25 Gambar 19. Perubahan suhu udara pada posisi 45 cm di atas permukaan lantai rumah tanaman 30
Maret 2012 Pengukuran iklim mikro dilakukan pada saat rumah tanaman dalam keadaan tanpa
tanaman. Suhu lantai yang dihasilkan berkisar 26.3 –47.7
o
C dan suhu udara pada 45 cm di atas permukaan lantai yang dihasilkan berkisar 23.5
–39.2
o
C Lampiran 7 dan 8. Namun, pengukuran suhu udara pada 2 m di atas permukaan lantai sesuai tinggi weather station berkisar 24.7
–31.9
o
C, sedangkan suhu udara di luar rumah tanaman berkisar 25.6 –36.8
o
C. Berdasarkan hasil pengukuran tersebut, suhu udara pada lokasi 45 cm di atas permukaan lantai akan lebih tinggi
daripada suhu udara 2 m di atas permukaan lantai. Hal ini disebabkan oleh pengaruh dari panas yang tersimpan dalam material dan tertutupnya lantai oleh beton 60 cm, sehingga udara
cenderung stagnan. Jika tidak adanya pengaruh dari kecepatan angin yang signifikan, maka akan terjadi efek Buoyancy.
Pembentukan profil suhu tersebut dipengaruhi oleh intensitas radiasi matahari yang masuk ke dalam rumah tanaman. Intensitas radiasi matahari tertinggi yang masuk ke dalam rumah
tanaman terjadi pada pukul 12:00, namun suhu tertinggi tidak selalu terjadi pada saat intensitas radiasi matahari tertinggi. Menurut Lippsmeier 1997, panas tertinggi dicapai kira-kira 1
–2 jam setelah tengah hari, karena pada saat itu radiasi matahari langsung bergabung dengan suhu udara
yang sudah tinggi, sedangkan suhu terendah sekitar 1 –2 jam sebelum matahari terbit. Hasil
pengukuran menunjukkan suhu udara di dalam rumah tanaman mencapai suhu tertinggi setelah tengah hari pukul 14:00.
4.2 Simulasi dengan Metode Computational Fluid Dynamics CFD
Simulasi CFD dilakukan untuk mengetahui sebaran suhu udara dan permukaan lantai rumah tanaman. Simulasi dilakukan pada saat radiasi minimum dan radiasi maksimum. Hasil
simulasi yang ditampilkan berupa kontur suhu tampak depan dan tampak samping. Potongan kontur yang ditampilkan meliputi tampak depan Utara-Selatan dengan jarak 1.5 m, 6 m dan 10.5
m, sedangkan tampak samping Barat-Timur dengan jarak 0.8 m, 2.925 m dan 5.05 m. Pemilihan jarak ini disesuaikan dengan posisi titik-titik pengukuran suhu yang telah dilakukan dan untuk
melihat pola detail sebaran suhu di atas permukaan lantai maksimum 60 cm. Kontur suhu udara dan permukaan akan menunjukkan sebaran suhu yang terjadi di atas permukaan lantai rumah
22 24
26 28
30 32
34 36
38 40
S u
h u
,
o
C
Waktu setempat, WIB
Titik 2 Titik 4
Titik 5 Titik 6
Titik 8 Titik 10
Titik 12 Titik 14
Titik 16 Titik 18
Titik 20
26 tanaman sehingga diketahui pengaruhnya bagi perpindahan panas konveksi di atas permukaan
lantai rumah tanaman. Radiasi minimum 0 Wm
2
dapat terjadi pada pagi hari dan sore hari, namun untuk simulasi ini diambil pada saat pagi hari karena belum ada pengaruh dari radiasi sebelumnya. Pada
saat yang bersamaan untuk pengukuran radiasi 0 Wm
2
kecepatan angin di luar rumah tanaman terukur 0 mdetik. Gambar 20 dan 21 menunjukkan sebaran suhu pada rumah tanaman pada saat
radiasi 0 Wm
2
tampak depan Utara-Selatan dan tampak samping Barat-Timur. Terlihat bahwa ada perbedaan suhu udara di dalam dan di luar rumah tanaman karena struktur rumah tanaman
yang cenderung lebih tertutup, suhu di dalam lebih besar dari suhu di luar rumah tanaman. Selisih suhu udara yang dihasilkan antara di dalam dan di luar rumah tanaman kurang lebih sebesar 3
o
C. Secara keseluruhan suhu terbesar yang dihasilkan pada rumah tanaman ada di bagian atap dan
kedua sisi permukaan lantai bagian luar rumah tanaman. Hal ini disebabkan berkumpulnya panas di bagian atap akibat dari radiasi matahari langsung dan udara panas yang akan keluar dari rumah
tanaman akibat efek Chimney. Selain itu, pada saat simulasi dilakukan bagian atap dan kedua sisi permukaan lantai bagian luar rumah tanaman tidak didefinisikan sebagai real wall, sehingga
mendapat pengaruh langsung dari kapasitas panas material atap dan lantai.
Gambar 20. Sebaran suhu rumah tanaman pada saat radiasi matahari 0 Wm
2
tampak depan Utara-Selatan pada jarak a 1.5 m, b 6 m dan c 10.5 m
a b
c
27 Gambar 21. Sebaran suhu rumah tanaman pada saat radiasi matahari 0 Wm
2
tampak samping Barat-Timur pada jarak a 0.8 m, b 2.925 m dan c 5.05 m
a
b
c
28 Fokus penelitian ini adalah simulasi sebaran suhu udara dan permukaan lantai rumah
tanaman, dimana dapat mempengaruhi pindah panas konveksi dan aliran udara. Gambar 22 dan 23 menunjukkan sebaran suhu udara di atas permukaan lantai rumah tanaman pada saat radiasi
matahari 0 Wm
2
tampak depan Utara-Selatan dan tampak samping Barat-Timur. Suhu udara di atas permukaan lantai dalam rumah tanaman akan semakin rendah ketika mendekati bagian
tengah rumah tanaman. Hal ini disebabkan oleh pada bagian tengah rumah tanaman terjadi pertemuan aliran udara sebagai akibat dari efek Buoyancy, sedangkan bagian samping lebih panas
karena pergerakan udara yang terhambat oleh dinding bawah dan pengaruh material dinding. Hasil simulasi ini juga menunjukkan adanya pengaruh dari panas yang tersimpan di dalam lantai
rumah tanaman yang dapat mempengaruhi sebaran suhu di atas permukaan lantai rumah tanaman.
Gambar 22. Sebaran suhu udara di atas permukaan lantai rumah tanaman pada saat radiasi matahari 0 Wm
2
tampak depan Utara-Selatan pada jarak a 1.5 m, b 6 m dan c 10.5 m
b
c a
29 Gambar 23. Sebaran suhu udara di atas permukaan lantai rumah tanaman pada saat radiasi
matahari 0 Wm
2
tampak samping Barat-Timur pada jarak a 0.8 m, b 2.925 m dan c 5.05 m
Simulasi yang dilakukan untuk kondisi kedua adalah pada saat radiasi maksimum, yaitu sebesar 1,092 Wm
2
. Kecepatan udara yang terukur pada saat radiasi maksimum adalah 1.29 mdetik dengan arah Timur Laut NE. Adanya kecepatan udara ini mempengaruhi sebaran suhu
di atas permukaan lantai rumah tanaman. Arah kecepatan angin Timur Laut akan mempengaruhi suhu udara rumah tanaman dari sisi -x dan z, sehingga rumah tanaman bagian -x dan z akan
memiliki suhu yang lebih rendah. Namun, apabila melihat perbedaan suhu udara di dalam dan di luar rumah tanaman, selisih yang diperoleh relatif kecil yaitu kurang lebih sebesar 1
o
C. Hal ini dipengaruhi oleh angin yang bertiup dari luar rumah tanaman. Gambar 24 dan 25 menunjukkan
sebaran suhu rumah tanaman pada saat radiasi maksimum tampak depan Utara-Selatan dan tampak samping Barat-Timur.
a
c b
30 Gambar 24. Sebaran suhu rumah tanaman pada saat radiasi matahari 1,092 Wm
2
tampak depan Utara-Selatan pada jarak a 1.5 m, b 6 m dan c 10.5 m
a
b
c
31 Gambar 25. Sebaran suhu rumah tanaman pada saat radiasi matahari 1,092 Wm
2
tampak samping Barat-Timur pada jarak a 0.8 m, b 2.925 m dan c 5.05 m
b
c a
32 Pada dasarnya penetapan batasan sistem yang diamati pada bagian bawah rumah tanaman
ini adalah dengan tinggi 60 cm, sesuai dengan tinggi dinding bawah pada rumah tanaman. Hal ini bertujuan agar semua proses yang terjadi di rumah tanaman, terutama dalam hal pembentukan
iklim mikro hanya disebabkan oleh efek termal, tanpa dipengaruhi oleh angin. Namun, hasil simulasi menunjukkan secara tidak langsung faktor angin mempengaruhi sebaran suhu di atas
permukaan lantai rumah tanaman. Gambar 26 dan 27 menunjukkan sebaran suhu di atas permukaan lantai rumah tanaman pada saat radiasi maksimum tampak depan Utara-Selatan dan
tampak samping Barat-Timur.
Gambar 26. Sebaran suhu udara di atas permukaan lantai rumah tanaman pada saat radiasi matahari 1,092 Wm
2
tampak depan Utara-Selatan pada jarak a 1.5 m, b 6 m, dan c 10.5 m
a
b
c
33 Gambar 27.
Sebaran suhu udara di atas permukaan lantai rumah tanaman pada saat radiasi matahari 1,092 Wm
2
tampak samping kanan pada jarak a 0.8 m, b 2.925 m dan c 5.05 m
4.3 Validasi Hasil Simulasi Suhu
