UNIVERSITAS INDONESIA

i

UNIVERSITAS INDONESIA

OPTIMASI DAN PENURUNAN BEBAN ENERGI OPERASI MENGGUNAKAN OVERHANG DAN KACA FILM PADA GEDUNG DENGAN PERANGKAT LUNAK ENERGYPLUS DAN GENOPT BERDASARKAN KONSEP LEED DAN STANDAR NASIONAL INDONESIA.

SKRIPSI

DANI ARIYANTO 0806329911

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA PROGRAM SARJANA DEPOK JUNI 2012

i

Optimasi dan..., Dani Ariyanto, FT UI, 2012

ii

UNIVERSITAS INDONESIA

OPTIMASI DAN PENURUNAN BEBAN ENERGI OPERASI MENGGUNAKAN OVERHANG DAN KACA FILM PADA GEDUNG DENGAN PERANGKAT LUNAK ENERGYPLUS DAN GENOPT BERDASARKAN KONSEP LEED DAN STANDAR NASIONAL INDONESIA. SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik

DANI ARIYANTO 0806329911

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN KEKHUSUSAN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPOK DESEMBER 2011 ii


iii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar

Nama

: Dani Ariyanto

NPM

: 0806329911

Tanda Tangan

:

Tanggal

: 12 Juli 2012

iii


iv

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini diajukan oleh

:

Nama

: Dani Ariyanto

NPM

: 0806329911

Program Studi

: Teknik Mesin

Judul Skripsi

: Optimasi dan Penurunan Beban Energi Operasi Menggunakan Overhang dan Kaca Film pada Gedung dengan Perangkat Lunak EnergyPlus dan GenOpt Berdasarkan Konsep LEED dan Standar Nasional Indonesia

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian dari persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Indonesia DEWAN PENGUJI Pembimbing

: Dr.-Ing. Nasruddin, M.Eng

(

)

Penguji

: Dr. Ir. M. Idrus Alhamid

(

)

Penguji

: Dr. Ir. Budihardjo, DIpl.Ing.

(

)

Penguji

: Ir. Rusdy Malin, M.Sc

(

)

Ditetapkan di

: Depok

Tanggal

: 13 Juni 2012

iv


v

KATA PENGANTAR Puji syukur Alhamdullah saya panjatkan kepada Alloh Subhanahuwata’ala, sebab atas limpahan berkah dan rahmatNya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini tepat sesuai proposal hidup saya. Penulisan skripsi ini merupakan satu syarat memenuhi mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin pada Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Saya secara pribadi dan selaku insan pendidikan, mengucapkan terima kasih sedalam dalamnya atas bantuan, bantuan, informasi, serta dukungan moral yang diberikan, terutama kepada, 1) Dr. -Ing. Ir. Nasruddin, MEng selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu memberikan pengarahan, diskusi, dan bimbingan serta persetujuan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. 2) Dr. Ir. Harinaldi, M.Eng selaku kepala Departemen Teknik Mesin FTUI 3) Keluarga besar saya, ayah Supriyanto, ibu Rusmani, adik Meilinda Roestiyana Dewi, serta teman hati saya yang sangat setia, Sari Budi Subekti, untuk segala doa, semangat, dan cinta yang tak pernah habis. 4) Bang Arvin Primo, Bang Yerico, Bang Quad Riyanto, sebagai inspirasi penelitian saya di bidang Optimasi dan Green Building. 5) Teman teman Teknik Mesin UI 2008. 6) Seluruh karyawan DTM FTUI atas segala kemudahan bagi saya dalam menuntut ilmu di FT UI. Akhir kata, saya berharap semoga skripsi ini dapat memberi manfaat bagi penelitian serta ilmu pengetahuan dan inspirasi bagi adik adik saya dalam melanjutkan studi bidang optimasi dan green building.

Depok, Juni 2012

Penulis

v


vi

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Dani Ariyanto NPM : 0806329911 Program Studi : Teknik Mesin Reguler : Teknik Mesin Departemen Fakultas : Teknik Jenis karya : Skripsi demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive RoyaltyFree Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : OPTIMASI DAN PENURUNAN BEBAN ENERGI OPERASI MENGGUNAKAN OVERHANG DAN KACA FILM PADA GEDUNG DENGAN PERANGKAT LUNAK ENERGYPLUS DAN GENOPT BERDASARKAN KONSEP LEED & STANDAR NASIONAL INDONESIA. beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalihmedia /formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Depok, Pada tanggal : 22 Juni 2012 Yang menyatakan,

( Dani Ariyanto )

vi


vii

ABSTRAK Nama : Dani Ariyanto Program Studi : Teknik Mesin Judul : Optimasi dan Penurunan Beban Energi Operasi Menggunakan Overhang dan Kaca Film pada Gedung dengan Perangkat Lunak EnergyPlus dan GenOpt Berdasarkan Konsep LEED dan Standar Nasional Indonesia.

Konsumsi energi pada bangunan pada era sekarang ini telah mencapai porsi 41% dari konsumsi energi dunia, jauh melebihi energi bagi transportasi dan aktifitas manusia lainnya. Hal ini mendorong Green Building Council Indonesia melakukan terobosan standard bagunan hemat energi dikawasan Indonesia. Standardisasi yang dilakuakan melewati beberapa tahapan dan salah satunya melaui tahapan simulasi. Pada tugas akhir ini, reka simulasi dilakukan sebagai sebuah metode audit konsumsi energi pada bangunan, dengan bantuan sistm komputer yakni perangkat lunak EnergyPlus dan perangkat optimasi GenOpt, sehingga didapatkan hasil simulasi optimal penggunaan energi bagi sebuah bagunan. Variable envelope bangunan berupa overhang dan kacafilm dipilih sebagai objek teroptimasi untuk menurunkan beban energi operasi pada bangunan tersebut. Parameter pencahayaan bagunan, struktur material bangunan, pengkondisian udara, data cuaca, okupansi bagunan dengan sejumlah orang didalamnya serta berbagai peralatan elektronik menjadi parameter yang mendukung simulasi ini. Hasil simulasi dan optimasi menunjukkan bahwa, penggunaan overhang secara optimal dapat menurunkan beban energi operasi sebesar 19,82% sementara penggunaan kaca film secara optimal dapat menurunkan beban energi operasi sebesar 27,10%. Akan tetapi, penggabungan keduanya yang memiliki guna yang sejalan justru hanya mampu menurunkan beban energi operasi sebesar 25,63%. Kesimpulan dari penelitian ini adalah bahwa sangat penting malakukan optimasi dan simulasi konsumsi energi pada bangunan sebagai langkah penghematan energi yang optimal dan profitable. Kata kunci : Simulasi energi bangunan, EnergyPlus , GenOpt, Optimasi

vii


viii

ABSTRACT Name : Dani Ariyanto Field of Study : Mechanical Engineering Title : Optimization and Operation Loading Energy Reduction with Glass Film and Overhang on The Building Using EnergyPlus Software and GenOpt Based on the LEED Concept and the National Standards of Indonesia.

Buildings energy consumption in this era has reached 41% share of world energy consumption, far exceeding the energy for transportation and other human activities. It is encouraging Green Building Council Indonesia made a breakthrough energy-efficient buildings standard of Indonesia area. Standardization had been done through several stages and one of them through the stages of the simulation. Overhang of the building envelope and the sunscreen is selected as an object optimized to reduce the energy load on the building operations. Parameter lighting buildings, structural building materials, air conditioning, weather data, occupancy buildings with a number of people inside as well as a variety of electronic equipment to support the simulation parameters. Simulation and optimization results show that the optimal use of the overhang can reduce energy expenses by 19.82% while the optimal use of window film can reduce operating expenses by 27.10% of energy. However, the incorporation of both of which have a line for it is only able to reduce operating expenses by 25.63% of energy. The conclusion of this study is that it is very important to do optimization and simulation of energy consumption in buildings as energy saving for optimal choices and profitable. Key word : Building energy simulation, EnergyPlus, GenOpt, Optimation

viii


ix

DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL ............................................................................................. HALAMAN JUDUL.............................................................................................. iii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv KATA PENGANTAR ............................................................................................ v PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................................ vii ABSTRAK ........................................................................................................... viii ABSTRACT ............................................................................................................. xi DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xixi DAFTAR TABEL dan GRAFIK .......................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii DAFTAR ISTILAH DAN SATUAN .................................................................... iv BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................................. 3 1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4 1.4 Pembatasan Masalah ................................................................................ 5 1.5 Metodologi Penelitian .............................................................................. 5 1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 6 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 8 2.1 Green Building dan LEED ....................................................................... 8 2.2 Optimasi ................................................................................................. 18 2.3 EnergyPlus .............................................................................................. 19 2.3.1 Menjalankan EnergyPlus ............................................................... 20 2.3.3 Skema Metode Penggunaan EnergyPlus ....................................... 23 2.3.4 EnergyPlus Input Data File Editor ................................................ 25 2.3.5 Parameter di dalam EnergyPlus ..................................................... 26 2.4 Google SketchUp ........................................................................................ 35 2.5 GenOpt (General Optimization) ................................................................. 36 2.6 Beban Listrik Bangunan ............................................................................. 43 BAB 3 OPTIMASI DAN SIMULASI KONSUMSI ENERGY MENGGUNAKAN SOFWARE ENERGY PLUS DAN GENOPT ..................................................... 45 3.1 Deskripsi Bangunan ................................................................................... 45 3.2 Parameter Input Simulasi. .......................................................................... 48 3.3 Running Simulasi EnergyPlus .................................................................... 52 3.4 Optimasi GenOpt ........................................................................................ 64 ix


x

BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISA ................................................................... 69 4.1 Hasil Simulasi Keseluruhan Gedung Awal ................................................ 69 4.2 Pemilihan Objek Optimasi dan Hasil Simulasi Konsumsi Energinya ....... 70 4.3 Hasil Simulasi Menggunakan Default Overhang ....................................... 71 4.4 Hasil Optimasi OverHang .......................................................................... 72 4.5 Hasil Simulasi Overhang Optimal ............................................................. 74 4.6 Hasil Simulasi menggunakan Default Kaca Film ...................................... 75 4.7 Hasil Optimasi Kaca Film .......................................................................... 76 4.8 Hasil Simulasi Kaca Film Optimal ............................................................ 77 4.9 Hasil Simulasi Total Overhang Optimal dan Kaca Film Optimal ............. 78 4.10 Optimasi Total (Overhang dan Kaca Film) .............................................. 80 4.11 Hasil Simulasi Total Optimasi ................................................................. 82 4.12 Simulasi Optimal Keseluruhan Gedung ................................................... 83 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 87 5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 87 5.2 Saran ............................................................................................................ 88 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 90 LAMPIRAN .............................................................................................................. Lampiran 1 Contoh Data Optimasi ....................................................................... Lampiran 2 Revisi .................................................................................................

x


xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Simulasi audit energi berdasar konsep LEED ................................... 17 Gambar 2.2 Gambaran umum sistem EnergyPlus ................................................ 20 Gambar 2.3 Elemen internal EnergiPlus ............................................................... 20 Gambar 2.4 Gambar layar EP-Launch pada EnergyPlus. ..................................... 21 Gambar 2.5 Status simulasi selesai tanpa eror. ..................................................... 22 Gambar 2.6 Layar ID- Editor ................................................................................ 26 Gambar 2.7 Layar Google Sketchup 8 Pro ........................................................... 36 Gambar 2.7 Skema kerja Genaral Optimization. Sumber : manual GenOpt ........ 38 Gambar 2.8 Layar Pasca Running GenOpt ........................................................... 38 Gambar 3.1 Lokasi Gedung X dilihat menggunakan Google Earth ..................... 46 Gambar 3. 2 Gambar 3D gedung Kantor X menggunakan Sketchup+OpenStudio tampak depan ........................................................................................................ 46 Gambar 3. 3 Gambar 3D gedung Kantor XYZ menggunakan Sketchup + Open Studio Tampak Depan Serong Kanan. .................................................................. 47 Gambar 3. 4 Grafik Schedule Occupancy ............................................................. 50 Gambar 3. 5 Gedung X tampak Samping tanpa Overhang ................................... 53 Gambar 3. 6 Lantai 5 – 15 Gedung X ................................................................... 54 Gambar 3. 7 Lantai 8-9 gedung X default............................................................. 55 Gambar 3. 8 Gedung x lantai 8 – 9 menggunakan overhang awal ....................... 56 Gambar 3. 9 File Command Optimasi untuk overhang ........................................ 57 Gambar 3. 10 Gambar objek simulasi setelah pemasangan kaca film tanpa overhang. ............................................................................................................... 57 Gambar 3. 11 Tampilan EP launch untuk Energyplus yang siap running ............ 62 Gambar 3. 12 Berbagai parameter isian pada IDF Editor EnergyPlus. ................ 62 Gambar 3. 13 Media edit file Idf menggunakan Text, untuk expert editing. ........ 63 Gambar 3. 14 Proses running simulasi energyPlus ............................................... 63 Gambar 3. 15 Notifikasi proses running berhasil.................................................. 63 Gambar 3. 16 Kumpulan data hasil simulasi dalam 1 folder. ............................... 64 Gambar 3. 17 Sampel file Command optimasi overhang ..................................... 65 Gambar 3. 18 Resume error hasil optimasi. .......................................................... 67 Gambar 3. 19 Hasil optimasi, beserta data data yang belum optimal dan paling optimal .................................................................................................................. 67 Gambar 4. 1 Gedung setelah pemasangan Overhang default ............................... 71 Gambar 4. 2 Gambar objek optimasi pasca proses potimasi ................................ 73 Gambar 4. 3 Proses running Optimasi menggunakan GenOpt ............................. 74 Gambar 4. 4 Log File hasil optimasi GenOpt ....................................................... 80 Gambar 4. 5 Proses Running Optimasi GenOpt untuk optimasi gabungan .......... 81 Gambar 4. 6 Hasil optimasi gabungan dengan overhang yang sangat pendek ..... 81

xi


xii

DAFTAR TABEL dan GRAFIK Tabel 3. 1 Kantor Building Space Type Data ....................................................... 51 Tabel 3. 2 Heat Gain People Activity(ASHRAE Handbook 2009) ...................... 51 Tabel 3. 3 Tarif dasar listrik 2010 ......................................................................... 52 Tabel 3. 4. Spesifikasi default untuk kaca film EnergyPlus. ................................ 58 Tabel 4. 1 Ringkasan Hasil Running Simulasi Konsidi Gedung Awal................. 69 Tabel 4. 2 Ringkasan Hasil Running Simulasi Konsidi Gedung lantai 5 - 15. ..... 70 Tabel 4. 3 Ringkasan Hasil Running Simulasi Konsidi Gedung Lantai 8 dan 9. . 70 Tabel 4. 4 Ringkasan Hasil Running Simulasi Objek Optimasi menggunakan Overhang. .............................................................................................................. 71 Tabel 4. 5 Tabel perubahan konsumsi energi dan efisiensi ................................ 72 Tabel 4. 6 Ringkasan Hasil Running Optimal menggunakan Overhang. ........... 74 Tabel 4. 7 Tabel perubahan konsumsi energi dan efisiensi ................................ 74 Tabel 4. 8 Ringkasan Hasil Running Simulasi Objek Optimasi menggunakan Kaca Film. ............................................................................................................. 75 Tabel 4. 9 Tabel perubahan konsumsi energi dan efisiensi ................................ 76 Tabel 4. 10 Ringkasan Hasil Running Simulasi Optimal menggunakan Kaca Film. ...................................................................................................................... 77 Tabel 4. 11 Tabel perubahan konsumsi energi dan efisiensi .............................. 77 Tabel 4. 12 Parameter Kaca Film pada Field Shade Properties di EnergyPlus .... 77 Tabel 4. 13 Ringkasan Hasil Running Simulasi Objek Total Optimal. ................ 78 Tabel 4. 14 Tabel perubahan konsumsi energi dan efisiensi .............................. 79 Tabel 4. 15 Ringkasan Hasil Running simulasi optimal dengan total ways. ....... 82 Tabel 4. 16 Tabel perubahan konsumsi energi dan efisiensi .............................. 82 Tabel 4. 17 Ringkasan Hasil Running Simulasi Gedung keseluruhan pasca optimasi. .............................................................................................................. 83 Tabel 4. 18 Tabel perubahan konsumsi energi dan efisiensi .............................. 84 Grafik 4. 1 Grafik Penurunan Beban Listrik Hasil Optimasi ................................ 85 Grafik 4. 2 Grafik prosentase efisiensi / penurunan beban listrik total tiap tahap simulasi & optimasi. ................................................................................................................ 85

xii


xiii

DAFTAR ISTILAH DAN SATUAN

Quantity angular degrees Length Area Volume Time frequency tempeature absolute temperature temperature difference Speed energy (or work) Power Mass force mass flow volume flow pressure pressure diffenernce specific enthalpy density heat flux specific heat conductivity Diffucity heat transfer coefficient R-value heating or cooling capacity electric potential electric current illuminace luminous flux luminous intensity

Unit degree meter square meter cubic meter seconds Hertz Celsius Kelvin Celsius meter per second Joules Watts kilograms Newton kilograms per second cubic meter per second Pascals Pascals Joules per kilogram kilograms per cubic meter Watts per square meter -------------------------Watts Volts Ampere lux lumen condelas

xiii


Abbreviation deg m m2 m3 s Hz C K delta C m/s J W kg N kg/s m3/s Pa Pa J/kg kg/m3 W/m2 J/kg-K W/m-K M2/s W/m2-K m2-K/W W V A lx lm cd

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Sertifikasi perancangan,

bangunan

pembangunan,

memperhatikan

aspek-aspek

hijau,

atau

bangunan

pengoperasian, lingkungan

serta

dan

yang

dalam

pemeliharaannya

berdasarkan

kaidah

pembangunan berkelanjutan akan segera diberlakukan atas bangunanbangunan komersial dan perkantoran di seluruh Indonesia, terutama di kota-kota besar. Tujuannya tidak lain untuk meningkatkan kesadaran lingkungan di kalangan pengembang, perencana, arsitek dan insinyur yang menangani proyek-proyek properti dan perumahan. Merujuk hal yang sama di berbagai negara, Singapura misalnya, proses sertifikasi ini merupakan sebuah langakh awal yang menjadi wajib dilakukan dalam pembangunan sebuah gedung. Ketika sertifikasi ini gagal terpenuhi, bukan hal yang tidak mungkin izin pembangunan gedung tersebut akan gagal dilakukan. Sebaliknya, jika sertifikasi ini terpenuhi dengan rating yang semakin baik, nilai investasi bagunan tersebuat pun akan semakin tinggi serta mendapatkan berbagai prise dari pemerintah, seperti pemotongan pajak. Di Indonesia sendiri, Penyelenggara sertifikasi tersebut adalah Green Building Council Indonesia (GBCI), sebuah komunitas yang dibangun sekelompok profesional dan perusahaan yang sadar tentang pentingnya gedung yang ramah lingkungan. "Ini didasari fakta, pemanasan global yang selama ini ditenggarai disebabkan asap karbondioksida dari transportasi, ternyata 70 persen disumbang oleh bangunan," kata Bintang Nugroho, Direktur of Public Affairs GBCI, salah seorang pendiri GBCI di Jakarta. Bangunan menyumbang emisi terbesar dari penggunaan energi yang berlebihan, seperti lampu menyala siang hari, AC yang terus hidup padahal tidak ada penghuninya, serta peralatan elektronik yang terus menyala. Sementara sertifikasi tidak hanya melihat penggunaan energi yang berlebihan. Universitas Indonesia


2

Terdapat berbagai faktor yang akan diteliti dalam proses sertifikasi sebuah bangunan hijau, yakni prosentase penggunaan lahan hijau, pengelolaan air, pemakaian material bangunan dengan memanfaatkan limbah, menjaga kualitas udara di dalam gedung, serta manajemen gedung itu sendiri.

GBCI telah menetapkan kategori sertifikasi: 

Perunggu untuk capaian bangunan hijau 35 %,



Perak untuk capaian bangunan hijau 46 %,



Emas / GOLD untuk capaian bangunan hijau 57 %, dan



Platinum / PLATINUM untuk capaian bangunan hijau 73 %.

Setifiksi ini merupakan sebuah langkah seragam dan sinergisasi dengan langkah yang telah lama dilakukan oleh US Departemen of Energy, dalam hal ini menggunakan konsep sistem kerangka Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), yakni sebuah metode assesment / penilaian terhadap bangunan secara keseluruhan yang terkait dengan properti bangunan hijau / sustainable building / green building. Kerangka ini diusulkan oleh USGBC (United States Green Building Council) pada tahun 2008. LEED ini dikembangkan secara khusus untuk 25% konstruksi rumah baru di Amerika agar dapat menjadi “Sustainable Buildings” atau “Bangunan yang Berkelanjutan.” Salah satu tahapan paling penting dalam sebuah langkah sertifikasi dan audit energy berdasar konsep LEED adalah proses simulasi konsumsi energi bagunan tersebut selama satu tahun, dan secara detail tiap jamnya (minimal 8.760 jam selama 1 tahun). Salah satu metode yang telah disahkan dan dinilai mencukupi sebagai sarana sertifikasi LEED ini, simulasi konsumsi energi banguann dilakukan menggunakan software simulasi EnergyPlus yakni software yang telah termasuk dalam software packages untuk ASHRAE 90.1–2007, Appendix G. Termasuk dalam paket tersebut selain EnergyPlus, terdapat eQuest, EnergyPro, and VisualDOE, TRACE, HAP, IES, VisualDOE. Universitas Indonesia


3

Pada tugas akhir ini, penulis akan berfokus terhadap tahapan simulasi konsumsi energi beserta optimasinya menggunakan software EnergyPlus dan GENOPT. EnergyPlus adalah sebuah software simulasi pemakaian energi pada gedung dari departemen energi Amerika Serikat. Dengan software ini kita bisa melakukan perubahan-perubahan pada gedung seperti material gedung dan sistem tata udara gedung untuk mendapatkan nilai pemakaian energi yang paling efisien. Sementara untuk mendapatkan hasil simulasi yang optimal dengan berbagai parameter peubah / variabel optimasi yang sangat kompleks, penulis menggunkan software GenOpt, yakni software yang telah direkomendasikan oleh US DOE sebagai software optimasi untuk konsumsi energy banguan. GenOpt adalah software optimasi energi generik yang bekerja dengan memanfaatkan software simulasi energy lain yang memiliki

input dan output berupa file teks biasa (.txt).

Menginangat penting dan kian berkembangnya proses audit energi, dirasa sangat penting bagi kaum berpendidikan, mahasiswa, peneliti dan dosen untuk memahami hal ini secara mendetail, sebagai wahana dukungan atas program tersebut, sekaligus dapat mengembangkan program yang ada menjadi lebih baik.

1.2

Perumusan Masalah Proses simulasi konsumsi energi merupakan proses yang secara teknis memiliki parameter yang sangat banyak, beragam dan sensitif. Jalannya hal ini membuat hasil simulasi konsumsi energi akan tetap dapat berjalan, namun hasil simulasi yang disapatkan tidak cukup optimal. Proses optimasi kemudian menjadi hal yang perlu dilakukan untuk mendaptkan input properti yang paling optimal untuk berbagai variable peubah. Terlebih, dalam simulasi menggunakan EnergyPlus, data data lapangan termasuk data cuara, lokasi, daylighting akan memegang peranan besar.

Universitas Indonesia


4

Tugas akhir ini akan mengambil sampel sebuah gedung Gedung Perkantoran

GREEN

tahunannya,

kemudian

untuk

disimulasikan

dilakukan

pengonsumsian

optimasi

sehingga

energy

sepenuhnya

memenuhi parameter Simulasi LEED yang paling optimal. Sebagai lokasi yang diambil, yang terletak di kota Makassar menjadi sampel lokasi, dan akan diperbandingkan dengan hasil sampel lokasi lain, dalam hal ini Jakarta. Gedung yang menjadi sampel ini memiliki konstruksi 15 lantai, 1 basement dan 1 rooftop. Setelah simulasi dengan kondisi gedung yang sebenarnya, kemudian dilakukan optimasi pada beban infiltrasi dan tingkat pencahayaan alami untuk menemukan konfigurasi yang paling tepat. Setelah ditemukan beban konfigurasi selubung bangunan yang optimal, barulah simulasi dilanjutkan pada pembaharuan sistem pengkondisian udara yang memiliki efisiensi lebih tinggi. Sebagai sampel optimasi, dipilihlah struktur envelope building sebagai hal yang akan menjadi concern dalam proses optimasi yang dilakukan. Dan dengan pengamatan yang lebih detail, dari envelope bangunan tersebut case lebih khusus penulis menyasar pengaruhnya terhadap beban listrik bagunan yang terdiri dari beban pengkondisian udara dan pencahayaan, yakni struktur overhang dan kacafilm bagunan.

1.3

Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan proses simulasi konsumsi energy bagunan yang kemudian dilakukan proses optimasi untuk hasil pertama yang didapat, dan merujuk pada LEED maka proses optimasi yang dilakukan kemudian kembali disimulasikan, sehingga diharapkan mendapat properti input yang paling optimal. Sebagai kesimpulan diharapkan dapat memeberikan rekomendasi-rekomendasi yang merujukkan bangunan tersebut untuk dapat memenuhi ketentuan sebagai bagunan hemat energi. Dalam kasus ini seperti yang disampaikan pada latar be;akang, yang akan menjadi topik fokus pembahasan adalah pengaruh dari struktur envelope terhadap beban lintrik bangunan, yakni overhang dan kaca film bangunan. Universitas Indonesia


5

1.4

Pembatasan Masalah Pembatasan masalah pada penelitian ini meliputi : 1. Menggambar desain gedung Kantor GREEN menggunakan program drawing 3D yakni Google SketchUp 7 yang merupakan software khusus kolaborasi EnergyPlus 2. Melakukan input data parameter dan simulasi konsumsi energy menggunakan sofware EnergyPlus, baik untuk simulasi bangunan dengan overhang maupun dengan kaca film secara bergantian dan bersamaan untuk meneliti pengaruhnya. 3. Melakukan optimasi simulasi masing masing properti tersebut memakai sofware GenOpt dengan variable input yang beragam dan untuk mendapatkan karakteristik paling optimal. 4. Melakukan simulasi penggunaan energi pasca optimasi, ditambah dengan simulasi yang merujuk konsep LEED, yang diharapkan meningkatkan efisiensi dari penggunaan perangkat overhang dan kacafilm. 5. Memberikan rekomendasi optimasi pengkondisian udara yang sesuai untuk gedung Kantor GREEN.

1.5

Metodologi Penelitian Dalam penelitian ini, metodologi yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Studi Literatur Langkah ini adalah proses pembelajaran berupa pancarian informasi dari materi yang terdapat dalam buku-buku, jurnal, maupun situs-situs internet yang terkait dengan penelitian yang dilakukan. 2. Narasumber Langkah ini dilakukan untuk mendapatkan informasi detail seputar gedung yang akan dibangun serta apa saja yang akan digunakan didalamnya. Dalam hal ini dilakukan dengan beberapa senior dan profesional. Universitas Indonesia


6

3. Penggambaran Ulang Proses ini dilakukan untuk memvisualisasikan desain gedung ke dalam bentuk tiga dimensi agar dapat dilakukan simulasi energinya. 4. Input data Sebagaimana simulasi, harus ada data-data dan parameter yang diinputkan ke dalam program. 5. Running Simulasi Running dilakukan setelah semua data-data yang diperlukan telah diinput (metode trial and error). 6. Proses Optimasi, dan simulasi pasca optimasi. Proses ini dilakukan sebai sebuah langkah startegis pengoptimalan segala aspek dalam konservasi energi pada bangunan. 7. Analisa dan Kesimpulan Hasil Simulasi Melakukan analisa terhadap hasil dari simulasi energi tersebut dan kemudian melakukan beberapa perbandingan untuk menentukan penggunaan sistem pendingin ruangan yang efektif dan efisien utnuk bangunan tersebut.

1.6

Sistematika Penulisan Sistematika penulisan skripsi ini dilakukan menurut bab-bab sebagai berikut : BAB 1 PENDAHULUAN BAB I menjelaskan tentang latar belakang diadakannya penelitian dan dibuatnya skripsi ini, perumusan masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menjelaskan tentang perkembangan gedung hemat energi (green building), optimasi, software EnergyPlus dan korelasinya sepeti GENOPT dan sketch up, result viewer, yang akan digunakan dan berbagai teori yang mendasari penelitian tentang sistem pengkondisian ruangan yang ada sekarang berdasar ASHRAE. Universitas Indonesia


7

BAB 3 AUDIT ENERGI PADA BANGUNAN DENGAN SIMULASI ENERGYPLUS DAN GENOPT Bab ini menjelaskan langkah-lanhkah yang diakukan dalam penelitian, deskripsi gedung, data-data dan parameter yang digunakan serta pemilihan sistem pengkondisian udara untuk dilakukan simulasi. BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISA Bab ini menjelaskan bagaimana simulasi tersebut dijalankan serta bagaimana hasil yang didapatkan. Juga dijelaskan apa saja output dari hasil simulasi energi ini serta bagaimana pembacaan hasilnya. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini akan diberikan kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh proses simulasi sampai hasil analisa yang didapat sehingga dapat ditelurkan

suatu

kesimpulan

dan

rekomendasi

terhadap

rencana

pembangunan gedung baru tersebut.



8

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Green Building dan LEED Green Building atau bangunan hijau merupakan suatu konsep bangunan yang mengacu pada struktur dan menggunakan proses yang bertangung jawab terhadap lingkungan serta sumber daya yang efisien di setiap siklus yang ada pada suatu bangunan, mulai dari segi design, konstruksi, operasi, pemeliharaan, renovasi dan pembongkaran. Konsep ini diperluas dengan tetap memperhatikan aspek aspek ekonomi, utilitas, daya tahan dan juga kenyaman. Pendekatan Green Building tentu akan terkait dengan pendekatan “Sustainable Development” atau “Pembangunan Berkelanjutan” yang diungkapkan dalam Report of the World Commission on Environment and Development tahun 1987. Konsep “Sustainable Development” dapat didefinisikan secara sederhana “Pembangunan yang memenuhi kebutuhan saat ini tanpa mengesampingkan pandangan kemampuan generasi mendatang untuk memenuhi kebutuhannya di masa depan.” Selanjutnya, konsep Green building mencari cara untuk menimimalisasi dampak negatif dari lingkungan dari bangunan dengan meningkatkan efisiensi dan kebijaksanaan dalam penerapan material, energi dan pengaturan ruang. Beberapa kerangka mengenai green buiding telah disampaikan berbagai pihak, tetapi mungkin yang terpenting ialah yang diungkapkan oleh UIA atau International Union of Architect pada Deklarasi Copenhagen pada 7 Desember 2009. UIA (Union internationale des Architectes) adalah organisasi asosiasi arsitek non-profit yang mewakili lebih dari satu juta arsitek di 124 negara. Dalam Deklarasi Copenhagen tsb, UIA menyampaikan betapa bangunan dan industri konstruksi berdampak kepada perubahan iklim yang terjadi saaat ini. Dan berbagai dampak ini dapat dikurangi dengan menentukan bentuk sistem lingkungan binaan (“built environment”). Karena itu UIA berkomitmen untuk mengurangi dampak ini melalui Universitas Indonesia


9

“Sustainable by Design Strategy” program atau “Strategi Desain Berkelanjutan” yang akan diadopsi lebih lanjut pada Kongres UIA di Tokyo pada 2011. Konsep Strategi Desain Berkelanjutan UIA ini dapat didefinisikan lebih detail dalam 9 butir sbb: 1. Sustainable by Design dimulai pada tahapan awal proyek dan melibatkan komitmen seluruh pihak: klien, desainer, insinyur, pemerintah, kontraktor, pemilik, pengguna, dan komunitas; 2. Sustainable by Design harus mengintegrasikan semua aspek dalam konstruksi dan penggunaannya di masa depan berdasarkan “Full Life Cycle Analysis and Management” (Analisa dan Manajemen sepenuhnya dari Daur Hidup Bangunan); 3. Sustainable by Design harus mengoptimalkan efisiensi melalui desain. Penggunaan energi terbarukan, teknologi modern dan ramah lingkungan harus diintegrasikan dalam praktek penyusunan konsep proyek tsb; 4. Sustainable by Design harus menyadari bahwa proyek – proyek arsitektur dan perencanaan merupakan sistem interaktif yang kompleks dan terkait pada lingkungan sekitarnya yang lebih luas, mencakup warisan sejarah, kebudayaan dan nilai – nilai sosial masyarakatnya; 5. Sustainable by Design

harus mencari “healthy materials”

(material bangunan yang sehat) untuk menciptakan bangunan yang sehat, tata guna lahan yang terhormat secara ekologis dan sisual, dan

kesan

estetik

yang

menginspirasi,

meyakinkan

dan

memuliakan; 6. Sustainable by Design harus bertujuan untuk mengurangi “carbon imprints”, mengurangi penggunaan material berbahaya, dan dampak kegiatan manusia, khususnya dalam lingkup lingkungan binaan, terhadap lingkungan; 7. Sustainable by Design terus mengusahakan untuk meningkatkan kualitas hidup, mempromosikan kesetaraan baik lokal maupun global, memajukan kesejahteraan ekonomi, serta menyediakan Universitas Indonesia


10

kesempatan – kesempatan untuk kegiatan bersama masyarakat dan pemberdayaan masyarakat; 8. Sustainable by Design mengenal juga keterkaitan lokal dan sistem plane

bumi

yang

mempengaruhi

Sustainable by Design

segenap

umat

manusia.

juga mengakui bahwa populasi urban

tergantung pada sistem desa-kota yang terintegrasi, saling terkait untuk keberlangsungan hidupnya (air bersih, udara, makanan, tempat tinggal, pekerjaan, pendidikan, kesehatan, kebudayaan dan lain – lain); 9. Terakhir, Sustainable by Design UNESCO

mengenai

juga mendukung pernyataan

keberagaman

budaya

sebagai

sumber

pertukaran, penemuan, kreativitas sangat diperlukan oleh umat manusia. Selanjutnya, konsep – konsep di atas dapat diterjemahkan bahwa pendekatan

“Sustainable

Architecture”

perlu

diterapkan

secara

menyeluruh dengan melihat seluruh daur hidup dari bangunan tersebut. Konsep ini tidak cukup hanya semata – mata diterapkan pada elemen – elemen bangunan secara terpisah. Namun, meski konsep yang ditawarkan sangat baik, tetap saja hambatan mengenai paradigma ini mendapat berbagai hambatan. Hambatannya terletak pada beberapa aspek. Pertama, “Sustainable Building” ini sulit diterapkan karena keengganan klien untuk membayar lebih untuk setiap solusi ramah lingkungan. Biasanya hal ini disebabkan karena rendahnya kesadaran klien terhadap dampak rumah tsb di masa depan. Kedua, karena ketiadaan data yang diperlukan untuk melakukan analisa awal sebelum proses desain dimulai. Data – data detail seperti tata guna lahan sekitar, topografi, jenis tanah, sistem instalasi air limbah dll, biasanya tidak tersedia sehingga analisa lahan menjadi kurang optimal. Ketiga, kesulitan integrasi konsep – konsep di atas karena waktu proses desain yang terlalu singkat. Padahal untuk mendapatkan konsep desain yang berkelanjutan, kita perlu melakukan analisa yang mendalam, proses desain serta simulasi untuk mengecek apakah desain kita dapat Universitas Indonesia


11

bekerja secara optimum, Proses yang ketiga ini juga dikenal sebagai “Total Building Performance Evaluation.” Proses ini biasanya dilakukan oleh Ahli “Building Science” dengan beberapa software dan model bangunan yang final. Dengan proses ini, maka keseluruhan proses membutuhkan waktu minimal 3 bulan, tergantung pada luasan dan tingkat kerumitan rumah tersebut. Sejauh ini, telah disampaikan beberapa “Sustainable Architecture Framework” yang disampaikan oleh berbagai lembaga pemerintah maupun universitas di Amerika dan Asia. Kerangka tersebut salah satunya adalah Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), USA dan berbagai negara dunia yang mengadopsinya. Yang dimaksud dengan kerangka LEED atau Leadership in Energy and Environmental Design adalah kerangkas sertifikasi yang dikembangkan oleh United States Green Building Council (USGBC) dan telah dikenal di seluruh dunia sebagai framework bersertifikat yang bersifat sukarela untuk desain bangunan hijau. Lebih khususnya, ada 8 fokus kesehatan lingkungan dan manusia yang termasuk dalam sertifikasi LEED : 1. Proses Inovasi dan Desain (Innovation and Design Process/ ID) akan membahas tentang metode desain, kandungan pengaruh kawasan (regional) dalam system penilaian dan contoh level performa; 2. Lokasi

dan

Tautan

(Location

and

Linkages/

LL)

membicarakan penempatan dari rumah secara sosial dan lingkungan yang berdampak pada komunitas yang lebih luas; 3. Pengelolaan Tapak yang Berkelanjutan (Sustainable Sites/ SS) membahas penggunaan lahan dengan memperhatikan pencegahan dampak kepada tapak. 4. Efisiensi Air (Water Efficiency/ WE) membahas praktek untuk menggunakan air secara efisien baik di dalam atau di luar rumah.



12

5. Energi dan Atmosfir (Energy and Atmosphere) membahas efisiensi energi dari segi desain selubung bangunan serta sistem pemanasan dan pendinginan. 6. Material dan Sumber Daya (Materials and Resources/ MR) membicarakan efisiensi penggunaan material, pemilihan material ramah lingkungan serta pengurangan limbah pada saat konstruksi. 7. Kualitas Udara Dalam Ruangan (Indoor Environmental Quality/ EQ) membicarakan peningkatan kualitas udara dengan mengurangi polusi dan kesempatan paparan dengan polutan. 8. Kesadaran dan Pendidikan (Awareness & Education/ AE) membahas pendidikan pemilik, penyewa dan manajer bangunan mengenai operasi dan pemeliharaan dari elemen bangunan ramah lingkungan dari rumah yang bersertifikat LEED. Lebih detil, ke delapan fokus LEED ini tentang bagunan hijau dijabarkan menjadi poin poin optimasi, yakni sebagai berikut, 1. Proses Inovasi dan Desain (Innovation and Design Process/ ID) terdiri dari 3 sub-kategori, yaitu sbb: a. Perencanaan

Proyek

Terintegrasi

(Integrated

Project

Planning); b. Proses

Manajemen

Durabilitas

(Durability

Management

Process); c. Desain Inovatif atau Bernuansa Lokal Kawasan (Innovative or Regional Design) 2. Lokasi dan Tautan (Location and Linkages/ LL) terdiri dari 6 subkategori yaitu sbb: a. LEED untuk Pembangunan Lingkungan Perumahan (LEED for Neighbourhood Development/ LEED ND); b. Pemilihan Tapak (Site Selection); c. Lokasi yang Diinginkan (Preferred Locations); Universitas Indonesia


13

d. Infrastruktur (Infrastructure); e. Fasilitas Komunitas/ Fasilitas Sosial (Community Resources); f. Akses terhadap Ruang Terbuka (Access to Open Space). 3. Pengelolaan Tapak yang Berkelanjutan (Sustainable Sites/ SS) mencakup 6 sub-kategori sbb: a. Penjagaan Kualitas Tapak (Site Stewardship); b. Penataan Lansekap (Landscaping); c. Efek Heat Island Lokal (Local Heat Island Effects); d. Manajemen Air Permukaan (Surface Water Management); e. Pencegahan Hama yang Tidak Beracun (Nontoxic Pest Control); f. Pembangunan Kompak (Compact Development). 4. Efisiensi Air (Water Efficiency/ WE) mencakup 3 sub-kategori yang perlu diperhatikan di antaranya: a. Penggunaan Air Kembali (Water Reuse); b. Sistem Irigasi (Irrigation Systems); c. Penggunaan Air di dalam Rumah (Indoor Water Use). 5. Energi dan Atmosfir (Energy and Atmosphere) mencakup 11 subkategori pendukung sbb: a. Optimasi Performa Energi (Optimize Energy Performance); b. Insulasi (Insulation); c. Infiltrasi Udara (Air Infiltration); d. Jendela (Windows); e. Sistem Distribusi Pemanasan dan Pendinginan (Heating and Cooling Distribution System); f. Alat Pemanas dan Pendingin Ruangan (Space Heating and Cooling Equipment); g. Pemanas Air (Water Heating); h. Pencahayaan (Lighting); i. Aplikasi Rumah Tangga (Appliances); j. Energi Terbarukan (Renewable Energy);



14

k. Manajemen Refrigeran untuk Rumah (Residential Refrigerant Management). 6. Material dan Sumber Daya (Materials and Resources/ MR) dijelaskan lebih detail dalam 3 sub-kategori sbb: a. Penggunaan

Material

dengan

Efisien

(Material-Efficient

Framing); b. Produk yang Lebih Ramah Lingkungan (Environmentally Preferable Products); c. Manajemen Sampah Konstruksi (Waste Management). 7. Kualitas Udara Dalam Ruangan (Indoor Environmental Quality/ EQ) mencakup 10 sub-kategori sbb: a. ENERGY STAR untuk bagian Indoor (ENERGY STAR with Indoor Air Package); b. Pembuangan Hasil Pembakaran (Combustion Venting); c. Kontrol Kelembaban Udara (Moisture Control); d. Ventilasi Udara Luar (Outdoor Air Ventilation); e. Cerobong Asap (Local Exhaust); f. Distribusi Pemanasan dan Pendinginan Ruangan (Distribution of Space Heating and Cooling); g. Filtrasi Udara(Air Filtering); h. Kontrol Kontaminan (Contaminant Control); i. Proteksi terhadap Radon (Radon Protection); j. Proteksi Polusi dari Garasi (Garage Pollutant Protection). 8. Kesadaran dan Pendidikan (Awareness & Education/ AE) juga diterapkan mencakup 2 sub-kategori sbb: a. Edukasi

Pemilik

Rumah

dan

Penyewa

(Education

of

Homeowner or Tenant); b. Edukasi Manajer Bangunan (Education of Building Manager)

Konsepnya, LEED akan memberikan rating pada green building. Sistem rating LEED akan tergantung proyek green building apa yang sedang dikerjakan. Beberapa proyek spesifik tersebut antara lain : New Universitas Indonesia


15

Construction (NC), Existing Buildings: Operations & Maintenance (EB: O&M), Commercial Interiors (CI), Core & Shell (CS), Schools (SCH), Retail, Healthcare (HC), Homes, serta Neighborhood Development (ND). Tiap-tiap proyek memiliki kriteria penilaiannya masing-masing. Misalnya, LEED untuk sekolah harus memenuhi standar green building yang mengutamakan kesehatan dan keamanan anak-anak. Bagi builder yang ingin mendapatkan sertifikasi bisa mendaftar di LEED Online via wbsite The Green Building Certification Institute(GBCI) dan membayar sejumlah uang pendaftaran sesuai lokasi proyek. Pendaftaran proyek LEED ini menandakan kemauan untuk membangun sesuai standar GREEN BUILDING dan menyediakan akses ke sumber daya sertifikasi LEED. Tim proyek yang bersangkutan harus menjelaskan proyek macam apa yang hendak dikerjakan serta menyertakan dokumendokumen yang telah ditentukan. Langkah terakhir dari proses aplikasi adalah sertifikasi LEED. Proyek-proyek yang disertifikasi dengan rating LEED akan menerima sebagai berikut : sertifikat pengakuan resmi proyek LEED (ada 4 level rating : Certified, Silver, Gold dan Platinum), informasi tentang cara membeli materi LEED dan penanda bangunan, penyertaan dalam direktori on-line proyek LEED dan dimasukkan dalam data United States Department of Energy High Performance Buildings. Seperti disebutkan diatas, salah satu langkah penting dalam proses sertifikasi

bagunan

hijau

adalah

“Total

Building

Performance

Evaluation”, yakni sebuah proses simulai operasi dalam hal ini konsumsi energi bangunan yang dilakukan oleh ahli “Building Science” dengan beberapa software dan model bangunan yang final. Hal ini umumnya disebut sebagai Audit Energi Bangunan. Untuk konsensus Indonesia yang diatur oleh Green Building Comitte Indonesia (asosiasi bangunan green building untuk Negara Indonesia).



16

Beberapa persyaratan gedung yang untuk sertifikasi gedung hijau berdasarkan Energy Efficiency Indeks-nya, seperti, o Gedung perkantoran

: 250 kWh/m2

o Mall

: 450 kWh/m2

o Hotel

: 350 kWh/m2

Dengan pengaturan temperatur dan kelembaban area, o Temperatur antara 24 oC – 26 oC o RH antara 50% - 70 %

Sementara itu, sebagai acuan, ASHRAE 90,1-2.007 menjadi standar teknis yang dirujuk sebagai dasar untuk audit energi dalam LEED untuk Konstruksi Baru (NC) v2009, LEED untuk Core & Shell (CS) v2009, dan LEED untuk Sekolah v2009. Proyek audit energi seluruh bangunan simulasi dapat menunjukkan peningkatan kinerja energi gedung menggunakan metode rating yang lebih rinci terdapat pada Lampiran G. Dan hal tersebut harus dilakukan menggunakan sofware simulasi. Sementara, karakteristik dari software simulasi itu sendiri harus dapat memikili kemampuan dasar sebagai berikut :

1. 8.760 jam per tahun; 2. waktu variasi perjam dalam hunian, daya pencahayaan, peralatan listrik, setpoints termostat, dan sistem operasi HVAC; 3. Efek massa termal; 4. dapat membuat 10 atau zona panas lebih; 5. kurva kinerja bagian dan beban untuk peralatan mekanis; 6. kurva koreksi kapasitas dan efisiensi untuk pemanasan mesin dan peralatan pendingin; 7. udara sisi economizers dengan kontrol terpadu.



17

Tahapan proses audit simulasi konsumsi energi yang dilakukan berdasarkan LEED adalah sebagai berikut :

Gambar 2. 1 Simulasi audit energi berdasar konsep LEED. Sumber : USGBC team. 2011.ADVANCED ENERGY MODELING FOR LEED Technical Manual v2.0 September 2011 Edition. USGBC.org



18

2.2

Optimasi Optimasi adalah pencarian nilai-nilai variabel yang

dianggap

optimal, efektif dan efisien untuk mencapai hasil yang diinginkan. Atau dengan kata lain optimasi adalah salah satu disiplin ilmu dalam matematika yang fokus untuk mendapatkan nilai minimum atau maksimum secara sistematis dari suatu fungsi, peluang, maupun pencarian nilai lainya dalam berbagai kasus. Optimasi sangat berguna dihampir segala bidang dalam rangka melakukan usaha secara efektif dan efisien untuk mencapai target hasil yang ingin dicapai. Tentunya hal ini akan sangat sesuai dengan prinsip ekonomi yang berorientasikan untuk senantiasa menekan pengeluaran untuk menghasilkan output yang maksimal. Optimasi ini juga penting karena persaingan sudah sangat ketat disegala bidang yang ada. Seperti yang dikatakan sebelumnya, bahwa optimasi sangat berguna bagi hampir seluruh bidang yang ada, maka berikut ini adalah contoh-contoh bidang yang sangat terbantu dengan adanya teknik optimasi tersebut. Terdapat berbagai cara dan metode optimasi, salah satu yang akan kita gunakan adalah metode numerik, bukan analitik, yakni dengan pendekatan langsung pada nilai fungsinya dan hasil optimasinya didapatkan dari perbandingan hasil fungsi tiap variabel yang dimasukkan. Terdapat beberapa metode optimasi, yakni Teknik Eliminasi dan Teknik Pendekatan. A. Teknik Eliminasi. 1.

Pencarian Bebas 

Dengan langkah tetap



Dengan percepatan langkah

2.

Pencarian Lengkap

3.

Pencarian Dikotomi

4.

Pencarian Fibonacci

5.

Pencarian Rasio Emas

B. Teknik Pendekatan Newton / Kuadratik.



19

2.3

EnergyPlus Merupakan suatu program yang berakar dari program BLAST (Building Loads Analysis and System Thermodynamics ) dan DOE-2 yang telah dikembangkan dan dirilis sejak 1980-an sebagai alat simulasi energi dan beban. Program simulasi ini bertujuan untuk menyesuaikan peralatan HVAC, mengembangkan analisis biaya operasi dan mengoptimalkan kinerja energi pada bangunan. Di mana konsumsi energi pada bangunan merupakan komponen utama penggunaan energi di Amerika, oleh karena itulah Department Energy of America mengembangkan program tersebut guna memecahkan masalah penggunaan energi. Sama halnya dengan program induknya, EnergyPlus adalah suatu program yang melakukan simulasi beban termal serta analisis energi berdasarkan deskripsi penggunaan bangunan, serta sistem mekanik – elektrik yang digunakan untuk pengkondisian udara di dalam bangunan. Dengan EnergyPlus, selain dapat menghitung beban pemanasan dan pendinginan, juga dapat menghitung kondisi HVAC dan konsumsi energi dari peralatan peralatan yang digunakan pada bangunan. Dapat dikatakan bahwa EnergyPlus merupakan program simulasi untuk merancang permodelan suatu bangunan beserta penggunaan energi di dalamnya. Secara umum, EnergyPlus merupakan program integrasi dari BLAST dan DOE-2 dimana kedua program tersebut memiliki keunggulan dan kelemahan masing masing, sehingga dengan dikembangkannya EnergyPlus ini menjadi program simulasi yang lengkap dan kompeten untuk melakukan simulasi energi pada bangunan dengan fitur – fitur yang modern. Selain itu, EnergyPlus juga dapat di integrasikan dengan program - program lainnya sebagai Third-Party User Interfaces, program integrasi ini dapat digunakan untuk melakukan deskripsi bangunan (building description ) dan juga memvisualisasikan hasil perhitungan (calculations result ).



20

Gambar 2. 2 Gambaran umum sistem EnergyPlus Sumber : Manual EnergyPlus

Program EnergyPlus sendiri saat ini telah mencapai pengembangan versi yang ke 8, karena begitu kompleksnya program tersebut.

Gambar 2. 3 Elemen internal EnergiPlus Sumber : Manual EnergyPlus

2.3.1

Menjalankan EnergyPlus ( Running EnergyPlus ) Layaknya semua program simulasi, EnergyPlus terdiri dari sebuah

file eksekusi yang membutuhkan berbagai input file yang menggambarkan bangunan yang akan dimodelkan dalam simulasi dan juga keadaan lingkungan sekitarnya. Program ini akan menghasilkan beberapa file Universitas Indonesia


21

output yang perlu dijelaskan dan dapat diproses lebih lanjut dalam rangka untuk memahami hasil simulasi. Program EnergyPlus ini terdiri dari program simulasi dan program input file. Untuk program simulasi dinamakan dengan EP-launch

sedangkan untuk melakukan input file

dapat menggunakan notepad (teks editor) atau menggunakan IDF Editor ( Input Data File Editor ). EP-Launch merupakan komponen opsional instalasi Windows yang dapat digunakan untuk memilih file dan menjalankan EnergyPlus dengan cara sederhana. Di samping itu, EP-Launch

dapat membantu

membuka teks editor untuk input file dan output file, membuka hasil output file dengan beberapa jenis data seperti : spreadsheet, HTML, teks editor, dan juga untuk menampilkan gambar serta laporan error yang terjadi dalam simulasi. Seperti yang telah dikatakan bahwa EP-Launch merupakan program ekesekusi, maka untuk melakukan simulasi yang diperlukan adalah input file yang berekstensi berupa file.idf dan juga weather data file yang berekstensi file.epw (data cuaca) kemudian simulasi dapat dilakukan dengan menekan tombol “simulasi”.

Gambar 2.4 Gambar layar EP-Launch pada EnergyPlus.



22

Setelah simulasi berjalan dengan sukses, akan muncul status box hasil running simulasi. Status ini memberikan gambaran singkat tentang apakah ada warning error (tidak harus diperbaiki), severe error (mungkin harus diperbaiki) atau fatal error (harus diperbaiki) dalam menjalankan serta waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan simulasi. Kemudian untuk menampilkan output file yang lainnya dapat dipilih dari EP-Launch.

Gambar 2.5 Status simulasi selesai tanpa eror.

Berikut adalah beberapa jenis output file simulasi EnergyPlus yang umum dan dapat di tampilkan melalui EP-launch beserta tombol lintasnya ( shortcut ) : 

Variabel - hasil tabulasi dalam koma, tab atau format ruang dipisahkan (yang dihasilkan oleh postprocessor ReadVarsESO) (F4)



ERR - daftar kesalahan dan peringatan (F8)



BND - HVAC sistem node dan rincian sambungan komponen (F9),



MTR - laporan output meter mentah (F11),



METER File - meter laporan ditabulasi dalam koma, tab atau format ruang dipisahkan (yang dihasilkan oleh postprocessor ReadVarsESO) (Ctrl-F4)



ZSZ - zona sizing rincian koma, tab atau format ruang dipisahkan (Ctrl + F5)



SSZ - sistem sizing rincian koma, tab atau format ruang dipisahkan (Ctrl + F6)



TABEL - Laporan ditabulasi bin dan data bulanan di koma, tab atau ruang format dipisahkan atau HTML (Shift + F8) Universitas Indonesia


23



DXF - menggambar file dalam format DXF AutoCAD (Shift + F12)



EXPIDF - Expanded IDF saat menggunakan

HVACTemplate

(Shift + Ctrl + F8) 

EDD – Rincian Sistem Manajemen Energi

2.3.2

Skema Metode Penggunaan EnergyPlus

Langkah 1: Perencanaan Langkah awal dalam melakukan proses design atau merancang adalah mengumpulkan informasi. Adapun informasi yang harus disiapkan sebelum melakukan simulasi adalah sebagai berikut : -

Informasi tentang lokasi dan keadaan iklim cuaca kota dan tempat di mana bangunan berada.

-

Informasi

konstruksi

bangunan

yang

cukup

untuk

memungkinkan spesifikasi geometri dan konstruksi bangunan keseluruhan permukaan ( dinding, lantai, atap, partisi, pintu dan jendela ) -

Informasi tentang penerangan ( pencahayaan ) dan peralatan lain yang digunakan pada bangunan ( listrik, gas, dll )

-

Informasi tentang jumlah orang dan occupancy nya disetiap area gedung

-

Informasi tentang termostatik untuk spesifikasi strategi pengkondisian udara pada bangunan.

-

Informasi tentang spesifikasi sistem HVAC yang dapat digunakan serta perangkat – perangkat lainnya ( Boiler, Chiller, Fan, Tower, dan Coil )

Langkah 2: Membangun “zona” Bangunan Sebuah permukaan ( surface ) pada bangunan merupakan elemen dasar dalam model bangunan. Dalam pengertian umum, ada dua jenis permukaan yang digunakan di dalam EnergyPlus yaitu : 1. Permukaan perpindahan panas ( heat transfer surface ) 2. Permukaan penyimpanan panas ( heat storage surface ) Universitas Indonesia


24

Zona

adalah suatu konsep termal dan

bukanlah geometrik.

Sebuah zona di definisikan sebagai volume udara pada temperatur yang seragam ditambah semua permukaan perpindahan panas ( heat transfer surface ) dan penyimpanan panas ( heat storage surfaces ) yang terjadi di dalam volume udara tersebut. EnergyPlus dapat melakukan perhitungan energi yang dibutuhkan untuk menjaga temperatur tertentu di setiap zona untuk setiap jam setiap harinya , dengan kata lain melakukan keseimbangan panas ( thermal ) pada zona. Oleh karena itu langkah awal yang dilakukan dalam mempersiapkan deskripsi bangunan adalah memecah

bangunan

ke

dalam

zona

–

zona

tertentu.

Untuk

mendeskripsikan sebuah bangunan menjadi zona – zona tertentu, dapat dilakukan dengan metode – metode 2 metode. Konsep zona 1 – simple ( sederhana ). Menggambarkan keseluruhan bangunan menjadi satu zona besar karena asumsi bahwa beban total

bangunan dapat diperoleh hanya dengan model zona

sederhana. Meskipun distribusi bebannya tidak dapat di estimasi dengan menggunakan konsep ini, tetapi besar beban total diperkirakan tidak jauh berbeda dan dapat diestimasikan dengan cara yang sederhana. Konsep zona 2 – detailed ( secara detail ). Konsep permodelan yang lebih rinci sehingga dapat menentukan dengan lebih akurat distribusi aktual beban dan energi di dalam bangunan ( gedung ).

Langkah 3: Membangun Model Bangunan Langkah selanjutnya adalah mulai membangun model bangunan dengan menggunakan sketsa terlebih dahulu, dan tentu saja menggambar bangunan beserta pembagian zona – zona nya. Berbagai informasi geometrik dan permukaan suatu bangunan sangat dibutuhkan sebelum sebuah model dapat dibangun, diantaranya adalah : -

Menentukan permukaan perpindahan panas ( heat transfer surface ) dan penyimpanan panas ( heat storage surface )

-

Spesifikasi permukaan bangunan dan sub-permukaan ( pintu, jendela dan lainnya ) Universitas Indonesia


25

-

Spesifikasi konstruksi dan material permukaan dan subpermukaan bangunan.

-

Menentukan informasi geometry bangunan ( contoh : lokasi, north axis, dll )

Langkah 4: Kompilasi Data Space Internal Gain Orang, lampu, peralatan, infiltrasi udara luar dan ventilasi merupakan suatu beban internal untuk zona termal. Beban tersebut dideskripsikan ke dalam EnergyPlus sebagai beban design atau beban puncak dengan “schedule” yang menspesifikasikan fraksi dari beban puncak untuk setiap jamnya.

2.3.3 EnergyPlus Input Data File Editor ( IDF Editor ) EnergyPlus memiliki beberapa pilihan dalam meng-input data untuk disimulasikan. Salah satunya adalah dengan menggunakan IDFEditor yang merupakan fitur bawaan dari instalasi EnergyPlus. IDF-Editor adalah editor sederhana dan cerdas membaca EnergyPlus Data Dictionary ( EDD ) dan memungkinkan penciptaan / revisi EnergyPlus Input File ( IDF ). Selain IDF Editor, Input Data File juga dapat dilakukan dengan menggunakan teks editor seperti “notepad”. Dalam membuat input file menggunakan IDF-Editor, perlu diketahui komponen komponen yang ada di dalam IDF Editor tersebut, yaitu diantaranya : -

Daftar Kelas ( Class List ) / Group Daftar

kelas

menunjukkan

bagaimana

item

–

item

IDF

dikelompokkan. Daftar kelas ini di sertai dengan deskripsi dari Data dictionary (IDD). -

Field Daftar ini merupakan variabel – variabel dan parameter – parameter yang ada di setiap daftar kelas IDF.

Setiap kelas

memiliki beberapa field yang dapat di isi sesuai parameter – parameter yang dibutuhkan di dalam simulasi. Universitas Indonesia


26

-

Object Object merupakan daftar parameter yang akan diisikan oleh pengguna E+. Parameter yang ada di setiap field ini tidak harus di isikan semuanya , namun hanya sebatas yang akan digunakan di dalam simulasi. Jika field tersebut kosong ( tidak ada object ) maka di dalam simulasi akan diabaikan.

Gambar 2.6 Layar ID- Editor

2.3.4 Parameter di dalam EnergyPlus Parameter – parameter yang digunakan EnergyPlus dikategorikan kedalam beberapa grup / kelas. Yang mana di setiap grup memiliki parameter yang saling berhubungan, yang kemudian dapat diintegrasikan dengan grup – grup lainnya. Di bawah ini adalah beberapa grup object yang umum digunakan di dalam simulasi menggunakan EnergyPlus. A. Group Simulation parameter Terdiri dari beberapa parameter object yang mempengaruhi simulasi dalam berbagai cara. Mulai dari versi EnergyPlus yang digunakan, Universitas Indonesia


27

timestep simulasi, informasi bangunan, dan juga metode – metode dan algoritma perhitungan konveksi permukaan , heat balance dan bayangan yang terjadi di bangunan. a. Version : parameter tentang versi software EnergyPlus yang digunakan. b. Timestep

:

parameter

pengendali

langkah

waktu

untuk

perpindahan panas dan perhitungan beban c. Building : parameter tentang bangunan, mulai dari nama, letak bangunan dari arah utara, daerah lokasi bangunan terhadap pengaruh angin ( terrain), dan juga bagaimana solar distribution nya terhadap bangunan. Ada 5 jenis perlakuan solar distribution pada bangunan : 

MinimalShadowing Dianggap tidak ada bayangan dari luar selain dari jendela dan pintu. Semua radiasi matahari yang masuk diasumsikan jatuh ke lantai dan diserap oleh lantai.



FullExterior, FullInteriorAndExterior Semua bayangan dari luar ikut dihitung, begitu juga radiasi matahari yang masuk dalam ruangan dihitung seperti pada MinimalShadowing.



FullExteriorWithReflections, FullInteriorAndExteriorWithReflections Sama seperti FullExterior kecuali pada sinar yang masuk ke zone tidak hanya diserap oleh lantai, namun juga dipantulkan dan diserap oleh dinding, dan benda-benda yang ada di dalam ruangan

d. SurfaceConvectionAlgorithm:inside 

SimpleCombined. Constant value natural convection (ASHRAE

Algoritma

ini

menggunakan

kekasaran

permukaan dan kecepatan angin lokal untuk menghitung koefisien exterior heat transfer Universitas Indonesia


28



TARP. variable natural convection based on temperature difference (ASHRAE, Walton). TARP, atau Thermal Analisis

Program,

merupakan

pendahulu

penting

EnergyPlus (Walton1983). Walton mengembangkan model yang komprehensif untuk konveksi eksterior dengan memadukan korelasi dari ASHRAE dan percobaan pelat datar oleh Sparrow et. al. Model ini diimplementasikan pada versi 6 untuk menggunakan area dan nilai perimeter untuk kelompok permukaan yang membentuk fasad atau atap, bukan permukaan tunggal yang dimodelkan.

e. SurfaceConvectionAlgorithm:Outside 

SimpleCombined. Constant value natural convection (ASHRAE

Algoritma

ini

menggunakan

kekasaran

permukaan dan kecepatan angin lokal untuk menghitung koefisien exterior heat transfer 

TARP. variable natural convection based on temperature difference (ASHRAE, Walton). TARP, atau Thermal Analisis

Program,

merupakan

pendahulu

penting

EnergyPlus (Walton1983). Walton mengembangkan model yang komprehensif untuk konveksi eksterior dengan memadukan korelasi dari ASHRAE dan percobaan pelat datar oleh Sparrow et. al. Model ini diimplementasikan pada versi 6 untuk menggunakan area dan nilai perimeter untuk kelompok permukaan yang membentuk fasad atau atap, bukan permukaan tunggal yang dimodelkan. 

MoWiTT. correlation from measurements by Klems and Yazdanian for smooth surfaces . Model MoWiTT didasarkan pada pengukuran diambil dari Window fasilitas Mobile Thermal Test (MoWiTT) (Yazdanian dan Klems 1994).

Korelasi

berlaku

untuk

permukaan

vertikal



29

(misalnya kaca jendela) yang sangat halus, di gedung bertingkat rendah 

DOE-2. correlation from measurements by Klems and Yazdanian for rough surfaces. Model konveksi DOE-2 merupakan kombinasi dari MoWiTT dan model konveksi BLAST (LBL 1994).



AdaptiveConvectionAlgorithm.

Dynamic

selection

of

correlations based on condition

f. HeatBalanceAlgorithm 

CTF (Conduction Transfer Function )



EMPD (Effective Moisture Penetration Depth with Conduction)



Advanced/Research Usage : CondFD (Conduction Finite Difference )



Advanced/Research Usage : ConFD Simplified



Advanced/Research Usage : HAMT ( Combined Heat And Moisture Finite Element )

g. ZoneAirHeatBalanceAlgorithm 

ThirdOrderBackwardDifference. Menggunakan pendekatan orde ketiga untuk menyelesaikan persamaan kesetimbangan energi dan uap air



AnalyticalSolution. Menggunakan pendekatan integrasi untuk menyelesaikan persamaan kesetimbangan energi dan uap air



EulerMethod. Menggunakan pendekatan orde pertama untuk menyelesaikan persamaan kesetimbangan energi dan uap air



30

B. Group Location – Climate – Weather File Mendeskripsikan tentang kondisi ambien ( lingkungan ) untuk simulasi. Terdiri dari beberapa parameter yang berkenaan dengan lokasi bangunan dan kondisi di sekitar bangunan, keadaan dan informasi cuaca ( weather file ) dan designday yang akan digunakan serta bagaimana keadaan temperatur pada tanah

(ground) tempat

lokasi bangunan. a. Location Terdapat parameter-parameter object tentang nama lokasi, letak lintang dan bujur, elevasi dan juga zona waktu. b. SizingPeriod:DesignDay Parameter ini menggambarkan parameter yang mempengaruhi simulasi “designday”. Sering digunakan untuk perhitungan beban atau sizing equipment. Dengan menggunakan nilai parameter ini, EnergyPlus “membuat” sebuah hari yang penuh dengan data cuaca ( temperatur udara, radiasi matahari dll). c. RunPeriod Parameter ini menggambarkan elemen yang diperlukan untuk membuat simulasi file cuaca d. RunPeriodControl:SpecialDays Parameter ini memungkinkan kita untuk menginput hari-hari yang khusus, misalnya hari libur nasional sehingga akan berpengaruh terhadap perhitungan beban e. Site:GroundTemperatue:BuildingSurface Parameter ini berisikan data temperatur tanah selama satu tahun. Namun untuk simulasi dapat juga menggunakan asumsi bahwa nilai Ground Temperature adalah selisih -2 dari temperatur ruangan yang dikondisikan.

C. Group Schedules Memungkinkan kita untuk menentukan penjadwalan berbagai item seperti kepadatan hunian, penerangan, kontrol termostatik, dan Universitas Indonesia


31

aktivitas hunian yang tentu saja akan mempengaruhi distribusi pembebanan pada bangunan saat simulasi. Penjadwalan di dalam EnergyPlus (schedule) terdiri dari tiga bagian : deskripsi harian, deskripsi mingguan dan deskripsi tahunan. a. ScheduleTypeLimits Parameter ini digunakan untuk memvalidasi bagian-bagian dari Shedule yang lain. Validasinya berupa nilai minimum/maksimum, rentang, serta jenis numerik (kontinyu atau diskrit) b. Schedule:Compact Untuk lebih fleksibel, schedule dapat dimasukkan dalam “satu kali kejadian” menggunakan parameter ini. Semua fitur komponen schedule diakses dalam satu perintah. Setiap schedule harus mencangkup semua hari selama satu tahun.

D. Group Surface Construction element Kelompok object ini menggambarkan sifat fisik dan konfigurasi untuk selubung bangunan dan elemen interior nya. Dalam hal ini berhubungan dengan dinding, atap, lantai, jendela dan pintu untuk suatu bangunan. Sebuah konstruksi bangunan terdiri dari beberapa lapisan dan berbagai jenis material. Pada grup ini juga dideskripsikan tentang karakteristik material – material yang akan digunakan untuk membangun gedung / bangunan, yaitu material untuk konstruksi dinding, konstruksi atap, konstruksi lantai, konstruksi jendela dan juga pintu. a. Material Berisi database material yang akan digunakan dalam bangunan. Dalam database ini termasuk juga data-data fisik material seperti konduktifitas, tebal, kekasaran, densitas, dll

b. Material:AirGap Digunakan untuk mendiskripsikan celah udara pada bagian-bagian konstruksi bangunan. Elemen kaca menggunakan properti yang Universitas Indonesia


32

berbeda (WindowGas) untuk menggambarkan udara diantara dua lapisan kaca c. WindowMaterial:Glazing Untuk jendela luar, "sisi depan" adalah sisi kaca yang paling dekat dengan udara luar dan "sisi belakang" adalah sisi terdekat ke zona jendela yang didefinisikan. Untuk jendela interzone, "sisi depan" adalah sisi paling dekat dengan zona bersebelahan dengan zona jendela yang didefinisikan dan "sisi belakang" adalah sisi terdekat ke zona jendela didefinisikan d. WindowMaterial:Gas Berisi propertis dari Gas yang digunakan pada jendela atau pintu kaca e. Construction Berisi tentang tipe konstruksi yang kita gunakan, misalkan tembok luar terdiri dari beberapa layer. Material layer tersebut dapat dipilih dari parameter Material.

E. Group Thermal Zone Description / Geometry Tanpa adanya zona termal dan permukaan, sebuah gedung tidak akan dapat disimulasikan. Grup ini merupakan kumpulan object yang akan menggambarkan karakteristik dari zona termal serta rincian masing masing permukaan yang akan di modelkan dalam simulasi. Termasuk juga dalam hal ini adalah permukaan bayangan (shading surface). a. GlobalGeometryRules Untuk melakukan Shadowing calculations, permukaan bangunan harus ditentukan dahulu. EnergyPlus menggunakan koordinat cartesian tiga dimensi untuk spesifikasi permukaan vertex. Sistem koordinat tangan kanan ini memiliki sumbu X pada arah timur, sumbu Y pada arah utara dan sumbu Z pada arah atas.



33

b. Zone Berisikan desktripsi Zona yang sudah kita buat. Dengan menggunakan software Google SketchUp, maka membuat zone akan lebih mudah c. BuildingSurface:Detailed Berisi tentang deskripsi detail dari permukaan bangunan yang kita buat. d. FenestrationSurface:Detailed Berisi tentang deskripsi detail dari permukaan lubang yang ada pada bangunan, seperti jendela dan pintu. e. Shading:Building:Detailed Berisi deskripsi detail tentang permukaan shading di luar bangunan, seperti misalnya pohon dan bangunan lain

F. Group Internal Gains Konsumsi energi di dalam bangunan tidak hanya dipengaruhi oleh kondisi kamar dan selubung bangunan, tetapi juga sangat dipengaruhi oleh beban internal seperti orang, lampu, dan juga berbagai peralatan. a. People. Berisi tentang deskripsi zone yang berisi orang, jumlah orang, aktivitas orang, dll. b. Ligths. Berisi tentang penggunaan lampu dalam gedung. Pada parameter ini berisikan besarnya daya lampu yang digunakan tiap zona, schedule lampu dan fraction yang memperngaruhi perhitungan beban c. ElectricEquipment. Berisi tentang penggunaan alat-alat elektronik pada gedung, misalnya komputer, printer, alat-alat laboratoridum dll. Pada parameter ini berisikan besarnya daya alat elektronik yang digunakan tiap zona, schedule alat dan fraction yang memperngaruhi perhitungan beban



34

G. Group Airflow ZoneInfiltration:DesignFlowRate. Infiltrasi adalah aliran udara yang tidak diinginkan dari lingkungan luar langsung ke dalam zona. Infiltrasi umumnya disebabkan oleh pembukaan dan penutupan pintu luar, retak di sekitar jendela, dan bahkan dalam jumlah yang sangat kecil melalui elemen bangunan

H. Group HVAC Template Tidak seperti obek EnergyPlus lainnya, HVAC Template ini tidak ditangani langsung oleh EnergyPlus, melainkan di pre-proses menggunakan

program

ExpandObjects.

Dimana

program

ini

menggabungkan beberapa object yang berhubungan langsung dengan komponen HVAC dalam melakukan simulasi. Setelah dilakukan simulasi menggunakan HVAC Template, akan dihasilkan file yang berekstensi .expidf yang secara otomatis menguraikan semua object yang berkaitan dengan HVAC. HVAC Template merupakan strategi khusus bagi pengguna untuk menspesifikasikan sistem HVAC yang akan digunakan, caranya adalah dengan melakukan running simulasi menggunkan template ini, kemudian buka file.expidf nya, lalu modifikasi object sistem HVAC yang ada dan kemudian di lakukan running simulasi kembali. Dengan template ini sangat memudahkan bagi pengguna, selain itu juga dapat meminimalisir kesalahan – kesalahan nama input file. Berikut ini adalah beberapa kombinasi dari HVAC Template yang digunakan : a. Simple Ideal Loads System for Sizing and Loads Oriented HVACTemplate:Thermostat HVACTemplate:Zone:IdealLoadAirSystem b. Packaged Terminal Air Conditioner ( PTAC ) c. Direct Expantion Cooling, Packaged and Split System HVACTemplate:Thermostat HVACTemplate:Zone:Unitary Universitas Indonesia


35

HVACTemplate:Systeme:Unitary d. VRF System with Water-Cooled Chillers, Tower HVACTemplate:Thermostat HVACTemplate:Zone:VRF HVACTemplate:System:VRF HVACTemplate:ChilledWaterLoop HVACTemplate:Chiller HVACTemplate:Tower e. Fan Coil System with Boilers and Chiller I. Group – Reports Grup ini mendeskripsikan hasil yang akan di tampilkan setelah dilakukan simulasi. a. Variable Dictionary Report b. Output:Surface:List c. Output:Surface:Drawing d. Output:Variable e. Output:Meter f. Output:MeterFileOnly g. Output:SQLite h. Output:Diagnostiscs

2.4 Google SketchUp Google SketchUp merupakan salah satau program integrasi EnergyPlus yang digunakan untuk membuat bentuk geometri suatu bangunan. Adanya program ini sangat membantu peneliti dalam membuat design / konstruksi bangunan secara visual, selain itu juga dapat dengan mudah membentuk zona – zona pada suatu bangunan beserta permukaan (surfaces) dan konfigurasi struktur penestrasinya seperti jendela, pintu. Hal ini dikatakan sangat membantu sebab, secara deafault penulisan dan penggambaran bentuk konstruksi pada awal berkembangnya EnergyPlus harus dilakukan oleh profesional yang sangat paham tentang Universitas Indonesia


36

file

command

text

untuk

program

java,

sehingga

kita

harus

mengidentifikasi satu persatu titik kontruksinya, sementara dengan program ini kita dapat secara visual membuatnya dan sketsa sketsa datar yang langsung teridentifikasi sebagai surface bangunan. Hanya saja, pada program ini, tidak dapat dilakukan parameterisasi energi, hanya berupa parameter struktur fisik, sedangkan pengisian parameter energynya dapat dilakukan menggunakan IDF Editor pada program EnergyPlus.

Gambar 2.7 layar Google Sketchup 8 Pro

Untuk dapat menggunakan perangkat ini, kita hanya perlu melakukan intalasi program OpenStudio-1-0-7.exe yang dapat di unduh di internet. Dengan file tersebut, secara otomatis akan muncul berbagai tools tambahan dalam tampilan program SketchUp biasa yang merujuk pada simulasi EnergyPlus.

2.5 GenOpt GenOpt adalah program optimasi untuk meminimalkan fungsi biaya yang dievaluasi oleh program simulasi eksternal, seperti EnergyPlus, TRNSYS, Dymola, IDA-ICE atau DOE-2. Telah dikembangkan untuk masalah optimasi di mana fungsi biaya merupakan perhitungan yang Universitas Indonesia


37

sangat rumit dan mahal dan turunannya tidak tersedia atau mungkin tidak ada. GenOpt dapat digabungkan dengan program simulasi yang membaca input dari file teks dan menulis output ke file teks. Variabel optimasi yang dijalankan oelh GenOpt adalah Variabel bebas berupa variabel kontinyu (mungkin dengan batas bawah dan atas), variabel diskrit, atau keduanya. GenOpt memiliki perpustakaan dengan lokal dan global algoritma optimasi multi-dimensi dan satu dimensi, serta algoritma untuk melakukan berjalan parametrik. Jika komputer Anda memiliki beberapa CPU, GenOpt akan menjalankan simulasi secara paralel untuk mengurangi waktu komputasi. Ini komputasi paralel dilakukan secara otomatis oleh GenOpt tanpa memerlukan setup khusus oleh pengguna. Dengan menggunakan antarmuka algoritma GenOpt itu, algoritma optimasi baru dapat ditambahkan ke perpustakaan algoritma GenOpt tanpa mengetahui rincian dari struktur program. GenOpt ditulis dengan JAVA language sehingga platform independen. Independensi platform dan antarmuka umum membuat GenOpt diterapkan pada berbagai macam masalah optimasi. GenOpt tidak hanya dirancang untuk masalah pemrograman linier, pemrograman kuadratik, namun juga masalah di mana gradien dari fungsi biaya tidak tersedia. Layaknya semua program simulasi, GenOpt terdiri dari sebuah file eksekusi yang membutuhkan berbagai input file yang berisi nama-nama file konfigurasi, input dan output yang di optimasi dan parameter iterasi lainnya. Untuk melakukan optimasi, GenOpt otomatis menulis file input untuk program simulasi. Input file yang dihasilkan didasarkan pada file template masukan, yang ditulis untuk program simulasi digunakan. Secara sederhana, kinerja dan cara kerja GenOpt dapat dijelaskan dalam diagram skematik berikut,



38

Gambar 2. 7 Skema kerja Genaral Optimization. Sumber : manual GenOpt

GenOpt kemudian mulai program simulasi, memeriksa kesalahan simulasi mungkin, membaca nilai dari fungsi yang diminimalkan dari file hasil simulasi dan kemudian menentukan set baru parameter input untuk jangka berikutnya. Seluruh proses ini diulang secara iteratif sampai minimum dari fungsi ditemukan. Selama optimasi, antarmuka pengguna grafis GenOpt akan menampilkan hasil antara online.

Gambar 2.8 Layar Pasca Running GenOpt



39

Program ini akan menghasilkan dua file output yang menunjukkan variasi dari parameter yang digunakan dan parameter output hasil simulasi. Program ini me-running simulasi EnergyPlus berulang-ulang sampai tercapai hasil yang optimal. Mengenai running detail dari program ini dapat

dilihat

pada

http://sites.google.com/site/genopttutorial/home.

Kemudian, berikut ini beberapa konfigurasi yang wajib ada dalam simulasi optimasi menggunakan GENOPT. 1.

FILE ENERGYPLUS.idf Merupakan file simulasi yang dibuat menggunakan EnergyPlus, yang akan digunakan sebagai acuan dasar simulasi optimasi.

2.

FILE ENERGYPLUS_template.idf Merupakan bentuk tiruan identik dari file simulasi energyPlus, yang nantinya akan dibuat sebagai data running variable yang berubah.

3.

OptWinXP.ini Merupakan file yang berisikan peletakan data data yang dibutuhkan dalam simulasi. Didalam file yang berupa text ini kita dapat mengatur beberapa hal, diantaranya, a.

Simulation.

Files.

Template.

Berisi

tentang

nilai

independent pada input file. GenOPT membaca simulation tempale file, dan mengganti nama variable dengan nilai tertentu. Nama variable merujuk pada variable terspesifikasi oleh entry Name pada command file. Nilai independent harus memiliki nilai yang sama pada file dan path pada bagian Input. Jika ada beberapa tempale simulasi, file akan diproses pada file yang memiliki nomor sama. b.

Simulation. Files. Input.

File input simulaisi. Dalam hal ini adalah Idf. Nilai input simulasi dapat disimpan dalam direktory tertentu dengan menambahkan parameter SavePath. c.

Simulation. Files. Log.

File ini akan menyimpan data error yang ada. Nilai eror dapat disimpan di SavePath. d.

Simulation. Files. OutPut. Universitas Indonesia


40

Ada parameter SavePath, dan disini genopt akan mencarai cost value yang akan di simulasikan kembali pada simulasi setelahnya. e.

Simulation. Files. Configuration.

Hanya terkait dengan konfigurasi simulasi input, bukan pada nilai optimasinya. f.

Simulation. CallParameter.

Disini nilai profiks dan suffiks untuk simulasi optimasi dapat ditambahkan, termasuk nilai weather (cuaca), dan sebagainya. g.

Simulation. ObjectiveFunctionLocation

Menspesifikasikan dimana tempat dari nilia fungsi cost dapat ditemukan dalam file simulasi. Nilai delimiter dianggap sebagai nilai fungsi cost dan terdapat fungsi FirstCharacterAt yang dapat digunakan. Juga terdapat parameter Fuctioni, jika parameter ini dipakai makan parameter FirstCharacterAt di kesampingkan / ignored. h.

Optimization. Files. Command

Disini terdapat lokasi penempatan file commad yang berisikan tentang parameter simulasi optimasi yang akan dilakukan.

4.

RunEPlusParallel.bat File ini yang akan menjadi penghubung atau jembatan komunikasi fungsi nilai oleh EnergyPlus dan GenOpt. Peletakan file ini harus benar benar pada konfigurasi yang tepat seperti yang dituliskan pada file inisial.

5.

command.txt Meruapakan file yang berisi tentang sistem optimasi simulais yang diharapkan seperti parameter independent, stopping criteria dan algoritma optimisasi yang digunakan. Ada 2 beda mendasar pada parameter independent yang digunakan, pertama parameter diskrete dan continous. Dektret tertentu oleh pengguna, smenetra continous memiliki nilai minimum dan maksimum.



41

GenOpt menyediakan jenis algoritma tersendiri yang lazim digunakan dalam optimasi fungsi konsumsi energi pada bagunan, diantanya adalah sebagai berikut, 1.

Generalized Pattern Search algorithms (the Hooke-Jeeves and the Coordinate Search algorithm), which can be run using multiple starting points. Melakukan jenis pola optimasi numerik (kontinyu maupun non kontinyu) yang menghitung dan nilai optimasi berdasarkan step yang diberikan dan nilai variable independent yang banyak. Perhitungannya dimulai dari titik inisial dan kemudian dilakukan perhitungan per step hingga mendapatkan hasil yang paling minimal, dengan cara menyimpan angka perhitungan jika terjadi minimasi, dan membuang angka perhitungan jika terjadi kegagalan minimasi.

2.

Particle Swarm Optimization algorithms (for continuous and/or discrete independent variables), with inertia weight or constriction coefficient and velocity clamping, and with a modification that constructs the continuous independent variables to a mesh to reduce computation time.

Optimasi ini dilakukan untuk data yang kontinyu dan nonlinear, dengan prinsip penyebaran partikel tidak berurutan. Didalamnya akan ditentukan pula kecepatan penyebaran partikel dan sehingga waktu optimasi yang dilakukan dapat lebih singkat. Hasil yang didapatkan langsung berupa hasil optimasi global dan tidak mendapatkan hasil lokalnya. 3.

HYBRID global optimization algorithm that uses Particle Swarm Optimization for the global optimization, and Hooke-Jeeves for the local optimization.

Merupakan penggabungan optimasi dari hooke jeeves dan PSO. Disini akan didapatkan data optimasi secara lokal oleh Hooke Jeeves dan global oleh PSO. 4.

Discrete Armijo Gradient algorithm. Merupakan algoritma kusus untuk optimasi konitue. Optimasi ini menghitung nilai gradient menggunakan persamaan finite different. Namun dalam aplikasi simulasi energiplus kita tidak dapat memastikan apakah sebuah simulais berjalan dengan kontinue atau Universitas Indonesia


42

tidak, sehingga karena persamaan ini pun sangat sensitive terhadap optimasi tidak kontinue, maka manual book dari genOpt menyarankan untuk tidak menggunakan simulasi optimasi ini. 5.

Nelder and Mead's Simplex algorithm. Metode ini bermanfaat untuk mencari harga-harga ekstrem suatu fungsi dengan banyak variabel, terutama apabila turunan dari fungsi tersebut sulit untuk dicari dengan menggunakan metode kalkulus. Metode polihedron fleksibel menggunakan pencerminan (reflection), ekspansi (expansion) dan penyusutan (contraction) dalam melakukan penelusuran. Metode ini digunakan untuk mencari solusi optimal pada masalah dengan N variabel.

6.

Golden Section and Fibonacci algorithms Merupakan metode untuk proses optimasi dengan 1variable sederhana yang mirip dengan base-metode sederhana untuk penentuan akar persamaan tak linear. Optimasi ini bersifat unimodal dan dapat dilakukan untuk proses maksimasi maupun minimasi. Setelah simulasi berjalan dengan sukses, akan muncul keterangan hasil running simulasi di data serries. Di sebelah kanan dari jendela program GenOpt, akan langsung tergambarkan grafik dari hasil iterasi oleh software tersebut. Dan hasil dari optimasi juga akan dibuat dalam sebuah file txt dengan tipe tab, dan berisi detail parameter yang di variasikan dan hasil dari perhitungan output yang ditentukan sebelumnya. Pengembangan GenOpt sendiri didukung sepenuhnya oleh berbagai institusi terkait, seperti 1.

the Swiss Academy of Engineering Sciences (SATW),

2.

the Swiss National Energy Fund (NEFF),

3.

the Swiss National Science Foundation (SNSF), dan

4.

Assistant Secretary for Energy Efficiency and Renewable Energy, Office of the Building Technologies Program of the U.S. Department of Energy

.



43

Beban Listrik Bangunan

2.6

Beban listrik bagunan adalah sejumlah energy total yang dibutuhkan untuk mengoperasikan bagunan sesuai kondisi yang diharapkan. Perhitungan beban listrik bagunan akan menjadi sangat kompleks didalamnya sebab perhitungan beban ini melibatkan seluruh aspek yang ada bukan hanya didalam gedung, namun seluruh perangkat termasuk kondisi diluar gedung. Beberapa aspek besar dalam perhitungan beban listrik : 

Beban Pendinginan ruangan



Beban Penghangatan ruangan



Beban Pencahayaan



Panas tubuh manusia didalam ruangan



Peralatan operasi kantor



Water system



Dan lain sebagainya Pada tugas akhir ini, simulasi akan dirunning untuk dapat menganalisis

beban listrik yang harus ditanggung opleh operasi bangunan tersebut, sehingga analisa mengenai penyeban naik dan turunnya beban listrik dapat dibahas lebih lanjut. Mengambil point 5 pada konsep LEED yakni Energi dan Atmosfir (Energy and Atmosphere) sebagai fokus bahasan dan termasuk dalam kapabilitas simulasi menggunakan Program EnergyPlus, yang dalam point Energy dan Atmosphere tersebut mencakup 11 sub-kategori pendukung antara lain: 1. Optimasi Performa Energi (Optimize Energy Performance); 2. Insulasi (Insulation); 3. Infiltrasi Udara (Air Infiltration); 4. Jendela (Windows); 5. Sistem Distribusi Pemanasan dan Pendinginan (Heating and Cooling Distribution System); 6. Alat Pemanas dan Pendingin Ruangan (Space Heating and Cooling Equipment); 7. Pemanas Air (Water Heating); 8. Pencahayaan (Lighting); Universitas Indonesia


44

9. Aplikasi Rumah Tangga (Appliances); 10. Energi Terbarukan (Renewable Energy); 11. Manajemen Refrigeran untuk Rumah (Residential Refrigerant Management). Sebelas point tersebut akan dimasukkan dalam point point simulasi konsumsi energi, dan dengan pola dasar keseluruhan energi yang diambil dikonversi dalam satuan Kilowatt, dalam hal ini menggunakan listrik sebagai energi pembangkitnya. Kembali pada tujuan awal penulisan tugas akhir ini adalah optimasi, maka dari kesebelas aspek tersebut tidak seluruhnya memerlukan analisa optimasi yang kompleks, dan kemudian permasalahan optimasi yang ada dikerucutkan pada aspek envelope atau struktur bagunan terkait parameter perameter yang tersedia dan memerlukan peran perangkat simulasi optimasi komplek yang cocok dengan perangkat Energyplus yakni GenOpt. Hal ini dipilih, sebab parameter yang ada pada fitur energyplus adalah fitur operasi dan bukan fitur struktur alat, sementara untuk envelope memiliki hal tersebut. Dan dari aspek envelope yang ada, diambil point efek penggunaan overhang dan kaca film sebagai aspek yang akan dipotimasi.



45

BAB 3 OPTIMASI DAN SIMULASI KONSUMSI ENERGY MENGGUNAKAN SOFWARE ENERGY PLUS DAN GEN OPT

3.1 Deskripsi Bangunan Gedung yang akan dilakukan simulasi konsumsi energinya merupakan sampel gedung yang sesungguhnya ada dan telah dibangun. Gedung tersebut berlokasi di Kota Makassar dengan kondisi konstruksi memiliki ketinggian 5 m dari permukaan laut. Komposisi zona pada gedung terdiri dari 15 lantai, dan 1 buah basement yang tidak terkondisikan oleh penkondisian udara. Keterangan : Basement

: Lahan parkir

Lantai 1

: Kantor

Lantai 2

: Hall

Lantai 3

: Loby dan mushola

Lantai 4

: Kantin

Lantai 5

: Kantor

Lantai 6

: Kantor

Lantai 7

: Kantor

Lantai 8

: Kantor

Lantai 9

: Kantor

Lantai 10

: Kantor

Lantai 11

: Kantor

Lantai 12

: Kantor

Lantai 13

: Kantor

Lantai 14

: Kantor

Lantai 15

: Kantor

Dalam simulasi ini nantinya konstruksi dari lantai 6 ke lantai 15 sengaja

didisain

identik,

termasuk

ukuran,

beban

pendinginan,

fenestration, dan sebagainya untuk memudahkan analisa optimasi.



46

Gambar 3. 1 Lokasi Gedung X dilihat menggunakan Google Earth

Konstruksi kantor yangmerupakan bentuk umum dari bangunan ini memiliki karakteristik sebagai berikut : Tinggi

: 5 meter.

Luas Lantai

: 1934.51 m2

Luas Dinding

: 1011.97 m2

Gambar 3. 2 Gambar 3D gedung Kantor X menggunakan Sketchup+OpenStudio tampak depan



47

Luas Fenestration

:

a. Window1Lantai8

: 74.28 m2

b. Window2Lantai8

: 21.14 m2

c. Window3Lantai8

: 134.64 m2

d. Window4Lantai8

: 203.29 m2

e. Window5Lantai8

: 81.67 m2

f. Window6Lantai8

: 165.09 m2

g. Window7Lantai8

: 202.65 m2

Konstruksi jendela

:

a. Outside layer

: Kaca transparan 3 mm

b. Layer 1

: Udara Vakum 13 mm

c. Layer 2

: Kaca transparan 3 mm

Gambar 3. 3 Gambar 3D gedung Kantor XYZ menggunakan Sketchup+OpenStudio tampak depan serong kanan.



48

3.2

Parameter Input Simulasi Data data yang dibutuhkan dalam simulasi ini selain di dapat langsung dari data lapangan, juga terdapat beberapa asumsi yang diambil. Adapun asumsi-asumsi yang di gunakan telah merujuk kepada standar yang berlaku, dalam hal ini adalah standar ASHRAE. A. Lokasi, Data Cuaca, DesignDay dan Ground Temperature Gedung KANTOR XYZ digambar menggunakan OpenStudio sehingga secara otomatis membentuk zona –zona pada bangunan dengan mudah dan lengkap beserta koodinatnya seperti yang terlihat pada gambar di atas. Selain itu juga dengan fasilitas yang ada pada OpenStudio juga dapat dibuat fenestration berupa pintu dan jendela maupun shadingnya sekaligus beserta material yang digunakan. Nantinya untuk simulasi dapat dilakukan pengeditan dan pemilihan ulang atau modifikasi parameter yang akan dipakai. Pada gedung XYZ total zona yang dibuat untuk mewakili keseluruhan ruangan pada gedung adalah 17 zona yang nantinya hanya 15 zona saja yang dikondisikan menggunakan sistem pendingin. Dan untuk informasi yang lebih lengkap tentang detail bangunan dapat dilihat object BuildingSurface;Detailed , FenestratioonSurface:Detailed untuk jendela dan pintu, serta ShadingSurface:Detailed untuk shading atau penghalang. Lokasi simulasi akan dilakukan pada dua lokasi, yakni Depok tepatnya pada -6,395o garis lintang dan 106,806o garis bujur, berada di ketinggian 78 m dari permukaan laut dan juga 270o dari arah utara. Dan Makassar, tepatnya -5.1492o garis lintang dan 119.47525o garis bujur, berada di ketinggian 5 m dari permukaan laut dan juga 270o dari arah utara. Data – data cuaca yang dibutuhkan dalam simulasi adalah data – data periodik atau tahunan seperti temperatur wetbulb dan drybulb lingkungan, kecepatan angin, arah angin dll. Untuk keadaan cuaca pada daerah ini di peroleh dengan meminta langsung kepada EnergyPlus dengan cara mengirimkan koordinat lintang dan bujur daerah tersebut. Hal



49

ini dikarenakan di dalam simulasi dibutuhkan file khusus untuk kondisi cuaca yang harus di inputkan ke dalam EP-Launch. Ground temperature merupakan kondisi temperatur pada tanah tempat dibangunnya bangunan. Nilai temperatur nya berdasarkan EnergyPlus adalah selisih 2o dari temperatur ruangan yang dikondisikan. Karena temperatur ruangan dikondisikan memenuhi keadaan kenyaman yaitu 24 oC maka ground temperaturenya menjadi 22 oC. Dan nilai temperatur tersebut tetap konstan selama periode 1 tahun.

B. Material dan Konstruksi Bangunan Di dalam EnergyPlus disediakan berbagai pilihan material yang dapat digunakan untuk bangunan. Tidak hanya material dasar, tetapi juga disediakan pilihan material untuk bahan pintu dan jendela. Material – material tersebut kemudian di susun sedemikian rupa membentuk lapisan konstruksi. Konstruksi ini berupa konstruksi untuk dinding, lantai, atap, pintu dan juga jendela. Untuk simulasi kali ini digunakan pilihan material standar yang disediakan

secara

langsung ketika

membuat

geometri

bangunan

menggunakan OpenStudio. Material – material tersebut telah merujuk kepada standar ASHRAE lengkap beserta propertisnya. Data dan informasi tentang material tersebut diperoleh dari DataSheet EnergyPlus.

C. Kondisi Indoor / konsisi dalam ruang Berdasarkan standar SNI 03-6390-2000 yaitu tentang kondisi temperatur nyaman untuk daerah Indonesia. Maka di dalam simulasi ini digunakan temperatur ruangan yaitu 24 o C dan humidity relatif nya 60 % yang sesuai dengan iklim Indonesia.



50

D. Schedule Occupancy Jumlah orang mempengaruhi tingkat beban pendinginan di dalam ruangan. sehingga kehadiran dan penjadwalan memiliki peran yang penting untuk tujuan penghematan. Penjadwalan yang digunakan dalam simulasi ini berdasarkan kepada Standar ASHRAE. Dan untuk penjadwalan pencahayaan dan peralatan lainnya juga merujuk kepada penjadwalan kehadiran orang. Berikut grafik penjadwalan yang digunakan di dalam simulasi EnergyPlus yang di peroleh dari Revit Autodesk. Daftar rincian Schedule ini juga dapat di pilih dari DataSet yang sudah disediakan oleh EnergyPlus.

Gambar 3. 4 Grafik Schedule Occupancy

E. Internal Gain Hal lain yang sangat mempengaruhi beban pendinginan adalah internal gain dari orang, lampu / pencahayaan, peralatan dan juga infiltrasi udara yang masuk ke dalam ruangan. Untuk Gedung XYZ ini, data – data peralatan dan lampu yang digunakan belum diketahui sehingga Universitas Indonesia


51

diasumsikan bahwa gedung tersebut menggunakan lampu dan peralatan yang sesuai standar. Berikut merupakaan standar di dalam ruangan ( space type data ) berdasarkan ASHRAE. Tabel 3. 1 Kantor Building Space Type Data

Kantor Parameter

Default Value

Occupancy schedule

Common office 8 am – 5 pm

Power schedule

Office ligthing 6 am – 11 pm

People/100 sq.M

5

People sensible heat gain (Btu/hr)

250

People latent heat gain ( Btu/hr )

200

Ligthing load density (W/sq.ft )

1.1

Power load density ( W/sq.ft )

1.5

Electric equipment radiant percentage

0.3

Infiltration flow ( CFM/sq.ft )

0.038

F. People Activity schedule Kegiatan orang di dalam ruangan akan menghasilkan panas yang berpengaruh kepada beban pendinginan. ASHRAE telah memberikan standar aktivitas orang beserta panas yang dikeluarkan dari aktivitasnya Activity schedule tersebut akan berpengaruh terhadap beban pendinginan di dalam zona karena merupakan internal gain dari orang. Tabel 3. 2 Heat Gain People Activity (ASHRAE Fundamental Handbook 2009 )



52

G. Harga Energi Listrik per KWH Tujuan utama dari simulasi audit energi ini adalah untuk mengetahui jumlah total pemakaian energi sehingga dapat diperkirakan berapa biaya yang akan di keluarkan dengan sistem pendinginan tersebut. Tarif listrik yang digunakan adalah tarif listrik flat yaitu pemakaian yang merata pemakaian listrik. Tabel 3. 3 Tarif dasar listrik 2010

Dari tabel daftar tarif listrik tahun 2010 di atas, gedung XYZ termasuk ke dalam golongan B-3 dengan batas daya di atas 200 kVA. Sehingga biaya pemakaian listriknya adalah Rp.800.

3.3 Running Simulasi EnergyPlus Dalam proses simulasi awal, perangkat simulasi diisi dan dilakukan perlakukan simulasi konsumsi secara menyeluruh, maksudnya seluruh bagian dari bangunan menjadi bagian dari proses simulasi untuk mengetahui total konsumsi energynya tanpa terkecuali. Dan sesuai fokus dari pembahasan ini, batasan output simulasi yang dilakukan hanya pada konsumsi energy pencahayaan, peralatan kerja dalam bangunan, dan konsumsi energi untuk pengkondisian udaranya (heating dan cooling). Selengkapnya, tahapan simulasi yang dilakukan adalah sebagai berikut :

A. Simulasi konsumsi energi pada kondisi awal Beberapa parameter penting yang diberikan adalah seperti yang telah dijelaskan pada bagian awal. Universitas Indonesia


53

Gambar 3. 5 Gedung X tampak Samping tanpa Overhang

1. Lighting / pencahayaan

: 350 Lux SNI (ruang kerja)

2. Jumlah orang / people

: 80 orang

3. Peralatan kantor

: 20 kilo Watt/meter persegi

Pada proses simulasi ini, waktu simulasi sekitar 20 menit (relative jauh lebih cepat dibanding menggunakan versi yang lama yang mencapai 2 jam). Sementara memory komputer yang dihabiskan sejumlah 120an Mb. Sementara, hasil dari simulasi dapat ditampilkan dalam berbagai jenis tampilan dan salah satunya yang sangat powerfull ditampilkan dalam bentuk HTML sehingga nampak tabulasi yang mudah dibaca.

B. Pemilihan Objek Optimasi Pemilihan objek optimasi disini sangat penting dilakukan untuk mempercepat

proses

simulasi,

membatasi

dan

mempermudah

penganaliasaan hasil simulasi serta memperkecil memory simulasi yang dibutuhkan sebab tiap kali proses optimasi adalah proses running berulang dari proses simulasi menggunakan energyplus yang dapat berulang hingga



54

ratusan kali. Tentu akan sangat berat dan lama dilakukan simulasi oleh komputer mengingat keterbatasan komputer yang ada. Dalam hal ini, sesuai objek yang akan diotimasikan adalah overhang dan shading device, penulis melakukan simulasi untuk bagian bangunan yang memiliki fenestrasi cukup banyak, diharapkan hipotesa mengenai jumlah konsumsi energi terbayak ada disana dapat terbukti, dan ternyata

benar.

Dan

berdasarkan

pertimbangan

bersama

dosen

pembimbing hal ini dikatakan cukup representatif.

Gambar 3. 6 Lantai 5 – 15 Gedung X

Hasil simulasi konsumsi energi yang ada menunjukkan perubahan kecil dibandingkan dengan konsumsi energy secara keseluruhan. Dan hal ini menguatkan pendapat awal untuk memilih objek oprimasi ini. Kemudian, sebagai dikarenakan keseluruhan bagunan memiliki bentuk yang serupa, dan simulasi pun akan menghitung konsumsi energy keseluruhan lantai yang relatif sama, maka akan sangat percuma melakukan optimasi di 11 lantai tersebut. Akhirnya penulis bersepakat dengan pebimbing untuk memilih lantai 8 dan 9 sebagai objek optimasi. Kedua lantai tersebut dipilih Universitas Indonesia


55

dikarenakan berada di tengah dari ketinggian keseluruhan bangunan untuk dapat memberikan representasi keseluruhan bangunan, meski pada kenyataanya ketinggian objek memiliki pengaruh hanya sanja sangat kecil.

Gambar 3. 7 Lantai 8-9 gedung X default.

C. Simulasi konsumsi energy degan overhang Karena menginginkan hasil berupa optimal design dari penggunaan overhang, maka sebagai bahan pembanding awal dipasanglah overhang sesuai standard dari energyPlus yakni overhang dengan spesifikasi sebagai berikut : Panjang

: 1 meter

Sudut

: 90 derajat

Perlu diketahui bahwasanya dalam energyplus, overhang yang ada dan dapat dibuat hanyalah sisi genteng penahan cahayanya saja tanpa konstruksi penahannya (minimal overhang design). Hal ini tidak akan menjadi masalah sebab yang akan digunakan sebagai media simulasi dan optimasi adalah bagian genting tersebut / penahan cahaya.



56

Gambar 3. 8 Gedung x lantai 8 – 9 menggunakan overhang awal

D. Optimasi Overhang Pada bagian ini selengkapnya akan dijelaskan dalam bagian optimasi, namun secara sederhana optimasi dilakukan menggunakan metode pencarian dengan kriteria sebagai berikut : Optimasi panjang 

Panjang Minimal

: 0,5 meter



Panjang Optimal

: 2 meter



Kenaikan / step

: 10 cm

Optimasi Sudut 

Besar sudut Minimal : 45 derajat



Besar Sudut Optimal : 180 derajat



Kenaikan / step

: 5 derajat

Gambar 3. 9 File Command Optimasi untuk overhang



57

E. Simulasi Hasil Optimasi Overhang Setiap kali usai simulasi dan optimasi, simulasi hasil optimasi kemudian dilakukan untuk mendapatkan nilai efisiensi optimasi yang dilakukan. Dengan ini dapat disimpulkan bahwa hasil optimasi layak diaplikasikan ataupun tidak.

F. Simulasi dan Optimasi Lanjut pada Overhang. Disni dimaksudkan untuk melkukan simulasi dengan nilai optimasi yang lebih khusus satu persatu dari masing msaing overhang. Sehingga diharapkan mendapat properti yang berbeda beda dari masing masing posisi fenestrasi yang ada. Secara sederhana, jendela disisi utara tentu akan berbeda dengan fenestrasi jendela di sisi selatan secara teori karena posisi matahari dan solar termitance serta reflektance yang diharapkan dari masing masing posisi jendela yang telah dibuat.

G. Simulasi konsumsi energy dgn Kaca Film

Gambar 3. 10 Gambar objek simulasi setelah pemasangan kaca film tanpa overhang.

Secara konstruksi, bagunan yang digunakan tetap menggunakan bagunan piliha optimasi seperti diawal telah dijeelaskan. Hanya saja, pada bagian fesnestrasinya dalam hal ini jendela diberikan kaca film dengan karakter standar yang ada pada EnergyPlus, yakni sebagai berikut :



58

Tabel 3. 4. Spesifikasi default untuk kaca film EnergyPlus.

SPESIFIKASI FILM Field: Solar Transmittance Field: Solar Reflectance Field: Visible Transmittance Field: Visible Reflectance Field: Thermal Hemispherical Emissivity Field: Thermal Transmittance Field: Thickness Field: Conductivity

0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,002 0,1

H. Optimasi Kaca Film Pada awal proses optimasi, penulis melakukan riset sederhana dengan mengganti ganti parameter awal dengan nilai yang sesuai ketentuan yang diberikan energyPlus untuk mengetahui pengaruh terbesar dari setiap parameter yang ada. Perlu dijelaskan bahwa maksud dari bagian tersebut adalah sebagai berikut : 

Solar termitance

: Transmitansi spektrum matahari.



Solar reflektance

: Reflektansi spektrum matahari.



Visible termitance

: Transmitansi penglihatan.



Visible reflektance

: Reflektansi penglihatan.



Thermal Hemispherical Emissivity : Emisifitas panas material.



Thermal termitance

: Transmitansi panas material.

Namun, harus diingat bebrapa batasan yang diberikan oleh energyplus, diataranya sebagai berikut : 1. Jumlah dari nilai koefisien Solar termitance dan Solar reflektance adalah tidak boleh lebih dari 1. 2. Jumlah dari nilai koefisien visible termitance dan visible reflektance adalah tidak boleh lebih dari 1. 3. Jumlah dari nilai koefisien Thermal Hemispherical Emissivity dan Thermal termitance adalah tidak boleh lebih dari 1. Universitas Indonesia


59

Dengan keterbatasan tersebut, energyplus tidak dapat membaca pola penjumlahan bersyarat yang ada sehingga penentuan jenis parameter yang berpengaruh sangat perlu. Disini didapatkan parameter yang sangat berpengaruh hanya pada parameter koefisien spektrum matahari (solar) dan koefisien transparansi / penglihatan (visibilitas). Contoh command file yang digunakan dalam simulasi optimasi untuk kaca film. /* GenOpt example command file [email protected], 06/18/2003 */ Vary{ Parameter{ // Solar Transmittance Name = SolarTrans; Min = 0.1; Ini = 0.1; Max = 0.8; Step = 0.1; } Parameter{ // Solar Reflectance Name = SolarRef; Min = 0.1; Ini = 0.1; Max = 0.1; Step = 0.1; } Parameter{ // Visible Transmittance Name = VisibleTrans; Min = 0.1; Ini = 0.1; Max = 0.8; Step = 0.1; } Parameter{ // Visible Reflectance Name = VisibleRef; Min = 0.1; Ini = 0.1; Max = 0.8; Step = 0.1; } Parameter{ // Thermal Hemispherical Emissivity Name = ThermalEm; Min = 0.1; Ini = 0.1; Max = 0.9; Step = 0.1; } Parameter{ // Thermal Transmittance Name = ThermalTrans; Min = 0.1;



60

Ini = 0.1; Max = 0.8; Step = 0.1; } } OptimizationSettings{ MaxIte = 2000; MaxEqualResults = 400; WriteStepNumber = false; UnitsOfExecution = 4; } Algorithm{ Main = GPSHookeJeeves; MeshSizeDivider = 2; InitialMeshSizeExponent = 0; MeshSizeExponentIncrement = 1; NumberOfStepReduction = 4; }

I. Simulasi Hasil Optimasi Kaca Film Dikarenakan pertimbangan bahwa hasil optimasi yang didapatkan tidaklah tentu ada dipasaran, akhirnya diputuskan untuk melakukan optimasi pencarian secara menual menggunakan EnergyPlus yang menyediakan 6 jenis kaca film dengan karakteristik yang telah tersedia dipasaran. Diantaranya adalah sebagai berikut : 

HIGH REFLECT - LOW TRANS SHADE



MEDIUM REFLECT - MEDIUM TRANS SHADE



MEDIUM REFLECT - LOW TRANS SHADE



LOW REFLECT - HIGH TRANS SHADE



LOW REFLECT - MEDIUM TRANS SHADE



LOW REFLECT - LOW TRANS SHADE

J. Simulasi konsumsi energy kombinasi Setelah mendapatkan masing masing nilai optimal pada tiap optimasi yang dilakukan, yakni khusus untuk Overhang dan Kaca Film, kemudian untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal, maka percobaan Universitas Indonesia


61

dilakukan dengan manggabungkan kedua hasil optimal yang ada. Hasil yang cukup mengcengangkan didapatkan dan akan dibahas dalam bab IV.

K. Optimasi kombinasi Optimasi kombinasi keduanya dilakukan sebagai sebuah langkah ekstra gabungan untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal. Dengan langkah ini, optimasi untuk overhang akan sangat dipengaruhi oleh keberadaan kaca film. Sementara kaca film yang memiliki batasan pasaran, hanya di state pada kondisi optimal seperti diawal. Dengan demikian, tingkat efisiensi optimasi dari keduanya dapat diperbandingkan sekaligus memiliki kemungkinan untuk saling mendukung sinergy optimasi, bahkan bisa saja saling meniadakan karena dianggap tidak efisien. L. Simulasi Hasil Optimasi Kombinasi Sama seperti langkah selanjutnya setelah optimasi dilakukan selalu dilakukan simulasi hasil optimasi untuk menilai tingkat efektifitas optimasi yang sudah dilaksanakan.

M. Simulasi Hasil Optimal pada Keseluruhan Gedung Langkah terakhir pada proses simulasi dan optimasi ini dilakukan simulasi untuk keseluruhan gedung guna mendapatkan overall effisiensi. Berikut ini gambaran proses simulasi yang berlangsung :

Gambar 3. 11 Tampilan EP launch untuk Energyplus yang siap running



62

Gambar 3. 12 Berbagai parameter isian pada IDF Editor EnergyPlus.

Gambar 3. 13 Media edit file Idf menggunakan Text, untuk expert editing.

Gambar 3. 14 Proses running simulasi energyPlus



63

Gambar 3. 15 Notifikasi proses running berhasil

Gambar 3. 16 Kumpulan data hasil simulasi dalam 1 folder.

3.4 Optimasi GenOpt (GENERAL OPTIMIZATION) Optimasi yang dilakukan dalam hal ini adalah mencari karakteriktik optimal dari penggunaan overhang dan kaca film pada fenestrasi sekaligus mengetahui efisiensi dan efektifitas yang didapatkan dari optimasi dan penggunaan kedua alat tersebut. Metode dan skema yang dipilih dan disarankan dalam optimasi energyplus berbantu genOpt secara default adalah menggunakan metode optimasi Generalized Pattern Search algorithms (the Hooke-Jeeves and the Coordinate Search algorithm). Pola optimasi ini melakukan jenis pola optimasi numerik (kontinyu maupun non kontinyu) yang menghitung dan nilai optimasi berdasarkan step yang diberikan dan nilai variable independent yang banyak. Perhitungannya dimulai dari titik inisial dan kemudian dilakukan Universitas Indonesia


64

perhitungan per step hingga mendapatkan hasil yang paling minimal, dengan cara menyimpan angka perhitungan jika terjadi minimasi, dan membuang angka perhitungan jika terjadi kegagalan minimasi. Sebenarnya, selain menggunakan pola tersebut, masih ada satu lagi metode optimasi yang cukup tepat dilakukan untuk energyPlus, yakni Particle Swarm Optimization algorithms yang bekerja dengan konsep optimasi untuk data yang kontinyu dan nonlinear, dengan prinsip penyebaran partikel tidak berurutan. Didalamnya akan ditentukan pula kecepatan penyebaran partikel dan sehingga waktu optimasi yang dilakukan dapat lebih singkat. Hasil yang didapatkan langsung berupa hasil optimasi global dan tidak mendapatkan hasil lokalnya.

Gambar 3. 17 Sampel file Command optimasi overhang

Berikut salah satu inisial file yang digunakan dalam optimasi overhang. /* GenOpt example initialization file for EnergyPlus Operating system: Windows 7 [email protected], 2011-11-30 */ Simulation { Files { Template { File1 = zonaIdeal_template.idf; } Input { File1 = zonaIdeal.idf; } Log { File1 = zonaIdeal.err; } Output { File1 = zonaIdeal.eso; } Configuration {



65

File1 = "..\\..\\..\\..\\cfg\\EnergyPlus-7-0-0-Win7.cfg"; } } CallParameter { // optional section // The weather file without extension // Suffix = USA_IL_Chicago-OHare.Intl.AP.725300_TMY3; Suffix = IDN_Makassar_MN6; } ObjectiveFunctionLocation { Name1 = Es_tot; Function1 = "add( %Q_heat9%, %Q_cool9%, %E_lights9%, %Q_heat8%, %Q_cool8%, %E_lights8% )"; Name2 = Q_heat9; Delimiter2 = "299,"; FirstCharacterAt2 = 1; Name3 = Q_cool9; Delimiter3 = "298,"; FirstCharacterAt3 = 1; Name4 = E_lights9; Delimiter4 = "67,"; FirstCharacterAt4 = 1; Name5 = Q_heat8; Delimiter5 = "296,"; FirstCharacterAt5 = 1; Name6 = Q_cool8; Delimiter6 = "265,"; FirstCharacterAt6 = 1; Name7 = E_lights8; Delimiter7 = "6,"; FirstCharacterAt7 = 1; } } // end of section Simulation Optimization { Files { Command { File1 = command.txt; } } // end of configuration file

Proses optimasi ini merupakan pengulangan simulasi berkali kali dengan maksimal iterasi yang penulis berikan sebanyak 2000 kali iterasi dan jumlah maksimal hasil yang sama sebanyak 400 kali. Maksudnya jika optimasi yang dilakukan menghasilkan data sama sebanyak kali tersebut, optimasi akan dicukupkan. Universitas Indonesia


66

Kemudian, setelah simulasi berhasil kita akan mendapatkan beberap file hasil, salah satunya file yang menunjukkan eror tidaknya simulasi yang kita lakukan, yakni Log File.

Gambar 3. 18 Resume error hasil optimasi.

Selain itu, juga terdapat 2 lagi text hasil optimasi, yakni main optimization berupa kumpulan optimasi yang mengahsilkan penurunan cost, dan all optimization yakni keseluruhan proses pencarian optimisasi termasuk unfeasible simulation.

Gambar 3. 19 Hasil optimasi, beserta data data yang belum optimal dan paling optimal



67

BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISA

4.1

Hasil Simulasi Keseluruhan Gedung Awal Tabel 4. 1 Ringkasan Hasil Running Simulasi Konsidi Gedung Awal.

Objek Optimasi

Kondisi Awal Gedung

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

2403,2

8,81%

Cooling

20067,11

73,59%

Heating

0

0,00%

4797,1

17,59%

Equipment Total (GigaJoule)

27267,41

Building Area (m2 )

25580,06

GigaJoule / m2

1,065963489

Kasus pertama simulasi ini menggunakan kondisi keseluruhan bangunan beserta aktifitasnya. Yang dimaksud dengan keseluruhan aktifitas adalah sesuai dengan jadwal kerja subjek dalam kantor. Dalam simulasi ini, internal gain berupa manusia / people yang berada dalam gedung adalah sebagai berikut : Basement

: 40 Orang

Lantai 1

: 100 Orang

Lantai 2

: 100 Orang

Lantai 3

: 60 Orang

Lantai 4

: 60 Orang

Lantai 5

: 60 Orang

Lantai 6 - 15 : 80 Orang / lantai Data tersebut merupakan konsumsi energi rerata tiap jam operasi. Data selengkapnya mengenai hasil simulasi tersebut terdapat pada folder lampiran simulasi, termasuk komposisi pencahayaan sebesar 350 Lux sesuai SNI 03-6197-2000 tentang Konservasi Energi Sistem Pencahayaan pada Bangunan Gedung dan temperatur bola kering 250C +/- 10C dan kelembaban relatif 60% +/- 10 % untuk kenyamanan penghuni sesuai SNI 03-6390-2000 SNI Konservasi Energi Tata Udara ada Bangunan Gedung di Indonesia.



68

4.2

Pemilihan Objek Optimasi dan Hasil Simulasi Konsumsi Energinya Seperti yang dijelaskan di awal, pengambilan objek optimasi ini dirasa perlu terkait kapasitas komputer yang terbatas. Dengan pendekatan sederhana, penulis mengambil lantai 8 - 9 sebagai sasaran optimasi. Pendekatan ini dirasa sangat cukup mewakili hasil simulasi secara keseluruhan. Tabel 4. 2 Ringkasan Hasil Running Simulasi Konsidi Gedung lantai 5 - 15.

Objek Optimasi

Lantai 5 - 15

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

1356,01

6,49%

Cooling

16067,86

76,87%

Heating

0

0,00%

3479,82

16,65%


20903,69

Building Area (m2 )

20550,56

GigaJoule / m2

1,017183473

Tabel 4. 3 Ringkasan Hasil Running Simulasi Konsidi Gedung Lantai 8 dan 9.

Objek Optimasi

Lantai 8 -9

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

254,72

6,48%

Cooling

3021,55

76,86%

Heating

0

0,00%

655,14

16,66%


3931,41

Building Area (m2 )

3869,02

GigaJoule / m2

1,01612553

Perbedaan nilai konsumsi energi permeter sebesar 0,104%. Dengan memperhatikan nilai konsumsi energi tiap meter persegi yang relatif sama dan konstruksi bangunan yang sangat umum, penulis menyimpulkan pengambilan sampel optimasi ini sah untuk dilakukan.

4.3

Hasil Simulasi Menggunakan Default Overhang Seperti yang sudah dijelaskan pada Bab III, pemasangan awal overhang sesuai default umum EnergyPlus yakni Overhang dengan panjang 1 meter dan sudut 90 derajat normal.



69

Gambar 4. 1 Gedung setelah pemasangan Overhang default

Simulasi berjalan lancar tanpa severe error yang menghasilkan data ringkas sebagai berikut : Tabel 4. 4 Ringkasan Hasil Running Simulasi Objek Optimasi menggunakan Overhang.

Objek Optimasi

Gedung dengan Overhang

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

255,41

7,13%

Cooling

2670,71

74,57%

Heating

0

0,00%

655,14

18,29%


3581,26

Building Area (m2 )

3869,02

GigaJoule / m2

0,925624577

Tabel 4. 5 Tabel perubahan konsumsi energi dan efisiensi

PERUBAHAN E COOLING

AWAL OVERHANG Delta

3021,55 2670,71 350,84

PERUBAHAN E LIGHTING

AWAL OVERHANG Delta

254,72 255,41 -0,69

TOTAL PENURUNAN KONSUMSI E AWAL KONSUMSI E

350,15 3931,41


8,91% Universitas Indonesia

70

Perhitungan nilai perubahan konsumsi energi coba untuk dilakukan secara sederhana dengan metode perbandingan. Didapatkan perubahan yang cukup signifikan, yakni terdapat penurunan konsumsi listrik untuk pendinginan ruangan sebesar 350,84 Gigajoule, dan peningkatan konsumsi energi listrik sebesar 0,69 GigaJoule. Tentu hal ini sangat apik jika dipandang dari sisi penghematan energi. Total penurunan energi yang terkonsumsi adalah sebesar 350,15 GigaJoule, atau dalam bentuk prosentasi terjadi penurunan konsumsi energi sebesar 8,91%. Cukup memuaskan. Namun, tentu pemasangan secara default ini dapat dipastikan merupakan pemasangan yang sangat random dan belum berdasarkan pertimbangan optimasi dan efisiensinya, maka dipandang sangat perlu dilakukan proses pengoptimalan menggunakan bantuan perangkat GenOpt.

4.4

Hasil Optimasi OverHang Hasil running simulasi akan disertakan sebagai lampiran pada skripsi ini. Kemudian mengenai hasil optimasinya, dengan ketentuan yang telah dipaparkan pada Bab III serta constrain optimasi yang sudah dibuat, software general optimization / GenOpt melakukan running simulasi berkali kali dengan metode search methode dan menghasilkan nilai besar sudut dan panjang yang optimal pada sudur 135,625 derajat dan panjang 2 meter. Gambaran sederhana, overhang yang dibuat akan menyerupai gambar berikut :

Gambar 4. 2 Gambar objek optimasi pasca proses potimasi



71

Mencoba menganalisa, kami berpendapat nilai ini menjadi titik optimal dikarenakan makin panjang overhang yang dibuat, makin luas daerah penahan cahaya dan panas yang masuk, dengan demikian beban pendinginan akan berkurang meski beban pencahayaan akan naik, namun nilainya dapat ditolelir. Dengan batasan estetis maksimal panjang 2 meter, bukan hal yang sulit untuk menentukan bahwa panjang optimumlah yang akan menjadi nilai optimum, batasan ini tentu mengesampingkan nilai / pandangan secara cost konstruksinya. Sementara, sudut yang terpilih 135,625 derajat merupakan sudut yang paling optimal, sebab pada sudut ini cahaya dari timur saat pagi dan barat saat petang dapat serta tertahan, dengan kondisi siang hari tetap terang. Jika makin besar sudutnya, beban pencahayaan akan makin meningkat sebab makin gelap, sementara beban pendinginan tidak cukup banyak mengalami penurunan.

Gambar 4. 3 Proses running Optimasi menggunakan GenOpt

4.5

Hasil Simulasi Overhang Optimal Tabel 4. 6 Ringkasan Hasil Running Optimal menggunakan Overhang.

Objek Optimasi

Gedung dengan Overhang

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

264,7

8,40%

Cooling

2232,47

70,82%

Heating

0

0,00%

655,14

20,78%


3152,31

Building Area (m2 )

3869,02

GigaJoule / m2

0,814756708



72


PERUBAHAN E COOLING

AWAL OVERHANG Delta

3021,55 2232,47 789,08


AWAL OVERHANG Delta

254,72 264,7 -9,98


779,1 3931,41

19,82%

Kalkulasi nilai hasil simulasi optimal wajib dilakukan untuk mendapatkan nilai efisiensi optimasi sekaligus kebenaran nilai optimal yang ada. Dari hasil simulasi tersebut, didapatkan bahwa nilai perubahan konsumsi energi terjadi untuk 2 kasus, sama seperti pada kondisi default, hanya saja perubahan yang terjadi lebih ekstrim sebagai titik optimal. Penurunan konsumsi energi untuk beban pendinginan sejumlah 789,08 GigaJoule sementara disisi lain penaikan dari konsumsi energi untuk pencahayaan sebesar 9,98 GigaJoule. Secara keseluruhan, penghematan energi yang dilakukan sebesar 779,1 GigaJoule, atau sebesar 19,82%. Dengan demikian, optimasi yang dilakukan benar - benar memberikan efek yang cukup signifikan terhadap pemasangan overhang secara default.

4.6

SIMULASI OVERHANG DAN OPTIMASI LANJUT. Proses simulasi pemasangan overhang yang beragam untuk fenestrasi yang berbeda dapat dilakukan. Dan sudah dilakukan dengan hasil terlampir. COMMAND FILE : /* GenOpt example command file [email protected], 06/18/2003 */ Vary{ Parameter{ // derajat overhang Name = derajat1; Min = 45; Ini = 45; Max = 180; Step = 5; } Parameter{ // derajat overhang Name = derajat2; Min = 45;

Ini = 45; Max = 180; Step = 5; } Parameter{ // derajat overhang Name = derajat3; Min = 45; Ini = 45; Max = 180; Step = 5; } Parameter{ // derajat overhang Name = derajat4; Min = 45;



73 Ini = 45; Max = 180; Step = 5; } Parameter{ // derajat overhang Name = derajat5; Min = 45; Ini = 45; Max = 180; Step = 5; } Parameter{ // derajat overhang Name = derajat6; Min = 45; Ini = 45; Max = 180; Step = 5; } Parameter{ // derajat overhang Name = derajat7; Min = 45; Ini = 45; Max = 180; Step = 5; } Parameter{ // panjang overhang Name = panjang1; Min = 0.5; Ini = 0.5; Max = 2; Step = 0.1; } Parameter{ // panjang overhang Name = panjang2; Min = 0.5; Ini = 0.5; Max = 2; Step = 0.1; } Parameter{ // panjang overhang Name = panjang3; Min = 0.5; Ini = 0.5; Max = 2; Step = 0.1;

} Parameter{ // panjang overhang Name = panjang4; Min = 0.5; Ini = 0.5; Max = 2; Step = 0.1; } Parameter{ // panjang overhang Name = panjang5; Min = 0.5; Ini = 0.5; Max = 2; Step = 0.1; } Parameter{ // panjang overhang Name = panjang6; Min = 0.5; Ini = 0.5; Max = 2; Step = 0.1; } Parameter{ // panjang overhang Name = panjang7; Min = 0.5; Ini = 0.5; Max = 2; Step = 0.1; } } OptimizationSettings{ MaxIte = 2000; MaxEqualResults = 40; WriteStepNumber = false; UnitsOfExecution = 4; } Algorithm{ Main = GPSHookeJeeves; MeshSizeDivider = 2; InitialMeshSizeExponent = 0; MeshSizeExponentIncrement = 1; NumberOfStepReduction = 4; }

Maksud dari tahapan ini adalah melakukan simulasi untuk masing masing nilai variable panjang dan sudut pada tiap fenestrasi yang tidak dipaksakan untuk seragam. Dengan harapan akan medapatkan nilai optimum yang lebih baik dan lebih dapat menghemat dari sisi energi maupun dari sisi konstruksi karena nilai optimum yang berbeda, meski dipandang secara disain dan biaya rekonstruksi yang lebih mahal. Proses optimasi yang terjadi pun memakan waktu yang lebih lama dan memiliki variable yang jauh lebih banyak yakni sebanyak 14 variable bebas. Namun demi kepentingan teknis optimasi hal ini perlu untuk dilakukan.



74

Gambar 4. 4 Hasil Optimasi lanjut.



75

Minimum Point : 

DERAJAT1

: 144.0625



PANJANG 1 : 2.0



DERAJAT 2

: 135.9375



PANJANG 2 : 1.99375



DERAJAT 3

: 131.5625



PANJANG 3 : 2.0



DERAJAT 4

: 136.875



PANJANG 4 : 2.0



DERAJAT 5

: 135.0



PANJANG 5 : 2.0



DERAJAT 6

: 131.5625



PANJANG 6 : 2.0



DERAJAT 7

: 138.125



PANJANG 7 :2.0

Default Awal :

Pasca

optimasi :



76

Hasil yang didapatkan : Objek Optimasi

Kondisi Awal Gedung

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

263,99

8,21%

Cooling

2232,51

69,45%

Heating

0

0,00%

655,14

20,38%


3151,64

Building Area (m2 )

3869,02

GigaJoule / m2

PERUBAHAN E COOLING



0,814583538

AWAL OVERHANG Delta AWAL OVERHANG Delta 779,77 3931,41

3021,55 2232,51 789,04 254,72 263,99 -9,27

19,83%

Nilai akhir yang diapatkan dari simulasi secara keseluruhan dengan karakteristik optimasi yang berbeda bebeda beda dari tiap fenestrasi didapatkan secara total nilai 19,83% penghematan, berbeda 0,01% dari optimasi secara keseluruhan sama / general. Hasil ini memang kecil, namun tahapan optimasi yang dimaksud merupakan sebuah langkah yang penting sebagai bagian dari pertimbangan engineering.

4.7

Hasil Simulasi menggunakan Default Kaca Film Simulasi ini serupa dengan simulasi pada pemasangan overhang, yakni pemasangan kaca film secara default dengan parameter medium yang ada pada kolom parameter shading koefisien field. Sebagai penjelas, parameter tersebut antaralain Solar termitance, Solar reflektance, Visible termitance, Visible reflektance, Thermal Hemispherical Emissivity,



77

Thermal termitance. Kesemuanya mendapatkan posri 0,4 dari maksimum koefisien 1. Cukup ideal sebagai mode default. Tabel 4. 8 Ringkasan Hasil Running Simulasi Objek Optimasi menggunakan Kaca Film.

Objek Optimasi

Gedung dengan Kaca Film

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

269,76

8,39%

Cooling

2289,58

71,23%

Heating

0

0,00%

655,14

20,38%


3214,48

2

Building Area (m )

3869,02

GigaJoule / m2

0,830825377


PERUBAHAN E COOLING

AWAL KACA FILM Delta

3021,55 2289,58 731,97



254,72 269,76 -15,04


716,93 3931,41

18,24%

Dengan fungsi yang sama seperti overhang serta logika peningkatan efisiensi yang sama pula, didapatkan nilai perubahan konsumsi energi listrik. Secara detail, terdapat penurunan konsumsi listrik untuk pendinginan yang cukup ekstrim, yakni sebesar 731,97 GigaJoule, sementara konsekuensi minimnya pencahayaan yang masuk dalam gedung mengakibatkan naikkan konsumsi listrik untuk pencahayaan sebesar 15,05 GigaJoule. Namun peningkatan konsumsi listrik untuk pencahayaan tidaklah seberapa jika dibandingkan dengan penurunan konsumsi listrik untuk pendinginan ruangan. Sehingga total penurunan konsumsi energi yang ada sejumlah 716,93 GigaJoule, atau sebesar 18,24% dibandingkan gedung tanpa menggunakan Kaca Film. Universitas Indonesia


78

4.8

Hasil Optimasi Kaca Film Melihat kondisi yang ada tentang kesalahan design dan terlalu idealnya seorang Engineer, cukup memungkinkan bagi penulis untuk melakukan optimasi menggunakan GenOpt terkait hal dengan 5 parameter ini, setelah diketahui beberapa parameter yang berpengaruh. Namun, melihat hasilnya yang sangat khusus, dengan nilai yang tidak standard, hal ini menjadi titik tolak pemikiran bahwa seharusnya optimasi ini menggunakan standard kaca film yang ada. Kemudian, berbekal standard yang ada di EnergyPlus, diujilah satu persatu dan dicari indeks penurunan konsumsi listrik yang terbesar, dan hasilnya didapatkan bahwa standard High reflect – Low Trans Shade merupakan standard pasaran kaca film yang disimulasikan peling efektif, dari 5 standard yang ada.

4.9

Hasil Simulasi Kaca Film Optimal Tabel 4. 10 Ringkasan Hasil Running Simulasi Optimal menggunakan Kaca Film.

Objek Optimasi

Gedung dengan Kaca Film

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

402,56

14,05%

Cooling

1808,43

63,10%

Heating

0

0,00%

655,14

22,86%


2866,13

Building Area (m2 )

3869,02

GigaJoule / m2

0,740789657


PERUBAHAN E COOLING


3021,55 1808,43 1213,12



254,72 402,56 -147,84


1065,28 3931,41

27,10% Universitas Indonesia


79

Paremeter kaca film yang dinilai paling optimal berdasar hasil simulasi adalah sebagai berikut : Tabel 4. 12 Parameter Kaca Film pada Field Shade Properties di EnergyPlus

Field: Solar Transmittance Field: Solar Reflectance Field: Visible Transmittance Field: Visible Reflectance Field: Thermal Hemispherical Emissivity

0,1 0,8 0,1 0,8 0,9

Dari hasil simulasi yang didapatkan melihat hasilnya cukup membuat tercengan, pasalnya total penurunan konsumsi energinya sebesar 27,10 % atau sebesar 1065,28 GigaJoule, sangat baik dibandingkan kondisi default yang hanya 18,24%. Namun, perlu dicermati bahwa penambahan kaca film ini mengakibatkan penaikan konsumsi listrik untuk lighting / pencahayaan yang sangat tajam, yakni 147,84 GigaJoule. Memang tidak seberapa jika dibandingkan dengan 1213,12 GigaJoule penurunan konsumsi energi untuk pengkondisian udara. Hal ini, memberikan peluang penghematan yang lebih besar sebenarnya jika kita menyasar penggunaan lampu hemat energi. Akan tetapi lebih dari itu, dapat dikatakan bahawa optimasi yang dilakukan pada fase ini cukup memuaskan.

4.10

Hasil Simulasi Total Overhang Optimal dan Kaca Film Optimal Penasaran dengan hasil yang ada membuat panulis mencoba melakukan langkah penggabungan kedua cara optimasi tersebut dalam sebuah langkah secara bersamaan, diharapkan dapat menghasilkan penurunan konsumsi energi listrik yang lebih baik. Akan tetapi, hasil yang didapatkan rupanya justru berbalik, yakni :



80

Tabel 4. 13 Ringkasan Hasil Running Simulasi Objek Total Optimal.

Objek Optimasi

TOTAL WAYS

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

477,26

16,32%

Cooling

1791,56

61,27%

Heating

0

0,00%

655,14

22,41%


2923,96

Building Area (m2 )

3869,02

GigaJoule / m2

0,755736595


3021,55

PERUBAHAN E COOLING

AWAL TOTAL WAYS Delta

254,72




1007,45 3931,41

1791,56 1229,99

477,26 -222,54

25,63%

Total pengganbungan keseluruhan perangkat optimal justru mengahsilkan nilai penurunan konsumsi energi yang lebih kecil dibandingkan penggunaan kaca film saja tanpa overhang. Untuk penggunaan kaca film optimal saja mendapatkan penurunan konsumsi mencapai 27,10%, akan tetapi untuk penggabungan kedua optimal justru mendapatkan nilai yang lebih kecil yakni 25,63%. Hal ini penulis nilai sebagi hal yang sangat menarik, sebab asumsi awal memperkirakan akan terjadi penurunan konsumsi yang lebih besar dan lebih efektif, namun hasil simulasi menunjukkan hal yang berbeda. Menganalisa hasil simulasi tersebut, penulis mengajukan beberapa pandangan sebagai hipotesa yang menjadi penyebab hal ini terjadi, yakni : Universitas Indonesia


81



Tidak terjadi singkronisasi optimasi untuk kedua alat yang dipakai, sehingga fungsinya justru menjadi hilang bahkan merugikan.



Penggunaan Overhang setelah pemasangan kaca film yang optimal mengakibatkan peningkatan konsumsi listrik untuk pencahayaan tanpa disertai penurunan energi penkondisian ruangan. Hal ini sangat tidak efektif dan merugikan.



Fungsi kaca film dan overhang keduanya sama, namun akan saling meniadakan jika dipaksa untuk dipakai bersamaan.

4.11

Optimasi Total (Overhang dan Kaca Film) Berlatarbelakang hipotesa tersebut, tindakan pengsingkronisasian optimasi keduanya dilakukan dengan melakukan optimasi secara bersamaan. Diharapkan, efek optimasi satu perangkat dapat memberikan timbal balik terhadap perangkat yang lain dan diharapkan mendapatkan hasil yang lebih optimal. Kaca Film sebagai perangkat tertentu pasar dipasang sebagai perangkat yang tetap, sementara optimasi kaca film menjadi veriabel yang berubah, dengan batasan konstrain perubahan sama seperti optimasi pada langkah awal tanpa kacafilm.

Optimasi dapat berjalan dengan lancar dan tanpa Error.

Gambar 4. 5 Log File hasil optimasi GenOpt



82

Gambar 4. 6 Proses Running Optimasi GenOpt untuk optimasi gabungan

Gambar 4. 7 Hasil optimasi gabungan dengan overhang yang sangat pendek

Dari hasil running optimasi yang ada, didapatkan hasil yang cukup unik, bahwa kondisi optimal terdapat pada panjang overhang 0,5 meter (panjang minimal dari batasan yang diberikan) dan besar sudut 48.125 derajat. Berdasar

hasil

ini,

penulis

meyimpulkan

bahwa

kondisi

penggunaan overhang secaa bersamaan dengan kaca film merupakan hal yang tidak efektif, terbukti dengan perlakuan optimasi yang merujuk pada minimasi overhang. Hipotesa yang diambil adalah bahwa, kondisi penggunaan kaca film sudah sangat baik, dengan penambahan overhang justru menjadikan ruangan makin gelap tanpa disertai penurunan konsumsi energi listrik untuk beban pendinginan yang sepadan. Universitas Indonesia


83

4.12

Hasil Simulasi Total Optimasi Tabel 4. 15 Ringkasan Hasil Running simulasi optimal dengan total ways.

Objek Optimasi

Kondisi Awal Gedung

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

407,49

14,23%

Cooling

1800,1

62,88%

Heating

0

0,00%

655,14

22,89%


2862,73

Building Area (m2 )

3869,02

GigaJoule / m2

0,739910882


3021,55

PERUBAHAN E COOLING


254,72




1068,68 3931,41

1800,1 1221,45

407,49 -152,77

27,18%

Proses simulasi lanjutan kembali dilakukan untuk menilai tingkat efektifitas optimasi dan penurunan nilai konsumsi energi listrik yang terjadi. Dari simulasi yang dilakukan, didapatkan hasil bahwa penurunan beban pengkondisian ruangan baik pendinginan maupun pencahayaan mencapai 27,18%, tepatnya sebesar 1068,68 Gigajoule. Hal ini berkorelasi sangat dekat dengan hasil optimasi untuk kaca film, yakni sebesar 27,10%. Perbedaan yang sangat kecil, sebesar 0,08% dengan penggunaan overhang secara keseluruhan bangunan yang memakan biaya awal / inisial cost sangat besar, dan hal ini dinilai tidak efektif. 4.13

Simulasi Optimal Keseluruhan Gedung



84

Berdasarkan pengamatan atas efek yang terjadi dan juga simulasi yang dilakukan, kesimpulan penggunaan overhang tidak lebih baik dibandingkan kaca film. Atau dengan kata lain, kaca film memiliki efektifitas yang lebih baik dibandingkan overhang dalam pandangan penghematan konsumsi energi.

Selain itu, penggunaan overhang

bersamaan dengan kaca film juga dipastikan sangat tidak efektif sebab reduksi konsumsi energi sudah dangat cukup dilakukan oleh kaca film saja. Untuk nilai keseluruhan total beban energi operasi yang didapat pada akhirnya, setelah dilakukan beberapa perubahan parameter antara lain : a. Penambahan jumlah orang menjadi 125 orang perlantai. b. Tetap tidak menggunakan tirai. c. Penggantian jenis lampu (Bukan LED) dari 15 watt/ meter2 menjadi 12 watt/meter2 d. Pencapaian Lux listrik untuk perkantoran tetap 350 Lux (maksimum 500 lux) e. Tetap tidak menggunakan overhang Akhirnya konsumsi energi listrik per meter perseginya menjadi : 0,830141133 GigaJoule / meter2 = 0,830141133 GigaWattSecond / meter2 = 830141,1334 KiloWattSecond / meter2 (konversi ke KWH) = 230,5947593 KiloWattHours / meter2 Untuk standard kantor 250 KiloWattHours / meter2

Sebagai akhir bagian dari proses simulasi, penulis melakukan simulasi secara menyeluruh pada keseluruhan bangunan, dengan pemasangan kaca film yang optimal dan meniadakan penggunaan overhang. Didapatkan hasil bahwa :



85

Tabel 4. 17 Ringkasan Hasil Running Simulasi Gedung keseluruhan pasca optimasi.

Objek Optimasi

Kondisi Awal Gedung

GigaJoule

Prosentase

Konsumsi Energi

Lighting

2906,59

13,69%

Cooling

13531,37

63,72%

Heating

0

0,00%

4797,1

22,59%


21235,06

Building Area (m2 )

25580,06

GigaJoule / m2

0,830141133


PERUBAHAN E COOLING


20067,11 13531,37 6535,74



2403,2 2906,59 -503,39


6032,35 27267,41

22,12%

Secara keseluruhan, penurunan konsumsi energi mencapai 22,12%, yang mengcover keseluruhan bangunan baik yang dikondisikan maupun yang tidak. Nilai ini didapatkan dari penurunan beban pendinginan sebesar 6535,74 GigaJoule dengan resiko peningkatan beban pencahayaan sebesar 503,39 GigaJoule atau 5 kali lebih kecil dibandingkan penurunan beban pendinginan udara yang didapatkan. Cukup efektif.



86

Grafik 4. 1 Grafik Penurunan Beban Listrik Hasil Optimasi

Konsumsi Energi PerJam dalam Giga Joule

Penurunan Beban Listrik Hasil Optimasi 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Proses Simulasi dan optimasi (keterangan)

Grafik 4. 2 Grafik prosentase efisiensi / penurunan beban listrik total tiap tahap simulasi & optimasi.

Penurunan Beban Listrik Series1

19,82%

18,24%

2

3

27,10%

25,63%

27,18%

4

5

6

8,91% 1

Keterangan Nomor Proses: 1.

Simulasi konsumsi energy pada kondisi awal

2.

Simulasi konsumsi energy dgn overhang

3.

Simulasi Hasil Optimasi Overhang

4.

Simulasi konsumsi energy dgn Kaca Film

5.

Simulasi Hasil Optimasi Kaca Film

6.

Simulasi konsumsi energy kombinasi

7.

Simulasi Hasil Optimasi Kombinasi



87

SISI EKONOMIS Menabahkan pandangan dari sisi ekonomis bahwa, dengan penurunan beban penkondisian / beban operasional dasar sebesar 6032,35 GigaJoule, dan perhitungan matematis sederhana bahwa 1 kWH listrik adalah 800 Rupiah sesuai ketentuan pemetintah, ddidapatkan perhitungan sederhana penghematan biaya listrik sebagai berikut : 6032,35 Giga Joule / tahun

= 6032,35 x 106 Kilo Joule / tahun = 6032,35 x 106 Kilo Watt Second / tahun = 191,28 Kilo Watt Hours (penghematan)

Dengan harga 1 kWH sebesar 800 Rupiah, maka didapatkan pola penghematan tiap jamnya adalah sebesar 191,28 x 800 = Rp153.027,00. Maka setiap harinya penghematan biaya listrik sebesar Rp3.672,664.00 atau setiap tahunnya penghematan sebesar Rp1.340.522.222,00. Sebuah angka yang tidak dapat begitu saja diabaikan oleh pihak pengusaha. Untuk perhitungan pemasangan dan break event point dari kaca film, didapatkan dengan literasi yang penulis dapatkan dari Bu Dian, distributor kaca

film untuk bangunan gedung dan kendaraan ( telepon 0818 0720 9684 atau 0818 0720 9684, Email : dianbakti@yahoo. Com ), menunjukkan bahwa garansi untuk produk kaca film mencapai 5 – 7 tahun. Harga film untuk bagunan dengan karakteristik Visible Light Transmittance, Infra Red Transmittance, Total Energy Rejected, Ultra Violet Block (Kaca Film Sparta) berharga tiap meter persegi adalah sebesar Rp100.000,00, sudah termasuk pemasangan. Dengan keseluruhan luas fenestrasi bangunan yang memerlukan kaca film seluas 25580,06 meter

persegi,

maka

total

biaya

pemasangannya

sebesar

Rp2.558.006.000,00. Dan break event point dapat dicapai dalam 1,9 tahun, selebihnya merupakan keuntungan bagi pihak pengusaha.



88

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan Berdasarkan hasil analisa, perbandingan, simulasi dan optimasi yang telah dilakukan, penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan mendasar mengenai penghematan konsumsi energi pada Gedung X adalah sebagai berikut : 1. Pemasangan

perangkat

envelope

bangunan

dalam

rangka

penghematan energi berupa overhang dan kaca film tidak efektif jika dilakukan secara bersamaan. Penghematan hanya sebesar 0,08%

jika dibandingkan penggunaan kaca film saja secara

optimal pada Gedung X. 2. Penggunakan kaca film dapat menurunkan beban pengkondisian ruangan (pencahayaan dan pendingin ruangan) untuk Gedung X dengan

lebih

efektif

yakni

sebesar

1065,28

GigaJoule,

dibandingkan menggunakan overhang yakni sebesar 779,1 GigaJoule. 3. Tahapan

optimasi

menggunakan

perangkat

GenOpt

untuk

pemasangan overhang pada Gedung X dapat meningkatkan penghematan biaya listrik melalui representasi penurunan beban pengkondisian ruangan dari 8,91% tanpa optimasi menjadi 19,82% setelah melakukan optimasi. 4. Tahapan optimasi search methode manual untuk pemasangan kaca film pada Gedung X dapat meningkatkan penghematan biaya listrik melalui representasi penurunan beban pengkondisian ruangan dari 18,24 % tanpa optimasi menjadi 27,10 % setelah melakukan optimasi. 5. Total penghematan biaya listrik untuk operasional gedung X tiap harinya memberikan keuntungan bagi pihak pengusaha sebesar Rp3.672,664.00

atau

setiap

tahunnya

penghematan

sebesar

Rp1.340.522.222,00. Universitas Indonesia


89

6. Pemasangan kaca film pada Gedung X menjadi proyek yang menguntungkan dengan break event point yang dapat dicapai setelah 1,9 tahun.

5.2

Saran EnergyPlus sebagai perangkat yang telah dipercaya oleh dunia khususnya USGBC merupakan perangkat yang powerfull untuk dipelajari dan digunakan dalam konsep penghematan energi / green building, dan menjadi hal yang sangat penting pula akhirnya untuk mempelajari secara lebih detail mengenai banyak sekali fitur fitur yang belum secara optimal dipakai dalam skripsi ini, selain wajib mencari data data yang lebih akurat sehingga hasil simulasinya mendekati nilai yang real di lapangan. Optimasi dan GenOpt. Sangat penting bagi engineer untuk memasukkan konsep optimasi pada setiap proyek yang dilakukan, dan General Optimization merupakan salah satu software teruji dan dipercaya untuk berbagai kasus optimasi engineering. Dengan basis pemrograman Java yang baik, penulis yakin konsep optimasi dan simulasi yang dilakukan dapat lebih optimal, sehingga pelu untuk lebih cerdas melakukan pemrograman.



90

DAFTAR PUSTAKA

USGBC team. 2011.ADVANCED ENERGY MODELING FOR LEED Technical Manual v2.0 September 2011 Edition. USGBC.org ASHRAE/IES Standard 90.1-1989, Energy Efficient Design of New Buildings Except New Low- Rise Residential Buildings Howel.H.Ronald. 1997. Principle of Heating ventilating and Air Conditioning. ASHRAE Wang, Shan K, 2001. Handbook of air conditioning and refrigeration, McGrawHill, USA, 2001 Wang, S.K. and Lavan, Z. 1999.“Air-Conditioning and Refrigeration” Mechanical Engineering Handbook, Boca Raton: CRC Press LLC, ANSI/ASHRAE

Standard 55-1992, Thermal Environmental Conditions for

Human Occupancy Trane.2009. Aplication Engineering Manual : Chilled Water VRF System.SYSAPM008-EN. . La Crosse, WI: AVS Group _____2009. ASHRAE Handbook - Nonresidual Cooling and Heating Loads Calculations .Atlanta, GA: ASHRAE SNI_03-6196-2000_Audit Energi pada Bangunan Gedung.pdf SNI_03-6197-2000_Konservasi Energi Sistem Pencahayaan pada Bangunan Gedung.pdf SNI_03-6389-2000_Konservasi Energi Selubung Bangunan pada Bangunan Gedung.pdf SNI_03-6390-2000_Konservasi Energi Sistem Sistem Tata Udara pada Bangunan Gedung.pdf



UNIVERSITAS INDONESIA

Recommend Documents