PENDAHULUAN
Manusia membutuhkan lingkungan udara ruang yang nyaman (thermal comfort) untuk melakukan aktivitas secara optimal. Dengan adanya lingkungan udara yang nyaman ini manusia akan dapat beraktifitas dengan tenang dan sehat. Keadaan udara pada suatu ruang aktifitas sangat berpengaruh pada kondisi dan keadaan aktifitas itu. Bila dalam suatu ruangan yang panas dan pengap, manusia yang melakukan aktivitas di dalamnya tentu juga akan sangat terganggu dan tidak dapat melakukan aktifitasnya secara baik, dan ia merasa tidak kerasan.
Tubuh manusia seolah mesin panas yang terus-menerus menghasilkan panas. Kenyamanan termal langsung berhubungan dengan tubuh manusia yang selalu membuang panas yang berlebihan ini. Dalam keadaan-keadaan normal pemindahan panas ini terjadi antara tubuh dan udara disekitarnya. Namun demikian tubuh manusia memiliki pertahanan mekanisme alami yang terus-menerus bekerja untuk mempertahankan keseimbangan yang diperlukan antara timbulnya panas dan pembuangan panas yang dihasilkan. Mekanisme-mekanisme ini bekerja untuk mempertahankan suhu tubuh yang normal, dengan mengendalikan jumlah pembuangan panas tersebut. Bila laju kehilangan panas terlalu lambat, kita berkeringat. Keringat tersebut menambah laju kehilangan panas karena penguapan. Jika laju kehilangan panas terlalu cepat, kita mulai menggigil. Hal ini menyebabkan meningkatnya pembangkitan panas guna mengimbangi kehilangan panas.
Untuk mendapatkan kondisi ruangan yang memenuhi thermal comfort atau juga kondisi yang harus memenuhi persyaratan tertentu sesuai dengan yang kita inginkan, tanpa adanya ketergantungan dengan lingkungan luar, maka digunakan Penghawaan Buatan (Air Conditioning). Penghawaan buatan di sini memiliki pengertian bahwa udara dalam ruang dikondisikan berdasarkan beban kalor yang terjadi pada ruangan tersebut.
Salah satu jaringan distribusi penting dalam sebuah bangunan ialah sistem pengadaan udara yaitu sistem pemanasan/pendinginan, ventilasi, dan air conditioning (AC). Tujuan dari sistem pengendalian penghawaan ini adalah memberikan kondisi-kondisi suhu dan suasana yang nyaman, yang dicapai dengan mengolah dan mendistribusikan udara yang disejukan ke seluruh bangunan. Sebenarnya, pengolahan suhu hanya merupakan salah satu dari pengolahan pada udara sebelum disampaikan kepada para penghuni. Penyesuaian termal mengatur suhu, kelembaban, dan distribusi udara. Penyesuaian atmosfir mengatur kebersihan dan mengendalikan bau-bau.
Berbeda dengan jaringan-jaringan distribusi yang berlangsung di seluruh bangunan, sistem AC dan bagian-bagian komponennya menghendaki jumlah ruang yang cukup. Meskipun demikian pemahaman dan pengetahuan tentang implikasi-implikasi sistem AC untuk arsitektur sangat penting artinya untuk diperhatikan. Selain itu sistem ini pada dewasa ini mendapat perhatian khusus dalam penggunaannya dipandang dari sisi penghematan energi.
1.1. PENGERTIAN PENGHAWAAN BUATAN
Sebelum membahas tentang penghawaan buatan, kita perlu mengetahui bagaimana panas itu dapat menyebar atau berpindah. Ada empat cara pemindahan panas yakni:
a. Konduksi
Konduksi ialah pemindahan panas yang dihasilkan dari kontak langsung antara permukaan-permukaan. Konduksi terjadi hanya dengan menyentuh atau menghubungkan permukaan-permukaan yang panas atau sejuk.
b. Konveksi
Pemindahan panas berdasarkan gerakan cairan disebut konveksi. Dalam hal ini cairan adalah udara.
c. Evaporasi (penguapan)
Dalam pemindahan panas yang didasarkan pada evaporasi, sumber panas hanya dapat kehilangan panas. Misalnya panas yang dihasilkan oleh tubuh manusia, kelembaban dipermukaan kulit menguap ketika udara melintasi tubuh.
d. Radiasi.
Radiasi ialah pemindahan panas atas dasar gelombang-gelombang elektromagnetis. Misalnya tubuh manusia akan mendapat panas pancaran dari setiap permukaan dari suhu yang lebih tinggi dan ia akan kehilangan panas atau memancarkan panas kepada setiap obyek atau permukaan yang lebih sejuk dari tubuh manusia itu. Panas pancaran yang diperoleh atau hilang, tidak dipengaruhi oleh gerakan udara, juga tidak oleh suhu udara antara permukaan-permukaan atau obyek-obyek yang memancar.
Jumlah keseluruhan panas pindahan yang dihasilkan oleh masing-masing cara hampir seluruhnya ditentukan oleh kondisi-kondisi lingkungan. Umpamanya, udara yang jenuh tak dapat menerima kelembaban tubuh; jadi pemindahan panas tak dapat terjadi melalui penguapan. Pengondisian suatu ruang seharusnya meningkatkan laju kehilangan panas bila para penghuni terlalu panas dan mengurangi laju kehilangan panas bila mereka terlalu dingin. Tujuan ini tercapai dengan mengolah dan menyampaikan udara yang nyaman dari segi suhu, uap air (kelembaban), dan velositas (gerak udara dan pola-pola distribusi). Kebersihan udara dan hilangnya bau (melalui ventilasi) merupakan kondisi-kondisi kenyamanan tambahan yang harus dikendalikan oleh sistem penghawaan buatan.
Agar memberi kondisi yang nyaman secara terus-menerus dalam suatu bangunan, sistem-sistem penghawaan harus mempertahankan keseimbangan antara kondisi-kondisi termal dan atmosfer dalam dan kondisi-kondisi iklim yang terus-menerus berubah di luar ruangan dan di dalam ruangan itu sendiri. Jika suasana panas sistem harus memberi cukup udara sejuk untuk mengatasi panas yang diperoleh dari luar. Dalam keadaan dingin ia harus memberi cukup panas untuk menggantikan panas yang hilang ke luar.
Agar didapatkan suatu sistim serta kapasitas pendingin yang tepat, maka perlu diketahui besarnya beban kalor pada ruang (karena fungsi AC adalah untuk menghapus beban kalor tersebut) sehingga suhu dan kelembaban udara tetap nyaman. Besar beban kalor yang terjadi ditentukan oleh: hantaran panas radiasi matahari, hantaran panas secara transmisi, hantaran panas ventilasi atau inviltrasi, beban panas intern (manusia dan peralatan elektronik atau mesin).
Dengan memperhatikan hal di atas, maka di dalam desain ruang atau bangunan yang menggunakan penghawaan buatan, harus mengikutkan pertimbangan-pertimbangan berikut:
-Bentuk cenderung beraturan agar memudahkan dalam perencanan sistem penghawaannya.
-Bentuknya diusahakan disejajarkan dengan arah aliran angin
-Langit-langit atau plafon dibuat relatif rendah kecuali untuk pertimbangan lain, seperti akustik dan lain-lain.
1.1.1. Prinsip Cara Kerja Air Conditioner
Sistem dan mekanisme AC banyak dikembangkan oleh para ahli, dan setiap perusahaan produsennya menawarkan berbagai keunggulan dalam setiap sistem yang dipakai. Keunggulan yang ditawarkan biasanya dalam hal pengoperasian dan energi yang digunakan baik sistem yang di luar ruangan (outdoor) juga sistem di dalam ruang (indoor). Secara garis besar prinsip kerja air conditioner adalah sebagai berikut:
1. Udara di dalam ruangan dihisap oleh kipas sentrifugal yang ada dalam evaporator dan udara bersentuhan dengan pipa coil yang berisi cairan refrigerant. Dalam hal ini refrigerant akan menyerap panas udara sehingga udara menjadi dingin dan refrigerant akan menguap dan dikumpulkan dalam penampung uap.
2. Tekanan uap yang berasal dari evaporator disirkulasikan menuju kondensor, selama proses kompresi berlangsung, temperatur dan tekanan uap refrigerant menjadi naik dan ditekan masuk ke dalam kondensor.
3. Untuk menurunkan tekanan cairan refrigerant yang bertekanan tinggi digunakan katup ekspansi untuk mengatur laju aliran refrigerant yang masuk dalam evaporator.
4. Pada saat udara keluar dari condensor udara menjadi panas. Uap refrigerant memberikan panas kepada udara pendingin dalam condensor menjadi embun pada pipa kapiler. Dalam mengeluarkan panas pada condensor, dibantu oleh kipas propeller.
5. Pada sirkulasi udara dingin terus-menerus dalam ruangan, maka perlu adanya thermostat untuk mengatur suhu dalam ruangan atau sesuai dengan keinginan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar