Senin, 13 Februari 2023

FISIKA BANGUNAN

FISIKA BANGUNAN TRANMITAN : Cara menghitung perpindahan panas pada bangunan_Fisika Bangunan
A. PENDAHULUAN
Banyak aspek yang harus dipertimbangkan dalam merancang bangunan, diantaranya adalah aspek kenyamanan. Pada tugas ini hitunglah aspek thermal baik buatan (lampu) maupun alam (matahari) sebuah ruang kelas yang memiliki karakteristik sebagai berikut :
B. DATA
Sebuah Ruang Kelas.
· Jumlah orang = 90 orang
· Jumlah lampu = 6 lampu @ 20 watt
· Komputer = 1 buah 30 watt
· LCD = 1 buah 15 watt
· Bahan = Dinding Batu Bata di plester pada 2 sisi
· Tebal bata = 8 cm
· Tebal plester = 2 cm
· Panjang dinding = 12 m
· Lebar dinding = 11 m
· Tinggi dinding = 3 m
· Luas Bidang kaca Dinding barat = 55 %
· Luas Bidang Kaca Dinding Timur = 45%
· Suhu luar (To) = 350C
· Suhu dalam (Ti) = 300C
C. SOAL:
· Menghitung transmitan dan resistan elemen bangunan berlapis
· Kenaikan suhu benda oleh radiasi matahari
· Panas yang menembus elemen bangunan
· Panas yang menembus kaca
· Aliran udara untuk membuang panas dengan memperhatikan volume ruang
D. PERHITUNGAN
1. MENGHITUNG TRANSMITAN DAN RESISTAN ELEMEN BANGUNAN BERLAPIS
· Diketahui sebuah bangunan memiliki struktur dinding bata dengan lapisan plester
· Tebal plester luar dan plester dalam (d plester) @ 2 cm
· T ebal batu bata (d bata) 8 cm.
· Konduktivitas plester (k plester) 0.9 W/m20C,
· Konduktivitas batu bata (k bata) 0.8 W/m20C
· Konduktan permukaan dalam dinding (f1) 8.12 W/m2 0C.
Maka
· Resistan plester (R1 plester) = d plester/k plester = 0,02m/0,9 W/m2 0C
= 0,022 m2 0C/W
· Resistan Bata (R1 bata) = 0,08 m/0,8 W/m2 0C = 0,1 m2 0C/W
· Resistan total = R1 plester + R1 bata + R1 plester
= 0,022 + 0,1+ 0,022
= 0,144 m20C /W
a. TRANSMITAN (U)
DINDING TIMUR (terlindungi)
fo = 13,18 W/m20C
Resistan dinding (R dinding timur) = 1/f1+ R total + 1/fo
= 1/8,12 + 0,144 + 0,076
= 0,334 0C/W
Transmitan dinding (U dinding timur) = 1/R dinding
= 1/0,334 = 2,994 W/m2 0C
b. DINDING UTARA (terlindungi)
Resisten dinding (R dinding utara) =1/f1+ R total + 1/fo
=1/8,12 + 0.144 + 1/13,18
=0.123 + 0.144 + 0.076
= 0,334 0C/W
Transmitan dinding (U dinding utara) = 1/R dinding
=1/0.334
=2,994 W/m2 0C
c. DINDING SELATAN (terlindungi)
Resistan dinding (R dinding selatan) = 1/f1+ R total + 1/fo
= 1/8,12 + 0,144 + 1/7,78
=0.123 + 0.144 + 0.129
=0,396 0C/W
Transmitan dinding (U dinding selatan) = 1/R dinding
=1/0.396
=2,525 W/m2 0C
d. DINDING BARAT (normal)
Resisten dinding (R dinding barat) =1/f1 + R total + 1/fo
=1/8.12 + 0.144 + 1/13.18
=0.123 + 0.144 + 0.076
=0.334 0C/W
Transmitan dinding (U dinding utara) = 1/R dinding
=1/0.334
= 2,994 W/m2 0C
2. KENAIKKAN SUHU BENDA OLEH RADIASI MATAHARI
a. PADA DINDING TIMUR
Intensitas Radiasi matahari untuk bagian barat (I) = 97 W/m2
Suhu dalam ruang (Ti) = 300C
Suhu luar ruangan (To) = 350C
Bilangan Serap arbsorsi (α) Cat putih = 0,58
Sudut datang matahari (β) = 60º
Konduktan permukaan dinding bata bagian barat (fo)) = 13,18 W/m2 0C
Maka,suhu permukaan yang terkena sinar matahari :
Ts = To + (I α/fo) 0C
I = Icosβ
Ts = 35+ (97xcos 60 x 0,58/13,18)
= 35 + 2,134
= 37, 134 0C
b. DINDING UTARA
Ts = To + (I α/fo) 0C
Ts = 35+ (97xcos 60 x 0,58/13,18)
= 35 + 2,134
= 37, 134 0C
c. DINDING SELATAN
Ts = To + (I α/fo) 0C
Ts = 35+ (97xcos 60 x 0,58/7,78)
= 35 + (36,375)
= 71,375
d. DINDING BARAT
Ts = To + (I α/fo) 0C
Ts = 35+ (97xcos 60 x 0,58/13,18)
= 35 + (2,134)
= 37,134
3. PANAS YANG MENEMBUS ELEMEN BANGUNAN
a. DINDING TIMUR
Luas dinding = 37,2
Panjang = 12 m
Lebar = 11 m
Suhu dalam ruangan = 300C
Suhu luar ruangan = 350C sehingga ∆t= 50C
Suhu permukaan luar dinding = 32,813 0C
Maka jumlah panas yang dipindahkan:
Qc =A.U.∆t
U dinding = 2,994 W/m2 0C
Luas dinding + bukaan = 37,2 m2
Luas bukaan = 16,74 m2
A.dinding luas total – luas bukaan
=37,2 m2 -16,74m2
= 20,46 m2
∆t = 35 0C – 30 0C = 5 0C
Qc = A.U.∆t
= 20,46 x 2,994 x 5
= 306,2862 Watt
b. DINDING UTARA
Qc =A.U.∆t
U dinding = 2,994 W/m2 0C
Luas dinding + bukaan = 122 m2
Luas bukaan = 0 m2
A.dinding luas total – luas bukaan
=122 m2 - 0 m2
= 122 m2
∆t = 35 0C – 30 0C = 5 0C
Qc = A.U.∆t
= 122 x 2,994 x 5
= 1826,34 Watt
c. DINDING SELATAN
: Qc =A.U.∆t
U dinding = 2,525 W/m2 0C
Luas dinding + bukaan = 122 m2
Luas bukaan = 0 m2
A.dinding luas total – luas bukaan
=122 m2 – 0 m2
= 122 m2
∆t = 35 0C – 30 0C = 5 0C
Qc = A.U.∆t
= 122 x 2,525 x 5
= 1540,25 Watt
d. DINDING BARAT
Qc =A.U.∆t
U dinding = 2,994 W/m2 0C
Luas dinding + bukaan = 37,2 m2
Luas bukaan = 20,46 m2
A.dinding luas total – luas bukaan
=37,2 m2 –20,46 m2
= 16,74 m2
∆t = 35 0C – 30 0C = 5 0C
Qc = A.U.∆t
= 16,74 x 2,994 x 5
= 250,6 Watt
4. PANAS YANG MENEMBUS KACA
a. DINDING BARAT
· Luas Kaca (A) = 55% x luas dinding) = 55% x 37,2 = 20,46
· Intensitas radiasi matahari (I) = 97 W/m2
· β = 60º
· sgf (Soalr Gaint Factor) = 0,76
Qs = A.I.θ W
A. = 20,46
Qs = 20,46 × 97 cos 60 × 0,76
= 754,1556 W
b. DINDING TIMUR
Luas Kaca (A) = 45% x 37,2 = 16,74
Intensitas radiasi matahari (I) = 97 W/m2
β = 60º
sgf (Soalr Gaint Factor) = 0,76
Qs = A.I.θ W
A = 16,74
Qs = 16,74 × 97 cos 60 × 0,76
= 617,0364 W
5. ALIRAN UDARA UNTUK MEMBUANG PANAS (Q) DENGAN MEMPERTAHANKAN VOLUME RUANG
a. Jumlah orang (90)
b. Lampu TL (20)
c. Komputer 200 watt. T
d. LCD 400 watt
e. Volume Ruang (V) = 396
f. ti = 350C
g. to = 300C (suhu yang diinginkan)
penyelesaiyan :
H = (90 x115) + (6x20) +200 +400
= 11070
N = H/ 0,33 V× (ti – to)
=11070 / 0,33 x 396 x 5
= 66420000
Q = V.N / 3600
= 396 x 66420000 / 3600
= 7306200
Keterangan :
Q = aliran udara untuk membuang panas
N = pergantian udara per jam
H = panas yang dipindahkan

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

DESAIN RUMAH SUBSIDI TYPE 36

Rumah Subsidi dengan bahan material murah dan terjangkau Rumah subsidi merupakan salah satu program pemerintah yang berasal dari Kementerian...