Peningkatan Kajian Paparan Panas Lingkungan Kerja Terhadap Kenyamanan Termal dan Produktivitas

  

RINGKASAN

  Lingkungan kerja yang panas sering tidak dapat dihindari oleh pekerja dalam melakukan aktivitasnya di lantai pabrik. Hal ini disebabkan karena adanya sumber-sumber panas di lantai pabrik seperti mesin-mesin produksi, atau pembangkitan panas dari heat latent tubuh para pekerja ataupun radiasi sinar matahari yang masuk dari atap pabrik/ruangan. Akibatnya timbul paparan panas yang berakumulasi dengan kenaikan jam kerja. Umumnya paparan panas dirasakan oleh pekerja pabrikan di daerah tropis seperti di kota Medan. Suhu di luar ruangan berkisar antara 30 ºC bahkan sampai 36 ºC dan akan berdampak pada kondisi suhu dalam ruangan yang akhirnya berpengaruh pada produktivitas penghuninya/pekerja.

  Kajian paparan panas umumnya menggunakan metode Indeks Suhu Bola Basah

  

(ISBB) yang mengkaitkan beban kerja dengan suhu lingkungan kerja. Metode ini diadopsi

  dari American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) dan disahkan oleh Kementrian Tenaga Kerja No. 51 Tahun 1999 sebagai acuan untuk mengatur tentang Nilai Ambang Batas (NAB) faktor fisik di tempat kerja. Dalam penelitian ini indikator output

  ISBB adalah persentase waktu kerja dan waktu istirahat digunakan sebagai alat ukur

  

produktivitas pekerja. Kajian paparan panas dilakukan secara sistematis dengan mendesain

  prosedur perhitungan secara detail yang disebut Audit Termal sebagai masukan dalam melakukan engineering control berupa desain-desain teknis perbaikan.

  Audit Termal telah dilakukan pada beberapa industri manufaktur yang ada di kota Medan seperti industri pembuatan sarung tangan, industri pabrik karet PTPN II, industri pembuatan kloset, dan usaha kecil menengah (UKM) pembuatan tahu. Hasil Audit Termal adalah lingkungan kerja di pabrik umumnya memiliki gradient suhu di atas ambang “kenyamanan untuk bekerja” dengan besaran positif. Rata-rata suhu ruang kerja berkisar antara 30 ºC sampai 34 ºC, hampir menyerupai suhu di luar ruangan. Dari perhitungan ISBB diperoleh rata-rata jam kerja para pekerja hanya 50% kerja dan selebihnya istirahat. Hal ini menunjukkan bahwa produktivitas pekerja adalah rendah didukung oleh nilai Heat Stress

  

Indeks (HSI) yang rata-rata lebih besar dari 90. Artinya para pekerja pabrikan mengalami

heat stress walaupun masih dapat melakukan pengontrolan diri dalam jangka waktu tertentu,

  tetapi jika paparan tersebut dibiarkan terjadi dan tidak ditanggulangi dapat berakibat turunnya produktivitas dan terjadi gangguan kesehatan pada diri si pekerja. Engineering Control yang dilakukan antara lain usulan desain penggunaan turbin ventilator, exhaust fan, dan cooling

  

water . Instalasi turbin ventilator telah dilakukan pada salah satu lokasi penelitian dan

hasilnya menunjukkan reduksi suhu gradien sebesar 2ºC dan nilai HSI turun sekitar 20%.

  

PRAKATA

  Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan ridha- Nya sehingga draft laporan penelitian yang berjudul “ Kajian Paparan Panas Lingkungan Kerja Terhadap Kenyaman Termal dan Produktivitas Kerja ” ini dapat disusun. Secara garis besar, isi dari laporan penelitian ini merupakan hasil kajian yang belum sempurna, namun penulis berharap laporan penelitian ini dapat berguna bagi yang memerlukannya. Penelitian ini berhubungan dengan kajian mengenai paparan panas yang dialami para pekerja pabrikan yang mampu menurunkan kenyamanan dalam bekerja dan produktivitas. Diharapkan langkah-langkah perbaikan secara engineering control dapat dilakukan guna mereduksi paparan tersebut.

  Medan, 19 November 2011

  Dr. Eng. Listiani Nurul Huda, MT

  

DAFTAR ISI

HALAMAN ENGESAHAN

  A. LAPORAN HASIL PENELITIAN

  RINGKASAN ........................................................................................................ i PRAKATA .............................................................................................................. ii DAFTAR ISI ........................................................................................................... iii DAFTAR TABEL ................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. vii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... viii

  BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 3

  2.1. Lingkungan Termal Manusia .................................................... 3

  2.1.1. Suhu Udara (T) .............................................................. 3

  2.1.2. Kecepatan Udara (v) ...................................................... 4

  2.1.3. Kelembaban (RH) .......................................................... 5

  2.2. Keseimbangan Panas ................................................................ 5

  2.3. Keseimbangan Panas dalam Tubuh Manusia ........................... 8

  2.3.1. Metabolisme Tubuh Manusia (Metabolic Rate) ............ 9

  2.3.2. Luas Permukaan Tubuh (Body Surface Area) ............... 10

  2.3.3. Perpindahan Panas dari Tubuh ke Kulit ......................... 10

  2.3.4. A Simple Clothing Model ............................................... 10

  2.4. Kenyamanan Termal ................................................................. 12

  2.5. Parameter Tekanan Panas ......................................................... 12

  2.6. Pengendalian Lingkungan Kerja Panas .................................... 14

  BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN .......................................... 16

  3.1. Tujuan ....................................................................................... 16

  3.2. Manfaat Penelitian .................................................................... 16

  BAB IV METODE PENELITIAN ....................................................................... 18

  4.1. Lokasi Penelitian ....................................................................... 18

  4.2. Kerangka Konseptual ................................................................ 19

  4.3. Desain Penelitian ...................................................................... 20

  4.4. Prosedur Penelitian ................................................................... 21

  4.5. Instrumen yang Digunakan ....................................................... 25

  4.6. Pengaturan Intrumen Pengukuran di Lantai Produksi .............. 25

  BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 26

  5.1. Pabrik Pembuatan Teh Botol .................................................... 27

  5.1.1. Layout ............................................................................ 27

  5.1.2. Suhu, Kelembaban dan Kecepatan Udara ...................... 27

  5.1.3. Kajian Paparan: Indeks Suhu Bola Basah (ISBB) dan Heat Stress Index (HSI) ........................................ 46

  5.1.4. Pengaruh Papapran Panas secara Psikologis Terhadap Kenyamanan Pekerja .................................................... 52 5.1.5. Kajian Paparan Panas dan Produktivitas Kerja ..............

  55

  5.2. Pabrik Pembuatan Sarung Tangan ............................................ 58

  5.2.1. Foto dan Layout ............................................................. 58

  5.3. Pabrik Pembuatan Tahu Putih ................................................... 59

  5.4. Pabrik Pembuatan Lembaran Karet .......................................... 60

  5.5. Pabrik Pembuatan Wastafel dan Kloset dan Pembuatan Obat Nyamun Bakar ................................................................. 61

  5.6. Desain-Desain Perbaikan .......................................................... 62

  5.7. Temuan dari Hasil Kajian ......................................................... 63

  BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 66

  6.1. Kesimpulan ............................................................................... 66

  6.2. Saran ......................................................................................... 66 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 67

  

B. DRAFT ARTIKEL ILMIAH ............................................................................... 68

  

C. SINOPSIS PENELITIAN LANJUTAN .............................................................. 69

  

DAFTAR TABEL

  Halaman

Tabel 2.3. Aktivitas dan Kecepatan Metabolisme ....................................................... 9

  (I )

Tabel 2.4. Nilai Insulasi Panas clo untuk Setiap Jenis Pakaian .................................. 11Tabel 2.5. Bilangan Serap ............................................................................................ 11Tabel 2.6. Kep-51 Men/1999 Tentang NAB Iklim Kerja ISBB yang Diperkenankan 13Tabel 2.7. Kaitan ET dengan Loss in Output dan Loss in Accuracy ........................... 14Tabel 4.1. Lokasi Penelitian Hibah Bersaing Tahun 2011........................................... 18Tabel 5.1. Hasil Penelitian Yang Dilakukan ................................................................ 26Tabel 5.2. Data Pengukuran Suhu Shift 1 .................................................................... 29Tabel 5.3. Data Pengukuran Suhu Shift 2 .................................................................... 30Tabel 5.4. Data Pengukuran Suhu Shift 3 .................................................................... 30

  O

Tabel 5.5. Rekapitulasi Data Pengukuran Suhu Rata-rata (

  C) ................................... 31

Tabel 5.6. Data Pengukuran Kecepatan Udara Shift 1................................................. 32Tabel 5.7. Data Pengukuran Kecepatan Udara Shift 2................................................. 33Tabel 5.8. Data Pengukuran Kecepatan Udara Shift 3................................................. 34Tabel 5.9. Kelembaban Relatif Shift 1 ......................................................................... 35Tabel 5.10. Kelembaban Relatif Shift 2 ......................................................................... 36Tabel 5.11. Kelembaban Relatif Shift 3 ......................................................................... 36Tabel 5.12. Suhu Bola Basah Shift 1 ............................................................................. 39Tabel 5.13. Suhu Bola Basah Shift 2 ............................................................................. 40Tabel 5.14. Suhu Bola Basah Shift 3 ............................................................................. 40Tabel 5.15. Suhu Kering Shift 1 .................................................................................... 41Tabel 5.16. Suhu Kering Shift 2 .................................................................................... 42Tabel 5.17. Suhu Kering Shift 3 .................................................................................... 43Tabel 5.18. Suhu Bola Shift 1 ........................................................................................ 43Tabel 5.19. Suhu Bola Shift 2 ........................................................................................ 44Tabel 5.20. Suhu Bola Shift 3 ........................................................................................ 45Tabel 5.21. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Keseimbangan Panas ................................ 51Tabel 5.22. Rekapitulasi Rata-rata Vote Data Psikologi Termal ................................... 52Tabel 5.23. Botol Non Standar yang Terseleksi pada Pos 1, Pos 2, dan Pos 3 .............. 55Tabel 5.24. Uji Korelasi Suhu vs Botol Non Standar yang Terseleksi pada Pos 1 ........ 56Tabel 5.25. Uji Korelasi Suhu vs Botol Non Standar yang Terseleksi pada Pos 2 ........ 57Tabel 5.26. Uji Korelasi Suhu vs Botol Non Standar yang Terseleksi pada Pos 3 ........ 57Tabel 5.27. Rekapitulasi Korelasi Suhu dengan Jumlah Botol Non Standar yang

  Terseleksi pada Setiap Shift dan Pos .............................................................................. 58

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman

Gambar 2.1. Pertukaran Panas Tubuh ke Lingkungan .................................................. 3Gambar 2.2. Keseimbangan Panas antara Panas yang dihasilkan dengan Panas yang

  Dikeluarkan ............................................................................................. 6

Gambar 2.3. Nilai Insulasi Panas untuk setiap Jneis Pakaian ....................................... 10Gambar 2.4. Phsychometric Chart ................................................................................ 16Gambar 4.1. Kerangka Konseptual ............................................................................... 19Gambar 4.2. Desain Penelitian ...................................................................................... 20Gambar 4.3. Prosedur Pelaksanaan Penelitian di Lantai Produksi Shift 1.................... 21Gambar 4.4. Prosedur Pelaksanaan Penelitian di Lantai Produksi Shift 2.................... 21Gambar 4.5. Prosedur Pelaksanaan Penelitian di Lantai Produksi Shift 3.................... 21Gambar 4.6. Thermohygrometer ................................................................................... 22Gambar 4.7. Blackglobe Thermometer ......................................................................... 22Gambar 4.8. Anemometer ............................................................................................. 22Gambar 4.9. Automatic Blood Pressure ........................................................................ 23Gambar 4.10. Thermometer Tubuh ................................................................................. 23Gambar 4.11. Sematik Kuesioner yang Digunakan ........................................................ 24Gambar 5.1. Bagan Alir Pelaksanaan Penelitian Tahun 2011 ...................................... 26Gambar 5.2. Arrangement Alat Ukur Audit Termal di Pabrik Pembuatan Teh ........... 28Gambar 5.3. Engineering Control dengan Menggunakan Turbin Ventilator Untuk

  Reduksi Paparan Panas ............................................................................ 28

Gambar 5.4. Rata-rata Suhu di Lantai Produksi Setelah Perbaikan .............................. 32Gambar 5.5. Kelembaban Relatif Seluruh Titik Shift 1 ................................................ 37Gambar 5.6. Kelembaban Relatif Seluruh Titik Shift 2 ................................................ 38Gambar 5.7. Kelembaban Relatif Seluruh Titik Shift 3 ................................................ 38Gambar 5.8. ISBB Sebelum dan Sesudah Perbaikan Lingkungan Kerja di Shift 2 dan 3 ......................................................................................... 46Gambar 5.9. Persepsi Thermal dan Preferensi Termal Sebelum dan Sesudah Bekerja 53Gambar 5.10. Persepsi dan Preferensi Aliran Udara Sebelum dan

  Bekerja ..................................................................................................... 53

Gambar 5.11. Kenyamanan Therma Sebelum dan Sesudah Bekerja .............................. 53Gambar 5.12. Efek Kelelahan Fisik Operator ................................................................ 54Gambar 5.13. Pekerja yang Terpapar Panas di PT. Maha Karya Inti Buana ................. 58

  

DAFTAR GAMBAR (LANJUTAN)

  Halaman

Gambar 5.14. Keseluruhan Lantai Produksi .................................................................. 59Gambar 5.15. Pekerja Yang Terpapar Panas di UD Ponimin dan Peralatan

  Pengukuran ............................................................................................. 60

Gambar 5.16. Pengukuran di Pabrik PTPN II Sei Batang Serangan ............................. 61Gambar 5.17. Paparan Panas dari Oven di PT. Prima Indah Saniton dan Alat Ukur ... 61Gambar 5.18. Penggunaan Turbin Ventilator yang Diletakkan di Atap Pabrik ............ 62Gambar 5.19. Konstruksi Cooling Tower (yang berwarna biru) untuk Pabrik Sarung

  Tangan .................................................................................................... 62

Gambar 5.20. Pekerja yang Terpapar Panas di UD. Ponimin ........................................ 63Gambar 5.21. Skematik Perhitungan Audit Termal ........................................................ 64

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1. Kajian Paparan Panas Lingkungan Kerja Terhadap Produktivitas Pekerja (Studi Kasus: Desain Reduksi panas Pada Perusahaan The

  th

  Botol), Prosiding 11 Seminar Persatuan Ergonomi Indonesia, Vol.1 Hal. 1.445-1. 453, 2011. Lampiran 2. Audit Termal Lingkungan Kerja Operator Untuk Meningkatkan

  Produktivitas (Studi Kasus: Pada Perusahaan Pembuatan Sarung

  th

  Tangan Karet), Prosiding 11 Seminar Persatuan Ergonomi Indonesia, Vol.1 Hal. 2.80 – 2.86, 2011. Lampiran 3. Kajian Termal untuk Mengetahui Pengaruh Heat Stress Pada

  sh

  Produktivitas Pekerja Pabrik Tahu. Prosiding 1 Dies Natalis USU ke -59, 2011 (dalam proses). Lampiran 4. Kajian Termal Terhadap Produktivitas Operator Bagian Pengerpresan di PTP Nusantara II Pabrik Karet Batang Serangan.

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

  Proses terjadi pertukaran panas antara tubuh dan lingkungan merupakan proses yang terus menerus. Pada lingkungan kerja yang panas terjadi suatu paparan panas (heat exposure). Paparan panas terjadi ketika tubuh menyerap atau memproduksi panas lebih besar daripada yang dapat diterima melalui proses regulasi termal (thermoregulation process). Akibatnya akan terjadi ketidakseimbangan termal dalam tubuh yang dapat mengakibatkan beberapa gangguan fisik dan psikis pada tubuh. Gangguan fisik dapat berupa peningkatan suhu dalam tubuh yang berlebih yang dapat menimbulkan penyakit dan kematian (Parsons, 1993) dan masalah kesehatan (heat strain) dari yang sangat ringan seperti heat rash, heat syncope, heat cramps,

  

heat exhailstion hingga yang serius yaitu heat stroke. Sedangkan gangguan psikis dapat berupa

  timbulnya rasa bosan dan kelelahan pada tubuh. Kedua gangguan ini pada akhirnya akan mengakibatkan produktivitas kerja seorang pekerja terpengaruh. Produktivitas pekerja yang berada dalam kondisi terpapar panas dapat diamati pada indikasi timbulnya masalah heat stress di area kerja, kategori dan beban kerja per-orang, estimasi rata-rata tingkat metabolisme pekerja untuk setiap jenis pekerjaan, dan jumlah konsumsi energi yang dibutuhkan per-jenis pekerjaan.

  Penelitian yang dilakukan oleh Andrey Livchak yang berjudul "The Effect of Supply Air

  

Systems on Kitchen Thermal Environment" diperoleh hasil bahwa faktor suhu berpengaruh

o

  terhadap produktivitas. Jika suhu pada ruangan meningkat 5,5 C di atas tingkatan nyaman akan rnenyebabkan penurunan produktivitas sebesar 30%. Hasil penelitian NASA CR-1205-1

  o

  menunjukkan bahwa ketika suhu meningkat lebih dari 29.5 C maka output akan berkurang sebesar 18% dan tingkat akurasi akan meningkat secara tak pasti sebesar 40%. Penelitian lain yang dilakukan oleh Borghi pada pekerja pabrik gelas yang terpapar panas dengan suhu 29

  o

  sampai 3l C Indeks Suhu Bola Basah (ISBB) selarna lebih dari 5 tahun menemukan batu asam urat di saluran kemih pada sekitar 38,8% pekerja yang mengeluh pegal atau nyeri di daerah pinggang dan/atau rasa panas atau sakit saat buang air kecil.

  Permasalahan paparan panas di lantai produksi hampir dirasakan kebanyakan pekeja di beberapa industri manufaktur yang tersebar di kota Medan yang memiliki iklim tropis dengan

  o

  suhu berkisar antara 25 sampai 34 C (2011). Seiring dengan isu pemanasan global,

  o

  diprediksikan akan terjadi kenaikan suhu pada tahun-tahun mendatang sebesar 1 sampai 2 C.

  Kenaikan suhu luar (outdoor temperature) ini tentu dapat mengakibatkan terjadinya peningkatan suhu dalam ruangan (indoor) jika tidak didukung dengan isolasi material bangunan dan ventilasi yang baik. Terlebih-lebih bagi para pekerja yang di lingkungan kerjanya terdapat mesin-mesin yang dapat membangkitkan panas. Mesin-mesin tersebut seperti mesin spray-washer, oven, boiler, dan pembangkit uap. Udara panas ini akan berakumulasi dari waktu kerja ke waktu kerja berikutnya sehingga menaikkan suhu ruang kerja. Kenaikan suhu ini dapat memberikan tekanan panas ke para pekerja sehingga mempengaruhi produktivitas pekerja. Beberapa industri manufaktur yang ada memiliki suhu ruang kerja berkisar antara 29 ºC sampai 39 ºC bahkan pada ketinggian di bawah atap mencapai 41 ºC. Fenomena yang terlihat adalah para pekerja merasa gerah, pengeluaran keringat yang berlebihan, melakukan istirahat di luar jam yang telah ditentukan perusahaan, tidak mengenakan baju kerja sehingga luasan tubuh yang mengalami kontak langsung dengan panas semakin besar, dan besarnya turn-over pekerja produksi. Kurangnya ventilasi dan fasilitas yang dapat digunakan untuk mereduksi panas ini mengakibatkan pekerja terus mengalami paparan panas selama jam kerjanya. Akibatnya pekerja akan bekerja tidak secara maksimal dan perusahaan mengalami permasalahan penurunan produktivitas kerja dan perbaikan lingkungan kerja yang terpapar panas tersebut butuh untuk diatasi.

  Permasalahan di atas dapat diatasi secara ilmu ergonomi dengan mengkaji faktor-faktor termal timbulnya paparan panas dan suatu tindakan perbaikan lingkungan kerja yang terpapar panas secara Engineering Control diusulkan/diterapkan. Teknik pengkajian dengan Audit

  

Termal dalam melakukan kajian paparan panas di lingkungan kerja untuk menjaga

kenyamanan dan meningkatkan produktivitas perlu untuk ditetapkan.

1.2. Urgensi/Keutamaan Penelitian

  1. Kajian penggunaan metoda Indeks Suhu Bola Basah (ISBB) untuk menentukan Nilai Ambang Batas (NAB) Lingkungan Kerja yang benar-benar disesuaikan dengan kondisi di Indonesia dan kota Medan. Hal ini masih sedikit dilakukan.

  2. Prosedur yang diperoleh dari kajian dapat berkonstribusi dalam program "Pendidikan Standarisasi" yang digalakkan oleh Badan Standarisasi Nasional (BSN). Keluaran dari penelitian diharapkan dapat dikategorikan dalam salah satu sub bidang program standarisasi yaitu pada klarifikasi ICS 13.180 sub bidang Ergonomi . Hal ini menunjukkan pokok bahasan yang diusulkan dalam penelitian ini adalah up to date.

  3. Pengusulan desain produk engineering control di industri yang berpotensi menimbulkan heat stress kerja.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Lingkungan Termal Manusia

  Tujuan dari rancangan lingkungan kerja yang ergonomis adalah untuk menciptakan kondisi sekitar yang nyaman, dapat diterima dan mendukung kinerja serta kesehatan pekerja. Lingkungan kerja adalah semua keadaan yang terdapat di sekitar tempat kerja seperti suhu, kelembaban udara, sirkulasi udara, pencahayaan, kebisingan, gerakan mekanis, bau-bauan, warna dan lain-lain (Sritomo Wignjosoebroto, 2003).

  Tekanan panas merupakan perpaduan dari suhu dan kelembaban udara, kecepatan aliran udara, suhu radiasi dengan panas yang dihasilkan oleh metabolisme tubuh (Ken Parsons, 2007).

Gambar 2.1. Pertukaran Panas Tubuh Ke Lingkungan

  1

2.1.1. Suhu Udara (T)

  Pada umumnya sistem termoregulasi tubuh manusia selalu mencoba untuk

  o o o

  mempertahankan kestabilan suhu internal (inti) tubuh sekitar 36,1 C hingga 37,2 C (97 F

  o

  hingga 99

  F). Suhu inti harus selalu berada dalam interval tersebut untuk menghindari kerusakan terhadap tubuh dan performansi kerja. Ketika pekerjaan fisik dilakukan, tambahan

1 Altwood, Dennis A, et.al., 2004, Ergonomic Solutions for the Process Industries (United States: El Sevier), hal 121.

  suhu tubuh akan terjadi. Jika ditambahkan keadaan yang tingkat kelembabannya tinggi terhadap suhu ambient, maka hasilnya akan mengarah pada kelelahan dan resiko kesehatan.

  Tubuh manusia mempertahankan keseimbangan panas tersebut dengan meningkatkan sirkuliasi darah ke kulit dan mengakibatkan tubuh berkeringat pada hari panas. Ketika hari dingin, tubuh mereduksi sirkulasi darah ke kulit dan kita akan merasa sedikit hangat. Tubuh menghasilkan panas melalui metabolisme dan pekerjaan fisik. Untuk menjaga keseimbangan panas internal, tubuh melakukan pertukaran panas dengan lingkungan dengan empat cara berikut ini.

  1. Konveksi Proses ini tergantung pada perbedaan udara dan suhu kulit. Jika suhu udara lebih panas daripana kulit, maka kulit akan menyerap panas dari udara, yang dapat dikatakan berarti menambah panas ke tubuh. Akan tetapi, jika suhu udara lebih dingin daripada kulit, maka tubuh akan kehilangan panas.

  2. Konduksi Proses ini berkaitan dengan perbedaan suhu dari kulit dan permukaan yang mengenai kontak langsung. Contoh, jika menyentuh sesuatu yang panas, maka kulit akan menerima panas dan mungkin akan mengalami luka bakar.

  3. Evaporasi/Penguapan Proses ini tergantung pada perbedaan tekanan uap air dari uap kulit dan uap air pada lingkungan (atau kelembaban relatif).

  4. Radiasi Proses ini tergantung pada perbedaan termperatur kulit dengan permukaan pada lingkungan. Contoh, berdiri di bawah pancaran sinar matahari akan membuat kita menerima radiasi dari matahari. Dari suatu penelitian dapat diperoleh hasil bahwa produktivitas kerja manusia akan mencapai

  o O

  tingkat paling tinggi pada suhu sekitar 24 C sampai dengan 27 C.

  2

2.1.2. Kecepatan Udara (v)

  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. Penelitian ₂ terhadap respon manusia misalnya, ketidaknyamanan karena aliran udara menunjukkan Parson, K.C, Op. Cit., hal 14. pentingnya variasi kecepatan udara. Pergerakan udara (kombinasi dengan suhu udara) akan mempengaruhi tingkatan udara hangat atau keringat yang 'diambil' dari tubuh, sehingga mempengaruhi suhu tubuh. Kecepatan angin yang dirasakan pekerja akan dapat membantu menetralkan suhu tubuh pekerja apabila kecepatan angin tersebut angin tersebut lebih rendah dari lingkungan. Kecepatan angin adalah faktor yang penting dalam kenyamanan suhu. Sirkulasi udara yang tidak baik dalam ruangan tertutup akan menyebabkan kelelahan pada pekerja ataupun berkeringat. Pergerakan udara dapat meningkatkan heat loss melalui konveksi tanpa mempengaruhi suhu udara keseluruhan ruangan.

2.1.3. Kelembaban (RH)

  Kelembaban relatif adalah perbandingan antara jumlah uap air pada udara dengan jumlah maksimum uap air di udara yang bisa ditampung pada suhu tersebut. Kelembaban relatif antara 40%-70% tidak begitu berpengaruh terhadap thermal comfort. Pada ruangan kantor, biasanya kelembaban dipertahankan pada 40% sampai 70% karena adanya komputer, sedangkan pada tempat kerja outdoor, kelembaban relatif mungkin lebih besar dari 70% pada hari yang panas. Lingkungan yang mempunyai kelembaban relatif tinggi mencegah penguapan keringat dari kulit. Di lingkungan yang panas, kelembaban sangat penting karena semakin sedikit keringat yang menguap pada kelembaban tinggi.

  3,4

2.2. Keseimbangan Panas

  Pengaturan suhu atau regulasi termal adalah suatu pengaturan secara kompleks dari suatu proses fisiologis dimana terjadi kesetimbangan antara produksi panas dengan kehilangan panas sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan. Suhu tubuh manusia yang dapat kita raba/rasakan tidak hanya didapat dari metabolisme, tetapi juga dipengaruhi oleh panas lingkungan. Panas lingkungan yang semakin tinggi akan menyebabkan pengaruh yang semakin besar terhadap suhu tubuh, sebaliknya jika suhu lingkungan semakin rendah maka semakin banyak panas tubuh yang hilang. Dengan kata lain, terjadi pertukaran panas antara tubuh manusia yang didapat dari metabolisme dengan tekanan panas yang dirasakan sebagai kondisi panas lingkungan. Selama pertukaran masih seimbang, tidak akan menimbulkan gangguan, baik penampilan kerja maupun kesehatan kerja. Tekanan panas yang berlebihan merupakan beban tambahan yang harus diperhatikan dan diperhitungkan. Keseimbangan panas antara ₃ panas yang dihasilkan dengan panas yang dikeluarkan dapat dilihat pada Gambar 2.2. berikut: ₄ Stanton, Neville. Handbook of Human Factors and Ergonomics Methods (London : CRC Press), hal. 60-2.

  Parson, K.C, Op. Cit., hal 16.

  _{Kond Konve Radia} uksi _{ksi si rasi Konveksi Konduksi Evapo rnal Radiasi} Konduksi _{Exte Evaporasi} Konveksi _work Nilai _External Radiasi _Nilai Metabolisme _work Evaporasi _{s Metabolisme} Externa _{l Metab Produ Nilai Pana olisme Hilang Panas ksi yang Produksi Panas Panas yang Hilang} Produksi _{work Panas}

  Panas _{Heat Stress Netral Cold Stress} yang Hilan _g

Gambar 2.2.. Keseimbangan Panas Antara Panas yang Dihasilkan

dengan Panas yang Dikeluarkan

  Pengeluaran panas (heat loss) dari tubuh ke lingkungan atau sebaliknya berlangsung secara fisika. Permukaan tubuh dapat kehilangan panas melalui pertukaran panas secara radiasi, konduksi, konveksi, dan evaporasi air. Heat stress dapat terjadi pada kondisi panas yang diproduksi lebih besar dari pada panas yang hilang. Imbangan panas yang terjadi dalam tubuh dapat dilihat pada Gambar 2.2. (Neville Stanton, 2005).

  ASHRAE (1989a) memberikan persamaan keseimbangan panas sebagai berikut: M

• – W = (C + R + Esk) + ( Cres + Eres) 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 : tingkat kehilangan panas penguapan dari pernapasan

  res

  Catatan bahwa: E sk = E rsw + E dif dimana:

  E rsw : tingkat kehilangan panas penguapan kulit melalui keringat E dif : tingkat kehilangan panas penguapan kulit melalui kelembaban

  Sebuah pendekatan praktis menganggap produksi panas di dalam tubuh (M

• – W),

  sk res

• – kehilangan panas pada kulit (C + R + E ) dan kehilangan panas dikarenakan pernapasan (C

  E res ). Tujuan berikutnya adalah untuk mengukur komponen persamaan keseimbangan panas di dalam istilah-istilah parameter yang bisa ditentukan (diukur atau ditaksir). Produksi panas di dalam tubuh dihubungkan dengan aktivitas seseorang. Pada umumnya, oksigen dibawa ke dalam tubuh (menghirup udara) dan dibawa melalui darah ke sel-sel tubuh, dimana oksigen tersebut digunakan untuk membakar makanan. Kebanyakan energi yang dilepaskan berkenaan dengan panas bergantung pada aktivitas dan beberapa pekerjaan ekstenal yang dilakukan.

  t  t

( )

_{sk cl}

  C  R  R f ( 

_{cl cl}

1 / )

  Dimana: f cl : faktor area pakaian. Area permukaan tubuh yang ditutupi pakaian Acl dibagi dengan area permukaan tubuh yang terbuka tanpa pakaian.

  

2 -1

  R cl : daya tahan panas pakaian (m kW )

  o

  t o : suhu operatif (

  C)

  o

  t sk : suhu kulit rata-rata (

  C) t r : suhu radian rata-rata h = 8.3 v 0.6 untuk 0.2 < v < 4.0

  c

  h c = 3.1 untuk 0 < v < 0.2

• 1

  dimana v adalah kecepatan udara (m/s ) Koefisien perpindahan panas radiatif (hr) dapat ditentukan dengan:

  t  t _{cl r} ³ hr 

  4 A /A [273.2  ]  _{r D}

  2 Dimana: : emisifitas area permukaan tubuh

  ε

• 2 -4

  : konstanta stefan-boltzman 5.67 X 10-8 (Wm k ) σ

2 A r : area radiatif efektif tubuh (m )

  Suhu permukaan tubuh yang tertutupi oleh pakaian dihitung dengan:

  1 tsk  f ( h t  h t )

cl c a r r

  Rcl

  t cl =

  1  f ( h  h ) cl c r

  Rcl

  Mulai dengan t = 0,0 dan lakukan evaluasi terhadap nilai-nilai baru untuk h , t , h ,

  cl r cl r

  t cl cl , … hingga terjadi selisih antar t ≤ 0,01.

  Suhu operatif dihitung dengan rumus:

  h t  h t

 

r r c a

  Operative temperature (t ) = o h  h

  

 

r c

  Sedangkan kombinasi perpindahan panas dihitung dengan rumus: h = h c + h r Total penguapan dari kulit dihitung denga rumus:

  w P P 

    sk , s a

  E sk =

   

  1 R  e , cl

    f . h cl e

   

  C res + E res = 0,0014 M (34 a ) + 0,0173 M (5,87 a )

• – t – P Jumlah tetesan keringat, r (sedikit keringat menetes dan panas laten tidak hilang) ISO 7933 menggunakan rumus:

  w

1 

  r =

  2 Keringat yang dibutuhkan (untuk menyediakan penguapan yang dibutuhkan) dapat dihitung

  sebagai:

  

E

req

  S = Wm

  req

r

2.3. Keseimbangan Panas dalam Tubuh Manusia

  Suhu tubuh manusia merupakan indikator penting untuk melihat kondisi lingkungan kerja (kenyamanan, stres akibat panas atau dingin dan juga produktivitas). Ketika panas hilang dari tubuh, maka suhu tubuh akan menurun dan demikian sebaliknya. Ini adalah hukum termodinamika dimana energi berpindah dari tubuh yang bersuhu lebih tinggi ke tubuh yang

  o

  bersuhu lebih rendah. Manusia mempertahankan suhu tubuhnya sekitar 37,5

  C. Penyimpangan suhu tubuh yang melebihi beberapa derajat dari nilai tersebut dapat membuat efek yang cukup serius. Suhu tubuh manusia sangat dipengaruhi oleh suhu lingkungan yang ada di sekitarnya karena hal ini mempengaruhi suhu tubuh dari dan ke tubuh manusia. Tubuh manusia umumnya dipengaruhi oleh pakaian dan udara, juga ketika tubuh berhubungan langsung dengan permukaan yang padat, air, cairan lain ataupun bahkan dipengaruhi oleh jarak.

  56 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

2.3.1. Metabolisme Tubuh Manusia (Metabolic Rate)

• 1
• 2

  m

  17 Besi dan baja- menuang, mencetak 3.0 175

  9 Guru, mengajar didepan 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 took, 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 2.9 170

  18 Industri bangunan – mebentuk cetakan 3.1 180

  1.6

  19 Berjalan di dataran, 5 km/jam 3.4 200

  20 Kehutanan – memotong dengan gergaji satu tangan 3.5 205

  22 Industri bangunan

  23 Olah raga

  24 Peranian

  25 Olah raga

  26 Kehutanan

  27 Olah raga

  9.5 550 Sumber: Neville Stanton & Auliciems, Andris and Steven V. Szokolay

  5 Auliciems, Andris and Steven V. Szokolay. Thermal Comfort (Brisband), hal 6 ₆ Gallo, C., dkk. Architecture Comfort and Energy (Amsterdam: Elsevier), hal 40.

  93

  8 Berdiri, aktivitas ringan(belanja, lab, industry ringan)

  ). 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.

  1.1

  Nilai untuk masing-masing aktivitas dan kecepatan metabolisme dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Aktivitas dan Kecepatan Metabolisme

  No Aktivitas Satuan Met W/m ²

  1 Berbaring

  0.8

  46

  2 Duduk Tenang

  1.0

  58

  3 Tukang jam

  65

  85

  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

• – mengisi pencampuran semen dengan spesimen dan batu

  4.7 275
• – meluncur di atas es, 18 km/jam 6.2 360
• – menggali dengan cangkul (24 angkatan/menit) 6.5 380
• – ski diantara 18 km/jam 7.0 405
• – bekerja dengan kapak (2 kg, 33 ayunan/menit) 8.6 500
• – lari 15 km/jam

  7

2.3.2. Luas Permukaan Tubuh (Body Surface Area)

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

  0.425 0.725

  A D = 0.202 x W x H , Dimana,

2 A D = Luas permukaan tubuh (m )

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

2 Nilai standar 1,8 m digunakan untuk seorang pria berberat 70 kg dan tinggi badan 1,73 m. Hal ini diakui bahwa A D membuat sebuah perkiraan perhitungan luas permukaan tubuh.

  Objek yang bentuknya sama tetapi ukuran berbeda memiliki koefisien perpindahan panas yang berbeda.

  I _cl

  I _e

  2.3.3. Perpindahan Panas dari Tubuh ke Kulit

  Metabolisme produksi panas terjadi pada

  Body

  semua bagian tubuh dan sistem termoregulasi

  Environment t _core t t _{skin cl}

  T , t , v _{a r}

  mengatur berapa banyak panas yang dipindahkan ke kulit. Dari Gambar 2.3. dapat dilihat betapa pentingnya untuk mengetahui bahwa perpindahan

Gambar 2.3. Nilai Insulasi Panas (I clo ) panas dipengaruhi oleh pakaian.

  untuk setiap Jenis Pakaian

  8

  2.3.4. A Simple Clothing Model

  Dalam menjaga keseimbangan panas tubuh yang mengalir ke kulit, menentukan suhu kulit, melalui perpindahan ke permukaan pakaian, menentukan suhu pakaian dan suhu lingkungan luar maka tubuh harus menjaga keseimbangan panas, panas akan mengalir keluar dari tubuh sampai mencapai kesetimbangan suhu tubuh, suhu kulit dan suhu pakaian dalam suhu lingkungan.

  7 ₈ Parson, K.C, Op. Cit., hal 16.

  Parson, K.C, Op. Cit., hal 158.

Tabel 2.4. Nilai Insulasi Panas (I clo ) untuk setiap Jenis Pakaian

  6 Coklat tua 0,88

  0.40 Rompi

  0.20 Tabel 2.5. Bilangan Serap No. Warna α No. Warna α

  1 Hitam merata 0,95

  8 Biru/hijau tua 0,88

  2 Pernis hitam 0,92

  9 Coklat medium 0,84

  3 Abu-abu tua 0,91

  10 Pernis hijau 0,79

  4 Pernis biru tua 0,91

  11 Hijau medium 0,59

  5 Cat minyak hitam 0,90

  12 Kuning medium 0,58

  13 Hijau/biru medium 0,57

  0.28 Celana

  7 Abu-abu biru tua 0,88

  14 Hijau muda 0,47

  8 Biru/hijau tua 0,88

  15 Putih agak mengilap 0,30

  9 Coklat medium 0,84

  16 Putih mengilap 0,25

  10 Pernis hijau 0,79

  17 Perak 0,25

  11 Hijau medium 0,59

  18 Pernis putih 0,21

  12 Kuning medium 0,58

  13 Hijau/biru medium 0,57

  0.35 Jaket

  0.90 Planel

  Jenis Pakaian Insulasi Panas (I _clu ) Jenis Pakaian Insulasi Panas (I _clu ) Pakaian Dalam Gaun/rok

  0.12 Lengan panjang

  Celana Dalam

  0.03 Rok tipis (musim panas)

  0.15 Celana dalam berkaki panjang

  0.10 Gaun tebal (musim dingin)

  0.25 Singlet

  0.04 Gaun tipis, lengan pendek

  0.20 Kaos

  0.09 Gaun musim dingin, lengan panjang

  0.40 Kemeja berlengan panjang

  0.12 Boiler suit

  0.55 Celana dalam dan bra

  

0.03 Baju hangat

Kemeja/blus Rompi berlengan

  0.15 Baju hangat tipis

  

0.25 Boiler suit

  0.20 Tebal, lengan panjang

  

0.20 Baju hangat

  0.28 Normal, lengan panjang

  0.25 Baju hangat tebal

  0.30 Kemeja planel, lengan panjang

  0.30 Jaket Blus tipis, lengan panjang

  0.15 Jaket musim panas

  0.25 Celana Jaket

  0.35 Pendek

  0.06 Blazer

  0.30 Tebal

  0.20 Insulasi tinggi, fibre-pelt Normal