SISTEM PENGKONDISIAN UDARA UNTUK GEDUNG PERPUSTAKAAN

  

SISTEM PENGKONDISIAN UDARA

UNTUK GEDUNG PERPUSTAKAAN

TUGAS AKHIR

  Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Program Studi Teknik Mesin

  Jurusan Teknik Mesin Diajukan oleh :

  

ARDY SUGIARTO

NIM : 065214003

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

AIR CONDITIONING (AC) SYSTEM FOR LIBRARY BUILDING FINAL PROJECT

  As partitial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree Mechanical Engineering Study Program

  Mechanical Engineering Department by

  ARDY SUGIARTO Student Number : 065214003 SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

  

PERNYATAAN

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakarta, Oktober 2009 Ardy Sugiarto

  

ABSTRAK

  Tugas Akhir ini mendeskripsikan tentang perancangan sistem pengkondisian udara untuk gedung perpustakaan, khususnya Gedung Perpustakaan Pusat USD. Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma merupakan salah gedung yang berperan penting bagi mahasiswa dan karyawan Universitas Sanata Dharma karena di tempat itulah berbagai macam ilmu pengetahuan tersedia. Setiap hari, banyak orang berkunjung ke gedung ini. Dari sebab itu, untuk menunjang seluruh kegiatan di dalamnya, maka sirkulasi udara di dalam gedung ini harus dirancang sedemikian rupa sehingga manusia di dalamnya merasa nyaman dan betah. Pengkondisian udara yang dirancang adalah menggunakan sistem sentral dengan mesin pendingin air (water chiller) dan sebuah menara pendingin (cooling tower) untuk membantu pendinginan kondenser pada chiller.

  Hal pertama yang dilakukan adalah mengetahui terlebih dahulu denah ruangan pada gedung perpustakaan tersebut. Setelah itu, dapat dihitung beban pendinginan total yang nantinya dibebankan pada mesin pendingin (water chiller). Mesin pendingin dapat dipilih sesuai dengan beban pendinginan total pada gedung. Dari hasil pemilihan mesin pendingin (water chiller), maka dapat dilakukan perancangan sistem perpipaan dan juga sistem ducting yang sesuai.

  Dari sistem perancangan yang dilakukan, dapat diperoleh kesimpulan bahwa beban pendinginan total pada Gedung Perpustakaan USD adalah sebesar 73,81 TR atau 885720 BTU / hr. Mesin pendingin air (Water Chiller) yang akan digunakan adalah Water Cooled Screw Chiller Model 110 ASC dan menara pendingin (Cooling

  

Tower ) yang akan digunakan adalah Cooling Tower Model LBC-80. Sistem

  perpipaaan yang digunakan dalam Gedung Perpustakaan USD adalah Two Pipe

  

Direct Return System sehingga air pendingin mempunyai temperatur yang sama

pada saat masuk ke setiap unit penyegar udara.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari, bahwa Penulis tidak dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini tanpa campur tangan Tuhan.

  Tugas Akhir merupakan sebagian persyaratan yang wajib ditempuh oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Tugas Akhir ini juga dapat dikatakan sebagai wujud pemahaman dari hasil belajar mahasiswa setelah mengikuti kegiatan perkuliahan selama di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Dalam Tugas Akhir ini akan dibahas mengenai perancangan sistem pengkondisian udara (AC) untuk gedung perpustakaan. Dalam Tugas Akhir tersebut, Penulis berencana untuk merancang ulang sistem AC yang semula split diubah menjadi sistem AC sentral.

  Penulis menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini juga melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, Penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada :

  1. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  5. Prof. Dr. Frans Susilo, S.J., Kepala Perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  6. Bapak Suradi yang telah menunjukkan lokasi gedung secara keseluruhan dan memberikan denah gedung.

  8. Ayah dan ibu Penulis yang telah memberikan motivasi paling kuat dan membiayai penulis dalam menyelesaikan kuliah dan Tugas Akhir ini.

  10. Kakak Penulis yang telah memberi dorongan baik sera moral maupun material.

  11. Budi Harianto dan Gani Purwanto yang telah meminjamkan berbagai fasilitas dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

  12. Teman-teman dari Teknik Mesin 2006 dan Kos Tasura 52.

  13. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

  Usaha yang Penulis lakukan sudah semaksimal mungkin, namun Penulis menyadari bahwa kemampuan Penulis terbatas termasuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, Penulis mohon maaf atas segala kekurangan dan kesalahan yang terdapat dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Saran serta kritik yang membangun dari Pembaca sangat Penulis harapkan demi perbaikan dikemudian hari.

  Penulis berharap semoga Tugas Akhir yang telah Penulis susun ini dapat memberikan manfaat bagi para Pembaca.

  Yogyakarta, Oktober 2009

DAFTAR ISI

  

HALAMAN JUDUL ……………………………………….…………………. i

TITLE PAGE …………………………………………………………………. ii

HALAMAN PENGESAHAN ………………………………………………… iii

PERNYATAAN……………………………………………………………….. iv

ABSTRAK …………………………………………………………………….. v

LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI........................................................ vi

KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii

DAFTAR ISI ………………………………………………………………….. ix

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………. xiv DAFTAR TABEL …………………………………………………………….. xvii

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang ……………………………………………………………

  1 1.2 Tujuan …………………………………………………………………….

  2 1.3 Manfaat …………………………………………………………………..

  3 1.4 Pembatasan Masalah …………………………………………………….

  3

  1.5 Tahapan Perancangan ………………………………...…………………

  5 1.6 Asumsi-asumsi yang Digunakan ……………………………………….

  5 BAB II RANCANGAN AC PADA GEDUNG PERPUSTAKAAN PUSAT

  2.2 Denah Lantai I …..............………………………………………………

  25 3.2 Perhitungan Beban Pendinginan pada Basement ………………………...

  61 3.3 Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai I .........................................

  57 3.2.8 Ruang Buku ...................................................................................

  53 3.2.7 Ruang Pengolahan dan Gudang .....................................................

  49 3.2.6 Ruang Panel Listrik ……………………………………………...

  46 3.2.5 Ruang Makan .................................................................................

  42 3.2.4 Lobby ……………………………………………………….........

  38 3.2.3 Ruang Rapat Staf ...........................................................................

  28 3.2.2 Ruang Pimpinan .............................................................................

  28 3.2.1 Ruang Administrasi ……………………………………………...

  3.1 Rumus yang Digunakan dalam Menghitung Besarnya Beban Pendinginan

  9 2.3 Denah Lantai II ...............………………………………………………..

  19 BAB III PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN

  19 2.6.4 Gambar Rancangan AC Lantai III ……………………………….

  18 2.6.3 Gambar Rancangan AC Lantai II ........………………………….

  18 2.6.2 Gambar Rancangan AC Lantai I ………………………..............

  17 2.6.1 Gambar Rancangan AC Basement ………………………….......

  2.6 Gambar Rancangan AC Lengkap ......................................................……

  2.5 Perencanaan Sistem Pengkondisian Udara ................................................ 15

  2.4 Denah Lantai III ...............……………………………………………….. 13

  11

  66

  3.3.2 Ruang Diskusi ( 1 dan 2 ) .............................................................

  4.1 Water Chiller……………………………………………........................... 112

  4.4 Skematik Lengkap Water Chiller………………………………………… 123

  4.3 Pemilihan Water Chiller…………………………………..……………… 120

  4.2 Perhitungan pada Siklus Kompresi Uap …………………………………. 119

  4.1.6 Proses penurunan tekanan ……………………………………….. 116

  4.1.5 Proses pendinginan lanjut (Subcooled)…………………………… 116

  4.1.4 Proses penurunan suhu …………………………………………… 116

  4.1.3 Proses kompresi ………………………………………………….. 115

  4.1.2 Proses pemanasan lanjut (Superheated)…………………………. . 114

  4.1.1 Proses penguapan refrigeran .…………………………………….. 114

  BAB IV PEMILIHAN WATER CHILLER DAN COOLING TOWER

  72

  3.6.2 AHU pada lantai II ......................................................................... 102

  3.6.1 AHU pada lantai I ....................................................................... 101

  3.6 Psychrometric Chart …………………………………………………….. 101

  95

  90 3.5 Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai III .......................................

  3.4 Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai II …………………………

  85

  81 3.3.5 Ruang Buku/Baca ..........................................................................

  77 3.3.4 Ruang Informasi, Penitipan Tas, dan Pendaftaran ........................

  3.3.3 Ruang Diskusi 3 …………………………………………………

  4.5 Menentukan Pompa Air Dingin dari Evaporator ke AHU dan FCU…….. 123

  4.6.1 Perhitungan Head Pompa 1 ………………………………………. 130

  4.6.2 Perhitungan Head Pompa 2 ………………………………………. 137

  BAB V RANCANGAN SISTEM PERPIPAAN DAN DUCTING

  5.1 Sistem Perpipaan ……..........................…………………………………... 139

  5.1.1 Series Loop System ……………………………………………… 139

  5.1.2 One Pipe Main System…………………………………………… 140

  5.1.3 Two Pipe Direct Return System …………………………………. 141

  5.1.4 Two Pipe Reverse Return System ……………………………….. 142

  5.2 Debit Air Pendingin Melalui Unit Penyegar Udara ……………………… 144

  5.3 Perhitungan Sistem Perpipaan Setiap Lantai …………………………….. 146

  5.3.1 Sistem Perpipaan Lantai Basement...……………………………... 150

  5.3.2 Sistem Perpipaan Lantai I ………………………………………... 153

  5.3.3 Sistem Perpipaan Lantai II ………………………………………. 155

  5.3.3 Sistem Perpipaan Lantai III ……………………………………… 157

  5.4 Perhitungan Head Pompa ………………………………………………… 159

  5.4.1 Perhitungan Head Pompa pada Lantai Basement ………………. 160

  5.4.2 Perhitungan Head Pompa pada Lantai I …………………………. 171

  5.4.3 Perhitungan Head Pompa pada Lantai II ………………………. 171

  5.4.4 Perhitungan Head Pompa pada Lantai III………………………. .. 172

  5.5 Sistem Ducting ………………..................................…………………….. 176

  BAB VI PERAWATAN MESIN PENYEGARAN UDARA

  6.1 Pemeliharaan Tata Udara (AC)................................................................... 186

  6.2 Pemeriksaan Mesin Refrigerasi................................................................... 186

  6.3 Perawatan Penyegar Udara.......................................................................... 187

  6.4 Perawatan Water Chiller.............................................................................. 189

  BAB VII KESIMPULAN

  7.1 Kesimpulan ………………………………………………………………. 190

  

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………. 192

LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma ......…

  4 Gambar 1.2 Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma ......…

  4 Gambar 2.1 Denah lantai Basement ..........................................................…

  8 Gambar 2.2 Denah lantai I ……...................................…………………......

  10 Gambar 2.3 Denah lantai II …….....................................................................

  12 Gambar 2.4 Denah lantai III …………...........................................................

  14 Gambar 2.5 Sistem Penyegaran Udara ………………………………….….

  16 Gambar 2.6.1 Air Handling Unit (AHU) …..…………………………………

  17 Gambar 2.6.2 Fan Coil Unit (FCU) .............…………………………………

  18 Gambar 2.7 Gambar rancangan lengkap AC pada lantai Basement ………..

  20 Gambar 2.8 Gambar rancangan lengkap AC pada lantai I ………………….

  21 Gambar 2.9 Gambar rancangan lengkap AC pada lantai II …………………

  22 Gambar 2.10 Gambar rancangan lengkap AC pada lantai III …………………

  23 Gambar 3.1 Sistem pengkondisian udara di dalam ruang ber-AC ………...... 105

Gambar 3.2 Diagram Psikrometri untuk beban pendinginan lantai I.....…….. 106Gambar 3.3 Diagram Psikrometri untuk beban pendinginan lantai II.....…..... 111Gambar 4.1 Skema sistem kerja water chiller ………………………………. 113Gambar 4.2 P-h diagram untuk siklus kompresi uap………………………… 113Gambar 4.3 T-s diagram untuk siklus kompresi uap........................................ 114Gambar 4.4 Skema lengkap water chiller ……………………………………

  87 Gambar 4.5 Diagram P-h untuk Water Chiller yang Digunakan..................... 118

Gambar 4.6 Water Cooled Screw Chiller………………….………………… 120Gambar 4.7 Skema lengkap water chiller……………………………………. 123Gambar 4.8 Skema pemasangan pipa saluran cooling tower dan kondenser… 126Gambar 4.9 Cooling Tower model LBC-80…………………………………. 128Gambar 4.10 Friction loss for water in Schedule 40 steel pipe – open system.. 131Gambar 4.11 Unjuk kerja pompa untuk sistem perpipaan……………………. 136Gambar 5.1 Series loop piping system ……………………………………… 140Gambar 5.2 One pipe main system ………………………………………….. 141Gambar 5.3 Two pipe direct return system …………………………………. 142Gambar 5.4 Two pipe reverse return system ………………………………... 143Gambar 5.5 Friction loss for water in schedule 40 steel pipe-closed system .. 149Gambar 5.6 Friction loss for water in copper tubbing-open or closed system. 150Gambar 5.7 Skema sistem perpipaan lantai basement............................... ...... 152Gambar 5.8 Skema sistem perpipaan lantai I ………………………………. 154Gambar 5.9 Skema sistem perpipaan lantai II ………………………………. 156Gambar 5.10 Skema sistem perpipaan lantai III ……………………………. 158Gambar 5.11 Perpipaan sistem terbuka ................……………………………. 159Gambar 5.12 Friction loss for air flow in galvanized steel round ducts ……… 179Gambar 5.13 Equivalent round duct sizes ……………………………….…… 180Gambar 5.14 Skema sederhana sistem ducting AHU1 lantai II ……………… 182Gambar 6.6 Skema sederhana sistem ducting untuk AHU1 pada lantai II …. 136Gambar 6.7 Skema sederhana sistem ducting untuk AHU2 pada lantai II …. 137Gambar 6.8 Skema sederhana sistem ducting untuk AHU3 pada lantai II …. 139Gambar 6.9 Skema sederhana sistem ducting untuk AHU pada lantai III …. 141

  DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Kondisi udara kering dalam ruangan rancangan …………………

  29 Tabel 3.2 Koefisien perpindahan panas …………………………………......

  29 Tabel 3.3 Koefisien perpindahan panas melalui dinding ……………………

  30 Tabel 3.4 Solar Heat Gain Factors untuk kaca………………………………

  33 Tabel 3.5 Shading Coefficients untuk kaca………………………………….

  33 Tabel 3.6 Cooling Load Factors untuk kaca…………………………………

  34 Tabel 3.7 Sensibel dan Laten Heat Gain pada manusia ……………………..

  35 Tabel 3.8 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Administrasi……… 37 Tabel 3.9 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Pimpinan………….

  39 Tabel 3.10 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Rapat Staf…………

  45 Tabel 3.11 Data Perhitungan Beban Pendinginan Lobby……………………..

  48 Tabel 3.12 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Makan……………..

  52 Tabel 3.13 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Panel Listrik……....

  56 Tabel 3.14 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Pengolahan&Gudang

  60 Tabel 3.15 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Buku………………

  65 Tabel 3.16 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Seminar……………

  71 Tabel 3.17 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Diskusi 1&2.............

  76 Tabel 3.18 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Diskusi 3..................

  80 Tabel 3.19 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Informasi,dll............

  84 Tabel 3.20 Data Perhitungan Beban Pendinginan Ruang Baca/Buku lantai.1..

  89

Tabel 3.22 Koefisien perpindahan panas melalui atap......................................

  96 Tabel 3.23 Data Perhitungan Beban Pendinginan Lantai.3............................... 100

Tabel 4.1 Data dari Diagram P-h untuk Water Chiller yang Digunakan.....… 117Tabel 4.2 Data Teknis dari Water Cooled Screw Chiller...…………………. 121Tabel 4.3 Spesifikasi Water Chiller yang digunakan …………………….. 122Tabel 4.4 Spesifikasi data Cooling Tower yang digunakan…………………. 127Tabel 4.5 Spesifikasi Cooling Tower yang digunakan ……………………. 129Tabel 4.6 Equivalent Feet of Pipe for Piping and Valves…………………… 132Tabel 4.7 Data-data perhitungan Head Pompa 1 …………………………… 135Tabel 4.8 Data-data perhitungan Head Pompa 2 …………………………… 138Tabel 5.1 Hasil perhitungan laju aliran air pendingin ………………………. 145Tabel 5.2 Data-data sistem perpipaan lantai basement .................................. 151Tabel 5.3 Data-data sistem perpipaan lantai I ……………………………… 153Tabel 5.4 Data-data sistem perpipaan lantai II……………………………… 155Tabel 5.5 Data-data sistem perpipaan lantai III …………………………… 157Tabel 5.6 Kerugian tekanan pada beberapa komponen sistem perpipaan ….. 162Tabel 5.7 Data-data perhitungan Head Pompa perpipaan lantai basement….. 170Tabel 5.8 Data-data perhitungan Head Pompa perpipaan lantai I ………….. 173Tabel 5.9 Data-data perhitungan Head Pompa perpipaan lantai II………….. 174Tabel 5.10 Data-data perhitungan Head Pompa perpipaan lantai III .……….. 175Tabel 5.11 Recommended maximum duct velocity for low velocity system ... 178Tabel 5.12 Hasil perhitungan ukuran ducting AHU 1 lantai II……………...... 182Tabel 5.14 Hasil perhitungan Pressure Loss ducting pada AHU 1 lantai I…... 185

  1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Pada masa sekarang, kebutuhan hidup manusia kian lama kian kompleks. Kebutuhan akan rasa nyaman merupakan salah satu kebutuhan terpenting yang didambakan setiap manusia di dunia. Berbagai macam usaha telah dilakukan manusia untuk memenuhi kebutuhan akan rasa nyaman tersebut. Salah satu usaha tersebut yaitu dengan mengusahakan lingkungan yang sejuk, segar, dan bebas dari polusi, khususnya polusi udara. Kita tahu bahwa semakin hari, kita semakin sulit untuk menemukan lingkungan yang sedemikian rupa.

  Dalam keadaan seperti ini, manusia dituntut untuk melakukan berbagai jenis kegiatan/aktivitas. Namun, dengan keadaan udara yang panas, kotor, dan kurangnya suplai oksigen yang kita hirup dalam udara dapat menyebabkan manusia lebih cepat lelah, ngantuk, malas beraktivitas, atau bahkan dapat menimbulkan penyakit-penyakit yang berhubungan dengan pernapasan.

  Udara kotor dapat disebabkan karena berbagai macam polusi udara. Polusi udara itu antara lain bersumber dari asap knalpot, asap rokok, asap dari pabrik-pabrik industri, asap dari warung-warung kaki lima, bakteri/virus/jamur, atau bau keringat manusia sendiri. Kualitas udara kotor

  2 seperti ini sangatlah bertolak belakang dengan udara di daerah pantai, pegunungan, atau pedesaan yang masih sangat segar dan bebas dari polusi.

  Berbagai upaya telah dilakukan manusia untuk mengurangi panasnya udara. Salah satunya adalah dengan menggunakan AC (Air Conditioning).

  AC dapat digunakan pada bangunan maupun pada kendaraan. AC pada bangunan dapat berupa AC central atau AC split. Untuk bangunan besar yang mempunyai kapasitas yang banyak, lebih cocok digunakan AC central daripada AC split. Sistem AC central ini mungkin terdiri dari satu atau lebih mesin pendingin air (water chiller) dan mesin pemanas air yang diletakkan di satu ruangan mesin.

  Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma merupakan salah gedung yang berperan penting bagi mahasiswa dan karyawan Universitas Sanata Dharma karena di tempat itulah berbagai macam ilmu pengetahuan tersedia. Setiap hari, banyak orang berkunjung ke gedung ini.

  Dari sebab itu, untuk menunjang seluruh kegiatan di dalamnya, maka sirkulasi udara di dalam gedung ini harus dibuat sedemikian rupa sehingga manusia di dalamnya merasa nyaman dan betah.

1.2 Tujuan 1. Membuat udara nyaman bagi orang yang ada di dalam ruangan.

  2. Mengatur kelembaban udara (RH) di dalam suatu ruangan.

  3. Menyuplai udara segar ke dalam ruangan.

  3

  5. Mengatur distribusi udara dalam ruangan sehingga suhu dan kelembabannya merata.

  6. Mengeluarkan udara kotor yang ada dalam ruangan.

  o o

  7. Menjaga suhu standar (25 C + 1 C).

  1.3 Manfaat

  1. Mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh pada perkuliahan, khususnya pada mata kuliah Pesawat Pendingin dan Pemanas.

  2. Mengetahui besarnya beban pendinginan pada setiap ruangan.

  3. Meningkatkan efektifitas dan produktivitas kerja bagi orang yang berada dalam ruangan.

  1.4 Pembatasan Masalah

  Pembatasan masalah dalam perancangan ini adalah merancang ulang sistem pengkondisian udara (AC) yang diperuntukkan bagi Gedung Perpustakaan yang semula menggunakan sistem AC split dan air ducting diubah menjadi sistem AC central. Sistem AC central tersebut dirancang dengan dengan sistem pendinginan air (water chiller).

  Gedung Perpustakaan yang dimaksud dalam hal ini adalah Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma yang terletak di Jalan Affandi, Mrican, Tromol Pos,Yogyakarta.

  4 Gedung perpustakaan tersebut terdiri dari 3 lantai, dengan tambahan lantai ke 4 sebagai bassement. Bangunan tersebut dapat dilihat pada Gambar

  1.1 dan Gambar 1.2 .

Gambar 1.1 Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma

  1.5 Tahapan Perancangan 1. Melakukan survey terhadap bangunan yang dimaksudkan.

  2. Menggambar denah ruangan-ruangan pada setiap lantai.

  2. Menggambar rancangan lengkap sistem pengkondisian udara, baik ducting maupun sistem perpipaannya.

  3. Melakukan perhitungan beban pendinginan pada setiap ruangan di seluruh lantai.

  4. Menentukan water chiller dan cooling tower yang akan digunakan sesuai dengan beban pendinginan.

  5. Merancang sistem perpipaan dan sistem ducting.

  6. Kesimpulan perancangan dan penutup.

  1.6 Asumsi-asumsi yang Digunakan

  1. Pada semua lantai, sistem pengkondisian udara menggunakan Air Handling Unit (AHU) dan Fan Coil Unit (FCU).

  2. FCU hanya digunakan pada ruangan yang kecil (misal ruangan Kepala Perpustakaan).

  3. Pada koridor tangga dan wc dari setiap lantai tidak dikondisikan karena diasumsikan udara segar dapat bersirkulasi melalui pintu dan jendela - jendela yang terbuka.

  4. Waktu perancangan adalah bulan Oktober yang merupakan bulan terpanas di Indonesia pada pukul 14.00 WIB, dimana diasumsikan pada jam ini

  5. Kondisi udara di luar ruangan Asumsi (diambil pada bulan Oktober yang merupakan bulan terpanas di Indonesia) : Temperatur bola kering (DB) = 32 °C (90 F)

  o

  Temperatur bola basah (WB) = 27 C (80,6 F)

  o

  Rancangan temperatur luar rerata = 31,1 C (88 F)

  6. Kondisi udara di dalam lobby-lobby serta tempat – tempat lainnya yang tidak terkena radiasi langsung sinar matahari dan tidak dikondisikan diasumsikan :

  o

  Temperatur bola kering: 30 C (86 F)

  o

  Temperatur bola basah: 25,28 C (77,5 F)

  o o 7. Lokasi perancangan, diasumsikan terletak pada 6 LS dan 107 BT.

  8. Faktor koreksi untuk RSHG di setiap ruangan (Fc) = 1

  9. Dalam hal ini, aliran udara (infiltrasi) yang melalui celah-celah sengaja tidak diperhitungkan.

  10. Untuk ventilasi, diasumsikan setiap orang membutuhkan udara segar sebanyak 10 CFM.

  11. Pada sambungan ducting juga diasumsikan terdapat kebocoran sebesar 5% dari total CFM.

  12. Selain itu, dibutuhkan suatu unit untuk menghembuskan udara suplai, diasumsikan supply air fan gain (draw through) sebesar 2,5%.

BAB II RANCANGAN AC PADA GEDUNG PERPUSTAKAAN PUSAT

2.1 Denah Lantai Basement

  Denah lantai Basement pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1. Denah lantai Basement tersebut terdiri dari beberapa ruangan sebagai berikut : A : ruang administrasi B : ruang pimpinan C : ruang rapat staf D : lobby E : ruang makan F : pantry G : gudang alat H : ruang panel listrik I : ruang pengolahan & gudang J : WC K : Tangga L : ruang buku M : ruang pelayanan

Gambar 2.1 Denah lantai Basement pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma

2.2 Denah Lantai I

  Denah lantai I pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.2. Denah lantai I tersebut terdiri dari beberapa ruangan sebagai berikut : A : ruang seminar 1 L : ruang fotocopi B : ruang seminar 2 M : ruang informasi C : ruang seminar 3 N : ruang penitipan tas D : ruang seminar 4 O : ruang pendaftaran E : ruang diskusi 1 P : tangga F : ruang diskusi 2 Q : ruang pameran buku/majalah G : lobby R : pintu masuk H : pantry S : ruang pelayanan I : gudang alat T : ruang katalog J : wc U : ruang buku/baca K : ruang diskusi 3 Ruang pelayanan merupakan ruangan besar yang terdiri dari ruang katalog, ruang sirkulasi, ruang administrasi, dll. Selain itu, juga terdapat ruang kerja untuk para karyawan perpustakaan.

  edung Perpustakaan Sanata Dharma

Gambar 2.2 Denah lantai I pada G

2.3 Denah Lantai II

  Denah lantai II pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.3. Denah lantai II tersebut terdiri dari beberapa ruangan sebagai berikut : A : ruang buku/baca B : wc C : lobby tangga D : ruang pelayanan

Gambar 2.3 Denah lantai II pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma

2.4 Denah Ruangan Lantai III

  Denah lantai III pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.4. Denah lantai III tersebut terdiri dari beberapa ruangan sebagai berikut : A : ruang work station B : lobby C : wc D : ruang printer E : ruang buku/baca F : ruang pelayanan

  Ruangan work station pada lantai III gedung ini merupakan suatu ruangan besar yang sering digunakan sebagai tempat mahasiswa mengakses internet atau sekedar mengetik. Ruangan tersebut mempunyai kapasitas kurang lebih 50 orang. Di samping ruang work station terdapat lobby yang menuju pada anak tangga.

Gambar 2.4 Denah lantai III pada Gedung Perpustakaan Sanata Dharma

2.5 Perencanaan Sistem Pengkondisian Udara Sistem pengkondisian udara terdiri dari berbagai macam jenis.

  Sedangkan sistem pengkondisian udara yang umum digunakan adalah sistem udara penuh, sistem air penuh, sistem air-udara, dan sistem penyejuk udara tunggal (AC split). (Sumber : Penyegaran Udara, Wiranto Arismunandar)

  Dari berbagai sistem pengkondisian udara yang ada, dipilih pengkondisian udara dengan sistem udara penuh (all-air type air conditioning ). Sistem ini dipilih karena memiliki beberapa keuntungan, antara lain :

  systems 1. Konstruksinya sederhana.

  2. Perancangan, pemasangan, pemakaian, dan perawatannya relatif lebih mudah.

  3. Biaya pemasangan, operasi, dan perawatannya relatif murah.

  4. Memiliki tingkat fleksibilitas yang tinggi.

  Sistem pengkondisian udara penuh memiliki beberapa komponen utama yang dapat dilihat pada Gambar 2.5. Komponen-komponen tersebut adalah sebagai berikut :

  1. Sistem pembangkit kalor, mesin refrigerasi, menara pendingin, dan ketel uap.

  2. Sistem perpipaan, yaitu pipa refrigeran, pipa air, dan pompa.

  3. Penyegar udara, yang terdiri atas saringan udara, pendingin udara, pemanas udara, dan pelembab udara.

  4. Sistem saluran udara, yang terdiri atas kipas udara (fan) dan saluran udara

Gambar 2.5 Sistem Penyegaran Udara (Penyegaran Udara, Wiranto

  Arismunandar)

  Cara kerja dari sistem di atas yaitu udara dari luar dan udara dalam ruangan yang dimasukkan kembali ke dalam mesin pengkondisian udara bercampur dan kemudian menuju ke dalam saringan udara (filter) yang berfungsi menyaring debu yang ada dalam udara (proses filtrasi) sehingga diperoleh udara bersih.

  Untuk proses pendinginan udara, udara bersih kemudian didinginkan oleh pendingin udara dan dikeringkan oleh koil pengering. Alat pendingin udara ini merupakan pipa-pipa atau koil yang dialiri air dingin dari water chiller (pendingin air) atau dari refrigeran cair yang dipompa atau mengalir sendiri karena adanya tekanan dari refrigeran itu sendiri.

  Sedangkan untuk proses pemanasan, udara bersih dipanaskan oleh pemanas udara yang dimaksud merupakan pipa-pipa atau koil yang dialiri uap panas atau uap panas dari ketel uap.

  2.6 Gambar Rancangan AC Lengkap

  Sistem pengkondisian udara yang digunakan untuk pendinginan di Gedung Perpustakaan Pusat ini memanfaatkan AHU (Air Handling Unit) untuk ruangan besar dan FCU (Fan Coil Unit) untuk ruangan kecil.

  Ruangan-ruangan yang menggunakan FCU bertujuan agar suhu udaranya dapat diatur sesuai dengan keinginan penghuni di dalam ruangan tersebut, bahkan dapat dimatikan bila diinginkan. Sedangkan bila menggunakanan AHU, kondisi udara tidak dapat diatur sesuai keinginan dan tidak dapat dimatikan sewaktu-waktu. Gambar AHU dapat dilihat pada . Sedangkan gambar FCU dapat dilihat pada Gambar 2.6.2.

  Gambar 2.6.1.

Gambar 2.6.1 Air Handling Unit (AHU) (Penyegaran Udara, Wiranto

  Arismunandar)

Gambar 2.6.2 Fan Coil Unit (FCU) (Penyegaran Udara, Wiranto

  Arismunandar)

  Untuk ruangan- uangan seperti wc, koridor tangga, dan ruangan yang selalu terbuka sengaja dirancang untuk tidak dikondisikan (dipasang AC). Hal ini bertujuan untuk menghemat biaya pemasangan AC dan mengurangi beban pendinginan pada gedung.

  2.6.1 Gambar Rancangan AC Basement

  Gambar rancangan lengkap pemasangan AC pada basement dapat dilihat pada Gambar 2.7. Untuk lantai basement, ada beberapa ruangan yang menggunakan FCU (Fan Coil Unit), ruangan-ruangan tersebut antara lain ruang administrasi, ruang pimpinan, ruang rapat staff, ruang makan, dan ruang panel listrik. Sedangkan untuk wc sengaja tidak dikondisikan karena sudah memanfaatkan sirkulasi udara dari lubang ventilasi.

  2.6.2 Gambar Rancangan AC Lantai I

  Gambar rancangan lengkap pemasangan AC pada lantai I dapat dilihat pada Gambar 2.8. Untuk lantai I, ada beberapa ruangan yang lain ruang seminar, ruang diskusi,dan ruang fotocopi. Bagian lobby tidak dikondisikan karena udara dapat bersirkulasi dengan bebas lewat pintu masuk dan jendela-jendela yang selalu terbuka. Sedangkan ruang pameran buku, ruang informasi, ruang penitipan tas, dan ruang pendaftaran terhubung langsung dengan lobby tanpa adanya pembatas atau penyekat sehingga udara bebas bersirkulasi.

  2.6.3 Gambar Rancangan AC Lantai II

  Gambar rancangan lengkap pemasangan AC pada lantai II dapat dilihat pada Gambar 2.9. Untuk lantai II, hanya digunakan AHU karena tidak ada ruangan yang kecil pada lantai tersebut. Ruang pelayanan menjadi satu dengan ruang buku/baca yang hanya dibatasi oleh meja.

  Sedangkan untuk wc sengaja tidak dikondisikan karena sudah memanfaatkan sirkulasi udara dari lubang ventilasi.

  2.6.4 Gambar Rancangan AC Lantai III

  Gambar rancangan lengkap pemasangan AC pada lantai III dapat dilihat pada Gambar 2.10. Untuk lantai III, semua ruangan dikondisikan dengan menggunakan AHU karena tidak ada ruangan yang kecil pada lantai tersebut. Ruang printer menjadi satu dengan ruang buku/baca yang hanya dibatasi oleh meja dan sekat tipis. Sedangkan untuk wc sengaja tidak dikondisikan karena sudah memanfaatkan sirkulasi udara dari lubang ventilasi.

  20 Gambar 2.7 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai Basement Gambar 2.7 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai Basement

  20

Gambar 2.8 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai I Gambar 2.8 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai IGambar 2.9 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai II Gambar 2.9 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai IIGambar 2.10 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai III Gambar 2.10 Gambar rancangan lengkap AC pada Lantai III

BAB III PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN Secara geografis, Gedung Perpustakaan Pusat Universitas Sanata Dharma

  o o

  terletak di kota Yogyakarta yaitu pada 7,48 LS dan 110,22 BT. Namun dalam hal ini, untuk menentukan beberapa parameter, digunakan kota Jakarta sebagai acuan

  o o perancangan yang terletak pada 6 LS dan 107 BT.

  Gedung Perpustakaan ini didirikan untuk mendapatkan perlindungan dan lingkungan dalam yang nyaman, sehingga penghuninya terhindar dari keadaan luar yang berubah-ubah. Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatannya merupakan suatu kriteria penting suksesnya rancangan suatu gedung.

  Walaupun pengaturan kondisi di dalam ruangan biasanya dilakukan dengan sistem pendinginan yang aktif, tetapi perancangan pengkondisian udara (AC) harus memperhitungkan besarnya beban pendinginan yang berlaku.

  Perhitungan beban pendinginan ini digunakan untuk mengira kapasitas yang diperlukan dalam berbagai peralatan/mesin pendingin yang sesuai, baik itu mesin penyegar udara (AHU dan FCU), maupun mesin refrigerasi atau dalam hal ini menggunakan water chiller. Selain itu, perhitungan beban pendinginan sangat diperlukan dalam perancangan sistem ducting dan sistem perpipaan.

  Untuk melakukan perhitungan besarnya beban pendinginan, akan diasumsikan bahwa panas yang masuk ke dalam ruangan dan yang sudah ada dalam ruangan tersebut adalah berada dalam kondisi yang mendekati harga ekstrim

3.1 Rumus yang Digunakan dalam Menghitung Besarnya Beban Pendinginan

  1) Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, langit–langit/ atap, lantai, dan pintu pada bangunan Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, langit – langit/atap, lantai, partisi, dan pintu pada bangunan dihitung dengan menggunakan persamaan:

  Q = U × A × ∆ T (BTU/hr)............................................................... (3.1)

  Dengan :

  U : Koefisien perpindahan kalor konduksi total dari kaca, dinding, langit-

  2

  langit/atap, lantai, dan pintu pada bangunan (BTU/hr. ft . F)

  A : Luas permukaan kaca, dinding, langit – langit/atap, lantai,

2)