Perpindahan Panas Ventilasi TINJAUAN PUSTAKA

6

2.6 Radiasi Matahari

Radiasi matahari adalah penyebab semua ciri umum iklim, radiasi matahari sangat berpengaruh terhadap kehidupan manusia. Kekuatan efektifnya ditentukan oleh energi radiasi insolasi matahari, pemantulan pada permukaan bumi, berkurangnya radiasi oleh penguapan, dan arus radiasi di atmosfir. Semuanya membentuk keseimbangan termal pada bumi. Dalam perjalanannya menuju permukaan bumi, radiasi matahari harus melewati atmosfir yang sebagian mengandung debu dan uap air. Jarak terpendek adalah radiasi vertikal. Secara teoritis, insolasi tertinggi akan terjadi jika sampai di permukaan bumi tegak lurus yaitu antara tropis cancer dan capricorn. Lamanya penyinaran matahari setiap hari dapat diukur dengan otogral sinar matahari secara fotografis dan termoeleksis. Lama penyinaran maksimum dapat mencapai 90. Salah satu cirri khas daerah tropis adalah waktu remang pagi dan senja yang pendek, semakin jauh sebuah tempat dari khatulistiwa, semakin panjang waktu remangnya. Cahaya siang bermula dan berakhir bila matahari berada sekitar 18 o di bawah garis horison. Panas tertinggi dicapai kira-kira 2 jam setelah tengah hari, karena pada saat itu radiasi matahari langsung bergabung dengan temperatur udara yang sudah tinggi. Sebanyak 43 radiasi matahari dipantulkan kembali, 57 diserap, yaitu 14 oleh atmosfir dan 43 oleh permukaan bumi. Persyaratan-persyaratan panas di dalam suatu konstruksi terutama tergantung pada pertukaran panas antara dinding-dinding luar dan daerah di dekatnya, sedangkan penyinaran langsung dari sebuah dinding tergantung pada orientasinya terhadap matahari. Beberapa jenis bahan menyerap sebagian dari radiasi matahari, jenis kain memantulkan panas yang besar. Ini terjadi terutama pada dinding-dinding yang dicat dengan kapur putih. Dinding yang baru dicat menyerap tidak lebih dari 20 radiasi matahari. Di daerah tropis kering, dinding yang dicat putih, pada kasus- kasus tertentu member panas ke sekelilingnya sama atau hamper sama banyaknya dengan panas yang diterimanya dari radiasi matahari. Sebagian besar bahan-bahan menyerap sekitar 50-95 radiasi matahari.

2.7 Perpindahan Panas

Indonesia yang berada di daerah tropis panas-lembab mempunyai karakteristik iklim sebagai berikut : tanah yang basah dengan muka air tanah yang tinggi, gerakan udara yang lambat dan hujan yang lebat, resiko korosi yang tinggi untuk logam terutama pada kawasan pantai, kelembaban tinggi. Sehingga bahan bangunan pada kawasan tropis panas-lembab harus menyerap air, tahan terhadap korosi, dan mempunyai time lag perpindahan panas yang pendek. Salah satu elemen bangunan yang mempunyai fungsi penting dan harus dapat merespon kondisi tersebut adalah dinding. Lippsmeier 1980 menyatakan bahwa dinding bangunan berfungsi sebagai : stabilitas bangunan, perlindungan terhadap hujan, angin dan debu, perlindungan terhadap radiasi matahari secara langsung, perlindungan terhadap dingin, perlindungan terhadap kebisingan, pengaman terhadap gangguan manusia dan hewan. Berdasarkan media perantaranya, perpindahan panas dari suatu tempat ke tempat lain dapat terjadi melalui tiga cara :  Konduksi  Konveksi  Radiasi Konduksi adalah perpindahan atau penyabaran panas di dalam suatu obyek atau dari suatu obyek ke obyek lain karena hubungan kontak langsung, melalui suatu medium perantara. Dalam hal ini obyek tidak berpindah hanya panasnya saja yang berpindah. Arus perpindahan panas secara konduksi pada suatu benda dipengaruhi oleh : 7  Luas benda obyek yang tegak lurus pada arah perpindahan panas.  Ketebalan obyek atau jarak antar obyek.  Perbedaan temperatur antara dua titik yang diukur umumnya antara temperatur di luar bangunan dengan di dalam bangunan.  Karakteristik material atau konduktivitas bahan dari obyek atau medium. Eb = σT100 4 …………………………………………………………………………..… 1 Eb = Rapat pancaran panas σ = Konstanta Stefan-Boltzman 5,67 Wm 2 K 4 T = Temperatur absolute o K

2.8 Ventilasi

Kualitas udara harus dijaga untuk kepentingan kesehatan dan kenyamanan. Kualitas udara di dalam ruangan diatur dengan menyingkirkan komponen pengotor atau dengan memasukkan udara segar. Ventilasi memegang peranan penting dalam kedua proses tersebut. ventilasi didefinisikan sebagai kegiatan pemasukan udara segar secara alamiah atau mekanis ke dalam ruangan. Biasanya ventilasi udara diambil dari udara luar dan udara yang didaurkan Mannan, 2007. Secara umum, fungsi atau tujuan dari sistem ventilasi pada bangunan adalah untuk mendinginkan ruangan, memurnikan kembali udara di dalam ruangan dan menghilangkan gas-gas beracun yang terakumulasi dalam suatu ruangan Suhardiyanto, 2009. Sistem ventilasi yang sering digunakan yaitu sistem ventilasi alamiah dan ventilasi mekanis buatan. Ventilasi alamiah adalah pertukaran udara di dalam suatu bangunan dengan udara di luarnya tanpa menggunakan kipas atau peralatan mekanik lainnya Lindley dan Whitaker, 1996 diacu Suhardiyanto, 2009. Efek aliran udara dan perbedaan suhu lingkungan, bergerak sendiri atau bersama, dapat dimanfaatkan untuk pergerakan udara ventilasi khususnya laju ventilasi alami yang masuk dan melalui struktur bangunan. Aliran udara ventilasi alami disebabkan oleh perbedaan tekanan yang melalui lubang, ditimbulkan oleh efek angin dan thermal. Pada sistem ventilasi alamiah akibat faktor termal, pergerakan aliran udara disebabkan akibat adanya efek buoyansi. Efek buoyansi terjadi akibat adanya perbedaan tekanan antara di dalam dan di luar rumah yang menyebabkan perbedaan kerapatan udara. Tekanan udara di dalam lebih rendah dibandingkan tekanan udara di luar rumah, sehingga udara luar akan masuk ke dalam rumah melalui bukaan ventilasi dan mendorong udara di dalam ke luar. Sistem ventilasi akibat faktor angin terjadi karena adanya pergerakan angin yang menerpa rumah sehingga menyebabkan perbedaan kerapatan udara antara posisi di dalam dan di luar rumah. Setiap bangunan harus dilengkapi dengan ventilasi alami berupa jendela, kisi-kisi, atau bukaan lainnya yang dapat mengalirkan udara. Lebih lanjut diisyaratkan bahwa luas bersih dari jendela atau lubang hawa harus sekurang-kurangnya sama dengan 110 dari luas lantai ruangan dan setengah jumlah luas jendela atau lubang itu harus dibuka. Ventilasi mekanis relatif dapat memberikan efek pengendalian suhu yang lebih baik karena dapat dikendalikan sesuai dengan keinginan. Namun, sistem ini memerlukan biaya investasi dan operasional yang harus dipertimbangkan secara ekonomis apabila akan diterapkan pada usaha komersial. Pada prinsipnya, aliran yang diperlukan untuk pertukaran udara di dalam bangunan digerakkan oleh tenaga mekanis dengan peralatan yang disebut kipas angin atau fan Suhardiyanto, 2009. Gardjito 2002 menyatakan sistem ventilasi alamiah yang baik adalah sistem yang sanggup menurunkan suhu di dalam ruangan sampai sama dengan suhu udara luar yang sangat bergantung pada faktor iklim setempat dan faktor rancang bangunan eco-house dengan sistem ventilasinya. 8

2.9 Kelembaban Relatif Udara