Fisika Bangunan : Faktor Pengaruh Kontrol Termal

Pembahasan Fisika Bangunan menjadi sangat penting ketka kita akan melakukan proses perancangan bangunan. Sifa-sifat fisik dari material penyusun, sifat susunan dan jenis susunan akan memberikan kekuatan yang berbeda pada setiap hasil bangunannya. Beberapa faktor fisika yang berkaitan dengan bangunan antara lain adalah kontrol terhadap termal ,akustik, pencahayaan.

FAKTOR PENGARUH KONTROL TERMAL

Beberapa faktor berpengaruh terhadap proses pengendalian termal pada bangunan antara lain sebagai berikut.

1. Sinar Matahari yang diterima sangat tergantung dengan 

a. Intensitas dan jenis sinar matahari yang datang di permukaan obyek

b. posisi atau letak obyek bangunan diatas permukaan bumi

2. Hujan

Hujan adalah peristiwa jatuhnya air dari awan ke permukaan bumi.

a. Curah hujan. Curah hujan merupakan jumlah air yang jatuh di permukaan tanah datar selama periode tertentu yang diukur dengan satuan tinggi (mm) di atas permukaan horizontal bila tidak terjadi evaporasi, runoff dan infiltrasi. ). Jadi, jumlah curah hujan yangdiukur, sebenarnya adalah tebalnya atau tingginya permukaan air hujan yangmenutupi suatu daerah luasan di permukaan bumi/tanah. Satuan curah hujan yangumumnya dipakai oleh BMKG adalah milimeter (mm). Curah hujan 1 (satu)milimeter, artinya dalam luasan satu meter persegi pada tempat yang datartertampung air setinggi 1 (satu) milimeter atau tertampung air sebanyak 1 (satu) literatau 1000 ml. 

b. Akibat fisikalis, akibat fisika dari hujan antara lain adalah angin kencang, halilintar, banjir, longsor, pohon tumbang,dll.

c. akibat kimia, terjadi proses kimiawi yaitu korosif pada besi dan baja. 

d. akibat biologis, terjadinya proses pembusukan atau perusakan bahan bangunan 

e. perembesan air dalam dinding, terjadi proses kapilerisasi yaitu perambatan air melalui pori pori kecil yang ada didinding.

3. Angin

Angin adalah udara yang bergerak akibat rotasi bumi dan perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah.

Jenis-jenis angin

Beberapa jenis angin yang kita ketahui antara lain angin darat/laut, angin lembah/gunung, angin Fohn (angin Jatuh), angin Muson barat/timur.

Beberapa Sifat angin

Beberapa sifat angin antara lain adalah, menyebabkan tekanan permukaan yang menentang arah angin tersebut, mempercepat proses pendinginan, kecepatan angin sangat fluktuatif setiap saat yang ditentukan oleh perbedaan tekanan udara antara dua tempat dan resistensinya.

Pengendalian angin

Angin dapat dikendalikan arah dan kecepatannya dengan menggunakan beberapa teknik. Meskipun begitu proses pengendalaian ini tidak sepenuhnya dapat konsisten dilakukan karena sifat fluida udara yang memang tidak mudah dikendalikan. Namun pendekatan terhadap pengendalian mungkin sangat berguna untuk mengatur perencanaan sebuah bangunan.

Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya angin 

Gradien Barometris, yaitu bilangan yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar yang jaraknya 111 km. Makin besar gradien barometrisnya, makin cepat tiupan anginnya.

Lokasi, kecepatan angin di dekat khatulistiwa lebih cepat daripada angin yang jauh dari garis khatulistiwa.

Tinggi Lokasi, semakin tinggi lokasinya semakin kencang pula angin yang bertiup. Hal ini disebabkan oleh pengaruh gaya gesekan yang menhambat laju udara. Di permukaan bumi, gunung, pohon, dan topografi yang tidak rata lainnya memberikan gaya gesekan yang besar. Semakin tinggi suatu tempa, gaya gesekan ini semakin kecil.

Waktu, Angin bergerak lebih cepat pada siang hari, dan sebaliknya terjadi pada malam hari.

TEMPERATUR DAN KELEMBABAN

Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Alat untuk mengukur suhu udara atau derajat panas disebut thermometer. Biasanya pengukur dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Suhu udara tertinggi dimuka bumi adalah didaerah tropis (sekitar ekuator) dan makin ke kutub semakin dingin. Di lain pihak, pada waktu kita mendaki gunung, suhu udara terasa terasa dingin jika ketinggian semakin bertambah. Kita sudah mengetahui bahwa tiap kenaikan bertambah 100 meter maka suhu akan berkurang (turun) rata-rata 0,6 ˚C. Penurunan suhu semacam ini disebut gradient temperatur vertikal atau lapse rate. Pada udara kering, lapse rate adalah 1 ˚C (Benyamin, 1997)

Suhu dipermukaan bumi makin rendah dengan bertambahnya lintang seperti halnya penurunan suhu menurut ketinggian. Bedanya, pada penyeberan suhu secara vertikal permukaan bumi merupakan sumber pemanas sehingga semakin tinggi tempat maka semakin rendah suhunya. Rata-rata penurunan suhu udara menurut ketinggian contohnya di Indonesia sekitar 5 ˚C – 6 ˚C tiap kenaikan 1000 meter. Karena kapasitas panas udara sangat rendah, suhu udara sangat pekat pada perubahan energi dipermukaan bumi. Diantara udara, tanah dan air, udara merupakan konduktor terburuk, sedangkan tanah merupakan konduktor terbaik (Handoko, 1994)

Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh.

Macam-macam kelembaban udara sebagai berikut :

1) Kelembaban relatif / Nisbi yaitu perbandingan jumlah uap air di udara dengan yang terkandung di udara pada suhu yang sama. Misalnya pada suhu 270C, udara tiap-tiap 1 m3maksimal dapat memuat 25 gram uap air pada suhu yang sama ada 20 gram uap air,maka lembab udara pada waktu itu sama dengan

20 x 100 % = 80 %

2) Kelembaban absolut / mutlak yaitu banyaknya uap air dalam gram pada 1 m3.

Contoh : 1 m3 udara suhunya 250 C terdapat 15 gram uap air maka kelembaban mutlak = 15 gram. Jika dalam suhu yang sama , 1 m3 udara maksimum mengandung 18 gram uap air, maka

Kelembaban relatifnya = 15/18 X 100 % = 83,33 %.