AR 3121 FISIKA BANGUNAN
LAPORAN TUGAS MENGHITUNG NILAI OTTV DI LABTEK IXC
KELOMPOK 2
Indra Rhamadhan
15213025
Raudina Rahmi
15213037
Shafira Anjani
15213027
Putri Isti Karimah
15213039
Estu Putri
15213029
Fajri Arief
15213041
Siti Maisyaroh
15213031
Syifa khairunnisa
15213043
Cindy Mathilda
15213033
Safira
15213045
Teresa Zefanya
15213035
Program Studi Arsitektur Sekolah Arsitektur, Perencanaan, dan Pengembangan Kebijakan Institut Teknologi Bandung 2015/2016
PENDAHULUAN
Perhitungan Nilai OTTV Gedung Laboratorium Teknologi IXC 1. Istilah dan Definisi
1.1
Absorbtansi Radiasi Matahari Nilai penyerapan energi termal akibat radiasi matahari pada suatu bahan dan yang ditentukan pula oleh warna bahan tersebut.
1.2
Beda Temperatur Ekuivalen (Equivalent Temperature Difference=TDEk) Beda antara temperatur ruangan dan temperatur dinding luar.atau atap yang diakibatkan oleh efek radiasi matahari dan temperatur udara Iuar untuk keadaan yang dianggap quasistatik yang menimbulkan aliran kalor melalui dinding atau atap, yang ekuivalen dengan aliran kalor sesungguhnya.
1.3
Faktor Radiasi Matahari (Solar Factor = SF) Laju rata-rata setiap jam dari radiasi matahari pada selang waktu tertentu yang sampai pada suatu permukaan.
1.4
Fenestrasi Bukaaan pada Selubung Bangunan Fenestrasi dapat berlaku sebagai hubungan fisik dan/atau visual ke bagian Iuar gedung, serta menjadi jalan masuk radiasi matahari. Fenestrasi dapat dibuat tetap atau dibuat dapat dibuka
1.5
Koefisien Peneduh (Shading Coefficient = SC) Angka perbandingan antara perolehan kalor melalui fenestrasi, dengan atau tanpa peneduh, dengan perolehan kalor melalui kaca biasa/bening setebal 3 mm tanpa peneduh yang ditempatkan pada fenestrasi yang sama.
1.6
Konservasi Energi Upaya mengeffisienkan pemakaian energi untuk suatu kebutuhan agar pemborosan energi dapat dihindarkan.
1.7
Selubung Bangunan Elemen bangunan yang menyelubungi bangunan gedung, yaitu dinding dan atap tembus atau yang tidak tembus cahaya dimana sebagian besar energi termal berpindah melalui elemen tersebut.
1.8
Niai Perpindahan termal menyeluru (overall Thermal Transfer Value = OTTV) Suatu nilai yang ditetapkan sebagai kriteria perancangan untuk dinding dan kaca bagian luar bangunan gedung yang dikondisikan.
2.
Informasi Bentuk Dokumen
2.1
Dokumentasi
2.2
Tampak Bangunan
Gambar 1 Tampak 1 Labtek IX C
Gambar 2 Tampak 2 Labtek IX C
Gambar 3 Tampak 3 Labtek IX C
Gambar 4 Tampak 4 Labtek IX C
3. Perhitungan Yang Digunakan
3.1 Niai perpindahan termal menyeluruh pada dinding luar untuk setiap bidang dinding luar bangunan gedung dengan orientasi tertentu, harus dihitung melalui persamaan :
OTTVi = α((1-WWR)*Uw)*TDeq) + (WWR*Uf*ΔT) + (WWR*SC*SF)…
dimana : OTTV = nilai perpindahan. termal menyeluruh pada dinding luar yang memiliki arah atau orientasi tertentu (Watt/m2). a
= absorbtansi radiasi matahari. (tabel 1 dan 2).
UW
= transmitansi termal dinding tak tembus cahaya (Watt/m2.K).
WWR = perbandingan luas jendela dengan luas seluruh dinding luar pada orientasi yang ditentukan. TDEk
= beda temperatur ekuivalen (K).(lihat tabel 8)
SC
= koeffisien peneduh dari sistem fenestrasi.
SF
= faktor radiasi matahari (W/m2). Uf = transmitansi termal fenestrasi (W/m2.K).
OT
= beda temperatur perencanaan antara bagian luar dan bagian dalam (diambil 5K).
3.2 Untuk menghitung OTTV seluruh dinding luar, digunakan persamaan sebagai berikut :
( )()( )
…
dimana :
Ao
= luas dinding pada bagian dinding luar i (m2). Luas ini termasuk semua permukaan dinding tak tembus cahaya dan luas permukaan jendela yang
terdapat pada bagian dinding tersabut. OTTV = nilai perpindahan termal menyeluruh pada bagian dinding i sebagai hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan Tabel 1. Nilai Absorbtansi radiasi matahari untuk dinding luar dan atap tembus cahaya.
Bahan Dinding Luar
3.3
α
Beton berat
0.91
Bata Merah
0.89
Beton ringan
0.80
Kayu permukaan hhalus
0.78
Beton ekspose
0.61
Ubin putih
0.58
Bata kuning tua
0.56
Asap putih
0.50
Seng ptuih
0.26
Bata gelazur putih
0.25
Lembaran alumunium yang dikilapkan
0.12
Transmitansi Termal (U)
Untuk dinding tak tembus cahaya dan fenestrasi yang terdiri dari beberapa lapis komponen bangunan, maka besarnya U dihitung dengan rumus :
Dimana: Rtotal = resistensi termal total = ∑
Resistensi termal terdiri dari:
a. Resistensi lapisan udara luar (Rug) Besarnya terdapat pada tabel berikut.
Tabel 2. Nilai R lapisan udara permukaan untuk dinding dana tap
Jenis Permukaan
Resistansi Termal R 2
(m .K/Watt) Permukaan Dalam (RUP)
Permukaan Luar (RUL)
Emisisfitas tinggi
0.120
Emisifitas rendah
0.299
Emisifitas tinggi
0.044
Keterangan; 1) Emisifitas tinngi adalah permukaan halus yang tidak mengkilap (non ref lektif) 2) Emisifitas rendah adalah permukaan dalam yang sangat reflektif, seperti alumunium foil.
b. Resistensi termal bahan (Rk)
Dimana: t ; tebal bahan (m) k: nilai konduktifitas termal bahan (watt/m.K)
Besarnya harga k ada pada table berikut:
Tabel 3. Nilai k bahan bangunan
c. Resistensi termal rongga udara (Rru) Nilainya ditunjukkan pada tabel berikut.
Tabel 4. Nilai R lapisan rongga udara
3.4
Beda Temperatur Ekuivalen
Beda temperatur ekuivalen (TDEk) dipengaruhi oleh : - tipe, massa dan densitas konstruksi. - intensitas radiasi dan Iamanya penyinaran. - lokasi dan orientasi bangunan. - kondisi perancangan. Untuk menyederhanakan perhitungan OTTV, nilai TDEk untuk berbagai tipe konstruksi tercantum pada tabel berikut.
Tabel 5. Beda temperature ekuivalen untuk dinding
2
3.5
Berat/Satuan Luas (kg/m )
TDek
Kurang dari 125
15
126-195
12
Lebih dari 195
10
Faktor Rata-Rata Radiasi Matahari
Faktor radiasi matahari dihitung antara jam 07.00 sampai dengan jam 18.00. Untuk bidang vertikal pada berbagai orientasi dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 6. Faktor radiasi matahari (SF, W/m2) untuk berbagai orientasi
U
TL
T
TG
S
BD
B
BL
130
113
112
97
97
176
243
211
Orientasi
Keterangan: Rata-rata untuk seluruh orientasi, SF = 147 U
= Utara
TL
=Timur Laut
T
= Timur
TG
= Tenggara
S
= Selatan
BD
= Barat Daya
B
= Barat
BL
= Barat Laut
3.6
Koefisien Peneduh
Koeffisien peneduh tiap sistem fenestrasi dapat diperoleh dengan cara mengalikan besaran SC kaca dengan SC effektif dari kelengkapan peneduh luar, sehingga persamaannya menjadi:
SC = SCK X SCEF Dimana : SC
= Koefisien peneduh system fenetrasi
SCk
= Koefisien peneduh kaca
SCEF
= Koefisien peneduh efektif alat peneduh
4. Data Hasil Perhitungan Ruang 3106 HEAT CONDUCTION THROUGH WALLS
NO
SOLAR ABSORPTION FACTOR (α)
LUAS JENDELA AREA (m2)
WINDOW TO WALL RATIO (WWR)
(1-WWR)
UVALUE W/m2k (Uw)
Tdeq
0TTVi
A* OTTV
ELEVATION
URAIAN
FAÇADE AREA (A) m2
Utara
Dinding 1+Kaca 1
32
0.89
16
0.51
0.49
1.780
10
7.83
254
Selatan
Dinding 1+Kaca 1
32
0.89
0
0.00
1.00
1.780
10
15.84
513
Barat
Dinding 1+Kaca 1
36
0.89
0
0.00
1.00
1.780
10
15.84
565
Timur
Dinding 1+Kaca 1
36
0.89
0
0.00
1.00
1.780
10
15.84
565
Lantai Dasar
total area
136
16
55
1,897
HEAT CONDUCTION THROUGH WINDOWS
NO
ELEVATION
URAIAN
FAÇADE AREA (A) m2
LUAS JENDELA m2
WINDOW TO WALL RATIO (WWR)
UVALUE W/m2k (Uf)
ΔT
A* OTTV
0TTV
Lantai Dasar Utara
Dinding 1+Kaca 1
32
16
0.51
5.300
5
13.40
434
Selatan
Dinding 1+Kaca 1
32
0
0.00
5.300
5
0.00
0
Barat
Dinding 1+Kaca 1
36
0
0.00
0.000
5
0.00
0
Timur
Dinding 1+Kaca 1
36
0
0.00
0.000
5
0.00
0
136
16
13
434
total area
SOLAR HEAT GAIN THROUGH WINDOWS
NO
FAÇADE AREA (A) m2
ELEVATION
LUAS JENDELA m2
WINDOW TO WALL RATIO (WWR)
SOLAR FACTOR (SF) (W/m2
UVALUE W/m2k (Uf)
SHADING COEF.
A* OTTV
0TTV
Lantai Dasar Utara
Dinding 1+Kaca 1
32
16
0.51
130.00
0.69
45.35
1,469
Selatan
Dinding 1+Kaca 1
32
0
0.00
97.00
0.69
0.00
0
Barat
Dinding 1+Kaca 1
36
0
0.00
243.00
0.00
0.00
0
Timur
Dinding 1+Kaca 1
36
0
0.00
112.00
0.00
0.00
0
136
16
45
1,469
total area
13.94
OTTV Wall
3.19 OTTV GLASS OTTV total = (A1*OTTV1 + A2*OTTV2 +...+ Ai*OTTVi) (A1+A2+…+Ai)
10.79 OTTV SOLAR
27.92 OTTV Total
Ruang 3108 HEAT CONDUCTION THROUGH WALLS
NO
URAIAN
FAÇADE AREA (A) m2
SOLAR ABSORPTION FACTOR (α)
LUAS JENDELA AREA (m2)
WINDOW TO WALL RATIO (WWR)
(1-WWR)
UVALUE W/m2k (Uw)
Utara
Dinding 1+Kaca 1
32
0.89
16
0.51
0.49
1.780
10
7.83
254
Selatan
Dinding 1+Kaca 1
32
0.89
0
0.00
1.00
1.780
10
15.84
513
Barat
Dinding 1+Kaca 1
30
0.89
0
0.00
1.00
1.780
10
15.84
470
Timur
Dinding 1+Kaca 1
36
0.89
0
0.00
1.00
1.780
10
15.84
565
55
1,802
ELEVATION
Tdeq
0TTVi
A* OTTV
Lantai Dasar
total area
130
16
HEAT CONDUCTION THROUGH WINDOWS
NO
URAIAN
FAÇADE AREA (A) m2
LUAS JENDELA m2
WINDOW TO WALL RATIO (WWR)
UVALUE W/m2k (Uf)
Utara
Dinding 1+Kaca 1
32
16
0.51
5.300
5
13.40
434
Selatan
Dinding 1+Kaca 1
32
0
0.00
5.300
5
0.00
0
Barat
Dinding 1+Kaca 1
30
0
0.00
0.000
5
0.00
0
Timur
Dinding 1+Kaca 1
36
0
0.00
0.000
5
0.00
0
130
16
13
434
ELEVATION
ΔT
A* OTTV
0TTV
Lantai Dasar
total area
SOLAR HEAT GAIN THROUGH WINDOWS
NO
ELEVATION
FAÇADE AREA (A) m2
LUAS JENDELA m2
WINDOW TO WALL RATIO (WWR)
SOLAR FACTOR (SF) (W/m2
UVALUE W/m2k (Uf)
SHADING COEF.
A* OTTV
0TTV
Lantai Dasar Utara
Dinding 1+Kaca 1
32
16
0.51
130.00
0.69
45.35
1,469
Selatan
Dinding 1+Kaca 1
32
0
0.00
97.00
0.69
0.00
0
Barat
Dinding 1+Kaca 1
30
0
0.00
243.00
0.00
0.00
0
Timur
Dinding 1+Kaca 1
36
0
0.00
112.00
0.00
0.00
0
130
16
45
1,469
total area
OTTV Wall
SUMMARY OTTV
OTTV total = (A1*OTTV1 + A2*OTTV2 +...+ Ai*OTTVi) (A1+A2+…+Ai)
13.85
OTTV GLASS
3.34
OTTV SOLAR
11.29
OTTV Total
28.47
5. Analisis
Berdasarkan hasil perhitungan dari survey OTTV (Oveall Thermal Transfer Value) diatas terjadi perbedaan total OTTV meskipun kedua ruangan yang disurvey berada pada lantai yang sama.
Berdasarkan hasil nilai rata-rata diketahui bahwa nilai Gedung Labtek IX C pada lantai dasar sudah memenuhi SNI OTTV yang tidak boleh melebihi 45.00
Terjadi perbedaan pada nilai OTTV kedua ruangan tersebut dipengaruhi beberapa factor antara lain luas dinding, bukaan pada ruangan tersebut, Shading Coefficient dan posisi fasade yang berbeda pada kedua ruangan tersebut.
Kedua ruangan ini memiliki lus bukaan yang sama, sehingga menghasilkan OTTV yang hampir sama akan tetapi tidak sama persis, hal ini bisa disebabkan oleh kondisi lingkungan sekitar misal adanya AC. Tapi hal ini tidak secara signifikan mempengaruhi nilai OTTV
6. Kesimpulan
Secara umum meningkatnya nilai OTTV bangunan satu dengan yang lain tidak bisa disamakan, hal ini karena keseluruhan susunan bangunan. Kondisi setiap lantai pada satu bangunanpun bisa sangat berbeda, begitu juga kondisi setiap ruangan pada tiap lantai.
Nilai OTTV suatu bangunan dipengaruhi oleh luas fasad (dinding dan bukaan), posisi fasade, Shading Coefficient dan factor eksternal seperti iklim mikro dan makro
Kondisi lingkungan tidak secara signifikan mempengaruhi nilai OTTV, misalnya penggunaan AC pada ruang 3108. AC hanya untuk penghawaan, tanpa AC pun nilai OTTV pada ruang ini sudah memenuhi SNI.
Lantai dasar Gedung Labtek IX C ini sudah tergolong baik, nyaman untuk digunakan dan hemat energi karena nilai rata-rata OTTVnya memenuhi standar.
