Kenyamanan Suhu dan Faktor Iklim Pada Ruang Kerja

PENDAHULUAN

Indor climate adalah kondisi fisik sekeliling dimana kita melakukan aktifitas tertentu yang meliputi hal-hal sebagai berikut : temperatur udara, temperatur permukaan sekeliling, kelembaban udara, dan aliran perpindahan udara.

Untuk menunjang pembahasan mengenai indoor climate, berikut dianalisa tentang keteraturan panas dalam tubuh manusia yang meliputi : temperature badan, pengendalian proses panas, transportasi panas oleh aliran darah, berkeringat, gerakan otot cepat, dan pertukaran panas

Temperatur Badan

Temperatur tubuh manusia selalu tetap (konstan). Dalam otak, jantung, dan didalam perut, temperature berfluktuasi  ± 37 ^o C. Temperatur ini disebut temperatur inti ( core temperature). Lawan dari core temperature yaitu temperature yang terdapat didalam otot, tangan, kaki, dan diseluruh bagian kulit ( shell temperature).

Pengendalian Proses Panas

Pengendalian proses panas yang melalui tubuh manusia amat penting untuk menjaga agar temperature inti selalu tetap kosntan. Ditunjukkan pada gambar dibawah.

Keterangan:

1. Pusat panas yang terletak pada bagian otak yangmengatur aliran darah melalui pembuluh-pembuluh kulit seperti misalnya keluarnya keringat. Mekanisme antara kedua hal tesebut mengatur keseimbangan panas didalam tubuh.

2. Sel-sel syaraf dari pusat pengendali pans menerima informasi tentang temperature yang melalui tubuh. Selanjutnya mengirim impuls yang diperlukan untuk pengendalian mekanisme pengaturan untuk menjaga agar core temperature tetap konstan.

3. Gelombang rangsangan secara fisiologis melalui sel syaraf yang akan menghasilkan suatu gerakan,misal gerakan otot.

4. Impuls akan mengendalikan produksi panas dalam tubuh, sistem sirkulai panas dan panas hilang dengan keluarnya keringat.

Transportasi panas oleh aliran darah

Hal penting dalam  mekanisme  pengaturan panas tubuh adalah fungsi transportasi panas oleh darah melalui pembuluh darah, terutama pembuluh kapiler, yang bertidnak sebagai distributor panas, memindahkan panas dari jaringan yang hangat ke jaringan yang dingin. Dalam hal ini darah memindahkan padas dari bagian dalam tubuh ke daerah permujkaan kulit yang telah didinginkan oleh temperature luar tubuh/lingkungan kerja. Sebaliknya jika temperature luar tubuh lebih tinggi, makan panas akan dipindahkan ke bagian dalam tubuh. Kunci dari mekanisme ini adalah pengendalian sirkulasi darah didalam kulit.

Berkeringat

Mekanisme pengaturan yang kedua yang diatur oleh pusat pengendali panas adalah keluarnya keringat melalui kulit.

Gerakan Otot Cepat

Pengaturan yang ketiga adalah meningkatnya panas yang diproduksi oleh tubuh. Peningkatan ini ditandai dengan meningkatnya metabolisme panas pada otot dan organ lain.

Pertukaran Panas

Tubuh manusia merubah energi kimia menjadi energi mekanis dan panas. Tubuh menggunakan panas ini untuk menjaga core temperature tetap kosntant dan mengurangi keluarnya panas yang berlebihan pada lingkungan luar tubuh. Pertukaran panas ini dibagi menjadi 4 jenis, yaitu: 1) Konduksi, 2) Konveksi, 3) Evaporasi, 4) Radiasi.

Konduksi  panas

Pertukaran panas oleh konduksi bergantung pada konduktivitas obyek dan material yang bersentuhan dengan kulit. Konduktivitas panas sangat penting didalam pemilihan material untuk keperluan perancangan  alat dan ruang kerja. Misalnya : lantai, rak, handle, dll.

Konveksi

Pertukaran panas melalui proses konveksi tergantung pada perbedaan temperature antara kulit dan udara sekeliling tubuh, dan juga pada aliran gerakan udara. Kondisi normal, porses ini mempengaruhi 25-30% dari total proses perpindahan panas dalam tubuh manusia.

Pertukaran panas melalui proses Konveksi

Evaporasi Keringat

Hilangnya panas dengan proses keluarnya keringat terjadi karena keringat dibagian kulit tersebut menguap/evaporasi. Menguapnya keringat akan mengkonsumsi energi panas laten.

Panas laten atau kalor laten adalah energi yang dibutuhkan oleh kuantitas substansi untuk mengubah fase dari padat ke cair (panas fusi) atau dari cair ke gas (panas penguapan). Panas laten merupakan panas yang dilepaskan atau diserap oleh tubuh.

Pada kondisi normal setiap orang akan menguapkan sebanyak 1 liter/hari. Berarti akan kehilangan 600 Kcal atau ± ¼ dari total panas yang hilang perharinya. Akan tetapi jika temperatur sekeliling melebihi ambang batas kenyamanan maka kulit akan merefleksikan berupa proses keluarnya keringat yang disertai hilangnya panas.

Evaporasi

Radiasi Panas

Radiasi ialah pemindahan panas atas dasar gelombang-gelombang elektromagnetik. Misalnya tubuh manusia akan mendapat panas pancaran dari setiap permukaan dari suhu yang lebih tinggi dan ia akan kehilangan panas atau memancarkan panas kepada setiap obyek atau permukaan memiliki suhu lebih rendah  dari tubuh manusia itu. Panas pancaran yang diperoleh atau hilang, tidak dipengaruhi oleh gerakan udara, juga tidak oleh suhu udara antara permukaan-permukaan atau obyek-obyek yang memancar, sehingga radiasi dapat terjadi di ruang hampa. Proses pertukaran pans melalui radiasi terjadi antara tubuh manusia dan sekelilingnya ( dinding, benda mati, manusia ), dalam dua aah sepanjang waktu. Perpindahan panas tergantung dari perbedaan temperature diantara kulit dan medium yang berdekatan denagn kulit.

Jumlah panas  radian yang hilang dalam sehari oleh seseorang ( berpakaian lengkap/sempurna) sangat bervariasi . Rata-rata panas yang hilang sebesar 1000-1500 Kcal/hari, atau 40-60% dari total panas yang hilang dari tubuh manusia dalam sehari.

Radiasi

Pertukaran Panas Total

Faktor fisik yang menentukan ( decisive ) terjadinya proses pertukaran panas tubuh manusia dan lingkungan sekitarnya :

1. Temperature Udara ( pertukaran panas melalui proses konveksi )

2. Aliran Udara ( konveksi )

3. Temperature yang berdekatan dengan tubuh manusia, seperti dinding, plafon, floor, dll ( pertukaran panas secara radiasi )

4. Kelembaban udara relatif  ( hilangnya panas karena evaporasi keringat )

Human Thermal Simulation

KENYAMANAN SUHU ( Thermal Comfort )

Kenyamanan suhu terdiri dari dasar fisiologi suatu kenyaman,efek sampingan dari suatu ketidak nyamanan,daerah temperatur secara fisiologi,rentang temperatur yang nyaman,empat faktor klimatik dan kenyamanan

ketidaknyamanan merupakan suatu proses biologi yang sederhana untuk semua jenis mahluk yang berdarah panas untuk menstimulasi agar melakukan suatu langkah utama untuk meretorasi kembali suatu proses pertukaran pana yang benar. ketidaknyamanan akan mengakibatkan perubahan fungsional pada organ yang bersesuaian pada tubuh manusia.

jika seseorang ditempatkan pada suatu ruangan dan diberikan temperatur yang berbeda maka akan terjadi rentang pertukaran panas yang menyatakan kondisi tubuh dalam keadaan setimbang karena dalam rentang ini pertukaran panas akan dapat dijaga dengan mengalirnya darah keseluruh organ tubuh. rentang temperatur dimana manusia merasakan kenyamanan adalah sangat bervariasi bergantung pada,pertama dari jenis pakaian yang dipakai,kedua dari aktivitas fisik yang telah dilakukan

Basaria Talarosa dalam abstraksi yang dimuat dalam Jurnal Sistem Teknik Industri Volume 6, No. 3 Juli 2005, yang berjudul “ Menciptakan kenyamanan thermal dalam bangunan”, menulis :

Secara geografis Indonesia berada dalam garis khatulistiwa atau tropis, namun secara thermis (suhu) tidak semua wilayah Indonesia merupakan daerah tropis. Daerah tropis menurut pengukuran suhu adalah daerah tropis dengan suhu rata-rata 20oC, sedangkan rata-rata suhu di wilayah Indonesia umumnya dapat mencapai 35oC dengan tingkat kelembaban yang tinggi, dapat mencapai 85% (iklim tropis panas lembab). Keadaan ini terjadi antara lain akibat posisi Indonesia yang berada pada pertemuan dua iklim ekstrim (akibat posisi antara 2 benua dan 2 samudra), perbandingan luas daratan dan lautannya, dan lain-lain. Kondisi ini kurang menguntungkan bagi manusia dalam melakukan aktifitasnya sebab produktifitas kerja manusia cenderung menurun atau rendah pada kondisi udara yang tidak nyaman seperti halnya terlalu dingin atau terlalu panas. Suhu nyaman thermal untuk orang Indonesia berada pada rentang suhu 22,8°C - 25,8°C dengan kelembaban 70%. Langkah yang paling mudah untuk mengakomodasi kenyamanan tersebut adalah dengan melakukan pengkondisian secara mekanis (penggunaan AC) di dalam bangunan yang berdampak pada bertambahnya penggunaan energi (listrik). Cara yang paling murah memperoleh kenyamanan thermal adalah secara alamiah melalui pendekatan arsitektur, yaitu merancang bangunan dengan mempertimbangkan orientasi terhadap matahari dan arah angin, pemanfaatan elemen arsitektur dan material bangunan, serta pemanfaatan elemen-elemen lansekap.

Sejalan dengan teori Humphreys dan Nicol, Lipsmeier (1994) menunjukkan beberapa penelitian yang membuktikan batas kenyamanan (dalam Temperatur Efektif/TE) berbeda-beda tergantung kepada lokasi geografis dan subyek manusia (suku bangsa) yang diteliti seperti pada tabel di bawah ini:

Menurut penelitian Lippsmeier, batas-batas kenyamanan manusia untuk daerah khatulistiwa adalah 19°C TE (batas bawah) – 26°C TE (batas atas). Pada temperatur 26°C TE umumnya manusia sudah mulai berkeringat. Daya tahan dan kemampuan kerja manusia mulai menurun pada temperatur 26°C TE – 30°C TE. Kondisi lingkungan yang sukar mulai dirasakan pada suhu 33,5°C TE– 35,5 °C TE, dan pada suhu 35°C TE – 36°C TE kondisi lingkungan tidak dapat ditolerir lagi. Produktifitas manusia cenderung menurun atau rendah pada kondisi udara yang tidak nyaman seperti halnya terlalu dingin atau terlalu panas. Produktifitas kerja manusia meningkat pada kondisi suhu (termis) yang nyaman (Idealistina , 1991).

Berbagai penelitian kenyamanan suhu yang dilakukan di daerah iklim tropis basah, seperti halnya Mom dan Wiesebron di Bandung, Ellis, de Dear di Singapore, Busch di Bangkok, Ballabtyne di Port Moresby, kemudian Karyono di Jakarta, memperlihatkan rentang suhu antara 24_C hingga 30_C yang dianggap nyaman bagi manusia yang berdiam pada daerah iklim tersebut.

Sementara itu, Standar Tata Cara Perencanaan Teknis Konservasi Energi pada Bangunan Gedung yang diterbitkan oleh Yayasan LPMB-PU membagi suhu nyaman untuk orang Indonesia atas tiga bagian sebagai berikut:

Basaria, menyimpulkan bahwa bukanlah hal yang mustahil untuk menciptakan kenyamanan termal di dalam bangunan walaupun Indonesia memiliki iklim yang berada di atas garis kenyamanan suhu tubuh. Arsitek hanya perlu memberikan perhatian yang ‘lebih’ terhadap penyelesaian masalah iklim ini.

Kondisi ideal yang harus dibuat untuk menciptakan bangunan nyaman secara termal adalah sebagai berikut:

                        a. Teritis atap/Overhang cukup lebar

                        b. Selubung bangunan (atap dan dinding) berwarna muda (memantulkan cahaya)

                        Terjadi Ventilasi Silang

                        c. Bidang –bidang atap dan dinding mendapat bayangan cukup baik

d. Penyinaran langsung dari matahari dihalangi (menggunakan solar shading devices) untuk menghalangi panas dan silau.

Semoga  artikel ini bermanfaat dalam  merancang stasiun kerja yang ideal bagi  manusia. 

Terima kasih