Penghawaan Alami

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan rahmatNya yang dilimpahkan kepada kami sehingga draft ini dapat diselesaikan.

Pada kesempatan ini penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu pada kesempatan ini sangat diharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari berbagai pihak, semoga draft ini bermanfaat.

Denpasar, 9 September 2014

                       

                                                                                                        Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.  Latar Belakang

Draft ini dibuat berdasarkan penugasan presentasi yang membahas penghawaan alami pada mata kuliah Sains Bangunan dan Untilitas . Dalam draft ini penulis membahas materi-materi tentang pengertian penghawaan alami, jenis dan juga sistem penghawaan alami. Pembahasan pun akan berkisar tentang apa saja jenis penghawaan alami, sistem dan cara kerjanya dan juga kapasitas yang dapat dimuat dari sistem penghawaan alami tersebut.

1.2.  Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas, maka beberapa rumusan masalah yang dapat diangkat adalah :

1.2.1         Apa saja yang jenis penghawaan alami?

1.2.2         Bagaimana sajakah cara memaksimalkan penggunaan penghawaan alami yang ada?

1.2.3         Bagaimanakah cara kerja penghawaan alami yang ada?

1.3.  Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari pembuatan draft ini adalah:

1.3.1         Untuk mengetahui apa saja yang jenis penghawaan alami.

1.3.2         Untuk mengetahui cara memaksimalkan penghawaan alami yang ada.

1.3.3         Untuk mengetahui cara kerja penghawaan alami yang ada

1.4.  Manfaat

Manfaat yang didapat didalam pembuatan draft ini adalah:

1.4.1         Penulis dapat mengetahui apa saja jenis penghawaan alami.

1.4.2         Penulis dapat mengetahui Bahan Penutup lantai yang manakah yang tepat untuk digunakan.

1.4.3         Penulis dapat mengetahui cara kerja dari penghawaan almi yang ada.

1.5. Sistematika Pembahasan

Dalam draft ini, penulis menjabarkan materi dari pengertian penghawaan alami, jenis penghawaan alami, cara kerja dan juga cara memaksimalkan penghawaan alami yang ada dalam bab II.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian

Penghawaan alami atau ventilasi alami adalah proses pertukaran udara di dalam bangunan melalui bantuan elemen-elemen bangunan yang terbuka.

Sirkulasi udara yang baik di dalam bangunan dapat memberikan kenyamanan. Aliran udara dapat mempercepat proses penguapan di permukaan kulit sehingga dapat memnerikan kesejukan bagi penghuni bangunan.

Pada dasarnya penghawaan alami di dalam bangunan merupakan jaminan akan adanya aliran udara yang baik dan sehat dengan kesejukan yang sewajarnya. Untuk mendapatkan penghawaan yang baik perlu dirancang bentuk, elemen dan detail arsitektur yang bertujuan mengoptimalkan aliran udara sejuk. Pertimbangan utama dalam perancangan optimalisasi penghawaan alami adalah dengan menganalisis datangnya arah angin. 

Secara umum angin memiliki arah yang dipengaruhi iklim makro. Sebagai contoh di wilayah Indonesia angin dalam iklim makro megalir dari arah Tenggara ke Barat Daya. Namun demikian iklim mikro yang dipengaruhi cuaca dan bentuk-bentuk di sekitar bangunan akan lebih mempengaruhi aliran angin tersebut. Ada teori penataan masa bangunan yang di buat berselang-seling hingga aliran angin dapat lebih lancar tanpa tertutupi salah satu bangunan. Bentuk lain dari pengelolaan lingkungan sekitar bangunan adalah rancangan tangkapan angin dengan masa bangunan yang menyudut hingga mengarahkan angin lebih keras.

Untuk penataan ruang dalam bangunan juga dapat diatur hingga ada aliran angin dari lokasi ruang yang dingin menuju ke lokasi ruang lain yang panas. Hal ini perlu dipahami dengan ilmu fisika yang menetapkan bahwa udara akan mengalir dari tempat bertekanan rendah pada suhu yang dingin menuju tempat bertekanan tinggi pada suhu yang panas. Jika dalam satu bangunan terdapat ruang panas dibagian atap, sedang ruang dingin di bagian bawah yang terteduhi pohon atau terdinginkan dengan kolam, maka perlu diatur ruang-ruang diantaranya sehingga menjadi penghubung dua lokasi ruang yang berbeda tekanan dan suhu tersebut. Ruang-ruang antara ini seayaknya memiliki bukaan atau dibuat dengan partisi yang tidak memenuhi dinding sehingga dapat mengalirkan angin.

Dalam kasus tertentu arah angin dapat sejajar dengan dinding, oleh karenanya perlu rancangan detail arsitektur agar membentuk bukaan yang mampu menangkap arah angin tersebut. Sirip-sirip yang diletakkan vertikal di samping jendela akan dengan mudah menangkap angin dan mengalirkannya ke dalam ruang hingga tercapai kesejukan. Dalam satu ruang minimal perlu diletakkan dua jendela dalam posisi yang berjauhan agar terjadi ventilasi silang (cross ventilation).

Perlu diwaspadai pula bahwa angin ini terkadang membawa debu. Lingkungan luar yang penuh dengan perkerasan atau terbuka dengan penutup tanah/pasir berpotensi menerbangkan debu hingga terbawa angin masuk ke dalam bangunan. Untuk mengantisipasi selayaknya di sekeliling bangunan banyak ditanam pepohonan dan rumput sebagai filter debu sekaligus pendingin suhu. Rumput dan tanaman perdu yang terkena debu akan bersih ketika terjadi penyiraman pada dedaunan dan membawa kotoran jatuh ke dalam tanah

Angin yaitu udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara(tekanan tinggi ke tekanan rendah) di sekitarnya. Angin merupakan udara yang bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah atau dari suhu udara yang rendah ke suhu udara yang tinggi.

Apabila dipanaskan, udara memuai. Udara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun kerena udaranya berkurang. Udara dingin disekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tadi. Udara menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah. Diatas tanah udara menjadi penas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara panas dan turunnya udara dingin ini dinamanakan konveksi

Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara atau perbedaan suhu udara pada suatu daerah atau wilayah. Hal ini berkaitan dengan besarnya energi panas matahari yang di terima oleh permukaan bumi. Pada suatu wilayah, daerah yang menerima energi panas matahari lebih besar akan mempunyai suhu udara yang lebih panas dan tekanan udara yang cenderung lebih rendah. Perbedaan suhu dan tekanan udara akan terjadi antara daerah yang menerima energi panas lebih besar dengan daerah lain yang lebih sedikit menerima energi panas, yang berakibat akan terjadi aliran udara pada wilayah tersebut.

2.2. Hal-hal yang sangat berkaitan dengan penghawaan alami

1.      Pencahayaan

Yaitu kebutuhan penerangan pada suatu ruang yang kita buat, terutama untuk pemanfaatan penerangan dari cahaya alami, karena berhubungan dengan pembukaan.

2.      Kelembaban

Yaitu banyaknya uap air pada udara dalam ruangan.

3.      Luas bukaan

Bukaan pada ruangan yang memungkinkan adanya pergantian udara, dan masuknya cahaya. Bukaan dapat berupa pintu, jendela, jalusi, lubang angin atau lostos atau lupangan, dan lubang-lubang lain yang mungkin ada pada suatu ruangan.

2.3. Hal yang biasa diperhatikan mengoptimalkan pengkondisian  penghawaan

a. Orientasi Bangunan.

Radiasi matahari adalah penyebab utama tingginya suhu di dalam rumah. Sebisa mungkin hindari banyak bukaan di arah timur dan barat. Apabila tidak bisa dihindari, bisa diupayakan adanya barrier terhadap radiasi panas matahari, terutama matahari sore di arah barat. Barrier bisa berupa tanaman atau vegetasi, atau elemen bangunan berupa sun shading. Sun shading berupa elemen vertikal (sirip) atau elemen horizontal (topi-topi/over hang).

b. Perbanyak bukaan.

Bukaan atau ventilasi udara yang dianjurkan adalah paling tidak sebesar 15% dari luas lantai bangunan.

c. Atur letak bukaan.

Ventilasi udara haruslah berada di kedua sisi bangunan atau ruangan. Tidak akan banyak manfaatnya apabila bukaan hanya berada di salah satu sisi bangunan.  Udara luar tidak akan bisa masuk ke dalam rumah bila tidak ada lubang yang lain untuk jalan keluar udara. Jadi, harus dihindari memanfaatkan seluruh kavling hingga ke belakang. Sisakan sedikit bagian kavling di belakang rumah yang terbuka hingga ke atas, supaya terjadi ventilasi silang. Dalam satu ruangan pun, sebaiknya, jendela/bukaan tidak berada pada sisi yang sama. Misalkan suatu bidang dinding mempunyai jendela di sisi sebelah kiri, sebaiknya bidang dinding yang berseberangan mempunyai jendela di sisi kanan. Dengan konfigurasi seperti ini, diharapkan seluruh bagian rumah/ ruangan akan tersentuh oleh aliran udara.

2.4. Jenis penghawaan alami

a. Cross Ventilation System

Cross Ventilation System (CVS) atau yang biasa disebut sistem ventilasi silang dapat dilakukan dengan meletakkan dua buah jendela atau bukaan di kedua sisi ruangan. Ventilasi ini dapat diletakkan diberbagai tempat bangunan, seperti di atas jendela dan pintu yang berrfungsi mengalirkan udara di tengah ruangan, diatap (contoh ventilasi pada plafon memberikan ruang agar udara panas dari dalam bangunan dapat keluar sehingga aliran udara segar dalam ruangan lancar) serta ventilasi bawah yang berfungsi memberikan pasokan udara lebih banyak dan merata kedalam ruangan

Udara di dalam ruangan harus selalu diganti oleh udara segar karena udara di dlaam ruangan ini banyak mengandung CO₂ (karbondioksida) hasil aktivitas penghuni ruangan seperti bernapas, merokok, menyalakan lilin,memasak, dan sebagainya. Sementara itu, udara bersih yang dimasukkan ke dalam ruangan adalah udara yang banyak mengandung O₂ (oksigen).

            Dalam system cross ventilation ini dikenal dua macam bukaan, sebagai berikut :

·         Inlet, merupakan bukaan yang menghadap ke arah datangnya angin sehingga berfungsi untuk memasukkan udara ke dalam ruangan.

·         Outlet, merupakan bukaan lain di dalam ruangan yang berfungsi untuk mengeluarkan udara.

Bukaan yang dimaksud di atas dapat berupa lubang angin, kisi-kisi, jendela yang bias dibuka, pintu yang senantiasa terbuka atau pintu tertutup yang bias mengalirkan udara (misalnya pintu kasa atau pintu berjalusi.

   Agar ruangan dapat teraliri udara secara optimal maka perletakan bukaan harus disesuaikan dengan arah datangnya angin. Perletakan/posisi bukaan inlet dan outletdalam system cross ventilation dapat dibedakan menjadi dua jenis, sebagai berikut. Ø  Posisi diagonal (cross). Bukaan inlet dan outlet diletakkan dengan posisi ini apabila angin dating secara tegak lurus (perpendicular) ke arah bukaan inlet.

Ø  Posisi berhadapan langsung. Bukaan inlet dan outle tdiletakkan pada posisi ini mana kala angin dating bersudut/tidak tegak lurus (obligue) ke arah bukaan inlet.

Namun ada kalanya perletakan bukaan ini tidak dapat disusun seperti teknik di atas. Hal ini mungkin terjadi karena bidang yang mengarah ke luar tidak saling berhadapan. Disamping itu, sebab lain yang mungkin timbul adalah faktor keterbatasan lahan sehingga ruang tersebut hanya memiliki satu bidang saja yang menghadap kea rah luar bangunan. Pada kondisi-kondisi semacam ini, cross ventilation tetap dapat dilakukan yaitu dengan menambahkan sirip-sirip vertikal di tepi bukaan sebagai pengarah udara untuk masuk atau keluar ruangan. Sirip-sirip vertikal ini bisa terbuat dari batu bata, kayu, maupun beton.

Pada inlet dan outlet secara vertikal juga harus diperhatikan. Posisi inlet yang lebih rendah daripada outlet akan mengalirkan udar pada ketinggian tubuh manusia sehingga tubuh manusia bias merasakan kesejukan dari udara tersebut. Sebaliknya, posisi inlet yang lebih tinggi daripada outlet justru akan membuat aliran udara hanya menjangkau sebagian kecil tubuh manusia bagian atas sehingga kesegaran tidak dapat dirasakan penghuni rumah tersebut.

Detail pemasangan bukaan juga harus diperhatikan agar diperoleh cross ventilation yang sempurna. Posisi bukaan penangkap udara (inlet) sebaiknya berada pada ketinggian aktivitas manusia, yaitu sekitar 0,5-0,8 m, sementara bukaan outlet sebaiknya dibuat lebih tingggi karena udara yang akan dikeluarkan dari ruangan itu adalah udara yang panas dan udara yang panas selalu berada di bagian atas ruangan.

Alternatif lain perletakan  outlet adalah pada atap apabila menggunakan atap bertipe jack roof. Lubang antara atap induk dengan atap ‘topi’ pada jack roof dapat diberi kisi-kisi sebagai bukaan keluarnya udara (outlet). Posisi outlet pada atap inilebih efektif untuk mengeluarkan udara panas yang banyak berkumpul di bagian atas ruangan tersebut.

Dimensi atau kecepatan aliran udara dari bukaan inlet dan outlet juga harus diperhatikan. Jika bukaan inlet memiliki dimensi atau kecepatan aliran udara lebih kecil daripada bukaan outlet maka kecepatan aliran udara di dalam ruangan akan meningkat 30% dari kecepatan udara di luar ruang. Namun, jika bukaan inlet memiliki dimensi atau kecepatan aliran udara lebih besar daripada bukaan outlet maka kecepatan aliran udara di dalam ruang akan turun 30% dari kecepatan di luar ruangan.

Dari kedua tipe dia atas, pemilihan dimensi bukaan inlet yang lebih kecil dari bukaan outlet atau memakai dimension yang sama besar namun dengan model yang berbeda (kemampuan alir udara berbeda) lebih direkomendasikan.

Menurut cara membukanya, ventilasi alami ada 2 macam. Yaitu ventilasi alami yang terbuka permanen, ataupun ventilasi alami temporer yang dapat dibuka dan ditutup. Sebaiknya, sebuah rumah mempunyai keduanya. Ventilasi permanen untuk menjamin pertukaran udara minimal setiap hari, ventilasi temporer untuk difungsikan apabila memerlukan kondisi penghawaan yang lebih baik, misalnya ketika jumlah penghuni rumah sedang banyak, atau ketika cuaca sangat panas.

2.4.1. Jenis ventilasi

1.      Jendela biasa.

2.      Jendela boven. Boven biasanya berada di atas kusen, bisa menjadi satu atau terpisah. Boven ada beberapa macam, ada boven yang mempunyai daun seperti jendela biasa, ada boven yang diisi dengan 2 bilah kaca yang menyisakan celah udara di antaranya seperti yang banyak dipakai di kamar mandi, atau boven yang yang diisi dengan ram kayu. Ram kayu berguna untuk faktor keamanan, yaitu supaya tidak ada orang yang bisa menerobos masuk melalui lubang boven.

3.      Jalusi/krepyak. Adalah bilah-bilah kayu yang terpasang permanen di kusen. Celah-celah di antara bilah-bilah inilah yang akan menjadi lubang untuk aliran udara alami.

4.      Kaca naco. Kaca naco adalah jendela yang kacanya dibagi menjadi beberapa segmen dan mempunyai mekanisme yang bisa digerakkan membuka dan menutup. Kaca naco mempunyai kelemahan berupa faktor keamanan yang tidak terlalu baik. Selain itu, kaca naco termasuk kurang ekonomis.

5.      Loster. Loster adalah sebutan untuk ornamen yang mengisi lubang ventilasi di dinding. Kegunaan loster sama seperti ram, yaitu untuk memperkecil ukuran lubang karena faktor keamanan. Loster sendiri terbuat dari berbagai macam bahan :

§  Loster kayu. Seperti halnya kusen, loster kayu memerlukan finishing. Finishing loster kayu bisa mempergunakan cat kayu, politur, atau melamin.

§  Loster beton. Biasanya berharga paling murah. Loster beton pun mempunyai kualitas yang bermacam-macam. Ada yang halus, ada yang kasar. Ada yang mempunyai satu sisi, ada yang mempunyai 2 sisi. Loster beton terbuat dari campuran semen, air, dan pasir yang dipress. Kekuatan loster beton tentu tergantung kekuatan dan banyaknya semen yang menjadi campurannya. Finishing loster beton biasanya hanya menggunakan cat tembok biasa.

§  Loster keramik. Loster keramik cocok bagi rumah yang bergaya unik dan etnik. Loster keramik tidak memerlukan finishing lagi.

§  Loster tanpa pengisi. Ada juga loster yang hanya merupakan lubang di tembok saja, dan tidak diisi dengan bahan pengisi apapun. Syaratnya adalah lubang tersebut tidak mempunyai lebar lebih dari 15 cm. Pertimbangannya adalah faktor keamanan.

§  Oleh Texas Engineering Experiment Station, telah dilakukan penelitian tentang ventilasi silang dengan hasil sebagai gambar-gambar di bawah ini:

§  a. Tak ada arus, karena tak ada jalan keluar.

§  b. Lubang keluar sama luas dengan lubang masuk. Arus ventilasi yang terjadi baik untuk daerah kedudukan tubuh manusia. Lebih baik bila lubang keluar diperluas lagi.

§  c. Lubang masuk tinggi lubang keluar rendah, tidak baik, karena menimbulkan daerah udara-mati di bawah lubang masuk, yang justru merupakan tempat yang balk dan dibutuhkan oleh tubuh manusia
d. Lubang-lubang luas, ventilasi baik sekali.

§  Penambahan lubang keluar, memperbaiki situasi pada daerah tubuh manusia.

§  e. Pada lubang masuk diberikan semacam overstek dan angin langsung keluar lewat lubang sisi keluar.

§  f. Pada sisi keluar ditambahkan satu lubang di bagian bawah, dan terjadilah perbaikan aliran udara pada daerah tubuh manusia.

§  g. Dengan melepas sedikit overstek, aliran udara menjadi lebih baik lagi.

§  h. Dengan kasa-kasa ventilasi dapat lebih diperbaiki lagi.

b. Barier System

Barier pada penghawaan disebut juga penghalang untuk mengurangi volume udara panas yang masuk kedalam rumah. Cara ini dilakukan salah satunya dengan menggunakan barier yang berupa tanaman pada sisi rumah, kadar panas yang dibawa oleh udara menuju rumah dapat berkurang karena sebagian udara panas tersebut diredam oleh barisan pepohonan pada sisi rumah.

c. Elemen Air (Kolam)

Adanya elemen air, baik di luar maupun didalam area rumah dapat menanambah kesejukan hunian, karena udara panas yang berasal dari luar bangunan direndam dengan udara dingin yang dihasilkan dari elemen air tersebut sehingga mampu mendinginkan ruangan.

d. Plafon

Plafon dapat menahan udara panas yang datang dari atas atau atap. Semakin tinggi jarak langit-langit dengan lantai, akan menambah kesejukan didalam rumah karena adanya cukup ruang untuk perputaran dan pertukaran udara.

e. Secondary Skin

Secondary skin atau selubung/kulit bangunan yang kedua, dapat menambah lama waktu panas masuk kedalam rumah dan dapat menghindari percikan air hujan. Ada berbagai material yang dapaat digunakan sebagai secondary skin, salah satunya penggunaan material batu alam.

2.5. Strategi desain guna memaksimalkan penghawaan alami

1.                  VENTILASI SILANG (CROSS VENTILATION)

Sistem ini meletakkan bukaan pada arah yang berhadapan, sehingga terjadi pertukaran udara dari dalam keluar bangunan. Efektivitas tercapai dari ukuran bukaan (inlet-outlet), hasilnya adalah adanya peningkatan kecepatan udara dan turunnya suhu ruangan. 

Key Architectural Issues:

Ventilasi silang yang sukses membutuhkan sebuah bentuk bangunan yang memaksimalkan eksposur ke arah angin yang berlaku, menyediakan untuk inlet yang memadai daerah, penghalang internal yang minimal (antara inlet dan outlet), dan menyediakan untuk area  outletyang memadai. Pertimbangan peletakan bukaan memperhatikan juga sumber kebisingan.

           

            Prosedur Desain:

a.       Pengaturan peletakan bukaan (inlet-outlet) dalam ruangan, sumber panas terbesar dalam ruang harus didekatkan dengan outlet.

b.      Memperkirakan beban pendingin untuk ruangan (heat gain for space).

c.       Memperhatikan beban pendinginan pada tiap lantai.

d.      Menentukan besarnya daerah inlet , dibebaskan dari serangga, adanya pemberian shading.

e.       Tentukan daerah inlet sebagai persentase dari luas lantai.

f.       Meletakkan arah-arah inlet-outlet pada persimpangan yang tepat, sesuai dengan kecepatan pergerakan udara.

g.      Membandingkan kapasitas dengan kebutuhan.

h.      Memperbesar dan memperkecil ukuran inlet guna menyesuaikan dengan kebutuhan pendinginan dalam ruang.

2.                  VENTILASI PASIF (STACK VENTILATION)

Sistem ini menggunakan strategi pendinginan pasif yang mengambil keuntungan stratifikasi suhu.

Prinsip penting adalah :

a.       Udara panas akan naik keatas.

b.      Lingkungan-pertukaran udara.

Untuk mengefektifkannya (yaitu menghasilkan aliran udara yang besar), perbedaan antara suhu udara ambien indoor dan outdoor harus setidaknya 3 ° F [1,7 ° C]. Perbedaan suhu yang lebih besar dapat menyediakan lebih sirkulasi udara yang efektif dan pendinginan. Salah satu cara untuk mencapai perbedaan suhu lebih besar adalah untuk meningkatkan ketinggian tumpukan tumpukan – semakin tinggi, semakin besar stratifikasi vertikal suhu.

Key Architectural Issues:

Stack perlu menghasilkan perbedaan suhu yang besar antara udara keluar dan udara masuk. Tumpukan cenderung zona "blur" termal mendukung ruang yang lebih rendah padaventilasi"rantai"-dengan katalain, memberikan pergerakan udara lebih (ventilasi) pada tingkat yang lebih rendah dari tumpukan stack.

Prosedur Desain:

a.       Meninggikan bangunan, diberi ventilasi pada bagian atas bangunan (2 kali puncak tertinggi bangunan).

b.      Menentukan ukuran bukaan stack yang tepat pada area bawah dan atas, inlet-outlet.

c.       Menentukan ukuran bukaan sesuaikan dengan kebuhan ruang, lihat padagrafik.

3.                  EVAPORATIVE COOL TOWERS

Sistem ini menggunakan asas langsung evaporative pendinginan dan downdraft tuntuk pasif mendinginkan udara luar panas kering dan bersirkulasi melalui sebuah bangunan.

Udara kering panas terkena air di puncak menara. Seperti air menguap ke udara di  dalam menara, suhu udara turun dan isi kelembaban meningkat udara; udara lebih padat yang dihasilkan tetes menuruni menar ada keluar dari pembukaan dipangkalan.

Secara teoritis udara yang muncul dari proses penguapan akan memiliki suhu bola kering sama dengan suhu wet bulb. Dalam aplikasi praktis hasil proses dalam suatu bola kering suhu yang adalah sekitar 20 sampai 40% lebih tinggi dari wet bulb (Givoni 1994). Evaporative kinerja menara adalah tergantung pada wet bulb depresi (perbedaan antara suhu bola kering dan basah udara). Semakin besar depresi wet bulb semakin besar potensi perbedaan antara suhu udara ambien di luar ruangan dan suhu dari udara dingin keluar menara. Tingkat aliran udara dari dasar menara dingin tergantung pada depresi dan wet bulb desain menara-khususnya ketinggian menara dan daerah bantalan dibasahi di puncak menara.

Key Architectural Issues:

Menara evaporative bekerja efektif dengan rencana lantai terbuka yang memungkinkan pendinginan udara beredar di seluruh interior tanpa terhambat oleh dinding atau partisi. Menara dingin tidak mengandalkan angin untuk sirkulasi udara dan membutuhkan masukan energi minimal. Menara ini memang mengharuskan bahwa bantalan menguapkan akan terus disimpan basah dan meningkatkan relatif kelembaban udara ambien. Menara juga melibatkan aliran udara yang cukup besar volume- nya.

Prosedur Desain :

a.       Membangun kondisi desain.

b.      Cari suhu udara keluar perkiraan untuk menentukan kelayakan.

c.       Menentukan tingkat aliran udara yang diperlukan. Tentukan jumlah aliran udara keluar (pada suhu bola kering meninggalkan) yang diperlukan untuk mengimbangi beban pendinginan ruang / bangunan yang masuk akal.

4.                  NIGHT VENTILATION OF THERMAL MASS

Sistem ini mengambil keuntungan dari sifat kapasitif bahan besar untuk mempertahankan kenyamanan suhu ruang. Massa bahan suhu udara moderat mengurangi ayunan ekstrim bolak suhu panas dan dingin. Pada siang hari, saat suhu hangat dan radiasi matahari dan beban internal yang bertindak untuk meningkatkan suhu interior, massa bangunan menyerap dan menyimpan panas. Pada malam hari, saat suhu udara luar yang dingin, udara luar disirkulasikan melalui panas bangunan. Udara panas yang diserap selama siang hari dilepaskan dari massa udara dingin ke beredar melalui ruang dan luar ruangan kemudian dibuang. Siklus ini memungkinkan massa untuk melepaskan, memperbaharui potensi untuk menyerap lebih panas hari berikutnya. Selama bulan bulan dingin massa yang sama dapatdigunakan untuk membantu memberikan udara panas secara pasif.

Keberhasilan dari strategi ini sangat bergantung pada iklim setempat. Perbedaan suhu harus besar (sekitar 20 ° F [11 ° C]). Tinggi suhu siang hari (dan / atau matahari beban dan keuntungan panas internal) menghasilkan beban pendinginan. Suhu malam hari rendah dapat menyediakan panas yang tenggelam (sumber coolth). Massa termal menghubungkan dua kondisi sepanjang waktu.

Key Architectural Issues:

Karena strategi ini bergantung pada aliran udara luar yang luas seluruh bangunan, penataan ruang bangunan penting untuk yang kebaikan desain yang diinginkan, terutama pada ventilasi alami yang akan memberikan airflow.

Prosedur Desain :

a.         Menentukan potensi ventilasi malam massa termal untuk  diberikan lokasi.

b.         Memperoleh data iklim dan menghitung udara dalam ruangan serendah mungkin suhu. Cari udara musim panas desain bola tertinggi kering  suhu (DBT), kisaran rata-rata suhu harian untuk lokasi proyek, dan menghitung suhu terendah DB.

c.         Perkiraan suhu terendah massa.

d.        Hitung kapasitas penyimpanan massa termal.

e.         Tentukan persentase dari panas yang tersimpan yang dapat dihapus padamalam hari.

f.          Menentukan tingkat ventilasi yang diperlukan untuk mendinginkan termal massa termal pada malam hari.

g.         Bandingkan persyaratan ventilasi dengan kebutuhan desain lainnya.

5.                  EARTH COOLING TUBES(COOL TUBES)

Sistem tabung pendingin ini digunakan untuk mendinginkan ruang dengan membawa udara luar ke dalam ruang interior melalui pipa bawah tanah atau udara tubes. Efek pendinginan tergantung pada keberadaan perbedaan suhu antara udara luar dan tanah di kedalaman tabung.

Key Architectural Issues:

Tabung pendinginan bumi ini perlu dibangun dari tahan lama, kuat, tahan terhadap korosi, dan efektif biaya, menggunakan bahan seperti aluminium dan plastik.

Ukuran dari tabung mempertimbangkan hal-hal berikut ini:

a.       kondisi tanah setempat,

b.      kelembaban tanah,

c.       tinggi tabung,

d.      faktor site sekitar.

Untuk mengoptimalkan kinerja pendinginan tabung harus dikubur setidaknya 6 ft [1,8 m] dalam. Bila mungkin tabung harus ditempatkan dalam teduh lokasi.

  

Prosedur Desain :

a.       Menentukan suhu tanah pada saat musim panas.

b.      Decide on the desired outflow air temperature from the earth tube (TOUTFLOW).This will be the supply air temperature (which must be severaldegrees lower than room air temperature) if the earth tubeinstallation is handling the entire cooling load (not common orrecommended). If the earth tube is precooling air for an airconditioning system a higher exiting temperature would be acceptable.

c.       Menentukan karakteristik kelembaban tanah.

d.      Perkiraan beban pendinginan untuk instalasi tabung bumi.

e.       Tentukan panjang tabung bumi yang diperlukan.

6.                  EARTH SHELTERING

Sistem ini meletakkan bangunan di bawah tanah, pada dasarnya adalah implementasi pasif dari prinsip tanah yang  mendasari sumber pompa panas, dalam tanah menyediakan lingkungan hangat di musim dingin dan lingkungan yang dingin di musim panas, jika dibandingkan dengan atmosfer lingkungan di atas tanah.

Hal yang perlu diperhatikan adalah sistem struktur, waterproofing, dan sistem insulasi pada desain.

Selain mengurangi suhu ekstrem, penutup tanah juga dapat menghasilkan waktu yang cukup lama tertinggal pengalihan suhu terendah dari pertengahan musim dingin dan ke musim semi dan tertinggi suhu keluar dari musim panas dan musim gugur. Sistem ini mampu untuk menahan api dan angin kencang.

Key Architectural Issues:

Mampu menghemat energi pendingin dan pemanas ruang, karena mampu menyetabilkan suhu dalam ruang, kemudian karena letak bangunan yang terselubung, maka mampu menahan adanya kebisingan dari area luar bangunan.

Prosedur Desain :

a.       Menganalisis situs, mempertimbangkan pola-pola drainase alam, ada vegetasi, akses matahari, pola angin aliran, mikro, dan kondisi bawah permukaan.

b.      Pilih sistem struktural.

c.       Pilih strategi waterproofing yang sesuai.

d.      Perhitungan yang tepat, mengenai luasnya bagian bangunan yang tertutupi oleh tanah.

e.       Menggunakan sistem penghijauan pada dalam dan luar bangunan yang tepat.

7.                  ABSORPTION CHILLERS

Sistem ini tidak menggunakan energi listrik dalam jumlah berlebih, tenaga yang digunakan bisa dari air panas maupun uap panas. Air mengalir melalui proses empat tahap, yaitu penguapan, kondensasi, penguapan, penyerapan panas yang bergerak sebagai bagian integral dari lithium bromide process.

Key Architectural Issues:

Menara pendingin yang digunakan dengan pendingin serapan cenderung lebih besar dariyang digunakan dengan system kapasitas sebanding uap kompresi. Ruang eksternal untuk menara pendingin harus dipertimbangkan selama skematik desain. Sebuah kualitas sumber air, seperti danau atau baik, dapat digunakan sebagai pengganti menara sebagai penyerap untuk energi.

Prosedur Desain :

a.         Menentukan area mana yang akan didinginkan.

b.        Memperhitungkan beban pendingin yang diperlukan.

c.         Memperhatikan persyaratan ruang chiller.

d.        Memperhatikan area mekanik untuk mengadakan absorbtion chiller.