TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Iklim Mikro Rumah Tanaman Daerah Tropika Basah

II.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Iklim Mikro Rumah Tanaman Daerah Tropika Basah Iklim merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi perancangan bangunan. Sebuah bangunan seharusnya dapat mengurangi pengaruh iklim yang merugikan dan memanfaatkan pengaruhnya yang menguntungkan bagi pengguna bangunan. Faktor iklim tersebut meliputi radiasi dan cahaya matahari, suhu dan kelembaban udara, arah dan kecepatan angin serta kondisi langit. Bagaimana pengaruh faktor-faktor tersebut terhadap bangunan perlu diteliti untuk mendapatkan kondisi lingkungan di dalam bangunan, khususnya kondisi termal dan visual yang diinginkan pengguna bangunan. Kondisi termal yang akan terjadi di dalam bangunan akan ditentukan oleh kinerja termal dari bangunan dan kondisi iklim dimana bangunan berada. Seperti di Indonesia dengan ciri iklim yang tropis lembab memiliki suhu udara yang relatif panas, intensitas radiasi matahari dan kelembaban udara yang tinggi (Soegijanto 1999). Nelson (1981) mendefinisikan greenhouse sebagai suatu bangunan yang memiliki struktur atap dan dinding yang bersifat tembus cahaya yang memungkinkan bagi cahaya yang dibutuhkan tanaman bisa masuk dan tanaman terhindar dari kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan, seperti hujan deras, tiupan angin kencang dan keadaan suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman. Menurut Suhardiyanto (2009), pada daerah tropika (basah), fenomena greenhouse ini dapat dimanfaatkan dan istilah greenhouse yang mulanya dibangun di wilayah subtropika sebagian besar dari bahan kaca, kurang tepat untuk wilayah tropika basah. Agar lebih mencerminkan fungsi greenhouse sebagai bangunan perlindungan tanaman, maka dikenal istilah rumah tanaman. Rumah tanaman umumnya mempunyai struktur yang hampir sama dengan bangunan. Menurut Suhardiyanto (2009), komponen rumah tanaman terdiri dari pondasi, balok, kolom, dinding, atap dan lantai. Semua komponen ini mempunyai fungsi masing-masing. Pondasi berfungsi sebagai pendukung beban bangunan dan menyalurkan beban tersebut ke dalam tanah. Kolom berfungsi sebagai tiang pembentuk struktur dan penopang beban atap. Balok berfungsi sebagai pengikat antar kolom dan memperkokoh bangunan. Atap berfungsi untuk melindungi tanaman dari pengaruh iklim dan bagian atap terdiri dari kuda-kuda, rangka atap dan penutup atap. Dinding berfungsi untuk melindungi tanaman dari angin, hama, hujan dan debu. Lantai berfungsi untuk memperkuat permukaan lantai. Suhu merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam pengendalian iklim mikro. Suhu adalah derajat dari panas sensibel atau intensitas, sedangkan panas adalah bentuk dari energi. Suhu bisa dijadikan gagasan dalam pengendalian transfer energi dan menjadi pengukuran umum di dalam rumah tanaman. Selang suhu untuk produksi tanaman dalam rumah tanaman relatif terbatas dari 10–30 oC untuk hampir semua jenis kecuali untuk masalah tertentu. Model Takakura untuk struktur unheated menunjukkan besarnya jeda waktu perubahan suhu di luar dan jeda waktu perubahan suhu di dalam rumah tanaman memperlihatkan peningkatan perbandingan luasan lantai terhadap luasan atap, dan penurunan perbandingan volume udara terhadap lantai (Hanan 1998). Menurut Schroeder (2000), suhu adalah ukuran dari kecenderungan suatu objek yang secara spontan memberikan energi untuk sekitarnya. Ketika dua objek melakukan kontak secara termal, salah satu yang cenderung spontan kehilangan energi adalah pada suhu yang lebih tinggi. Alasan dasar untuk menggunakan rumah tanaman adalah mengatur suhu untuk pertumbuhan tanaman. Salah satu masalah utama adalah menjaga suhu tetap stabil/dingin. Panas

dalam rumah tanaman meningkat karena dua sebab, yaitu: karena “greenhouse effect” dan struktur rumah tanaman yang cenderung lebih tertutup. Sebagian besar kenaikan suhu di dalam rumah tanaman dihasilkan dari fakta mengenai struktur rumah tanaman yang tertutup dan pindah panas dari pergerakan udara turbulen yang berkurang. Selain itu, kecepatan angin juga selalu mempengaruhi peningkatan suhu (Mastalerz 1977). Bangunan rumah tanaman mengalami pertambahan dan/atau kehilangan panas secara radiasi, konveksi maupun konduksi. Perpindahan panas ini terjadi melalui atap, dinding, ventilasi, peralatan, lantai dan tanah di bawah rumah tanaman. Prinsip-prinsip perpindahan panas dapat menjadi dasar dalam perancangan panas tersebut dan prediksi kondisi lingkungan termal di dalam rumah tanaman dapat dilakukan, yaitu menggunakan model matematika yang menerangkan keseimbangan panas pada rumah tanaman. Hubungan antara kondisi lingkungan termal dengan salah satu elemen rancangan rumah tanaman yang penting dan mendasar adalah faktor lantai. Lantai dijadikan pembanding dalam hal penentuan luas ventilasi rumah tanaman (Suhardiyanto 2009). Suhardiyanto (2009) juga menyatakan bahwa bangunan rumah tanaman berinteraksi dengan kondisi lingkungan termal di sekitar rumah tanaman menghasilkan lingkungan yang unik di dalam rumah tanaman. Komponen-komponen yang penting dari interaksi tersebut dapat digambarkan secara sederhana dalam sebuah model sehingga hubungan sebab akibat komponen penyusun tersebut dapat dijelaskan dengan baik. Perancangan rumah tanaman dapat dilakukan dengan mudah jika model pindah panas pada rumah tanaman telah dibangun. Model pindah panas tersebut menerangkan hubungan antara elemen rancangan dengan lingkungan termal pertumbuhan tanaman di dalam rumah tanaman. Model ini juga dapat menjadi dasar simulasi menggunakan komputer untuk memprediksi lingkungan termal di dalam rumah tanaman.

2.2 Pindah Panas Menurut Schroeder (2000), energi adalah konsep dinamis yang paling mendasar dalam semua ilmu fisika, dan panas didefinisikan sebagai aliran energi yang spontan dari suatu objek ke objek lainnya, yang disebabkan oleh perbedaan suhu diantara objek tersebut. Mastalerz (1977) menyatakan bahwa energi panas atau termal didefinisikan sebagai energi yang ditransferkan diantara dua sistem yang mempunyai suhu yang berbeda. Panas dapat ditransmisikan melalui konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi adalah transmisi panas melalui padatan, gas atau cairan, atau diantara objek yang sama yang bersentuhan langsung; panas dikonduksikan dari molekul yang mempunyai energi panas tinggi ke molekul yang mempunyai energi panas rendah (Mastalerz 1977). Besarnya laju aliran panas dengan cara konduksi suatu bahan dinyatakan dengan menggunakan Hukum Fourier seperti pada Persamaan 1. 𝑑𝑇

𝑇1 −𝑇2

𝑑𝑥

𝑑𝑥

qkond = - k A ( ) = k A

....................................................................... (1)

dimana, qkond adalah laju pindah panas secara konduksi (W/m2), A adalah luas penampang suatu bidang (m2) dan ΔT adalah perubahan suhu diantara dua permukaan (oC). Konveksi adalah perpindahan massa dari gas atau cairan yang panas ke suatu area yang lebih dingin; seperti pergerakan udara panas diseluruh bagian rumah tanaman terjadi karena konveksi (Mastalerz 1977). Laju perpindahan panas konveksi dinyatakan berdasarkan Hukum Newton yang tertera pada Persamaan 2. qkonv = h A (Ts – T~)..................................................................................... (2) 4

dimana, qkonv adalah laju pindah panas secara konveksi (W/m2), h adalah koefisien pindah panas konveksi (W/m2 oC), Ts adalah suhu permukaan bidang (oC) dan T~ adalah suhu pada jarak tertentu dari permukaan bidang (oC). Radiasi adalah perpindahan panas yang melewati suatu tempat dalam bentuk energi radiasi panas (Mastalerz 1977). Laju aliran panas suatu benda dengan cara radiasi dihitung berdasarkan Hukum Stefan-Boltzmann yang dinyatakan pada Persamaan 3. qr = σεATs4 ................................................................................................. (3) dimana, qr adalah laju pindah panas secara radiasi (W/m2), σ adalah konstanta Stefan-Boltzmann, 5.67 x 10-8 (W/m2K4). Menurut Soegijanto (1999), bangunan akan mendapat perolehan panas dan mengeluarkan atau kehilangan panas ke lingkungan sekitarnya. Besarnya perpindahan panas yang terjadi pada bangunan dipengaruhi oleh sifat-sifat termofisika dari bahan bangunan. Sifat-sifat tersebut adalah konduktivitas panas dari bahan bangunan (k), konduktansi dari bahan bangunan dari rongga udara (Ck), konduktansi permukaan (h), kapasitas panas spesifik dari bahan bangunan (cp), emitansi (ε) dan absorptansi (α) untuk radiasi gelombang panjang. Selain sifat termofisik, sifat fisika yang berpengaruh terhadap besarnya perpindahan panas adalah kepadatan massa atau densitas (kg/m 3) dan tebal bahan (m). Diantara semua sifat tersebut, ada beberapa sifat yang digunakan sebagai masukan dasar untuk definisi material dalam simulasi CFD, yaitu konduktivitas panas (k), kapasitas panas spesifik dari bahan bangunan (cp) dan kepadatan massa atau densitas (kg/m 3). Menurut Satwiko (2009), konduktivitas panas adalah bilangan yang menunjukkan besar panas (Watt) yang mengalir melalui bahan setebal satu meter (1 m), seluas satu meter persegi (1 m2) dengan perbedaan suhu antara kedua sisi permukaan satu derajat celcius (1 oC). Pengguna seringkali memerlukan bahan dengan tebal nyata, maka dibuatlah istilah konduktan yang merupakan konduktivitas dengan tebal tertentu (bukan 1 m). Hal ini karena pada kehidupan nyata, tebal 1 m tidak selalu digunakan. Dimana, konduktan = k/b (b adalah tebal bahan normal), dengan satuan W/m2 oC. Kapasitas panas spesifik bahan adalah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu dari satu satuan massa dari bahan sebesar 1 oC. Kapasitas panas dari bahan selubung bangunan sangat berpengaruh pada kondisi termal di dalam bangunan untuk bangunan yang menggunakan pengendalian pasif. Tetapi, bangunan yang menggunakan pengendalian aktif, kapasitas panas kurang berpengaruh (Soegijanto 1999). Kepadatan massa atau densitas adalah perbandingan beratnya massa bahan per satuan volume total bahan tersebut.

2.3 Konveksi Bebas Perpindahan panas konveksi bebas terjadi bilamana sebuah benda ditempatkan dalam suatu fluida yang suhunya lebih tinggi atau lebih rendah daripada benda tersebut. Akibat dari perbedaan suhu tersebut, panas mengalir antara fluida dan benda tersebut serta mengakibatkan perubahan kerapatan lapisan-lapisan fluida di dekat permukaan. Perbedaan kerapatan menyebabkan fluida yang lebih berat mengalir ke bawah dan fluida yang lebih ringan mengalir ke atas. Jika gerakan fluida tersebut disebabkan hanya oleh perbedaan kerapatan yang diakibatkan oleh gradien suhu, tanpa dibantu pompa atau kipas, maka mekanisme perpindahan panas yang bersangkutan disebut konveksi bebas atau konveksi alamiah (Kreith 1986). Menurut Cengel (2003), pergerakan fluida pada konveksi alami terjadi karena perbedaan suhu. Pindah panas secara konveksi ini dapat terjadi secara horizontal maupun vertikal. Tahapan penentuan pindah panas konveksi yang penting adalah perlu ditentukannya koefisien pindah panas

5

konveksi (h) antara lantai dan udara di dalam rumah tanaman. Lantai rumah tanaman dapat menyerap dan melepaskan panas dari atau ke lingkungan sekitar (udara di dalam rumah tanaman) secara konveksi. Proses pindah panas secara konveksi yang terjadi pada permukaan horizonal dapat dilihat pada Gambar 1. Ts

T~

Permukaan Panas

Gambar 1. Pindah panas konveksi pada permukaan horizontal Koefisien pindah panas konveksi diperoleh dengan beberapa tahap perhitungan. Pertama, menentukan nilai Rayleigh (Ral) yang dinyatakan pada Persamaan 4. Ral = GrL Pr =

𝑔 𝛽 (𝑇𝑠− 𝑇~ )𝐿𝑐 3 𝑣

𝑃𝑟 ............................................................................... (4)

dimana, Ral adalah bilangan Rayleigh, GrL adalah bilangan Grashof, g adalah gaya gravitasi (m/det2), β adalah koefisien ekspansi dari volume gas ideal (l/K), v adalah viskositas kinematik udara (m2/det), Pr adalah bilangan Prandtl, dan Lc adalah panjang karakteristik dari geometri (m). Untuk nilai v dan Pr dikutip dari Cengel (2003) Tabel A-15 (Lampiran 4) berdasarkan pembacaan T dan β = 1/Tf (Tf= [(½(Ts + T~))+273]) serta Lc diketahui dari Persamaan 5. Lc = As / P .......................................................................................................... (5) dimana, P adalah perimeter atau keliling medium (m) dan As adalah luas penampang medium (m2). Untuk permukaan persegi panjang horizontal dengan panjang a, nilai Lc = a/4. Setelah itu, menentukan bilangan Nusselt (Nu) untuk lantai dari Persamaan 6 dan 7 (Cengel 2003). Nu = 0.54 Ral 1/4 , untuk 104 < Ral < 107 ............................................................... (6) Nu = 0.15 Ral 1/3 , untuk 107 < Ral < 1011.............................................................. (7) Kemudian dihitung nilai h (W/m2 oC) dengan menggunakan Persamaan 8. h=

𝑘 𝐿𝑐

Nu............................................................................................................. (8)

dimana, k adalah konduktivitas termal udara (W/m oC) dan Nu adalah bilangan Nusselt. Laju perpindahan panas konveksi dapat dihitung dengan Persamaan 9. qkonv = h A (Ts – T~)............................................................................................. (9) dimana, qkonv adalah pindah panas konveksi (W/m2), h adalah koefisien pindah panas konveksi (W/m2 oC), Ts adalah suhu permukaan bidang (oC) dan T~ adalah suhu pada jarak tertentu dari permukaan bidang (oC).

2.4 Simulasi Komputer Simulasi adalah program (software) komputer yang berfungsi untuk menirukan perilaku sistem nyata (realitas) tertentu. Tujuan simulasi antara lain untuk pelatihan, studi perilaku sistem dan hiburan atau permainan. Studi informatika yang mendukung simulasi komputer, antara lain: pemodelan dan simulasi, teori sistem, rekayasa perangkat lunak dan grafik animasi komputer. Proses tahapan dalam mengembangkan simulasi komputer adalah sebagai berikut: memahami 6

sistem yang akan disimulasikan; mengembangkan model matematika dari sistem; mengembangkan model matematika untuk simulasi; membuat program (software) komputer; menguji, memverifikasi dan memvalidasi keluaran simulasi; dan mengeksekusi program simulasi untuk tujuan tertentu (Sridadi 2011).

2.5 Computational Fluid Dynamics (CFD) Computational Fluid Dynamics (CFD) adalah suatu analisis sistem yang meliputi aliran fluida, pindah panas dan massa, serta fenomena lain seperti reaksi kimia dengan menggunakan simulasi berbasis komputer (Versteeg dan Malalasekerta 1995). CFD dapat dibagi menjadi dua kata, yaitu “computational” yang berarti segala sesuatu yang berhubungan dengan matematika dan metoda numerik atau komputasi, dan “fluid dynamics” yang berati dinamika dari segala sesuatu yang mengalir. Ditinjau dari istilah di atas, CFD bisa berarti suatu teknologi komputasi yang memungkinkan untuk mempelajari dinamika dari benda-benda atau zat-zat yang mengalir. Secara definisi, CFD adalah ilmu yang mempelajari cara memprediksi aliran fluida, perpindahan panas, reaksi kimia dan fenomena lainnya dengan menyelesaikan persamaan-persamaan matematika (Tuakia 2008). Suatu analisis CFD memberikan kekuatan untuk mensimulasikan aliran fluida, perpindahan panas, perpindahan massa, benda-benda bergerak, aliran multifasa, reaksi kimia, interaksi fluida dengan struktur dan sistem akustik hanya dengan pemodelan di komputer. Perangkat lunak ini dapat membuat virtual prototipe dari sebuah sistem atau alat yang ingin dianalisis dengan menerapkan kondisi nyata di lapangan; CFD akan memberikan data-data, gambar-gambar, atau kurva-kurva yang menunjukkan prediksi dari informasi keandalan sistem yang didesain. Hasil analisis CFD sering berupa prediksi kualitatif meski terkadang kuantitatif (tergantung dari persoalan dan data yang dimasukkan) (Tuakia 2008). Pada umumnya terdapat tiga tahapan yang harus dilakukan dalam simulasi CFD, yaitu preprocessor, solver dan post-processor. Pre-processor merupakan bagian input dari permasalahan aliran ke dalam program CFD dengan menggunakan interface yang memudahkan operator (Versteeg dan Malalasekerta 1995). Hal-hal yang dilakukan dalam tahap ini adalah: a. b. c. d.

Mendefinisikan geometri dari domain yang akan dianalisis; Pembentukan grid (meshing) pada setiap domain; Pemilihan fenomena kimia-fisika yang diinginkan; Menentukan sifat-sifat fluida (konduktivitas, viskositas, massa jenis, panas jenis dan sebagainya); e. Menentukan kondisi batas (boundary condition).

Proses solver merupakan tahapan pemecahan masalah secara matematik dalam CFD. Pada proses solver, terdapat tiga persamaan aliran fluida yang menyatakan hukum kekekalan fisika (Versteeg dan Malalasekerta 1995), yaitu: a. Massa fluida kekal (kekekalan massa fluida); b. Laju perubahan momentum sama dengan resultan gaya pada partikel fluida (Hukum II Newton); c. Laju perubahan energi sama dengan resultan laju panas yang ditambahkan dan laju kerja yang diberikan pada partikel fluida (Hukum I Termodinamika). Keseimbangan massa fluida menyatakan laju kenaikan (pertambahan) massa elemen fluida sama dengan laju bersih aliran massa ke dalam elemen fluida. Semua elemen fluida merupakan fungsi dari ruang dan waktu, maka massa jenis fluida ρ ditulis dalam bentuk ρ (x, y, z, t) dan 7

komponen kecepatan fluida ditulis sebagai dx/dt=u, dy/dt=v dan dz/dt=w. Bentuk persamaan matematika untuk fluida yang tidak terkompresi dinyatakan pada Persamaan 10 (Versteeg dan Malalasekera 1995). 𝜕 (𝜌𝑢 ) 𝜕𝑥

+

𝜕(𝜌𝑣 ) 𝜕𝑦

+

𝜕 (𝜌𝑤 ) 𝜕𝑧

= 0 .................................................................................... (10)

dimana ρ adalah massa jenis fluida (kg/m3) dan x, y, z adalah arah koordinat kartesian. Persamaan momentum dikembangkan dari persamaan Navier-Strokes dalam bentuk sesuai dengan metode finite volume (Versteeg dan Malalasekera 1995), yang ditunjukkan pada Persamaan 11 sampai dengan Persamaan 13. Momentum x: 𝜕𝑢

𝜕𝑢

𝜕𝑢

𝜕𝑝

𝜌 𝑢 𝜕𝑥 + 𝑣 𝜕𝑦 + 𝑤 𝜕𝑧 = 𝜕𝑥 + 𝜇

𝜕 2𝑢 𝜕𝑥 2

𝜕 2𝑢

𝜕 2𝑢

+ 𝜕𝑦 2 + 𝜕 𝑧 2 + 𝑆𝑀𝑋 ................................... (11)

Momentum y: 𝜕𝑣

𝜕𝑣

𝜕𝑣

𝜕𝑝

𝜌 𝑢 𝜕𝑥 + 𝑣 𝜕𝑦 + 𝑤 𝜕𝑧 = 𝜕𝑦 + 𝜇

𝜕 2𝑣 𝜕𝑥 2

𝜕 2𝑣

𝜕2𝑣

+ 𝜕𝑦 2 + 𝜕𝑧 2 + 𝑆𝑀𝑌 .................................... (12)

Momentum z: 𝜕𝑤

𝜕𝑤

𝜕𝑤

𝜌 𝑢 𝜕𝑥 + 𝑣 𝜕𝑦 + 𝑤 𝜕𝑧 =

𝜕𝑝 𝜕𝑧

+𝜇

𝜕 2𝑤

𝜕 2𝑤

+ 𝜕 𝑦2 +

𝜕𝑥 2

𝜕 2𝑤 𝜕𝑧 2

+ 𝑆𝑀𝑍 ................................. (13)

dimana µ adalah viskositas dinamik fluida (kg/m det) dan SMX, SMY, SMZ adalah momentum yang berasal dari body per unit volume per unit waktu, masing-masing untuk koordinat x, y dan z. Persamaan energi diturunkan dari Hukum 1 Termodinamika yang menyatakan bahwa: Laju perubahan energi partikel fluida sama dengan laju penambahan panas ke dalam partikel fluida ditambah dengan laju kerja yang diberikan pada partikel. Secara matematik dinyatakan pada Persamaan 14 (Versteeg dan Malalasekera 1995). 𝜕𝑇

𝜕𝑇

𝜕𝑇

𝜌 𝑢 𝜕𝑥 + 𝑣 𝜕𝑦 + 𝑤 𝜕𝑧 = 𝑝 𝜕𝑢

𝜕𝑢

𝜕𝑢

𝜕𝑢 𝜕𝑥

𝜕𝑝

dimana: 𝜌 𝑢 𝜕𝑥 + 𝑣 𝜕𝑦 + 𝑤 𝜕𝑧 = 𝜕𝑥 + 𝜇

𝜕𝑣

+ 𝜕𝑦 + 𝜕 2𝑢 𝜕𝑥2

𝜕𝑤 𝜕𝑧

𝜕 2𝑢

+𝑘

𝜕 2𝑇 𝜕𝑥 2

𝜕 2𝑇

𝜕 2𝑇

+ 𝜕𝑦 2 + 𝜕𝑧 2 + 𝑆𝑖 ................. (14)

𝜕 2𝑢

+ 𝜕𝑦 2 + 𝜕𝑧 2 + 𝑆𝑀𝑋 , p adalah tekanan fluida (Pa), k

adalah konduktivitas termal fluida (W/m oC), T adalah suhu fluida (oC), dan Si adalah energi yang ditambahkan per unit volume per unit waktu. Post-processor merupakan hasil akhir dari dua tahap sebelumnya. Hasil yang disajikan dapat berupa tampilan geometri domain dan mesh, plot vektor, plot permukaan dua dimensi dan tiga dimensi, serta pergerakan partikel (Versteeg dan Malalasekerta 1995).

2.6 Penelitian-penelitian terkait Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk mempelajari karakteristik maupun kinerja rumah tanaman yang dibangun pada iklim tropika basah, khususnya di Indonesia. Penelitianpenelitian tersebut meliputi: simulasi distribusi suhu dan kelembaban udara untuk pengembangan desain rumah tanaman di daerah tropika basah (Romadonah 2011), research on greenhouse application in tropics (Suhardiyanto et al. 2007), analisis pola aliran dan distribusi suhu udara pada rumah tanaman standard peak menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD) (Nurianingsih 2011) dan masih banyak penelitian lainnya. Penelitian yang dilakukan oleh Suhardiyanto et al. (2007) difokuskan pada peningkatan performansi dari struktur rumah tanaman secara umum yang diantaranya melingkupi studi panas, ventilasi, desain (bentuk, dimensi dan susunan atap). Selain itu, konsep tentang struktur rumah 8

tanaman yang telah mengalami adaptasi, beberapa informasi tentang desain, pemilihan material dan konstruksi merupakan beberapa usulan untuk rumah tanaman di daerah tropika basah serta dijelaskan juga beberapa konsep rumah tanaman yang telah dikembangkan oleh para penelitinya. Romadonah (2011) melakukan penelitian tentang pentingnya distribusi suhu dan kelembaban (RH) di rumah tanaman dengan menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD). Suhu udara di dalam rumah tanaman pada ketinggian 1 m dari permukaan lantai berkisar antara 24.6–32.2 oC pada selang suhu udara lingkungan 23.0–32.2 oC. Perbedaan suhu udara lingkungan dengan suhu di dalam rumah tanaman tidak lebih dari 5 oC. Rata-rata RH di dalam rumah tanaman 87.79% dengan nilai terendah 64.85% dan maksimum 95.42%. Hasil simulasi menunjukkan terjadinya gradien suhu dan RH, namun tidak terlalu signifikan. Validasi terhadap nilai suhu udara dan RH hasil simulasi menghasilkan error masing-masing mencapai 12.81% dan 19.56%. Penelitian lain yang menggunakan CFD dilakukan oleh Nurianingsih (2011), dimana fokus penelitiannya adalah menganalisa pola aliran dan distribusi suhu udara di rumah tanaman dan melakukan simulasi modifikasi desain rumah tanaman dengan mengubah kemiringan atap untuk mengetahui pengaruhnya terhadap distribusi suhu udara di dalam rumah tanaman. Hasil penelitian ini menunjukan hasil yang optimal untuk pola aliran dan distribusi suhu udara di dalam rumah tanaman yang didukung oleh perolehan rata-rata error di bawah 5% untuk setiap kondisi kasus simulasi. Kemudian modifikasi kemiringan atap hanya mempengaruhi pergerakan dan suhu udara yang meningkat di sekitar atap, tetapi tidak mempengaruhi kenaikan suhu udara yang drastis di dalam rumah tanaman. Hasil CFD menunjukkan kemiringan atap 30 o memiliki pola aliran dan distribusi udara yang optimal. Berdasarkan penelitian-penelitian tersebut, peneliti mencoba untuk melakukan penelitian dengan fokusnya adalah simulasi sebaran suhu udara dan permukaan lantai rumah tanaman. Kemudian dilanjutkan dengan validasi hasil simulasi sebaran suhu, dan CFD ini dapat dimanfaatkan untuk mempelajari serta menduga karakteristik pindah panas panas konveksi di atas permukaan lantai rumah tanaman. Selain itu, dari hasil CFD dapat dipelajari juga pola aliran udara di atas permukaan lantai rumah tanaman. Pada akhirnya, diharapkan penelitian ini dapat memberikan masukan yang berguna untuk pengembangan struktur dan desain rumah tanaman kedepannya terutama mengenai studi panas.

9