climate and weather analysis

Climate and Weather AnalysisNUR KHAIRANI BALQIS AFIFAH. WISNU. RIO WARDHANI. SULUNG LARE PITRON.

Perbedaan Iklim dan Cuaca

Iklim dan cuaca merupakan 2 hal yang berbeda.

Iklim adalah rata-rata kondisi atmosfir untuk waktu yang sangat lama

Cuaca adalah temperatur suhu sehari-hari dan kondisi atmosfir.

iklim berubah berdasarkan pola cuaca yang terjadi setiap harinya dalam waktu yang cukup lama.

Analisa Iklim

Iklim merupakan faktor lingkungan yang sangat penting dan harus dipertimbangkan bagi seorang arsitek dalam merancang bangunan.

Untuk merancang sebuah bangunan net zero energy, harus mempertimbangkan iklim disekitar bangunan.

Strategi pasif desain sangatlah cocok dan efektif untuk lokasi bangunan tersebut. Contohnya, strategi ini sangat cocok untuk lokasi yang panas dan kering dapat menjadi kontraproduktif dalam iklim lembab dan dingin.

Klasifikasi Iklim

Dalam merancang sebuah bangunan arsitek dapat memilih strategi pasif desain yang cocok untuk bangunannya berdasarkan iklim setempat.

Contohnya sistem klasifikasi Köppen-Geiger digunakan internasional, dan departemen energy di Amerika pun memiliki system klasifikasi sendiri begitu pula dengan Negara bagian California.

Microclimate

Microclimates merupakan area kecil yang memiliki beberapa karakter iklim yang berbeda dari keseluruhan zona iklim. Microclimates dapat terjadi karena perbedaan topografi, sumber mata air, vegetasi, dan lokasi sekitar.

Contohnya San Fransisco sangat terkenal dengan microclimates nya, ini terjadi karena kota tersebut memiliki topografi yang berbukit-bukit, dan factor lainnya.

Temperatur dan Kelembaban

Temperatur dan kelembaban merupakan dua poin utama dalam kondisi lingkungan, selain pergerakan udara dan pancaran panas, temperature dan kelembaban dapat menentukan kenyamanan seseorang. Sehingga temperature dan kelembaban merupakan faktor yang sangat penting dalam menentukan desain bangunan.

Temperatur

Dry Bulb Temperature

Merupakan temperatur udara sederhana. Dan bukan berdasarkan embun/uap. Ini diukur berdasarkan derajat Celsius, Fahrenheit, atau pun kelvin dan dapat diukur menggunakan thermometer langsung ke udara. Dan umum digunakan untuk suhu udara dan laporan cuaca.

Wet Bulb Temperature

Merupakan suhu udara yang datanya diambil dari potensi pendinginan pada evaporasi. Dan diukur berdasarkan embun/uap pada thermometer bulb ke aliran udara (meletakkan thermometer bulb pada baju basah dan mengibaskannya ke udara). Embun evaporasi juga tergantung dari kelembaban pada udara. Dan sama seperti dry bulb temperature, wet bulb temperature juga dapat diukur berdasarkan derajat Celsius, Fahrenheit, ataupun Kelvin.

Sehingga Dry Bulb Temperature dan Wet Bulb Temperature dapat ditentukan data kelembabannya.

Degree Days

Untuk menentukan kebutuhan suhu pada bangunan, dalam merancang suhu yang nyaman harus ditentukan (comfort zone). Comfort zone dapat ditentukan berdasarkan suhu diluar ruangan dan di dalam ruangan sehingga dapat diukur harus dipanaskan atau didinginkan bangunannya (degree days).

Contohnya :Jika cuaca rata-rata lebih panas daripada kenyamanan di satu hari, maka kita sebut bangunannya butuh satu “degree day” untung tetap merasa nyaman.

Diagram Temperatur/Suhu

Monthly Design Temperatures

Rata-rata tiap bulannya memiliki dry bulb temperatures tertinggi dan terendah (seimbang). Site ini sudah memiliki temperature yang cocok untuk di desain.

Diurnal Weather Averages

Menunjukkan data siklus suhu dan radiasi harian pada site. Yang terdiri dari dry bulb temperature, wet bulb temperature, direct solar radiation, and diffuse solar radiation rata-rata tiap harinya di setiap bulan.

Annual Temperature Bins

Pada beberapa site, panas akan mendominasi dalam kebutuhan merancang sepanjang tahun, dan site lainnya dingin yang akan mendominasi. Kamu juga dapat melihat suhu pada site yang sering terjadi di histogram suhu dalam tahunannya.

Kelembaban

Rata-rata manusia membutuhkan sekitar 40%-55% kelembaban untuk dapat merasa nyaman.

Mengontrol kelembaban sangat penting dalam mengaktifkan fungsi sistem HVAC (heating, ventilation, dan air-conditioning).

Ketiga fungsi ini saling berhubungan, karena mereka menentukan suhu dan kelembaban udara dalam sebuah gedung dan juga menyediakan kontrol asap, menjaga tekanan antar ruang, dan menyediakan udara segar bagi penempat. Dalam rancangan gedung modern, rancangan, instalasi dan sistem kontrol dari fungsi ini dijadikan menjadi sistem tunggal "HVAC".

Angin

Angin dapat masuk melalui ventilasi udara alami dan biasanya dapat mendinginkan bangunan dan orang karena dapat mengurangi energi panas. Kecepatan dan arah angina dapat berubah dalam tiap hari dan tahunnya, dan tidak dapat di prediksi seperti arah matahari.

Memprediksi Perilaku Angin

Aliran angin / udara mengalir dari suhu rendah ke suhu yang tinggi. Ini merupakan prinsip dasar dalam meletakkan sebuah ventilasi.

Kecepatan angin juga berdasarkan ketinggian dan juga tanah lapang.

Angin dan Microclimates

Keadaan lingkungan dapat menciptakan microclimates yang dapat mengubah pola angin secara signifikan pada site.

Selama microclimates dapat menentukan angin yang tidak terprediksi, asumsi umum dapat dibuat untuk menentukan perilaku aliran angin. Sepanjang siang angin akan mengalir naik karena panas matahari menghangatkan udara sehingga mengakibatkan naik. Dan sebaliknya di malam hari angin akan mengalir turun.

Kecepatan Angin

Kecepatan angin dapat di ukur dalam knots, miles per jam, meter per detik, atau kaki per detik. 

Wind Rose Diagrams

Wind rose diagram merupakan diagram yang biasa digunakan untuk melampirkan data angin yang dapat diukur dalam distribusi kecepatan atau distribusi frekuensi. Wind rose juga dapat mengukur rata-rata tiap tahunnya atau bias juga dibuat untuk musim yang lebih spesifik, beberapa wind rose juga memiliki informasi suhu udara.

Kenyamanan Lingkungan

Kenyamanan Termal Manusia

Kepuasan manusia pada suhu sekitar dan berkaitan dengan rancangan struktur yang akan dipakai oleh orang-orang. Kenyamanan termal juga berdasarkan waktu, lokasi, pakaian, dan suhu sekitar.

Faktor kenyamanan manusia

Rata-rata metabolisme tubuh

Pakaian yang digunakan

Suhu Udara

Pancaran udara

Kecepatan udara

Kelembaban relatif

Predicted Mean Vote (PMV)

Skala termal Antara dingin (-3) s.d panas (+3), ditemukan oleh Fanger dan dijadikan sebagai ISO Standard.

Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)

Memprediksikan persentasi pengguna bangunan yang tidak puas dengan kondisi termal.

Adaptasi Kenyamanan

Adaptasi kenyamanan adalah menambahkan perilaku manusia untuk mencapai kenyamanan.

Contoh: kenyamanan termal pada bangunan tidak nyaman, dan manusia akan beradaptasi seperti membuka jendela atau menyalakan AC.

Psychrometric chart

Psychrometric chart merupakan representasi dari proses psikometri pada udara. Termasuk fisikal dan termodinamika seperti dry bulb temperature, wet bulb temperature, Kelembaban, entalpi dan kerapatan udara.