2.2.3 PRINSIP DESAIN TERMALDalam mencapai kenyamanan termal, dibutuhkan beberapa hal untuk mendukung tercapainya kenyamanan termal pada suatu bangunan. Berikut akan dipaparkan mengenai prinsip-prinsip desain termal.Prinsip dari kenyamanan thermal sendiri yaitu terciptanya keseimbangan antara suhu tubuh manusia dengan suhu tubuh sekitarnya. Karena jika suhu tubuh manusia dengan lingkungannya memiliki perbedaan suhu yang signifikan maka akan terjadi ketidaknyamanan yang diwujudkan melalui kepanasan atau kedinginan yang dialami oleh tubuh. Keseimbangan suhu tubuh pada manusia umunya adalah 37 C. Dan terdapat faktor-faktor alami yang dirasakan manusia, dimana manusia akan merasa nyaman dengan lingkungannya secara sadar ataupun tidak sadar yang disebut daerah nyaman (comfort zone). Faktor-faktor kenyamanan termal terdiri dari faktor lingkungan dan faktor manusia yaitu Suhu udara, kecepatan angin, kelembaban udara, rata-rata suhu permukaan ruang, aktivitas manusia, usia, dan pakaian. Mekanisme pengontrol kenyamanan termal Secara Internal (pada tubuh manusia):- Proses keringat (Sweating) dan Pengerutan pori (Dilation)- Pemancaran panas tubuh secara radiasi Secara Eksternal (kondisi lingkungan)- Ventilasi- Kenaikan dan penurunan temperatur udara- Sinar matahari- Adanya bahan-bahan penyerap dan penangkal panas pada bahan banguna,Di Negara dengn iklim tropis, angina menjadi hal yang penting, dan juga suhu dalam ruangan perlu dijaga serendah mungkin saat siang hari dan maam hari. Sehingga perlu atap yang ringan dan reflektif, dimana atap akan menurangi masuknya panas matahari saat siang hari dan mencegah penyimpanan panas yang akan meningkatkan ketidaknyamanan saat malam hari.Berkaitan dengan hal tersebut Koenigsberger dan Lynn membuat rekomendasi/ pendapat mengenai keadaan tersebut, yaitu bahwa reflektifitas dan insulasi seharusnya melalui pemilihan, sehingga suhu dalam plafon tidak mengalami peningkatan lebih dari 4.5oC. Prinsip-prinsip desain yang dapat diterapkan pada atap bangunan khususnya di Indonesia yang beriklim tropis yaitu dengan menggunakan double roofs dengan 2 layer dan ventilasi, serta penggunaan material atap dengan insulasi tinggi.

Insulasi adalah penggunaan material dengan nilai konduktan rendah untuk mengurangi aliran energi melintas material tersebut. Untuk mereduksi aliran energi tersebut material harus mempunyai nilai resistan yang tinggi (nilainya kebalikan dari konduktan). Pada umumnyainsulasi memiliki 3 tipe yang berbeda sesuai kondisi iklimnya. Indonesia yang memiliki iklim tropis menggunakan tipe Reflective insulation, yaitu insulasi yang berfungsi untuk mereduksi aliran radiasi panas. Kemampuan material untuk menyerap atau meradiasikan kembali infra-red sangat tergantung dari bentuk dan warnanya. Penyerap paling bagus adalah material dengan warna hitam dan sebaliknya warna putih merupakan paling bagus sifat reflektifnya.Dengan perkembangan yang ada, teknologi insulasi memunculkan jenis-jenis material dan bahan yan mampu menghambat laju perpindahan panas. Insulator termal ini akan menjadi sangat berperan pada rumah tinggal, terutama pada rumah-rumah yang memiliki ruangan yang langsung berhubungan dengan bagian atap bangunan, misalnya lantai atas, maupun loteng yang dijadikan ruangan. Insulasi atap akan sangat membantu dalam mempertahankan suhu udara di dalam ruangan dalam loteng, terutama apabila cuaca di luar sangat panas atau dingin. Loteng yang dijadikan ruanganPengembangan teknologi serta penemuan material-material baru mendukung bertambahnya jenis-jenis material yang dapat digunakan sebagai insulator panas pada atap bangunan. Berikut adalah beberapa contoh jenis material yang telah banyak dipakai sebagai bahan insulasi atap bangunan.GlasswoolGlasswool adalah material insulasi atau pembungkus yang terbuat dari bahan dasar fiberglass dengan daya kuat tarik tinggi namun elastis / fleksibel. Glasswool pada umumnya mempunyai karakteristik yang cukup lunak dan mudah dipasang dengan biaya pemindahan dan instalasi yang rendah. Glasswool tersedia dalam bentuk : Lembaran dan Roll. Adapun keunggulan dari bahan insulasi ini adalah: memiliki daya konduksi yang rendah, sehingga menyulitkan panas dari luar bangunan untuk melalui media ini; tidak mudah terbakar, berkarat dan berjamur, memiliki daya fleksibilitas yang baik serta bebas perawatan.PolyesterPolyester merupakan substansi kimia sintetik yang dapat juga diolah menjadi bahan insulator atap. Polyester merupakan material yang memiliki umur cukup panjang (dapat bertahan hingga 50 tahun), namun tidak tahan terhadap api (mudah terbakar). Adapun polyester memiliki karakteristik sebagai berikut: ramah lingkungan, ringan,tidak beracun dan berbau, no-irritant dan non-allergenic, instalasi yang cukup mudah, serta tahan lama.Aluminium FoilAlumunium foil juga dapat didesain khusus dengan fungsi melindungi bangunan dari cuaca buruk, panas dan suara dari luar bangunan secara efektif dan efisien, karena memiliki kemampuan memantulkan sinar ultraviolet sampai dengan 97% dan mampu meredam suara dari luar.Karakteristik dari Aluminium Foil ini adalah selain mampu meredam suara dan panas, bebas serat atau fiber, mengatur kelembaban udara didalam ruang sehingga udara didalam terasa lebih sejuk, tidak mudah robek, hemat energi dan sangat mudah pemasangannya serta berkualitas tinggi. Jenis insulasi ini berbentuk lembaran dengan ketebalan bervariasi antara 3 hingga 8 mm.Bubble FoilFoil Bubble Insulation adalah jenis insulator dari bahan aluminium foil yang banyak dijumpai pada umumnya untuk rumah tinggal, bangunan pabrik serta fungsi lainnya. Bubble foil dinilai cukup efektif dalam menghalau panas, juga didesign khusus sehingga juga berfungsi melindungi rumah dari cuaca buruk, menghalangi panas secara efektif dan efisien, karena memiliki kemampuan memantulkan sinar ultra violet sampai dengan 97% sehingga menjaga ruang tetap nyaman pada berbagai cuaca.Foil Bubble Insulation diproduksi dari material bubble yang menggunakan lapisan aluminium foil berkualitas tinggi sehingga kuat, bersih dan mudah digunakan serta tidak mudah sobek. Karakteristik dari bubble foil insulation ini adalah:- Memiliki daya pantul 97% panas matahari- Sangat ringan dan fleksibel- Non Toxic ( tidak beracun )- Kuat, tahan robek, dan tidak mudah bocor-Tahan air dan tidak menyebarkan apiPolyurethane FoamPolyurethane foam merupakan bahan Insulasi peredam panas yang paling efektif, terutama pada bangunan rumah dengan kondisi atap yang cukup sulit diberikan insulasi berbentuk lembaran. Polyurethane foam memiliki daya lekat yang sangat baik terhadap berbagai bahan seperti:Metal, Seng, Kayu, Beton, Fiber glass, dll. Itulah sebabnya, Polyurethane foam yang berbentuk serbuk dan dipasang dalam wujud spray dapat menjangkau pada posisi yang sulit sekalipun pada bagian atap rumah. Namun, karena bentuknya yang relatif terdiri dari partikel-partikel kecil yang cukup rentan bagi anak-anak, Polyurethane Spray Foam lebih cocok untuk menjadi peredam panas pada bangunan publik yang tertutup bagian atapnya, seperti gedung perkantoran, hotel, rumah sakit, shopping center, gudang, pabrik, dan fasilitas umum lainnya.

Glasswool, Polyester, Aluminium Foil, Bubble Foil dan Polyurethane FoamSistem pemasangan material dan bahan insulasi pada atap bangunan membutuhkan ketepatan pada sambungan dan pemasangan bahan-bahan. Hal ini berkaitan dengan keberhasilan dan tingkat efektifitas sistem insulasi untuk menjaga kualitas termal dalam rumah tersebut. Lapisan insulasi panas yang kurang rapat pada pemasangan akan menurunkan kualitas performa dari proses insulasi bangunan. Namun secara umum, penggunaan teknologi insulasi pada atap bangunan ini dapan meningkatkan kualitas termal ruangan dalam bangunan, dimana suhu udara di dalam bangunan dapat dipertahankan lebih lama, sehingga penggunaan listrik untuk pengkondisian udara dapat diminimalkan. Selain menggunakan material dengan insulasi tinggi perlu juga dilakukan perhitungan beban panas pada atap bangunan. Berikut perhitungan beban panas dari luar pada atap, yaitu:Q = U x A x Te (W)(ASHRAE, 116)Dimana:Q = Laju aliran kalor (W)U = Koefisien perindahan panas total (Btu/ ft2. hr. oF)A = Luas atap diihat dari gambar arsitektur (ft2)Te = Perbedaan temperature ekuivalen (oF)

Sumber:Evans, M (1980). Housing Climates and Comfort. London: Architectural Press.http://tyasfeenabil.blogspot.com/2012/02/kenyamanan-thermal.htmlhttp://elib.unikom.ac.id/files/disk1/385/jbptunikompp-gdl-yeffryhand-19234-14-bab14.pdfhttp://herusu71.blogspot.com/2008_11_01_archive.htmlhttp://www.academia.edu/7737355/Temu_Muka_14_Dasar_Perhitungan_Beban_Pendinginanpenulis: Vincent Heryanto. http://www.membangunbersama.com/sistem-insulasi-pada-pemasangan-atap-rumah-framing