STUDI PADA KUALITAS UDARA DALAM RUANGAN
STUDI PADA KUALITAS UDARA DALAM RUANGAN, PENGARUH
VENTILASI NATURAL TERHADAP PENURUNAN KADAR CO DI
LABORATORIUM PRESTASI MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA DENGAN SIMULASI
Dwinanto, Erny Listijorini
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Jalan Jend.Sudirman Km.03 Cilegon Banten
dwinanto@ft-untirta.ac.id, listijorini99@yahoo.com
Abstrak
Pengembangan potensi peserta didik dapat ditingkatkan tidak hanya dengan kegiatan belajarmengajar di kelas saja. Praktikum merupakan supplement disamping pengetahuan secara teoritis.
Ketika sarana pendukung laboratorium (alat praktikum) berupa motor bakar digunakan praktikum,
hasil gas buang yang dilepaskan dapat berbahaya bagi pengguna ruangan tersebut. Dengan melihat
potensi ruangan yang cukup besar dengan pintu masuk lab terbuka setiap dilangsungkannya
praktikum, serta jumlah motor bakar yang masih sedikit maka pengaruh buruk karbon monoksida
tidak akan berpengaruh signifikan terhadap kesehatan manusia yang bekerja di laboratorium.
Metode yang digunakan dengan menggunakan analisa numerik melalui simulasi. Hasil simulasi
menunjukan kandungan karbon monoksida lebih kecil nilainya dari nilai ambang batas yang
dipersyaratkan ASHRAE, sehingga ruang lab tersebut masih aman untuk digunakan praktikum.
Kata kunci : laboratorium, motor bakar, karbon monoksida, simulasi, nilai ambang batas ASHRAE
Abstract
Potential development of student could improve not only by class activity. Class project was
supplement beside theoretical knowledge. When laboratory equipment, in this case combustion
engine used as research object, the exhaust gas from it could be harmful to occupant. In other hand,
by visual size of the laboratory was large and quantity of combustion engine was limited than
negative effect monoxide carbon will less dangerous to occupant. Numerical analyses will be
conducted as research method. Simulation result showed monoxide carbon value is lower than
standard value of ASHRAE, that interpreted the laboratory is safe to use.
Keywords :laboratory, combustion engine, monoxide carbon, simulation,
ASHRAE
standard value of
1. Pendahuluan
Penciptaan kondisi belajar yang nyaman sangat penting bagi peserta didik dan pengajar. Salah
satu pendukung dalam proses belajar itu adanya laboratorium yang menjadi sarana pengaplikasian
ilmu yang didapat. Untuk lebih spesifiknya pada bidang keahlian teknik mesin, peserta didik
mengetahui secara aktual prestasi motor bakar. Oleh karena itu salah satu laboratorium yang
mendukung pengembangan potensi tersebut, laboratorium prestasi mesin yang berlokasi di kampus
Fakultas Teknik dibawah tatakelola jurusan Teknik Mesin. Sekilas deskripsi yang mewakili kondisi
laboratorium tersebut terdapat bermacam motor bakar, sehingga ketika seluruh motor bakar tersebut
digunakan dalam masa praktikum, maka gas buang yang dihasilkan dari pembakaran motor bakar
tersebut akan berbahaya untuk pengguna laboratorium. Sehingga hal ini menjadi penting untuk
dilakukan suatu analisa sebaran pollutant sebagai awal menuju laboratorium pendukung kegiatan
belajar mengajar yang sehat dan aman.
Pola sebaran gas buang yang dilepaskan dari motor bakar akan bergerak secara acak serta terdistribusi
keseluruh ruangan (Halliday & Resnick, 1978). Untuk mengetahui pola sebarannya akan dilakukan
dengan metode simulasi dengan menggunakan perangkat lunak. Adapun secara umum tahapan dalam
simulasi ini antara lain, pre-processing ; memasukan beberapa variable yang dibutuhkan sehingga siap
untuk diproses (processing) yang selanjutnya menghasilkan nilai kandungan gas buang yang dianalisa.
Hasil analisa (post processing) akan dibandingkan dengan nilai kandungan yang diijinkan oleh
ASHRAE (American Society Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers). Jika hasil
simulasi berada di bawah standar nilai kandungan yang diijinkan, maka kandungan gas buang tersebut
tidak berbahaya. Jika hasil simulasi berada di atas standar nilai kandungan yang diijinkan, kandungan
gas buang berbahaya untuk pengguna ruangan. Hasil penelitian ini akan digunakan untuk penelitian
lanjutan dengan menambahkan unit ventilator mekanik yang sesuai dengan kebutuhan.
2. Tinjauan Pustaka
Indoor Air Quality
Kualitas udara dalam ruangan menjadi faktor penting untuk dijadikan perhatian lebih. Hal ini
berkaitan dengan tingkat aktifitas manusia yang menggunakan waktunya hampir 90 persen dihabiskan
dalam ruangan (L.Jenkins, J.Phillips, J.Mulberg, & P.Hui, 1992). Oleh karena itu, beberapa hal yang
harus diperhatikan untuk mendapatkan kualitas udara indoor yang baik diantaranya kualitas
lingkungan sekitar yang mempengaruhi dan tingkat metabolisme manusia yang beraktifitas
didalamnya juga hal lain yang mempengaruhi (ASHRAE, 2009).
Kenyamanan Thermal
Tingkat kenyamanan thermal dipengaruhi oleh beberapa variabel diantaranya :
1. Temperatur udara; temperatur udara disekitar individu.
2. Temperatur radiant; temperatur dari objek yang menghasilkan panas.
3. Kecepatan angin; distribusi dari udara yang bergerak.
4. Kelembaban udara relatif; jumlah uap air yang terdapat di udara dengan kondisi temperatur
saat itu.
5. Nilai insulasi pakaian; mengacu pada nilai kalor yang diinsulasi pakaian pada setiap pengguna
ruangan.
6. Tingkat metabolisme ; nilai metabolisme (kegiatan) pengguna ruangan.
Lingkungan Dalam Ruangan yang Sehat
Lingkungan dalam ruangan yang sehat berkaitan dengan tingkat kesehatan pengguna ruangan, diukur
dengan nilai kandungan kontaminan pada ruangan tersebut (Brohus, 1997). Menurut World Health
Organization definisi dari sehat adalah keadaan sepenuhnya sehat dan tidak menderita sakit
sedikitpun, dan hak manusia untuk sehat dilingkungan dalam ruang termasuk hak menghirup udara
yang bersih dengan suhu yang nyaman serta hak sehat dan nyaman secara visual.
Klasifikasi Kontaminasi Udara
Kontaminasi udara dikelompokan menjadi dua jenis bentuk; partikulat dan gas. Untuk jenis pencemar
yang dibahas pada penelitian ini digunakan jenis kontaminan berbentuk gas (inorganic), adapun jenis
pencemaran gas dapat dilihat berikut ini :
Tabel 1 Gas (inorganic) serta karakteristiknya (ASHRAE, 2009)
Adapun propertis fisik dari gas yang dianalisa dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Properti fisik dari gas karbon monoksida (ASHRAE, 2009)
Chemical and Physical Properties
Contaminant
Family CAS number BP, °C Sat, VP
Carbon monoxide
3
630-08-0
-91
> 6000
Tabel 2
M
28
Pada properti fisik CO yang diberikan pada tabel 2, dimana karbon monoksida ini termasuk pada
kelompok grup nomor 3 (menggacu pada tabel 1. Gas (inorganic) serta karakteristiknya). Selanjutnya
gas ini memiliki CAS number yang mengacu pada chemical abstracts services yang terregistrasi
dengan identifikasi nomor 630-80-0. Berikutnya nilai penguapan dari gas karbon monoksida (boiling
point) pada kondisi tekanan 1 atmosfir, bereaksi saat temperatur -91°C. Untuk nilai tekanan yang
ditunjukan pada tabel diatas memiliki deskripsi kondisi karbon monoksida akan berada pada titik
saturasi uap saat nilai tekanannya lebih dari 6000 kPa. Simbol M pada tabel diatas menunjukan nilai
massa molar dari karbondioksida sebesar 28 kg/kmol molar mass.
Nilai Kandungan Kontaminan yang Diijinkan
Pada bagian batas nilai kandungan standar (nilai kontaminan yang diijinkan) digunakan nilai standar
yang diakui ASHRAE; NIOSH (The National Institute for Occupational Safety and Health) dan
OSHA (Occupational Safety and Health Administration). Untuk nilai standar karbon monoksida
dalam ruangan yang diijinkan oleh ASHRAE (American Society Heating Refrigerating and Air
conditioning Engineers) dapat dilihat sebagai berikut :
Tabel 3
Standar nilai kontaminan karbondioksida yang diijinkan (ASHRAE, 2009)
Standar Acuan ASHRAE
Jenis Kontaminan
NIOSH
OSHA
35 ppm
50 ppm
Karbon monoksida
200 ppm [C]
3. Simulasi
Tahapan simulasi pada penelitian ini akan dianalisa kandungan kontaminan yang tersebar keseluruh
ruangan laboratorium. Berikut tahapan dalam penginputan data :
Building idealization
Schematic
representation
Define building
component
Simulation
Review & Record
Gambar 1 Tahapan dalam simulasi
1. Mendeskripsikan objek yang akan dilakukan simulasi.
2. Membuat skema yang merepresentasikan objek yang akan dianalisa.
3. Memasukan variable yang dibutuhkan dalam simulasi serta meng-inputkan building
component flow seperti jendela pintu dan lain sebagainya.
4. Melakukan simulasi dari parameter yang sudah dimasukan pada langkah sebelumnya.
5. Melaukan tahapan review fenomena sebaran juga pencatatan hasil simulasi.
Deskripsi Objek Simulasi
Objek simulasi yang akan direpresentasikan pada pemodelan ini dilakukan pada bangunan
laboratorium prestasi mesin. Posisi dari ruang lab ini berada di lantai dasar dengan bagian ruangannya
antara lain : area laboratorium, ruang kerja dosen dan ruang assisten lab. Luas lantai total dari
laboratorium ini sebesar 76 m². Adapun bagian layout denah ruang lab prestasi mesi dapat dilihat
sebagai berikut :
Gambar 2 Layout laboratorium prestasi mesin FT. Untirta
Sistem Ventilasi Aktual
Ventilasi aktual yang ada pada lab prestasi mesin hanya menggunakan bukaan pintu saja. Untuk
memberikan ilustrasi ventilasi aktual yang ada, dapat direpresentasikan pada gambar di bawah ini :
Gambar 3 Ilustrasi ventilasi natural (anonimus)
Sistem ventilasi yang ada mengandalkan sistem ventilasi natural dengan mengandalkan bukaan pintu
utama laboratorium.
List Zona pada Tahap Simulasi
Pembagian ruangan pada denah layout yang terlihat pada gambar 2 (Gambar 2. Layout laboratorium
prestasi mesin FT. Untirta) direpresentasikan dengan zona saat tahap pre-processing. Adapun list zona
yang digunakan dapat dilihat sebagai berikut :
Tabel 4
List zona pada skecthpad CONTAM
Pengidentifikasian Zona pada
No
Bagian Ruangan
1.
Laboratorium
1
2.
Ruang Kerja Dosen
2
3.
Ruang Kerja Asisten
3
Sketchpad CONTAM
List Air Leakage Building Component
Langkah berikutnya pada bagian pre-processing, mendeskripsikan bagian-bagian komponen yang ada
pada ruang lab. Bagian-bagian komponen ruangan tersebut antara lain :
Tabel 5 List air leakage building component
No Posisi
Keterangan
1
Lab/eksterior
Pintu utama
2
Lab/eksterior
Jendela
3
R.Asisten/eksterior
Jendela
4
Lab/R.Asisten
Pintu
5
Lab/R.Dosen
Pintu
6
Lab/R.Dosen
Jendela
7
Lab/eksterior
Loster
8
Lab/eksterior
Loster
Okupansi
Sumber pencemar udara yang digunakan pada simulasi ini, menggunakan sumber penghasil pollutant
dari motor bakar. Berikut ini dapat terlihat detail waktu beserta jumlah motor bakar yang digunakan :
Tabel 6 Tabel okupansi air leakage building component
Jumlah
No
Hari
motor bakar
Periode motor bakar digunakan
yang aktif
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
1
Senin
2
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
2
Selasa
2
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
3
Rabu
2
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
4
Kamis
2
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
5
Jumat
3
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
6
Sabtu
0
Engine off
7
Minggu
0
Engine off
Properti Gas Pencemar
Properti fisik yang digunakan pada simulasi memiliki nilai berat molekul karbok monoksida sebesar
44.01 kg/kmol dengan generation rate sebesar 0,006781944 μg/s [8]
Data Cuaca yang Digunakan
Data cuaca transient yang digunakan menggunakan data cuaca transient Jakarta. Data cuaca transient
ini dipilih berdasarkan letak geografis yang terdekat dengan Cilegon serta available pada database
transient weather CONTAM. Data cuaca transient dapat terlihat sebagai berikut :
Gambar 4 Transient weather data
Processing
Tahapan ini dilakukan dengan menggunakan variabel pre-processor ; air leakage building component,
schedule occupant, properties karbon monoksida serta transient weather data pada program
CONTAM.
Gambar 5 Tampilan sketchpad CONTAM
4. Hasil
Gambar 6 Hasil simulasi
5. Diskusi
Berdasarkan hasil grafis yang didapatkan dapat dianalisa beberapa aspek, diantaranya :
1. Perioda pemilihan hasil analisa digunakan data 20 januari 2013 hingga tanggal 26 januari
2013 didasarkan pada sebaran kontaminan akan memiliki resiko yang terbesar mengakibatkan
kerugian pada manusia ketika temperatur udara ambien dalam satu tahun mencapai posisi
temperatur terendah , secara grafis dibulan Januari.
2. Standar nilai ambang batas yang di tentukan oleh NIOSH sebesar 35 ppm dengan periode
waktu 8 jam dan OSHA sebesar 50 ppm dalam perioda waktu 8 jam. Berdasarkan hasil grafis
nilai kandungan kontaminan karbon monoksida tertinggi bernilai 3.76x10-4 ppm pada ruang
assisten, 5.21x10-4 ppm pada ruang dosen dan 1.27x10-4 ppm pada ruang laboratorium. Hal
ini menjadi pembuktian jika ventilasi natural yang aktual difungsikan sudah cukup untuk
memenuhi kebutuhan fresh air pada seluruh bagian ruangan.
6. Kesimpulan dan Saran
Merujuk pada hasil analisis yang dilakukan, nilai kontaminasi yang ada pada laboratorium prestasi
mesin nilainya lebih kecil dari pada nilai standar ambang batas yang ditentukan oleh ASHRAE.
Sehingga hipotesis yang diambil mendekati jawaban yang benar.
Saran
Saran agar ketika terdapat penambahan motor bakar jenis yang lain, untuk diperhitungkan kembali
sebaran kontaminasi dari gas buang untuk menghindari hal merugikan bagi kesehatan manusia
(okupan) yang melakukan kegiatan di laboratorium tersebut. Jika hasil analisanya menunjukan nilai
kandungan karbon monoksida melebihi nilai ambang batas, maka penambahan ventilasi mekanik
diperlukan.
Daftar Pustaka
anonimus. (n.d.). Retrieved November 16, 2013, from
http://www.extension.purdue.edu/extmedia/ae/images/AE-97.fig2.jpg
ASHRAE. (2009). Chapter thermal comfort. In ASHRAE, ASHRAE Standard.
Brohus, H. (1997). Personal exposure to contaminant source in ventilated room.
Halliday, D., & Resnick, R. (1978). Physics, 3rd edition., chapter theory of kinetic gas. John Wiley &
Sons.
L.Jenkins, J.Phillips, T., J.Mulberg, E., & P.Hui, S. (1992). ctivity pattern of Californians : use of and
proximity to indoor pollutant sources. Atmospheric Environment, 2141-2148.
VENTILASI NATURAL TERHADAP PENURUNAN KADAR CO DI
LABORATORIUM PRESTASI MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA DENGAN SIMULASI
Dwinanto, Erny Listijorini
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Jalan Jend.Sudirman Km.03 Cilegon Banten
dwinanto@ft-untirta.ac.id, listijorini99@yahoo.com
Abstrak
Pengembangan potensi peserta didik dapat ditingkatkan tidak hanya dengan kegiatan belajarmengajar di kelas saja. Praktikum merupakan supplement disamping pengetahuan secara teoritis.
Ketika sarana pendukung laboratorium (alat praktikum) berupa motor bakar digunakan praktikum,
hasil gas buang yang dilepaskan dapat berbahaya bagi pengguna ruangan tersebut. Dengan melihat
potensi ruangan yang cukup besar dengan pintu masuk lab terbuka setiap dilangsungkannya
praktikum, serta jumlah motor bakar yang masih sedikit maka pengaruh buruk karbon monoksida
tidak akan berpengaruh signifikan terhadap kesehatan manusia yang bekerja di laboratorium.
Metode yang digunakan dengan menggunakan analisa numerik melalui simulasi. Hasil simulasi
menunjukan kandungan karbon monoksida lebih kecil nilainya dari nilai ambang batas yang
dipersyaratkan ASHRAE, sehingga ruang lab tersebut masih aman untuk digunakan praktikum.
Kata kunci : laboratorium, motor bakar, karbon monoksida, simulasi, nilai ambang batas ASHRAE
Abstract
Potential development of student could improve not only by class activity. Class project was
supplement beside theoretical knowledge. When laboratory equipment, in this case combustion
engine used as research object, the exhaust gas from it could be harmful to occupant. In other hand,
by visual size of the laboratory was large and quantity of combustion engine was limited than
negative effect monoxide carbon will less dangerous to occupant. Numerical analyses will be
conducted as research method. Simulation result showed monoxide carbon value is lower than
standard value of ASHRAE, that interpreted the laboratory is safe to use.
Keywords :laboratory, combustion engine, monoxide carbon, simulation,
ASHRAE
standard value of
1. Pendahuluan
Penciptaan kondisi belajar yang nyaman sangat penting bagi peserta didik dan pengajar. Salah
satu pendukung dalam proses belajar itu adanya laboratorium yang menjadi sarana pengaplikasian
ilmu yang didapat. Untuk lebih spesifiknya pada bidang keahlian teknik mesin, peserta didik
mengetahui secara aktual prestasi motor bakar. Oleh karena itu salah satu laboratorium yang
mendukung pengembangan potensi tersebut, laboratorium prestasi mesin yang berlokasi di kampus
Fakultas Teknik dibawah tatakelola jurusan Teknik Mesin. Sekilas deskripsi yang mewakili kondisi
laboratorium tersebut terdapat bermacam motor bakar, sehingga ketika seluruh motor bakar tersebut
digunakan dalam masa praktikum, maka gas buang yang dihasilkan dari pembakaran motor bakar
tersebut akan berbahaya untuk pengguna laboratorium. Sehingga hal ini menjadi penting untuk
dilakukan suatu analisa sebaran pollutant sebagai awal menuju laboratorium pendukung kegiatan
belajar mengajar yang sehat dan aman.
Pola sebaran gas buang yang dilepaskan dari motor bakar akan bergerak secara acak serta terdistribusi
keseluruh ruangan (Halliday & Resnick, 1978). Untuk mengetahui pola sebarannya akan dilakukan
dengan metode simulasi dengan menggunakan perangkat lunak. Adapun secara umum tahapan dalam
simulasi ini antara lain, pre-processing ; memasukan beberapa variable yang dibutuhkan sehingga siap
untuk diproses (processing) yang selanjutnya menghasilkan nilai kandungan gas buang yang dianalisa.
Hasil analisa (post processing) akan dibandingkan dengan nilai kandungan yang diijinkan oleh
ASHRAE (American Society Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers). Jika hasil
simulasi berada di bawah standar nilai kandungan yang diijinkan, maka kandungan gas buang tersebut
tidak berbahaya. Jika hasil simulasi berada di atas standar nilai kandungan yang diijinkan, kandungan
gas buang berbahaya untuk pengguna ruangan. Hasil penelitian ini akan digunakan untuk penelitian
lanjutan dengan menambahkan unit ventilator mekanik yang sesuai dengan kebutuhan.
2. Tinjauan Pustaka
Indoor Air Quality
Kualitas udara dalam ruangan menjadi faktor penting untuk dijadikan perhatian lebih. Hal ini
berkaitan dengan tingkat aktifitas manusia yang menggunakan waktunya hampir 90 persen dihabiskan
dalam ruangan (L.Jenkins, J.Phillips, J.Mulberg, & P.Hui, 1992). Oleh karena itu, beberapa hal yang
harus diperhatikan untuk mendapatkan kualitas udara indoor yang baik diantaranya kualitas
lingkungan sekitar yang mempengaruhi dan tingkat metabolisme manusia yang beraktifitas
didalamnya juga hal lain yang mempengaruhi (ASHRAE, 2009).
Kenyamanan Thermal
Tingkat kenyamanan thermal dipengaruhi oleh beberapa variabel diantaranya :
1. Temperatur udara; temperatur udara disekitar individu.
2. Temperatur radiant; temperatur dari objek yang menghasilkan panas.
3. Kecepatan angin; distribusi dari udara yang bergerak.
4. Kelembaban udara relatif; jumlah uap air yang terdapat di udara dengan kondisi temperatur
saat itu.
5. Nilai insulasi pakaian; mengacu pada nilai kalor yang diinsulasi pakaian pada setiap pengguna
ruangan.
6. Tingkat metabolisme ; nilai metabolisme (kegiatan) pengguna ruangan.
Lingkungan Dalam Ruangan yang Sehat
Lingkungan dalam ruangan yang sehat berkaitan dengan tingkat kesehatan pengguna ruangan, diukur
dengan nilai kandungan kontaminan pada ruangan tersebut (Brohus, 1997). Menurut World Health
Organization definisi dari sehat adalah keadaan sepenuhnya sehat dan tidak menderita sakit
sedikitpun, dan hak manusia untuk sehat dilingkungan dalam ruang termasuk hak menghirup udara
yang bersih dengan suhu yang nyaman serta hak sehat dan nyaman secara visual.
Klasifikasi Kontaminasi Udara
Kontaminasi udara dikelompokan menjadi dua jenis bentuk; partikulat dan gas. Untuk jenis pencemar
yang dibahas pada penelitian ini digunakan jenis kontaminan berbentuk gas (inorganic), adapun jenis
pencemaran gas dapat dilihat berikut ini :
Tabel 1 Gas (inorganic) serta karakteristiknya (ASHRAE, 2009)
Adapun propertis fisik dari gas yang dianalisa dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Properti fisik dari gas karbon monoksida (ASHRAE, 2009)
Chemical and Physical Properties
Contaminant
Family CAS number BP, °C Sat, VP
Carbon monoxide
3
630-08-0
-91
> 6000
Tabel 2
M
28
Pada properti fisik CO yang diberikan pada tabel 2, dimana karbon monoksida ini termasuk pada
kelompok grup nomor 3 (menggacu pada tabel 1. Gas (inorganic) serta karakteristiknya). Selanjutnya
gas ini memiliki CAS number yang mengacu pada chemical abstracts services yang terregistrasi
dengan identifikasi nomor 630-80-0. Berikutnya nilai penguapan dari gas karbon monoksida (boiling
point) pada kondisi tekanan 1 atmosfir, bereaksi saat temperatur -91°C. Untuk nilai tekanan yang
ditunjukan pada tabel diatas memiliki deskripsi kondisi karbon monoksida akan berada pada titik
saturasi uap saat nilai tekanannya lebih dari 6000 kPa. Simbol M pada tabel diatas menunjukan nilai
massa molar dari karbondioksida sebesar 28 kg/kmol molar mass.
Nilai Kandungan Kontaminan yang Diijinkan
Pada bagian batas nilai kandungan standar (nilai kontaminan yang diijinkan) digunakan nilai standar
yang diakui ASHRAE; NIOSH (The National Institute for Occupational Safety and Health) dan
OSHA (Occupational Safety and Health Administration). Untuk nilai standar karbon monoksida
dalam ruangan yang diijinkan oleh ASHRAE (American Society Heating Refrigerating and Air
conditioning Engineers) dapat dilihat sebagai berikut :
Tabel 3
Standar nilai kontaminan karbondioksida yang diijinkan (ASHRAE, 2009)
Standar Acuan ASHRAE
Jenis Kontaminan
NIOSH
OSHA
35 ppm
50 ppm
Karbon monoksida
200 ppm [C]
3. Simulasi
Tahapan simulasi pada penelitian ini akan dianalisa kandungan kontaminan yang tersebar keseluruh
ruangan laboratorium. Berikut tahapan dalam penginputan data :
Building idealization
Schematic
representation
Define building
component
Simulation
Review & Record
Gambar 1 Tahapan dalam simulasi
1. Mendeskripsikan objek yang akan dilakukan simulasi.
2. Membuat skema yang merepresentasikan objek yang akan dianalisa.
3. Memasukan variable yang dibutuhkan dalam simulasi serta meng-inputkan building
component flow seperti jendela pintu dan lain sebagainya.
4. Melakukan simulasi dari parameter yang sudah dimasukan pada langkah sebelumnya.
5. Melaukan tahapan review fenomena sebaran juga pencatatan hasil simulasi.
Deskripsi Objek Simulasi
Objek simulasi yang akan direpresentasikan pada pemodelan ini dilakukan pada bangunan
laboratorium prestasi mesin. Posisi dari ruang lab ini berada di lantai dasar dengan bagian ruangannya
antara lain : area laboratorium, ruang kerja dosen dan ruang assisten lab. Luas lantai total dari
laboratorium ini sebesar 76 m². Adapun bagian layout denah ruang lab prestasi mesi dapat dilihat
sebagai berikut :
Gambar 2 Layout laboratorium prestasi mesin FT. Untirta
Sistem Ventilasi Aktual
Ventilasi aktual yang ada pada lab prestasi mesin hanya menggunakan bukaan pintu saja. Untuk
memberikan ilustrasi ventilasi aktual yang ada, dapat direpresentasikan pada gambar di bawah ini :
Gambar 3 Ilustrasi ventilasi natural (anonimus)
Sistem ventilasi yang ada mengandalkan sistem ventilasi natural dengan mengandalkan bukaan pintu
utama laboratorium.
List Zona pada Tahap Simulasi
Pembagian ruangan pada denah layout yang terlihat pada gambar 2 (Gambar 2. Layout laboratorium
prestasi mesin FT. Untirta) direpresentasikan dengan zona saat tahap pre-processing. Adapun list zona
yang digunakan dapat dilihat sebagai berikut :
Tabel 4
List zona pada skecthpad CONTAM
Pengidentifikasian Zona pada
No
Bagian Ruangan
1.
Laboratorium
1
2.
Ruang Kerja Dosen
2
3.
Ruang Kerja Asisten
3
Sketchpad CONTAM
List Air Leakage Building Component
Langkah berikutnya pada bagian pre-processing, mendeskripsikan bagian-bagian komponen yang ada
pada ruang lab. Bagian-bagian komponen ruangan tersebut antara lain :
Tabel 5 List air leakage building component
No Posisi
Keterangan
1
Lab/eksterior
Pintu utama
2
Lab/eksterior
Jendela
3
R.Asisten/eksterior
Jendela
4
Lab/R.Asisten
Pintu
5
Lab/R.Dosen
Pintu
6
Lab/R.Dosen
Jendela
7
Lab/eksterior
Loster
8
Lab/eksterior
Loster
Okupansi
Sumber pencemar udara yang digunakan pada simulasi ini, menggunakan sumber penghasil pollutant
dari motor bakar. Berikut ini dapat terlihat detail waktu beserta jumlah motor bakar yang digunakan :
Tabel 6 Tabel okupansi air leakage building component
Jumlah
No
Hari
motor bakar
Periode motor bakar digunakan
yang aktif
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
1
Senin
2
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
2
Selasa
2
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
3
Rabu
2
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
4
Kamis
2
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
Jam 08 :00 WIB hingga 10 :00 WIB, Jam
5
Jumat
3
13 :00 WIB hingga 15 :00 WIB, Jam 16:00
WIB hingga jam 18:00 WIB
6
Sabtu
0
Engine off
7
Minggu
0
Engine off
Properti Gas Pencemar
Properti fisik yang digunakan pada simulasi memiliki nilai berat molekul karbok monoksida sebesar
44.01 kg/kmol dengan generation rate sebesar 0,006781944 μg/s [8]
Data Cuaca yang Digunakan
Data cuaca transient yang digunakan menggunakan data cuaca transient Jakarta. Data cuaca transient
ini dipilih berdasarkan letak geografis yang terdekat dengan Cilegon serta available pada database
transient weather CONTAM. Data cuaca transient dapat terlihat sebagai berikut :
Gambar 4 Transient weather data
Processing
Tahapan ini dilakukan dengan menggunakan variabel pre-processor ; air leakage building component,
schedule occupant, properties karbon monoksida serta transient weather data pada program
CONTAM.
Gambar 5 Tampilan sketchpad CONTAM
4. Hasil
Gambar 6 Hasil simulasi
5. Diskusi
Berdasarkan hasil grafis yang didapatkan dapat dianalisa beberapa aspek, diantaranya :
1. Perioda pemilihan hasil analisa digunakan data 20 januari 2013 hingga tanggal 26 januari
2013 didasarkan pada sebaran kontaminan akan memiliki resiko yang terbesar mengakibatkan
kerugian pada manusia ketika temperatur udara ambien dalam satu tahun mencapai posisi
temperatur terendah , secara grafis dibulan Januari.
2. Standar nilai ambang batas yang di tentukan oleh NIOSH sebesar 35 ppm dengan periode
waktu 8 jam dan OSHA sebesar 50 ppm dalam perioda waktu 8 jam. Berdasarkan hasil grafis
nilai kandungan kontaminan karbon monoksida tertinggi bernilai 3.76x10-4 ppm pada ruang
assisten, 5.21x10-4 ppm pada ruang dosen dan 1.27x10-4 ppm pada ruang laboratorium. Hal
ini menjadi pembuktian jika ventilasi natural yang aktual difungsikan sudah cukup untuk
memenuhi kebutuhan fresh air pada seluruh bagian ruangan.
6. Kesimpulan dan Saran
Merujuk pada hasil analisis yang dilakukan, nilai kontaminasi yang ada pada laboratorium prestasi
mesin nilainya lebih kecil dari pada nilai standar ambang batas yang ditentukan oleh ASHRAE.
Sehingga hipotesis yang diambil mendekati jawaban yang benar.
Saran
Saran agar ketika terdapat penambahan motor bakar jenis yang lain, untuk diperhitungkan kembali
sebaran kontaminasi dari gas buang untuk menghindari hal merugikan bagi kesehatan manusia
(okupan) yang melakukan kegiatan di laboratorium tersebut. Jika hasil analisanya menunjukan nilai
kandungan karbon monoksida melebihi nilai ambang batas, maka penambahan ventilasi mekanik
diperlukan.
Daftar Pustaka
anonimus. (n.d.). Retrieved November 16, 2013, from
http://www.extension.purdue.edu/extmedia/ae/images/AE-97.fig2.jpg
ASHRAE. (2009). Chapter thermal comfort. In ASHRAE, ASHRAE Standard.
Brohus, H. (1997). Personal exposure to contaminant source in ventilated room.
Halliday, D., & Resnick, R. (1978). Physics, 3rd edition., chapter theory of kinetic gas. John Wiley &
Sons.
L.Jenkins, J.Phillips, T., J.Mulberg, E., & P.Hui, S. (1992). ctivity pattern of Californians : use of and
proximity to indoor pollutant sources. Atmospheric Environment, 2141-2148.