SISTIM VENTILASI PENGENCERAN UDARA DENGAN MENGGUNAKAN ASHARE SATANDAR

SISTIM VENTILASI PENGENCERAN UDARA ASHARE STANDARD

SISTIM VENTILASI PENGENCERAN UDARA DENGAN MENGGUNAKAN ASHARE SATANDAR

Latar Muhammad Arief, Ir, MSc Dosen FKM, Peminatan Keselamatan dan Kesehatan Kerja Univ Esa Unggul Disampaikan pada kuliah online – minggu keenam tanggal 01 November 2014

Halaman …………

1


I.

PENDAHULUAN

Perancangan sistim ventilasi pengenceran udara didasarkan pada hipotesis bahwa konsentrasi polutan adalah sama di seluruh ruang, dengan anggapan bahwa udara yang disuplai ke dalam ruang tersebut bebas dari polutan, dan waktu awal konsentrasi dalam ruang adalah nol, dan salah satu metode yang digunakan adalah metode dari. American Society of Heating, Refrigerating, dan Air Conditioning Engineers (ASHRAE), Metode ini umumnya digunakan untuk membahas tentang ventilasi umum, rancangan ventilasi rumah/banguan hunian, dan pelayanan-pelayanan public. Fungsinya adalah proses "mengubah" atau mengganti udara dalam ruang apapun untuk memberikan kualitas udara yang tinggi dalam ruangan dalam jumlah yang sesuai kebutuhan (misalnya untuk mengontrol suhu, mengisi oksigen, atau menghilangkan bau, asap, panas/menghilangkan kalor yang berlebihan, debu, bakteri di udara, dan gas-gas pembakaran (CO2) yang ditimbulkan oleh pernafasan dan proses-proses pembakaran). Pada Juni 2000 Komite Standar ASHRAE (SPC 62.2P), ventilasi perumahan dan layanan publik, menurut American Lung Association, bagian-bagian dalam rumah kita sebagai ancaman terhadap kesehatan pernapasan. Asma adalah penyakit kronis yang serius memapar anak-anak dalam kelembaban yang berhubungan dengan cacat konstruksi hunian rumah di Amerika Serikat Ventilasi alami terjadi karena adanya perbedaan tekanan di luar suatu bangunan gedung yang disebabkan oleh angin dan karena adanya perbedaan temperatur, sehingga terdapat gas-gas panas yang naik di dalam saluran ventilasi. Ventilasi alami yang disediakan harus terdiri dari bukaan permanen, jendela,pintu atau sarana lain yang dapat dibuka, dengan : jumlah bukaan ventilasi tidak kurang dari 5% terhadap luas lantai ruangan yang membutuhkan ventilasi. Suatu prosedur perencanaan sistem ventilasi, dengan laju aliran udara, panas dan beban pendinginan, pergeseran udara menurut penghuni, pasokan prinsip udara Sebuah sistem ventilasi dapat dirancang lebih atau kurang sesuai prosedur berikut: 1. Menghitung panas atau beban pendinginan, termasuk panas sensibel dan laten 2. Hitung pergeseran udara yang diperlukan sesuai jumlah penghuni dan aktivitas mereka, atau dengan proses khusus lainnya 3. Hitung suhu udara suplai 4. Hitung beredar massa udara 5. Hitung temperatur kerugian pada saluran 6. Hitung output dari komponen -, pendingin pemanas, mesin cuci, humidifier 7. Hitung boiler atau ukuran pemanas 8. Desain dan menghitung sistem saluran

II

PEREANCANGAN SISTIM VENTILASI DAN PENGOKSIDASIAN UDARA .

Acuan. ASHRAE Handbook : Fundamentals, 1997, ASHRAE,Inc Efisiensi sistem pengkondisian udara, adalah perbandingan antara keluaran energi yang terpakai terhadap masukan energi dalam jangka waktu yang direncanakan, dinyatakan dalam persen (%).

2.1.

Ventilasi Alami

Ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan dari luar suatu bangunan gedung yang disebabkan oleh oleh angin dan karena adanya perbedaan temperatur, sehingga terdapat gas-gas panas yang naik di dalam saluran ventilasi. Perancangan sistem ventilasi alami dilakukan sebagai berikut : a). Tentukan kebutuhan ventilasi udara yang diperlukan sesuai fungsi ruangan. b). Tentukan ventilasi gaya angin atau ventilasi gaya termal yang akan digunakan Halaman …………

2


Sedangkan faktor- faktor yang mempengaruhi laju ventilasi yang disebabkan gaya angin termasuk : a) Kecepatan rata-rata. b) Arah angin yang kuat. c) Variasi kecepatan dan arah angin musiman dan harian. d) hambatan setempat, seperti bangunan yang berdekatan, bukit, pohon dan semak belukar Persamaan 4.24 di bawah ini menunjukkan kuantitas gaya udara melalui ventilasi bukaan inlet oleh angin atau menentukan ukuran yang tepat dari bukaan untuk menghasilkan laju aliran udara : Q = CV.A.V

…............………..

(1).

dimana , Q = laju aliran udara, m3 / detik. A = luas bebas dari bukaan inlet, m2. V = kecepatan angin, m/detik. CV = effectiveness dari bukaan (CV dianggap sama dengan 0,5 ~ 0,6 untuk angin yang tegak lurus dan 0,25 ~ 0,35 untuk angin yang diagonal). Inlet sebaiknya langsung menghadap ke dalam angin yang kuat. Jika tida ada tempat yang menguntungkan, aliran yang dihitung dengan persamaan 4.24 akan berkurang, jika penempatannya kurang lazim, akan berkurang lagi. Penepatan outlet yang diinginkan : a) pada sisi arah tempat teduh dari bangunan yang berlawanan langsung dengan inlet. b) pada atap, dalam area tekanan rendah yang disebabkan oleh aliran angin yang tidak menerus. c) pada sisi yang berdekatan ke muka arah angin dimana area tekanan rendah terjadi. d) dalam pantauan pada sisi arah tempat teduh, e) dalam ventilator atap, atau f) pada cerobong. Inlet sebaiknya ditempatkan dalam daerah bertekanan tinggi, outlet sebaiknya ditempatkan dalam daerah negatip atau bertekanan rendah.

Jika tahanan di dalam bangunan tidak cukup berarti, aliran disebabkan efek cerobong dapat dinyatakan dengan persamaan 4.25, Ventilasi Gaya Termal Q = K.A,√

2𝑔. ∆ℎ𝑛𝑝𝑙 (𝑇1−𝑇𝑜) 𝑇1

.................. (2)

dimana : Q = laju aliran, m3 / detik. K = koefisien pelepasan untuk bukaan. ∆hNPL = tinggi dari tengah-tengah bukaan terendah sampai NPL , m Ti = Temperatur di dalam bangunan, K. To = Temperatur luar, K. Persamaan 4.25 digunakan jika Ti > To , jika Ti < To , ganti Ti dengan To, dan ganti (Ti-To) dengan (To – Ti). Temperatur rata-rata untuk Ti sebaiknya dipakai jika panasnya bertingkat. Jika bangunan mempunyai lebih dari satu bukaan, luas outlet dan inlet dianggap sama. Koefisien pelepasan K Koefisien pelepasan K, dihitung untuk semua pengaruh yang melekat, seperti hambatan permukaan, dan campuran batas. Perkiraan DhNPL sulit. Jika satu jendela atau pintu menunjukkan bagian-bagian yang besar (mendekati 90%) dari luas bukaan total dalam selubung, NPL adalah tinggi tengah-tengah lubang, dan DhNPL sama dengan setengah tingginya. Untuk kondisi ini, aliran yang melalui bukaan dua arah, yaitu udara dari sisi hangat mengalir melalui bagian atas bukaan, dan udara dari sisi dingin mengalir Halaman …………

3


melalui bagian bawah. Campuran batas terjadi dikedua sisi antar muka aliran yang berlawanan, dan koefisien orifis dapat dihitung sesuai dengan persamaan (Kiel dan Wilson, 1986) : K’ = 0,40 + 0,0045.( Ti – To)

. ………….

( 3).

Jika ada bukaan lain yang cukup, aliran udara yang melalui bukaan akan tidak terarah dan campuran batas tidak dapat terjadi. Koefisien pelepasan K = 0,65 sebaiknya dipakai. Tambahan informasi pada cerobong yang disebabkan aliran udara untuk ventilasi alami bisa dipenuhi pada referensi Foster dan Down (1987). Aliran terbesar per unit luas dari bukaan diperoleh jika inlet dan outlet sama. Persamaan 4.25 dan 4.26 didasarkan pada kesamaan ini. Kenaikan luas outlet di atas luas inlet atau sebaliknya, menaikkan aliran udara tetapi tidak proportional terhadap penambahan luas. Jika bukaan tidak sama, gunakan luas yang tgerkecil dalam persamaandan tambahkan kenaikannya, seperti ditunjukkan pada gambar kurva 4.11.

Gambar 01 . Kenaikan aliran disebabkan kelebihan dari satu bukaan di atas lainnya

2.2 a.

Ventilasi Mekanik Persyaratan teknis a) b) c) d)

e)

f)

Sistem ventilasi mekanis harus diberikan jika ventilasi alami yang memenuhi syarattidak memadai. Penempatan Fan harus memungkinkan pelepasan udara secara maksimal dan juga memungkinkan masuknya udara segar atau sebaliknya. Sistem ventilasi mekanis bekerja terus menerus selama ruang tersebut dihuni. Bangunan atau ruang parkir tertutup harus dilengkapi sistem ventilasi mekanis untuk membuang udara kotor dari dalam dan minimal 2/3 volume udara ruang harus terdapat pada ketinggian maksimal 0,6 meter dari lantai. Ruang parkir pada ruang bawah tanah (besmen) yang terdiri dari lebih satu lantai, gas buang mobil pada setiap lantai tidak boleh mengganggu udara bersih pada lantai lainnya. Besarnya pertukaran udara yang disarankan untuk berbagai fungsi ruangan harus sesuai ketentuan yang berlaku (lihat tabel 4.4)dan tabel 4.5


4


Tabel. 01 Kebutuhan ventilasi mekanis Catu udara segar minimum Pertukaran M3/jam per orang udara/jam 6 18 6 18 6 18 6 18 8 4 10 20 6

Tipe Kantor Restoran/kantin Toko,Pasar,Swalayan Pabrik, Bengkel Kelas, bioskop Lobi, koridor, tangga Kamar mandi, peturasan Dapur Tempat parkir Sumber, SNI.03-6572-2001

Tabel 02. Kebutuhan ventilasi minimum dalam kaki kubik per menit (cfm) per orang IMC

cfm per

Hunian Kategori Lembaga Pemasyarakatan, fasilitas ruang tahanan Ruang kelas (Pendidikan)

untuk

Ruang publik atau theater auditorium Ruang umum, ruang konferensi Kantor gedung, ruang perkantoran Hotel, motel, restoran, lobi asrama

ASHRAE

orang

cfm per orang

20

10

15

15 (siswa usia 5-8); 13 (Siswa usia 9 +) 5 6 17 1

15 20 20 15

IMC= International Mechanical Code Sumber, ASHRAE, untuk 2006 IMC dan 62,1-2004 ASHRAE

b.

Perancangan Sistem Ventilasi Mekanis 1).

2). 3).

Perancangan sistem ventilasi mekanis dilakukan sebagai berikut : a) tentukan kebutuhan udara ventilasi yang diperlukan sesuai fungsi ruangan. b) tentukan kapasitas fan. c) rancang sistem distribusi udara, baik menggunakan cerobong udara atau fan yang dipasang pada dinding/atap. Jumlah laju aliran udara yang perlu disediakan oleh sistem ventilasi mengikuti persyaratan pada tabel 4.6. Untuk mengambil perolehan kalor yang terjadi di dalam ruangan, diperlukan laju aliran udara dengan jumlah tertentu untuk menjaga supaya temperatur udara di dalam ruangan tidak bertambah melewati harga yang diinginkan. Jumlah laju aliran udara V (m 3/detik) tersebut, dapat dihitung dengan persamaan : V=

q .. ........................... (4) f.c (tL - tD ) dimana , V = laju aliran udara (m 3/detik). q = perolehan kalor (Watt). f = densitas udara (kg/m 3). c = panas jenis udara (joule/kg.0C). (tL – tD ) = kenaikan temperatur terhadap udara luar (0C).


5


Tabel.03. Kebutuhan Laju Udara Ventilasi No

Fungsi Gedung

1

Laundri

2

Restoran: a. Ruang Makan b. Dapur c. Fast Food Service mobil a. Garasi (tertutup) b. Bengkel Hotel, Motel, dsb: a. Kamar Tidur b. Ruang tamu/ ruang duduk c. Kamar mandi/ Toilet d.Lobi e. Ruang pertemuan (kecil) f. Ruang rapat Kantor a. Ruang Kerja b. Ruang pertemuan Ruang Umum a. Koridor b. WC umum c. Ruang Locker Pertokoan a. Besmen Lantai Dasar b. Lantai Atas Kamar Tidu c. Mall dan Arkade d. Lif e. Ruang Merokok Ruang Kecantikan a. Panti Cukur dan Salon b. Ruang Olah Raga c. Tako Kembang d. Salon Binatang Peliharaan Ruang Hiburan a. Disko dan Bowling b. Lantai Gerak atau Gymnasium

3

4

5

6.

7.

8.

9.

Satuan (mᵌ/min)/orang

Kebutuhan Udara Luar Merokok Tidak Merokok 1,05 0,46

(mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang

1,05 -0,3 1,05

0,21 0,3 0,21

(mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang

0,21 0,21

0,21 0,21


0,42 0

0,21 0,75

(mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang

0 0,45 1,05 1,05

0 0,15 0,21 0,21


0,6 1,05

0,15 0,21


0 2,25 1,05

0 2,25 0,45

(mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang

0,75 0,75 0,3 0 1,5

0,15 0,15 0,15 0,45 0


0,87 0 0 0

0,6 0,42 0,15 0,3


0 0

0,21 0,6


6


Sambungan- Tabel.03 No

Fungsi Gedung

c. Ruang Penonton d. Ruang Bermain e. Kolam Renang 10. Teater a. Loket b. Lobi dan Lauge c. Panggung dan Studio 11. Transportasi, Ruang Tunggu, atau Peron 12. Rauang Kerja a. Proses Makanan b.Khazanah Bank c. Farmasi d. Studio Fotografi e. Ruang Gelap f. Ruang duplikasi atau Cetak Foto 13. Sekolah a. Ruang Kelas b. Laboratorium c. Perpustakaan 14. Rumah Sakit a. Ruang Pasien b. Ruang Periksa c. Ruang bedah dan Bersalin d. Ruang Gawat darurat atau Terapi e. Ruang Otopsi 15. Rumah Tinggal a. Ruang Duduk b. Ruang Tidur c. Dapur d. Toilet e. Garasi (Rumah) f. Garasi Bersama 16. Industri a. Aktifitas Tinggi b. Aktifitas Sedang c. Aktifitas Rendah Sumber: BSNI, 2001 c.

Satuan (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang

Kebutuhan Udara Luar Merokok Tidak Merokok 1,05 0,21 1,05 0,21 0 0,15


0,6 1,05 0 1,05

0,15 0,21 0,3 0,21

(mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang

0 0 0 0 0 0

0,15 0,15 0,21 0,21 0,6 0,15


0,75 0 0

0,15 0,3 0,15


1,05 1,05 0

0,21 0,21 1,2

(mᵌ/min)/orang

0

0,45

(mᵌ/min)/orang

0

3

(mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang (mᵌ/min)/orang

0 0,75 0,75 0,3 0 1,5

0,3 0,3 3 1,5 3 0,45


1,05 1,05 1,05

0,6 0,3 0,21

Kriteria Kenyamanan.

Faktor yang Mempengaruhi Kenyamanan Termal Orang. 1.

Temperatur Udara Kering. a) Temperatur udara kering sangat besar pengaruhnya terhadap besar kecilnya kalor yang dilepas melalui penguapan (evaporasi) dan melalui konveksi. b) Daerah kenyamanan termal untuk daerah tropis dapat dibagi menjadi : Halaman …………

7


o o o

sejuk nyaman, antara temperatur efektif 20,50C ~ 22,80C. nyaman optimal, antara temperatur efektif 22,80C ~ 25,80C. hangat nyaman, antara temperatur efektif 25,80C ~ 27,10C.

2.

Kelembaban Udara Relatif. a) Kelembaban udara relatif dalam ruangan adalah perbandingan antara jumlah uap air yang dikandung oleh udara tersebut dibandingkan dengan jumlah kandungan uap air pada keadaan jenuh pada temperatur udara ruangan tersebut. b) Untuk daerah tropis, kelembaban udara relatif yang dianjurkan antara 40% ~ 50%, tetapi untuk ruangan yang jumlah orangnya padat seperti ruang pertemuan, kelembaban udara relatif masih diperbolehkan berkisar antara 55% ~ 60%.

3.

Pergerakan Udara (Kecepatan Udara). a) Untuk mempertahankan kondisi nyaman, kecepatan udara yang jatuh diatas kepala tidak boleh lebih besar dari 0,25 m/detik dan sebaiknya lebih kecil dari 0,15 m/detik. b) Kecepatan udara ini dapat lebih besar dari 0,25 m/detik tergantung dari temperatur udara kering rancangan (tabel 04) Tabel .04. Kecepatan udara dan kesejukan

Kecepatan udara, m/detik Temperatur udara kering, 0C c).

0,1 25

0,2 26,8

0,25 26,9

0,3 27,1

0,35 27,2

Gambar 02. menunjukkan kebutuhan peningkatan kecepatan udara untuk mengkompensasi kenaikan temperatur udara kering agar tingkat kenyamanannya tetap terpelihara. Penjelasan : Misalnya temperatur udara kering dalam ruangan berubah dari 25 0C menjadi 27,20C atau naik 2,20C untuk mengkompensasi kenaikan temperatur ini maka kecepatan udara yang mula-mula hanya 0,15 m/detik harus dinaikkan menjadi 0,625 m/detik.

Gambar02.. Kebutuhan peningkatan kecepatan udara untuk mengkompensasi kenaikan temperatur udara kering. 4.

Radiasi Permukaan yang Panas a) Apabila di dalam suatu ruangan dinding - dinding sekitarnya panas, akan mempengaruhi kenyamanan seseorang di dalam ruangan tersebut, meskipun temperatur udara disekitarnya sesuai dengan tingkat kenyamannya (misalnya di dekat oven atau dapur). b) Usahakan temperatur radiasi rata-rata sama dengan temperatur udara kering ruangan. c) Apabila temperatur radiasi rata-rata lebih tinggi dari temperatur udara kering ruangan, maka temperatur udara ruangan rancangan dibuat lebih rendah dari temperatur rancangan biasanya. d) Temperatur operatif didefinisikan sebagai temperatur rata-rata dari temperatur radiasi Halaman …………

8


rata-rata dan temperatur udara kering ruangan 5.

Aktivitas Orang. Untuk perhitungan sistem pengkondisian udara, orang lebih tertarik terhadap besarnya kalor yang dihasilkan dari sesorang pada suatu aktifitas tertentu.

4.8.2.3 . Pengkondisian udara. Prosedur. Prosedur perancangan sistem pengkondisian udara pada bangunan gedung dilakukan mengikuti bagan seperti ditunjukkan pada gambar 03

Perancangan Beban Pendinginan

MULAI

Fungsi Ruang

Data Gedung

Penentuan Kondisi Termal dalam Gedung

Perhitungan Beban Pendingin

Data Cuaca & Iklim Analisa Psikometri

Sistem Pengkondisian Udara

Perancangan Sistem

1.

Optimasi Pemakaian Energi

Pemakaian Energi < Standar

Selesai Perancangan Sistem Ventilasi & Pengkondisian Udara

Gambar 03 Perencanaan Teknis Sistem Pengkondisian Udara


9


2.

Fungsi ruang dalam gedung. Terdiri dari : a) kegiatan utama yang berlangsung dalam ruang (aktifitas). b) waktu kegiatan puncak. c) pola pakaian penghuni.

3.

Kondisi termal dalam gedung. Terdiri dari : a) temperatur udara. b) kelembaban udara relatif. c) kuantitas udara yang diperlukan. d) tuntutan ketelitian untuk pengendalian besaran termal dalam ruangan.

4.

Data gedung. Terdiri dari : a) data fisik bangunan gedung. b) karakteristik termal selubung bangunan. c) data pemakaian gedung, seperti misalnya profil beban pendinginan.

5.

Data cuaca dan iklim. Terdiri dari : a) data cuaca tahunan. b) data temperatur udara luar di lokasi. c) data kelembaban udara relatif di lokasi.

6.

Beban Pendinginan. a.

Jenis Kalor.

a)

Kalor Sensibel.

adalah suatu kalor yang berhubungan dengan perubahan temperatur dari udara. Penambahan kalor sensibel (sensible heat gain) adalah kalor sensibel yang secara langsung masuk dan ditambahkan ke dalam ruangan yang dikondisikan melalui konduksi, konveksi atau radiasi. b).

Kalor Laten.

adalah suatu kalor yang berhubungan dengan perubahan fasa dari air. Penambahan kalor laten (latent heat gain) terjadi apabila ada penambahan uap air pada ruangan yang dikondisikan, misalnya karena penghuni ruangan atau peralatan yang menghasilkan uap.

b.

Beban Pendinginan Ruangan.

adalah laju aliran kalor yang harus diambil dari dalam ruangan untuk mempertahankan temperatur dan kelembaban udara relatif ruangan pada kondisi yang diinginkan.


10


Gambar 04 Contoh beban pendinginan ruangan

Beban pendinginan ruangan dibagi dalam 2 bagian : a). Beban Pendinginan Luar (external cooling load) Beban pendinginan ini terjadi akibat penambahan panas di dalam ruangan yang dikondisikan karena sumber kalor dari luar yang masuk melalui selubung bangunan (building envelope), atau kerangka bangunan (building shell) dan dinding partisi. Sumber kalor luar yang termasuk beban pendinginan ini adalah : 1) penambahan kalor radiasi matahari melalui benda transparan seperti kaca. 2) penambahan kalor konduksi matahari melalui dinding luar dan atap. 3) penambahan kalor konduksi matahari melalui benda transparan seperti kaca. 4) penambahan kalor melalui partisi, langit, langit dan lantai. 5) infiltrasi udara luar yang masuk ke dalam ruangan yang dikondisikan. 6) ventilasi udara luar yang masuk ke dalam ruangan yang dikondisikan b). Beban Pendinginan Dalam (internal cooling load). Beban pendinginan ini terjadi karena dilepaskannya kalor sensibel maupun kalor laten dari sumber yang ada di dalam ruangan yang dikondisikan. Sumber kalor yang termasuk beban pendinginan ini adalah : 1) penambahan kalor karena orang yang ada di dalam ruang yang dikondisikan. 2) penambahan kalor karena adanya pencahayaan buatan di dalam ruang yang dikondisikan. 3) penambahan kalor karena adanya motor-motor listrik yang ada di dalam ruang yang dikondisikan. 4) penambahan kalor karena adanya peralatan-peralatan listrik atau pemanas yang ada di dalam ruangan yang dikondisikan. Penjelasan : Yang termasuk beban pendinginan ruangan seperti ditunjukkan dalam gambar 4.14


11


III. 3.1.

Perencanaan Sistim Ventilasi Pengenceran Udara, ASHARE STANDAR Zona kenyamanan ruangan. Temperatur efektif didefinisikan sebagai indeks lingkungan yang menggabungkan temperatur dan kelembaban udara menjadi satu indeks yang mempunyai arti bahwa pada temperatur tersebut respon termal dari orang pada kondisi tersebut adalah sama, meskipun mempunyai temperatur dan kelembaban yang berbeda, tetapi keduanya harus mempunyai kecepatan udara yang sama. Standar ASHRAE untuk temperatur efektif ini didefinisikan sebagai temperatur udara ekuivalen pada lingkungan isotermal dengan kelembaban udara relatif 50%, dimana orang memakai pakaian standar dan melakukan aktifitas tertentu serta menghasilkan temperatur kulit dan kebasahan kulit yang sama. Untuk memperoleh daerah zona yang dapat diterima sebagai daerah temperatur operatif dan kelembaban udara relatif yang memenuhi kenyamanan untuk orang melakukan aktifitas ringan dengan met kurang dari 1,2 , serta memakai pakaian dengan clo = 0,5 untuk musim panas dan clo = 0,9 untuk musim dingin, ASHRAE mengeluarkan standar untuk zona kenyamanan (comfort zone) seperti ditunjukkan pada gambar 4.15. Gambar 05, ini mempunyai batasan ketidak puasan sebesar 10%, dengan batasan koordinat sebagai berikut : a) Musim dingin. Temperatur operatif tOP berkisar antara 200 C ~ 23,50 C pada kelembaban udara relatif 60% dan berkisar antara 20,50 C ~ 24,50 C pada 200 C dew point dan dibatasi oleh temperatur efektif 200 C dan 23,50 C. b)

Musim panas. Temperatur operatif tOP berkisar antara 22,50 C ~ 260 C pada kelembaban udara relatif 60% dan berkisar antara 23,50 C ~ 270 C pada 200 C dew point dan dibatasi oleh temperatur efektif 230 C dan 260 C.

Zona kenyamanan termal untuk orang Indonesia untuk perancangan umumnya diambil: 250

0C

Kutipan Kode * Tabel .05. memberikan perbandingan kriteria IMC saat ini dan diperbarui ASHRAE persyaratan untuk ventilasi minimal tingkat di ruang yang dipilih. Perhatikan bahwa data tabel tidak komprehensif. Tambahan, khusus ASHRAE dan IMC persyaratan harus ditangani oleh perancang sistem. Tabel.05. Diperlukan tingkat ventilasi minimum dalam kaki kubik per menit (cfm) per orang untuk 2006 IMC dan 62,1-2004 ASHRAE

Hunian Kategori Lembaga Pemasyarakatan, fasilitas ruang tahanan Ruang kelas (Pendidikan)

untuk

International Mechanical Code (IMC) (cfm / orang) 20 15

ASHRAE (cfm / orang) 10

Ruang publik atau theater auditorium Ruang umum atau kantor, ruang konferensi

15 20

15 (siswa usia 5-8); 13 (Siswa usia 9 +) 5 6

Kantor gedung ruang perkantoran ruang Hotel, motel, restoran, lobi asrama

20

17

15

1


12


Gambar 05. : Daerah zona yang dapat diterima sebagai daerah temperatur operative, dan kelembaban relative yang memenuhi kenyamanan untuk orang-orang yang melakukan aktivitas ringan dengan met < 1,2. 3.2.

Perencanaan sistim ventilasi pengenceran udara, menggunakan standard Desain ASHARE SATANDAR,

ASHARE SATANDAR, yang telah ditetapkan ,             

Flowrate = 0.25 – 0.5 m/s atau (50 – 100) fpm Flowrate difusser : (50- 100) fpm ; Temperatur udara = 800F atau (24 – 26) 0C Kelembaban nisbi/relative humaddity = 30 – 50 % Ruang kerja = 4 m2/person Flowrate (Q) = 20 cfm/person Dimensi Diffuser (40 cm x 40 cm ) x 20 % Standar exhaust : (20 cm x 20 cm ) x 50 % Jam kerja : 8 jam /hari Perbandingan Luas ruang kerja : luas lantai : 1: 4 Oksigen di ruang kerja = (15 – 20) % udara Inhalasi manusia = 30 m 3/hari atau = 44,14 ft3/jam Kecepatan aliran udara = 1 : 3,28 m/jam per-person

Catatan, 1 cfm = 59,85 liter/menit 1 M3 = 35,314 ft3 Halaman …………

13


DISAIN SISTIM VENTILASI PENGENNCERAN UDARA Diketahui : Suatu ruagan, dengan dimensi ruang (P X L X T ) = 40 x 30 x 3,5 m ; Hitung : 1) Berapa jumlah orang yang ideal bekerja dalam ruangan ? 2) Berapa kebutuhan udara segar/fresh air bagi karyawan (M3/jam) 3) Berapa jumlah diffuser diperlukan ? 4) Berapa jumlah Exhaust dibutuhkan ? 5) Berapa % tase exhaust uadara yang ideal diperlukan ?

Jawab : Volume ruang = 40x30x3.5= 4200 M3 Luas = 40 x 30 = 1200 M2 Luas tempat kerja : ¼ x 1200 M2 = 300 M2 . 1)

Jumlah karyawan yang ideal pada ruang tersebuat adalah 300: 4 = 75 orang

2)

Kebutuhan udara segar yang dibutuhkan pada ruang terbut adalah, Q = 20 cfm/person, untuk 75 orang 75 x 20 x 60 min = 90.000 cfm -------------------1 M3 = 35,314 ft3 = 90.000/35,314 = 2548,56 M3/jam Maka kebutuhan udara segar yang dibutuhkan pada ruang tersebut sebesar 2.548,56 m 3/jam

3)

Kebutuhan jumlah diffuser : Dimensi diffuser (A) : ( 0.4 x 0.4 ) M2 x 0.2 = 0.032 M2 ; o Kecepatan aliran udara = 1 : 3,28 m/jam per-person Untuk 75 orang, maka Kecepatan diffuser (V)diffuser : ----- V = 75/3.28=22.86 m/min ; flow rate difusser (Q) Qdiffuser = A x Vdiffuser Dimana ; A = 0,032 M2 V = 22,86 m/min Qdiffuser = 0.032 x 22.86 = 0.73 M3 x 60 min = 43.89 M3 /jam Maka jumlah diffuser , adalah perbandingan antara kebutuhan udara segar (Q) dengan flowrate diffuse (Qdiffuser) Jumlah difuuser = Q/(Qdiffuser) Jumlah diffuser : 2548.5/43.89 = 58 buah. Dimana: kebutuhan udara segar (Q) = 2548,56 M3/jam Qdiffuser =43.89 M3 /jam Maka jumlah diffuser yang dibutuhkan pada ruang ini sebanyak 58 buah

4)

Kebutuhan exhaust : 30 % dari jumlah diffuser Maka ; Kebutuhan exhaust : 30 % = 0.3 x 58 = 18 buah

5)

Flowrate exhaust` = kebutuhan udara segar/Jumlah exhaust Flowrate exhaust : 2548.5/18 = 141.58 m 3/jam; Halaman …………

14


Dimensi exhaust (A) = (0.2 x 0.2 ) x50% = 0.02 M2 . Kecepatan (V)exhaust = Q exhaust /Aexhaust Kecepatan (V)exhaust = 141.58/0.02 = 7079 m/jam = 118 m/min. 6).

7)

IV.

Pertukaran udara = Volume ruang/kebutuhan udara segar Pertukaran udara : 4200: 2548.5 = 1.65 jam ( satu kali pertukaran udara) Exhaust Air : Exhange rate : 2548.5/4200 x 100 % = 60 %

STUDI KASUS

Problem – 1 :        

Jumlah tenaga kerja 40 orang Standar flowrate (Q) = 20 cfm/person Standar flow rate ( 50-100) fpm pada diffuser. Dimensi diffuser (0.4 x0.4)m2 x 20% Standar exhaust : (0.20 X 0.20 ) M2 x 50 % Standar ruang kerja : 4 M2/person Standar perbandingan ruang kerja : luas ruang : 1: 4 Jumlah Exhaust : 40 % jumlah diffuser

Buat Disain Ventilasi Umum 1) Berapa kebutuhan total ruang kerja ? 2) Berapa area ruang yang ideal ? Berapa tinggi ruang ? 3) Berapa jumlah diffuser yg diperlukan dan dimensinya ? 4) Berapa jumlah exhaust yg diperlukan dan dimensinya? 5) Berapa % tase exhaust air yg ideal ? Problrm – 2 ;          1. 2. 3

Jumlah Karyawan = 50 orang Luas lantai 1000 M3 ; tinggi ruang kerja : 3.25 m Standar flowrate (Q) = 20 cfm/person Standar flow rate ( 50-100) fpm pada diffuser. Dimensi (0.4 x0.4) M2 x 20% Standar exhaust : (0.20 X 0.20 ) M2 x 50 % Standar ruang kerja : 4 M2/person Jumlah Exhaust : 30 % jumlah diffuser Standar Air supply : 20 cfm/person Berapa jumlah diffuser ? Berapa jumlah exhaust ? .Disain Berapa % -tase exhaust air rate actual ?

Problrm – 3 ; Dalam kuliah online ke-2 saat ini diskusikan sistem ventilasi pengenceran udara, Seperti Anda dapat melihat gambar -2 desain struktur sistem pengkondisian yang menunjukkan bagian dari sebuah bangunan. Diskusikan bentuk desain sistim ventilasi pengenceran pada gambar -2, garis merah udara panas yang ditarik, sengkan garis kunig adalah udara yang disuplay, misalnya,Jumlah Karyawan = 60 Halaman …………

15


orang, Lantai –I = 28 orang, Lantai-II = 32 orang

Gambar-2, sistem ventilasi pengenceran udara

Berapa jumlah orang yang ideal bekerja dalam ruangan ? 1. Berapa kebutuhan udara segar/fresh air bagi karyawan (M3/jam) 2. Berapa jumlah diffuser yg diperlukan dan dimensinya ? 3. Berapa jumlah exhaust yg diperlukan dan dimensinya 4. Berapa % tase exhaust uadara yang ideal diperlukan


16


DAFTAR PUSTAKA American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH).1988 Industrial Ventilation, a Manual of Recommended Practice. Industri Ventilasi, Manual Praktek Fitur. 20th edition ACGIH. 1995 Industrial Ventilation, a Manual of Recommended Practice. Industri Ventilasi, Manual Praktek Fitur. 22th edition ACGIH .1998 Industrial Ventilation, a Manual of Recommended Practice. Industri Ventilasi, Manual Praktek Fitur. 23th edition ACGIH. 2006 Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Operation and Maintenance, Signature publications American Conference of Governmental Industrial Hygienists, Berilustrasi –p.200 ASHRAE, 1997. Handbook : Fundamentals, ASHRAE,Inc ASHRAE, 1999 Aplications Handbook (SI), Capter 29 Industrial local exhaust system Aksoy M, Erdem S, Dincol G. 1976 Types of leukemia in chronic benzene poisoning: A study in thirty-four patients. Acta Haematol. p; 55, 65–72.

EPA. 1997 National Center for Environmental Assessment Office of Research and Development. Washington, DC: US Environmental Protection Agency. Exposure Factors Handbook Faye C. McQuiston, Jerald D.Parker , 1994 Heating, Ventilating, and Air Conditing, Analysis and Design ; John Wiley & Sons, Inc. J Occup Environ Hyg. 2007 Airborne concentrations of benzene associated with the historical use of some formulations of liquid wrench.; 4 (8): p. 547–561.

Kang SK, Lee MY, Kim TK, Lee JO, Ahn YS. 7. Kang SK Lee MY, TK Kim, Lee JO, YS Ahn. 2005 Occupational exposure to benzene in South Korea. Chem Biol Interact.:153–4. Latar Muhammad Arif, Ir, MSc, 2013 Ventilasi Indusri, Dasar-dasar pengetahuan dan perencanaan sistim ventilasi industry,Etaprima CV

McMinn BW. 4. McMinn BW. 1992 Control of VOC emissions from ink and paint manufacturing processes.. CT Center. Environmental Protection Agency. NIOSH. 1977 Occupational Diseases - A Guide to their Recognition, in Publication No 77-181. 2 Paik NW, Yoon CS, Zoh KE, Chung HM. 9, Paik. NW CS Yoon Zoh EK. . 1998 Study of component of thinners using in Korea. J Korean Soc Occup Environ Hyg; 8:105–14. Ridgwaya P, Nixon TE, Leach JP. 1. P Ridgwaya, TE Nixon. 2003 Halaman …………

17


Occupational exposure to organic solvents and long-term nervous system damage detectable by brain imaging, neurophysiology or histopathology. Food Chem Toxicol. 41 :153–87. Swaen GM, Meijers JM. 11, Swaen. GM Meijers JM. 1989 Risk assessment of leukemia and occupational exposure to benzene. Br J Ind Med; 46 :826–30. SNI 03-6572-2001. 2001 Standard Nasionala Indonesia Williams PR, Knutsen JS, Atkinson C, Madl AK, Paustenbach , C Atkinson, AK Madl. 2007 Airborne concentrations of benzene associated with the historical use of some formulations of liquid wrench. J Occup Environ Hyg ; 4 (8):547–561. Wiranto Arismunandar, Heizo Saito. 1997 Penyegaran Udara; Edisi ke IV , Pradnya Paramita


18

SISTIM VENTILASI PENGENCERAN UDARA DENGAN MENGGUNAKAN ASHARE SATANDAR

Recommend Documents