NAMA: RAYNALD ANDHIKANRP: 22414007BEBAN PANAS Beban panas adalah jumlah energi yang diperlukan untuk ditambahkan atau dihapus dari ruang oleh sistem HVAC (Heating, Ventilating, and Air Conditioning) untuk menjaga penghuni nyaman. Pengkuran alat HVAC yang tepat membutuhkan pemahaman pemanasan dan pendinginan beban dalam ruang.High performance buildings berusaha untuk mengurangi beban tersebut sebanyak mungkin, atau memenuhi beban ini se-efisien mungkin.

Programming bangunan menentukan apakah beban internal atau eksternal yang mendominasi.

Dengan memahami beban panas bangunan dan penggunaannya yang dimaksudkan, kita dapat lebih efektif menggunakan energi dari matahari dan angin untuk dengan pasif memanaskan, menyejukkan dan menyediakan ventilasi di bangunan, menerangi bangunan, dan mendesain dengan efisien sistem HVAC. Desainer bahkan dapat menghasilkan energi di tempat dengan menggunakan sumber daya yang seharusnya dapat menjadi beban termal yang akan menuntut energi.Beban Panas EksternalBeban panas eksternal berasal dari perpindahan panas melalui selubung bangunan dari matahari, bumi, dan lingkungan luar (dan cuaca). Selubung bangunan termasuk dinding, atap, lantai, jendela, dan setiap permukaan lain yang memisahkan dalam dan luar. Mereka kadang-kadang juga disebut beban selubung, beban kain, beban kulit, atau eksternal keuntungan / kerugian. Beban ini termasuk energi tertanam dalam kelembaban udaraBeberapa cara umum dimana panas mengalir ke dalam atau keluar dari bangunan adalah: Konduksi panas masuk atau keluar dari selubung bangunan ke udara atau halaman luar. Cahaya matahari (energi radiasi) masuk melalui bukaan dan memanaskan interior atau menyimpan energi pada massa termal (penerimaan panas langsung) Cahaya matahari memanasi permukaan eksterior bangunan (penerimaan panas tidak langsung) Hilangnya udara di dalam bangunan keluar atau sebaliknya melalui kebocoran dan peresapan Udara yang sengaja dimasukkan ke gedung untuk memberikan udara segar / ventilasi atau dibuang dari suatu sumberPemilihan material, desain selubung, dan penyegelan selubung secara signifikan mempengaruhi jumlah energi panas melalui konduksi dan konveksi yang masuk dan keluar dari selubung bangunan. Tingkatan dari masing-masing cara tersebut berdampak pada beban bangunan dan kenyamanan penghuni juga tergantung pada perbedaan suhu dan kelembaban antara ruang dalam dan ruang luar, yang semuanya dapat terus berubah bergantung dengan musim dan waktu.Memahami energi panas yang diperoleh dan hilang dalam desain adalah langkah pertama penting menuju keberhasilan strategi desain pengendalian termal pasif. Ketika itu panas dan cerah, dapat menjadi sangat penting untuk mengurangi beban dari radiasi matahari dengan menggunakan shading yang dirancang dengan baik dan jendela dengan pemasukkan panas matahari yang rendah. Di sisi lain, pada iklim dingin atau di musim dingin, digunakan untuk menangkap energi matahari gratis ini dalam beberapa cara.

Energi penerangan akan menjadi panas

Beban Panas InternalBeban panas internal berasal dari panas yang dihasilkan oleh penghuni, pencahayaan, dan peralatan. Biasa juga disebut beban inti atau penerimaan internal. Beban pencahayaan dan kebanyakan peralatan adalah panas yang sensibel, sementara panas metabolik yang dihasilkan oleh tubuh manusia adalah kombinasi dari panas sensibel dan laten. Beberapa bangunan atau ruang yang didominasi oleh sumber-sumber panas internal baik sensibel maupun laten sehingga beban internal besar seperti dapur, kolam renang, ruang ganti, klub kesehatan dan proses industri.Beban internal dari pencahayaan dan peralatan umumnya sama dengan penggunaan energi masing-masing: ketika lampu mengkonversi energi listrik menjadi foton, foton memantul di sekitar ruangan sampai mereka bisa diserap, mengubah energi cahaya menjadi energi panas. Demikian juga, semua energi listrik yang perlengkapan pencahayaan tidak diubah menjadi foton berubah langsung menjadi energi panas, karena inefisiensi.Hal yang sama berlaku pada peralatan: energi listrik yang digunakan untuk memindahkan bagian mekanik diubah menjadi panas melalui gesekan, energi yang digunakan untuk daya elektronik berubah menjadi panas melalui hambatan listrik, dllBeban termal manusia tergantung pada jumlah orang dan tingkat aktivitas mereka. Hal ini dapat sekecil 70-80 watt untuk orang dewasa yang tidur sampai lebih dari 1.000 watt untuk seorang atlet yang terlibat dalam latihan intens.

Beban termal dari beberapa aktivitas manusia

AktivitasWatts

Duduk100

Berdiri santai / berkonversasi130

Makan130

Jalan santai160

Pekerjaan rumah tangga175

Pekerjaan kasar270

Jalan cepat / hiking400

Lari jarak jauh1,000

Lari cepat1,600

Tabel ukuran dari Starner, T. and Paradiso, J.A., "Human Generated Power for Mobile Electronics," di Piguet, C. (ed), Low-Power Electronics, CRC Press, Bab 45, 2004.

Beban Eksternal vs. InternalBangunan padat penduduk dengan aktivitas tinggi dan atau peralatan dengan penggunaan energi yang intensif (misalnya gedung perkantoran, bioskop) umumnya didominasi oleh beban internal. Sementara bangunan yang jarang penduduknya dengan aktivitas atau peralatan yang sedikit (misalnya rumah tinggal keluarga tunggal, gudang) umumnya didominasi oleh beban eksternal.Programming dan massa bangunan juga membantu menentukan seberapa besar beban panas internal dibandingkan dengan beban eksternal dari matahari, angin, dan suhu ambien.Beban Pemanasan dan PendinginanBeban internal dan eksternal diterjemahkan menjadi beban pemanasan dan pendinginan. Beban pemanasan dan pendinginan berarti berapa besar energi yang dibutuhkan untuk memanaskan atau meendinginkan bangunan serta mengatur kelembapan bangunan.Beban biasanya dihitung sebagai jumlah energi yang perlu dipindahkan ke dalam atau keluar dari bangunan untuk menjaga suhu pada titik tertentu (setpoint). Jika panas yang diterima lebih besar daripada yang dilepas dari selubung dan ventilasi, maka bangunan atau ruang memiliki beban pendinginan (bangunan terlalu panas) Jika pelepasan panas lebih besar daripada pemasukan internal, bangunan atau ruang memiliki beban pemanasan (bangunan terlalu dingin) Setpoint termostat pemanasan sering berbeda dengan setpoint termostat pendinginan, keduanya untuk menghemat energi dan preferensi manusia. Distribusi pemanasan dan pendinginan tergantung iklim.Perangkat lunak penganalisa performa bangunan dapat menyediakan diagram untuk beban pemanasan dan pendinginan sehingga menghasilkan perincian tentang apa saja mendorong kebutuhan pemanasan dan pendinginan.

Grafik beban pemanasan dan pendinginan bulanan memberitahukan dimana energi diterima dan lepas.Di Autodesk Revit, beban pemanasan dan pendinginan eksternal ditunjukkan pada grafik batang secara terpisah. Daftar konduksi panas melalui jendela terpisah dari pemasukan panas radiasi melalui jendela, serta memisahkan perpindahan panas melalui atap, dinding, dan lantai atau ruang bawah tanah.

Penjelasan tentang bagaimana menginterpretasikan grafik beban pendinginan dan pemanasan. Contoh grafik dari Autodesk Revit 2013

Saat menginter-pretasikan grafik beban energi, perhatikan dari beban internal atau eksternalkah pemasukan dan pelepasan energi terbesar

Perlu dicatat bahwa adalah puncak dari beban pendinginan dan pemanasan yang digunakan oleh insinyur untuk menentukan ukuran perangkat HVAC. Grafik analisis energi digunakan untuk memahami aliran energi, bukan ukuran perngakat HVAC. Akan tetapi menggunakan alat analisis energi dapat menjadikan kita lebih baik dalam memahami dan memperhitungkan penggunaan energi sehingga dapat menghindari kelebihan ukuran perangkat HVAC dan melihat lebih jauh dari sekadar tips praktis.Menggunakan Energi untuk Memenuhi Beban Pemanasan dan PendinginanNilai-nilai dalam grafik beban pemanasan dan pendinginan di atas merupakan jumlah pemanasan atau pendinginan yang diperlukan, bukan jumlah energi yang pada sistem HVAC akan benar-benar dikonsumsi untuk menghasilkan beban yang diperlukan.Sistem pasif mengurangi kebutuhan energi atau memenuhinya secara alami. Sistem aktif menggerakkan panas dan kelembaban menggunakan gas atau listrik. Berapa banyak dan apa jenis bahan bakar sistem HVAC akan konsumsi tergantung pada jenis sistem dan efisiensi.Bila menggunakan sistem aktif, biasanya membutuhkan lebih banyak energi untuk memenuhi beban pemanasan daripada yang dibutuhkan untuk memenuhi beban pendinginan. Sistem pemanas berdasarkan pembakaran bahan bakar dengan efisiensi sekitar 75% -95% efisien dalam mengubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi panas yang dikirim ke bangunan. Efisiensi sistem pendinginan (dan pompa panas dalam mode pemanasan) tidak diukur dalam efisiensi persen karena mereka tidak mengubah energi potensial menjadi panas yang dikirim, melainkan mereka menggunakan energi, terutama listrik, untuk memindahkan panas baik masuk atau keluar dari bangunan. The Whole Building Design Guide menyediakan rentang nilai efisiensi dan ukuran yang umum untuk berbagai jenis sistem pendingin. Pompa panas dan AC menggunakan energi untuk memindahkan panas, mereka tidak menghasilkan suhu dingin. Efek pendinginan yang kita rasakan adalah penghapusan panas daripada penambahan suhu dingin.Juga, ketika kita menaruh biaya ke dalam persamaan akan membawa kompleksitas ke tingkat lain karena bahan bakar pemanas jauh lebih murah per unit energi daripada listrik. Pemilik bangunan sering menghabiskan lebih banyak energi untuk mendinginkan bangunan mereka daripada memanaskan bangunan mereka. Ada banyak alasan untuk ini, tapi yang paling mudah untuk dipahami adalah bahwa listrik biasanya menghabiskan tiga sampai lima kali lebih banyak bahan bakar per unit energi dari pemanasan.Titik KeseimbanganKonsep titik keseimbangan bangunan dapat membantu desainer menentukan kapan pemanasan atau pendinginan diperlukan di dalam gedung. Titik keseimbangan adalah suhu di luar ruangan di mana bangunan membuat transisi dari kebutuhan pemanasan menjadi kebutuhan pendinginan. Hal ini dihitung dengan membandingkan penerimaan panas internal (dari orang-orang, peralatan, dll) dengan pelepasan panas (dari infiltrasi bangunan, dll). Hal ini bukan suhu kenyamanan yang ideal di dalam gedung. Ini adalah suhu di mana penerimaan panas bangunan sama dengan pelepasannya. Jika temperatur dibawah titik keseimbangan, maka pemanasan dibutuhkan Jika temperatur diatas titik keseimbangan, maka pendinginan dibutuhkan Jika suhu berada di titik keseimbangan, tidak ada pemanasan atau pendinginan yang diperlukan karena bangunan ini mendapatkan panas sebanyak yang dilepasSebagai contoh, jika titik keseimbangan bangunan adalah 65 derajat dan suhu di luar ruangan adalah 75 derajat, strategi pendingin pasif seperti shading akan sangat membantu pada saat itu.Bangunan yang memiliki penerimaan panas internal yang tinggi (seperti kantor), dan rendahnya tingkat kehilangan panas (baik disegel dan baik-terisolasi), akan memiliki titik keseimbangan yang lebih rendah.Diterjemahkan dari : Thermal LoadsSumber : http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/buildings/thermal-loadsKesimpulanBeban panas adalah jumlah energi yang diperlukan untuk ditambahkan atau dihapus dari ruang untuk menjaga penghuni nyaman. Dengan memahami beban panas bangunan dan penggunaannya, kita dapat lebih efektif menggunakan energi dari matahari dan angin untuk secara pasif memanaskan, menyejukkan dan menyediakan ventilasi di bangunan, menerangi bangunan, serta mendesain dengan efisien sistem HVAC bahkan menghasilkan energi dengan menggunakan sumber daya yang seharusnya dapat menjadi beban termal seperti penggunaan sel surya.Dibagi menjadi 2 yaitu: Beban panas eksternal, eksternal berasal dari perpindahan panas melalui selubung bangunan dari matahari, bumi, dan lingkungan luar Beban panas internal, berasal dari panas yang dihasilkan oleh penghuni, pencahayaan, dan peralatan.Bangunan padat penduduk dengan aktivitas tinggi dan atau peralatan yang menggunakan energi yang intensif umumnya didominasi oleh beban internal (e.g. gedung perkantoran, bioskop). Sementara bangunan yang jarang penduduknya dengan aktivitas atau peralatan yang sedikit umumnya didominasi oleh beban eksternal (e.g. rumah tinggal keluarga tunggal, gudang). Programming dan massa bangunan membantu menentukan seberapa besar beban internal dibanding beban eksternal dari matahari, angin, dan suhu ambien.Beban internal dan eksternal diturunkan menjadi beban pemanasan dan pendinginan. Beban pemanasan dan pendinginan berarti berapa besar energi yang dibutuhkan untuk memanaskan atau meendinginkan bangunan. Jika panas yang diterima lebih besar daripada yang dilepas dari selubung dan ventilasi, maka bangunan atau ruang memiliki beban pendinginan (bangunan terlalu panas) Jika pelepasan panas lebih besar daripada pemasukan internal, bangunan atau ruang memiliki beban pemanasan (bangunan terlalu dingin)Yang digunakan untuk menentukan ukuran perangkat HVAC adalah puncak dari beban pendinginan dan pemanasan. Grafik analisis energi digunakan untuk memahami aliran energi, bukan ukuran perngakat HVAC. Menggunakan alat analisis energi dapat memberi pemahaman penggunaan energi sehingga dapat menghindari kelebihan ukuran perangkat HVAC dan melihat lebih jauh dari sekadar tips praktis.Sistem pasif mengurangi kebutuhan energi atau memenuhinya secara alami. Sistem aktif menggerakkan panas menggunakan bahan bakar. Umumnya dibutuhkan lebih banyak energi untuk memenuhi beban pemanasan daripada beban pendinginan.Titik keseimbangan adalah suhu di luar ruangan di mana bangunan membuat transisi dari kebutuhan pemanasan menjadi kebutuhan pendinginan (panas masuk = panas keluar). Jika temperatur dibawah titik keseimbangan, maka pemanasan dibutuhkan Jika temperatur diatas titik keseimbangan, maka pendinginan dibutuhkan Jika suhu berada di titik keseimbangan, tidak ada pemanasan atau pendinginan yang diperlukan karena bangunan ini mendapatkan panas sebanyak yang dilepas