Kalkulasi Performa Energi pada Bangunan berdasarkan Temperatur Ruangan (Pendahuluan)

Sinopsis Tugas Besar Mata Kuliah “Komputasi Teknik”

Kalkulasi Performa Energi pada Bangunan berdasarkan Temperatur Ruangan

Muhammad Agung S. (0806330333)

Abstrak

Bangunan memiliki beberapa aspek yang harus dipertimbangkan guna menjaga temperatur di dalam bangunan itu sendiri berada dalam besaran yang dapat ditoleransi oleh penghuni untuk merasa nyaman. Oleh karena itu, beberapa faktor – faktor yang mempengaruhi distribusi termal pada bangunan seperti luas bukaan jendela, tebal dinding, tebal insulasi, banyaknya lantai, luas dinding, sistem pendinginan/pemanasan perlu diperhitungkan untuk menunjang temperatur yang berkualitas di dalam ruangan. Namun, performa energi yang optimal terkadang tidak mungkin untuk direalisasikan karena faktor ekonomi yang juga mempengaruhi konstruksi sebuah bangunan. Oleh karena itu, perlu untuk dilakukannya kalkulasi performa energi yang paling maksimal dengan juga turut memperhitungakan batasan – batasan yang ditetapkan oleh faktor ekonomi. Akan dilakukan kalkulasi numerik untuk mengetahui besaran temperatur ruangan per satuan waktu (jam) pada bangunan sesuai dengan beberapa parameter yang telah ditetapkan sebelumnya seperti geometri bangunan, batasan ekonomi, dan batasan performa energi.

Kata kunci : temperatur ruang, kalkulasi numerik, simulasi.

Studi Literatur

Besaran temperatur di dalam ruangan dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan kesetimbangan pada tiap – tiap komponen yang mempengaruhi infiltrasi panas ataupun rugi panas yang mengakibatkan temperatur di dalam ruangan tidak sesuai dengan yang diinginkan. Beberapa komponen – komponen yang dapat diikutsertakan dalam kalkulasi adalah luas bukaan jendela, tebal dinding, tebal insulasi, banyaknya lantai, luas dinding, sistem pendinginan/pemanasan, serta batasan – batasan ekonomi dan energi. Niels Varming et al [1] melakukan simulasi atau kalkulasi numerik untuk mengetahui pengaruh dari konstruksi termo – aktif pada temperatur ruangan per satuan waktu dalam jam. Kalkulasi yang disertakan pada artikel ini meliputi persamaan – persamaan kesetimbangan dan algoritma yang sederhana. Model ruangan yang dibahas pada [1] merupakan model ruangan sederhana yang dapat diperhatikan pada gambar 1.  Persamaan – persamaan yang digunakan sesuai dengan jaringan termal yang merepresentasikan model ruangan yang digunakan, dimana jaringan tersebut dapat diperhatikan pada gambar 2.

Gambar 1. Model ruangan dengan konstruksi termo – aktif pada [1]

Gambar 2. Jaringan termal pada model ruangan [1]

Maka, dengan demikian dapat disusun suatu sistem persamaan yang sesuai dengan jaringan termal di atas.

Dengan, parameter yang ditandai oleh ext, w, s, a, ta, sta, secara berurutan adalah exterior, dinding, permukaan dinding, udara, konstruksi termo – aktif, permukaan dari konstruksi termo – aktif.

Sedangkan pada Pedersen et al [2], model ruangan seperti pada gambar 3 digunakan untuk mengoptimasi nilai – nilai seperti tebal insulasi, persentase bukaan jendela, jumlah lantai, serta ukuran bangunan yang direpresentasikan dalam rasio antara lebar dengan panjang ruangan. Dimana optimasi yang dilakukan objektif terhadap performa energi dan ekonomi disertai oleh beberapa regulasi – regulasi energi untuk inisiasi performa energi pada bangunan setelah proses perhitungan dilakukan. Dimana proses perhitungan dilakukan sesuai dengan jaringan termal yang ditunjukkan pada gambar 4.

Gambar 3. Model ruangan pada [2]

Sesuai dengan jaringan termal seperti pada gambar 4, maka kalkulasi berdasarkan variabel – variabel seperti tebal insulasi, persentase bukaan jendela, jumlah lantai, serta ukuran bangunan yang direpresentasikan dalam rasio antara lebar dengan panjang ruangan akan mempengaruhi penggunaan energi, konduktivitas termal (fluks termal) lantai, dinding, dan atap, serta pemanfaatan cahaya pada saat siang hari, biaya konstruksi dan biaya operasional bangunan.

Gambar 4. Jaringan termal pada model bangunan [2]

Perumusan Masalah

Sesuai dengan studi literature yang telah dilakukan akan dicoba untuk mengkalkulasi performa energi, yang tentunya sesuai dengan batasan – batasan ekonomi, pada model yang berbeda dengan studi literature yang telah dilakukan. Pada selanjutnya, karena Niels [1] focus terhadap konstruksi termo – aktif, maka akan dicoba untuk melakukan kalkulasi yang sesuai dengan konsep yang telah disampaikan pada Pedersen [2], namun dengan model yang berbeda tentunya, dan diakhiri dengan aplikasi termo – aktif pada model yang telah dikalkulasi. Perbandingan terhadap model dengan konstruksi termo – aktif dan tidak, akan menjadi hasil akhir. Dimana untuk mengaplikasikan konstruksi termo – aktif, akan digunakan konsep yang telah disampaikan pada Niels [1].

Referensi:

[1] Niels Varming, Christian Mølholm, Toke Rammer Nielsen, Peter Weitzmann, Svend Svendsen. Simplified calculation of hourly temperatures, heating demands and cooling demands in buildings with thermo active constructions.

[2] Frank Pedersen. A method for optimizing the performance of buildings. Department of Civil Engineering. DTU.

  1. No trackbacks yet.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: