1. Ruang lingkup     

1.2. Standar ini diperuntukkan bagi semua pihak yang terlibat dalam perancangan, pembangunan, pengoperasian dan pemeliharaan bangunan gedung untuk mencapai penggunaan energi yang effisien.

2.  Acuan

(1)  ASHRAE, Standard on Energy Conservation in New Building Design, 1980.

(2)  ASEAN-USAID, Building Energy Conservation Project, ASEAN = Lawrence  Berkeley

      Laboratory, 1992.

(3)  The Development & Building Control Division (PWD) Singapore : “Handbook on Energy

      Conservation in Buildings and Building Services”, 1992.

(4)  BOCA : International Energy Conservation Code, 2000.

3. Istilah dan definisi

Istilah dan definisi berikut berlaku untuk pemakaian standar ini.

3.1. Absorbtansi radiasi matahari

3.2. Beda temperatur ekuivalen (Equivalent Temperature Difference = TD_Ek )

3.3 Faktor radiasi matahari (Solar Factor = SF)

laju rata-rata setiap jam dari radiasi matahari pada selang waktu tertentu yang sampai pada suatu permukaan.

3.4. Fenestrasi

3.5. Koeffisien peneduh (Shading Coefficient = SC)

angka perbandingan antara perolehan kalor melalui fenestrasi, dengan atau tanpa peneduh, dengan perolehan kalor melalui kaca  biasa/bening setebal 3 mm tanpa peneduh yang ditempatkan pada fenestrasi yang sama.

3.6. Konservasi energi

upaya mengeffisienkan pemakaian energi untuk suatu kebutuhan agar pemborosan energi dapat dihindarkan.

3.7  Nilai perpindahan termal atap (Roof Thermal Transfer Value = RTTV)

3.8. Nilai perpindahan termal menyeluruh (Overall Thermal Transfer Value = OTTV)

3.9.  Selubung bangunan

elemen bangunan yang menyelubungi bangunan gedung, yaitu dinding dan atap tembus atau yang tidak tembus cahaya dimana sebagian besar energi termal berpindah melalui elemen tersebut.

sudut proyeksi dari sirip vertikal terhadap orientasi dinding di mana positip bila di sebelah kanan dinding dan negatip bila di sebelah kiri dinding.

3.11. Sudut bayangan vertikal

3.12. Transmitansi tampak

3.13. Transmitansi termal

4. Kriteria perancangan

4.1.      Persyaratan

4.2.      Dinding luar

4.2.1.1.   Nilai perpindahan termal menyeluruh atau OTTV untuk  setiap bidang dinding luar bangunan gedung dengan orientasi tertentu, harus dihitung melalui persamaan :

OTTV  = a.[(U_w x (1 – WWR)] x TD_Ek + (SC x WWR x SF) + (U_f x WWR x DT) ......(4.2.1.1)

 dimana :

OTTV = nilai perpindahan termal menyeluruh pada dinding luar yang memiliki arah atau orientasi tertentu (Watt/m²).

a          = absorbtansi radiasi matahari. [ tabel 4.2.2.(1) dan 4.2.2.(2) ].

U_w        = transmitansi termal dinding tak tembus cahaya (Watt/m².K).

WWR  = perbandingan luas jendela dengan luas seluruh dinding luar pada orientasi yang ditentukan.

 TD_Ek   = beda temperatur ekuivalen (K).(lihat tabel 8)

 SC      = koeffisien peneduh dari sistem fenestrasi.

 SF      = faktor radiasi matahari (W/m²).

 U_f        = transmitansi termal fenestrasi (W/m².K).

 DT       = beda temperatur perencanaan antara bagian luar dan bagian dalam (diambil 5K).

OTTV = ......….(4.2.1.2)

 dimana :

A_0i       = luas dinding pada bagian dinding luar i (m²). Luas ini termasuk semua permukaan dinding tak tembus cahaya dan luas permukaan jendela yang terdapat pada bagian dinding tersebut.

                                                                                                   ¹⁾  untuk bangunan nuklir.              

Tabel 4.2.2.(2)

Nilai absorbtansi radiasi matahari untuk cat permukaan dinding luar 

4.2.3.   Transmitansi termal (U)

 4.2.3.1. Untuk dinding tak tembus cahaya dan fenestrasi yang terdiri dari beberapa lapis komponen bangunan, maka besarnya U dihitung dengan rumus :

U =  ……... (4.2.3.1)

          Keterangan :

        Emisifitas tinggi adalah permukaan halus yang tidak mengkilap (non reflektif)

        Emisifitas rendah adalah permukaan dalam yang sangat reflektif, seperti alumunium foil. 

(2)     Resistansi termal bahan (R_K)

R_K  = ……………….….. (4.2.3.2.2)

          dimana :

          t           =  tebal bahan ( m ).

          k           =  nilai konduktifitas termal bahan ( Watt/m.K)

          Besarnya harga k untuk berbagai jenis bahan dapat dilihat pada tabel 4.2.3.2.(2).

Tabel 4.2.3.2.(2).- Nilai k bahan bangunan 

(3)      Resistansi termal rongga udara (R_RU)

         Nilainya ditunjukkan pada tabel 4.2.3.2.(3).

 Tabel 4.2.3.2.(3).  Nilai R lapisan rongga udara.

(4)     Resistansi termal lapisan udara permukaan (R_UP)

          Nilainya seperti ditunjukkan pada tabel 4.2.3.2.(1).

4.2.5.   Faktor rerata radiasi matahari

                                ^1). Berdasarkan data radiasi matahari di Jakarta.

Keterangan :

Rata-rata untuk seluruh orientasi SF = 147

U          = utara

TL        = timur laut

T          = timur

TG       = tenggara

S          = selatan

BD       = barat daya

B          = barat

BL        = barat laut

4.2.6.4.            Perhitungan koeffisien peneduh effektif.

(1).    Bila sebuah jendela dilindungi atau diteduhi sebagian oleh sarana peneduh luar, maka:

(a)     Bagian yang ekspos dari jendela, menerima radiasi total I_T .

(b)     Bagian yang diteduhi, menerima radiasi difus I_D

(2).    Perolehan panas radiasi matahari dinyatakan dalam persamaan berikut:

          H          = (A_EK x I_T ) + (A_S x I_D).

          H          = (A_EK x I_D) + (A_EK x I_L) + (A_S x I_D).

          H          = (A_EK x I_L ) + {(A_EK + A_S ) x I_D } ……    [ 4.2.6.4.b.(1) ]

          dimana :

          H           = perolehan panas radiasi matahari.

          A_EK = luas bagian jendela yang terekspos (exposed area).

          A_S  = luas bagian jendela yang terlindungi (shaded area).

          I_T    = radiasi total ( = I_D + I_L ).

          I_D    = radiasi difus.

          I_L    = radiasi langsung.

          A    = luas jendela ( = A_EK  + A_S ).

          Persamaan 4.2.6.4.2.b.(1), dapat ditulis menjadi :

          H    = (A_EK x I_L ) + (A x I_D )  …….………….[ 4.2.6.4.b.(2) ]

(3).    Untuk kaca bening dengan ketebalan 3 mm dan tidak terlindung, perolehan panas radiasi matahari adalah:

          H          = A x I_T      ……………………………….( 4.2.6.4.c )

(4).    Besarnya koeffisien peneduh tiap jam, dinyatakan dengan persamaan:

         SC =  ………….[ 4.2.6.4.d.(1) ]

         SC =

          SC = ,   atau

          SC =  …………..[ 4.2.6.4.d (2) ]

          dimana :

          G = , adalah fraksi luas bagian yang ekspos oleh radisi matahari langsung.

(5)     Nilai koeffisien peneduh (SC) dari suatu sarana peneduh untuk sehari penuh, harus dihitung dari perolehan panas radisi setiap jamnya, kemudian dijumlahkan untuk seluruh waktu 12 jam siang hari. Perolehan panas total ini kemudian dibagi dengan jumlah radiasi total I_T, yang melalui kaca bening tak terlindungi setebal 3 mm untuk seluruh jam siang hari yang sama; guna mendapatkan harga SC pada hari tersebut

(6)     Secara matematis, perhitungan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut :

          SC_HARI =   ………………………..…( 4.2.6.4.f )

(7)     Untuk menyederhanakan perhitungan, nilai SC suatu sarana peneduh untuk bulan-bulan tertentu dapat ditentukan berdasarkan data matahari yang berlaku pada hari-hari yang mewakili untuk bulan tersebut.

(8).    Dalam menentukan SC effektif dari suatu sarana peneduh, diperlukan untuk seluruh 12 bulan setahun.

(9).    Untuk tidak memakan waktu dan karena tingkat ketelitian bukanlah faktor yang sangat kritis, maka perhitungan SC cukup didasarkan atas bulan-bulan representatif dalam setahun, yakni bulan Maret, Juni, September dan Desember. Hari-hari representatif dari keempat bulan tersebut adalah tanggal : 21 Maret, 22 Juni. 23 September dan 22 Desember.

(10)   Secara matematis, koeffisien peneduh effektif suatu sarana peneduh dapat dinyatakan sebagai berikut :

SC_EF=  .....(4.2.6.4.j )

          dimana :

          = jumlah untuk bulan Maret.

          = jumlah untuk bulan Juni.

          = jumlah untuk bulan September.

          = jumlah untuk bulan Desember.

(1).    Fraksi luar bagian jendela yang ekspos oleh matahari, G, pada setiap waktu untuk suatu orientasi tertentu dapat ditentukan dengan geometri matahari.

(2).    Dengan mengetahui nilai SBV (Sudut Bayangan Vertikal) dan SBH (Sudut Bayangan Horisontal), nilai G untuk sirip horisontal, sirip vertikal dan pelindung matahari bentuk kotak segiempat dapat dihitung, dengan ketentuan sebagai berikut:

 q₁     = SBV (selalu positif). [ Gambar 4.2.6.5.(2).a ]

 q₂     = SBH (positif untuk arah kanan dinding, negatif untuk arah kiri dinding).    [ Gambar 4.2.6.5.(2).b ]

Gambar 4.2.6.5.(2).a. Sudut Bayangan Vertikal dan Horisontal

 j₁   =  sudut proyeksi dari sirip horisontal terhadap bidang horisontal (dianggap positif). [Gambar 4.2.6.5.(2).a ]

 j₂    =  sudut proyeksi sirip vertikal terhadap orientasi dinding (positip bila di sebelah   kanan dinding; negatip bila di sebelah kiri dinding).[Gambar 4.2.6.5.b.(2).b]

Gambar 4.2.6.5.b.(2).b.  Sudut proyeksi sirip horisontal dan vertikal

(3)     Sirip horisontal di atas jendela.

          Sirip horisontal di atas jendela seperti ditunjukkan pada gambar 4.2.6.5.(3).

Gambar 4.2.6.5.(3). Denah jendela serta lubang cahaya dengan sirip horisontal di atas jendela

A_S      = P.sin j₁ + P.Cos j₁.tan q₁. =  P.(sin j₁ + Cos j₁.tan q₁ )

A_EK    = A – A_S .

 = 1 - . (sin j₁ + cos j₁.tan q₁) , atau :

G₁     = 1 – R₁. (sin j₁ + cos j₁.tan q₁) …………….. (4.2.6.5.3)

dimana :

G₁     =  A_EK/A, dan       R₁ = P/A, untuk proyeksi horisontal.

Catatan  G₁ ³  0.

(4).    Sirip vertikal menerus

          Untuk sirip vertikal menerus dalam suatu deret seperti pada gambar 4.2.6.5.(4).

Gambar 4.2.6.5.(4)  Denah jendela serta lubang cahaya dengan sirip vertikal menerus

          A_S         = P.Cos j₂.tan q₂. - P.sin j₂  =  P.( Cos j₂.tan q₂  - sin j₂  )

           = 1 - .( Cos j₂.tan q₂  - sin j₂ ), atau :

          Catatan  G₂  ³  0

 (5).  Peneduh berbentuk Kotak

          Sarana peneduh berbentuk kotak segiempat dan sirip kombinasi vertikal dan horisontal  seperti ditunjukkan pada gambar 4.2.6.5.(5).

          G₁ = 1 – R₁. (sin j₁ + cos j₁.tan q₁)

          G₂ = 1 – R₂.tan q₂.

Gambar 4.2.6.5.(5).  Peneduh dengan sirip horisontal dan vertikal

 Karena G₁ dan G₂ bebas satu sama lainnya, maka efek kombinasi dari kedua komponen dapat dinyatakan sebagai berikut :

 G₃ = G₁ x G₂ ……….…………. (4.2.6.5.e)

 Catatan  G₃ ³ 0.

4.3.1.1. Nilai perpindahan termal dari penutup atap bangunan gedung dengan orientasi tertentu, harus dihitung melalui persamaan :

RTTV   = ........(4.3.1.1)

 dimana :

 RTTV    =  nilai perpindahan termal atap yang memiliki arah atau orientasi tertentu (Watt/m²).

a            = absorbtansi radiasi matahari. [ tabel 4-2.2.(1) dan 4-2.2.(2 )].

A_r           = luas atap yang tidak tembus cahaya (m²).

A_s           = luas skylight (m²).

A₀           = luas total atap = A_r + A_s (m²).

U_r           = transmitansi termal atap tak tembus cahaya ( Watt/m².K).

TD_Ek       = beda temperatur ekuivalen (K). (lihat tabel 4-3.3).

SC         = koeffisien peneduh dari sistem fenestrasi.

SF          = faktor radiasi matahari (W/m²).

U_s           = transmitansi termal fenestrasi (skylight) (W/m².K).

DT          = beda temperatur perencanaan antara bagian luar dan bagian dalam (diambil 5 K)

Bila digunakan lebih dari satu jenis bahan penutup atap, maka transmitansi termal rata-rata untuk seluruh luasan atap dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut :

U_r         =  ........……... (4.3.1.2)

dimana :

U_r           = transmitansi termal rata-rata atap (W/m².K).

U_r1, U_r2, U_rn = transmitansi termal dari berbagai bagian atap yang berbeda (W/m².K).

A_r1, A_r2, A_rn = luas dari berbagai jenis atap yang berlainan (m²).

Bila digunakan lebih dari satu jenis bahan penutup atap, maka berat atap rata-rata dapat dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut :

W_r          =  .....…..….....(4.3.1.3)

¹⁾              Atap genteng.

²⁾              Atap beton ringan.

³⁾              Atap beton ketebalan > 6 inci ( 15 cm )

Untuk menyederhanakan perhitungan nilai perpindahan termal atap , maka beda temperatur ekuivalen untuk berbagai penutup atap ditentukan sesuai tabel 4.3.3.

4.3.4.   Faktor radiasi matahari atap (SF)

Nilai faktor radiasi matahari untuk bidang horisontal yang dihitung antara jam 07.00 sampai dengan 18.00 adalah : SF = 316 Watt/m².