Cara menghitung kebutuhan ventilasi udara

Ventilasi adalah kata yang sering kita dengar apabila kita sedang membuat desain sebuah bangunan.

Sistem sirkulasi udara yang baik sangat menentukan apakah bangunan yang kita rancang akan terasa nyaman atau tidak.

Kenapa kita harus memperhatikan sistem sirkulasi udara? mungkin itu pertanyaan yang mucul di benak kita, manusia dengan sistem pernafasannya yang meghisap Oksigen (O2) dan mengeluarkan Karbon Dioksida (CO2) mengharuskan kita mengatur berapakah kadar oksigen yang harus masuk dan berapakah kadar karbon dioksida yang harus dibuang.

Selain kebutuhan untuk manusia, seiring perkembangan zaman ventilasi juga banyak dimanfaatkan untuk mengalirkan udara maupun mengeluarkan udara untuk fasilitas tertentu, misalnya sistem produksi di factory, sistem clean room di laboratorium, dan masih banyak lagi.

Sistem ventilasi udara ada tiga :

1. Natural Ventilation ( Sistem sirkulasi udara alami)

2. Mechanical Ventilation ( Sistem sirkulasi udara dengan fan), Sistem Class-1
3.Combination Ventilation (Sistem sirkulasi udara Intake Air Fan dan Exhaust air natural), Sistem  Class-2

4. Combination Ventilation (Sistem sirkulasi udara Intake Air natural dan Exhaust Air fan), Sistem  Class-3

Berikut gambaran mengenai ketiga sistem diatas ;

1. Natural Ventilation

    Sistem supply udara (Intake Air) dan sistem pengeluaran udara (Exhaust Air) keduanya menggunakan aliran udara alami, yaitu dengan membuat bukaan atau opening sehingga udara dapat mengalir dengan sendirinya.

Kelebihan sistem ini adalah biaya yang relatif sedikit.

kekurangannya adalah kita tidak bisa memastikan berapakah aliran udaranya, karena sistem ini sangat tergantung pada kondisi udara luar.

2. Mechanical Ventilation (Sistem Class-2)

 

     Sistem Intake air dan Exhaust Air, keduanya sama-sama menggunakan bantuan Fan, Kelebihan sistem ini adalah kita dapat mengkondisikan  sesuai dengan kebutuhan, karena kita bisa memilih kapasitas Fan dengan kapasitas yang beragam, dan cocok pemasangan untuk ruangan yang memperhatikan supply udara yang bersih dengan penggunaan filter.

Kekurangannya adalah memerlukan biaya yang besar, baik itu biaya pembelian unit fan, biaya installasi, biaya pemakaian listrik dan biaya maintenance.

3. Combination Ventilation (Sistem Class-2 dan Class-3)

     Sistem ini mengkombinasikan antara sistem Natural Ventilation dan Mechanical Ventilation.
Intake air menggunakan natural ventilation dan exhaust air menggunakan sistem Fan, bisa juga diaplikasikan dengan kondisi sebaliknya. Kelebihan sistem ini biaya yang dibutuhkan lebih sedikit dibandingkan menggunakan Mechanical Ventilation, tetapi sistem yang cukup bisa diandalkan.
Kekurangannya adalah masih ada biaya untuk pemakaian listrik dan maintenance.

Tentunya pemilihan sistem dan cara perhitungan kapasitas yang benar akan sangat menentukan seberapa efektif sistem Ventilasi udara, baik itu ditinjau dari harga maupun dari kemampuan.
Data apa saja yang diperlukan untuk menentukan kapasitas Ventilasi :

• Harus mengetahui fungsi ruangan
• Harus mengetahui volume ruangan ( Panjang x Lebar x Tinggi ruangan)
• Harus menentukan berapa kali per jam sirkulasi udara yang kita inginkan - ACH (lihat Tabel-1) 
• Setelah didapatkan kapasitasnya, harus bisa menentukan kapasitas fan yang sesuai dan berapakah ukuran bukaan (opening) yang dibutuhkan. 

                                                                     

                                                                         (Tabel-1)
Keterangan Tabel-1 :

•  Purpose adalah tujuan dari sistem ventilasi di ruangan tersebut untuk menghilangkan  (Deodorization, Heat, dust/gas) atau untuk fresh air dan humidity.

-- Artinya bisa dipakai

-- Rekomendasi untuk pakai sistem tesebut

Berikut contoh perhitungannya :

Diketahui ada sebuah ruangan dengan fungsi sebagai gudang dengan dimensi
Panjang = 5 m, Lebar = 5 m dan Tinggi Plafon = 3 m,
Sistem yang digunakan adalah Combination Ventilation

Kapasitas Fan adalah,      Q   = V x ACH

Volume ruangan         (V)      = 5 x 5 x 3 =75 m3
Air Change Rate      (ACH)   = 5 t/h
Kapasitas ventilasi    (Q)       = 75 x 5 = 375 CMH (m3/h)

Pada waktu anda memilih fan maka diperlukan juga kebutuhan Static Pressure (SP) bisa dalam satuan Pa (Pascal) atau mmH20, dan sebagainya.
Static Pressure adalah kemampuan dorong fan dengan jarak dan resistansi dari fitting dan aksesoris saluran udara kita, untuk detail mengenai cara perhitungan Static pressure akan coba saya bahas di pembahasan khusus.
anggap saja kali ini kita pergunakan Wall fan, dan hanya memasang rainhood dan static pressure yang kita butuhkan adalah 50 Pa maka kapasitas Exhaust kita adalah 375 CMH x 50 Pa.

Berapakah ukuran opening yang dibutuhkan :

A = Q / v
Dimana,A = Area (m2)
             Q = Kapasitas Ventilasi ( CMH)
             v  = Velocity (m/s) -- ( pergunakan 1.5 m/s)

Maka,   A = 375 CMH/3600/ 1.5 m/s
                = 0.105 CMS (m3/sec) / 1.5 (m/s)
                = 0.070 m2
       Size   = 0.265 x 0.265 m2
Sebenarnya bentuk grill/louver untuk supply maupun opening tidak terbuka 100%, biasanya kalau yang berhubungan langsung dengan udara luar, dengan alasan untuk mencegah air hujan masuk kita asumsikan free areanya adalah 50%.
Maka size louvernya adalah = 0.070m2/0.5 = 0.140 m2
                                   Size    = 0.375 x 0.375 m2 = 375 mm x 375mm

                                                                       Louver

Demikian cara menghitung kapasitas ventilasi secara sederhana.
Semoga bermanfaat...

Terima kasih