Kuliah 6 Keseimbangan Thermal Dalam Bangunan

1Kuliah 6 Keseimbangan Thermal Dalam

BangunanEka Widiyananto, ST.,MT / ekawidiyananto.blogspot.com

KESEIMBANGAN THERMAL

DALAM BANGUNAN

Perpindahan Panas ( Heat Transfer)Pendinginan (Cooling)



Referensi ;Introduction To Architecture Sience, Szokolay

Fisika Bangunan 1, Prasasto Satwiko

Process Heat Transfer, D Q Kern



Salah satu pendekatan untuk mencapai Kenyamanan Thermal

(thermal comfort) adalah dengan memperhatikan Keseimbangan

Thermal (Heat Balance) dalam sebuah ruangan.

Perpindahan Panas (HEAT TRANSFER),

Menurut Kern (1983), Heat Tranfer is the science with the rate of exchangeof heat betwen hot and cold bodies called the source and receiver

Sedangkan menurut Szokolay (2008) menyatakan bahwa proses

perpindahan panas sama seperti proses mengalirnya air yaitu dari tempat

yang tinggi ke tempat yang rendah sehingga perpindahan panas mengalir

dari temperatur yang tinggi ke zona yang bertemperatur rendah.

Prinsip yang harus dipahami dalam mempelajari Keseimbangan Thermal

adalah mengetahui bagaimana panas dalam ruang diperoleh (Heat Gain)

dan bagaimana proses perpindahan panas (Heat Transfer) dan proses

Pendinginan (Cooling) dapat terjadi.



Konduksi (Conduction), Perpindahan panas melalui kontak langsung

antara permukaan, Konduksi terjadi hanya dengan menyentuh atau

menghubungkan permukaan-permukaan yang mengandung panas

Setiap benda mempunyai konduktivitas termal (kemampuan

mengalirkan panas) tertentu yang akan mempengaruhi panas yang

dihantarkan dari sisi yang panas ke sisi yang lebih dingin. Semakin

tinggi nilai konduktivitas termal suatu benda, semakin cepat ia

mengalirkan panas yang diterima dari satu sisi ke sisi yang lain.

Contoh, Ketika tangan kita kedinginan kita akan merasa nyaman

memegang gelas panas atau pada saat panas kita berbaring diatas

lantai yang sejuk.



Konveksi (Convection), Perpindahan panas berdasarkan gerakan fluida

dalam hal ini fluidanya adalah udara.



Radiation (Radiation), pemindahan panas atas dasar gelombang-

gelombang elektromagnetik. tubuh manusia mendapat panas dari

pancaran panas yang lebih tinggi dan tubuh manusia dapat akan

memancarkan panasnya secara radiasi ke setiap objek yang

mempunyai suhu lebih dingin dari manusia,

Contoh, Kita akan merasa lebih panas berada di bawah atap seng saat

matahari terik, hal ini disebabkan suhu seng jauh diatas suhu tubuh

manusia sehingga akan memancarkan panasnya ke tubuh kita melalui

rambatan panas.



Evaporation (Evaporasi), Dalam pemindahan panas yang didasarkan

pada evaporasi atau penguapan sumber panas hanya dapat

kehilangan panas. Misalnya panas yang dihasilkan oleh tubuh

manusia, kelembaban dipermukaan kulit menguap ketika udara

melintasi tubuh. ,



Pendinginan (Cooling),

Penyejukan Konduktif ( Conductive Cooling ), penyejukan karena tubuh

kehilangan panas melalui kontak dengan benda lain yang dingin

Penyejukan Konvektif (Convective Cooling), penyejukan dengan

memanfaatkan aliran angin, sehingga efeknya adalah merasakan

penyejukan fisiologi. Bila benda hangat dilewati angin maka akan terjadi

perpindahan panas dari benda tersebut ke udara, karena panas tersebut di

bawa oleh angin.

Contoh = Meniup bubur panas sehingga menjadi dingin

Penyejukan Radiatif ( Radiative Cooling ), penyejukan dengan

memanfaatkan mekanisme radiasi.

Pada Iklim Kering, jarang berawan, malam hari akan terasa sejuk

karena permukaan bumi yang hangat akan melepaskan panasnya

secara radiasi ke langit yang dingin.

Pada Iklim Tropis Lembab, langit hampir selalu berawan, benda-

benda yang hangat di permukaan bumi sulit untuk melepaskan

panasnya ke langit, itulah sebabnya kita merasa gerah pada saat

cuaca mendung atau berawan



Keseimbangan Thermal Tubuh Manusia




A condition of equilibrium is that thesum (i.e.the S) is zero and such anequilibrium is a precondition of

thermal comfort.




Evaporasi (Ev)

Radiasi (Rd)Radiasi (Rd)

Konduksi (Cd)

Konveksi (Cv)(M)

M- Ev Cv Cd Rd =0



Keseimbangan Thermal Pada Bangunan

HEAT GAIN dalam Bangunan




Faktor faktor keseimbangan thermal dalam bangunan

Qi = Internal Heat Gain, (Panas yang bersumber dari dalam ruangan, humanbodies,lamps, apliances) (+) , W

Qs = Solar Heat Flow, (Panas dari matahari yang melewati kaca/jendela),WQc = Conduction Heat flow, ( Panas dari ruang luar yang menembus dinding),W

Positive = indonesiaNegative = musim dingin di negara iklim moderate kanada,norwegia dll)

Qv = Convection Heat Flow, (Panas dari udara luar yang melalui bukaan),WPositive = indonesiaNegative = musim dingin di negara iklim moderate kanada,norwegia dll)

Qm = Mechanical Cooling, ( panas yang harus diangkut oleh AC),positive = indonesia ,W

Qe = Evaporation, ( Panas karena penguapan ),(-), W




Faktor faktor keseimbangan thermal dalam bangunan jikamenggunakan AC (Active system)

jika menggunakan Ventilasi alamai (passive system)

Keseimbangan thermal akan

terjadi jika jumlah semua heat

flow adalah Nol. Jika jumlah

nya adalah lebih dari Nol maka

suhu dalam ruangan meningkat

dan jika kurang dari Nol maka

suhu dalam ruangan menurun /

menjadi dingin

Kuliah 6 Keseimbangan Thermal Dalam Bangunan

Documents