Jurnal Asiimetrik: Jurnal Ilmiah Rekayasa Dan Inovasi Terakreditasi “Peringkat 4” oleh Kemenristek/BRIN, Nomor SK: 200/M/KPT/2020 Volume 5 Nomor 1 Tahun 2023, Januari 2023, Halaman 123-134 Website : http://journal.univpancasila.ac.id/index.php/asiimetrik/

## Analisis Aliran Udara dan Kenyamanan Termal di Laboratorium
Perpindahan Panas dan Massa menggunakan Metode Computational Fluid Dynamics (CFD)

## Air circulation and Thermal Comfort Analysis of Heat & Mass Transfer Laboratory Using Computational Fluid Dynamics (CFD) Method
Jason Prathana Liawan, Harto Tanujaya dan Steven Darmawan 
Program Studi Teknik Mesin, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman, Jakarta 11440, Indonesia
Informasi artikel:
Diterima: 02/03/2022 Direvisi: 08/12/2022 Disetujui: 15/12/2022

## Abstract
Air circulation and thermal comfort are some of many factors that affects user’s behavior in indoor activity, particularly in learning activity. With appropriate air quality and thermal  comfort, it is easier  for  students  to  focus  on  the  learning  process.  In  addition,  better  air  circulation  can  also benefit to the health of the people inside the building, for instance, according to WHO (World Health Organization), appropriate airflow may reduce the spread of SARS-CoV-2 which lately has caused a COVID-19 pandemic. However, air circulation and distribution have not a concern yet due to existing room condition and advanced technology that is needed, in L 609 classroom and Heat & Mass Transfer Laboratory, in this research. CFD method implementation for this case is used to show existing air circulation condition and necessary recommendations to get better air circulation. CFD simulation is done 3 dimensionally with 44344 nodes tetrahedral mesh on 2 configuration room condition, which are classified based on air input from AC, door gap, and with or without window opening. Based on CFD simulation results, the 2nd configuration with window opening indicate the best configuration with air velocity around 0,8 m/s dan room temperature 295,8 – 302,1 K. With window opening, the air flow condition met the ANSI/ASHRAE 55 and hoped to reduce COVID-19 spreading.
Keywords: CFD, thermal comfort, airflow, COVID-19.

## SDGs : Abstrak
Sirkulasi  udara  dan  kenyamanan  termal  merupakan  faktor  yang  mempengaruhi  perilaku  Pengguna dalam aktivitas di ruang tertutup, termasuk proses pembelajaran mahasiswa. Dengan adanya sirkulasi udara dan kenyamanan termal yang baik, mahasiswa dapat lebih mudah berfokus dalam melakukan aktivitas serta menunjang kesehatan. Hal ini menjadi semakin penting pada masa Pandemi COVID-19 dimana  sirkulasi  udara  yang  baik  diperlikan  untuk  mengurangi  resiko  penyebaran  virus  COVID-19 sesuai  rekomendasi  WHO.  Namun,  sirkulasi  dan  distribusi  udara  dalam  ruang  tertutup  kurang diperhatikan antara lain disebabkan kondisi ruang yang sudah tersedia serta rumitnya teknologi yang dibutuhkan, seperti yang terjadi pada ruang kelas L 609 dan Laboratorium Perpindahan Panas dan Massa Universitas Tarumanagara sebagai lokasi uji. Penggunaan metode CFD pada lokasi uji dapat memberikan  rekomendasi  yang  diperlukan  untuk  mendapatkan  sirkulasi  udara yang  baik.  Simulasi CFD dilakukan secara 3 dimensi dengan menggunakan mesh tipe tetrahedral sebanyak 44344 nodal pada 2 konfigurasi ruangan berdasarkan udara input dari AC dan outlet pada celah pintu dan jendela terbuka atau tertutup. Berdasarkan hasil simulasi, konfigurasi kedua dengan jendela terbuka adalah konfigurasi ruangan terbaik diantara ketiga konfigurasi dengan kecepatan udara berkisar di angka 0,8 m/s dan temperatur ruangan 295,8 K - 302,1 K. Penggunaan jendela terbuka ini dan dapat memenuhi standar ANSI/ASHRAE 55 dan dapat membantu mengurangi resiko penyebaran COVID-19.
Kata Kunci: CFD, aliran udara, kenyamanan termal, COVID-19.
 Penulis Korespondensi. Tel: -; Handphone: +62 812 8291 333 email : stevend@ft.untar.ac.id
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

## Fluid Dynamics (CFD)

## 1. PENDAHULUAN
Pandemi COVID-19 atau Corona Virus Disease adalah  sebuah  pandemi  yang  terjadi  di  hampir seluruh belahan dunia. COVID-19 disebabkan oleh sebuah  virus  yang  bernama  Novel  Coronavirus (SARS-CoV-2), sebuah virus yang masih berkerabat dengan  virus  yang  menyebabkan  pandemi  SARS ( Severe  Acute  Respiratory  Syndrome ).  Menurut penelitian  yang  dilakukan  oleh  WIV  ( Wuhan Institute of Virology ), COVID-19 mulai menyebar dari China, tepatnya di provinsi Wuhan pada akhir tahun  2019 (WHO,  2020) .  Menurut  WHO  ( World Health  Organization ),  Virus  Corona  dapat menyebar antar manusia dengan cepat. Virus ini dapat  menyebar  melalui  tetesan  kecil  di  udara, permukaan  benda,  serta  kontak  fisik.  Jika seseorang  tertular  COVID-19,  ada  gejala-gejala yang  akan  terjadi  seperti  demam  tinggi,  batuk kering, lemas dan sakit tenggorokan. Bahkan, jika kondisinya sudah parah, orang yang tertular akan kesulitan  bernapas,  merasakan  sakit  di  dada, serta sulit untuk berbicara dan bergerak. Virus ini jika  sudah  masuk  ke  tubuh  manusia,  akan menyerang  sistem  pernapasan  orang  tersebut. Virus  ini  akan  menyerang  bagian  tubuh  seperti hidung, tenggorokan, dan paru-paru (CNN, 2020) . Pada  awal  tahun  2020,  sebagian  besar pemerintah  di  berbagai  negara  membatasi aktivias di ruang tertutup, termasuk ruang kelas dan ruang pembelajaran lain. Meskipun merupakan  bagian  yang  tidak  terpisahkan  dari perkembangan  sosial,  mental  dan  akademik invidu,  langkah  diambil  untuk  mencegah penularan  virus  COVID-19.  Hal  ini  terutama disebabkan  karena  ruang  kelas  dan  ruang pembelajaran lain termasuk laboratorium memiliki  sistem  ventilasi  dan  menyebabkan banyak  ketidakpastian  dalam  penyebaran  virus COVID-19    ( Chen  dkk . ,  2021;  Conrad  dan Lynnworth,  2002;  Morawska  dkk . ,  2020) .  Dalam konteks  laboratorium,  kenyamanan  bisa  ditinjau dari segi sirkulasi udara dan kenyamanan termal. Kedua hal tersebut tersebut merupakan hal yang penting  untuk  dipertimbangkan,  terutama  bagi negara  beriklim  tropis  seperti  di  Indonesia, dimana temperatur udara cukup tinggi. Salah satu
metode yang digunakan untuk mencapai sirkulasi udara  dan  kenyamanan  termal  baik  adalah infiltrasi udara. Metode infiltrasi udara yang alami dapat  meningkatkan  kenyamanan  termal  dan ventilasi  udara  di  ruangan  dalam  bangunan- bangunan (Gratia, Bruyere dan De Herde, 2004) . Kenyamanan termal di dalam ruangan juga dapat ditingkatkan  dengan  menggunakan  kecepatan udara yang lebih tinggi (Liping dan Hien, 2007) . Selain  untuk  faktor  kenyamanan,  ventilasi udara  ruangan  yang  baik  juga  berefek  kepada kualitas  udara  yang  dihirup  oleh  pengguna ruangan.
Menurut EPA ( United States Environmental Protection Agency ), kualitas udara di  dalam  ruangan  pada  umumnya  mengandung sekitar  dua  sampai  5  kali  lebih  banyak  polutan dibandingkan dengan udara luar ruangan (Conrad dan Lynnworth, 2002). Selain masalah polutan di dalam ruangan tertutup, dunia akhir-akhir ini juga diserang  oleh  pandemi  COVID-19  yang  tingkat penularannya  sangat  tinggi.  Namun,  menurut WHO  ( World  Health  Organization ),  penyebaran COVID-19  dapat  diminimalisir  dengan  adanya ventilasi udara yang alami dan baik.
Namun,  sirkulasi  dan  distribusi  udara  dalam ruang  tertutup  kurang  diperhatikan  antara  lain disebabkan  kondisi  ruang  yang  sudah  tersedia serta rumitnya teknologi yang dibutuhkan, seperti yang  terjadi  pada  Laboratorium  Perpindahan Panas  dan  Massa  Universitas  Tarumanagara sebagai  lokasi  uji.  Metode  CFD  dapat  digunakan untuk  melakukan  analisis  berbasis  numerik terhadap  aliran  udara  serta  perpindahan  panas yang  menyertai.  Metode  CFD  semakin  banyak digunakan untuk melakukan perancangan maupun analisis sistem mekanikal dan termal, seperti yang dilakukan  oleh  Sari  dkk.  yang  menggunakan metode  CFD  untuk  melakukan  analisis  terhadap energi  mesin  pendingin  berbasis  Termoelektrik (Sari, Saputra dan Donawan, 2019) .
Penelitian  yang  dilakukan  bertujuan  untuk melakukan  analisis  terhadap  aliran  udara  pada ruang kelas L 609 dan Laboratorium Perpindahan Panas dan Massa serta memberikan rekomendasi berupa konfigurasi pengaturan kecepatan fan AC, gap pintu dan bukan jendela dengan menggunakan metode CFD.

## 2. METODOLOGI
Penelitian  dilakukan  dengan  menggunakan simulasi  CFD.  Variabel-variabel  yang  digunakan pada  penelitian  ini  meliputi  kecepatan  udara  di dalam  ruangan  (dari  AC  atau  sumber  lainnya), temperatur  udara  dalam  ruangan,  diukur  secara langsung  dengan  menggunakan  termokopel  dan anemometer  di  laboratorium  Perpindahan  Kalor dan  Massa,  gedung  J  Universitas  Tarumanagara. Acuan yang akan digunakan untuk mengolah data adalah  ANSI/ASHRAE  Standard  55,  dengan kecepatan udara maksimal sebesar 0,8 m/s untuk temperatur  udara  di  atas  25,5 o C.  Gambar  3 dimensi dilakukan menggunakan aplikasi Autodesk Fusion 360  dan  simulasi  CFD  dilakukan  secara  3 dimensi  menggunakan Ansys  Student  R2  2021 . Proses simulasi berjalan diatas komputer dengan prosesor  Intel  Core  i7  generasi  kesembilan  dan kartu grafis NVIDIA GeForce GTX 1660Ti serta RAM 16 GB.

## 2.1. Pengambilan Data
Proses  pengambilan  data  kecepatan  udara melalui inlet dilakukan  dengan  menggunakan akrilik  berbentuk  corong  dan  Anemometer. Anemometer yang digunakan adalah Smart Sensor AR856,  yang  memiliki  rentang  ukur  kecepatan udara 0 – 45 m/s, rentang ukur temperatur udara mulai  dari  273 – 318  K,  dengan  akurasi  ±  3%.
Ukuran  ujung  akrilik  corong  yang  lebih  kecil disesuaikan dengan diameter dari flowmeter agar udara  yang  keluar  dari inlet dapat  terfokuskan dan terukur oleh flowmeter .

## 2.2. Rincian Model dan Konfigurasi Simulasi
Model geometri yang digunakan dalam proses simulasi  dilakukan  secara  3  dimensi  yang ditunjukkan pada Gambar 1 .
Gambar 1 . Model 3D laboratorium
Pada  model  3D  laboratorium,  terdapat beberapa  ruagan  beserta  dengan  komponen- komponen  ruangannya.  Komponen-komponen ruangan laboratorium dapat dilihat pada Tabel 1 .
Tabel 1. Komponen ruangan model 3D laboratorium
Legenda Nama Komponen 1 Ruang Kantor 2 Ruang Penyimpanan 3 Ruang Praktikum 4 Ruang Kantor 5 Ruang Kantor A Jendela ( outlet ) B Kisi AC ( inlet ) C Kisi AC ( inlet ) D Jendela ( inlet ) E Kisi AC ( inlet ) F Kisi AC ( inlet ) G Celah Pintu ( outlet ) H Celah Pintu ( outlet )
Simulasi  denah  laboratorium  Perpindahan Kalor dan Massa dilakukan dengan dua konfigurasi dengan inlet outlet yang  berbeda  di  setiap konfigurasi dengan ukuran inlet dan outlet seperti pada Tabel 2 .
Tabel 2. Dimensi sisi inlet dan outlet
Inlet / Outlet Ukuran Kisi AC 900 × 45 mm Jendela 1120 × 770 mm Celah Pintu 10 mm (tinggi)
Konfigurasi  pertama  memiliki inlet berupa kisi AC dan outlet berupa celah pintu. Sedangkan untuk konfigurasi kedua memiliki inlet berupa kisi AC  serta  jendela  dan outlet berupa  celah  pintu (lihat Tabel 3 ).
Tabel 3. Keterangan setiap konfigurasi Konfigurasi Inlet Outlet 1 Kisi AC Celah Pintu 2 Kisi AC dan Jendela Celah Pintu
Untuk  setiap  konfigurasi,  simulasi  dilakukan sebanyak lima kali dengan kecepatan udara inlet kisi  AC  yang  berbeda-beda,  ditampilkan  pada Tabel 4 dan Tabel .
Tabel 4. Variasi kecepatan udara kisi AC
Variasi Kecepatan (m/s) Temp ( o C)
1 3,2 m/s 20 2 3,6 m/s 3 4 m/s 4 4,5 m/s 5 4,7 m/s
Tabel . Keterangan inlet dan outlet Konfigurasi Inlet Outlet 1 Kisi AC (1, 2, 3, dan 4) Celah Pintu (5 dan 6) 2 Kisi AC (A, B, D, dan E) serta jendela (C) Celah Pintu (G dan F)

## 2.3. Persamaan Atur
Simulasi  CFD  dilakukan  menggunakan  Model Turbulen  SST k- ω, yang  merupakan  model turbulen yang adaptif terhadap bilangan Reynolds yang  tinggi  dan  tidak  memerlukan  konstanta damping serta memiliki fungsi viskositas turbulen 𝜇 𝑇 yang telah diperbaharui sehingga akurasi pada gradien  tekanan  dapat  diprediksi  dengan  lebih baik (Darmawan dan Tanujaya, 2019; Darmawan, 2020) .  Persamaan K dan  ω  pada  Model  turbulen SST K- ω ditunjukkan  oleh  Persamaan  1. Persamaan Bernoulli ditunjukkan oleh Persamaan 2 (Kundu, Cohen dan Dowling, 2015) :
𝜕 𝜌 𝐾 𝜕𝑡 + 𝜕 𝜕𝑥 𝑗 ( 𝜌𝑣 𝑗 𝐾 ) = 𝜕 𝜕𝑥 𝑗 [( 𝜇 𝐿 + 𝜎 𝐾 𝜇 𝑇 ) 𝜕𝐾 𝜕𝑥 𝑗 ] + 𝜏 𝑖𝑗 𝐹 𝑆 𝑖𝑗 − 𝛽 ∗ 𝜌𝜔𝐾
𝜕𝜌𝜔 𝜕𝑡 + 𝜕 𝜕𝑥 𝑗 ( 𝜌𝑣 𝑗 𝜔 ) = 𝜕 𝜕𝑥 𝑗 [( 𝜇 𝐿 + 𝜎 𝜔 𝜇 𝑇 ) 𝜕𝜔 𝜕𝑥 𝑗 ] + 𝐶 𝜔 𝜌 𝜇 𝑇 𝜏 𝑖𝑗 𝐹 𝑆 𝑖𝑗 − 𝛽𝜌𝜔 2 + 2 ( 1 − 𝑓 1 ) 𝜌𝜎 𝜔2 𝜔 𝜕𝐾 𝜕𝑥 𝑗 𝜕𝜔 𝜕𝑥 𝑗 (1)
Dengan:
𝐾 : Energi kinetik turbulen (J/kg) 𝜔 : Laju disipasi per unit energi kinetic turbulen (m 2 /s 3 ) 𝜇 : Viskositas dinamik (Pa.s) 𝜏 𝑖𝑗 𝐹 : Komponen dari tensor Favre-averaged Reynolds Stress 𝑆 𝑖𝑗 : Komponen tensor untuk laju regangan
𝛽 : Parameter akurasi waktu
Persamaan Bernoulli (Kundu, Cohen dan Dowling, 2015) :
𝑝 1 𝛾 + 𝑣 1 2 2𝑔 + 𝑧 1 = 𝑝 2 𝛾 + 𝑣 2 2 2𝑔 + 𝑧 2 (2)
dengan 𝑝 1,2 : tekanan fluida (Pa)
𝛾 : berat jenis (kg/m 3 ) 𝑣 1,2 : kecepatan fluida (m/s)
𝑧 1,2
: ketinggian permukaan air (m)

## 2.4. Model CFD
Agar simulasi berjalan sesuai dengan keadaan ruangan,  jenis  material  yang  digunakan  dibuat semirip mungkin dengan material di laboratorium. Material  fluida  yang  digunakan  untuk  simulasi adalah  udara,  dan  material  padat  ( solid )  yang digunakan untuk simulasi adalah bata dan gipsum. Properti dari masing-masing material juga diatur sedemikian agar mendekati kondisi nyata. Udara yagn  yang  digunakan  pada  proses  simulasi diasumsikan  sebagai  fluida  gas  1  fasa  seperti Tabel 5 . Tabel 5. Propertis fluida gas 1 fasa
Properti Nilai Massa Jenis (kg/m 3 ) 1,225 Viskosotas (kg/m.s) 1,79 x 10 -5 Kapasitas kalor spesifik (J/kg.K) 1006,43 Konduktivitas termal (W/m.K) 0.0242
Material Dinding diasumsikan gipsum, dengan massa  jenis  sebesar  2320  kg/m 3 ;  kapasitas  kalor spesifik  (Cp)  sebesar  1138  J/kg∙K;  dan kondukvitas termal sebesar 0,5 W/m∙K.
Selain propertis dari masing-masing material yang  digunakan,  pengaturan  juga  dilakukan terhadap boundary condition dari masing-masing inlet dan outlet ,  seperti  kecepatan  udara, tekanan, dan temperatur (Rønneseth dkk . , 2019; Tanujaya  dan  Darmawan,  2021) .  Untuk  kisi  AC, digunakan kecepatan udara sesuai dengan variasi kecepatan  udara  pada  kisi  AC  seperti  yang dijelaskan  pada Tabel  4 dengan  temperatur sebesar  293  K  (20  ºC)  yang  diukur  berdasarkan pengaturan  kecepatan  AC,  tingkat  1-4.  Untuk jendela,  digunakan  kecepatan  udara  sebesar  2 m/s dengan temperatur sebesar 303 K (30 ºC).
Sedangkan  untuk  celah  pintu,  digunakan tekanan udara sebesar 100 Pa dengan temperatur 300  K  (27  ºC).  Pada  setiap  konfigurasi  simulasi, digunakan mesh yang sama dengan jumlah nodes sebesar 44344 nodes . Mesh yang digunakan pada simulasi dapat dilihat pada Gambar 2 .

## 2.5. Metode Pengambilan Hasil
Berdasarkan simulasi yang dilakukan, didapatkan  hasil  simulasi  berupa streamline , profil  temparatur,  dan  profil  tekanan.  Hasil simulasi  dibagi  menjadi  tiga  bagian,  yaitu  hasil simulasi  konfigurasi  pertama  dan  hasil  simulasi konfigurasi  kedua.  Agar  profil  yang  ditampilkan lebih rinci, digunakan fitur plane untuk mewakili kecepatan udara dan temperatur pada laboratorium. Plane yang  digunakan  mewakili lokasi  praktikan  ( Plane 1)  yang  terletak  pada sumbu Y-Z dengan posisi 0,1 meter pada sumbu X negatif;  kantor  ( Plane 2)  yang  terletak  pada sumbu Y-Z dengan posisi 0,6 meter pada sumbu X negatif;  dan  ruang  penyimpanan  ( Plane 3)  yang terletak pada sumbu X-Y dengan posisi 0,6 meter pada sumbu Z positif. Visualiasi lokasi plane pada simulasi dapat dilihat pada Gambar 3 .
Gambar 3. Lokasi plane kecepatan udara dan temperatur
Khusus  untuk  representasi  hasil  tekanan, plane yang  digunakan  berbeda  dari plane kecepatan dan temperatur. Plane yang digunakan untuk  mewakili  tekanan  terletak  pada  masing- masing inlet dan outlet .  Pada plane tekanan pertama, tekanan yang direpresentasikan adalah tekanan dari inlet kisi AC dan outlet celah pintu kanan  laboratorium.  Sedangkan  untuk plane tekanan  kedua,  tekanan  yang  direpresentasikan adalah outlet celah pintu dan jendela. Kemudian untuk plane tekanan  ketiga,  tekanan  yang
direpresentasikan  adalah  tekanan inlet jendela. Visualisasi plane dapat dilihat pada Gambar 4 .
Gambar 4. Lokasi plane tekanan

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembahasan  hasil  simulasi  akan  dibagi menjadi  tiga  bagian,  sesuai  dengan  konfigurasi ruangan.

## 3.1. Hasil Simulasi CFD Konfigurasi Pertama
Hasil simulasi CFD konfigurasi pertama pada model  laboratorium  direpresentasikan  melalui kecepatan,  tekanan,  temperatur.  Parameter- parameter direpresentasikan menggunakan plane pertama,  kedua,  dan  ketiga,  serta  lima  variasi kecepatan  udara inlet (ditandai  dengan  angka pada  gambar)  seperti  yang  ditunjukkan  oleh Gambar 3 dan Gambar 4 .
3.1.1. Distribusi Kecepatan Udara Dilihat  dari  hasil  streamline,  aliran  udara pada  variasi  simulasi  pertama  cukup  baik. Kecepatan  udara  tercepat  terletak  pada  kisi-kisi AC  ( inlet )  dan  celah  pintu  ( outlet ),  kecepatan berkisar diantara 3,594 – 7,188 m/s (lihat Gambar 5 ).  Namun,  untuk  udara  dalam  ruangan, kecepatan  udara  relatif  sangat  rendah  karena udara  sudah  tersebar.  Ketika  mendekati outlet (celah  pintu),  kecepatan  udara  kembali  naik kembali  diantara  3,594 – 7,188  m/s.  Kecepatan udara yang kembali meningkat ketika mendekati outlet sesuai  dengan  persamaan  Bernoulli  pada persamaan (2) dan hukum gas ideal. Karena udara di dalam ruangan memiliki temperatur yang lebih rendah  dibandingkan  luar  ruangan,  tekanan  di dalam  ruangan  menjadi  lebih  tinggi.  Karena adanya  perbedaan  tekanan,  maka  udara  dapat mengalir  dari  dalam  ruangan  ke  luar  ruangan. Meskipun kecepatan udara   pada   setiap   ruang,
tidak  menunjukkan  perbedaan  yang  signifikan, namun  perbedaan  kecepatan  udara  akan memberikan  pengaruh  pada  energi  kinetik turbulen  sesuai  dengan  persamaan  (1)  sehingga masih memiliki peluang penyebaran virus COVID- 19.
Pada plane pertama  (praktikan),  kecepatan udara tercepat terdapat di sekitar inlet (kisi AC) dengan  kecepatan  udara  berkisar  pada  2,614 – 3,485  m/s  (lihat Gambar 6 ).  Pada plane kedua (kantor),  kecepatan  udara  tercepat  juga  ter- dapat  di  sekitar inlet (kisi  AC)  dengan  rentang kecepatan  udara  yang  sama  dengan plane pertama (lihat Gambar 7 ). Sedangkan untuk plane ketiga  (ruang  penyimpanan),  kecepatan  udara terlihat lebih lambat karena udara terdistribusi ke seluruh  ruangan  (lihat Gambar  8 ).  Jika  dilihat pada semua plane , secara keseluruhan kecepatan udara  dalam  ruangan  lebih  kecil  dari  0,8  m/s. Maka dari itu, kecepatan udara pada konfigurasi pertama memenuhi syarat kecepatan udara pada standar  ANSI/ASHRAE  55,  yaitu  kecepatan  udara harus lebih kecil dari 0,8 m/s.
3.1.2. Distribusi Tekanan Dari  kedua plane tekanan,  dapat  dilihat bahwa tekanan ruangan pada konfigurasi pertama berkisar  pada  1311 – 1413  Pa  (lihat Gambar  9 ). Tekanan yang cukup tinggi di ruangan disebabkan oleh kecepatan udara yang rendah, sesuai dengan hukum  Bernoulli.  Ketika  mendekati outlet , tekanan menurun ke kisaran 1007 – 1210 Pa (lihat Gambar 10 ).
3.1.3. Distribusi Temperatur Berdasarkan  profil  distribusi  temperatur pada plane pertama (praktikan), suhu udara pada bagian  praktikan  memiliki  suhu  yang  cukup rendah, yaitu pada rentang 296,1 – 299,2 K atau setara  dengan  23,1 – 26,2  ºC  (lihat Gambar  11 ). Pada plane kedua  (kantor),  temperatur  ruangan lebih  bervariasi,  dari  temperatur  terendah mencapai  295,5  K  (22,5  ºC)  dan  temperatur tertinggi  mencapai  302,4  K  (29,4  ºC)  (lihat Gambar  12 ).  Dua  ruangan  kantor  di  kanan memiliki  temperatur  yang  rendah  dikarenakan terdapat inlet udara yang berupa AC, sedangkan ruangan  kantor  di  sebelah  kiri  memiliki temperatur  yang  cukup  tinggi  dikarenakan  tidak adanya inlet udara yang menyebabkan pertukaran
temperatur udara ku-rang baik. Pada plane ketiga (ruang  penyimpanan),  temperatur  ruangan berkisar di 300 – 303 K (27 – 30 ºC) (lihat Gambar 13 ).  Temperatur  yang  terbilang  cukup  tinggi  ini disebabkan  oleh  tidak  adanya inlet udara  pada ruangan  penyim-panan  dan  lokasi  ruangan  yang tedapat  di  ujung  laboratorium,  sehingga  udara dari inlet (AC)  sulit  untuk  mencapai  ruang penyimpanan.  Jika  disandingkan  dengan  standar ANSI/ASHRAE  55,  temperatur  pada  konfigurasi pertama  ( plane pertama  dan  kedua)  sesuai dengan standar, yaitu dikisaran 295 – 300 K.

## 3.2. Hasil Simulasi Konfigurasi Kedua
Hasil simulasi CFD konfigurasi pertama pada model  laboratorium  direpresentasikan  melalui kecepatan,  tekanan,  temperatur.  Parameter- parameter direpresentasikan menggunakan plane pertama,  kedua,  dan  ketiga,  serta  lima  variasi kecepatan  udara inlet (ditandai  dengan  angka pada gambar).
3.2.1. Distribusi Kecepatan Udara Berdasarkan  visualisasi streamline ( Gambar 14 )  yang  didapatkan  melalui  simulasi,  terlihat bahwa kecepatan udara tertinggi terletak di kisi AC ( inlet ), dengan kisaran kecepatan 3,948 m/s. Setelah  menyebar  ke  sudut-sudut  ruangan, kecepatan udara turun secara signifikan, sehingga kecepatan  udara  dalam  ruangan  bisa  disebut sangat  rendah.  Dari  profil  distribusi  kecepatan udara  dalam  ruangan,  dapat  dikatakan  bahwa kecepatan udara dalam ruangan pada konfigurasi kedua  sedikit  lebih  cepat  jika  dibandingkan dengan  standar  ANSI/ASHRAE  55,  karena kecepatan udara pada ruangan berkisar diatas 0,8 m/s.  Udara  yang  lebih  cepat  dapat  disebabkan karena adanya udara masuk dari outlet jendela. Setelah  menyebar  dalam  ruangan,  kecepatan udara  kembali  naik  ketika  mendekati outlet . Kecepatan  udara  pada outlet naik  ke  kisaran diantara  7,896 – 15,79  m/s.  Hasil  simulasi  ini sejalan dengan hukum gas ideal, yang menyatakan bahwa  temperatur  berbanding  terbalik  dengan tekanan.  Karena  dengan  adanya  perbedaan temperatur udara antara dalam (temperatur lebih rendah)  dan  luar  ruangan  (temperatur  lebih tinggi),  terbentuklah  perbedaan  tekanan  yang menyebabkan udara mengalir ke luar ruangan.
Gambar 5. Streamline konfigurasi pertama
Gambar 6. Distribusi kecepatan udara pada plane 1
Gambar 7. Distribusi kecepatan udara pada plane 2
Gambar 8. Distribusi kecepatan udara pada plane 3
Gambar 9. Distribusi tekanan pada plane tekanan 3
Gambar 10. Distribusi tekanan pada plane tekanan 2
Gambar 11. Distribusi temperatur pada plane 1
Gambar 12. Distribusi temperatur pada plane 2
Gambar 13. Distribusi temperatur pada plane 3
Gambar 15. Distribusi kecepatan udara pada plane 1 konfigurasi kedua
Gambar 16. Distribusi kecepatan udara pada plane 2 konfigurasi kedua
Gambar 17. Distribusi kecepatan udara pada plane 3 konfigurasi kedua
Gambar 18. Distribusi tekanan pada plane tekanan 1 konfigurasi kedua
Gambar 19. Distribusi tekanan pada plane tekanan 2 konfigurasi kedua
Gambar 20. Distribusi tekanan pada plane tekanan 3 konfigurasi kedua
Gambar 21. Distribusi temperatur pada plane 1 konfigurasi kedua
Gambar 22. Distribusi temperatur pada plane 2 konfigurasi kedua
Gambar 23. Distribusi temperatur pada plane 3 konfigurasi kedua
3.2.2. Distribusi Tekanan Karena adanya aliran udara, maka kecepatan udara  dalam  ruangan  yang  sebelumnya      sangat rendah,  meningkat  ketika  mendekati outlet . Visualisasi  persebaran  udara  di  dalam  ruangan dapat  dilihat  melalui Gambar  18 , Gambar  19 , serta Gambar  20 .  Gambar-gambar  tersebut membuktikan  bahwa  distribusi  udara  di  ruangan merata  (kecepatan  sangat  rendah).  Dari  ketiga plane tekanan,  dapat  dilihat  bahwa  tekanan ruangan pada konfigurasi pertama berkisar pada
1362 – 1413  Pa  (lihat Gambar  18 ).  Tekanan ruangan yang tinggi dapat disebabkan oleh udara dengan  temperatur  dan  kecepatan  yang  rendah (Hukum  Bernoulli  dan  hukum  gas  ideal). Sedangkan pada outlet (pada plane pertama dan kedua) tekanan menurun menjadi  kisaran 1057 – 1210  Pa.  Perbedaan  tekanan  yang  dapat  dilihat pada plane - plane ini menunjukkan bahwa adanya aliran  udara  pada outlet ,  karena  adanya perbedaan  tekanan,  udara  bisa  mengalir  keluar ruangan.
3.2.3. Distribusi Temperatur
Dari  ketiga plane pada Gambar  21 sampai dengan Gambar  23 ,  dapat  dilihat  bahwa temperatur  ruangan  pada  konfigurasi  kedua sedikit lebih tinggi. Temperatur yang lebih tinggi pada  konfigurasi  kedua  disebabkan  oleh  adanya inlet lain  pada  jendela.  Temperatur  udara  dari jendela  yang  lebih  tinggi  mempengaruhi keseluruhan  temperatur  udara  dalam  ruangan. Pada plane pertama (lokasi praktikan), temperatur  udara  berada  pada  rentang  300 – 301,4 K (lihat Gambar 21 ). Temperatur kemudian sedikit  menurun  untuk plane kedua  (kantor), dengan kisaran temperatur berada diantara 295,8 – 302,1 K (lihat Gambar 22 ). Rentang temperatur pada plane kedua  lebih  jauh  jika  dibandingkan dengan plane pertama.  Hal  ini  dikarenakan  oleh adanya ruangan kantor yang tidak memiliki inlet udara  luar.  Hal  ini  dibuktikan  dengan  semakin rendah  kecepatan  udara inlet ,  semakin  tinggi temperaturnya.  Kemudian  pada plane ketiga (ruang penyimpanan), temperatur udara kembali meningkat menjadi kisaran 300 – 302,8 K (27 – 29,8 ºC)  seperti  yang  ditampilkan  pada Gambar  23 . Temperatur yang tinggi pada ruang penyimpanan juga  disebabkan  oleh  hal  yang  sama  dengan kantor,  yaitu  tidak  adanya inlet pada  ruang penyimpanan yang menyebabkan pertukaran kalor di  udara  menjadi  kurang  baik  jika  dibandingkan dengan ruangan ber- inlet . Jika dilihat dari plane pertama dan kedua, besarnya temperatur ruangan pada  konfigurasi  kedua  berada  sedikit  diatas standar ANSI/ASHRAE 55 yaitu pada rentang 295,8
– 302,1 K.

## 3.3. Perbandingan Hasil Simulasi CFD
Dari  hasil  simulasi  yang  telah  didapatkan, dapat  disimpulkan  bahwa  konfigurasi  pertama adalah  konfigurasi  terbaik  menurut  standar ANSI/ASHRAE  55.  Dengan  kecepatan  udara  0.8 m/s  dengan  temperatur  295  -  300  K.  Dapat dikatakan  bahwa  konfigurasi  pertama  memenuhi standar ANSI/ASHRAE 55, dengan kecepatan udara dalam ruangan pada konfigurasi pertama berkisar dibawah  0.8  m/s  dan  memiliki  temperatur ruangan  yang  berkisar  di  296.1 – 299.2  K  pada lokasi praktikan ( plane 1) dan 295,5 K pada kantor ( plane 2).  Sedangkan  untuk  konfigurasi  kedua, walau memiliki streamline yang cukup baik, tetap
dianggap kurang sesuai dengan standar ANSI/ASHRAE 55 karena temperatur ruangan yang cukup tinggi, berkisar di 300 – 302.1 K. Di sisi lain, konfigurasi  pertama  hanya  mengandalkan  celah pintu  sebagai outlet satu-satunya,  yang menyebabkan  kurangnya  perputaran  udara  segar dari  dalam  dan  keluar  ruangan.  Maka  dari  itu, konfigurasi  kedua  dengan  jendela  yang  terbuka menjadi  pilihan  yang  terbaik,  melalui  beberapa pertimbangan  seperti  standar  ANSI/ASHRAE  55 (ASHARE,  2021) dan  cara  untuk  mengurangi penyebaran virus SARS-CoV-2 dengan mengoptimalkan  pertukaran  udara  dalam  ruang tertutup (WHO, 2020) . Selain itu, temperatur dan kecepatan  udara  pada  konfigurasi  kedua  juga hampir menyentuh ideal jika diukur menggunakan standar ANSI/ASHRAE 55.

## 4. SIMPULAN
Simulasi  CFD  telah  dilakukan  pada  ruang kelas L 609 dan laboratorium Perpindahan Panas dan  Massa  Universitas  Tarumanagara,  dapat disimpulkan bahwa Konfigurasi pertama merupakan konfigurasi simulasi yang paling sesuai dengan  ANSI/ASHRAE  55  (2017),  dengan kecepatan udara dalam ruangan dibawah 0,8 m/s dan memiliki temperatur ruangan yang berkisar di 296,1 – 299,2  K  (lokasi  praktikan)  dan  295,5  K (kantor).  Namun,  karena  mempertimbangkan kondisi  pandemi  dan  proses  penyebaran  COVID- 19, konfigurasi kedua menjadi pilihan konfigurasi terbaik,  karena  sirkulasi  udara  yang  baik, sekaligus  memiliki  kecepatan  udara  dan temperatur yang mendekati standar ANSI/ASHRAE 55. Variasi terbaik untuk konfigurasi kedua adalah variasi  keempat  (kecepatan inlet sebesar  4,5 m/s), dilihat dari visualisasi streamline tersebar, kecepatan  udara  paling  merata,  dan  suhu  udara paling ideal dibandingkan dengan variasi lainnya.

## DAFTAR PUSTAKA
ASHARE  (2021) Standard  55 – Thermal Environmental Conditions for Human
Occupancy . Canada: ASHARE [Cetak]. Chen,  C.-Y.  dkk . (2021)  ‘ Recommendations  for ventilation of indoor spaces to reduce COVID- 19 transmission ’, Journal of the Formosan
Medical  Association ,  120(12),  hal.  2055 – 2060.
CNN (2020) ‘Data Temukan Gejala Covid -19 Paling Umum, Bukan Batuk Kering’, CNN Indonesia . Available at: https://www.cnnindonesia.com/gaya-
hidup/20201126090119-255-574641/data- temukan-gejala-covid-19-paling-umum- bukan-batuk-kerin g  [Online]  (Diakses:  11 Desember 2020). Conrad, K. dan Lynnworth, L. (2002)
‘ Fundamental of Ultrasonic Flow Meters ’, in Proceedings  American  School  of  Gas Measurement  Technology . American  School of  Gas  Measurement  Technology  -  ASGMT , USA:  American  School  of  Gas  Measurement Technology.
Darmawan, S. (2020) ‘ Reynolds number effects on swirling  flows  intensity  and  reattachment length over a backward-facing step geometry using  STD  k- ε  turbulence  model ’,  in IOP Conference  Series:  Materials  Science  and Engineering . 2nd TICATE 2019 , Jakarta: IOP Publishing, hal. 012073.1-012073.9. Darmawan,  S.  dan Tanujaya,  H.  (2019)  ‘CFD Investigation of Flow Over a Backward-facing Step  using  an  RNG  k- ?  Turbulence  Model’,
IJTech - International Journal of Technology , 10(2), hal. 280 – 289.
Gratia,  E.,  Bruyere,  I.  dan  De  Herde,  A.  (2004) ‘H ow  to  use  natural  ventilation  to  cool narrow  office  buildings’, Building  and environment , 39(10), hal. 1157 – 1170. Kundu, P., Cohen, I. dan Dowling, D. (2015) Fluid Mechanics  -  6th  Edition .  6th  edn.  USA:
Academic Press - Elsavier [Cetak]. Liping,  W.  dan Hien,  W.N.  (2007)  ‘Applying natural  ventilation  for  thermal  comfort  in residential
buildings in Singapore’,
Architectural  Science  Review ,  50(3),  hal.
224 – 233.
Morawska,  L.  dkk . (2020)  ‘How  can  airborne transmission  of  COVID-19  indoors  be minimised?’, Environment  International ,
142, hal. 105832.1-105832.7.
Rønneseth, Ø. dkk . (2019) ‘ Techniques for airflow measurements  to  determine  the  real efficiency  of  heat  recovery  in  ventilation systems ’, in IOP Conference Series: Earth and
Environmental Science . 1st Nordic conference on Zero Emission and Plus Energy Buildings ,  Belgium:  IOP  Publishing,  hal. 012068.1-012068.8.
Sari,  S.P.,  Saputra,  D.K.  dan  Donawan  (2019) ‘Analisis Energi Listrik Dari Panas Kondensor Air  Conditioner  dengan  Insulasi  dan Generator Termoelektrik’, Jurnal Asiimetrik: Jurnal Ilmiah Rekayasa & Inovasi , 1(2), hal.
65 – 72.
Tanujaya,  H.  dan  Darmawan,  S.  (2021) ‘Investigation  of  Flow of  the  Disc-and- Doughnut  Baffles  and  40%  Cut  Segmental Baffles’, International  Journal  of  Heat  and Technology , 39(5), hal. 1541 – 1548.
WHO (2020) Question and Answers on COVID-19 . Available at: https://www.who.int/emergencies/diseases
/novel-coronavirus-2019/question-and- answers-hub [Online] (Diakses: 12 November 2020).