THERMAL PERFORMANCE OPTIMIZATION OF UNIVERSITY BUILDING IN HUMID TROPICAL CLIMATE (UPN “Veteran” Jawa Timur University Building Case Study)

 

 Heru Subiyantoro

Thesis Project

 

 

ABSTRACT

            Generally, university buildings that we know have long-shape or long block. It has consequences with the building thermal aspect. If not suitable with the wind-direction, it can accumulate thermal in the building. The next step that can be achieve is by reducing heat in the heat increasing buffer aspect through heat increasing buffer material and the right proportion shape to produce optimal thermal.

            The purpose of this research is to achieve several variants in thermal performance according to the variation in material, orientation and shape aspects. These variants statistically arrange to become compared ingredients to be look for optimal comfort condition in humid tropical area.

            The achieved comfort conditions are done to get results variation from several variables which are configured into several conditions toward optimal thermal performance in the building. That several conditions are spread to several kind of research simulation to achieve several results which can be compared.

            The stages to achieve this optimal condition are by observing the field to get general condition as a preliminary parameter of thermal physics in the research. In compliance with those processes, study about theories that connecting with the thermal effort process and its management are being done. The next  stage, the collected data are processed using computer simulation such a Ecotect V 5.5, Aiolos V 1.0 and Weather Tools V 2.0. Several variation as   results of the simulation are arranged in diagram graphic to be analyzed its critical point and  optimum condition.

            This research with limited permutation gives batako material configuration result , biggest opening is south oriented, and ratio form 1:4 can  decrease discomfort degree hours up to 3% from existing condition. The more  influential variable in the discomfort score changing is the form of the building.

 

Keywords: university building, optimal thermal performance, humid tropical

 

Iklan

EVALUASI PENGHAWAAN ALAMI BANGUNAN PENDIDIKAN BERFUNGSI KELAS GEDUNG GIRI REKA UPN VETERAN SURABAYA JAWA TIMUR

 

 Heru Subiyantoro[1]

Asri Dinapradipta.[2]

 

ABSTRAK

Bangunan pendidikan termasuk dalam jenis bangunan mempunyai tingkat aktifitas penggunaan yang menerus. Aktifitas yang dilakukan secara ruitn menuntut derajat kenyamanan yang memenuhi syarat sehingga aktifitas dapat berjalan dengan ideal.

Secara ideal pengukuran derajat kenyamanan terhadap penghawaan sebuah bangunan/ruang ditentukan oleh aliran udara yang masuk dalam sebuah bangunan/ruang. Namun Jumlah aliran udara yang terdapat dalam ruangan selanjutnya akan menentukan nilai air change dalam setiap jam. Jumlah ideal aliran udara dalam ruang dapat dihitung dengan merujuk terhadap standar kebutuhan udara per orang dikalikan dengan jumlah pengguna ruangan. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan evaluasi terhadap bangunan pendidikan yang mempunyai fungsi kelas. Bangunan pendidikan yang diteliti berlokasi di UPN Veteran Surabaya. Metode yang dilakukan adalah membuat simulasi bangunan pendidikan dalam program Aiolos dengan menggunakan data iklim dan bangunan dari lokasi penelitian. Dengan membandingkan kebutuhan standar ideal maka didapatkan karakteristik kinerja penghawaan bangunan tersebut.

Penelitian ini menghasilkan nilai air flow dan air change pada gedung Giri Reka UPN Veteran Jatim yang menggambarkan kinerja penghawaan alami didalam bangunan pendidikan.

 

kata kunci: penghawaan alami, Air-change, bangunan pendidikan.

[1] Heru Subiyantoro adalah mahasiswa pascasarjana Arsitektur ITS dan dosen Arsitektur UPN Veteran Jatim Surabaya

[2] Asri Dinapradipta adalah dosen pascasarjana pada Arsitektur ITS

Orientation Optimization of Flat Building in Humid Tropical Climate : Case study on UPN Veteran East Java’s apartment

Heru Subiyantoro

Architecture, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur, Raya Rungkut Madya Gununganyar, Surabaya, East Java, 60294, Indonesia

Flats building is a particular type of building with high occupancy levels. High occupancy building has specific indications from the appearance. The spatial organization consist of many similar room with similar area planning. The arrangement between the units of the same type and shape are set in a row for the overall efficiency of spatial planning. Hot-humid tropical climate has the characteristics of environmental conditions with high temperatures and humidity. Areas in humid tropical climate have the characteristics of high intensity direct sunlight. Indonesia is located on the equator, so each direction of building elements have an opportunity to get a large enough sunlight and in some cases even too abundant . The larger the building envelope which are exposed to sunlight result in greater changes in the temperature rise inside the building.

Keywords: hot-humid tropical ,building orientation, flats.

 

Darimana sih proses merancang arsitektur harus dimulai ?

Jika seseorang perancang ingin melakukan sebuah proses perancangan, sebaiknya dimulai dari mana yang benar ?

Mungkin pertanyaan tersebut muncul ketika terjadi kebingungan awal saat memulai merancang. Tidak ada rumus pasti tentang keharusan titik awal merancang dimulai dari mana. Sehingga dengan kata lain bahwa merancang dapat dimulai dari kontek mana saja. Tidak terdapat batasan yang pasti tentang hal tersebut.

Saya sering membincangkan masalah ini kepada mahasiswa saya, bahwa jika ingin merancang arsitektur kita tidak perlu takut untuk memulai dari mana saja. Sering saya umpamakan seperti seseorang yang ingin memecahkan sebuah balon dengan jarum, kita dapat menusukkan jarum dari arah mana saja. kita dapat masuk kedalam sebuah bentuk bola tersebut dari arah mana saja. sehingga masing-masing proses perancangan memang dimulai dari titik koordinat konteks yang berbeda. Masing-masing koordinat konteks rancangan mempunyai arah tujuan yang berbeda. Sehingga masing-masing konsep rancangan akan mempunyai konteks kebenaran sendiri sesuai dengan arah tujuan mereka.

Apakah bisa dikatakan bahwa setiap perancangan berarti tidak ada yang salah ?

Dalam ranah eksistensi sebuah konsep ruang arsitektur bisa dikatakan “ya”. Sesuai dengan pemahaman diatas bahwa setiap koordinat perancangan mempunyai konteks kebenaran masing-masing. Yang mungkin perlu diperhatikan secara seksama adalah bagaimana melakukan apresiasi yang baik terhadap sebuah karya rancangan arsitektur tersebut.

Merancang dapat dimulai ketika seseorang perancang sangat mumpuni dalam sebuah bidang. Sebagai contoh adalah ketika seseorang arsitek sangat mengetahui banyak tentang karakteristik material bangunan, mulai dari sifat kekerasan , struktur susunan bahan yang terkandung, kekempuan material ketika disusun dalam sebuh rangkaian, reaksi material jika terkena zat kimia, kemampuan material tersebut ketika menerima beban, dan lain sebagainya, maka arsitek tersebut akan dapat memperlakukan material tersebut sesuai dengan karaktersitik dan perilaku yang dipunyai dalam membentuk ruang arsitektur. Arsitek secara jujur akan mengatur potensi-potensi yang dipunyai material tersebut untuk menghasilkan sebuah tektonika arstektur yang bagus. Lihatlah sebuah bangunan bambu yang sangat indah dengan karakteristik lengkungan dan kebersatuan dalam mengatasi beban bangunan maupun angin dalam sebuah susunan yang indah.

 dscn1542

 Jikalau seorang anda sangat menguasai dalam hal struktur bangunan, maka tidaklah haram jika anda mendasarkan setiap proses perancangan arsitektur yang anda kerjakan berangkat dari konsepsi struktur bangunan. Kita ketahui bahwa struktur sendiri juga mempunyai sebaran cukup banyak kontek bahasannya. dan sekali lagi anda sah-sah saja untuk berangkat dari konteks konteks tersebut.

Sekarang anda sudah paham bahwa tidak ada alasan lagi untuk ketidak mampuan merancang dari seorang arsitek maupun calon arsitek bukan ?

Bagaimana Meng-awali Merancang Arsitektur ? [3] : Isu-isu yang relevan

scan0187

Bagaimana jika fakta dan data yang sudah kita rangkum sudah relatif lengkap dan layak dianalisis ? Beberapa teknik memulai merancang mungkin telah kita ketahui secara umum. Namun hal penting yang harus dikerjakan setelah data dan fakta lengkap adalah memulai membuat grup-grup persoalan menjadi peta permasalahan. Peta permasalahan tersebut yang akan dapat menghasilkan beberapa isu yang penting untuk diselesaikan dan dijadikan “tema” rancangan kita.

Kelompok permasalahan tersebut dapat dirupakan dalam bentuk pernyataan ataupun pertanyaaan. Kelompok permasalahan tersebut akan kita seleksi untuk mendapatkan ide “tema” yang menarik kita jadikan dasar rancangan kita. Tema-tema tersebut dirupakan dalam bentuk isu-isu yang relevan menjadi bahan rancangan. Apakah yang termasuk isu-isu yang relevan itu ? Jika kita melakukan kategorisasi isu-isu sebenarnya bisa mengikuti cara yang dilakukan saat menyusun fakta-fakta arsitektur. Secara prinsip terdapat 2 fakta , yaitu fakta tradisional dan non-tradisional arsitektur. Fakta tradisional meliputi semua fakta yang telah biasa dibahas dalam dunia arsitektur. Sedangkan non-tradisional merupakan fakta diluar yang biasa dibahas dalam arsitektur. Sebagai ilustrasi fakta tradisional adalah kondisi lahan, sirkulasi, tata lahan, dan seterusnya. Sedangkan non-tradisonal bisa meliputi aspek keilmuan diluar arsitektur seperti masalah psikologi, kesehatan, dan lain sebagainya.

Berdasarkan hal tersebut maka isu juga dapat berakar dari pemilahan tersebut diatas. Rumusan secara detail tentang isu dapat dijadikan “tema” rancangan arsitektur kita. Sehingga isu-isu yang relevan sebaiknya memang berakar dari rangkain fakta yang sudah kita kenali mulai awal.

PMV (PREDICTED MEAN VOTE) SEBAGAI THERMAL INDEX PERANCANGAN ARSITEKTUR


THERMAL COMFORT

Professor Fanger dari Technical University of Denmark beranggapan bahwa thermal comfort didefinisikan sebagai istilah keadaan fisik tubuh yang lebih baik daripada keadaan fisik lingkungan, apa yang benar-benar kita rasakan adalah suhu kulit dan bukan suhu udara. Untuk kenyaman termal dibutuhkan:

  • Thermal balance, yaitu nilai heat loss = nilai heat gain.

Hal ini penting tapi bukan kondisi yang cukup untuk kenyamanan, misalnya berkeringat bisa membawa kepada keseimbangan termal tapi bisa jadi tidak nyaman.

  • Mean skin temperature, harus berada pada level yang tepat untuk kenyamanan (temperatur kulit untuk kenyamanan berkurang dengan bertambahnya aktivitas).
  • Sweating, kenyamanan adalah fungsi dari nilai sweating yang disukai, yang mana juga merupakan fungsi aktivitas dan metabolic rate.

Terdapat beberapa standart yang menentukan kenyamanan thermal. Dalam ISO STANDARD 7730 disebutkan bahwa standart kenyamanan termal adalah sebagai berikut:

  • Pada standard ini, kenyamanan thermal didefinisikan sebagai kondisi pikiran yang mengekspresikan kepuasan thermal terhadap lingkungan thermal
  • Standard menghadirkan metode untuk memperkirakan sensasi thermal dan derajat ketidakpuasan thermal (thermal dissatisfaction) manusia
  • Menetapkan kondisi lingkungan yang bisa diterima untuk kenyamanan
  • Menggunakan lingkungan indoor di mana tujuannya adalah untuk mencapai kenyamanan thermal, atau lingkungan indoor di mana terjadi penyimpangan kenyamanan.

lebih lanjut……. PMV

PENGENALAN BEBERAPA PIRANTI LUNAK UNTUK OLAH DATA IKLIM PADA BANGUNAN

ECOTECT V (lisensi)

ECOTECT merupakan salah satu piranti lunak yang cukup lengkap dalam menyediakan fasilitas untuk mengolah data iklim, akustik, pencahayaan, dan energi. Piranti lunak ini dapat secara detail perhitungan dan animasi grafis secara langsung dapat dilihat saat pengerjaan. Piranti lunak ini sudah digunakan secara komersil untuk membantu evaluasi ataupun perencanaan bangunan atau pun kawasan. Pengembang adalah Dr. Adrew J. Mars.

PREDICTED MEAN VOTE (bebas)

Piranti lunak ini merupakan perangkat bantu dalam membuat analisis yang lebih besar dalam Ecotect. Piranti lunak ini untuk mengukur komposisi aspek iklim yang menentukan kenyamanan dalam kalkulasi dengan sistem PMV. Sistem PMV ditemukan oleh Prof. Fanger. Piranti ini mebuat penentuan komposisi yang tepat berdasarkan sistim PMV.

SUN PATH DIAGRAM (bebas)

Sun path Diagram merupakansebuah perangkat yang membantu kita dalam menentukan diagram jalur edar kedatangan sinar matahari. Sehingga kita tidak perlu menentukan secara manual. Input yang diperlukan adalan letak garis latitude, secara langsung dapat interaktif dilihat dalam diagram ini.

AIOLOS (lisensi)

Program ini digunakan untuk mengolah data tentang penghawaan alami. Program ini masih menggunakan OS DOS dan yang mempunya lisensi sampai saat ini ITS. Beberapa program berbayar lain sebenarnya banyak seperti FLUENT (ITS), CFD (ITS), dll. Tapi untuk Aiolos memang dirancang khusus bangunan. Program ini tidak mengikutsertakan tampilan grafis seperti FLUENT dan CFD.