## EVALUASI KUALITAS UDARA DAN KENYAMANAN TERMAL PADA RUANG KELAS PADA MASA PANDEMI COVID-19
Laina Hilma Sari 1 , Era Nopera Rauzi 2 , Allaily 3 , Aisyah L Pertiwi 4
1 Jurusan Arsitektur dan Perencanaan, Universitas Syiah Kuala, email: laina_hilma@unsyiah.ac.id
2 Jurusan Arsitektur dan Perencanaan, Universitas Syiah Kuala, email: era.rauzi@unsyiah.ac.id
3 Program Studi Peternakan, Fakultas Pertanian, Universitas Syiah Kuala, email: allaily@unsyiah.ac.id
4 Jurusan Arsitektur dan Perencanaan, Universitas Syiah Kuala, email: aisyahluciana1999@gmail.com

## ABSTRAK
Kualitas  udara  dan  kenyamanan  termal  sangat  penting  dalam  menyediakan  lingkungan  yang nyaman  bagi  siswa  di  dalam  kelas.  Di  masa  pandemi  Covid-19,  sekolah  bertanggung  jawab untuk menyediakan lingkungan yang nyaman dan sehat bagi para siswa. Dalam penelitian ini, Sekolah  Dasar  Islam  Terpadu  (SD  IT)  Nurul  Ishlah,  sebuah  sekolah  swasta  yang  terletak  di Banda  Aceh  diukur  untuk  mengevaluasi  konsentrasi  CO 2 sebagai  indikator  tingkat  kualitas udara.  Kenyamanan  termal  juga  dievaluasi  melalui  Standar  Suhu  Efektif  Standar  Nasional Indonesia (SNI). Penelitian ini menunjukkan bahwa kadar konsentrasi CO 2 masih dalam taraf yang dapat diterima yaitu lebih rendah dari 1000ppm. Namun, suhu efektif sebagian besar lebih tinggi dari kisaran kenyamanan. Hanya ada beberapa jam yang masuk ke kisaran hangat yang nyaman.  Studi  ini  mengusulkan  agar  lebih  banyak  aliran  udara  yang  masuk  ke  dalam  kelas untuk  menciptakan  sensasi  termal  yang  baik  serta  cara  untuk  menghilangkan  bau  dan mempertahankan tingkat CO 2 dalam kisaran yang sehat.

## Kata kunci: ruang kelas, kualitas udara, kenyamanan termal
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Info Artikel:
Dikirim: 22 Februari 2022; Revisi: 30 Maret 2022; Diterima: 4 April 2022; Diterbitkan: 4 April 2022
©2022  The  Author(s).  Published  by  Arsitekno,  Architecture  Program,  Universitas  Malikussaleh,  Aceh Indonesia under the Creative Commons Attribution 4.0 International License
(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

## 1. PENDAHULUAN
Masa  pandemi  Covid-19  telah  memberikan  banyak  perubahan  cara  pandang  terhadap peningkatan kualitas ruang.  Baik bangunan hunian maupun publik menjadi perhatian di dalam menghadirkan  suasana  nyaman  dan  sehat,  Hasil  studi  sebelumnya  pada  rumah  tinggal menunjukkan  bahwa  kondisi  ventilasi  dan  pencahayaan  menjadi  masalah.  Hal  ini  disebabkan oleh  keterbatasan  lahan  untuk  menempatkan  bukaan  seperti  jendela [1],  [2] .  Pada  bangunan publik  ketergantungan  terhadap  penghawaan  buatan  menjadi  tantangan  dalam  menghadirkan ventilasi yang baik.
Sekolah  juga  merupakan  sarana  penting  yang  harus  diperhatikan.  Untuk  meningkatkan kualitas pendidikan siswa, sekolah harus tangguh melawan Covid-19. Dalam hal ini, ruang kelas perlu memiliki kualitas udara dan kenyamanan Termal yang memenuhi standar. Kualitas udara yang  baik  dapat  mengurangi  konsentrasi  CO 2 ,  virus  dan  bebauan [3] .  Sedangkan  kenyamanan termal yang memenuhi standar dapat memberikan sensansi  menyenangkan  serta meningkatkan performa  belajar  siswa.  Pencemar  udara  yang  terdapat  di  dalam  ruang  kelas  antara  lain  adalah karbon dioksida atau CO 2 yang bersumber dari proses metabolisme tubuh manusia. Apabila CO 2 yang  dikandung  udara  di  dalam  ruang  kelas  mencapai  lebih  dari  1000  ppm  maka  akan berdampak  pada  terganggunya  kesehatan  serta  peforma  belajar  siswa.  Mempertahankan konsentrasi  CO 2 udara  di  dalam  ruangan  tidak  melebihi  ambang  batas  yang  diijinkan  untuk kesehatan secara prinsip hanya dapat dilakukan dengan cara pengenceran yaitu memasok udara segar ke dalam ruang melalui ventilasi. Ruang dalam ruangan berisiko tingkat CO 2 tinggi ketika
sejumlah  besar  orang  menempati  ruang  yang  kecil  atau  memiliki  ventilasi  yang  buruk.  Pada tingkat  sedang,  CO 2 membuat  orang  lelah,  mempengaruhi  keterampilan  kognitif,  dan menyebabkan  sakit  kepala.  Studi  menunjukkan  bahkan  peningkatan  moderat  dalam  kadar  CO 2 dari  600  ppm  menjadi  1000  ppm  dapat  menurunkan  kemampuan  kognitif  dan  pengambilan keputusan.  Pada  tingkat  yang  sangat  tinggi,  CO 2 dapat  membuat  orang  sakit  atau  bahkan meninggal.
Kenyamanan  termal  pada  daerah  tropis  juga  menjadi  sebuah  tantangan  dengan  tingginya kelembaban  udara  dan  tingginya  temperatur.  Untuk  mengevaluasi  sensasi  nyaman  termal dipakai  Temperatur  Efektif  (ET) [4] .  Standar  SNI  menentukan  suhu  nyaman  termal  adalah berkisar 20.5 0 C (ET)- 27.1 0 C (ET) dengan ambang batas sebagai berikut:
Tabel 1. Temperatur Efektif  (ET) berdasarkan SNI Temperatur Efektif (TE) Kelembaban (RH) Sejuk Nyaman Ambang Atas 20,5  C-22,8  C 24  C 50% 80% Nyaman Optimal Ambang Atas 22,8  C-25,8  C 28  C 70% Hangat Nyaman Ambang Atas 25,8  C-27,1  C 31  C 60%

## Sumber:Adaptasi [5]
Studi menunjukkan tingkat  kualitas dan  kenyamanan  ruang yang baik dapat meningkatkan kesejahteraan penghuni [6] . Beberapa studi belakangan ini juga menunjukkan adanya hubungan positif antara kualitas ruang kelas (termasuk di dalamnya kondisi termal) dengan prestasi siswa [7] , [8] .
Oleh  karena  itu  studi  ini  bertujuan  untuk  mengevaluasi  kualitas  udara  dan  kenyamanan termal  pada  ruang  kelas.  Studi  kasus  pada  penelitian  ini  adalah  Sekolah  Dasar  Islam  Terpadu (SD IT) Nurul Ishlah. SD ini merupakan sekolah swasta di Banda Aceh dengan memberlakukan shift  kelas  di  pagi  dan  siang    di  saat  pandemi  Covid-19. Pada  studi  ini,  juga  dievaluasi  model bukaan  jendela  karena  berkaitan  dengan  arah  dan  besarnya  kecepatan  udara  yang  masuk  ke dalam ruangan.
Gambar 1. SDIT Nurul Ishlah

## 2. METODE

## 2.1 Lokasi Pengukuran
Pengukuran ini dilaksanakan pada tanggal 16 dan 17 Maret 2021 di ruang kelas SDIT Nurul Ishlah  yang  merupakan  Sekolah  Dasar  Swasta.  SD  ini  berlokasi  di  Jalan  Perdamaian,  Pango Deah,  Kecamatan  Ulee  Kareng,  Kota  Banda  Aceh  Provinsi  Aceh  (Gambar  2).  Sekolah  ini memiliki 18 ruang  kelas yang terletak di tiga lantai; 1 laboratorium; serta 2 perpustakaan.
Gambar 2. SD IT Nurul Ishlah, Banda Aceh
Pengukuran dilakukan di dua ruangan yaitu kelas IV yang terletak di lantai dasar  (lantai 1) dan  kelas  VI  di  lantai  3.  Alat  ukur  diletakkan  di  tengah  ruang  kelas.  Posisi  ketinggian  alat diletakkan sejajar dengan kondisi siswa dalam posisi duduk.
Gambar 3. Model jendela dan suasana kelas
Gambar 4. Titik Pengukuran dalam Ruang Kelas IV SDIT Nurul Ishlah
Gambar 5. Titik Pengukuran dalam Ruang Kelas VI SDIT Nurul Ishlah

## 2.2 Alat Ukur
Alat ukur  yang digunakan pada penelitian ini adalah  alat ukur  kualitas  udara dan alat ukur kecepatan udara.

##  Alat ukur kualitas udara
Air  Quality  Meter merupakan  suatu  perangkat  alat  uji  untuk mengukur dan memonitor kualitas  udara,  dengan  menggunakan  alat  ini  dapat  diketahui  tingkat  kualitas  udara  sehingga didapatkan data yang terukur batas kualitas udara yang dihasilkan apakah masih dalam toleransi atau  sudah  terkena  pencemaran  udara.  Alat  ini  mengukur  paramater  temperatur  udara  ( 0 C), kelembaban udara (%), dan CO 2 mg/m 3 .
Gambar 6. Air Quality Detector Gambar 7. Air Speed Meter
 Alat ukur kecepatan udara
Air  speed  meter merupakan  suatu  perangkat  alat  uji  untuk  mengukur  dan  memonitor kecepatan udara dalam satuan m/s.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Jumlah siswa di dalam  ruang  kelas obyek studi seluruhnya adalah 16 orang. Karena  setiap hari diberlakukan shift siswa yang belajar  secara langsung di  kelas, sehingga  siswa yang  hadir hanya  setengah dari total  siswa Kelas  IV-B. Hal ini mengikuti anjuran pemerintah yaitu social distancing demi  memutus  rantai  penyebaran  virus  Covid-19.  Dengan  luas  ruang  56  m 2 (tinggi plafon  3,90  m)  maka  densitas  ruang  kelas  adalah  3,5  m 2 /siswa.  Hal  ini  tentunya  lebih  tinggi dari  ketentuan  dalam  Keputusan  Menteri  Kesehatan  No.1429/MENKES/SK/2006 [9] yaitu minimal 1,75 m 2 /siswa dengan tinggi plafon 3 m.
 Ruang Kelas IV-B
Setiap  hari  diberlakukan  shift  siswa  yang  dapat  belajar  secara  langsung  di  kelas,  maka dalam  satu  hari  ruang  kelas  digunakan  secara  bergantian  oleh  kelas  1  dan  kelas  4.  Sehingga setiap harinya ruang ini digunakan dari pukul 08.00 WIB sampai dengan 16.00 WIB.
 Ruang Kelas VI-B
Setiap  hari  diberlakukan  shift  siswa  yang  dapat  belajar  secara  langsung  di  kelas,  maka dalam  satu  hari  ruang  kelas  digunakan  secara  bergantian  oleh  kelas  3  dan  kelas  6.  Sehingga setiap harinya ruang ini digunakan dari pukul 08.00 WIB sampai dengan 16.00 WIB.

## 3.1 Bukaan Ventilasi
Penempatan ventilasi di Ruang Kelas SDIT Nurul Ishlah sesuai kaidah perancangan sistem ventilasi  silang  di  mana  posisi  bukaan  berada    (jendela  dan  jalusi)  di  sisi  berlawanan  dengan elevasi  berbeda,  posisi  bukaan  seperti  ini  dapat  menciptakan  pola  aliran  udara  yang  bergerak dari  inlet  ke  outlet.  Orientasi  inlet  yang  mengarah  ke  potensi  arah  datang  angin  akan mempengaruhi kecepatan udara untuk mencapai kenyamanan termal di dalam bangunan.
Gambar 8. Denah Penempatan Jendela dan Ventilasi
Tabel 2.  Luasan dan peresentasi luasan bukaan terhadap luasan ruang
Tipe Bukaan Luas Bukaan Kelas IVB Kelas VIB Jalusi 15 m 2 15 m 2 Horizontal (16,3 %) (16,3 %) Jendela 7,7 m 2 7,7 m 2 Gantung Atas (1,8%) (1,8%) Total Luasan 22,7 (40%) 22,7 (40%)
Gambar 9. Detil ventilasi                                                            Gambar 10. Detil Jendela
Berdasarkan standar bahwa luasan jendela adalah 10-25% [10] , maka Tabel 2 menunjukkan bahwa  ruang  kelas  SD  IT  Nurul  Ishlah  telah  telah  memiliki  luasan    jendela  yang  melebihi standar. Untuk hal ini ruang kelas mendapatkan cahaya alami yang sangat baik.

## 3.2 Hasil Pengukuran
Kontaminasi  CO 2 di  dalam  ruangan  kecil  yang  berkisar  di  angka  400-450  ppm.  Hanya  di hari pertama pengukuran terdapat fluktuasi yang tinggi hingga lebih dari 600 ppm (Gambar 11). Hal ini mungkin terjadi karena terdapat interupsi pada saat pengukuran, seperti dekatnya mulut salah  satu  murid  atau  yang  mengukur  ke  alat  ukur.  Kondisi  ini  masih  dalam  standar  yang dibolehkan. Kondisi dikatakan buruk bila terjadi peningkatan dari 600 hingga 1000ppm.
Gambar 7 .Detil jendela Gambar 8 . Detail ventilasi
J1 J2 J3 V1 V4 V5 V2 V3 Gambar 7 .Detil jendela
J1 J2 J3 V1 V4
V2

## Gambar 11. Hasil Pengukuran CO2
Temperatur udara, kelembaban udara serta kecepatan angin juga diukur untuk mendapatkan nilai  Temperatur  Efektif.  Gambar  12  Menunjukkan  bahwa  temperatur  udara  berkisar  27-32 0 ; kelembaban udara berkisar 65-78% (Gambar 13); dan kecepatan udara 0-0.3 m/s (Gambar 14). Kelas  VIB  yang  terletak  di  lantai  3  mendapatkan  beberapa  waktu  di  mana  kecepatan  angin mencapai  0.6  m/s.    Hal  ini  bisa  disebabkan  karena  posisi  kelas  VIB  yang  terletak  di  lantai  3 sehingga mendapatkan kecepatan angin yang lebih tinggi.
Gambar 12. Hasil Pengukuran Temperatur Udara
Gambar 13. Hasil Pengukuran Kelembaban Udara
Gambar 14. Hasil Pengukuran Kecepatan Angin
Untuk  mendapatkan  temperatur  efektif,  maka  nilai  temperatur  udara  ( Dry  Bulb Temperature )  dan  kelembaban  udara  ( Relative  Humidity )  diciplak  pada  grafik  psikometri (Gambar  15)  untuk  mendapatkan  nilai Wet  Bulb  Temperature (WBT) [11] .  Selanjutnya  nilai WBT  dan  nilai  kecepatan  angin  di trace pada  monogram  untuk  mendapatkan  nilai  temperatur efektif (Gambar 16) [11] .
Gambar 15. Grafik Psikometri Sumber: Adaptasi [11]

## Gambar 17. Hasil Pengukuran Temperatur Efektif
Gambar  17  menunjukkan  hasil  perolehan  nilai  temperatur  efektif  (ET)  pada  kedua  ruang kelas secara mayoritas berada di luar standar nyaman termal. Hal ini bisa disebabkan oleh nilai kelembaban  udara  yang  tinggi  dan  tidak  dibarengi  dengan  kecukupan  aliran  udara  di  dalam ruangan.  Kecepatan  udara  hanya  berkisar  0-0.3m/s  yang  tidak  dirasakan  sensasinya  oleh manusia.

## 3.3 Pembahasan
Hasil  pengukuran  CO 2 menunjukkan  nilai  kontaminasi  yang  kecil  sehingga  masih  masuk dalam  standar  baik.  Sedangkan  nilai  termal  berada  di  luar  standar  nyaman  SNI.  Hal  ini diakibatkan oleh nilai temperatur dan kelembaban udara yang tinggi namun tidak diikuti dengan kecepatan angin yang memadai.
Jumlah  dan  dimensi  jendela  serta  letak  jendela  telah  memadai,  namun  temperatur  efektif (ET)  masih  berada  di  luar  standar  nyaman  termal.  Pada  saat  pengukuran,  daun  jendela  tidak semua terbuka, hal ini menjadi salah satu alasan kecilnya kecepatan angin yang masuk ke dalam ruangan  sehingga  meningkatkan  nilai  ET.  Bukan  yang  mampu  mengalirkan  udara  juga  dapat menurunkan nilai kelembaban sehingga dapat menurukan nilai ET.
Gambar 16. Monogram Sumber: Adaptasi [11]
Temperatur  udara  yang  tinggi  di  dalam  ruangan  yang  juga  mempengaruhi  nilai  ET disebabkan  oleh  jendela  kaca  yang  tertutup.  Ruangan  dengan  kaca  yang  tertutup  dapat mengurung panas. Oleh karena itu jendela yang terbuka menjadi solusi untuk melepaskan panas dari  dalam  ruangan.  Temperatur  udara  juga  dapat  diturunkan  dengan  hadirnya  penaungan ( shading ). Penaungan di luar selain memberi iklim mikro yang sejuk, juga dapat menyebabkan terjadinya induksi aliran udara ke dalam ruangan yang temperaturnya lebih tinggi.
Pandemi  Covid-19  dengan  karakter  penyakit  pernafasan  juga  direkomendasikan  untuk dicegah melalui desain dan ketersediaan ventilasi yang baik. Aliran udara yang cukup di dalam ruangan  dapat menurunkan kontaminasi gas berbahaya, mengurangi bebauan serta mengurangi penyebaran  virus. Seningga dari studi ini, direkomendasikan pada sekolah yang disurvei  untuk membuka  jendela  secara  rutin.  Sekolah  juga  perlu  menghadirkan  penaungan  berupa  vegetasi untuk  menurunkan  iklim  mikro  dan  menghadirkan  kenyamanan  termal  di  dalam  ruangan. Vegetasi juga membentuk suasana biophilic yang ramah terhadap lingkungan [12] .

## 4. KESIMPULAN
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengevaluasi  kualitas  udara  dan  kondisi  termal  ruang  pada ruang  kelas.  SDIT  Nurul  Ishlah,  Banda  Aceh  sebagai  studi  kasus  pada  penelitian  ini.  Kualitas udara pada ruang kelas secara umum baik karena memiliki nilai CO 2 yang jauh lebih kecil dari 1000ppm.  Sedangkan  kualitas  kenyamanan  termal  pada  ruang  kelas,  masih  dirasakan  panas yang  ditunjukkan  oleh  nilai  ET  yang  berada  di  luar  standar  nyaman  SNI.  Sekolah  ini  dengan standar  desain  sekolah  pada  umumnya  di  Banda  Aceh,  juga  memberikan  rekomendasi  bahwa sekolah  terutama  Sekolah  Dasar  harus  mengoptimalkan  bukaan  jendela  untuk  dapat memberikan aliran udara yang baik ke dalam ruangan.

## 5. UCAPAN TERIMAKASIH
Peneliti  mengucapkan  terimakasih  kepada  SDIT  Nurul  Ishlah  yang  telah  berkenan menjadikan  sekolahnya  sebagai  area  survey  serta  menjadikan  kegiatan  ini  sebagai  bagian  dari kegiatan penelitian dan pengabdian kepada Masyarakat. Ucapan terimakasih juga kepada LPPM Universitas Syiah Kuala yang telah menerima proses  kegiatan ini sebagai bagian dari  kegiatan Pengabdian Kepada Masyarakat dengan biaya mandiri tahun 2021.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
[1] L.  H.  Sari,  Zahriah,  and  P.  Hefanirada,  “A  Preliminary-study  of  environment  evaluation  (Case study:  Houses  in  Aceh  Province,  Indonesia),”  in IOP  Conference  Series:  Earth  and Environmental Science , 2021, vol. 881, no. 1, doi: 10.1088/1755-1315/881/1/012027.
[2] A. L. Pertiwi, L. H. Sari, A. Munir, and Zahriah, “Evaluation of air quality and thermal comfort in classroom,”  in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science , 2021, vol. 881, no. 1, doi: 10.1088/1755-1315/881/1/012028.
[3] S.  Bonetta,  S.  Bonetta,  S.  Mosso,  S.  Sampò,  and  E.  Carraro,  “Assessment  of  microbiological indoor air quality in an Italian office building equipped with an HVAC system,” Environ. Monit. Assess. , vol. 161, no. 1–4, pp. 473–483, 2010, doi: 10.1007/s10661-009-0761-8.
[4] GAGGE  AP,  STOLWIJK  JAJ,  and  NISHI  Y,  “Effective  temperature  scale  based  on  a  simple model of human physiological regulatory response,” ASHRAE Trans. , vol. 77, no. pt 1 paper 2192 p 247-63, pp. 247–263, 1971.
[5] SNI 03 - 6572 - 2001, Tata Cara Perancangan Sistem Ventilasi dan Pengkondisian Udara pada Bangunan Gedung . 2001, pp. 1–55.
[6] Y. Al horr, M. Arif, M. Katafygiotou, A. Mazroei, A. Kaushik, and E. Elsarrag, “Impact of indoor environmental  quality  on  occupant  well-being  and  comfort:  A  review  of  the  literature,” Int.  J. Sustain. Built Environ. , vol. 5, no. 1, pp. 1–11, 2016, doi: 10.1016/j.ijsbe.2016.03.006.
[7] M. J. Mendell and G. A. Heath, “Do indoor pollutants and thermal conditions in schools influence student  performance?  A  critical  review  of  the  literature,” Indoor  Air ,  vol.  15,  no.  1,  pp.  27–52, 2005, doi: 10.1111/j.1600-0668.2004.00320.x.
[8] N.  P.  Sensharma,  J.  E.  Woods,  and  A.  K.  Goodwin,  “Relationships  between  the  indoor environment and productivity: A literature review,” in ASHRAE Transactions , 1998, vol. 104, no. Pt 1A, pp. 686–701.
[9] Kementrian Kesehatan, Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 1429/MENKES/SK/XII/2006  Tentang  Pedoman  Penyelenggaraan  Kesehatan  Lingkungan Sekolah . 2006, p. 13.
[10] A.-T.  Nedhal,  F.  Sharifah  Fairuz  Syed,  and  A.  Adel,  “Relationship  between  Window-to-Floor Area Ratio and Single-Point Daylight Factor in Varied Residential Rooms in Malaysia,” Indian J. Sci. Technol. , vol. 9, no. 33, 2016, doi: 10.17485/ijst/2016/v9i33/86216.
[11] S.  V.  Szokolay, Introduction  to  architectural  science:  the  basis  of  sustainable  design ,  vol.  8. 2008.
[12] A. Almusaed, Biophilic and bioclimatic architecture: Analytical therapy for the next generation of passive sustainable architecture . Springer Science & Business Media, 2011.