pengaruh ventilation shaft terhadap aliran udara di dalam bangunan apartemen di surabaya

187 Pages·2017·8.2 MB·Indonesian

TESIS – RA 142541

PENGARUH VENTILATION SHAFT TERHADAP

ALIRAN UDARA DI DALAM BANGUNAN

APARTEMEN DI SURABAYA

M. RIZAL FAHMI
3214204005

Dosen Pembimbing
Dr. Ima Defiana, ST, MT

Ir. I Gusti Ngurah Antaryama, Ph. D

Program Magister

Bidang Keahlian Arsitektur Lingkungan
Departemen Arsitektur
Fakultas Arsitektur, Desain dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember
2018
THESIS – RA 142541

EFFECT OF VENTILATION SHAFT TO THE

AIR FLOW INSIDE APARTMENT BUILDING

IN SURABAYA

M. RIZAL FAHMI
3214204005

Supervisor
Dr. Ima Defiana, ST, MT

Ir. I Gusti Ngurah Antaryama, Ph. D

Master Program

Environmental Architecture
Architecture Department
Faculty of Architecture, Design and Planning

Institut Teknologi Sepuluh Nopember
2018

PENGARUH VENTILATION SHAFT TERHADAP ALIRAN
UDARA DI DALAM BANGUNAN APARTEMEN DI
SURABAYA

Mahasiswa Nama : M. Rizal Fahmi
Mahasiswa ID : 3214204005
Pembimbing : Dr. Ima Defiana, ST., MT.
Co-Supervisor : Ir. I Gusti Ngurah Antaryama, Ph.D.

ABSTRAK

Salah satu cara untuk mengurangi konsumsi energi listrik pada bangunan
apartemen adalah dengan mengurangi tingkat penggunaan AC dan menerapkan
penghawaan alami sebagai strategi penghawaan alternatif. Penerapan ventilasi
silang sebagai mekanisme penghawaan alami yang ideal pada bangunan
apartemen yang memiliki desain yang kompak menjadi sulit diterapkan karena
umumnya unit-unit apartemen pada bangunan tersebut hanya memiliki satu sisi
yang terhubung ke luar.
Salah satu strategi yang diusulkan untuk menciptakan ventilasi silang
pada bangunan apartemen adalah dengan menggunakan ventilation shaft yang
berfungsi untuk menciptakan perbedaan tekanan angin antara inlet yang
menghadap ke arah datangnya angin yang memiliki tekanan bersifat positif
dengan outlet di atap bangunan yang memiliki tekanan bersifat negatif. Meski
demikian, sistem ventilation shaft yang terhubung dengan beberapa lantai
sekaligus memiliki permasalahan berupa sulitnya menciptakan aliran udara yang
seragam pada lantai-lantai tersebut.
Penelitian ini menggunakan unsur eksperimen yang dilakukan dengan
menggunakan bantuan simulasi CFD. Bangunan apartemen yang menjadi obyek
penelitian dimodelkan dan dimodifikasi, kemudian disimulasikan menggunakan
komputer. Eksperimen yang dilakukan adalah mengubah-ubah letak ketinggian
model sistem ventilation shaft pada bangunan, ukuran shaft, konfigurasi dan
kemiringan bukaan yang menghubungkan ruangan dengan shaft, arah angin, serta
jumlah lantai yang terhubung dengan sistem ventilation shaft tersebut.
Hasil yang diperoleh dari eksperimen menunjukkkan bahwa kombinasi
antara konfigurasi lubang internal yang semakin membesar dri lantai atas ke
lantai bawah dan jumlah lantai yang terhubung dengan sistem ventilation shaft
sebanyak 3 lantai, serta kemiringan bukaan yang menghubungkan ruangan dengan
shaft, dapat meningkatkan keseragaman distribusi aliran sebesar 41% hingga 81%.
Perubahan letak ketinggian model sistem ventilation shaft pada bangunan,
pengurangan ukuran shaft dan perubahan arah angin dapat mengurangi tingkat
keseragaman distribusi aliran sebesar 50% hingga 222%.

Kata Kunci: distribusi, penghawaan alami, ventilasi silang
vii
Halaman ini sengaja dikosongkan
viii
EFFECTS OF VENTILATION SHAFT ON AIR FLOW INSIDE
APARTMENT BUILDING IN SURABAYA

Student Name : M. Rizal Fahmi
Student ID : 3214204005
Supervisor : Dr. Ima Defiana, ST., MT.
Co-Supervisor : Ir. I Gusti Ngurah Antaryama, Ph.D.

ABSTRACT

Electrical energy consumption in apartment buildings can be lowered by
reducing the level of air conditioning use and applying natural ventilation as an
alternative ventilation strategy. Cross ventilation is an ideal mechanism to provide
natural ventilation in a building. Unfortunately, it is difficult to apply cross
ventilation strategy in an apartment building which has a compact design. Cross
ventilation mechanism requires an inlet opening and outlet opening in different
wall sides. Most apartment units have only one side which is connected to the
outdoor environment, therefore cross ventilation strategy can not be applied.
Single sided rooms can be connected to an outlet opening at the roof
through a ventilation shaft. Such configuration can provide a ventilation
mechanism which is similar to cross ventilation. Pressure difference between the
area around the inlet opening at the windward facade and the outlet opening at the
roof can force the air to flow through the room. However, if the ventilation shaft is
connected to multiple rooms, it would be difficult to provide a uniform air flow
distribution to each room.
The experiment is carried out by Computational Fluid Dynamics or CFD.
Tests are performed based on variables such as the height or vertical position of
models in the building, ventilation shaft size, ventilation shaft aperture
configuration and slope, wind direction and the number of rooms connected to the
system. Simulation results show that the combination of opening size variation
and the number of rooms connected to the shaft, and the slope of internal opening
can increase the uniformity of air flow distribution by 41% to 81%. Vertical
position or the height decrease of the ventilation shaft system and reduction in
ventilation shaft’s size can result in decrease of air flow distribution uniformity by
50% to 222%.

Keywords: distribution, natural ventilation, cross ventilation

ix
Halaman ini sengaja dikosongkan

x
KATA PENGANTAR

Puji dan syukur, penulis mengucapkan terima kasih kepada Allah SWT ,
atas segala limpahan rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga penulis
berkesempatan untuk menyelesaikan pendidikan magister.
Penulis juga mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :
1. Yang terhormat Dr. Ima Defiana ST. MT dan Ir. I Gusti Ngurah
Antaryama, Ph.D selaku pembimbing atas bimbingannya.
2. Yang terhormat Dr-Eng. Ir. Dipl-Ing. Sri Nastiti N.E, MT dan Ir.
Purwanita Setijanti M.Sc, Ph.D selaku penguji yang telah memberikan
saran-saran yang sangat membantu penulis.
3. Kepada Ayah dan Ibu yang selalu memberikan dukungan dalam segala
hal.
4. Kepada Sita, Sopul, Faiz dan Mbak Maria.
5. Kepada Grup Kontrakan dan Keluarga Lab Sains, untuk bantuan,
dukungan, dan semangat yang diberikan.
6. Kontributor lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih
atas bantuan dan dukungannya kepada penulis dalam menyelesaikan
penelitian ini.
Dukungan, bantuan, semangat, dan bimbingan yang diberikan oleh mereka
akan selalu berguna bagi penulis untuk kedepannya. Penulis juga menyadari
bahwasanya dalam penelitian ini masih terdapat banyak kekurangan. Namun
penulis harus tetap mendalami kembali dan juga tentunya membutuhkan kritik
dan saran. Semoga penelitian ini dapat menjadi ilmu dan pengetahuan bagi
pembaca.

Surabaya, 12 Oktober 2017
Penulis
xi
Halaman ini sengaja dikosongkan

xii