Makalah Tentang Penghawaan Alami [PDF]

Citation preview

MAKALAH TENTANG PENGHAWAAN ALAMI Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Fisika Bangunan Yang Dibina Ooleh Bapak Muhammad Sulton,ST.M.T.



MUHAMAD DAFIT PRANANDA 130523612701



TEKNIK SIPIL PROGRAM STUDI FISIKA BANGUNAN UNIVERSITAS NEGERI MALANG 2013



KATA PENGANTAR



Puji dan Syukur kami panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-nya sehingga saya dapat menyusun makalah ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Dalam makalah ini saya membahas mengenai penghawaan alami. Makalah ini dibuat dengan beberapa bantuan dari berbagai pihak untuk membantu menyelesaikan tantangan dan hambatan selama mengerjakan makalah ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini. Saya menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang mendasar pada makalah ini. Oleh karena itu saya mengundang pembaca untuk memberikan saran serta kritik yang dapat membangun saya. Kritik konstruktif dari pembaca sangat saya harapkan untuk penyempurnaan makalah selanjutnya. Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita sekalian.



Malang, Mei 2013 Penulis



i



DAFTAR ISI



HALAMAN Kata Pengantar................................................................................................i Daftar Isi..........................................................................................................ii BAB I : PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah..............................................................................1 1.2 Tujuan Penulisan.........................................................................................2 1.3 Rumusan Masalah.......................................................................................2 BAB II : PEMBAHASAN Pengertian Angin...............................................................................................3 Pengertian Penghawaan Alami.........................................................................4 Penghawaan Alami Tropis.................................................................................5 Pergerakan Angin di bangunan.........................................................................6 ...........................................................................................................................7 ...........................................................................................................................8 Manfaat Penghawaan Alami..............................................................................9 BAB III : PENUTUP Kesimpulan.......................................................................................................10 Daftar Pustaka..................................................................................................11



ii



BAB I



PENDAHULUAN



1.1



Latar Belakang Masalah Penghawaan alami atau ventilasi alami adalah proses pertukaran udara di



dalam



bangunan



melalui



bantuan



elemen-elemen



bangunan



yang



terbuka.



Sirkulasi udara yang baik di dalam bangunan dapat memberikan kenyamanan. Aliran udara dapat mempercepat proses penguapan di permukaan kulit sehingga dapat memnerikan kesejukan bagi penghuni bangunan. Pertukaran udara di dalam bangunan juga sangat penting bagi kesehatan. Di dalam bangunan banyak terbentuk uap air dari berbagai macam aktivitas seperti memasak, mandi, dan mencuci. Uap air ini cenderung mengendap di dalam ruangan. Aneka zat berbahaya juga banyak terkandung pada cat, karpet, atau furnitur, yang timbul akibat reaksi bahan kimia yang terkandung di dalam benda-benda tersebut dengan uap air. Jika bangunan tidak memiliki sirkulasi udara yang baik, zat-zat kimia tersebut akan tertinggal di dalam ruangan dan dapat terhirup oleh manusia. Angin adalah udara yang bergerak. Udara bergerak dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan rendah. Karena itu perletakan bukaan dinding/lubang angin juga harus diperhatikan fungsinya. Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara atau perbedaan suhu udara pada suatu daerah atau wilayah. Hal ini berkaitan dengan besarnya energi panas matahari yang di terima oleh permukaan bumi. Pada suatu wilayah, daerah yang menerima energi panas matahari lebih besar akan mempunyai suhu udara yang lebih panas dan tekanan udara yang cenderung lebih rendah. Perbedaan suhu dan tekanan udara akan terjadi antara daerah yang menerima energi panas lebih besar dengan daerah lain yang lebih sedikit menerima energi panas, yang berakibat akan terjadi aliran udara pada wilayah tersebut. 1 Jika fungsinya untuk mengalirkan udara panas dari dalam ruangan keluar, maka lubang angin diletakkan di bagian tertinggi. Misalnya lubang berkipas angin di plafon



kamar mandi (exhaust fan). Lubang angin demikian, efektif untuk mengalirkan udara panas akibat penggunaan air panas untuk mandi. Selain bukaan pada dinding, perlu diperhatikan adanya angin yang mengalir di bawah atap. Dengan demikian suhu udara di dalam ruangan menjadi lebih rendah. Untuk memaksimalkan potensi angin untuk penghawaan, perlu adanya aliran udara di dalam bangunan. Untuk itu diperlukan bukaan yang lebih dari satu buah dalam satu ruangan, dengan posisi yang berhadapan, agar tercipta ventilasi silang (cross ventilation).



1.2 Tujuan Penulisan Makalah ini saya buat untuk memenuhi tugas kepada bapak dosen. Dan karena begitu pentingnya materi ini dan untuk menambah pematerian, maka dengan ini kami membuat makalah tentang penghawaan alami.



1.3 Rumusan Masalah  Apakah penghawaan alami itu  Bagaimana cara membuat penghawaan alami secara baik dan benar  Apa manfaat penghawaan alami dibanding penghawaan buatan



2



BAB II



PEMBAHASAN Angin yaitu udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara(tekanan tinggi ke tekanan rendah) di sekitarnya. Angin merupakan udara yang bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah atau dari suhu udara yang rendah ke suhu udara yang tinggi. Sifat Angin Apabila dipanaskan, udara memuai. Udara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun kerena udaranya berkurang. Udara dingin disekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tadi. Udara menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah. Diatas tanah udara menjadi penas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara panas dan turunnya udara dingin ini dinamanakan konveksi Terjadinya Angin Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara atau perbedaan suhu udara pada suatu daerah atau wilayah. Hal ini berkaitan dengan besarnya energi panas matahari yang di terima oleh permukaan bumi. Pada suatu wilayah, daerah yang menerima energi panas matahari lebih besar akan mempunyai suhu udara yang lebih panas dan tekanan udara yang cenderung lebih rendah. Perbedaan suhu dan tekanan udara akan terjadi antara daerah yang menerima energi panas lebih besar dengan daerah lain yang lebih sedikit menerima energi panas, yang berakibat akan terjadi aliran udara pada wilayah tersebut. Angin merupakan faktor utama yang mempengaruhi penghawaan alami. Faktor yang mempengaruhi laju ventilasi yang disebabkan gaya angin termasuk : a). Kecepatan rata-rata. b). Arah angin yang kuat. c). Variasi kecepatan dan arah angin musiman dan harian. d). hambatan setempat, seperti bangunan yang berdekatan, bukit, pohon dan semak 3



Liddamnet (1988) meninjau relevansi tekanan angin sebagai mekanisme penggerak. Model simulasi lintasan aliran jamak dikembangkan dan menggunakan ilustrasi pengaruh angin pada laju pertukaran udara. Kecepatan angin biasanya terendah pada musim panas dari pada musim dingin. Pada beberapa tempat relatif kecepatannya di bawah setengah rata-rata untuk lebih dari beberapa jam per bulan. Karena itu, sistem ventilasi alami sering dirancang untuk kecepatan angin setengah rata-rata dari musiman. Pengertian Penghawaan Alami Jadi, secara umum ventilasi/penghawaan alami itu sendiri adalah proses pertukaran udara di dalam bangunan melalui bantuan elemen-elemen bangunan yang terbuka. Bila kita menghendaki terciptanya rumah atau hunian sehat bagi seluruh keluarga, penghawaan alami adalah elemen penting dalam desain rumah, karena penghawaan yang buruk dapat menyebabkan berbagai penyakit pernafasan. Penghawaan alami termasuk faktor terpenting dalam kesehatan rumah tinggal maupun bangunan lain. Terlebih dalam situasi udara sudah banyak tercemar polusi saat ini, kesehatan dalam rumah harus diperhatikan dalam desain. Penghawaan alami dibutuhkan karena dua alasan; pertama, karena kita butuh udara segar dalam rumah kita sehingga keluarga tetap sehat. Kedua, karena penghawaan alami dapat meminimalkan penggunaan listrik untuk Air Conditioner (AC). Dalam arsitektur, masalah penghawaan alami mendapatkan porsi yang penting dimana setiap rancangan sebaiknya berangkat dari konsep ruang-ruang yang sehat. Penghawaan alami pada rumah tinggal dapat dibuat agar ruang-ruang mendapat penghawaan alami, antara lain dengan memanfaatkan taman depan (frontyard), taman tengah (innercourt), dan taman belakang (backyard). Menurut rekomendasi pemerintah untuk rumah tinggal sederhana, ruang-ruang minimal mendapatkan ventilasi seluas 5% dari luasan ruang. Ventilasi ini bisa didapatkan dari lubang-lubang angin dan jendela yang dapat dibuka tutup sesuai kebutuhan. 4



Penghawaan Alami untuk Daerak Tropis Iklim Tropis Indonesia :



·



Suhu antara 28-38 C musim kemarau, 25-29 C musim hujan. Bukaan lebar diperlukan untuk sirkulasi udara ( panas, kotor, lembab ke luar rumah ) dalam ruang. Jika kanan kiri belakang bangunan terhalang bangunan tetangga, bisa digunakan menara angin, tekanan udara panas akan tertarik keluar dari menara ini digantikan udara segar. Sebaiknya bhangunan memiliki beranda beratap yang cukup lebar sebagai penahan, penyaring udara panas antara ruang luar dan ruang dalam, selain sebagai penegas pintu masuk dan tempat penerima tamu. Sebaiknya di sekeliling bangunan ditanami pepohonan, perdu dan semak untuk menyaring udara, debu dan polusi. Kelembaban udara 40-70 % di musim hujan, 80-100 % di musim hujan. Curah hujan mencapai 3000 mm/ tahun ( tinggi ). Atap bersudut besar ( 35 atau lebih/ kemiringan curam adalah solusinya, agar air hujan cepat mengalir ke bawah. Kecepatan angin 5 m/ detik ( lemah ). Makin lembab makin lemah anginnya. Manusia di iklim tropis lembab mampu beradaptasi pada suhu antara 24-30 C, merasa kurang nyaman di ruangan bersuhu di atas 28 C. Sinar matahari menyinari alam tropis/ khatulistiwa sekitar 12 jam perharinya. Pergerakan Angin Dalam Bangunan Penerapan sistem ventilasi silang (cross ventilastion) Sistem cross ventilation atauventilasi silang adalah system penghawaan ruangan yang ideal dengan cara memasukkan udara ke dalam ruangan melalui bukaan penangkap angin dan mengalirkannya ke luar ruangan melalui bukaan yang lain. System ini bertujuan agar selalu terjadi pertukaran udara di dalam ruangan sehingga tetap nyaman bagi penghuninya. Udara di dalam ruangan harus selalu diganti oleh udara segar karena udara di dlaam ruangan ini banyak mengandung CO 2 (karbondioksida)hasil aktivitas penghuni ruangan seperti bernapas, merokok, menyalakan lilin,memasak, dan sebagainya. 5 Sementara itu, udara bersih yang dimasukkan ke dalam ruangan adalah udara yang banyak mengandung O2 (oksigen). Dalam system cross ventilation ini dikenal dua macam bukaan, sebagai berikut :



·



Inlet, merupakan bukaan yang menghadap ke arah datangnya angin sehingga berfungsi untuk memasukkan udara ke dalam ruangan.



·



Outlet, merupakan bukaan lain di dalam ruangan yang berfungsi untuk mengeluarkan udara.



Bukaan yang dimaksud di atas dapat berupa lubang angin, kisi-kisi, jendela yang bias dibuka, pintu yang senantiasa terbuka atau pintu tertutup yang bias mengalirkan udara (misalnya pintu kasa atau pintu berjalusi. Agar ruangan dapat teraliri udara secara optimal maka perletakan bukaan harus disesuaikan dengan arah datangnya angin. Perletakan/posisi bukaan inlet dan outlet dalam system cross ventilation dapat dibedakan menjadi dua jenis, sebagai berikut. Ø Posisi diagonal (cross). Bukaan inlet dan outlet diletakkan dengan posisi ini apabila angin dating secara tegak lurus (perpendicular) ke arah bukaan inlet.



6 Ø Posisi berhadapan langsung. Bukaan inlet dan outlet diletakkan pada posisi ini mana kala angin dating bersudut/tidak tegak lurus (obligue) ke arah bukaan inlet.



Namun ada kalanya perletakan bukaan ini tidak dapat disusun seperti teknik di atas. Hal ini mungkin terjadi karena bidang yang mengarah ke luar tidak saling berhadapan. Disamping itu, sebab lain yang mungkin timbul adalah faktor keterbatasan lahan sehingga ruang tersebut hanya memiliki satu bidang saja yang menghadap kea rah luar bangunan. Pada kondisi-kondisi semacam ini, cross ventilation tetap dapat dilakukan yaitu dengan menambahkan sirip-sirip vertikal di tepi bukaan sebagai pengarah udara untuk masuk atau keluar ruangan. Sirip-sirip vertikal ini bisa terbuat dari batu bata, kayu, maupun beton.



7 Pada inlet dan outlet secara vertikal juga harus diperhatikan. Posisi inlet yang lebih rendah daripada outlet akan mengalirkan udar pada ketinggian tubuh manusia



sehingga



tubuh



manusia



bias



merasakan



kesejukan



dari



udara



tersebut.



Sebaliknya,posisi inlet yang lebih tinggi daripada outlet justru akan membuat aliran udara hanya menjangkau sebagian kecil tubuh manusia bagian atas sehingga kesegaran tidak dapat dirasakan penghuni rumah tersebut. Detail pemasangan bukaan juga harus diperhatikan agar diperoleh cross ventilation yang sempurna. Posisi bukaan penangkap udara (inlet) sebaiknya berada pada ketinggian aktivitas manusia, yaitu sekitar 0,5-0,8 m, sementara bukaan outlet sebaiknya dibuat lebih tingggi karena udara yang akan dikeluarkan dari ruangan itu adalah udara yang panas dan udara yang panas selalu berada di bagian atas ruangan. Alternatif lain perletakan outlet adalah pada atap apabila menggunakan atap bertipe jack roof. Lubang antara atap induk dengan atap ‘topi’ pada jack roof dapat diberi kisi-kisi sebagai bukaan keluarnya udara (outlet). Posisi outlet pada atap inilebih efektif untuk mengeluarkan udara panas yang banyak berkumpul di bagian atas ruangan tersebut. Dimensi atau kecepatan aliran udara dari bukaan inlet dan outlet juga harus diperhatikan. Jika bukaan inlet memiliki dimensi atau kecepatan aliran udara lebih kecil daripada bukaan outlet maka kecepatan aliran udara di dalam ruangan akan meningkat 30% dari kecepatan udara di luar ruang. Namun, jika bukaan inlet memiliki dimensi atau kecepatan aliran udara lebih besar daripada bukaan outlet maka kecepatan aliran udara di dalam ruang akan turun 30% dari kecepatan di luar ruangan.



8



Dari kedua tipe dia atas, pemilihan dimensi bukaan inlet yang lebih kecil dari bukaan outlet atau memakai dimension yang sama besar namun dengan model yang berbeda (kemampuan alir udara berbeda) lebih direkomendasikan. Manfaat penghawaan alami : Ventilasi rumah mempunyai banyak fungsi. Fungsi pertama adalah menjaga agar aliran udara di dalam rumah tersebut tetap segar. Hal ini berarti keseimbangan oksigen yang diperlukan oleh penghuni rumah tersebut tetap terjaga. Kurangnya ventilasi akan menyebabkan kurangnya oksigen di dalam rumah yang berarti kadar karbondioksida yang bersifat racun bagi penghuninya menjadi meningkat. Fungsi kedua adalah membebaskan udara ruangan dari bakteri-bakteri, terutama bakteri pathogen yang cenderung hidup dan berkembang dalam ruangan dengan dengan tingkat kelembapan tinggi. Dengan sirkulasi yang baik, bakteri akan terbawa oleh udara akan selalu mengalir.



9



BAB III PENUTUP



KESIMPULAN Dari uraian diatas dapat simpulkan sebagai berikut : Penghawaan alami atau ventilasi alami adalah proses pertukaran udara di dalam bangunan melalui bantuan elemen-elemen bangunan yang terbuka. Angin merupakan



faktor utama yang mempengaruhi penghawaan alami. Faktor yang mempengaruhi laju ventilasi yang disebabkan gaya angin termasuk : a). Kecepatan rata-rata. b). Arah angin yang kuat. c). Variasi kecepatan dan arah angin musiman dan harian. d). hambatan setempat, seperti bangunan yang berdekatan, bukit, pohon dan semak belukar. Ventilasi atau penghawaanrumah mempunyai banyak fungsi. Fungsi pertama adalah menjaga agar aliran udara di dalam rumah tersebut tetap segar. Hal ini berarti keseimbangan oksigen yang diperlukan oleh penghuni rumah tersebut tetap terjaga. Kurangnya ventilasi akan menyebabkan kurangnya oksigen di dalam rumah yang berarti kadar karbondioksida yang bersifat racun bagi penghuninya menjadi meningkat. Fungsi kedua adalah membebaskan udara ruangan dari bakteri-bakteri, terutama bakteri pathogen yang cenderung hidup dan berkembang dalam ruangan dengan dengan tingkat kelembapan tinggi. Dengan sirkulasi yang baik, bakteri akan terbawa oleh udara akan selalu mengalir.



10



DAFTAR PUSTAKA



11