ARSITEKTUR TROPIS Desain iklim untuk Efisiensi Energi di Gedung
Nama : Claudya Anisa Koljaan Nim : 41214010023
PENGANTAR
peta klasifikasi iklim dari India telah dimasukkan untuk identifikasi iklim situs bangunan yang bersangkutan. Persyaratan kenyamanan termal untuk berbagai zona iklim telah didefinisikan. Metode seleksi fitur arsitektur yang cocok seperti bentuk rencana. orientasi, lokasi dan ukuran fenestra-tion, perangkat shading, perawatan amplop bangunan dll, yang pada penggabungan dalam desain bangunan akan memberikan kenyamanan termal dengan konsumsi minimum energi.
KLASIFIKASI IKLIM Klasifikasi iklim sehubungan desain bangunan berarti zonasi negara itu menjadi daerah sedemikian rupa bahwa perbedaan iklim dari daerah ke daerah yang tercermin dalam desain bangunan, penjamin beberapa ketentuan khusus untuk masing-masing daerah. Berdasarkan kriteria ini, ada lima zona iklim utama, (i) panas-kering; (ii) hangat-lembab; (iii) dingin; Suhu maksimum Kelembapan iklim Zona bulan maksimum bulanan (iv) beriklim; (v) dan komposit. Panas-Kering di atas 30 di bawah 55 Hangat-lembab
di atas 30
di atas 55
di atas 25
di atas 75
Sedang
antara 25-30
di bawah 75
Dingin
di bawah 25
semua nilai
Gabungan
-
-
Sebuah peta India menggambarkan berbagai zona iklim ditunjukkan pada Gambar 1. Sebagai contoh, di Jaipur, itu adalah dingin di bulan Januari, Iklim selama Februari, November, Desember, panas-kering selama Maret-Juni dan Oktober dan hangat-lembab pada bulan Juli untuk September.
Map dari India menggambarkan zona iklim yang berbeda
PERSYARATAN KENYAMANAN DARI PANAS KERING DAN HANGAT LEMBAB Kondisi kenyamanan tergantung pada suhu udara, kelembaban relatif, kecepatan angin, serta pada pakaian, aklimatisasi, usia, jenis kelamin, dan jenis aktivitas masyarakat. Berdasarkan studi lengkap dilakukan pada kenyamanan termal di CBRI Roorkee 1, Indeks musim panas tropis (TSI) yang mewakili efek gabungan dari suhu, kelembaban relatif dan kecepatan angin yang berkembang. TSI didefinisikan sebagai suhu udara tenang, pada 50% kelembaban relatif yang menanamkan sensasi termal sama dengan lingkungan tertentu. Secara matematis, TSI dinyatakan sebagai : TSI = 0,745 t a + 0,308 t w - 2 v + 0,841 Keterangan : ta, dry bulb (globe) temperature, tw, wet bulb temperature. v, air speed in m/sec.
Kenyamanan termal biasanya terletak di antara nilai-nilai TSI dari 25° C dan 30° C dengan maksimum persen dari orang-orang yang nyaman di 27.5° C. kesejukan lingkungan ditoleransi antara 19° C dan 25° C (TSI) dan di bawah 19° C(TSI) itu terlalu dingin. Ini jelas menunjukkan bahwa untuk mencapai lingkungan yang nyaman di dalam ruangan, pemanasan upto19° C diperlukan di musim dingin, sedangkan langkah-langkah perlu diambil untuk mencapai kondisi ruangan sesuai dengan nilai-nilai TSI sekitar 27.5° C di musim panas. Oleh karena itu, dalam iklim panas-kering, penekanan diletakkan pada mengadopsi teknik desain yang berkontribusi terhadap penurunan suhu udara dalam ruangan atau suhu dunia dan penyediaan ventilasi malam yang memadai. Di sisi lain, penyediaan gerak udara yang cukup merupakan syarat penting dari desain bangunan di iklim yang hangat-lembab.
PERTIMBANGAN DESAIN UNTUK EFISIENSI ENERGI DI BANGUNAN Efisiensi energi di gedung-gedung mencangkup tiga aspek;
menghindarkan pemborosan energi karena penggunaan yang tidak diinginkan dan non-bijaksana gadget dioperasikan secara elektrik; pengembangan peralatan hemat energi; pemanfaatan optimal sumber-sumber non-konvensional energi melalui perencanaan yang bijaksana dan desain bangunan.
Aspek (i) dan (ii) perhatian dengan desain, instalasi dan pengoperasian peralatan listrik sedangkan aspek (iii) terkait dengan penggabungan fitur pasif yang tepat pada tahap desain awal bangunan.
Pengurangan Panas Penetrasi melalui Building Envelope
ďƒ˜
ďƒ˜
ďƒ˜
Insiden radiasi matahari pada selubung bangunan adalah sumber utama panas untuk meningkatkan suhu permukaan luar amplop dan juga untuk menciptakan gradien suhu di seluruh ketebalan amplop. Akibatnya, panas dilakukan di dalam ruangan sehingga menyebabkan kenaikan suhu permukaan interior. Oleh karena itu, penurunan suhu permukaan eksterior diperlukan untuk menjaga suhu permukaan dalam ruangan. jendela transparan menghadap matahari juga memungkinkan masuk langsung sinar matahari. Ini juga memberikan kontribusi terhadap kenaikan suhu permukaan dalam ruangan. Oleh karena itu, kontrol masuk langsung dari matahari melalui jendela merupakan persyaratan penting untuk mencegah kenaikan suhu permukaan interior.
ď ˝ ď ˝ ď ˝ ď ˝
Orientasi optimal Eksterior Permukaan reflektansi Surya Energi efisien jendela Atap dan Dinding Isolasi
Orientasi optimal Hal ini juga diketahui2bahwa jumlah harian insiden radiasi matahari per satuan luas pada N dan S menghadap dinding jauh lebih sedikit dibandingkan dengan yang di dinding menghadap arah lain. Oleh karena itu, untuk mendapatkan panas matahari minimum oleh selubung bangunan, diinginkan bahwa sumbu panjang bangunan harus berbaring sepanjang arah Timur-Barat. Selanjutnya, efek dari orientasi bangunan pada penetrasi panas melalui amplop juga tergantung pada rasio aspek, yaitu, panjang / lebar bangunan.
Eksterior Permukaan reflektansi surya warna permukaan dinding eksternal mempengaruhi kedua persentase radiasi matahari diserap oleh permukaan eksternal dan juga emisi radiasi gelombang panjang. Oleh karena itu, fluks panas yang ditransmisikan ke dalam gedung jauh berkurang ketika permukaan luar dicat dengan warna dengan penyerapan minimal radiasi matahari dan emisi tinggi di wilayah gelombang panjang
Energi efisien jendela Jendela adalah komponen penting dalam desain bangunan hemat energi. Cara yang paling efektif desain jendela untuk menghemat energi adalah dengan mengoptimalkan ukuran jendela dan lokasi. Jendela di Timur dan Barat fasad harus dihindari karena ini adalah orientasi terburuk dari sudut keuntungan panas pandang. Pada bangunan udara, jendela yang jauh kurang isolasi dari bagian lain dari amplop struktur.
Atap dan Dinding Isolasi Penyediaan isolasi pada dinding dan atap bangunan meningkatkan tahan panas dan membatasi aliran panas konduktif melalui selubung bangunan. ketebalan Rekomendasi dari beberapa bahan isolasi untuk atap bangunan berkondisi dan AC. Bahan
Daya pemantulan
emisivitas
(Radiasi sinar
(Gelombang panjang
matahari)
Radiasi)
Aluminium foil cerah
0.95
0.05
cat aluminium
0.50
0.50
mencuci putih baru
0.88
0.90
0.60
0.90
gelap
0.30
0.90
bata merah
0.40
0.90
cahaya warna Abuabu Abu-abu warna
Tabel 1Reflectivity dan emisivitas pelapis yang berbeda Kaca 0.08
0.90
PEDOMAN UNTUK BUJUKAN GERAK UDARA DI DALAM RUANGAN ď ˝
Di kamar ukuran normal memiliki jendela yang sama pada dinding yang berlawanan, rata-rata kecepatan udara meningkat dalam ruangan dengan cepat dengan menigkatkan lebar jendela jendela sampai sekitar 2/3 dari lebar dinding; di luar itu peningkatan dalam proporsi yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan kenaikan dari jendela lebar (Gambar 2(a)).
(Gambar 2(a)). Pengaruh lebar jendela di kecepatan angin dalam ruangan rata-rata
PEDOMAN UNTUK BUJUKAN GERAK UDARA DI DALAM RUANGAN ď ˝
Untuk total luas fenestration (inlet ditambah outlet) dari 20% sampai 30% dari luas lantai, ratarata kecepatan angin dalam ruangan adalah sekitar 27% dari kecepatan luar ruangan. peningkatan lebih lanjut dalam ukuran jendela meningkatkan kecepatan tapi tidak dalam proporsi yang sama. Bahkan, bahkan di bawah kondisi ideal Rata-rata maksimum kecepatan angin dalam ruangan tidak melebihi 40% dari kecepatan luar (Gambar 2 (b)).
Gambar 2 (b) Pengaruh daerah fenestration pada kecepatan angin dalam ruangan rata-rata
PEDOMAN UNTUK BUJUKAN GERAK UDARA DI DALAM RUANGAN
ďƒ˜
Louver horisontal, yaitu, kerai, di atas jendela mengalihkan angin insiden ke atas dan mengurangi gerakan udara di zona hunian. Sebuah slot horizontal antara dinding dan Louver horisontal mencegah defleksi ke atas udara di interior kamar. Penyediaan jenis L Louver meningkatkan gerak udara dalam ruangan asalkan proyeksi vertikal tidak menghalangi angin insiden (Angka 3 (a) dan 3 (h)). efek Louver horisontal;
partisi dengan jarak bawahnya
efek slot antara dinding dan louver
tidak ada partisi; Efek overhang atap partisi sejajar dengan aliran utama
partisi tegak lurus terhadap aliran utama
Partisi up to lantai tingkat
PEDOMAN UNTUK BUJUKAN GERAK UDARA DI DALAM RUANGAN
ďƒ˜
pergerakan udara di pesawat 0,4 m bekerja di atas lantai dapat ditingkatkan dengan 30% menggunakan angin jenis pelmet deflektor (Gambar 4).
Gambar 4Pelmet deflektor jenis angin
PEDOMAN UNTUK BUJUKAN GERAK UDARA DI DALAM RUANGAN
ďƒ˜
gerakan udara di unit bangunan yang memiliki jendela tangensial angin insiden dipercepat ketika unit lain terletak pada posisi akhir-on di sisi hilir (Angka 5 (a) dan 5 (b)).
Gambar 5(a) Unit bangunan terisolasi; dan (b) dua unit terletak pada posisi akhir pada Gambar 5 Air gerak di unit bangunan
PEDOMAN UNTUK BUJUKAN GERAK UDARA DI DALAM RUANGAN
ď ˝
gerak udara di dua sayap paralel berorientasi pada angin yang berlaku dipromosikan dengan menghubungkan mereka dengan blok di sisi hilir (Angka 6 (a) dan 6 (b)).
(a) pengaturan yang lebih baik; dan (b) sayap paralel Gambar 6 gerak Air dalam dua sayap paralel
PEDOMAN UNTUK BUJUKAN GERAK UDARA DI DALAM RUANGAN ď ˝
gerak udara di sebuah bangunan tidak terpengaruh dengan membangun bangunan lain sama tinggi atau lebih kecil di sisi bawah angin, tetapi sedikit berkurang jika bangunan bawah angin lebih tinggi daripada blok angin (Angka 7 (a), 7 (b) dan 7 (c)).
(a) aliran udara di dalam gedung yang terisolasi; (b) aliran udara di sebuah bangunan terlindung; dan (c) aliran udara di sebuah bangunan terlindung lebih tinggi
PEDOMAN UNTUK BUJUKAN GERAK UDARA DI DALAM RUANGAN ď ˝
Pohon dengan massa dedaunan besar memiliki batang telanjang cabang sampai ke tingkat atas jendela, membelokkan angin luar ruangan bawah dan mempromosikan gerakan udara di zona hunian di dalam bangunan.
Pengaruh lindung nilai dan struts di gerakan udara
PEDOMAN UNTUK BUJUKAN GERAK UDARA DI DALAM RUANGAN ď ˝
Sebuah sistem non-konvensional ventilasi, biasa disebut sebagai menara angin, membantu untuk mendorong gerak udara di kamar tanpa jendela di dua dinding terkena. Menara angin terdiri dari angin vertikal membawa poros dengan lampiran menyendoki angin di atas daripadanya. Pada sisi vertikal, poros disediakan dengan beberapa bukaan, yang menghubungkan menara ke kamar yang berbeda dimaksudkan untuk ventilasi. Bukaan di kamar juga disediakan di dinding selain yang menghadap menara. Pengaturan semacam bukaan memfasilitasi ventilasi silang di kamar. The pelampiasan angin di muka menara menyebabkan perkembangan atasnya tekanan positif. Sebagai mengalir angin di sekitar bangunan, pemisahan aliran berlangsung di tepi angin dan tekanan negatif dibuat atas semua wajah bawah angin bangunan. Dengan demikian, perbedaan tekanan ada antara inlet menara dan bukaan
Model dari menara angin khas
KESIMPULAN Teknik desain untuk pendinginan dari bangunan telah ditetapkan bahwa adopsi dari beberapa fitur pasif sederhana seperti orientasi optimal, shading yang memadai dari jendela, pelapis reflektif pada permukaan eksterior, tutup hijau di atas gedung, atap dan dinding isolasi, energi sistem jendela yang efisien, penyediaan bijaksana jendela untuk ventilasi alami yang cukup hasil dll di penghematan yang signifikan dalam energi yang dikonsumsi sekaligus menciptakan lingkungan yang nyaman di dalam ruangan.
REFERENSI 1.
2. 3.
4.
5. 6.
7.
8.
I Chand and P K Bhargava. ‘The Climatic Data Hand Book.’ Tata McGraw Hill, New Delhi, 1999. ‘Orientation of Buildings.’ Building Digest, CBRI, no 74, Roorkee, 1963. ‘Shading Devices for Glass Openings in Air Conditioned Buildings.’ Building Digest, CBRI, no 119, Roorkee, 1976. S Raeissi and M Taheri. ‘Optimum Overhang Dimensions for Energy Saving.’ Building and Environment, vol 33, no 5, 1998, pp 293-302. M S Sodha, et al. ‘Solar Passive Buildings.’ Pergamon Press, 1986, p 126. H Akabari, S Bretz, D M Kurn and J Hanford. ‘Peak Power and Cooling Energy Savings of High Albedo Roofs.’ Energy and Buildings, vol 25, 1997, pp 117-126. ‘Thermal Data of Building Fabrics and its Application in Building Design.’ Building Digest, CBRI, no 52, Roorkee. I Chand and P K Bhargava. ‘Guidelines for Designing Airy Buildings.’ Building Digest, CBRI, no 121, 1976.