitas pekerja mengalami penurunan 5% sampai 7% ketika temperatur udara melebihi 25°C.

Berdasarkan SNI 03-6572-2001 tentang Tata Cara Perancangan Sistem Ventilasi dan Pengkondisian Udara Pada Bangunan Gedung kelembaban udara relatif yang dianjurkan antara 40% sampai 50% untuk daerah tropis. Kelembaban udara relatif masih diperbolehkan sekitar 55% sampai 60% untuk ruangan yang digunakan oleh banyak orang seperti ruang pertemuan. Nilai terkecil dan terbesar kelembaban relatif adalah 66,8% dan 75,66%. Nilai kelembaban relatif berada di atas standar. Perbandingan kelembaban relatif aktual dengan standar dapat dilihat pada Gambar 6.1.

Gambar 6.1 GrafikPerbandingan Kelembaban Relatif Aktual dengan Kembaban Relatif Standar

Berdasarkan SNI 03-6572-2001 kecepatan udara yang jatuh di atas kepala tidak boleh lebih besar dari 0,25 m/s dan sebaiknya lebih kecil dari 0,15 m/s untuk mempertahankan kondisi nyaman. Kecepatan udara dapat lebih besar dari 0,25 m/s tergantung dari suhu kering. Jika suhu kering dalam ruangan berubah dari 25°C menjadi 27,2°C atau naik 2,2°C maka untuk mengkonpensasi kenaikan suhu kering ini maka kecepatan udara yang mula-mula hanya 0,15 m/s harus dinaikkan menjadi 0,625 m/s. Nilai rata-rata total suhu kering awal kuliah pertama sampai akhir kuliah keenam adalah 28,61°C. Dengan cara interpolasi, standar kecepatan udara ruang kelas adalah 0,476 m/s. Rata-rata kecepatan udara aktual ruang kelas adalah 0,4 m/s sampai 0,41 m/s. Nilai ini sudah mendekati standar. Namun berdasarkan pengukuran di titik satu, tiga dan lima rata-rata kecepatan udara 0 m/s yang berarti di bawah standar. Rata-rata kecepatan udara 1 m/s sampai 1,02 m/s di titik dua dan empat, yang berarti sudah di atas standar. Rata-rata kecepatan udara pada titik dua dan empat di atas standar karena di titik tersebut terdapat

masing-50 55 60 65 70 75 80 A w a l k u li a h 1 A k h ir k u li a h 1 A w a l k u li a h 2 A k h ir k u li a h 2 A w a l k u li a h 3 A k h ir k u li a h 3 A w a l k u li a h 4 A k h ir k u li a h 4 A w a l k u li a h 5 A k h ir k u li a h 5 A w a l k u li a h 6 A k h ir k u li a h 6 K e le m b a b a n R e la ti f (% )

Kelem baban Relat if Akt ual

BKB Kelem baban Relat if St andar

BkA Kelem baban Relat if St andar

DAFTAR TABEL

TABEL HALAMAN

3.1 Aktivitas dan Kecepatan Metabolisme ... III-5 3.2 Nilai Insulasi Panas (Iclo) untuk Setiap Jenis Pakaian ... III-6

4.1 Jadwal Lima Hari Kuliah ... IV-12 5.1 Data Rata-rata Temperatur Udara (oC) ... V-1 5.2 Data Rata-rata Kelembaban Relatif (%) ... V-2 5.3 Data Rata-rata Kecepatan Udara (m/s) ... V-3 5.4 Data Rata-rata Suhu Basah (oC) ... V-4 5.5 Data Rata-rata Suhu Kering (oC) ... V-5 5.6 Data Rata-rata Suhu Bola (oC) ... V-5 5.7 Data Personal Mahasiswa ... V-6 5.8 Data Rata-rata Total Insulation Clothing (Iclo) Mahasiswa ... V-7

5.9 Data Rata-rata Total Fisiologis Mahasiswa ... V-8 5.10 Data Rata-rata Total Sensasi dan Preferensi Termal ... V-10 5.11 Data Rata-rata Total Sensasi dan Preferensi Aliran Udara ... V-11 5.12 Data Rata-rata Total Kenyamanan Termal ... V-12 5.13 Data Rata-rata Total Kelelahan Fisik ... V-12 5.14 Hasil Perhitungan Dubois Area ... V-15 5.15 Hasil Perhitungan Pengeluaran Energi ... V-15 5.16 Hasil Perhitungan Metabolic Rate... V-17 5.17 Hasil Perhitungan Mean Radiant Temperature (Tmrt) ... V-18

xiv

DAFTAR TABEL (LANJUTAN)

TABEL HALAMAN

5.19 Hasil Perhitungan Operative Temperature (Top)... V-21

6.1 Rekapitulasi Persamaan Regresi dan Nilai Korelasi Antar Faktor VI-16 6.2 Kategori Beban Kerja Mahasiswa ... VI-17 6.3 Kategori Kenyamanan Termal Ruang Kelas ... VI-19 6.4 Hasil Perhitungan Operative Temperature (Top)... VI-20

6.5 Input Parameter Perhitungan PMV dan PPD ... VI-22

6.6 Rekapitulasi Nilai PMV dan PPD ... VI-23 6.7 Jumlah Mahasiswa 5 hari Kuliah ... VI-27 6.8 Kategori Beban Kerja Mahasiswa ... VI-27 6.9 Hasil Perhitungan Beban Daya Pengkondisian Udara ... VI-28 6.10 Perbandingan Kondisi Aktual dengan Rancangan Perbaikan ... VI-33 6.11 Standar Intensitas Konsumsi Energi (IKE) ... VI-33

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR HALAMAN

2.1 Struktur Organisasi Departemen Teknik Mesin USU ... II-5 2.2 Layout Lantai Satu Gedung J17 DTM... II-8 2.3 Layout Lantai Dua Gedung J17 DTM ... II-9 2.4 Layout Lantai Tiga Gedung J17 DTM ... II-10

3.1 Windows Microsoft Excel Perhitungan PMV dan PPD Rancangan

Hakan Nilsson ... III-12 4.1 Kerangka Berfikir ... IV-2 4.2 Blok Diagram Tahapan Penelitian ... IV-4 4.3 Four in One Multi-Function Environment Meter ... IV-5 4.4 Area Heat Stress Monitor Questemp°10 ... IV-6 4.5 Anemometer ... IV-6 4.6 Automatic Digital Blood Pressure Monitor ... IV-7 4.7 Automatic Thermometer Scan ... IV-7 4.8 Kuesioner Penelitian Kenyamanan Termal ... IV-8 4.9 Titik-titik Pengukuran Kondisi Termal Ruang Kelas ... IV-10 4.10 Prosedur Pengumpulan Data Fisik, Fisiologis dan Psikologis... IV-11 4.11 Langkah-langkah Pengolahan Data dan Analisis Hasil ... IV-14 5.1 Grafik Temperatur Udara Pada Titik-titik Pengukuran ... V-2 5.2 Grafik Kelembaban Relatif Pada Titik-titik Pengukuran ... V-3 5.3 Grafik Kecepatan Udara Pada Titik-titik Pengukuran... V-4

xvi

DAFTAR GAMBAR (LANJUTAN)

GAMBAR HALAMAN

5.4 Grafik Suhu Basah, Suhu Kering dan Suhu Bola Pada

Titik-titik Pengukuran ... V-6 5.5 Grafik Data Personal Mahasiswa ... V-7 5.6 Grafik Rata-rata Total Insulation Clothing (Iclo) Mahasiswa ... V-8 5.7 Grafik Rata-rata Total DNI dan DNK Mahasiswa ... V-9 5.8 Grafik Rata-rata Total Suhu Tubuh Mahasiswa ... V-9 5.9 Grafik Rata-rata Total Sensasi Termal ... V-10 5.10 Grafik Rata-rata Total Preferensi Termal ... V-10 5.11 Grafik Rata-rata Total Sensasi Aliran Udara ... V-11 5.12 Grafik Rata-rata Total Preferensi Aliran Udara ... V-11 5.13 Grafik Rata-rata Total Kenyamanan Termal ... V-12 5.14 Grafik Rata-rata Total Kelelahan Tangan... V-13 5.15 Grafik Rata-rata Total Kelelahan Bahu ... V-13 5.16 Grafik Rata-rata Total Kelelahan Punggung ... V-13 5.17 Grafik Rata-rata Total Kelelahan Kaki ... V-14 5.18 Grafik Rata-rata Pengeluaran Energi... V-16 5.19 Grafik Mean Radiant Temperature ... V-18 5.20 Grafik Temperatur Efektif Aktual ... V-20 5.21 Grafik Temperatur Operatif Aktual ... V-21 6.1 Grafik Perbandingan Kelembaban Relatif Aktual dengan

DAFTAR GAMBAR (LANJUTAN)

GAMBAR HALAMAN

6.2 Grafik Hubungan Temperatur Udara dengan Temperatur Efektif . VI-6 6.3 Grafik Hubungan Kecepatan Udara dengan Temperatur Efektif ... VI-7 6.4 Grafik Hubungan Kelembaban Relatif dengan Temperatur

Efektif ... VI-8 6.5 Grafik Hubungan Temperatur Radiasi Rata-rata dengan

Temperatur Efektif ... VI-10 6.6 Grafik Hubungan Temperatur Udara dengan Temperatur Operatif VI-11 6.7 Grafik Hubungan Kecepatan Udara dengan Temperatur Operatif. VI-13 6.8 Grafik Hubungan Kelembaban Relatif dengan Temperatur

Operatif ... VI-14 6.9 Grafik Hubungan Temperatur Radiasi Rata-rata dengan

Temperatur Operatif ... VI-15 6.10 Grafik Perbandingan Temperatur Efektif Aktual dengan

Temperatur Efektif Standar... VI-19 6.11 Grafik Perbandingan Temperatur Operatif Aktual dengan

Temperatur Operatif Standar ... VI-21 6.12 Grafik Nilai PMV dan PPD ... VI-24 6.13 Grafik Nilai PMV dan PPD Rancangan Perbaikan ... VI-35

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN

L.1 Daftar Istilah

L.2 Rekapitulasi Data Fisik L.3 Rekapitulasi Data Fisiologis L.4 Rekapitulasi Data Psikologis L.5 Rekapitulasi Data Personal

L.6 Rekapitulasi Data Insulation Clothing L.7 Uji Kecupkupan Data

L.8 Uji Validitas dan Reliabilitas L.9 Tabel r Product Moment L.10 Kuesioner Penelitian

L.11 Surat Dirjen Dikti No 2920/DT/2007 L.12 Dokumentasi Pengumpulan Data L.13 Form Tugas Akhir

L.14 Surat Permohonan Penelitian L.15 Surat Balasan Penelitian L.16 Surat Keterangan (SK) L.17 Form Berita Acara