SISTEM PENGHAWAAN BUATAN / AIR CONDITIONING PADA BANGUNAN

Kuliah : 06

AR-3221: UTILITAS BANGUNAN

SISTIM  PENGHAWAAN  

PADA  BANGUNAN  

VENTILASI  

AIR  CONDITIONING    (AC)  

VENTILASI  ALAMI  -­‐  Angin  -­‐  termal  

VENTILASI  BUATAN  

VENTILASI  ALAMI  Ajustable  

VENTILASI  ALAMI  Non  Ajustable  

Kenyamanan  Thermal  Bangunan  •  Menurut  Nielsen  (2002),  4  faktor  membuat  kenyamanan  thermal:  Ø Temperature  (16-­‐30˚C)  

Ø Humidity  (kurang  dari  20%)  

Ø RadiaWon    Ø Air  movement  (0,1  –  2  m/s)  

•  Instalasi  pengkondisian  udara  di  dalam  bangunan  adalah  sistem  penghawaan  yang  menggunakan  alat  atau  mesin  pendingin  untuk  membantu  pengaturan  temperatur,  angin,  kelebaban,  radiasi  matahari,  dan  sebagainya  didalam  ruangan  guna  mencapai  Wngkat  kenyamanan  termal  bagi  pemakai  ruangan.    

•   Pengkondisian  udara  juga  dapat  disebut  sebagai  instalasi  tata  udara  à  air  codi(oning  (AC)    

PERANCANGAN  AC  •  Hal-­‐hal   yang   perlu   diketahui  da l am   perancangan   AC  adalah:    1.  Mesin  atau  alat  yang  

membutuhkan  ruang.  2.  Jaringan  duc(ng  dan  pipa  

(verWkal  maupun  horisontal).    

3.  Outlet  dan  inlet:  diffuser,  air  return,  dll.  

4.  Sistem  pendingin:  udara,  air.    

PERANCANGAN  AC  

•  Ruang  yang  diperlukan  untuk  pengkondisian  udara:    – Ruang  untuk  mesin  (chiller,  AHU,  cooling  tower)  – Ruang  untuk  sirkulasi  udara  dingin  – Ruang  untuk  sirkulasi  udara  panas  – Ruang  untuk  sirkulasi  udara  segar/  luar    

SISTEM  AC  PADA  BANGUNAN  

1.  Sistem  AC  Window  (  Window  Unit)    2.  Sistem  AC  Split  (Split  System)  3.  Sistem  AC  Paket  (Package  Unit  System)  4.  Sistem  AC  Sentral  (Central  System)    

Sistem  AC  Window  (Window  Unit  )    •  Adalah  sistem  AC  yang  terpadu,  semua  

bagian,  elemen  ataupun  komponen  ada  dalam  satu  kesatuan  yang  Wdak  dipisah-­‐pisah.    

•  Berbentuk  satu  unit  yang  dapat  dipasang  dimana  saja,  satu  sisi  menghadap  keluar  dan  satu  sisi  menghadap  kedalam  ruangan.    

•  Unit  AC  ini  dalam  operasionalnya  Wnggal  diberikan  daya  listrik  langsung  bekerja.     AC  WINDOW  

Outdoor  (luar)  

Indoor  (dalam)  

drainase  

Keuntungan  pemakaian  sistem  AC  Window    

•  Dapat  dioperasikan  sendiri  tanpa  terganggu  lainnya,  serta  bila  banyak  jumlahnya  masing-­‐masing  dapat  dioperasikan  sendiri-­‐sendiri.  

•  Pemeliharaan  (maintenance)  dan  reparasi  bila  ada  kerusakan  Wdak  saling  mengganggu.  

•  Dapat  dipindahkan  kemana  saja  •  Penambahan  dan  pengurangan  ruang  Wdak  

ada  masalah  dengan  AC  Window  Unit  (bila  ruangan  di  perbesar  maka  jumlah  AC  ditambah,  demikian  sebaliknya).    

•  Harga  relaWf  murah  dibandingkan  sisWm  AC  lainnya  

Kerugian  pemakaian  sistem  AC  Window    •  Letak  AC  harus  berada  pada  dinding  

luar  bangunan  (hal  ini  bila  Wdak  tepat  meletakkannya  dapat  mengganggu  tampak  bangunan),  dan  ruang  yang  posisinya  ditengah  Wdak  dapat  dipasanginya.  

•  Pada  AC  ini  selalu  ada  pengembunan,  maka  saluran  drainase,  harus  dipikirkan  penyalurannya.  

•  Suara  yang  diWmbulkan  bila  AC  bekerja  cukup  berisik.  (suara  dari  compressor)  

•  Ada  getaran  pada  dinding  tempat  AC  diletakkan.    

Letak  AC  Window  dan  sirkulasi  udara  dingin    

Area  paling  dingin  

AC  WINDOW   Besi  siku  

AC  Window  

Potongan  

Denah  

Perletakan  AC  pada  

kusen  pintu,  jendela  

Perawatan  AC  Window  :  1.  Lindungi  AC  dari  debu,  hujan.  2.  Lindungi  ruangan  AC  dari  asap,bau  Wdak  sedap  dan  juga  

ruangan  Wdak  terlalu  panas.  3.  Agar   AC   Wdak   bekerja   berlebihan,   dengan   mencegah  

udara   luar   terlalu   banyak   masuk   ke   ruangan   yang   ber  AC.  

4.  Bersihkan  kisi-­‐kisi  venWlasi  Evaporator  dari  kotoran  debu  minimal  3  kali  dalam  satu  tahun.  

5.  Lakukan  perawatan  AC  sesering  mungkin,  agar  AC  dapat  berfungsi  baik  dan  awet.  

6.  Perbaiki   langsung   bila   ada   bagian   AC   yang   mengalami  kerusakan   supaya   dapat   dicegah   kerusakan   yang   lebih  parah.  

7.  Jangan   biarkan   AC   bekerja   terus   menerus,   kalau   Wdak  digunakan  segera  dimaWkan.  

Sistem  AC  Split  (Split  System  )    •  Secara   prinsip   sama   dengan   sistem   AC  

Window,   perbedaannya   yaitu   kalau   AC  Window  merupakan   satu   kesatuan   sedangkan  AC   Split   seluruh   bagian/   komponen   dibagi  menjadi  2  bagian.    Ø Satu   bagian   AC   Split   merupakan   gabungan  fungsi  evaporator  blower  dan  katup  ekspansi,  dan   control  unit,  merupakan  bagian  AC  yang  akan  diletakkan  pada  interior  bangunan,  yang  dalam  bahasa  lapangan  disebut  “Fancoil  Unit”  atau  “Indoor  Unit”.    

Ø Sedangkan   untuk   bagian   lainnya   yaitu  gabungan   fungsi   kompresor,   kondensor,  condenser   b lower   dan   refr igerator ,  merupakan  bagian  yang  disebut  “Condensing  Unit”  atau  “Outdoor  Unit”.    

Sistem  AC  Split  (Split  System  )  •  Fancoil   Unit   (FCU)   dan   Condensing   Unit   (CU)  

merupakan   2   unit   bagian   AC   Split   yang  terpisah.    Ø Untuk  menghubungkan  dari  masing-­‐masing  menggunakan   pipa   yang   diberi   isolasi  panas   dan   bersifat   flexibel   (biasanya  dipergunakan   pipa   karet),   pipa   ini   disebut  flexible  pipe  insulated.  

Ø Selain   menghubungkan   flexible   pipe,   bisa  juga   memakai     duct   (pipa   kotak   yang  terbuat   dari   seng,   baja   yang   dilapis   glass  wool  dan  aluminium  foil)  

 •  Jarak   atau   panjang   pipa   penghubung   antara  

FCU  dan  CU  makin  pendek  makin  baik,  karena  akan   mengurangi   heat   lost,   maksimum   yang  dapat   dipakai   sebagai   patokan   adalah   12   m.  Lebih  dari   12  m  akan  ada  panas/  dingin   yang  hilang.    

Jenis  Fancoil  Unit    (FCU)  •  Untuk   indoor   unit   (FCU)   yang   dipakai   di  bangunan-­‐bangunan  ada  3  jenis,  yaitu:    Ø Wall   Type:   Tipe   FCU   yang   dipasang   pada  dinding  bangunan.    

Ø CasseEe  Type:  Tipe  FCU  yang  dipasang  pada  langit-­‐langit  menghadap  ke  bawah.    

Ø Column   Type:   Tipe   FCU   yang   dipasang   pada  kolom-­‐kolom  bangunan.    

Perletakan  FCU    

FCU  Ceiling  Types  (Cassete  Type)   FCU  Column  Types  

FCU  Wall  Types  

Condensing  Unit    (CU)  •  Condensing   Unit   (CU),   hanya   ada   satu   macam,   yaitu  

diletakkan  di  luar  bangunan.    •  Perletakan  CU  dapat  diletakkan  di  halaman,  teras,  balkon,  

atap  bangunan,  dan  lain-­‐lain.    •  CU  dalam  bekerja  harus  mudah  mendapatkan  udara  segar,  

sehingga  Wdak  boleh  diletakkan  di  tempat  yang  tertutup.    

50  

CU  

Perletakan  CU  dan  FCU  pada  bangunan    

FCU  

CU  

FCU  

CU  

FCU  

CU  

FCU  

CU  

FCU  

FCU  

FCU  

FCU  

FCU  

JENIS  AC  SPLIT  •  AC  Split  terbagi  atas  2  macam,  yaitu:    

Ø Single   Split,   yaitu   sistem   AC   Split   yang   condensing  unit-­‐nya  hanya  men-­‐supply  Fancoil  Unit  satu  saja.  

Ø Mul(   Split,   yaitu   sistem   AC   Split   yang   Condensing  Unit  (CU)  satu  buah  untuk  men-­‐supply  FCU  lebih  dari  satu  unit  (maksimum  4  FCU).    

SINGLE  SPLIT  

CU   FCU   CU  

FCU  1  

FCU  2  

FCU  3  

FCU  4  Maks  :  12  m²  

Maks  :  12  m²  

1  CU  untuk  maks  4  FCU  

•  Setelah  mengetahui  komponen-­‐komponen  atau  CU  dan  FCU,  persyaratan  perletakannya,  maka:  Ø  perancang/  arsitek  dapat  menyediakan  ruang  baik  untuk  alat  

maupun  ruang  untuk  pipa  lewat,  yang  tentunya  Wdak  mengurangi  nilai  visual  interior  atau  eksterior  bangunannya.    

FCU  

CU  

FCU  

CU  

FCU  

CU  

FCU  

CU  

FCU  

FCU  

FCU  

FCU  

FCU  

Kelebihan  Sistem  AC  Split  •  Satu  rangkaian  CU  dan  FCU  dapat  

dioperasikan  sendiri-­‐sendiri  tanpa  mengganggu  lainnya.  

•  Mudah  untuk  ditambah  dan  dikurangi  jumlah  unitnya.  

•  Dapat  dipindahkan.  •  Apabila  ada  unit  yang  rusak/  maW,  

unit  lainnya  masih  dapat  dioperasikan,  sehingga  kenyamanan  dalam  ruang  masih  dipenuhi  walaupun  berkurang  kualitasnya.  

•  Suara  dari  FCU  Wdak  berisik.    •  Dapat  dipasang  pada  ruangan  yang  

posisinya  ditengah  bangunan  

Kekurangan  Sistem  AC  Split    •  Perletakan  unit  outdoor  memerlukan  pemikiran  khusus.  

•  Jalur  pipa  flexible  harus  efisien  dan  rapih.  

•  Masih  ada  getaran  pada  dinding  walau  relaWf  kecil.    

•  Dibutuhkan  tenaga  terlaWh  untuk  memasang  dan  membongkar.  

•  Pemeliharaan  dan  perawatan  membutuhkan  peralatan  dan  ahli  khusus  

•  Harga  relaWf  mahal  

Sistem  AC  Paket  (Package  Unit  System  atau  Sistem  AC  Split  Duct)    

•  Secara   prinsip   sama   dengan   Split   System,  mempunyai   outdoor   unit   (yaitu   condensing  unit/   CU)   dan   indoor   unit   (yaitu   fancoil   unit/  FCU).    

•  Perbedaannya   adalah   pada   flexible   pipe  insulated   yang   diganW   dengan   pipa   besi  diisolasi,   serta   kalau   pada   split   system.   FCU  berfungsi   sebagai   penyemprot   udara  dikondisikan  (udara  dingin).    

Sistem  AC  Paket  (Package  Unit  System  atau  Sistem  AC  Split  Duct)  •  Didalam   sistem   ini   FCU   Wdak   sebagai  penyemprot   udara   dingin   tetapi   sebagai  penyalur   udara   dingin   ke   sistem   pipa   AC  (duc(ng)   diteruskan   ke   diffuser   (penyemprot  udara  dingin).    

•  Sistem  AC  ini  dipakai  untuk  ruang-­‐ruang  besar  seperW   aula,   ruang   sidang,   auditorium,  bioskop,  dan  lain-­‐lain.  

Diagram  sistem  AC  Paket  pada  denah  bangunan    

ducWng  

diffuser  

compresor  

refrigerator  

FCU  

Condensing  unit  (CU)  

Ruang  ber  AC   R.  Mesin  AC  

Diagram  sistem  AC  Paket  pada  potongan  bangunan    

ducWng  

diffuser  

compresor  refrigerator  

FCU  1   FCU  2   CU    

diffuser  

CU    

AC  Split  (di@njau  dari  konsumsi  energi)  1.  AC  SPLIT  NO  INVERTER    Pada  AC  Split   ini  kompresor  beroperasi  dengan  kapasitas  penuh   saat   switch   on.   Setelah   temperatur   ruangan  tercapai  maka  AC  akan  maW.  Begitu  tempe  ratur  naik   lagi  maka   AC   akan  menyala   kembali.   Dengan   demikian  maka  kompresor   menyala   lalu   maW,   menyala   lagi   dst,   hal   ini  menghabiskan   daya   listrik.   Pemakaian   energi   listriknya  boros.  

2.    AC  SPLIT  INVERTER     Pada   AC   Split   ini,   menggunakan   sensor   mikroprosesor  berbasis   inteligen   untuk   memantau   perubahan  temperatur   ruang.   Komperesor   bekerja   dikendalikan  sesuai   kebutuhan   temperatur   yang   diinginkan   (bukan  menyala   lalu  maW,dst).  Putaran  Kompresor  (revolusi  per  menit)   dikendalikan.   AC   jenis   ini   hemat   energi   (30%),  fluktuasi  temperatur  diminimalkan,  Wdak  berisik.  

Kelebihan  AC  Paket/AC  Split  Duct    •  Dalam  satu  ruangan  besar  bisa  ada  CU  dan  FCU  Wdak  satu  saja,  sehingga  bila  ada  unit  yang  rusak/  sengaja  dimaWkan,  kenyamanan  masih  didapat.  

•  Dapat  dipindahkan.  •  Dapat  ditambah  dan  dikurangi  jumlah  unitnya.  

•  Adanya  diffuser  yang  diletakkan  pada  langit-­‐langit  yang  sekalian  meratakan  pembagian  udara  dingin  dalam  ruangan.    

Kekurangan  AC  Paket  /AC  Split  Duct    –  Dibutuhkan  tempat  

peletakan  outdoor  unit.  –  Dibutuhkan  tempat  

peletakan  indoor  unit  (FCU).  

–  Adanya  duc(ng  AC  yang  membutuhkan  space  pada  bagian  atas  langit-­‐langit.  

Sistem  AC  Sentral  (Central  System)    •  AC   dengan   sistem   sentral   atau   AC   Sentral   ini  agak   berbeda   dengan   keWga   sistem   AC  terdahulu.    

•  Satu  sistem  AC  dipakai  untuk  seluruh  gedung.  Bila  ada  kerusakan  pada  mesin  atau  peralatan  AC   maka   prakWs   seluruh   bagian   bangunan  Wdak  ada  AC  (dimaWkan).  

•  AC   Sentral   ini   banyak   dipakai   pada   bangunan  Wnggi  (bangunan  berlantai  banyak).    

Sistem  AC  Sentral  (Central  System)  •  Mesin   AC   hanya   ada   satu   untuk   seluruh  bangunan.    

•  Untuk   bangunan   Wnggi   yang   lantainya   lebih  dari   20   lantai  maka  mesin  AC   nya   dapat   lebih  dari   satu.   Sebagai   contoh,  untuk  bangunan  50  lantai  maka  bila  memakai  satu  mesin  AC  maka  dibutuhkan   kapasitas   yang   sangat   besar   dan  investasinya  besar,  selain  kerugian  kalau  terjadi  masalah   pada   mesin   AC   maka   seluruh  bangunan  AC-­‐nya  maW.    

•  Untuk  mencegah   hal   tersebut   dipergunakan   2  buah   mesin   AC,   seWap   1   mesin   melayani   25  lantai.    

Sistem  AC  Sentral  (Central  System)  •  Satu  mesin  AC  untuk  melayani  jumlah  lantai  tertentu  tersebut  dinamakan  satu  zone.    

•  Dari  beberapa  kasus,  atau  contoh  yang  telah  dipakai  pada  bangunan  Wnggi,  satu  zone  melayani  20-­‐25  lantai.    

1  ZONA  

1  ZONA  

R.Mesin  AC  

R.Mesin  AC  

SISTIM  PENDINGIN  PADA  AC  SENTRAL  1.   MEDIA  PEMBAWA  DINGIN  :  AIR  (Chilled  Water)     Sistem   ini   air   dipakai   untuk   media   pembawa      dingin   (udara   diWupkan   melalui   media   air   ini  menjadi  udara  dingin/dikondisikan)    

2.  MEDIA   PEMBAWA   DINGIN   :   GAS/FREON   (AIR  COOLED)  

         Sistem  ini  Gas/Freon  dipakai  untuk  media  gas    ini,  menjadi  udara  dingin/dikondisikan.  

DIAGRAM  AC  SENTRAL  (Sistem  Chilled  Water)  

COOLING  TOWER  

air    panas  

air  Wdak  panas  air  panas  

COMPRESSOR  

KONDENSOR  

REFRIGERATOR  

KATUP  EKSPANSI  

EVAPORATOR  AHU  

air  panas  

COOLING  POND  

air  sangat  dingin  

air  sangat  dingin  

air  sejuk  

Udara  segar  

DUCTING  DIFFUSER  

RETURN  AIR  

air  sangat  dingin  

DIAGRAM  AC  SENTRAL  (Sistem  AIR  COOLED)  

gas  Wdak  panas  

gas  panas  

COMPRESSOR  

KONDENSOR  

REFRIGERATOR  

KATUP  EKSPANSI  

EVAPORATOR  AHU  

gas  sangat  dingin  

gas  

sejuk  

Udara  segar  

DUCTING  DIFFUSER  

RETURN  AIR  

gas  sangat  

dingin  

gas  sangat  dingin  

Ruang-­‐ruang  yang  dibutuhkan    •  Ruang   yang   harus   ada   untuk  kebutuhan   menaruh   peralatan   AC  Sentral   dengan   pendingin   air   adalah  seperW   dibawah   ini,   tetapi   untuk  pendingin  gas,  Wdak  dibutuhkan   ruang  cooling  tower  dan  water  reservoir.    1.  Ruang   chiller   (minimal   30,0  m²),   hanya   satu,   pada  

lantai  tertentu.  2.  Ruang  AHU  (minimal  8,0  m²)  ,  pada  seWap  lantai.  3.  Ruang   pompa   AC,   dekat   atau   jadi   satu   dengan  

ruang  chiller.  4.  Ruang   cooling   tower,   biasanya   diatap   bangunan,  

atau  dihalaman.  5.  Ruang  water  reservoir.  6.  Ruang  genset  AC.  7.  Ruang  shaM  AC  (lebar  minimal  50  cm).  8.  Ruang  duc(ng  (Wnggi  minimal  35  cm)  diatas  langit-­‐

langit.    

DAMPAK  PEMAKAIAN  AC  1.  Selain  menghasilkan  udara  dingin,  AC  mengeluarkan  energi  panas  

dan  energi  ini  ditampung  di  Lingkungan.                      Panas  mikro  2.  AC   mengkonsumsi   energi   cukup   besar,   didapatkan   dari  

pembakaran  bahan  bakar  fosil,  emisi  CO2.                              Efek  rumah  kaca  

3.  AC   sebagaian   besar   menggunakan   refrigeran   CFC/Freon,   dalam  operasionalnya,  diganW,  dibuang,  bocor,  dll.                Efek  rumah  kaca  dan  pemanasan  global.  

4.  Keracunan  CFC  (Chloro  Fluoro  Carbon)  5.  Menggangu  Kesehatan  Manusia  

a.  Penggunaan   Freon   berlebihan  menyebabkan   :   serangan   jantung,   tekanan  darah  Wnggi,dll.  

b.  Akibat   kelembaban   udara   terlalu   kering   :   kulit   menjadi   kering   mudah  terserang  penyakit  kulit.  

c.  Akibat   terbiasa   suhu   AC,   paru-­‐paru   seWap   saat   harus   menyelesaikan  kembali   bila   di   ruangan   yang   Wdak   ber   AC   akibatnya   paru-­‐paru   rentan  terhadap  penyakit.  

d.  Alergi  udara  dingin.  6.  AkWvitas  manusia  cenderung  malas  karena  terlalu  nyaman.    

PUSTAKA  •  Stein,   Benjamin   and   Reynolds,   John   S.   (2000),  Mechanical   and   Electrical   Equipment   for   Buildings:  9th  EdiWon,  Canada:  John  Wiley  &  Sons,  Inc.  

•  Parlour,   R.P.   (2000),   Building   Services,   A   Guide   to  Integrated   Design,   Engineering   for   Architect,   3rd  EdiWon,   Integral   Publishing,   Australia:   Pymble   NSW  2073    

•  Rush,  Richard  D.   (1986),  Building  System  Integra(on  Hand  Book,  New  York:  John  Wiley  and  Sons,  Inc.  

•  Nielsen,  Holger  Koch  (2002),  A  Design  Guide  for   the  Built   Environment   in   Hot   Climates,   London:   the  Cromwell  Press