Perpindahan Panas 1.ppt

fisika bangunan semester 2 program studi arsitektur itn malang

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

PROSES PERPINDAHAN PANAS Ada beberapa cara panas dipindahkan dari luar ke dalam bangunan atau secara melingkar

RADIASI

KONVEKSI IHG KONDUKSI

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

KONDUKSI: PENGERTIAN: • Kecepatan perpindahan panas melalui dinding bangunan pada luas tertentu

KONDUKSI

TERGANTUNG: • Luas penampang yang tegak lurus aliran panas • Tebal benda atau panjang aliran panas • Perbedaan temperatur antara 2 titik yang diamati Karakteristik benda yang dinyatakan oleh ‘Konduktivitas Panas’ (k)

KONDUKSI

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

RUMUS:

Qc = A x U x ▲T dimana: o o o o

Qc A U ▲T

: kecepatan perpindahan panas (watt) : luas permukaan (m2) : harga transmitansi (W/m2ºC) : perbedaan temperatur luar & dalam(ºC)

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

KONVEKSI: PENGERTIAN: • Perpindahan panas dari permukaan suatu benda padat ke suatu fluida atau sebaliknya • Kehilangan panas melalui aliran udara • Dapat dipengaruhi oleh gerakan angin

TERGANTUNG: • Perbedaan temperatur • Laju pergerakan panas • Spesifikasi panas dari medium pembawa panas

KONVEKSI

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

RUMUS: Qv = 1300 x V x ▲T dimana : o Qc : kecepatan aliran panas ventilasi (watt) o 1300 : panas spsifik volumetrik udara (J/m3 ºC) o V : kecepatan ventilasi (m/detik) o ▲T : perpedaan temperatur (ºC)

v = N x Vol. Ruang/3600 dimana : o N : perubahan udara per jam o 3600 : jumlah detik per jam

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

RADIASI: PENGERTIAN: • Dapat melalui benda padat (atap) dan benda/bidang transparan (jendela kaca)

RADIASI

TERGANTUNG: • Temperatur permukaan yang melepas dan menerima panas • Kualitas pelepasan dan absorbsi panas

RADIASI

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

RUMUS:

Qs = A x I x  dimana : o A o I o 

: luas permukaan jendela (m2) : densitas aliran radiasi panas (watt/m2) : solar gain faktor dari kaca (tergantung pada kualitas kaca dan sudut datang sinar )

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

INTERNAL HEAT GAIN (pembangikt panas dari

dalam bangunan)

Dapat dihasilkan oleh : • Manusia – (pelaku aktivitas) • Penerangan – (lampu) • Mesin Listrik – (mesin cuci, strika dll) • Perkakas Gas

IHG

DERAJAT AKTIVITAS

PENGELUARAN PANAS (watt)

Istirahat

115

Pekerjaan sehari-hari

140

Berjalan perlahan

160

Pek. Manual ringan

235

Pek. Manual medium

265

Pek. Manual berat

440

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

CONTOH: Hitunglah pembangkit panas yang terjadi pada sebuah kantor dengan faktor sbb:

Jumlah orang Penerangan Luas lantai Tinggi ruang Temperatur luar Temperatur dalam Beban mesin kantor Kapasitas panas spesifik Masuknya pergantian udara

: 16 : 20 w/m2 : 80 m2 : 2.5 m : 30 ºC : 22 ºC : 400 W : 1012 j/KG : 0.5 /jam

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

CONTOH: Hitunglah pembangkit panas yang terjadi pada sebuah kantor dengan faktor sbb:

Jumlah orang Penerangan Luas lantai Tinggi ruang Temperatur luar Temperatur dalam Beban mesin kantor Kapasitas panas spesifik Masuknya pergantian udara

: 16 : 20 w/m2 : 80 m2 : 2.5 m : 30 ºC : 22 ºC : 400 W : 1012 j/KG : 0.5 /jam

PERPINDAHAN PANAS

pada BANGUNAN

JAWAB: Pembangkit Panas dari Dalam: Dari orang = 16 x 115 = 1840 watt Dari penerangan = 20 x 80 = 1600 watt Dari mesin = 400 watt Jumlah = 3840 watt Pembangkit Panas dari Luar: Panas yang dibangkitkan = massa x kapasitas panas spesifik x kenaikan temperatur Massa = vol. ruang x pergantian udara x densitas = 280 x 0.5 x 1.2 = 144 kg/jam = 0.04 kg/dt Panas yang dibangkitkan = 0.04 x 1012 x (30 – 22) = 323.84 watt

THERMAL PROPERTIES (sifat bahan) yang menentukan cara material menyerap dan mengalihkan panas al : • KONDUKTIVITAS. • KAPASITAS THERMAL

• ABSORPTIVITAS

THERMAL PROPERTIES (sifat bahan) • KONDUKTIVITAS / HANTARAN JENIS ( CONDUCTIVITY, k )

Bilangan yang menunjukkaan besar panas (watt) yang mengalir melalui bahan setebal 1 m seluas 1m2 dengan perbedaan suhu antara dua sisi permukaan 1 degC.

• SATUAN Wm/m2degC

W/m degC

• KONDUKTAN (CONDUCTANCE, C) Konduktivitas bahan dengan tebal tertentu C = k/b ( b = tebal bahan)

• SATUAN Wm/m2degC/m = W/m2degC

THERMAL PROPERTIES (sifat bahan) • RESISTIVITAS/ TAHANAN JENIS ( RESISCTIVITY, R ) Kebalikan dari Konduktivitas R = 1/k

SATUAN mdegC/W

• RESISTAN (RESISCTANCE, R) Kebalikan dari Konduktan = b/k

SATUAN m2degCW

THERMAL PROPERTIES (sifat bahan) • RESISTAN BENDA BERLAPIS Resistan dari benda berlapis = jumlah dari resistan masing2 benda tersebut Rb = R1 + R2 + R3 Jika R = b/k Maka Rb = b1/k1 + b2/k2 + b3/k3

• KONDUKTAN ( Cb) Cb = 1/Rb 1/(b1/k1 + b2/k2 + b3/k3)

THERMAL PROPERTIES (sifat bahan) • BENDA BERLAPIS

f1

f0

THERMAL PROPERTIES (sifat bahan) • KONDUKTAN PERMUKAAN ( f ) o Konduktan permukaan mempengaruhi perpindahan panas o nilainya tergantung dari kondisi permukaan Konduktan lapisan udara tipis antara udara dengan permukaan bahan (f)

• RESISTAN PERMUKAAN Kebalikan dari konduktan permukaan = 1/f

THERMAL PROPERTIES (sifat bahan) • RESISTAN PERMUKAAN BENDA BERLAPIS Ra = 1/f1 + Rb + 1/f0 f1 = resistan permukaan dalam Rb = resistan benda f0 = resistan permukaan luar

• TRANSMITAN U value Kebalikan nya U = 1/Ra

THERMAL PROPERTIES (sifat bahan) • ABSORPSI PENYERAPAN Kemampuan benda menyrap radiasi matahari

• Bilangan Serap () Menunjukkan berapa radiasi yang datang diserap

CONTOH () = 0,7 0,7 radiasi diserap 0,3 dipantulkan

THERMAL PROPERTIES (sifat bahan) CONTOH: Elemen dinding terdiri dari: Lapisan plester luar Batu bata Lapisan plester dalam Konduktivitas plester Konduktivitas batu bata Konduktan perm dalam (f1) Konduktan perm luar (f0)

: 1,5 cm : 12 cm : 1,5 cm : 0,9 Wm/m2degC : 1,2 Wm/m2degC : 8,12 W/m2degC : 18,9 W/m2degC

Hitunglah TRANSMITAN dinding

terima kasih