## STUDI CFD DAN IN-SITU TERHADAP GERAKAN UDARA INTERIOR DARI EFFEK PILIHAN MODEL JENDELA JUNGKIT
Bernard Harianja a , Eddy Prianto b , Wahyu Setiabudi c a,b,c Magister Teknik Arsitektur, Departemen Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof Sudarto SH Tembalang Semarang 50131.

## INFO ARTIKEL
ABSTRAK Riwayat Artikel : Diterima : 22 Agustus 2016 Disetujui : 27 Agustus 2016 Profil  gerakan  udara  yang  masuk  dalam  bangunan  disebabkan banyak  faktor  element  arsitektur,  diantaranya  adalah  bentuk jendelanya.  Pengamatan  terkait  ini  telah  banyak  dilakukan,  baik yang  dilakukan  secra  manual  di  lapangan  ataupun  dilakukan dengan simulasi CFD.
Keakurasian  suatu  program  simulasi  dapat  dibandingkan  hasil pengukurannya dengan hasil pengamatan lapangan.
Pada tulisan  ini memiliki dua tujuan, pertama, yaitu menvalidasi dan  mengetahui  tingkat  keakuratan  beberapa  teknik  pengamatan penelitian in-situ (obyek pemodelan dan obyek ruangan skala 1:1 dan  pensimulasian  dari  program  komputasi  CFD  Ecotect.  Dan tujuan  kedua  adalah  mengetahui  effek  bukaan  jendela  jungkit yang  dilakukan  dengan  dua  metode  tersebut  terhadap  tingkat kecepatan udaradidalamnya.
Hasilnya  dari  pengamatan  ini  menunjukan  bahwa  bahwa  skala keakuratan  alat ukur  seharusnya diperbandingkan dengan tingkat kalibrasi  tertentu  dari  suatu  program  simulasi.  Sedangkan  terkait aplikasi  model  bukaan  jendela,  ternyata  pilihan  jendela  jungkit sudut 30° lebih direkomendasikan dari pada sudut 45°.
Kata Kunci : Simulasi
CFD,
In-situ,
Jendela  Jungkit,  Kecepatan
Udara, Arsitektural, Ecotect

## ARTICLE INFO
ABSTRACT Article History : Received :August 22, 2016 Accepted :August 27, 2016
Indoor  air  performance  caused  by  architectural  configurations such  as  type  of  window.  Many  investigations  carried  out  by  in- situ experimentations and used Computational Fluid Dynamics. The  acuracy  of  analysis  method  used  a  simulation  programs could  be  compared  to  field  experiment.  This  study  has  two objectives : firstly, to compare the result of in-situ investigations and the result of CFD Ecotect numerical simulation.Secondly, to find out the effect of pivoted window on indoor air movement by using  two analysis methods.
This  paper  presents  the  result  of  field  experiment  and  compares them  to  the  result  of  numerical  simulation.  For  all  window models, pivoted  window  with angle of   30° moore recommended than angle of 45°.
Key words :
CFD (Computational Fluid Dynamics), in-situ experimentations, pivot- Window, architectural, Ecotect

## 1. PENDAHULUAN
Menurut Prianto dalam desertasinya berjudul  “ Modelisation  des  ecoulements  et analyse  architecturale  de  performances  de l’espace habitable en climat tropical humide ” bahwa  profil  kecepatan  udara  dalam  ruangan untuk  mendapatkan  kenyamanan  termal ditentukan oleh parameter envelope bangunan (model  jendela  dan  perletakan  balkon)  juga element arsitektur interiornya (bentuk plafond dan lantai) (Prianto, 2002). Penelitian tersebut dilakukan  dengan  program  code-N3S,  yaitu program yang dikembangkan oleh laboratorium  LNH  dan  group  peneliti  dari EDF  Perancis,  semacam  institusi  PLN-nya Indonesia.  Dan  sejauh  ini,  untuk  para kalangan  akademis  dan  profesional  di Indonesia telah mengenal CFD ( Computational  Fluid  Dynamics )  Ecotect versi 2013 (ecotect, 2008)  (energycity, 2011)
Beberapa  pengamatan  terkait  pergerakan udara  dan  metode  penggunaan  program  CFD menjadi  bahan  kajian  pula  seperti  perilaku pergerakan  angin  yang  melewati  bukaan- bukaan  lebar  suatu  bangunan  tinggi  yang menggunakan system penghawaan alami pada bangunan  gedung  (Sangkertadi  dan  Suryono, 2001), (Jones dan Whittle, 1992),  (Prianto, et all,  2001),  (Kindangen  et  al,  1996,  1997, 2003), hingga  effek pergerakan udara terkait dengan  kenyaman  penghuni  (Jhon,  2011), (Prianto,  2002),  (Gagoek  dan  Sukawi,  2014). Dan  beberapa  pengamatan  tentang  bentuk bukaan,  berupa  jendela  yang  merupakan pelubangan  inlet  dalam  bangunan  dalam pengaruhnya  terhadap  pola  sirkulasi  udara juga menjadi bagian yang mendasari penulisan  ini  (Prianto,  2003),  (Kementerian Kesehatan, 2013), (BSN, 2001).
Tulisan ini merupakan bagian dari penelitian  tesis  yang  sedang  kami  selesaikan di  program  studi  Magister  Arsitektur  di  FT Universitas  Diponegoro  Semarang.  Tema yang  saya  angkat  adalah “Pengaruh  Luas bukaan  Jendela  dan  Lubang  Ventilasi Terhadap  Laju  dan  Pola  Aliran  Udara terhadap  Effesiensi  Energi  dalam  gedung dengan  bantuan  simulasi  CFD ”  (Bernard  et al, 2015). Dimana aspek lokasi, bahwa faktor iklim  daerah  tropis  juga  sangat  menentukan profil  udara  dalam  skala  makro  (Soegijanto, 1998).
Dalam  kajian  Building  Science  Arsitektur dikenal  3  (tiga)  metode  pengamatan,  yaitu  : Penelitian  In-situ,  Pemodelan  dan  Simulasi. Menggaris  bawahi  peran  pilihan  model bukaan  jendela,  kami  mencoba  mengkaji kembali  dengan  mengoptimalkan  model rumah  miniatur  yang  ada  di  Departement Arsitektur Undip.
Terdapat  dua  tujuan  yang  ingin  kami  kaji dalam  artikel  ini,  yaitu  kajian  validasi  dan keakuratan  beberapa  teknik  pengamatan yaitu:  penelitian  in-situ  (obyek  pemodelan dan obyek ruangan skala 1:1 dan pensimulasian  dari  program  komputasi  CFD
Ecotect 2011. Sehingga diharapkan kita dapat mengetahui  seberapa  tingkat akurasi  program Ecotect 2011- agar dalam aplikasi penggunaan  program  tersebut  bermanfaat secara  efektif  dan  effesien  dari  efek  waktu, biaya dan tenaga serta diharapkan menumbuh kembangkan  kreatifitas  penngunanya,  baik kepentingan penelitian ilmiah dan praktis oleh para  akademisi,  peneliti  dan  professional. Tujuan  kedua  adalah  sejauh  mana  peran jendela jungkit 30 dan 45 dalam mendapatkan kecepatan  dan  pola  udara  yang  maksimum. Dan  kedua,  manfaat  validasi  pengamatan  ini dapat pula mengetahui

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Terdapat dua metode yang akan digunakan dalam penelitian ini, yaitu dengan membandingkan  beberapa  hasil  pengukuran terhadap  kecepatan  udara  yang  diukur langsung  terhadap  dua  obyek  yang  berbeda dengan  hasil  simulasi  kecepatan  udara  dari program simulasi CFD Ecotect 2011. Spesifikasi  objek  model  dan  data  input  yang akan digunakan untuk simulasi CFD tentunya memiliki  kesamaan  dan  kesetaraan  dengan objek  dan  data  input  di  lapangan.  Dan mengkaji hasil simulasi terhadap effek bukaan jendela jungkit 30° dan 45°.
Beberapa  batasan  dalam  pengukuran  in- situ adalah:
a. Jenis  sumber  angin  adalah  angin  buatan yang  bersumber  dari  kipas  angin  dengan 3  (tiga)  kecepatan  yang  dilakukan  secara bergantian.  Terdapat  3  variasi  kecepatan yaitu:
 Tipe 1 dengan kecepatan 1.8 m/detik,
 Tipe 2 dengan kecepatan 2.8 m/detik,
 Tipe 3 dengan kecepatan 3.8 m/detik, Data  kecepatan  angin  ini  diperoleh  dari hasil  pengukuran  kecepatan  kipas  angin pada ruang tertutup dengan menggunakan Anemometer  yangberjarak  50  m  dari sumber angin.
b. Arah  hembusan  kipas  angin  dibuat  tegak lurus terhdap lubang jendela dengan jarak yang bervariasi.
c. Jenis jendela adalah kaca berbingkai kayu dengan sistem bukaan jungkit sudut 30°.

## Alat yang digunakan :
Beberapa  alat  yang  digunakan  dalam kegiatan pengamatan ini adalah :
a. Untuk pengukuran lapangan menggunakan beberpa alat sebagai
berikut :
 Hotwire Anemometer , dapat
digunakan  untuk  mengukur  temperatur udara  dan  kecepatan  udara  di  dalam ruangan  dengan  kecepatan  minimum  < 0.1  m/detik,  merek  alat  ini  adalah Krisbow KW06-653, 3 (tiga) unit
Gambar 01
Peralatan pengukuran in-situ
 Anemometer 4 in 1, dapat digunakan untuk mengukur temperature, kuat cahaya, kelembaban udara dan kecepatan angin  di  luar  ruangan  dengan  kecepatan minimum  >  0.1  m/detik,  merek  alat  ini adalah Lutron LM-8000A.
 Tiang  penyangga/tripod, digunakan untuk  menyangga  Hotwire  Anemometer dengan  tinggi  maks  +  2.5  meter,  merek alat  penyangga  ini  adalah  Kohlt  KMB 600.
 Kipas angin, digunakan untuk sumber
angin  input  buatandengan  3  (tiga)  tipe kecepatan yang lebih konstan
dibandingkan  angin  alami  yang  besaran dan  arah  datangnya  sangat  dinamis- merek Sekai..
 Laptob, digunakan  untuk  menyimpan dan mentabulasi hasil pengukuran lapangan dan pelaporan.
b. Untuk  simulasi  program  CFD  digunakan beberpa alat yaitu :
 Laptob Acer  Aspire  47382 , yang telah  terinstal  program  Ecotect  2011  dan program  pendampingnya  Windair  4.1b 2.007.
Gambar 02
Kelengkapan program simulasi : Program Ecotect  2011  (energycity, 2011) dan Windair 4.1b 2.007.
c. Alat pendukung yaitu :
 Kamera, HP Nokia 210, 1 (satu) unit,
 Meteran  (max  5  meter),  D-Explore,  1 (satu)  unit,  Pisau  cutter,  kabel  listrik, batteray  alkalin  untuk  alat  ukur  dan obeng

## Ruang Lingkup Penelitian
Terdapat  2  (dua)  lokasi  dan  jenis  objek pengukuran in-situ, yaitu : a. Rumah Model Hemat Energy (miniature)-  ukuran  1.00  x  1.00  x  1.00 meter, pada Departemen Teknik Arsitektur,  Fakultas  Teknik  Universitas Diponegoro Semarang. Salah satu sarana/prasarana dari fasilitas laboratorium Teknologi Bangunan Arsitektur  dimana  Dr.Ir.Eddy  Prianto, CES,DEA sebagai Ketua Laboratoriumnya.
b. Ruang  mono  zone  pada  laboratorium Komputer  pada  Departemen  Teknik Kimia  D3  Fakultas  Teknik  Universitas Diponegoro Semarang.
Gambar 03 Dua  obyek  model  reel  pengukuran  in- situ (atas)  dan sketsa  penentuan titik  ukur (bawah)
Serta  terdapat  2  (dua)  jenis  metode pengukurannya,  yaitu  pengukuran  in-situ dengan  menggunakan  alat  ukur  hotwire  dan pengukuran  dari  hasil  simulasi  CFD  Ecotect versi 2011.

## Tahapan  Penelitian
Terdapat  2  (dua)  tahapan  pengamatan, Pertama  dilakukan  untuk  menjawab  tujuan pertama, yaitu kami akan mengkaji /menvalidasikan  dan  mengetahui  keakuratan beberapa teknik  pengamatan  yang  telah  kami pilih  :  penelitian  in-situ  (obyek  pemodelan dan obyek ruangan skala 1:1 dan pensimulasian  dari  program  komputasi  CFD Ecotect  2011.  Sedangkan  tahapan  kedua, adalah  menganalis  effek  jenis  bukaan jendela jungkit  30  dan  45  terhadap  profil  kecepatan udara dalam ruangan.
Spesifikasi teknis objek pengamatan terhadap  obyek  2  ini  dan  tampilan  visual untuk simulasi CFD adalah sebagai berikut:
 Jenis  objek  penelitian  adalah  ruang Laboratorium  Komputer  yang  berukuran 3.50  m  x  9.00  m  dengan  dinding  terbuat dari pasangan batu bata, pintu dan jendela berventilasi  atas  serta  sistem  bukaan jendela jungkit bawah .
 Sumber  angin  input  yang  akan  dicoba menggunakan  kipas  angin  elektrik  (A) dengan  kecepatan  3.8  m/detik.  Data kecepatan  angin  ini  diperoleh  dari  hasil pengukuran  kecepatan  kipas  angin  pada ruang  tertutup  dengan  menggunakan Anemometer  yang  berjarak  0.50  m  dari sumber angin.  Metode  penggunaan  alat  ukur  Hotwire Anemometer menggunakan bantuan computer (labtop) untuk merekam kecepatan  aliran  udara  yang  masuk  ke dalam ruangan.
 Penempatan  alat  ukur  kecepatan  udara terdiri  atas3  variasi  ketinggian  yaitu  120 m,  1.50  m,  2.00  m  dan  jarak  antar  titik ukur adalah 0.50 m.
 Alat  ukur  yang  langsung  dihubungkan dengan  labtop,  maka  data  akan  terekam langsung dalam computer.
 Pensimulasian obyek in-situ hanya tinggal  menempatkan  posisi  bukaan jendela pada posisi 30°.
 Hasil rekam pengukuran kecepatan udara dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Sedangkan  spesifikasi  data  untuk  program CFD Ecotect 2011.
 Tinggi  permukaan  bawah  terowongan angin 0 m dari MT.
 Temperatur udara ditentukan berdasarkan hasil  pengukuran  lapangan  yaitu,  suhu luar 34.5°C, suhu ruang 28°C.
 Angka  kekentalan  udara  (viscosity) ditentukan 1.8e-05.
 Berat  jenis  udara  1.2  kg/m3  dan  angka Iterasi 30°0/50.
 Waktu  rekam  pengukuran  untuk  setiap titik  ukur  dan  ketinggian  ukur  tertentu berlangsung selama 30 menit.
Gambar 04 Skema persiapan pengukuran In-situ dan program CFD Ecotect 2011.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Pengukuran in-situ dengan hotwire –

## dengan cara 01
Yang dimaksud cara 01 adalah pengukuran profil kecepatan udara dalam ruangan dengan menggunakan  obyek  model  rumah  miniature dengan  menggunakan  peralatan  ukur  hotware yang  dilakukan  secara  manual  (pengambilan titik  ukur  secara  spot/titik  waktu  dan  titik ukur).  Kemudian  kami  lakukan  perbandingan hasil  ukurnya  dengan  menggunakan  program CFD Ecotect 2011.
Hasil pengukurannya adalah sebagai berikut : a) b) c)
Gambar 05
Visualisasi hasil simulasi CFD Ecotect dengan perbedaan kecepatan angin input :
a) 1.8 m/detik, b) 2.8 m/detik dan c) 3.8
m/detik
Mencermati  pola  dan  tingkat  kecepatan udara yang terjadi didalam ruangan dari suatu sumber kecepatan 1.8 m/detik yang diletakkan  pada  jarak  0.50  m,  dimananya letaknya  dibagian  eksterior  bangunan  /  tepat tegak  lurus  dihadapan  langsung  jendela bukaan  30°,  maka  deskripsi  pola  dan  tingkat kecepatan  udaranya  yang  terjadi dari  hasil simulasi adalah sebagai berikut :
Ketiganya  memiliki  pola  yang  serupa, dimana  besaran  kecepatan  udara  yang  masuk yang  terjadi  tidaklah  sebesar  kecepatan  udara dari  kipas  angin.  Kecepatan  serbesar  hanya terjadi  tepat  pada  space  seputar  inlet  dan space seputar outlet serta seputar plafon.
Pola  yang  terjadi  diseputar  inlet,  dari ketiga  pengamatan  hasil  simulasi  masing- masing  mengalami  penurunan  :  untuk kecepatan  1.8  m/detik  menjadi  0.5  m/detik  , untuk  kecepatan  2.8  m/detik  menjadi  0.8 m/detik  untuk  kecepatan  3.8  m/detik menjadi 1.2 m/detik atau rata-rata mengamali penurunan  70%.  Artinya  sumber  udara berkecepatan  berjarak  0.50  meter  mengalami penurunan  kecepatan  tepat  di  inlet  sebesar 70%  -  merupakan  bilangan  cukup  besar tingkat pengurangan ini, apakah hal ini karena teknis  pemilihan  sumber  angin  (kipas  angin) salah?  Atau  jarak  sumber  udara  terlalu  dekat untuk  spesifikasi  kipas  angin.    Artinya  jenis kipas  angin  bisa  dipakai  sebagai  sumber kecepatan  udara  sebesar  tingkatan  kecepatan kipas angin bila diberikan „corong‟ atau „jarak minimal dari kipas tersebut.Kiranya phenomena  kipas  angin  perlu  ditindaklanjuti.
Hipotesa  awal,  tentunya  adanya  turbulensi angin didepan kipas angin tersebut yang akan mencapai kecepatan sama pada jarak tertentu.
Pola  sekitar  outlet,  karena  demensinya lebih  kecil  dari  inlet  (0.60  m  tinggi  jendela dan  0.20  m  tinggi  outlet  atau  sekitar  60% lebih  kecil),  disini  pulalah  didapatkan kecepatan  udara  besar  sekitar  sama  dengan kecepatan  seputar  inlet,  yaitu  mengalami penurunan sekitar 80%.
Pola  sekitar  plafond  merupakan  space dimana  angin  melintasi  ruangan  untuk kemudian  keluar  menuju  outlet.  Pola  udara tidaklah  langsung  menyilang  menuju  outlet melewati  tengah  ruangan,  justru  udara berbelok/menyusuri  dinding  interior  bagian atas  bulkaan  menuju  ke  plafond  barulah
keluar.  Kecepatan  udara  diplafond  relative besar disbanding kecepatan di dalam ruangan.
Mengamati  perilaku  hal  seperti  ini, sangatlah  menguntungkan  bilamana  aliran udara ini berfungsi membuang panas kumpulan  udara  interior  untuk  didorong keluar  ruangan  ataupun  teknik  pemasangan ornament plafond harusnya lebih kuat.
Bukaan jendela 30° dan outlet berada lebih tinggi dari pada posisi jendela, perilaku udara yang  terjadi  hanya  disekitar  dinding  depan dan plafond saja, artinya space interior bagian tengah  ruangan  ataupun  bagian  bawah ruangan  sama  sekali  tidak  „tersentuh‟  aliran udara. Secara detail rekapitulasi hasil pengukuran  ini  dapat  dilihat  pada  table dibawah ini.
Tabel 01 :
Rekapitulasi data antara pengukuran lapangan (rumah model) & hasil simulasi :
Sumber angin (A) B (m/detik) C (m/detik) D (m/detik) In-situ kecp 1.8 0.1 0.57 0.16 Simulasi 0.1 0.5 0.2 In-situ kecp 2.8 0.10 0.62 0.04 Simulasi 0.1 0.6 0.2 In-situ kecp 3.8 0.15 0.69 0.26 Simulasi 0.2 0.7 0.3
Tingkat  akurasi  penggunaan  program simulasi.
Yang  dimaksud  tingkat  akurasi  program simulasi  ini  adalah  seberapa  besaran  value yang  didapatkan  pada  titik-titik  yang  telah ditentukan  bilamana  dibandingkan  dengan posisi  titik-titik  yang  sama  yangdilakukan dengan  pengukuran  manual.  Dan  hasiln  dari visual tampilan simulasi, ternyata hanya dapat dibaca  pada  skala  1  angka  dibelakang  digit  . Sedangkan pengukuran lapangan yang menggunakan  alat  ukur  hpotware  (yang dilakukan secara manual/per spot waktu) bisa didapatkan 3 angka dibelakang digit. Membandingkan keduanya, dapat kami simpulkan tingkat akurasi alat lebih detail dari
pada  program  simulasi.  Beberapa  hal  yang meyebabkan  ketidak  akuratnya  program  ini, bisa  dilakukan  dengan  meningkatkan  tingkat iterasinya  (lebih  besar  dari  500)  ataupun dievaluasi kembali jarak sumber anginnya.

## Tingkat validasi kedua pengukuran.
Sedangkan  yang  kami  maksud  tingkat validasi disini adalah :
 Pertama,  seberapa  jauh  perbedaan  hasil ukur  dilapangan  terhadap  model  dengan hasil  ukur  pada  simulasi.  Kedua,  dapat diartikan  bahwa  pengukuran  terhadap model divalidasi dengan gambar simulasi (bilama memang program simulasi terbilang  akurat)  ataupun  hasil  ukur simulasi  divalidasi  terhadap  hasil  ukur lapangan.  Untuk  maksud  ini,  maka  kita dapat analisa table 01 diatas.
 Perbedaan  hasil  ukur  antara  simulasi dan  pengukuran  lapangan,  sangatlah beragam  di  kedua  titik.  Di  titik  B, perbedaannya rata-rata hanya sekitar 17% (0.10  m/detik  ke  0.12m/detik).  Untuk titik  C,  perbedaannya  rata-rata  hanya sekitar 5% (0.60 m/detik ke 0.63m/detik) dan  di  titik  D,  perbedaannya  rata-rata hanya  sekitar  21%  (0.23  m/detik  ke 0.19m/detik).  Artinya,  karena  rentang perbedaan  hanya  sekitar  5%-20%  dapat dikatakan  bahwa  pengukuran  dengan menggunakan  dengan  program  ini  sudah mendekati  valid  setelah  dibandingkan dengan pengukuran lapangan. Dan berate program  ini  telah  siap  digunakan  untuk pensimulasian/pengukuran  pada  obyek- obyek lainnya.

## 3.2. Pengukuran in-situ dengan hotwire – dengan cara 02.
Yang dimaksud cara 02 adalah pengukuran profil kecepatan udara dalam ruangan dengan menggunakan ruangan dalam ukuran sebenarnya  (skala  1;1),  dan  alat  ukur  yang digunakan  adalah  hotware  yang  dilakukan dengan menghubungkan langsung ke program perekam  dalam.  Kemudian  kami  lakukan perbandingan hasil ukurnya dengan menggunakan program CFD Ecotect 2011.
Mean  Modus  Median SD Max Min 0,302 0,000 0,236 0,232  1,113  0,000
a)
Mean Modus  Median SD Max Min 0,130° 0,000 0,078 0,153  1,149  0,000
b)
Mean  Modus  Median SD Max Min 0,122 0,042 0,087 0,158  5,000 0,000 c)
Gambar 06 Grafik hasil pengukuran Hotwire Anemometer pada ketinggian 120 m kecepatan angin input titik A (3.8 m/detik) dengan jarak sumber angin/kipas 0.50m – diukur selama 30 menit: a) pada titik B, b) pada ttik C dan c) pada titik D
Mean  Modus  Median SD Max Min 0,389 0,000 0,292 0,322  1,268 0,000 a) Mean  Modus  Median SD Max Min 0,370 0,000 0,278 0,331  1.527 0,000 b) Mean  Modus  Median SD Max Min 0,262 0,000 0,201 0,245  1,048 0,000 c) Gambar 07
Grafik hasil pengukuran Hotwire Anemometer pada ketinggian 1.50 m kecepatan angin input titik A (3.8 m/detik) dengan jarak sumber angin/kipas 0.50 m – diukur selama 30 menit: a) pada titik B, b) pada ttik C dan c) pada titik D
Mean  Modus  Median SD Max Min 0,127 0,000 0,067 0,151  1,051 0,000
a)
Mean Modus Median SD Max Min 0,116 0,000 0,049 0,0147 0,789 0,000 b)
Mean  Modus  Median SD Max Min 0,255 0,000 0,233 0,191  1.052 0,000 c) Gambar 08
Grafik hasil pengukuran Hotwire Anemometer pada ketinggian 2.00 m kecepatan angin input titik A (3.8 m/detik) dengan jarak sumber angin/kipas 0.50m – diukur selama 30 menit: a) pada titik B, b) pada ttik C dan c) pada titik D
Bagaimana  pola  dan  tingkat  kecepatan udara  yang  terjadi  didalam  suatu  ruangan berskala  1:1  (ruang  laboratorium  computer) dari  suatu  sumber  angin  sebuah  kipas  angin dengan  kecepatan  3.8  m/detik  yang  diletakan tepat  dihadapan  jendela  jungkit  bersudut  30° pada  jarak  0.50  m,  maka  deskripsi  pola  dan tingkat  kecepatan  udaranya  yang  terjadi adalah adalah sebagai berikut :
Bilamana  pada  tampilan  simulasi  dari obyek  berukuran  1.00  x  1.00m  diatas,  bahwa pola  aliran  udara  mencapai  kecepatan
maksimum  hanya  pada  3  (tiga)  spot  (seputar inlet,  seputar  plafond  dan  seputar  outlet), maka demikian pula halnya yang ditampilkan pada simulasi untuk ruangan laboratorium ini.
Pola  sekitar  plafond  merupakan  space dimana  angin  melintasi  ruangan  untuk kemudian  keluar  menuju  outlet.  Pola  udara masuk  juga  tidaklah  langsung  menyilang menuju  outlet  dengan  melewati  space  tengah ruangan,  justru  udara  berbelok/menyusuri dinding  interior  bagian  atas  bulkaan  menuju ke  plafond  barulah  keluar.  Kecepatan  udara diplafond relative besar 293isbanding kecepatan di dalam ruangan. Hanya saja yang membedakan dengan hasil simulasi sebelumnya,  adalah  bahwa  pola  gerakan udara  sebelum  keluar  outlet  mengalami perubahan  mengisi  sebagian  ruang  tengah disekitar plafond dan barulah secara horizontal  keluar  melalui  lubang  outlet.  Hal ini  bisa  di  hopitesakan  bahwa  demensi panjang ukuran interior sangat mempengaruhi pola/  besaran  pola  aliran  udara.    Tentunya, sebaimana  hasil  analisa  sebelumnya  diatas, bahwa  mengamati  perilaku  hal  seperti  ini, sangatlah  menguntungkan  bilamana  aliran udara ini berfungsi membuang panas kumpulan  udara  interior  untuk  didorong keluar  ruangan  ataupun  teknik  pemasangan ornament  plafond  harusnya  lebih  kuat. Mencermati  penelitian  sebelumya  (Prianto 2.002),  bahwa  pola  aliran  udara  dalam ruangan ini sangatlah dipengeruhi oleh bentuk plafondnnya, maka hasil pengamatan simulasi dengan  program…sependapat  dengan  hasil penelitian prianto dan depecker.
Suatu ruangan seperti ruangan laboratorium ini, tervisualisasikan pergerakan udaranya bahwa bilamana bukaan jendela 30° dan outlet berada lebih tinggi dari pada posisi jendela,  perilaku  udara  yang  terjadi  hanya disekitar  dinding  depan  dan  plafond  saja, artinya  space  interior  bagian  tengah  ruangan ataupun  bagian  bawah  ruangan  sama  sekali tidak „tersentuh‟ aliran udara.
Pola  yang  terjadi  diseputar  inlet,  dari ketiga  pengamatan  hasil  simulasi  masing- masing mengalami penurunan : dari kecepatan  3.8  m  pada  sumber  angin  dibagian luar  menjadi  4  zona  kecepatan  yaitu  0,5 m/detik,  1.00  m/detik,  1,5  m/detik  dan 2.00m/detik.  Artinya  telah  terjadi  penurunan
kecepatan  47%  (3,8  m/detik  menjadi  2 m/detik)  dan  87%  (3,8  m/detik  menjadi  0,5 m/detik).  Secara  detail  pola  pengurangan kecepatan udara dari masing-masing titik ukur adalah :
 Pada titik B di jarak 0.50 m dari dinding bukaan,  kecepatan  3,8  m/detik  menjadi 0.5  m/detik    dan  terus  berkurang mendekati  0  (nol  m/detik)  kearah  ukuran 1.00  dan  1.50  m  kearah  dalam.  Atau dapat  dikatakan  mengalami  penurunan dimulai  87%  hingga  100%.  Artinya space  dibelakang  jendela  yang  memiliki ketinggian  1.00  m  diatas  lantai  ruangan, maka  space  interior  berjarak  0.50  m  lah saja  yang  masih  mendapatkan  tingkat besaran udara (0.5 m/detik) dan selanjutnya  makin  melemah  hingga mencapai  kecepatan  0  (nol),  bagaimana yang  terjadi  dengan  spece  ruangan interior  sepanjang  9.00  meter  lainnya kebelakang?  Sedangkan  kearah  vertical (jarak 1.50 m dan 2.00 meter diatas lantai pada  posisi  titik  B  ini,  kecepatan  udara yang  terjadi  relative  konstan,  yaitu rentang  0.5  m/detik  –  1.00  m/detik. Keceptan maksimal pada seputar inlet ini hanya  mencapai  2  m/detik  dan  itupun tepatv  diseputar  lubang  jendela.  Tidak seperti halnya model pertama.
 Pada titik C (berjarak 1.00 m dari dinding bukaan)  kearah  horisontal  (jarak  2.00  m kearah  ruang  dalam),  bahwa  kecepatan udara  yang  terjadi  dibanding  sumber udara  dari  luar  berkecepatan  3.80  m menjadi  sekitar  0  m/detik  –  0.5  m/detik dan  terus  berkurang  mendekati  0  (nol m/detik).  Bahkan  dapat  dikatakan  pada titik  C  ini  kearah  dalam  kecepatan  udara sangat  lemah  hingga  mencapai  0  (nol). Sedangkan  kearah  vertical,  kecepatan maksimun  didapatkan  pada  ketinggian 2.00  m  (kecepatan  1  m/detik  –  1,5 m/detik).  Dan  terakhir  yang  sama  sekali tidak  „tersentuh‟  gerakan  udara  ataupun aliran angin  ini  adalah  pada  titik  D,  baik secara horizontal ataupun vertical.
 Dari  tampilan  simulasi  tersebut  dapat dikatakan  bahwa  ruangan  ini,  akan  tidak tersentuh  aliran  udara  pada  bagian interiornya  berawal  dari  jarak  ukur  1.50
m  dari  dinding  inlet  hingga  ke  bagian belakang ruangan.
Yang  menarik  adalah  pola  disekitar plafond atau diatas ketinggian 2.00 meter dari lantai  mendekati  outlet.  Bahwa  kece[atan udara  inerior  yang  seyogyanya  makin melemah  setelah  jarah  1.50  m  dari  inlet  ( kecepatan  0  m/detik  –  0,5  m/detik),  kini mengalami  kenaikan  kembali  mencapai  1.5 m/derik  hingga  2  m/detik  yang  berada disekitar  3.50  meter  dari  arah  outlet  di ketinggian  2.00  meter  dari  lantai  (lihat gambar).  Perilaku  peningkatan  ini  terus bertambah  hingga  mencapai  kecepatan  4 m/detik  –  5  m/detik  diseputar  outlet  yang beruta kisi-kisi/krepyak. Atau dapat dikatakan mengalami  peningkatan  32%  (dari  3,8 m/detik ke 5 m/detik)

## Tingkat akurasi penggunaan program simulasi.
Seperti  yang  dipaparkan  sebelumnya, bahwa  yang  dimaksud  tingkat  akurasi program simulasi ini adalah seberapa besaran value  yang  didapatkan  pada  titik-titik  yang dihasilkan  pada  tampilan  simulasi  bilamana dibandingkan  dengan  value  kecepatan  udata pada  posisi  titik-titik  yang  sama  yang dilakukan  dengan  pengukuran  hotwire  yang tersambung dengan latop/perekaman otomatis.  Hasil  dari  visual  tampilan  simulasi, ternyata  hanya  dapat  dibaca  pada  skala  1 angka  dibelakang  digit  (sebagaimana  hasil dari simulasi sebelumnya, missal 0,5 m/detik),  sedangkan  pengukuran  lapangan yang  menggunakan  alat  ukur  hotwire  bukan hanya  mendapatkan  value  dengan  3  angka dibelakang  digit  (misal  0,127  m/detik),  tapi data  terekan  secara  otomatis  pada  setiap detiknya  dengan  rentang  lama  pengukuran diatur  30  menit.  Membandingkan  keduanya, dapat  kami  simpulkan  tingkat  akurasi  alat sangat lebih detail dari pada program simulasi (lihat  grafik  pengukuran  hotwire).  Dua  solusi untuk  memperbaiki  mengetahui  perbaikan tingkat  akurasi  program  simulasi  :  pertama, dilakukan  dengan  meningkatkan  tingkat iterasinya  (lebih  besar  dari  500),  kedua redisain input jarak sumber anginnya. Namun hal ini perlu ditindaklanjuti pengamatannya.
Tingkat akurasi pengukuran dengan hotwire yang terekam langsung dengan program di laptop.
Yang dimaksud dengan keakuratan pengukuran  kecepatan  angin  dengan  alat hotwire ini adalah seberapa value pengukuran kecepatan yang didapatkan selama pengukuran.  Sebagaimana  tertampil  dalam gambar  diatas,  bahwa  pengukuran  yang lansung  terekam  otomasis  dalam  program, maka  data  dapat  tercatat  setiap  detik. Tentunya pengukuran dan pendataan semacam  ini  sudah  sangat  akurat,  apalagi pemakaian  alat  ini  sebelumnya  telah  di sertivicat  kalibrasinya.  Artinya  penggunaan alat  hotwire  tidak  diragukan  lagi  dan direkomendasikan penggunaan secara otomatis,  bukan  secara  manual  sebagaimana teknik pengukuran sebelumnya.

## Tingkat validasi kedua pengukuran.
Sedangkan  yang  kami  maksud  tingkat validasi pengukuran antara hasil simulasi dan hasil pengukuran dilapangan dengan alat ukur hotwire  disini  adalah  seperti  terdiskripsi diatas, yaitu :
 Pertama,  seberapa  jauh  perbedaan  hasil ukur  dilapangan  terhadap  model  dengan hasil ukur pada simulasi.
 Kedua, dapat diartikan bahwa pengukuran  terhadap  model  divalidasi dengan gambar simulasi (bilamana memang program simulasi telah
dilakukan  penyempurnaan  dalam  proses
data/input  sebelum  di  running)  ataupun hasil  ukur  simulasi  divalidasi  terhadap hasil  ukur  lapangan.  Untuk  maksud  ini, maka kita dapat analisa table 02 di bawah ini.
Perbedaan  hasil  ukur  antara  simulasi  dan pengukuran  lapangan,  sangatlah  beragam  di kedua  titik.  Hanya  saja  untuk  mendapatkan data  pengukuran  dari  alat  ukur  hotwire  yang terkoneksi  langsung  dengan  laptop,  maka terlebih  dulu  data  harus  diolah.  Pengolahan data  tersebut  kita  harus  mencari  nilai  rata- ratanya  (mean)  dari  sejumlah  value  yang terrekam  setiap  detiknya  selama  30  menit. Value  rata-rata  di  sepanjang  titik  B  secara horizontal  (dari  ketinggian  0.50  m  hingga 2.00m),  value  rata-rata  taksiran  dari  simulasi didapatkan 0.75 m/detik, sedangkan dari hasil pengukuran  hotwire  didapatkan  value  rata- rata  sebesar  0,273  m/detik,  maka  terdapat perbedaan  lebih  detail  sebesar  64%.  Untuk titik C terdapat perbedaan lebih detail sebesar 18% (dari value 0.25 m/detik ke 0.21m/detik). Sedangkan di titik D, terdapat perbedaan lebih detail sebesar 15% (dari value 0.25 m/detik ke 0.21m/detik). Artinya, karena rentang perbedaan berkisar 15%-64% dapat dikatakan bahwa  pengukuran  dengan  menggunakan lapangan  dengan  menggunakan  alat  ukur hotwire  pada  kondisi  sangat  valid  setelah dibandingkan  dengan  pengukuran  dengan penggunaan program simulasi.
Tabel 02 :
Rekapitulasi data antara pengukuran lapangan (ruangan laboratorium) dan hasil simulasi :
Sumber angin (A) B (m/detik) C (m/detik) D (m/detik) In-situ ketinggian 1.2 0.302 0.130 0.122 Simulasi 0.50-1.00 0.0-0.5 0.0-0.5 In-situ ketinggian 1.5 0.389 0.370 0.262 Simulasi 0.50-1.00 0.0-0.5 0.0-0.5 In-situ ketinggian 2.0 0.127 0.116 0.255 Simulasi 0.50-1.00 0.50-1.00 0.0-0.5
a)
b) Gambar 09
Grafik hasil pengukuran Hotwire Anemometer pada ketinggian 120 m selama 30 menit: a)
pada titik B, b) pada titik C dan c) pada titik D 3.3.  Pengaruh type bukaan jendela terhadap peningkatan kecepatan udara dalam ruangan.
Setelah dilakukan tahap pengukuran akurasi  antara  obyek  “sebuah  model”  dan obyek  “suatu  ruangan  reel  berskala  1:1”  dan tahap  pengukuran  keakurasian  antara  metode simulasi  dan  pengukuran  lapangan  dengan alat  hotware  diatas.  Pada  tahap  kedua  dari penelitian  ini  dilakukan  pengamatan  untuk mengetahui  kepengaruhan  kecepatan  udara dalam  ruangan  terhadap  type  bukaan  jendela
(30° dan 45°) dan kecepatan udara masuk (1,8 m/detik,  2,8  m/detik  dan  3,8  m/detik)  .  Hasil perbandingan antara dua type jendela tersebut dalam  tampilan  simulasi  program  CFD Ecotect  adalah sebagai berikut.
Gambar 10
Visual perbandingan simulasi profil gerakan udara pada jendela jungkit 30°&45°dengan input kecepatan udara 1.8 m/detik
Gambar 11 Visual perbandingan simulasi profil gerakan udara pada jendela jungkit
30°&45°dengan input kecepatan udara 2.8 m/detik
Gambar 12 Visual perbandingan simulasi profil gerakan udara pada jendela jungkit 30°&45°dengan input kecepatan udara 3.8 m/detik
Mengamati pola gerakan udara interior dari effek bentuk jendela jungkit 30 dan 45 secara prinsip  bentuknya  relative  sama,  baik  pada input kecepatan udara 1,8m/detik, 2.8 m/detik dan  3,8  m/detik,  yaitu  udara  bergerak  masuk langsung  menyusuri  dindng  menuju  plafon untuk  kemudiian  keluar  melalui  outlet. Sehingga bagian tengah dan belakang ruangan sama  sama  sekali  „tidak  tersentuh‟  sirkulasi udara.  Sedangkan  yang  membedakan  pola antara  jendela  jungkit  30°  dan  45°  adalah pada  besaran  volume  kecepatan  udara  dalam ruangan,  dimana  untuk  jendela  jungkit „volume‟  kecepatan  udara  „kuantitasnya‟ lebih banyak.
Tabel 03 :
Rekapitulasi perbandingan profil gerakan udara pada jendela jungkit 30° dan 45° Type bukaan B (m/detik) C (m/detik) D (m/detik) Kecepatan 1,8 Jungkit 30° 0.0-0.1 0.1-0.2 0.1-0.2 Jungkit 45° 0.0-0.1 0.1-0.2 0.0-0.1
Kecepatan 2,8 Jungkit 30° 0.0-0.1 0.4-0.5 0.1-0.2 Jungkit 45° 0.0-0.1 0.3-0.4 0.1-0.2 Kecepatan 3,8 Jungkit 30° 0.1-0.2 0.5-0.6 0.2-0.3 Jungkit 45° 0.1-0.2 0.5-0.6 0.1-0.2 Mencermati  hasil  ukur  secara  „kuantitatif‟ pada  table  03  diatas,  untuk  ketiga  perbedaan kecepatan udara masuk, ternyata
keseluruhannya mengalami penurunan kecepatan  udara  interior  rata-rata  rentang 91%-94%.  Secara  detail  dapat  dipaparkan sebagai berikut:
Pada  jendela  jungkit  30  dengan  kecepatan udara  masuk  1,8  m/detik  :  penurunan kecepatan  antara  92%  hingga  97%  (1,8 m/detik ke 0,05 m/detik). Dimana hanya pada jendela  jungkitlah  terdapat  penurunan  sedikit sebesar 92%.
Pada  jendela  jungkit  30  dengan  kecepatan udara  masuk  2,8  m/detik  :  penurunan kecepatan  antara  84%  hingga  98%  (2,8 m/detik ke 0,05 m/detik). Dimana hanya pada jendela  jungkitlah  terdapat  penurunan  sedikit sebesar 84%.
Pada  jendela  jungkit  30  dengan  kecepatan udara  masuk  3,8  m/detik  :  penurunan kecepatan  antara  84%  hingga  96%  (3,8 m/detik ke 0,05 m/detik). Dimana hanya pada jendela  jungkitlah  terdapat  penurunan  sedikit sebesar 84%.
Artinya pada pilihan antara jungkit 30° dan 45°,  seyogyanya  pilihlah  jendela  jungkit  30° karena  di  ruangan  interiornya  disamping masih  terdapat  kecepatan  yang  relative  besar juga  volume  udara  yang  masuk  relative  lebih banyak.  Hal  ini  senada  dengan  penelitian Prianto (Prianto 2002), bahwa jendela jungkit 30° lebih direkomendasikan dari pada jungkit 45° dalam menciptakan kenyamanan seseorang yang duduk.

## 4. KESIMPULAN
a. Pemakaian alat ukur seyogyanya disesuaikan  dengan  tingkat  keakuratan sebelum  dilakukan  pemvalidasian  hasil ukur.
b. Pemvalidasian  secara  sederhana  dapat dilakukan antar metode yang setara/sejenis. Perbedaan  metode  seringt  menimbulkan deviasi perbedaan yang signifikan.
c. Tingkat keakurasian pengukuran kecepatan udara  dalam  percobaan  ini  secara  runtut adalah  :  pengukuran  lapangan  dengan menggunakan  alat  hotwire  kemudian menggunakan program simulasi.
d. Profil pengukuran kecepatan udara interior dari  obyek  model  dan  obyek  ukuran  reel yang  dipilih  secara  proposional  tidaklah menimbulkan  perbedaan  yang  signifikan. Justru mempertimbangkan hal ini, tentunya pemakaian  obyek  model  miniature  lebih direkomendasinya karena lebih simple dan praktis serta efesien.
e. Pilihan antara jendela jungkit 30° dan 45°, dalam  mendapatkan  kecepatan  udara maksimum  dan  volume  udara  yang  lebih besar  terdapat  pada  pemakaian  jendela jungkit 30°.
f. Perbedaan  kecepatan  udara  masuk  dalam ruangan  pada  pilihan  jendela  jungkit  30° dan  45°,  ternyata  hanya  pada  aplikasi jendela  jungkit  30°  yang  memiliki  value significan  kenaikannya  disbanding  jendela jungkit 45°.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
BSN  -  Badan  Standardisasi  Nasional  (2001),
SNI-03.6572 tentang Tata Cara Perancangan Sistem Ventilasi dan Pengkondisian  Udara  pada  Bangunan
Gedung . Jakarta,
ecotect.  (2008,  -  -). Autodesk. Retrieved april 20,  2016,  from  Ecotect  v5.6  and  Earlier: http://ecotect.com/ energycity.  (2011,  mei  3). ecotect .  Retrieved april 10, 2016, from energycity:
http://www.energycity2013.eu/pages/result s/data-catalogue/existing-urban-energy- models/ecotect.php
Gagoek,  H  dan  Sukawi,    (2014), Pengaruh Luas Bukaan Terhadap Kebutuhan Pertukaran  Udara  Bersih  Dalam  Rumah Tinggal. Jurnal Modul Vol. 14.
Harianja,  B;  Prianto,E  dan  Setiabudi,  W (2015), “Pengaruh  Luas  bukaan  Jendela dan  Lubang  Ventilasi  Terhadap  Laju  dan Pola  Aliran  Udara  dengan  bantuan simulasi CFD, proposal Tesis MTA Undip (tidak dipublikasikan)
Jones P. J., Whittle G. E (1992 ), Computational    Fluid  Dynamics    for building    air    flow:  Current  status  and capabilities ,  Building    and  Environment,
vol 24, no.1, p. 321-338. Kementerian Kesehatan, (2002), KEPMENKES RI Nomor.
1405/MENKES/SK/XI tentang Persyaratan Kesehatan  Lingkungan Kerja Perkantoran dan Industri . Jakarta.
Kindangen  JI  (2003),  Pengaruh  Tipe  Jendela Terhadap Pola Aliran Udara Dalam Ruang, Jurusan Teknik Arsitektur, Dimensi Teknik Arsitektur Vol. 31, No. 2, p.158-162
Kindangen,    J.I  dan  Krauss,    G,    (1996),
Investigation    of  Natural  Ventilation  with Computational  Fluid  Dynamics.    A Comparison    Study    with    Wind  Tunnel Results , Architectural Science Review, vol. 39, no. 2, p. 113-120
Kindangen,  J.I.,  Krauss,  G.  dan  Depecker,  P, (1997), Effects  of  Roof  Shapes  on  Wind- Induced  Air  Motion  Inside    Buildings , Building    and    Environment,  vol.32,  p.  1- 11.
Prianto,  E  dan  Depecker,P.  ,  (2002). Characteristic  of  airflow  as  the  effect  of balcony,  opening  design  and  internal division on indoor velocity: A case study of traditional  dwelling  in  urban  living quarter  in  tropical  humid  region, Energy and  Buildings,  Volume  34,  Issue  4,  pp. 401-409
Prianto, E, (2002), Modelisation des ecoulements  et  analyse  architecturale  de performances  de  l’espace  habitable  en climat  tropical  humide, these  de  Doctorat, Universite de Nantes & Ecole
Polytechnique  de  L‟Universite  de  Nantes,
124 p.
Prianto,  E,  (2003), Design  Jendela  Yang Tanggap  Terhadap  Tuntutan  Kenyamanan Penghuni ,  Semarang,  Badan  Penerbit Universitas Diponegoro. 60 p.
Prianto,  E.,  Jachet,I.,  Depecker,P.,  dan Peneau,  J-P.,  (2001). Contribution  of  N3S Numerical  Simulation  in  Investigating  the Influence  of  Balcony  on  Traditional Building  to  Obtain  Maximum  Indoor Velocity, Jornal  Architecture  Science, Hong  Kong,  Volume  ,  Number  3,  pp.101- 112.
Prianto,E, (2002), Alternatif desain arsitektur daerah  tropis  lembab  dengan  pendekatan kenyamanan termal , Jurnal Dimensi Teknik Arsitektur, Vol. 30 Sangkertadi dan Suryono, (2001),
Mengestimasi  koefisien  bukaan  pada jendela  bangunan  tinggi  dengan  bantuan simulasi  CFD, Jurnal  Dimensi  Teknik
Arsitektur vo. 29 no. 2, p. 147-150.
Sangkertadi, Suryono, (2001), Studi
Ventilasi  Alami dan  Penghematan  Energi pada    Bangunan  Tinggi ,    Laporan  Akhir Hasil Penelitian URGE-DCRG Soegijanto,  (1998), Bangunan  Di  Indonesia Dengan  Iklim  Tropis  Lembab  Ditinjau Dari  Aspek  Fisika  Bangunan. Jakarta, Direktorat  Jenderal  Pendidikan  Tinggi Departmen  Pendidikan  dan  Kebudayaan, 325p.