rumah tradisional tambi kajian aspek termal dan...

ASPEK TERMAL

RUMAH TRADISIONAL TAMBI

OLEH:

PUTERI FITRIATY

3209 204 001

PEMBIMBING : Ir. I Gusti Ngurah Antaryama, PhD.

CO-PEMBIMBING : Dr-Eng.Ir.Dipl-Ing. Sri Nastiti NE, MT.

Single layer Lightweight structure U-value kecil dan Time lag rendah Cracks pada pertemuan lantai.

desain pada daerah dataran tinggi

o Bentuk bangunan compact o Denah double layer o Heavy weight structure o Kapasitas termal yang tinggi o Time lag yang panjang. o Menghindari kondisi overheating

(siang hari) o Mereduksi pelepasan panas o Menggunakan sistem aktif.

√ Dominasi atap √ Orientasi Timur-Barat √ Sedikit bukaan. √ Permukaan berwarna gelap. √ Rancangan perapian sebagai

sistim pemanas ruangan.

Rumah Tambi warisan budaya sejak zaman pra-Hindu yang terbentuk ditengah iklim dataran tinggi yang sejuk, yang berbeda dengan iklim tropis lembab.

Penting untuk membuktikan kinerja termal dari rumah Tambi dalam menciptakan kondisi termal yang didinginkan sehingga prinsip-prinsip dari perancangan arsitektur Tambi ini layak untuk dipertahankan pada iklim lokalnya.

RUMUSAN MASALAH

Apakah desain Rumah Tambi efektif dalam merespon iklim dataran tinggi katulistiwa dan bagaimana pengaruh bentuk Rumah Tambi terhadap kondisi termal dalam bangunan?

Bagaimana perilaku material dari elemen desain Rumah Tambi terhadap kinerja termal Rumah Tambi?

Sejauh mana peran perapian dalam menciptakan kondisi termal yang nyaman di dalam Rumah Tambi?

TUJUAN PENELITIAN

Untuk mengevaluasi respon desain Rumah Tambi terhadap kondisi iklim dataran tinggi tropis ditinjau dari aspek termal bangunan. Selain itu tujuan penelitian yang lebih spesifik adalah sebagai berikut: o Mengevaluasi kinerja termal Rumah Tambi dalam menciptakan kondisi

termal yang nyaman di dalam bangunan. o Mengeksplorasi elemen desain Rumah Tambi yang berpengaruh terhadap

kinerja termal Rumah Tambi. o Menganalisa peran perapian dalam menciptakan kondisi termal yang

nyaman di dalam Rumah Tambi.

DESAIN PENELITIAN

HASIL & ANALISIS PENELITIAN

LAPANGAN

SENSASI T RH Va

Dingin 17 – 19,6°C 78 - 97% 0,0 m/s

Sejuk 16,9 – 24,1°C 50 - 96 0,0 – 0,1 m/s

Nyaman 17,8 – 28°C 43 - 97% 0,0 – 2,6 m/s

Hangat 27,2 – 30,5°C 43 - 58% 0,0 – 1,6 m/s

Panas 28°C – 30,5°C 40 - 55% 0,0 – 0,9 m/s

5.9%

15.1%

46.7%

20.4%

11.8%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

dingin sejuk nyaman hangat panas

30

40

50

60

70

80

90

100

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Ke

lem

ba

ba

n

Temperature

Zona Nyaman

Auliciems

Zona Nyaman

Lapangan

Rentang kenyaman penduduk setempat melebar -4,3K untuk batas bawah, +2,9K dari zona nyaman (21,6°C - 26,6°C)


LAPANGAN

2 1

82

1

13

1 1 1 1

80

1 2 1

11

1 1 1 1

45

1

16

3 1 7

1

26

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0.21 0.26 0.34 0.39 0.4 0.43 0.48 0.54 0.57 0.62 0.67 0.68 0.74 0.76

Fre

qu

en

cy

of O

cc

ure

nc

e (

%)

Clo

% Panas % Siang % Sore

1 1 3 1 1

64

10

1 1 3 5 8

1 1 1 1 6

1 1

80

5 1 1 1 1 1 1 1

4 1 1

83

5 1 1 2 1 1

9

1 1 3 1 1 1 1

50

1

14

6 1 3 3 2 1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0.4

3

0.4

8

0.5

4

0.5

7

0.6

2

0.6

7

0.6

8

0.7

4

0.7

6

0.8

2

0.8

7

0.9

2

0.9

5

0.9

6

1.0

1

1.0

2

1.0

4

1.0

7

1.1

8

1.2

1.2

1

1.2

7

1.3

2

1.3

4

1.3

7

1.3

8

1.3

9

1.4

6

1.4

7

1.4

8

1.5

2

1.5

4

1.6

5

1.6

6

1.7

1

1.7

3Fre

qu

en

cy

of

Oc

cu

ren

ce

(%

)

Clo

% Dingin % Pagi % Malam % Tidur

Denah persegi panjang (7 x 5) Luas denah 35 m2, SVR : 1,159. Rasio lebar terhadap panjang

bangunan adalah 0,714.

01°43’50”LS, 120°15’19”BT, dan 1220 m dpl

Orientasi 265°

Ra

pu

T A P A K

L A P A N G A N

S E K O L A H

U

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ti Ave

To Ave

Ti bwh

Ti atas

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

K-H

ou

rs

Jam

Denah persegi panjang 6x4m dan tinggi dinding 1 m.

Luas denah 24 m2, SVR: 1,634. Rasio lebar terhadap panjang

bangunan : 0,67 Orientasi 169°

1°43’33” LS, 120°13’42” BT, dan 1222m dpl

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

To Av

Ti Av

Ti bwh

Ti atas

Ocupancy

Periode

Ocupancy

Periode

Oc

up

an

cy

Pe

rio

de

Oc

up

an

cy

Pe

rio

de

pe

rap

ian

me

ny

ala

p

era

pia

n m

en

ya

la

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

K-H

ou

rs

Jam

R a p u

K a m a r

T id u r

D a s a ri D a s a ri

L o b o n a

T e ra s

+ 1 ,1 5

+ 1 ,1 5 + 1 ,1 5

+ 1 ,0 0

+ 1 ,0 0

A R E A L

P E R S A W A H A N

A R E A L

P E R S A W A H A N

A R E A L

P E R S A W A H A N

A R E A L

P E R S A W A H A N

U

J A L A N D E S A

H U T A N

H U T A N

K E B U N ARAH

ANGIN

Orientasi 315°

1°42'57" LS, 120°12'36" BT, dan 1197 dpl

Denah persegi panjang 6,5x4,5m dan tinggi dinding 0,5 m.

Luas denah 29,25 m2, SVR: 2,019. Rasio lebar terhadap panjang

bangunan : 0,692

J A L A N DE S A

ARAH

ANGIN

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

To Av

Ti Av

Ti bwh

Ti atas

Pe

rap

ian

me

ny

ala

Pe

rap

ian

me

ny

ala

-4.0-3.5-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

K-H

ou

rs

Jam

TAMBI DODA Selisih diurnal To dan Ti (10,2K & 9.3K)

hanya berkisar 0,9K. Perbaikan Ti terhadap To hanya mencapai 0,9K.

Kondisi MRT 3,7K-3,8K. RH 69% hingga 80% Va 0,1 - 0,3m/s, Va max 1,1 m/s

K-Hours Tambi Doda

Tambi Lempe

Tambi Hangira

UH-Hours 14 jam 12 jam 10 jam

OH-Hours 2 jam 2 jam 4 jam

Total K-Hours 16 jam 14 jam 14 jam

Selisih Ti dan Ta

0,1K – 0,5K 0,1K – 0,3K 0,3K – 1,2K

Selisih Ti dan Tb

0,1K – 3,8K 0,6K – 3,6K 0,6K – 3,3K

0.7 0.4 3.6 2.4

0.0 2.0

-33.1

-26.6

-21.3

-37.1

-46.6 -44.4 -50

-40

-30

-20

-10

0

10

T Doda T Lempe T Hanggira

De

gre

e H

ou

r (K

)

C-Kh To C-Kh H-Kh To H-Kh

0

2

4

6

8

10

12

T Doda T Lempe T Hanggira

Du

rasi

Ny

am

an

(Ja

m)

Durasi Nyaman Aktif Durasi Nyaman Total

TAMBI LEMPE Selisih diurnal To dan Ti (8,3K & 9K). Ti lebih

melebar 0,7K dari To. Perbaikan Ti terhadap To mencapai 2,8K.

Selisih MRT 1,2K, 3K dan 0,6K RH 51% hingga 80% nyaman 11 jam. Va 0,1 - 0,2m/s, Va max mencapai 1,2 m/s.

TAMBI HANGGIRA Selisih diurnal To dan Ti (10,7K & 9.6K)

hanya berkisar 1,1K. Perbaikan Ti terhadap To mencapai 3,6K

Selisih MRT 0,8K, 1,8K, dan 0,6K. RH 46% hingga 78% nyaman 7 jam Va 0,1m/s, Va max 0,4 m/s

PENGARUH PERAPIAN

Ti naik setelah 1 jam perapian dimatikan, dan menurun perlahan setelah 1 jam perapian di matikan

Selisih Ti-To saat Perapian dinyalakan mencapai 2,9K-3,6K. Saat perapian tidak menyela hanya 1,3K-1,4K.

Pengaruh perapian didukung oleh kapasitas termal elemen lantai.

16

18

20

22

24

26

28

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

To Av Ti Av Ti bwh Ti atas

pe

rap

ian

me

ny

ala

p

era

pia

n m

en

ya

la

16

18

20

22

24

26

28

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324

To Av Ti Av Ti bwh Ti atas

Pe

rap

ian

me

ny

ala

Pe

rap

ian

me

ny

ala

16

18

20

22

24

26

28

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324Ti Ave To Ave Ti bwh Ti atas

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Se

lisi

h T

i -

To (

K)

Ti-To Doda Ti-To Lempe Ti-To Hanggira

Objek Studi Simulasi

NO Tambi Tipe A Tambi Tipe B Tambi Tipe C

1.

Volume 112m³

Proporsi denah 0,71,

SVR = 1,42

Sudut Atap 66°

Proporsi denah 0,67

Volume 60m³

SVR = 1,65

Sudut Atap 57°

teras dpn

Proporsi denah 0,69

Volume 65,23m³

SVR = 1,68

Sudut Atap 57°

2. Volume 130,9m³

Proporsi denah 0,56

SVR = 1,48

Sudut Atap 66°

Rg Tmbhn

Volume 76,42m³

Proporsi denah 0,5

SVR = 1,68

Sudut Atap 57°

Rg Tmbhn +teras dpn

Proporsi denah 0,39

Volume 106,63m³

SVR = 1,55

Sudut Atap 57°

Rg Tmbhn

3.

Volume 269,64m³,

Proporsi denah 0,78

SVR = 1,65

Sudut Atap 66°

Proporsi denah 0,78

Volume 201,29m³

SVR = 1,15

Sudut Atap 57°

teras dpn

Proporsi denah 0,78

Volume 201,29m³

SVR = 1,06

Sudut Atap 57°


SIMULASI

HASIL & ANALISIS

PENELITIAN SIMULASI

17

19

21

23

25

27

29

31

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

T bwh T atas T out Ti A1 Ti A2 Ti A3

Ti B1 Ti B2 Ti B3 Ti C1 Ti C2 Ti C3

13

15

17

19

21

23

25

27

29

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

T bwh T atas T out Ti A1 Ti A2 Ti A3

Ti B1 Ti B2 Ti B3 Ti C1 Ti C2 Ti C3

ANALISIS KONDISI TERMAL

HASIL & ANALISIS PENELITIAN SIMULASI

EVALUASI DEGREE HOUR & PERIODA NYAMAN

5 5.5

0

5.3 6.7

3.4

7.5 8.7

0.8

-7.9 -8.3

-1.3

-8.4 -9.2

-6.3 -8.6 -9.4

-4.2

12.9 13.8

1.3

13.7 15.9

9.7

16.1 18.1

5

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

De

gre

e H

ou

rs (

K)

C-Kh H-Kh Tot-Kh

7 6

11

7 6

7 6

7 9

10 9

19

10 9

11

8 9

14

0

4

8

12

16

20

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

Ja

m




0 0 0 0 0.1 0 0.6 1.3 0

-33.2 -32.9

-24.8

-33.3 -34.5 -31.5 -29.2

-35 -29.2

33.2 32.9

24.8

33.3 34.6 31.5 29.8

36.3

29.2

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

De

gre

e H

ou

r (K

)

C-Kh H-Kh Tot-Kh

3 3 4

3 4 4 4

3 3

9 9 9 9 9 9 8

6

9

0

2

4

6

8

10

A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

Ja

m




Model

Uji

C-Kh H-Kh

Panas Dingin Tot Panas Dingin Tot

a b a+b c d c+d

A1 5.0 0 5.0 -7.9 -33.2 -41.1

A2 5.5 0 5.5 -8.3 -32.9 -41.2

A3 0 0 0 -1.3 -24.8 -26.1

B1 5.3 0 5.3 -8.4 -33.3 -41.7

B2 6.7 0.1 6.8 -9.2 -34.5 -43.7

B3 3.4 0 3.4 -6.3 -31.5 -37.8

C1 7.5 0.6 8.1 -8.6 -29.2 -37.8

C2 8.7 1.3 10 -9.4 -35.0 -44.4

C3 0.8 0 0.8 -4.2 -29.2 -33.4

Model

Uji


Panas Dingin Sum Panas Dingin Sum

a b c d e F

A1 7 3 10 10 9 19

A2 6 3 9 9 9 18

A3 11 4 15 19 9 28

B1 7 3 10 10 9 19

B2 6 4 10 9 9 18

B3 7 4 11 11 9 20

C1 6 4 10 8 8 16

C2 7 3 10 9 6 15

C3 9 3 12 14 9 23


EVALUASI ELEMENTAL BREAKDOWN

-15000

-12500

-10000

-7500

-5000

-2500

0

2500

5000

7500

Floor N Wall E Wall S Wall W Wall window Door roof

He

at

Flo

w (

Wh

)

A1 QL A1 QG A2 QL A2 QG A3 QL A3 QG

-15000

-12500

-10000

-7500

-5000

-2500

0

2500

5000

7500


He

at

Flo

w (

Wh

)


-190

-140

-190

-90

60 60 70

10

-260

-90

-260

-150

120

50

120

70

-190

-250

-100

-250

70

120

60

120

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

N Wall E Wall S Wall W Wall

He

at

Flo

w (

Wh

)


-180 -150

-180

-80

80 70 80

40

-260

-80

-260

-160

130

40

120

70

-180

-260

-100

-260

80 120

70

120

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150


He

at

Flo

w (

Wh

)

A1 QL A1 QG A2 QL A2 QG A3 QL A3 QGMODEL A1, A2 & A3



MODEL B1, B2 & B3

-17500

-15000

-12500

-10000

-7500

-5000

-2500

0

2500

5000

7500

10000


He

at

Flo

w (

Wh

)

B1 QL B1 QG B2 QL B2 QG B3 QL B3 QG

-17500

-15000

-12500

-10000

-7500

-5000

-2500

0

2500

5000

7500

10000


He

at

Flo

w (

Wh

)


-830

-1370

-690

-1370

440

690

340

690

-530

-1020

-360

-1020

250

490

190

490

-544

-340

-530 -420

290 170

290 220

-1500

-1250

-1000

-750

-500

-250

0

250

500

750

1000


He

at

Flo

w (

Wh

)


-920

-1390

-740

-1390

390 590

290

590

-540

-1040

-340

-1040

200

410

150

410

-540

-330

-550 -440

250 150

250 200

-1500

-1250

-1000

-750

-500

-250

0

250

500

750


He

at

Flo

w (

Wh

)




MODEL C1, C2 & C3

-17000

-14500

-12000

-9500

-7000

-4500

-2000

500

3000

5500

8000


He

at

Flo

w (

Wh

)

C1 QL C1 QG C2 QL C2 QG C3 QL C3 QG

-13000

-10500

-8000

-5500

-3000

-500

2000

4500

7000

9500


He

at

Flo

w (

Wh

)


-410

-270

-410

-190

170 130

170

70

-180

-410

-300

-410

80

210

130

210

-550

-330

-550

-440

250

150

250

200

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300


He

at

Flo

w (

Wh

)


-430

-300

-430

-180

210 130

210

80

-180

-410

-300

-410

80

210

130

210

-550

-340

-550

-430

290

190

290 220

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400


He

at

Flo

w (

Wh

)


Koefisien korelasi 0,94 untuk bulan terpanas, dan 0,91 untuk bulan terdingin kekompakan bentuk memiliki hubungan yang sangat erat dengan energi termal bangunan.

Koefisien determinasi adalah 0,88 dan 0,83 hal tersebut berarti bahwa lebih dari 80% dari variasi energi panas didalam bangunan dapat dijelaskan oleh variable kekompakan bentuk.

Surface to volume ratio (SVR) yang lebih kecil akan menghasilkan kondisi termal yang lebih baik.


ANALISIS PARAMETER DESAIN

A1

A2

A3

B1 B2

B3

C1

C2

C3

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

EP

Surface to Volume Ratio

A1

A2

A3

B1

B2

B3

C1

C2

C3

0.0

0.2

0.4

0.6

0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

EP

Surface to Volume Ratio

SURFACE TO VOLUME RATIO

Koefisien korelasi pada bulan panas adalah 0, 53 dan 0,47 pada bulan dingin hubungan tidak erat.


ANALISIS PARAMETER DESAIN

PROPORSI DENAH

A1 A2

A3

B1

B2

B3

C1

C2

C3

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8

EP

L : P

A1 A2

A3

B1 B2

B3

C1

C2

C3

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8

EP

L : P

koefisien korelasi sebesar 0,93 pada bulan panas dan 0,94 pada bulan dingin. Hubungan sangat Erat


ANALISIS PENGARUH ELEMEN DESAIN

ELEMEN ATAP

A1 A2

A3

B1 B2

B3

C1

C2

C3

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

EP

L Atap

A1 A2

A3

B1

B2

B3

C1

C2

C3

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

EP

L Atap

Elemen dinding memiliki koefisien korelasi 0,24 pada bulan terpanas dan 0,05 pada bulan terdingin Tidak memiliki hubungan.



ELEMEN DINDING

A1 A2

A3

B1 B2

B3

C1

C2

C3 0.0

0.1

0.2

0.3

5 8 10 13 15 18 20 23 25

Kh

/m³

L Dinding

A1 A2

A3

B1

B2

B3

C1

C2

C3 0.0

0.2

0.4

0.6

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

EP

L Dinding

koefisien korelasi 0,80 (bulan terpanas) dan 0,89 (bulan terdingin) Hubungan yang Erat



ELEMEN BUKAAN

A1 A2

A3

B1 B2

B3

C1

C2

C3 0.0

0.1

0.2

0.3

0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 0.011 0.012

EP

L Bukaan : L Selubung

A1 A2

A3

B1

B2

B3

C1 C2

C3

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 0.011 0.012

EP

L Bukaan : L Selubung

koefisien korelasi 0,88 pada bulan terpanas dan 0,91 pada bulan terdingin. Hubungan yang erat



ELEMEN LANTAI

A1 A2

A3

B1 B2

B3

C1

C2

C3 0.0

0.1

0.2

0.3

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

EP

L Lantai

A1 A2

A3

B1

B2

B3

C1

C2

C3 0.0

0.2

0.4

0.6

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

EP

L Lantai

KESIMPULAN

Desain rumah tambi belum cukup efektif dalam merespon iklim dataran tinggi tropis, karena belum mampu memodifikasi iklim luar menjadi kondisi yang nyaman didalam bangunan (karena keterbatasan elemen-elemen Rumah Tambi dalam memodifikasi kondisi temperatur yang cenderung rendah).

Namun untuk mencapai kenyamanan termal, penghuni melakukan adaptasi aktif melalui nilai insulasi pakaian (panas 0,34 clo, dingin 0,76 clo).

Desain Rumah Tambi sangat berpengaruh terhadap kondisi termal didalam bangunan, utamanya kekompakan bentuk (surface to volume rasio). Semakin besar nilai surface to volume rasio, maka semakin besar pula energi panas yang dibutuhkan untuk menciptakan kondisi nyaman dalam bangunan.

Elemen yang paling kritis adalah elemen atap yang paling luas.

Elemen lantai juga memiliki peranan yang cukup penting dalam mendistribusikan panas kedalam bangunan sebagai penyimpan panas dari perapian.

Elemen yang juga berpengaruh didalam menciptakan kondisi termal yang nyaman adalah elemen bukaan (untuk mengatasi kondisi overheating pada siang hari). Namun pada malam hari bukaan dapat menyebabkan kondisi underheating. Oleh karena itu bukaan yang fleksibel adalah lebih baik dibandingkan dengan bukaan permanen.

Keberadaan perapian memiliki dampak yang cukup signifikan dalam mereduksi ketidaknyamanan termal akibat kondisi underheating pada malam hari.

KESIMPULAN

rumah tradisional tambi kajian aspek termal dan...

Documents