Penataan Tata Udara dalam Ruang Belajar SMK
Transcript of Penataan Tata Udara dalam Ruang Belajar SMK
1
Name: Totok Sulistiyanto, Greenship Professional
Trainer dan Asesor di Green Building Council Indonesia
Company: PT. Narama Mandiri
Email: [email protected]
Associations: GBCI, MASKEEI, ASHRAE, IABHI, PII, KNI-WEC.
Penataan Tata Udara
dan Pencahayaan
dalam Ruang Belajar SMK
Webinar Bimtek Series Sarpras SMK 2020Direktorat Jenderal Pendidikan Vokasi - Kemendikbud
1
2
◼ Latar Belakang
◼ Petunjuk dan Perhitungan Empiris
◼ Teori Sistem Tata Udara
◼ Klasifikasi dan Standar
◼ Efisiensi Energi
◼ Kenyamanan Termal
◼ Kualitas Udara dalam Ruangan
◼ Fungsi Bangunan dan Tata Cahaya
◼ Teori Sistem Tata Cahaya
◼ Tipe-tipe Lampu dan Standar
◼ Contoh-contoh Kasus
◼ Sekolah Bersertifikat Gedung Hijau
◼ Menuju Arah Net Zero School
◼ Rangkuman2
3
Pemanasan Global dan Efek Rumah Kaca
3
4
Dampak Peningkatan Konsumsi Energi
4
5
Klasifikasi Sistem Tata Udara
❑ Memilih tipe peralatan yang tepat untuk
penggunaan spesifik:
▪ window room air conditioners
▪ split unit air conditioners; VRF=Variable Refrigerant Flow
▪ floor mounted package air conditioners
▪ rooftop liquid chillers (air cooled)
▪ chilled water plants
▪ absorption chillers
❑ Memilih tipe yang tepat dari kompresor:
▪ reciprocating
▪ rotary
▪ scroll
▪ screw 5
6
• Petunjuk praktis Sistem Tata Udara
• Petunjuk praktis Sistem Tata Cahaya:
5 watt/m2
15 watt/m2
8 watt/m2
18 watt/m2
DESAIN
BURUK
SANGAAT
EFISIENEFISIEN MEWAH
TIDAK
EFISIEN
Tipe lampu: TL Daylight
Jarak ke obyek: 3-4 m
0,04 PK/m2
30 watt/m2
0,08 PK/m2
60 watt/m2
0,06 PK/m2
45 watt/m2
0,1 PK/m2
75 watt/m2
DESAIN
BURUKSANGAT EFISIEN EFISIEN MEWAH
TIDAK
EFISIEN
Tipe sistem A/C: Window/Split/Central
Dengan ketinggian ruangan: 3-4 m
1 PK ~ 746 watt = 0,746 kW
Petunjuk Empiris
6
7
Perhitungan Empiris
7
Angka Faktor 1 adalah: untuk kamar tidur = 5, untuk kantor atau living room =
6, untuk sekolah; ruang training; restoran; salon; warnet atau mini market = 7
Angka Faktor 2 adalah: untuk orang dewasa = 600 Btu/h, untuk anak-anak =
300 Btu/h
contohnya:
untuk ruangan kamar tidur panjang 3m, lebar 3m dan tinggi ruangan 2.5m, dan
akan ditinggali oleh 2 orang dewasa misalnya. Perhitungannya jadi seperti ini:
(3 x 3 x 2,5 x 5 x 37) + (2 x 600)
= 4.162,5 + 1.200
= 5.362,5 Btu/h
5000 Btu/h ~ ½ PK → (ukuran ruangan ± 10m2)
7000 Btu/h ~ ¾ PK → (ukuran ruangan ± 14m2)
9000 Btu/h ~ 1 PK → (ukuran ruangan ± 18m2)
12000 Btu/h ~ 1½ PK → (ukuran ruangan ± 24m2)
18000 Btu/h ~ 2 PK → (ukuran ruangan ± 36m2)
88
Proses Termodinamika Sistem Tata Udara
hC=hD hA hB’ hB
P
A
BB’C
D
COP = (efek refrigerasi) / (kerja kompresi)
𝑪𝑶𝑷 =QeQw
=m hA− hDm hB− hA
=hA− hDhB− hA
Qe = efek refrigerasi [kW]
Qw = kerja kompresi [kW]
m = laju alir refrigeran yang disirulasi dalam sistem [kg/s]
hA = entalpi dari gas yang masuk kompresor [kJ/kg]
hB = entalpi dari gas yang masuk kodensor [kJ/kg]
hD = entalpi cair jenuh masuk ke katup ekspansi [kJ/kg]
99
Sistem Tata Udara dan Standar
10
Evaporator
Condenser
10
Windows Room Air Conditioners
WRAC banyak digunakan di:
▪ Tempat tinggal
▪ Hotel Melati
▪ Restoran
▪ Kantor, dll.
11
Warm air (recirculating)
Cool air
Outdoor air
Evaporator (Indoor Unit)
Condensor (Outdoor Unit) 11
Split Unit Air Conditioners
Maksimum Piping : Jarak antara 7 to 15 m and
Maksimum beda ketinggian antara
indoor dan outdoor unit : 5 to 7 m.
Liquid lineSuction line
12
Split Unit digunakan di:
▪ Bangunan tempat tinggal
▪ Hotel Melati
▪ Bangunan Komersial Kecil:
toko & kantor kecil.
▪ Restoran
▪ Apartemen
▪ Gedung Pemerintahan &
Sekolah
12
Aplikasi Split Unit Air Conditioners
Isu terkait Kesehatan ruangan:
▪ Tidak ada ketentuan untuk pemasukan udara luar dan /
atau pembuangan udara ruangan yang pengap
▪ Membutuhkan exhaust fan / kipas untuk memasukkan
udara segar ke dalam ruangan
▪ Udara ruangan hanya disaring dan disirkulasikan kembali
13
Ventilasi mekanik ini akan berfungsi sebagai fresh air fan intake
Tambahan Fresh Air Split Unit
1414
Aplikasi VRF Air Conditioners
1515
Split Unit Rentang Kapasitas
Wall Mounted 1.0 – 2.5 hp Most common
Ceiling Exposed 1.5 – 6.0 hp Not so common
Floor Standing 3.5 – 12 hp Not so common
Cassettes 2.0 – 5.0 hp Best Aesthetic
VRF Unit
1. Outdoor Unit kapasitas: 12.000 Btu/h - 300.000 Btu/h;
2. Indoor Unit kapasitas: 5.000 Btu/h - 120.000 Btu/h;
3. Outdoor Unit dapat mendukung hingga 48 unit evaporator
dalam ruangan dengan kapasitas
4. Secara kolektif menambah hingga 130% kapasitas unit
kondensasi.
Rentang Efisiensi : 1,3 – 1,4 kW/TR
15
Rentang Kapasitas SUAC dan VRF
Rentang Efisiensi: 0,84 – 0,95 kW/TR
16
Sistem Tata Udara Sentral
16
17171717
1818
Kenyamanan Termal
VARIABEL YANG DIUKUR:
1. DBT: Suhu Tabung Kering (oC)
2. WBT: Suhu Tabung Basah (oC)
3. Kecepatan Angin (m/s)
Sling termometer
Anemometer
19
Zona Optimum
10 20 30 40 50 60 70 80 90
% Kelembaban Relatif
Bakteri
Virus
Jamur
Serangga/Kutu
Infeksi Pernapasan
Alergi & Asma
Interaksi Kimiawi
Produksi Ozon
Makin tipis, makin
kecil pengaruhnya
KELEMBABAN UDARA OPTIMUM
dan
MUTU UDARA DALAM RUANG
Kita menghirup sekitar 10.000 liter udarasetiap hari, itu lebih dari 20.000 napas. Kita menghirup udara di 7-8 liter per menit, 20% O2 dan dikeluarkan 15% O2 + 5% CO2
▪ Sebagian diantaranya diisi denganpartikel atau gas halus yang sangat kecil, bahkan sebagian beracun bagi kesehatankita.
▪ Kebanyakan orang menghabiskan 90% waktunya di dalam ruangan
▪ Bangunan / Rumah berkonsep BangunanHijau bisa lebih baik untuk kesehatan kita
▪ Orang dengan alergi dan asma umumnyasensitif terhadap kualitas udara
▪ Bayi, lansia, dan orang yang lemahmenghabiskan waktunya di dalamruangan
▪ Rumah sekarang dibangun "ketat" dan tidak disadari bahan material bangunan, cat, furnitur mengandung racun
Kualitas Udara dalam Ruangan
2020
Kasus Penghematan Energi AC SentralSuatu ruang perkantoran sekolah SMK: 400 m2 x 3 m; jumlah penghuni 40 orang
Data Sebelum Implementasi: Data Sesudah iImplementasi:
Pemakaian listrik untuk penerangan
Konsumsi energi: 4.500 Watt 675 Watt
Intensitas: 200 LUX (rata-rata) 350 LUX (rata-rata)
Jenis lampu: flourecent diganti dengan lampu LED
Penghematan = 3,825 Watt (termal dan elektrik)
Kondisi AHU
Udara segar: vf = 1000 m3/jam vf1 = 400 m3/jam
Penghematan = 540 Watt (termal)
Menara Pendingin
Konstanta pendinginan: 0,54 0,65
Penghematan = 96.370 Watt (termal)
Sistem Chiller
Daya motor kompresor: 84,49 kW 68,39 kW
Penghematan = 16.100 Watt (elektrik)
Total biaya yang dapat dihemat bila chiller beroperasi 16 jam perhari (jenis tarif S-3/TR: Rp.795/kWh):
16 jam x 344 hari x (3.825 Watt + 16.100 Watt)/1000 x Rp. 795/kWh = Rp. 87.185.424,- pertahun
2121
Teknologi Tata Udara ke Depan
22
22
22
23
2424
Setiap fungsi bangunan / ruangan dengan aktivitas
tertentu memerlukan pencahayaan minimum yang
nilainya bergantung pada:
❑ Usia
❑ Ukuran object yang dilihat
❑ Ketelitian pekerjaan
❑ Tingkat kerumitan obyek
❑ Kecepatan gerak
A person of 60 yrs will need
about 15 times higher lighting
level than a 10 yr old.
Fungsi Bangunan vs Tingkat Pencahayaan
2525
Ketelitian dan Kecepatan Gerak
Sepakbola :Lambat, kecepatan
rendah, bola besar
tingkat pencahayaan:
50 Lux
Tennis :Kecepatan tinggi, bola
kecil, perlu reaksi cepat
Tingkat pencahayaan:
500 Lux
26
Spektrum Elektromagnetik
❑ Wavelength of 380nm-800nm is occupied by Light waves.
❑ It is identified by colours Violet to Red
800
27
Tipe-tipe Lampu
28
SNI – 6197-2020 Tata Cahaya
29
Typical Lighting levels a person is exposed during Daytime in Outdoor Areas
Tingkat Pencahayaan Outdoor
30
Scalar means a quantity which is not dependent on direction.
Vector quantity is dependent on direction; i.e. it has directional component.
E Lux (illuminance)is a scalar quantity
Iluminan (illuminance) adalah banyak arus cahayayang datang pada satu unit bidang, diukur dengan Lux atau Lumen/m²
L candela/m² (Luminance)is a vector quantity
Luminan (Luminace)adalah berapa banyak dayabercahaya yang akan dideteksi oleh mata manusia rata-rata dari suduttertentu.
Mengukur Tingkat Pencahayaan
3131
100 lux
6.25 lux
25 lux
1m
2m
4m
Hukum yang menyatakan bahwa intensitas efek sepertiiluminasi berubah dalam proporsi terbalik dengankuadrat jarak dari sumber.
Inverse Square Law
32
Incand-escent
Linear Fluores.
Compact fluores.
LED MercuryMetal Halide
High Pressure Sodium
Low Pressure Sodium
Wattage 25 - 150 18 - 95 13 – 26 2 - 10 50 – 1,00070 –
1,50035 – 1,000 18 – 180
Output (lumens)
210 –2,700
1,000 –7,500
1,000 –3,200
200 –1,000
1,000 –45,000
7,000 –150,000
2,000 –140,000
1,800 –40,000
Efficiency (lm/watt)
8 - 18 55 – 79 75 – 81 40 – 60 30 - 55 60 – 95 60 – 125 80 – 180
Lumen Maint’nce
90% (85%)
85% (80%)
85% (80%)75%
(65%)90% (70%)
100% (100%)
Lamp Life (hours)
750 –2000
10000 –20000
10,00035,000 –50,000
18000 –24000
10000 -20000
18000 -24000
16000
CRI 80 – 95 30 – 90 30 – 90 40 - 90 30 – 80 80 – 90 20 – 39 < 20
Note Wattage and output refers to the common available lamp rating for outdoor lightings.
Efficiency refers to luminous efficiency taken at 50% mean lifetime and do not include ballast loss.Lumen Maintenance refers to percent of initial lamp output at 50% of mean lifetime and at end of lifetime (parenthesis).Lamp life refers to the approximate mean lifetime of lamp.
Spesifikasi Lampu
33
Contoh Sistem Pencahayaan di SekolahSuatu sekolah SMK mempunyai 1300 buah lampu TL dan dari hasil pendataan
sampel diperkirakan sekurang-kurangnya 90% menggunakan lampu TL jenis
40/54. Menurut spesifikasi teknis, daya pencahayaan TL 40/54 40 watt adalah
2500 lumen sedangkan TL LED 14 watt adalah 3000 lumen. Dari data sekunder
dan hasil wawancara dengan pengelola sekolah tersebut diperoleh data bahwa:
1. 75% menyala selama 10 jam,
2. 25% menyala selama 20 jam,
3. golongan tarif S-3 (tarif 2020) atau biaya pemakaian adalah S-3/TR:
Rp.795/kWh
Dengan mengganti TL 40/54 40 watt ke jenis TL LED 14 watt maka dapat
sekaligus memperbaiki kuat pencahayaan dan penghematan sebesar 26
Watt/lampu.
Maka dengan perhitungan sederhana diperoleh potensi penghematan sebesar:
(75% x 1300 x 26 x 10) + (25% x 1300 x 26 x 20) = 422.500 Watt-jam/hari atau
12.675.000 Watt-jam/bulan
Penghematan listrik = (12.675 x Rp. 795) = Rp. 12.358.125,-/bulan atau:
Rp. 148.297.500,- setahun.33
34
Saving 33.4%
GOLD NB 1.1GREENSHIP New BuildingConstruction: 2011
Saving 43.6%
Platinum NB 1.2GREENSHIP New BuildingConstruction: Dec 2012
Sekolah/Kampus Bersertifikat Greenship
36
Sing Yin Secondary School in Hong Kong: 50 kWh/m2/y, Efficient Lighting with sensor, regenerative escalator, occupancy sensor, real-time weather
data, Rooftop PV Systems and Wind Turbine, Aquaponics Greeneries, Building Energy Management System Integrated, Science Laboratory.36
37
North Carolina
Aix La Duranne - France
Mississippi Stuttgart Germany – Saint Gobain
37
39
Masalah Lingkungan yang Mengglobal: 1. Climate change; 2. Peak oil; 3. Energy security; 4. Water scarcity and cost; 5. Increasing cost and decreasing availability of raw materials; 6. Environmental impact of centralized power generation; 7. Using New and Renewable Energy
Mekanisme Pasar: 1. Increasing and uncertain future cost of electricity and gas; 2. Proliferation of consumer electronics (increased plug loads); 3. More and cheaper products due to globalization of manufacturing; 4. Increase in available funding for EE; 5. Increased adoption of Green Building; 6. Market awareness, utility demos and outreach; 7. Energy efficiency promoted through mainstream media
Perubahan Perilaku: 1. Consumer desire to be “green” and reduce embedded & used energy; 2. Consumer desire for comfort and aesthetics; 3. Personal energy independence/interest in living off the grid; 4. Increased awareness of impact of behavior on energy usage; 5. People like cool, new technologies; 6. People more "plugged in" electronically, digital information, social networking
Peraturan Pemerintah: 1. Carbon emissions penalties and/or incentives; 2. Use of codes and standards to lock in efficiency gains; 3. Increasing budgets for emerging technology R&D; 5. Integrated resource planning; 6. Increased interest among legislators in efficiency and renewables; 7. Limits to existing transmission and generation capacity; 8. Smart grid technology development
Inovasi Teknologi: 1. Integration of info, communication & entertainment devices; 2. Availability of new technologies; 3. Availability of cross-cutting, low-cost technology for building
Rangkuman …
39
Terima Kasih
40