Perhitungan kecepatan angin dari data cuaca ini menggunakan persamaan 7 pada bab Tinjauan Pustaka sebelumnya, yakni:
dimana u merupakan kecepatan angin di lokasi penelitian pada ketinggian z, u˳
merupakan kecepatan angin dari data cuaca setempat pada ketinggian acuan z˳, α merupakan parameter yang bervariasi sesuai dengan kekasaran tanah 0,14 untuk
area desa; 0,25 untuk area pinggiran kota; 0,33 untuk area kota, z merupakan ketinggian di lokasi penelitian, dan
z˳ merupakan ketinggian acuan 10 m dari permukaan tanah. Oleh karena SDN 066048 dan SDN 066049 ini berada di
kawasan pinggiran kota, maka nilai parameter α yang digunakan adalah 0,25.
3.6 Metode Analisa Data
Setelah data hasil pengukuran dan perhitungan kecepatan angin diperoleh, data-data tersebut akan dianalisa dengan metode-metode sebagai berikut.
a. simulasi CFD Data input simulasi, yakni variasi arah angin arah Barat, Timur, Utara, dan
Selatan dan variasi kecepatan angin nilai kecepatan angin min, di atas angka 0, dan nilai kecepatan angin max dari hasil pengukuran dan perhitungan
diproses dengan program simulasi CFD untuk mendapatkan hasil simulasi CFD yang menampilkan pola aliran udara angin dan kecepatan angin akibat
pengaruh orientasi bangunan dan kecepatan angin yang beragam. b. analisa deskriptif kuantitatif
Gambar hasil simulasi CFD dari tahap sebelumnya disajikan dan dijelaskan secara deskriptif melalui penjabaran kalimat.
c. analisa komparatif Keseluruhan gambar hasil simulasi CFD saling dibandingkan, baik dari segi
perbedaan kecepatan angin hasil pengukuran dan hasil perhitungan, perbandingan kecepatan angin dari hasil pengukuran dengan dari hasil
perhitungan, maupun dari segi perbedaan orientasi perbandingan hasil simulasi CFD dari arah Barat, Timur, Utara, dan Selatan. Selain itu, hasil
Universitas Sumatera Utara
analisa tersebut juga dibandingkan dengan teori pada bab Tinjauan Pustaka sebelumnya untuk mendapatkan hasil penelitian.
Pada tahap pertama analisa ini metode simulasi CFD, data input simulasi variasi arah angin dan kecepatan angin diproses dengan program simulasi CFD,
yakni Autodesk Simulation CFD 2014. Adapun instrumen-instrumen yang diperlukan adalah sebagai berikut.
a. program AutoCAD 2007, untuk membuat 3D massa-massa bangunan SDN 066048 dan SDN 066049.
b. program Inventor Fusion 2013 R1, untuk mengekspor 3D massa-massa bangunan SDN 066048 dan SDN 066049 ke dalam program Autodesk
Simulation CFD 2014. c. program Autodesk Simulation CFD 2014, untuk memproses data input
simulasi. Selanjutnya, metode simulasi dengan menggunakan program Autodesk
Simulation CFD 2014 ini dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut. a. membuat 3D massa bangunan SDN 066048 dan SDN 066049 dengan membuat
kotak di luar massa bangunan tersebut yang berfungsi sebagai batas boundary pada program CFD Gambar 3.22.
Gambar 3.22 Tiga dimensi massa bangunan SDN 066048 dan SDN 066049 dengan kotak di luar, yang berfungsi sebagai batas Sumber: olah data
Adapun ketentuan jarak bidang batas boundary ke massa bangunan tersebut, antara lain: bidang batas outlet berjarak 15 H dari massa bangunan; sementara
Universitas Sumatera Utara
bidang-bidang batas yang lain inlet, samping, dan atas berjarak 5 H dari massa bangunan, dimana H adalah ketinggian max massa bangunan Gambar
3.23-Gambar 3.24. Dengan demikian, orientasi bangunan terhadap variasi arah angin Barat, Timur, Utara, dan Selatan ditentukan pada saat membuat kotak
di luar massa bangunan tersebut. Misalnya, untuk arah angin dari Barat, dibuat kotak di luar massa bangunan dengan sisi Barat, Utara, dan Selatan yang
berjarak 5 H dari massa bangunan; sementara sisi Timur berjarak 15 H dari massa bangunan. Begitu pula untuk arah angin dari Timur, Utara, dan Selatan.
Gambar 3.23 Ketentuan jarak boundary, dilihat dari atas Sumber: olah data
Gambar 3.24 Ketentuan jarak boundary, dilihat dari samping Sumber: olah data
b. mengekspor 3D massa bangunan SDN 066048 dan SDN 066049 ke dalam program Autodesk Simulation CFD 2014 dengan menggunakan program
Inventor Fusion 2013 R1. c. menentukan material pada 3D massa bangunan SDN 066048 dan SDN 066049,
seperti terlihat pada Tabel 3.6 berikut.
Tabel 3.6 Material 3D massa bangunan SDN 066048 dan SDN 066049 pada program CFD Sumber: olah data
Material Batas
boundary
Udara, dengan temperatur tertentu dan sesuai dengan persamaan-persamaan 1-6 pada bab Tinjauan Pustaka
Dinding bangunan Concrete
Universitas Sumatera Utara
Material Atap bangunan
Seng
d. menentukan kondisi bidang-bidang batas boundary dan bangunan SDN 066048 dan SDN 066049, seperti terlihat pada Tabel 3.7 berikut.
Tabel 3.7 Kondisi bidang-bidang batas boundary dan bangunan SDN 066048 dan SDN 066049 pada program CFD Sumber: olah data
Kondisi Data
input Bidang
inlet
Variasi kecepatan angin, yakni: 1 nilai min dan max kecepatan angin hasil pengukuran dan 2 nilai min dan max kecepatan angin hasil
perhitungan
Bidang outlet
Tekanan udara 0 nol
Bidang dinding dan
atap Variasi kecepatan angin dengan nilai dan arah yang sama dengan pada
bidang inlet No slip atau symetry
Bidang lantai No slip atau symetry
Keseluruhan massa
bangunan Temperatur udara yang sama dengan temperatur udara pada material
batas boundary No slip atau symetry
e. melakukan proses simulasi solving dengan program Autodesk Simulation CFD 2014 ini.
Adapun hasil simulasi CFD yang akan dianalisa dilihat dari beberapa bidang potongan sebagai berikut Gambar 3.25-Gambar 3.28.
a. bidang potongan i, yang menampilkan keseluruhan hasil simulasi CFD secara horizontal dari atas dengan ketinggian ± 1,6 m dari permukaan tanah.
b. bidang potongan ii. 1.
Untuk hasil simulasi CFD dari arah Barat dan Timur, bidang potongan ii menampilkan hasil simulasi CFD secara vertikal untuk massa bangunan A
dan C. 2.
Untuk hasil simulasi CFD dari arah Utara dan Selatan, bidang potongan ii menampilkan hasil simulasi CFD secara vertikal untuk massa bangunan A.
c. bidang potongan iii. 1.
Untuk hasil simulasi CFD dari arah Barat dan Timur, bidang potongan iii menampilkan hasil simulasi CFD secara vertikal untuk massa bangunan A,
B, dan C. 2.
Untuk hasil simulasi CFD dari arah Utara dan Selatan, bidang potongan iii menampilkan hasil simulasi CFD secara vertikal untuk massa bangunan B.
Universitas Sumatera Utara
d. bidang potongan iv, yang menampilkan hasil simulasi CFD secara vertikal untuk massa bangunan C.
Gambar 3.25 Bidang potongan untuk hasil simulasi CFD dari arah Barat Sumber: olah data
Gambar 3.26 Bidang potongan untuk hasil simulasi CFD dari arah Timur Sumber: olah data
Gambar 3.27 Bidang potongan untuk hasil simulasi CFD dari arah Utara Sumber: olah data i
ii
iii
i ii
iii
i ii
iii iv
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.28 Bidang potongan untuk hasil simulasi CFD dari arah Selatan Sumber: olah data i
ii
iii iv
Universitas Sumatera Utara
44
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Hasil Pengukuran Kecepatan Angin
Pengukuran kecepatan angin dilakukan di lingkungan luar SDN 066048 dan SDN 066049. Pengukuran dilakukan dari hari Selasa 13 Mei 2014 hingga hari
Sabtu 17 Mei 2014, selama 4 hari. Adapun pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan 3 alat ukur kecepatan angin anemometer di 3 titik, yakni: 2 titik
titik A dan B di sisi Selatan SDN di Jl. Mawar Raya dan 1 titik titik C di sisi Barat SDN, dekat Jl. Anggrek Raya, seperti terlihat pada Gambar 4.1 berikut.
Gambar 4.1 Lokasi titik-titik pengukuran kecepatan angin Sumber: olah data
Berikut adalah hasil pengukuran kecepatan angin di lingkungan luar SDN 066048 dan SDN 066049.
Tabel 4.1 Hasil pengukuran kecepatan angin di lingkungan luar SDN 066048 dan SDN 066049 Sumber: olah data
Hari, Tanggal Waktu
Kecepatan Angin ms Titik A
Titik B Titik C
Min Max
Min Max
Min Max
Selasa, 13 Mei 2014 Cuaca cerah
09.00 – 09.30
0,00 1,78
0,00 1,60
0,00 1,58
09.30 – 10.00
0,00 1,87
0,00 1,60
0,00 1,68
10.00 – 10.30
0,00 2,03
0,00 1,60
0,00 2,80
10.30 – 11.00
0,00 1,96
0,00 1,40
0,00 2,49
11.00 – 11.30
0,00 2,00
0,00 2,00
0,00 2,82
Rabu, 14 Mei 2014 Cuaca mendung
09.00 – 09.30
0,00 1,55
0,00 0,90
0,00 1,77
09.30 – 10.00
0,00 1,12
0,00 0,90
0,00 1,88
Universitas Sumatera Utara
