SISTEM TATA UDARA DOMESTIK BANGUNAN GEDUNG
A. KONSEP DASAR DAN PRINSIP OPERASI SISTEM TATA UDARA DOMESTIK
Istilah tata udara biasanya dihubungkan dengan penyejukan dan pengurangan kelembapan dalam udara tertutup untuk kenyaman termal. Pengertian yang lebih luas, istilah tata udara ini dapat dinyatakan dalam bentuk pendinginan, pemanasan, ventilasi dan penyegaran yang merubah udara ke dalam kondisi ini.
1. Sistem Tata Udara
Tata udara (air conditioning) dapat didefinisikan sebagai pengontrolan secara simultan semua faktor yang dapat berpengaruh terhadap kondisi fisik dan kimiawi udara dalam struktur tertentu. Udara atmosfir merupakan substansi kerja dalam kegiatan tata udara. Unsur-unsur perting dalam substansi kerja tersebut adalah suhu udara, kelembapan udara, pergerakan udara, distribusi udara dan polutan udara. Di mana sebagian besar dari faktor tersebut di atas dapat berpengaruh terhadap kesehatan tubuh dan kenyamanan.
Udara yang telah dikondisi secara tepat dapat hanya merupakan salah satu atau kombinasi dari berbagai pengaturan faktor-faktor di atas. Sebagai contoh: hanya proses pendinginan atau proses pemanasan saja, atau hanya proses sirkulasi udara saja dengan mengunakan fan atau hanya proses penambahan/pengurangan kelembapan udara, atau proses pemurnian (penyaringan) udara agar bebas dari polutan udara atau bahkan kombinasi dari berbagai proses tata udara seperti yang diuraikan di atas.
Dalam sistem tata udara, semua faktor yang berkaitan dengan komposisi udara menjadi pertimbangan utama. Pengontrolan suhu merupakan suatu keniscayaan yang tak dapat dihindari lagi. Debu, kotoran, asap rokok, dan bau tak sedap harus dapat dieliminasi atau dikurangi hingga mencapai titik aman dan nyaman bagi manusia atau produk lainnya.
Pengontrolan jumlah kandunagn uap air atau tingkat kelembapan udara ruang, merupakan satu hal yang sangat penting karena hal tersebut langsung berkaitan dengan kenyamanan hunian atau dalam proses produksi di industri.
Udara yang terlalu kering, akan berakibat langsung pada dehidrasi,yaitu hilangnya sebagian besar cairan tubuh manusia, kulit menjadi kering dan bersisik. Di samping itu juga dapat merusak material lain seperti sayuran dan buah-buahan. Sedang udara yang terlalu basah, akan menyebabkan kurang nyaman, tidak bagus untuk kesehatan. Pada industri manufaktur tertentu, diperlukan ruang yang sangat bersih, bebas polutan dengan mengontrol secara cermat suhu, kelembapan dan polutan udara. Aktivitas ini lazim disebut sebagai ruang bersih atau clean room.
Pendingin udara adalah suatu perangkat, sistem atau mekanisme yang dirancang untuk menarik panas dari suatu ruangan, menggunakan siklus refrigerasi, tetapi kadang kadang evaporasi, umumnya untuk kenyamanan dalam gedung atau moda transportasi. Ventilasi secara sederhana dapat diartikan sebagai perputaran udara secara bebas di dalam suatu ruangan.
a. Ventilasi pasif adalah ventilasi yang didapat dari alam, caranya dengan membuat lubang angin atau jendela pada sisi dinding yang berhadapan serta sejajar dengan arah angin lokal. Luas lubang angin atau jendela diusahakan sebanding dengan persyaratan dan dan fasilitas ruang (10% dari ruang bersangkutan). Bila menggunakan ventilasi pasif seperti ini sebaiknya rak tidak ditempatkan dekat jendela demi keamanan koleksi dan terhindar dari matahari langsung.
b. Ventilasi aktif adalah ventilasi yang menggunakan sistem penghawaan buatan yaitu menggunakan AC karena temperatur dan kelembapan ruang perpustakaan yang stabil maka dapat menjaga keawetan koleksi dan peralatan tertentu seperti koleksi langka, pandang dengar dan komputer.
2. Sejarah Tata Udara
Sistem tata udara diketahui telah diterapkan pada Roma jaman dahulu, di mana air dialirkan melalui tembok-tembok dari rumah-rumah tertentu untuk mendinginkannya. Dengan teknik yang hampir sama di wilayah Persia telah dilakukan pendinginan gedung pada musim panas dengan menggunakan bak air terbuka dan luas ditaman (bukan tangki di bawah tanah).
Menara angin mempunyai jendela-jendela untuk menangkap angin dan saluran angin untuk mengarahkan aliran udara turun ke bawah masuk gedung melewati bak air terbuka. Air di bak terbuka ini menguap dan mendinginkan udara yang masuk ke dalam gedung.
Tahun 1820 seorang ilmuwan Inggris dan peneliti yang bernama Michael Faraday, menemukan bahwa bahan amoniak, bila ditekan dan dijadikan cair akan mudah menguap dan mendinginkan udara. Tahun 1842, di wilayah Florida Amerika, seorang Dokter bernama Dr. John Gorrie, menggunakan teknologi kompresor untuk menciptakan es, yang ia gunakan untuk mendinginkan ruangan pasiennya di Rumah Sakit di Apalachicola, Florida. Dia berharap bahwa mesin pembuat esnya dapat mengatur suhu dari gedung-gedung. Dia juga mempunyai visi adanya tata udara terpusat yang dapat mendinginkan keseluruhan kota. Gorrie mendapatkan hak paten pada tahun 1851 untuk mesin pembuat esnya. Harapan untuk mengembangkan mesin pembuat esnya punah begitu pemberi dananya meninggal dan ahirnya ia tidak berhasil mendapatkan uang yang dibutuhkannya untuk mengembangkan mesinnya itu. Menurut penulis biografinya, Vivian M. Sherlock, Dr Gorrie menyalahkan "Raja Es", Fredrik Tudor, atas kegagalannya karena mencurigai bahwa dia telah meluncurkan suatu kampanye jelek terhadap penemuannya ini. Dalam keadaan putus asa Dr Gorrie meninggal tahun 1855 dan gagasan untuk tata udara lenyap selama 50 tahun.
Tata udara modern muncul dari kemajuan dalam ilmu kimia pada akhir abad ke 19, dan tata udara listrik secara besar-besaran pertama-tama ditemukan dan digunakan dalam tahun 1902 oleh Wilis Haviland Carrier.
Aplikasi tata udara, pertama-tama adalah untuk industri dari pada untuk kenyamanan pribadi. Carrier merancang untuk mengembangkan pengaturan proses produksi di pabrik percetakan. Penemuannya bukan saja untuk mengatur suhu, tetapi juga kelembapan udara. Panas dan kelembapan yang rendah adalah untuk membantu mempertahankan ukuran kertas dan tinta yang digunakan dalam pencetakan kertas ini. Kemudian teknologi Carrier diterapkan untuk meningkatkan produktivitas di tempat kerja ini dengan mengkondisikan ruangan kerja. Perusahaan Carrier di Amerika ini terbentuk untuk memenuhi permintaan yang meningkat dengan tajam. Dari waktu ke waktu, tata udara diperluas dan digunakan untuk kenyamanan rumah dan kendaraan. Penjualan ke rumah tangga meningkat dengan luar biasa pada tahun 1950-an.
Tahun 1906, Suart W. Cramer dari Charlotte, Carolina Utara, Amerika Serikat, mencari jalan untuk menambah kelembapan kepada udara dalam pabrik tekstilnya. Cramer menggunakan pertama istilah "tata udara" dan dimuat dalam suatu hak paten pada tahun tersebut yang menyebutkan sebagai analog "mengkondisi air" dalam membuat proses membuat tekstil lebih mudah. Dia mengabungkan kelembapan dengan ventilasi untuk "mengkondisikan" dan merubah udara di pabrik. Willis Carrier mengadopsi istilah tersebut dan memasukkannya dalam nama peusahaannya. Penguapan dari air diudara untuk memperoleh efek pendinginan, dikenal sebagai pendinginan secara penguapan (evaporative cooling).
Peralatan tata udara dan refrigerasi pertama menggunakan gas beracun dan mudah terbakar, seperti gas Amoniak, Metil klorida dan propan, yang memungkinkan terjadi kecelakaan yang fatal bila gas tersebut bocor keluar.
Thomas Midgley Jr. Menemukan gas kloroflorokarbon (chlorofluorocarbon) pertama dikenal dengan nama Freon, pada tahun 1928. Refrigeran ini lebih aman untuk manusia, tetapi kemudian diketahui bahwa refrigerant tersebut merusak lapisan Ozon dari atmosfir bumi. "Freon" adalah nama dagang dari Dupont untuk semua refrigeran Chlorofluorocarbon (CFC), Hydrogenated CFC (HCFC) atau Hydrofluorocarbon (HFC), setiap nama tersebut termasuk nomor yang menyatakan komposisi molekularnya (R- 11, R-12, R-22, R 134). Refrigeran yang banyak dipakai untuk memperoleh pendingin nyaman dengan ekspansi langsung adalah suatu gas GCFC dikenal sebagai R-22. Bagi negara maju refrigeran ini akan dilarang untuk dipergunakan pada peralatan baru pada tahun 2010 dan R-22 tidak akan diproduksi lagi pada tahun 2020. Negara berkembang seperti Indonesia akan dilarang total pada tahun 1930. R-11 dan R-12 sudah tidak diproduksi lagi di seluruh dunia kecuali di India dan negara ini akan segera menghentikannya.
Refrigran lain yang juga dipakai adalah R-410A, dikenal dengan nama dagang "Puron". HC atau HidroCarbon adalah refrigeran dengan Ozon Deplation Potential = 0 Dan Global Warming Potential yang sangat kecil.
Inovasi dalam teknologi tata udara terus berlanjut, dengan penekanan pada efisiensi energi dan meningkatkan mutu udara di ruangan. Sebagai alternatif terhadap refrigeran pemanasan global tinggi, maka telah diusulkan pemakaian R-134a untuk kendaraan, R-410a untuk tata udara dan alternatif dari alam seperti CO2 (R-744).
3. Tujuan Tata Udara
Tujuan pengkondisian udara adalah untuk mendapatkan kenyamanan bagi penghuni yang berada di dalam ruangan. Jika seseorang berada di dalam suatu ruangan tertutup untuk jangka waktu yang lama, maka pada suatu ketika ia akan merasa kurang nyaman, begitu juga jika kita berada pada ruang terbuka pada siang hari dengan sinar matahari mengenai tubuh kita akan terasa kurang nyaman. Hal ini diakibatkan dua hal utama yakni temperatur (suhu) dan kelembapan (humidity) udara tersebut tidak sesuai dengan yang dibutuhkan oleh tubuh. Kondisi udara yang dirasakan nyaman oleh tubuh manusia adalah berkisar antara suhu dan kelembapan : 20°C hingga 26°C, 45% hingga 55% dan Kecepatan udara : 0.25 m/s
Fungsi dari sistem tata udara/ air conditioning adalah:
a. Mengatur suhu udara.
b. Mengatur sirkulasi udara.
c. Mengatur kelembapan (humidity) udara.
d. Mengatur kebersihan udara.
Maka dari itu, secara umum sistem tata udara berfungsi mempertahankan kondisi udara baik suhu maupun kelembapan agar udara terasa lebih nyaman. Dalam mengatur sistem tata udara ini umumnya digunakan alat bantu yang berupa AC (Air Condition). Di iklim tropis seperti di Indonesia maka pentaan udara lebih besar ke arah pendingin ruangan. Bila di iklim subtropis maka penataan ruangan perlu pendingin ruangan di musim panas, dan penghangat ruangan di musim dingin.
Sumber :
Erfan Nugroho, R., & Suryaningrum. (2018). Sistem Utilitas Bangunan Gedung. Yogyakarta: Andi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar