studi performa pendinginan evaporasi dengan ... · ruangan yang berkondisi interior baik dan murah...

18
STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN MEMPERTIMBANGKAN EFEK UDARA MENYILANG PADA RUMAH TINGGAL DENGAN METODE COMPUTATIONAL FLUIDS DYNAMICS (CFD) Disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Oleh : AGUNG ISMARDONO D 200 120 063 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016

Upload: lydieu

Post on 19-Mar-2019

230 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN

MEMPERTIMBANGKAN EFEK UDARA MENYILANG PADA

RUMAH TINGGAL DENGAN METODE COMPUTATIONAL

FLUIDS DYNAMICS (CFD)

Disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan Program Studi Strata I pada

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Oleh :

AGUNG ISMARDONO

D 200 120 063

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

Page 2: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

i

Page 3: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

ii

Page 4: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam naskah publikasi ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang

pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang

lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas, maka akan saya

pertanggungjawabkan sepenuhnya.

.

Page 5: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

1

STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN

MEMPERTIMBANGKAN EFEK UDARA MENYILANG PADA RUMAH

TINGGAL DENGAN METODE COMPUTATIONAL FLUIDS DYNAMICS

(CFD)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

Abstrak

Kriteria penting suksesnya rancangan suatu bangunan adalah memiliki

kondisi interior yang baik, biaya perawatan murah, dan nyaman. kenyamanan suatu

bangunan didapatkan apabila kualitas udara didalam ruangan ideal. Salah satu cara

yang bisa dilakukan untuk memperoleh udara ideal yaitu dengan memasukkan

udara luar ke dalam bangunan menggunakan wind catcher atau menara angin.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performa dari wind catcher terhadap

rumah tinggal dan mengetahui efek dari perubahan arah angin.

Penelitian ini dilakukan dengan dua tahap. Tahap pertama yaitu melakukan

simulasi CFD untuk mengetahui performa wind catcher pada rumah tinggal sebagai

pengganti ventilasi vertikal. Tahap kedua yaitu wind catcher tersebut disimulasikan

kembali dengan variasi sudut arah angin yang berbeda yaitu 0o, 30o, 60o, 90o, 120o,

150o dan 180o. Dimana dalam penelitian ini kecepatan angin yang digunakan

1,4m/s. Karena bentuk benda kompleks maka digunakan unstructured mesh dan

menghasilkan 28475376 elemen.

Hasil penelitian menunjukkan rumah tinggal menggunakan menara angin

dengan simulasi CFD mampu memberikan efek nyaman kepada para penghuni

didalamnya. Sedangkan sudut arah angin terbaik dengan kecepatan yang paling

tinggi yaitu 0o sebesar 0,240 m/s, temperatur paling rendah didapatkan pada arah

angin 90o yaitu sebesar 29,108oC dan kelembapan paling rendah adalah pada arah

angin 150o yaitu sebesar 79,6%.

Kata kunci : Udara Menyilang, Penagkap Angin, CFD.

Abstracts

The most important criteria of the successful building project is having a

good interior condition, low treatment cost, and pleasant. The comfortable of a

building gained if there is an ideal air quality inside the room. One of several ways

that can be done to get an ideal air that is by importing the air from the outside into

the room by using wind catcher against home stay and knowing the effect from the

changing of the wind.

This research conducted by using two steps. The first steps is doing CFD

simulation to know the performance of wind catcher against home stay as the

replacement of vertical ventilation. The second steps is that wind catcher has

simulated back with different variation of wind direction, those are 0o, 30o, 60o, 90o,

Page 6: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

i

120o, 150o and 180o. Where in this research, speed of the wind which is used is

1,4m/s. Because of the shape of the object is complex, hence, unstructured mesh is

used and produced 28475376 element.

The result showed that home stay which is use wind tower by simulating

CFD able to give effect of comfort to the inhabitants inside the room. While the best

wind direction with the highest speed is 0o as much as 0,240m/s, the lowest

temperature gained on wind direction 90o that is 29,108oC and the lowest damp of

wind direction is 150o as much as 79,6%.vapour.

Key words : Crosswind, Wind Catcher, CFD.

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bangunan didirikan untuk mendapatkan perlindungan dari lingkungan dalam

maupun luar yang aman dan nyaman, sehingga penghuninya terhindar dari keadaan

luar yang berubah-ubah. Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya

perawatan merupakan kriteria penting suksesnya rancangan suatu bangunan.

Beberapa faktor yang mempengaruhi kenyamanan suatu bangunan diantaranya:

suhu, kelembaban dan kecepatan udara. Meningkatnya suhu bumi akibat pemanasan

global mengakibatkan kecenderungan manusia diberbagai negara untuk

menciptakan rekayasa pengkondisian udara guna memperoleh temperatur nyaman

didalam ruangan. Sebagian besar manusia modern saat ini masih bergantung pada

penggunaan air conditioning (AC) untuk mengatasi masalah tersebut. Selain praktis

penggunaan AC dinilai cukup efektif untuk menurunkan temperatur udara secara

cepat didalam ruangan. Namun disisi lain penggununaan AC ternyata memerlukan

banyak energi listrik dan kurang memperhatikan kualitas udara sehingga berdampak

negatif bagi kesehatan. Kualitas udara yang terjaga dengan baik mampu

menciptakan kesehatan dan kenyamanan didalam ruangan. Sumber-sumber

pengotor dapat berada didalam maupun diluar ruangan. Kualitas udara didalam

ruangan diatur dengan cara menyingkirkan komponen pengotor tersebut dan

memasukkan udara segar. Salah satu cara yang bisa dilakukan untuk memasukkan

udara luar adalah dengan menggunakan wind catcher atau penagkap angin.

Sebuah wind catcher dapat disebut juga sebagai komponen arsitektur terletak di

atap bangunan yang memberikan udara segar ke dalam ruangan dengan melepaskan

udara tidak segar melalui jendela atau pembuangan lainya. Selain upaya untuk

meningkatkan kenyamanan, biaya pemeliharaanya juga relatif rendah karena wind

catcher tersebut tidak bergerak dan memanfaatkan udara di atas atap yang lebih

bersih. Wind catcher memanfaatkan energi terbarukan yaitu angin untuk

beroperasi. Arah angin yang tidak selalu lurus atau cenderung berubah sesuai

kondisi lingkungan sekitar di nilai akan mempengaruhi performa dari wind catcher

terhadap bangunan.

Secara geografis Indonesia terletak diantara dua benua dan dua samudra

sehingga mengakibatkan indonesia memiliki angin muson yang berganti arah

sebanyak dua kali dalam satu tahun. Selain angin mouson terdapat beberapa faktor

Page 7: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

3

yang menyebabkan perubahan arah angin karena perbedaan tekanan udara dalam

satu wilayah sehingga dalam pengaplikasian wind catcher perlu dilakukan

penelitian efek perubahan arah angin untuk mengetahui performa yang paling baik

guna tercapainya kondisi nyaman didalam bangunan.

Pada kesempatan ini peneliti akan melakukan studi tentang perubahan arah

angin terhadap distribusi kecepatan angin, perbedaan temperatur serta tingkat

kelembaban atau relative humidity (RH) pada bangunan rumah tinggal dengan

menggunakan metode Cumputational Fluid Dynamic (CFD) menggunakan software

ANSYS R.15.0. Hasil simulasi dari CFD dengan parameter-parameter yang

ditentukan sesuai dengan kondisi di lapangan, diharapkan kedepannya mampu

memberikan acuan dalam perancangan alat jika nantinya akan diaplikasikan secara

nyata.

1.2 Tujuan

Tujuan penelitian ini antara lain:

1. Untuk menginvestigasi perbandingan performa wind catcher dengan ventilasi

vertikal didalam rumah tinggal.

2. Untuk mengidentifikasi perbedaan efek arah angin terhadap kecepatan angin,

temperatur dan kelembaban didalam rumah tinggal dengan wind catcher.

2. METODE PENELITIAN

2.1 Diagram Alir Penelitian

Gambar 1. Diagram alir penelitian.

Page 8: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

i

2.2 Langkah Langkah Simulasi

1. Geometry

Simulasi ini mengacu pada rumah tinggal hasil penelitian Ronim Azizah,

Qomarun (2014) yaitu rumah berlantai 3 yang berlokasi di Karangasem

Laweyan Solo dengan ukuran 7,6m X 16,8m X 11,15m menggunakan metode

ventilasi vertikal untuk mencapai kondisi nyaman. Kemudian simulasi

dilakukan dengan cara mengganti ventilasi vertikal sebagai penangkap angin

untuk mengidentifikasi kinerja dari wind catcher dalam rumah tinggal Ronim

Azizah, Qomarun (2014). Penelitian ini menggunakan wind catcer paling

optimal dari Abdullah (2016). Desain rumah tinggal dibuat menggunakan

software solidwork 2015 seperti gambar 2a kemudian file disimpan dengan

format (*igs) agar dapat diimport ke model workbench. Langkah selanjutnya

yaitu menentukan batas-batas computational domain seperti gambar 2b.

Gambar 2 Rumah dengan wind catcher (a), dan batas-batas computational

domain (b)

2. Meshing

Proses menganalisis dan menghitung dengan cara membagi domain menjadi

jumlah grid tertentu (mesh). Karena geometri yang rumit maka digunakan jenis

mesh unstructured untuk menekan waktu simulasi namun mesh jenis ini

memiliki tingkat kekasaran tinggi pada computational domain. Dari hasil

meshing didapatkan 28475376 elemen.

Gambar 3 hasil meshing

30 m 20 m

23 m

Page 9: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

5

3. Kondisi batas atau boundary condition yang diterapkan pada simulasi ini adalah

sebagai berikut :

Domain Boundary

Type Location

Mass and

Momentum

Heat

Transfer

Mass

Fraction

Home Wall BodySurface Free Slip - -

Bottom Wall Bottom Free Slip - -

Inlet Inlet Inlet Velpro 29,5oC 0.020

Outlet Outlet Outlet Free Slip - -

Left Wall Left Free Slip - -

Right Wall Right ` Free Slip - -

Top Wall Top Free Slip - -

Gambar 4 Letak Kondisi batas

Kemudian dilakukan Variasi datangnya angin (inlet) yang merujuk pada

eksperimen Ronim Azizah,Qomarun (2014) dimana arah angin dominan datang dari

arah selatan dan timur, kemudian arah angin tersebut diasumsikan dan digunakan

kembali dalam simulasi. 0o adalah arah angin datang dari timur (T) atau dari depan

rumah, 30o adalah arah angin datang dari timur menenggara (TMg), 60o adalah arah

angin datang dari selatan menenggara (SMg), 90o adalah arah angin datang lurus

dari selatan (S) menghadap wind catcher, 120o adalah arah angin datang dari

selatan barat daya (SBD), 150o adalah arah angin datang dari barat barat daya

(BBD) dan 180o arah angin datang dari barat (B) atau dari belakang rumah.

Home

Bottom

Right Outlet

Inlet

Top

Left

Page 10: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

i

Gambar 5 variasi arah angin (a) 0o, (b) 30o, (c) 60o, (d) 90o, (e) 120o,

(f) 150o dan (g) 180o

4. Solution

Pada bagian ini dilakukan proses perhitungan data – data yang sudah di

input dengan persamaan yang terlibat secara iteratif, yang artinya

perhitungan dilakukan hingga hasil menuju error terkecil.

Gambar 6 Proses Running

3. Hasil dan Pembahasan

1.1 Analisa performa wind catcher sebagai pengganti ventilasi vertikal

Dari eksperimen yang dilakukan oleh Ronim Azizah dan Qomarun (2014)

didapatkan data dengan cara melakukan pengukuran disetiap ruangan pada 28 posisi

Gambar 7 Posisi pengukuran Ronim Azizah, Qomarun (2014)

Page 11: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

7

Gambar 7 menunjukkan posisi pengukuran yang dilakukan oleh Ronim Azizah,

Qomarun (2014) dimana posisi 1 dan 2 berada di jalan depan rumah, posisi 3-10

berada di dalam rumah lantai 1, 11-18 berada di lantai 2 dan 19-26 berada di lantai

3. Sedangkan posisi 27 dan 28 berada di balkon atas bagian belakang rumah.

Penelitian ini mengambil salah satu waktu pengukuran eksperimen yang dilakukan

oleh Ronim Azizah, Qomarun (2014) yaitu pada pukul 09.00-10.00 WIB untuk

dijadikan acuan dengan memasukkan data yang digunakan sesuai data hasil

pengukuran eksperimen pada waktu tersebut. Setelah proses simulasi selesai, nilai

kecepatan, temperatur, dan kelembaban dapat diketahui dengan cara membuat plane

berbentuk persegi yang berukuran 1,5 m x 1,5 m. Dimana titik pusat persegi adalah

posisi pengukuran eksperimen dengan ketinggian 1,5 m di atas lantai.

Gambar 8 Hubungan PU terhadap kecepatan

Dari gambar 8 dapat dilihat adanya kemiripan antara kecepatan menggunakan wind

catcher dan ventilasi vertikal. Pada Posisi Ukur (PU) 1 dan 2 yaitu pada

pengukuruan ventilasi vertikal didapatkan kecepatan 1,7m/s dan 1,6 m/s sedangkan

wind catcher memiliki kecepatan 1,75 m/s dan 1,55 m/s. Pada PU 3–8 dan 21-26

kecepatan yang diperoleh adalah 0 m/s pada ventilasi vertikal, sedangkan wind

catcher memiliki kecepatan 0,1 – 0,2 m/s. Terjadi Kecepatan yang fluktuatif pada

PU 9 - 20 baik dari hasil ventilasi vertikal maupun wind catcher meskipun memiliki

nilai yang berbeda. Perbedaan ini disebabkan oleh kondisi angin pada saat proses

pengukuran eksperimen tidak konstan. Hasil kecepatan wind catcher mengalami

kenaikan secara signifikan mencapai 1,2 m/s pada PU 27 dan mengalami penurunan

pada PU 28, sedangkan pada PU 27 – 28 ventilasi vertikal mengalami kenaikan

sebesar 0,6 m/s

Page 12: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

i

Gambar 9 Hubungan PU terhadap kelembaban

Dari gambar 9 kelembaban relatif pada PU 1–28 memiliki karakteristik yang

hampir sama antara hasil pengukuran menggunakan wind catcher maupun ventilasi

vertikal, hal ini menggambarkan bahwa permodelan spray water di dalam simulasi

dapat menggantikankan kolam ikan lantai satu pada penelitian eksperimen.

Gambar 10 Hubungan PU terhadap temperatur

Terjadi selisih cukup signifikan pada grafik temperatur antara temperatur

menggunakan wind catcher maupun ventilasi vertikal. Perbedaan ini disebabkan

oleh efek evaporasi cukup tinggi dari kolam air pada lantai satu dan transpirasi

tumbuhan air yang berada di lantai satu dan dua sedangkan pada lantai tiga

disebabkan adanya radiasi yang ditimbulkan oleh sinar matahari.

Page 13: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

9

1.2 Diagram Psikometrik dan Comfort Zone

1.2.1 Diagram Psikometrik

Dalam penelitian ini pendinginan evaporasi terjadi pada lantai satu dimana

dalam kondisi nyata lantai satu adalah kolam ikan sehingga pada proses simulasi

dilakukan permodelan untuk mendapatkan kondisi serupa dengan cara

menambahkan semprotan nozel dari bawah agar terjadi proses penguapan pada

lantai satu. Proses pendinginan evaporasi dapat dilihat pada gambar 10 dimana pada

waktu eksperimen 09.00-10.00 WIB udara lingkungan masuk memiliki temperatur

29,5oC dengan kelembaban relatif 77,5% dan kondisi setelah pendinginan memiliki

temperatur 28,7oC dengan kelembaban relatif sebesar 82,3%.

Gambar 11 Diagram Psikometrik

Dari gambar 11 menunjukkan bahwa simulasi proses pendinginan evaporasi pada

lantai satu sangat mendekati proses adiabatik, sehingga dalam proses ini dapat

dikatakan memiliki proses pendinginan evaporasi yang ideal.

1.2.2 Comfort Zone

Menurut Frick (2007) standar kenyamanan thermal untuk tipe udara yang

bergerak (dengan standar rentang kecepatan angin 0,1m/s-1,0m/s), daerah nyaman

dapat dicapai pada kondisi ruang bersuhu 25oC-35oC dan berkelembaban 5%-85%.

Pada hasil simulasi diperoleh temperatur rata-rata 29,2oC, kelembaban relatif 78,9 %

dan kecepatan rata-rata 0,35 m/s. Comfort zone pada saat simulasi dapat dilihat pada

gambar 12.

Gambar 12 diagram daerah nyaman (comfort zone).

Page 14: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

i

Dari gambar 12 dapat disimpulkan bahwa rumah tinggal yang menggunakan

wind catcher dapat memberikan efek nyaman kepada para penghuni didalamnya

untuk tipe udara bergerak.

1.3 Studi Variasi Arah Angin

Simulasi dilakukan dengan kecepatan angin masuk 1,4 m/s dengan

menambahkan wind shear effect. Dari hasil simulasi variasi arah angin didapatkan

grafik kecepatan, temperatur dan kelembaban di setiap posisi pengukuran.

Gambar 13 wind shear effect

Gambar 14 PU terhadap kecepatan dengan variasi arah angin

Pada arah angin 0o didapatkan kecepatan rata-rata didalam ruangan sebesar 0,240

m/s. Pada arah angin 30o didapatkan kecepatan rata-rata 0,215 m/s. Pada arah angin

60odidapatkan kecepatan rata-rata 0,194 m/s. Pada arah angin 90o didapatkan

kecepatan rata-rata 0,2158 m/s. Pada arah angin 120o didapatkan kecepatan rata-rata

0,187 m/s. Pada arah angin 150o didapatkan kecepatan rata-rata 0,209 m/s. Pada

arah angin 180o didapatkan kecepatan rata-rata 0,231 m/s. Sehingga dapat diambil

kesimpulan bahwa pada arah angin 0o adalah yang paling optimal dengan kecepatan

rata-rata tertinggi sebesar 0,240 m/s.

Page 15: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

11

Gambar 15 Hubungan PU terhadap temperatur dengan variasi arah angin

Pada arah angin 0o didapatkan temperatur rata-rata didalam ruangan sebesar

29,122oC. Pada arah angin 30o didapatkan temperatur 29,126oC. Pada arah angin

60o didapatkan temperatur 29,119oC. Pada arah angin 90o didapatkan temperatur

29,108 oC. Pada arah angin 120o didapatkan temperatur 29,115oC. Pada arah angin

150o didapatkan temperatur 29,236oC. Pada arah angin 180o didapatkan temperatur

29,126oC. Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa pada arah angin 90o adalah

yang paling optimal karena memiliki temperatur yang paling rendah yaitu sebesar

29,108 oC.

Gambar 16 Hubungan PU terhadap kelembaban dengan variasi arah angin

Page 16: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

i

Pada arah angin 0o didapatkan kelembapan rata-rata didalam ruangan sebesar

79,896 %. Pada arah angin 30o didapatkan kelembapan rata-rata 79,943%. Pada

arah angin 60o didapatkan kelembapan rata-rata 79,962%. Pada arah angin 90o

didapatkan kelembapan rata-rata 79,998%. Pada arah angin 120o didapatkan

kelembapan rata-rata 79,986%. Pada arah angin 150o didapatkan kelembapan rata-

rata 79,606%. Pada arah angin 180o didapatkan kelembapan rata-rata 79,937%.

Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa pada arah angin 150o adalah yang paling

optimal karena memiliki kelembapan yang paling rendah yaitu sebesar 79,606%.

Berdasarkan grafik kecepatan, temperatur dan kelembaban didapatkan hasil bahwa

arah angin 0o memiliki kecepatan yang paling tinggi dengan kecepatan rata-rata

sebesar 0,240 m/s, sedangkan temperatur yang paling rendah didapatkan pada arah

angin 90o yaitu sebesar 29,108oC dan kelembapan yang paling rendah adalah pada

arah angin 150o yaitu sebesar 79,606%.

4. Penutup

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan metode

pendekatan simulasi Computational Fluids Dynamic (CFD) pada rumah tinggal

dengan wind catcher. Terdapat tujuh permodelan arah angin yang dilakukan dalam

penelitian ini yaitu 0o, 30o, 60o, 90o, 120o, 150o dan 180o untuk mengetahui arah

angin yang optimal terhadap pengaruh tingkat kecepatan angin, kelembaban,

temperatur di dalam ruangan.

a. Hasil penelitian menunjukkan rumah tinggal menggunakan wind catcher/ menara

angin dengan simulasi CFD dapat memberikan efek nyaman kepada para

penghuni didalamnya untuk tipe udara bergerak dengan temperatur rata-rata

29,2oC, kelembaban relatif 78,9 % dan kecepatan rata-rata 0,35 m/s.

b. Sudut arah angin terbaik dalam penelitian ini yaitu pada arah angin 0o memiliki

kecepatan yang paling tinggi dengan kecepatan rata-rata sebesar 0,240 m/s,

sedangkan temperatur yang paling rendah didapatkan pada arah angin 90o yaitu

sebesar 29,108oC dan kelembaban yang paling rendah pada arah angin 150o yaitu

sebesar 79,606%.

PERSANTUNAN

Puji syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

bekah, rahmat, dan hidanya-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian tugas

akhir dapat terselesaikan:

Tugas akhir berjudul “STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI

DENGAN MEMPERTIMBANGKAN EFEK UDARA MENYILANG PADA

RUMAH TINGGAL DENGAN METODE COMPUTATIONAL FLUIDS

DYNAMICS (CFD)“ dapat diselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk

itu pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terimakasih kepada :

Page 17: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

13

1. Kedua orang tua, yang senantiasa mendoakan dan memberi dukungan yang

tidak terhingga kepada penulis.

2. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Tri Widodo BR, ST., MSc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4. Bapak Ir. Sarjito, MT. Ph.D selaku dosen pembimbing utama yang senantiasa

memberikan arahan dan masukan-masukan yang sangat bermanfaat bagi

penulis.

5. Teman-teman seperjuangan dan semua pihak yang telah membantu dalam

penyusunan tugas akhir ini.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah (2016), Studi Parameter Model Penangkap Angin pada Sistem Tower

Pendinginan Menggunakan CFD untuk Mendapatkan Laju Optimal Udara.

ANSYS 15.0, CFX-Solver Manager User’s Guide. (2014).

Azizah, Ronim dan Qomarun (2014), Solusi Ventilasi Vertikal dalam Mendukung

Kenyamanan Thermal Pada Rumah Di Perkotaan, Prosiding RAPI XIII

Fakultas Teknik UMS, Surakarta.

Bowman, N. T., Eppel, H., Lomas, K. J., Robinson, D., & Cook, M. J. (2001),

Passive downdraught evaporative cooling. Indoor and Built Environment,

9(5), 284-290.

Cook, M. J., Robinson, D., Lomas, K. J., Bowman, N. T., & Eppel, H. (2001),

Passive downdraught evaporative cooling. Indoor and Built Environment,

9(6), 325-334.

Frick, Heinz, Ardiyanto, A. dan Darmawan, A. (2007), Ilmu Fisika Bangunan:

Pengantar Pemahaman Cahaya, Kalor, Kelembaban, Iklim, Gempa Bumi,

Bunyi dan Kebakaran, Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Givoni, Baruch (1998), Climate Consideration in Building and Urban Design, Van

Nostrand Reinhold, New York.

Heinz dan Mulyani, Tri Hesti (2008), Arsitektur Ekologis: Konsep Arsitektur

Ekologis di Iklim Tropis, Penghijauan Kota dan Kota Ekologis, serta Energi

Terbarukan, Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Hidayatullah, R.N. (2010), Desain Alat Konversi Energi Angin Type Savonius

Sebagai Pembangkit Listrik Pada Pulau Bawean.

Li, L., & Mak, C. M. (2007), The assessment of the performance of a windcatcher

system using computational fluid dynamics. Building and environment,

42(3), 1135-1141.

Munson, B. R., Young, D. F., & Okiishi, T. H. (2005), Mekanika Fluida Jilid 2.

Jakarta: Erlangga.

Page 18: STUDI PERFORMA PENDINGINAN EVAPORASI DENGAN ... · Ruangan yang berkondisi interior baik dan murah biaya perawatan merupakan kriteria ... pengotor tersebut dan ... Indonesia terletak

i

Nanda, R. Y. (2016), Uji Karakteristik Hipotesis Bangunan Rumah Tinggal yang

Memanfaatkan Pendinginan Evaporasi dengan Computational Fluids

Dynamics (CFD).

Riyadi, T. W. B. (2014), A Parametric Study of Wind Catcher Model in a Typical

System of Evaporative Cooling Tower Using CFD. In Applied Mechanics

and Materials (Vol. 660, pp. 659-663). Trans Tech Publications.

Sarjito. (2012), An Investigation of the Design and Performance of a Multi-stage

Downdraught Evaporative Cooler (Doctoral dissertation, Kingston

University.

Stoecker, W. F., & Jerold, W. J. (1992), Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, alih

bahasa Supratman Hara. Edisi Kelima. Penerbit Erlangga. Jakarta.