Maha Willy Chandra - 1206263080

8/17/2019 Maha Willy Chandra - 1206263080

1/12

1

UTS TAKE HOME

Sistem Mekanikal dan Elektrikal Gedung

Nama : Maha Willy Chandra

NPM :1206263080

SOAL A. Menghitung perkiraan beban pendinginan ( coolin g load ) gedung PUSGIWA UI

Untuk menghitung beban pendingan pada PUSGIWA UI ditentukan beberapa parameter yang

akan dihitung,yaitu:

1.

Atap (radiasi)2. Dinding (dapat secara konduksi atau radiasi)

3. Jendela (dapat secara konduksi dan radiasi)

4. Peralatan (berdasarkan daya peralatan)

5. Lampu atau penerangan

6. Okupansi (jumlah orang)

Setiap parameter memiliki cara penentuan beban pendinginan yang berbeda sesuai persamaan

yang sudah ditentukan. Penentuan beban pendinginan maksimum dapat menggunakan asumsiyang berasal dari tabel yang didapatkan, dan setiap parameter memiliki standar yang berbeda.

1. Beban Pendinginan Atap ( Roof) Depok latitude 8 o N, T o= 91 oF Ti= 75 oF, diasumsikan menggunakan tipe atap ( roof ) 9 dengan material 4-in heavyweight

concrete with 1-in insulation. CLTD table = 50 oF (CLTD Max jam 16.00)

Penentuan waktu CLTD max berdasarkan data rata-rata optimal beban pendinginan, dan

saat itu matahari berada pada daerah sudut optimal mendekati daerah barat.


2/12

2

tabel 1. Data CLTD ( Roof )

Latitude Month = -1 (Temperatur maksimum pada bulan Oktober)

tabel 2. Latitude Month untuk Roof

= ( + ) ∗ + ( 78− ) + ( −85 )

= (50 + (−1 ) ∗ 1 + (78−75 ) + ( 91 − 85 )

= 71

=

= 0,2 16,926 71

= 240349,2 /ℎ


3/12

3

2. Beban Pendinginan Dinding ( Wall)

Beban pendinginan dinding terdapat dua kondisi yang dapat dianalisa, yaitu secara konduksi dan

radiasi .

2.1 Pembebanan Dinding Secara Radiasi Depok, To = 91°F, lat = 8°S, Ti = 75°F, diasumsikan menggunakan dinding group D, 4-in common brick Window to wall ratio: 75%

tabel 3. CLTD untuk dinding ( Wall )

Penentuan CLTDtable berdasarkan tipe dinding

CLTDtable (North) = 7

CLTDtable (South) = 13

CLTDtable (West) = 10

CLTDtable (East) = 18


4/12

4

tabel 4. Latitude Month untuk Dinding (Wall)

Berdasarkan tabel 4 besaran Latitude Month (LM) = -3 (Asumsi dengan revit maksimal bulan

October)

= ( + ) ∗ + ( 78− ) + ( −85 )

Setelah didapatkan besaran CLTDcor dapat menentukan besaran beban pendinginan dinding

sesuai persamaan:

=

Untuk dinding menghadap utara (North)

= (7 + (−3) ) ∗ 1 + ( 78 − 75 ) + (91−85 ) = 13

= 0,415 1270 13 = 6856,14 /ℎ

Untuk dinding menghadap selatan (South)

= (13 + (−3) ) ∗ 1 + (78−75 ) + ( 91 − 85 ) = 19

= 0,415 847,29 19 = 6680,89 /ℎ

Untuk dinding menghadap timur (East)

= (18 + (−3) ) ∗ 1 + (78−75 ) + ( 91 − 85 ) = 24

= 0,415 3121,25 24 = 31087,65 /ℎ


5/12

5

Setelah menentukan besaran beban pendinginan dinding pada masing-masing sisi dinding,

maka dapat ditentukan total beban pendinginan dinding dengan menjumlahkan seluruh

perhitungan sebagai berikut:

= 6856,14 + 6680,89 + 31087,65 = 44624,68 /ℎ

2.2 Pembebanan Dinding Secara Konduksi

Pembebanan secara konduksi merupakan beban pendinginan dinding yang faktor

lingkungan rata-rata tidak terlalu mempengaruhi atau dinding tidak terkontak langsung dengan

lingkungan. Perhitungan beban pendinginan dapat dilakukan secara dua tahap, yaitu pada lantai 2

sampai 6 dan analisa pada lantai 1. Proses perhitungan dibagi menjadi dua tahap disesuaikan

dengan kesamaan kondisi bangunan, ketika kondisi tiap lantai sama dapat dilakukan perhitungan

sekali agar perhitungan menjadi sederhana. Total luas area yang tidak terkontak langsung dengan

lingkungan sebesar 6224 ft 2 pada lantai 2 sampai 6 sementara itu pada lantai 1 luas area dinding

sebesar 21748 ft 2, pada besaran luas lantai 1 ini menggunakan asumsi window to wall ratio 85% .

Pembebanan pendinginan dinding secara konduksi dapat ditentukan dengan persamaan:

= ∆

Pembebanan pendinginan secara konduksi pada lantai 2-6

= 0,415 6224 16 = 41327,36 /ℎ

Pembebanan pendinginan secara konduksi pada lantai 1

= 0,415 21748 16 = 144406,72 /ℎ

Total pendinginan dinding secara konduksi

= 41327,36 + 144406,72 = 185734.08 /ℎ

3. Pembebanan pada Jendela ( Window)

3.1 Pembebanan Jendela secara Radiasi


6/12

6

Persamaan untuk menentukan beban pendinginan pada jendela dapat ditentukan dengan

persamaan sebagai berikut:

=

Untuk menentukan besaran SC dapat ditentukan dengan tabel sebagai berikut

tabel 5. Shading coefficient (SC)

Untuk menentukan besaran luasan area (A) disesuaikan dengan area jendela pada desain

bangunan, sementara itu untuk menentukan besaran SCL dapat ditentukan dengan tabel sebagai

berikut:

tabel 6. Solar Cooling Load (SCL)


7/12

7

3.2 Pembebanan Jendela secara Konduksi

Untuk menentukan pengaruh konduksi pada jendela tentukan besaran U faktor berdasarkan tabel

dibawah ini

tabel 7. U-factor

Setelah menentukan besaran U, tentukan besaran CLTDcor berdasarkan data CLTDtable

berdasarkan tabel dibawah ini

tabel 8. CLTDtable window

untuk menetukan besaran CLTDcor dapat menggunakan persamaan

= ( + ) ∗ + ( 78− ) + ( −85 )

Setelah mendapatkan semua data diatas masukan nilai tersebut ke dalam persamaan berikut iniuntuk menentukan besaran beban pendinginan jendela secara konduksi

=


8/12

8

Berdasarkan persamaan diatas penentuan luas disesuaikan dengan desain bangunan. Secara singkat

untuk menentukan total beban pendinginan pada jendela dapat menggunakan persamaan dibawah

ini

= +

Berdasarkan perhitungan jendela yang sudah dilakukan dengan menggunakan software IESVE

didapatkan total beban pendinginannya sebesar

4. Peralatan ( equipment)

Peralatan menghasilkan panas yang berpengaruh pada beban pendinginan. Setiap peralatan

menghasilkan panas yang berbeda-beda. Panas yang dihasilkan oleh peralatan pada umumnya

secara sensibel. Untuk menentukan besaran beban pendinginan pada peralatan digunakan

persamaan

= 3,412

Angka 3,412 merupakan faktor konversi dari satuan daya peralatan( equipment) ke satuan beban

pendinginan (btu/h), sementara itu CLF merupakan singkatan dari cooling load factor yang

dipengaruhi lamanya penggunaan peralatan setiap harinya. Penentuan CLF dapat ditunjukan

dengan data di bawah ini

tabel 9. CLF (equipment)


9/12

9

Setelah mendapatkan list data peralatan dan jam operasi peralatan tersebut, dapat ditentukan

besaran beban pendinginan dengan persamaan yang sudah disebutkan diatas. Pada kasus

PUSGIWA UI dalam mengasumsikan data, penulis dibantu dengan software IESVE yang

ditunjukan pada tabel berikut ini

tabel 10. Beban pendinginan peralatan

Berdasarkan data diatas didapatkan total beban pendinginan 66689,236 btu/h

5. Lampu atau penerangan

Lampu atau penerangan juga menghasilkan panas yang dapat menjadi beban pendinginan. Beban

pendinginan pada lampu dapat didefinisikan melalui persamaan berikut ini:

= 3,412 ( ℎ)

Besaran angka 3,412 merupakan faktor konversi dari watt menjadi btu/h, sementara itu nilai CLF

menunjukan operasional penggunaan lampu yang memengaruhi beban pendinginan juga. Untuk

menentukan CLF dapat ditentukan dengan tabel berikut:

Room Name (Real) Thermal Template (Real) Floor Area (ft²) (Real) Gain 3 Max. Power Consumption (W/ft²) (Real) Gain 3 Max. Power Consumption (Btu/h) (Real)Auditorium AudienceOrSeatingAreaAuditorium 4480.14 0 0Ruang Multifungsi ConferenceMeetingOrMultipurpose 3638.202 0.5 6207.029Ruang kerja staff ClassroomOrLectureOrTraining 3257.126 1 11113.773International Corner ConferenceMeetingOrMultipurpose 2203.507 0.5 3759.339Robotica LoungeOrRecreation 2160.72 0.25 1843.171Ruang latihan paduan suara ExcerciseAreaExerciseCenter 3080.161 0 0Kantin SalesAreaRetail 2150.834 0.25 1834.737RTC LoungeOrRecreation 1107.102 0.25 944.397Ruang latihan teater 1 ExcerciseAreaExerciseCenter 2203.507 0 0Ruang latihan tari ExcerciseAreaExerciseCenter 2203.507 0 0Ruang serbaguna ExcerciseAreaExerciseCenter 2203.507 0 0Bedah Kampus LoungeOrRecreation 1096.405 0.25 935.272Seminar dan diskusi ConferenceMeetingOrMultipurpose 1085.709 0.5 1852.295Ruang latihan teater 2 ExcerciseAreaExerciseCenter 2160.72 0 0Ruang latihan tari 2 ExcerciseAreaExerciseCenter 2160.72 0 0

konsultasi mahasiswa LoungeOrRecreation 1075.012 0.25 917.023seminar diskusi 2 ConferenceMeetingOrMultipurpose 1075.012 0.5 1834.046Meeting room ConferenceMeetingOrMultipurpose 1070.277 0.5 1825.968KKN LoungeOrRecreation 566.294 0.25 483.069Ruang penyimpanan LoungeOrRecreation 470.641 0.25 401.474PKM Center LoungeOrRecreation 470.641 0.25 401.474Ruang Rapat ConferenceMeetingOrMultipurpose 470.641 0.5 802.947Ruang sekertariat OfficeOpenPlan 1923.984 1 6564.904Seminar dan diskusi OfficeOpenPlan 1886.579 1 6437.275Ruang pelayanan mahasiswa OfficeOpenPlan 1107.102 1 3777.588Ruang Dirmawa OfficeOpenPlan 1075.012 1 3668.093Sekertariat OfficeOpenPlan 948.568 1 3236.648Kasubdit 1 OfficeOpenPlan 897.989 1 3064.065Ruang Staff OfficeOpenPlan 470.641 1 1605.895Disaster management OfficeOpenPlan 465.8 1 1589.377Sekertariat OfficeOpenPlan 465.8 1 1589.377

Total 15 66689.236


10/12

10

tabel 11. CLF for light

Setiap lampu memiliki karakteristik yang berbeda-beda, untuk mengasumsikan jenis lampu yang

disesuaikan dengan fungsi sebuah ruangan dan luas area nya, penulis menganalisa dengan software

IESVE yang hasilnya ditunjukan pada gambar dibawah ini

tabel 12. Beban pendinginan lampu/penerangan

Room Name (Real) Thermal Template (Real) Floor Area (ft²) (Real)Gain 1 Max. Power Consumption (W/ft²) (ReGain 1 Max. Power Consumption (Btu/h) (ReAuditorium AudienceOrSeatingAreaAuditoriu 4480.14 0.9 13758.182Ruang Multifungsi ConferenceMeetingOrMultipurp 3638.202 1.3 16138.275Ruang kerja staff ClassroomOrLectureOrTraining 3257.126 1.4 15559.281International Corner ConferenceMeetingOrMultipurp 2203.507 1.3 9774.28Robotica LoungeOrRecreation 2160.72 1.2 8847.22Ruang latihan paduan suara ExcerciseAreaExerciseCenter 3080.161 0.9 9458.95Kantin SalesAreaRetail 2150.834 1.7 12476.213RTC LoungeOrRecreation 1107.102 1.2 4533.106Ruang latihan teater 1 ExcerciseAreaExerciseCenter 2203.507 0.9 6766.809Ruang latihan tari ExcerciseAreaExerciseCenter 2203.507 0.9 6766.809Ruang serbaguna ExcerciseAreaExerciseCenter 2203.507 0.9 6766.809Bedah Kampus LoungeOrRecreation 1096.405 1.2 4489.307Seminar dan diskusi ConferenceMeetingOrMultipurp 1085.709 1.3 4815.968Ruang latihan teater 2 ExcerciseAreaExerciseCenter 2160.72 0.9 6635.415Ruang latihan tari 2 ExcerciseAreaExerciseCenter 2160.72 0.9 6635.415konsultasi mahasiswa LoungeOrRecreation 1075.012 1.2 4401.711seminar diskusi 2 ConferenceMeetingOrMultipurp 1075.012 1.3 4768.52Meeting room ConferenceMeetingOrMultipurp 1070.277 1.3 4747.518KKN LoungeOrRecreation 566.294 1.2 2318.73Ruang penyimpanan LoungeOrRecreation 470.641 1.2 1927.074PKM Center LoungeOrRecreation 470.641 1.2 1927.074Ruang Rapat ConferenceMeetingOrMultipurp 470.641 1.3 2087.663Ruang sekertariat OfficeOpenPlan 1923.984 1.1 7221.396Seminar dan diskusi OfficeOpenPlan 1886.579 1.1 7081.002Ruang pelayanan mahasiswa OfficeOpenPlan 1107.102 1.1 4155.347Ruang Dirmawa OfficeOpenPlan 1075.012 1.1 4034.902Sekertariat OfficeOpenPlan 948.568 1.1 3560.313Kasubdit 1 OfficeOpenPlan 897.989 1.1 3370.472Ruang Staff OfficeOpenPlan 470.641 1.1 1766.485Disaster management OfficeOpenPlan 465.8 1.1 1748.314Sekertariat OfficeOpenPlan 465.8 1.1 1748.314

TOTAL 49631.86 35.5 190286.874


11/12

11

Pada data di tabel 12 yang dianalisa menggunakan software IESVE ditentukan besaran beban

pendinginan lampu/penerangan sebesar 190286,874 btu/h

6. Okupansi

Setiap orang menghasilkan panas yang memengaruhi beban pendinginan suatu desain bangunan.

Oleh karena itu, untuk mencapai kenyamanan optimal diperlukan prediksi beban pendinginan yang

tepat disesuaikan dengan perilaku kerja dan kapasitas sebuah ruangan. Beban yang dihasilkan

okupansi terdiri dari q sensibel dan q laten Untuk menentukan besaran beban pendinginan yang

dipengaruhi okupansi dapat menggunakan persamaan berikut:

= ( ℎ 12)

= ( ℎ 12)

tabel 12. Heat gain from people (latent and sensible per person)

Untuk menentukan besaran beban pendinginan yang dihasilkan oleh okupansi, asumsi yang

diambil berdasarkan software IESVE. Hasil dari analisa software IESVE adalah sebagai berikut

ini


12/12

12

tabel 13.Beban pendinginan okupansi

Berdasarkan data perhitungan diatas beban pendinginan yang berasal dari okupansi/orang pada

gedung PUSGIWA UI sebesar 469127,57 btu/h.

7. Beban listrik

Pada soal diberikan data beban listrik sebesar 15 W/m 2, sehingga untuk menentukan besaran beban

pendinginan yang berasal dari beban listrik adalah sebagai berikut

= 15 3,412( )

Luas Total gedung PUSGIWA UI adalah sebesar 4610,95 m 2 sehingga didapatkan perhitungan

sebagai berikut

= 235988,421 /ℎ

Room Name (Real) Floor Area (ft²) (Real) Gain 2 Occupancy (ft²/person) (Real) Gain 2 Occupancy (People) (Real) Gain 2 Max. Sensible Gain (Btu/h) (Real)Auditorium 4480.14 20 224.007 49281.533Ruang Multifungsi 3638.202 25 145.528 34926.732Ruang kerja staff 3257.126 25 130.285 32571.254International Corner 2203.507 25 88.1403 21153.667Robotica 2160.72 25 86.4288 19014.339Ruang latihan paduan suara 3080.161 50 61.6032 44046.302Kantin 2150.834 35 61.4524 15670.36RTC 1107.102 25 44.2841 9742.496Ruang latihan teater 1 2203.507 50 44.0701 31510.152Ruang latihan tari 2203.507 50 44.0701 31510.152Ruang serbaguna 2203.507 50 44.0701 31510.152Bedah Kampus 1096.405 25 43.8562 9648.364Seminar dan diskusi 1085.709 25 43.4283 10422.801Ruang latihan teater 2 2160.72 50 43.2144 30898.302Ruang latihan tari 2 2160.72 50 43.2144 30898.302konsultasi mahasiswa 1075.012 25 43.0005 9460.104seminar diskusi 2 1075.012 25 43.0005 10320.114Meeting room 1070.277 25 42.8111 10274.66KKN 566.294 25 22.6518 4983.386Ruang penyimpanan 470.641 25 18.8257 4141.644PKM Center 470.641 25 18.8257 4141.644Ruang Rapat 470.641 25 18.8257 4518.157Ruang sekertariat 1923.984 125 15.3919 3847.968Seminar dan diskusi 1886.579 125 15.0926 3773.158Ruang pelayanan mahasiswa 1107.102 125 8.85681 2214.204Ruang Dirmawa 1075.012 125 8.6001 2150.024Sekertariat 948.568 125 7.58854 1897.136Kasubdit 1 897.989 125 7.18391 1795.978Ruang Staff 470.641 125 3.76513 941.283Disaster management 465.8 125 3.7264 931.601Sekertariat 465.8 125 3.7264 931.601

Total 1830 1429.52519 469127.57

Documents

Maha Willy Chandra - 1206263080