Pedoman Ventilasi Untuk Desain

Tujuan dari pedoman (Blomsterberg,2000 ) [Ref 6] adalah untuk memberikan panduan kepada praktisi (terutama desainer HVAC dan manajer bangunan, tetapi juga klien dan pengguna bangunan) tentang bagaimana mewujudkan sistem ventilasi dengan kinerja yang baik menerapkan konvensional dan inovatif teknologi.Pedoman ini berlaku untuk sistem ventilasi di bangunan perumahan dan komersial, dan selama seluruh siklus hidup bangunan yaitu singkat, desain, konstruksi, komisioning, operasi, pemeliharaan dan dekonstruksi.

Prasyarat berikut diperlukan untuk desain sistem ventilasi berbasis kinerja:

• Spesifikasi kinerja (mengenai kualitas udara dalam ruangan, kenyamanan termal, efisiensi energi, dll.) telah ditentukan untuk sistem yang akan dirancang.
• Perspektif siklus hidup diterapkan.
• Sistem ventilasi dianggap sebagai bagian integral dari bangunan.

Tujuannya adalah untuk merancang sistem ventilasi, yang memenuhi spesifikasi kinerja spesifik proyek (lihat bab 7.1), menerapkan teknologi konvensional dan inovatif.Desain sistem ventilasi harus dikoordinasikan dengan pekerjaan desain arsitek, insinyur struktur, insinyur listrik dan perancang sistem pemanas/pendingin Hal ini untuk memastikan bahwa bangunan selesai dengan sistem pemanas, pendingin dan ventilasi berkinerja baik.Terakhir dan tidak kalah pentingnya, manajer gedung harus dikonsultasikan mengenai keinginan khususnya.Dia akan bertanggung jawab atas pengoperasian sistem ventilasi selama bertahun-tahun yang akan datang.Oleh karena itu, perancang harus menentukan faktor (properti) tertentu untuk sistem ventilasi, sesuai dengan spesifikasi kinerja.Faktor-faktor ini (properti) harus dipilih sedemikian rupa sehingga sistem keseluruhan akan memiliki biaya siklus hidup terendah untuk tingkat kualitas yang ditentukan.Optimalisasi ekonomi harus dilakukan dengan mempertimbangkan:

• Biaya investasi
• Biaya operasional (energi)
• Biaya perawatan (perubahan filter, pembersihan saluran, pembersihan perangkat terminal udara, dll.)

Beberapa faktor (properti) mencakup area di mana persyaratan kinerja harus diperkenalkan atau dibuat lebih ketat dalam waktu dekat.Faktor-faktor ini adalah:

• Desain dengan perspektif siklus hidup
• Desain untuk penggunaan listrik yang efisien
• Desain untuk tingkat suara rendah
• Desain untuk penggunaan sistem manajemen energi gedung
• Desain untuk operasi dan pemeliharaan

Desain dengan siklus hidup perspektif 

Bangunan harus dibuat lestari yaitu bangunan harus selama masa hidupnya memiliki dampak sekecil mungkin terhadap lingkungan.Bertanggung jawab untuk ini adalah beberapa kategori orang yang berbeda misalnya desainer, manajer gedung.Produk harus dinilai dari perspektif siklus hidup, di mana perhatian harus diberikan pada semua dampak terhadap lingkungan selama seluruh siklus hidup.Pada tahap awal desainer, pembeli dan kontraktor dapat membuat pilihan yang ramah lingkungan.Sebuah bangunan terdiri dari beberapa komponen yang berbeda dengan rentang hidup yang berbeda.Dalam konteks ini pemeliharaan dan fleksibilitas harus diperhitungkan yaitu bahwa penggunaan misalnya gedung perkantoran dapat berubah beberapa kali selama rentang waktu bangunan.Pilihan sistem ventilasi biasanya sangat dipengaruhi oleh biaya yaitu biasanya biaya investasi dan bukan biaya siklus hidup.Ini sering berarti sistem ventilasi yang hanya memenuhi persyaratan kode bangunan dengan biaya investasi terendah.Biaya pengoperasian, misalnya, kipas dapat mencapai 90% dari biaya siklus hidup.Faktor penting yang relevan dengan perspektif siklus hidup adalah:
Masa hidup.

• Dampak lingkungan.
• Perubahan sistem ventilasi.
• Analisis biaya.

Metode langsung yang digunakan untuk analisis biaya siklus hidup adalah menghitung nilai sekarang bersih.Metode ini menggabungkan investasi, energi, pemeliharaan dan biaya lingkungan selama sebagian atau seluruh fase operasional bangunan.Biaya tahunan untuk energi, pemeliharaan dan lingkungan dihitung ulang dari biaya saat ini, hari ini (Nilson 2000) [Ref 36].Dengan prosedur ini sistem yang berbeda dapat dibandingkan.Dampak lingkungan dalam biaya biasanya sangat sulit ditentukan dan oleh karena itu sering diabaikan.Dampak lingkungan sampai batas tertentu diperhitungkan dengan memasukkan energi.Seringkali perhitungan LCC dibuat untuk mengoptimalkan penggunaan energi selama periode operasi.Bagian utama dari siklus hidup penggunaan energi bangunan selama periode ini yaitu pemanasan/pendinginan ruang, ventilasi, produksi air panas, listrik dan penerangan (Adalberth 1999) [Ref 25].Dengan asumsi umur bangunan menjadi 50 tahun, periode operasi dapat mencapai 80 – 85 % dari total penggunaan energi.Sisanya 15-20% untuk pembuatan dan pengangkutan bahan bangunan dan konstruksi.

Desain untuk penggunaan yang efisien dari listrik untuk ventilasi 

Penggunaan listrik dari sistem ventilasi terutama ditentukan oleh faktor-faktor berikut: • Penurunan tekanan dan kondisi aliran udara dalam sistem saluran
• Efisiensi kipas
• Teknik kontrol untuk aliran udara
• Penyesuaian
Untuk meningkatkan efisiensi penggunaan listrik, langkah-langkah berikut menarik:

• Optimalkan tata letak keseluruhan sistem ventilasi misalnya meminimalkan jumlah tikungan, diffusers, perubahan penampang, potongan-T.
• Ganti ke kipas dengan efisiensi yang lebih tinggi (misalnya digerakkan langsung daripada digerakkan oleh sabuk, motor lebih efisien, bilah melengkung ke belakang daripada melengkung ke depan).
• Turunkan penurunan tekanan pada kipas sambungan – saluran kerja (inlet dan outlet kipas).
• Turunkan penurunan tekanan dalam sistem saluran misalnya melintasi tikungan, diffusers, perubahan penampang, potongan-T.
• Pasang teknik pengontrolan aliran udara yang lebih efisien (kontrol frekuensi atau sudut bilah kipas alih-alih kontrol tegangan, peredam, atau baling-baling pemandu).

Pentingnya penggunaan listrik secara keseluruhan untuk ventilasi tentu saja juga kedap udara dari saluran kerja, laju aliran udara dan waktu operasional.

Untuk menunjukkan perbedaan antara sistem dengan penurunan tekanan yang sangat rendah dan sistem dengan "sistem yang efisien" hingga saat ini, SFP (daya kipas spesifik) = 1 kW/m³/s, dibandingkan dengan "sistem normal ”, SFP = antara 5,5 – 13 kW/m³/s (lihatTabel 9).Sistem yang sangat efisien dapat memiliki nilai 0,5 (lihat bab 6.3.5).

Tabel 9 : Perhitungan penurunan tekanan dan SFP nilai untuk "sistem yang efisien" dan "arus" sistem". 

Desain untuk tingkat suara rendah 

Titik awal saat mendesain untuk tingkat suara rendah adalah mendesain untuk tingkat tekanan rendah.Dengan cara ini kipas yang berjalan pada frekuensi rotasi rendah dapat dipilih.Penurunan tekanan rendah dapat dicapai dengan cara berikut:

• Kecepatan udara rendah yaitu dimensi saluran besar
• Minimalkan jumlah komponen dengan penurunan tekanan misalnya perubahan orientasi atau ukuran saluran, peredam.
• Minimalkan penurunan tekanan di seluruh komponen yang diperlukan
• Kondisi aliran yang baik di saluran masuk dan keluar udara

Teknik-teknik berikut untuk mengendalikan aliran udara cocok, dengan mempertimbangkan suara:

• Kontrol frekuensi rotasi motor
• Mengubah sudut bilah kipas kipas aksial
• Jenis dan pemasangan kipas juga penting untuk tingkat suara.

Jika sistem ventilasi yang dirancang demikian tidak memenuhi persyaratan suara, maka kemungkinan besar peredam suara harus dimasukkan ke dalam desain.Jangan lupa bahwa kebisingan dapat masuk melalui sistem ventilasi misalnya kebisingan angin melalui ventilasi udara luar ruangan.
7.3.4 Desain untuk penggunaan BMS
Sistem manajemen gedung (BMS) gedung dan rutinitas untuk menindaklanjuti pengukuran dan alarm, menentukan kemungkinan untuk mendapatkan operasi yang tepat dari sistem pemanas/pendingin dan ventilasi.Pengoperasian sistem HVAC yang optimal menuntut agar sub-proses dapat dipantau secara terpisah.Ini juga seringkali merupakan satu-satunya pendekatan untuk menemukan perbedaan kecil dalam sistem yang dengan sendirinya tidak meningkatkan penggunaan energi yang cukup untuk mengaktifkan alarm penggunaan energi (dengan tingkat maksimum atau prosedur tindak lanjut).Salah satu contohnya adalah masalah pada motor kipas yang tidak menunjukkan total penggunaan energi listrik untuk pengoperasian suatu bangunan.

Ini tidak berarti bahwa setiap sistem ventilasi harus dipantau oleh BMS.Untuk semua kecuali sistem terkecil dan paling sederhana, BMS harus dipertimbangkan.Untuk sistem ventilasi yang sangat kompleks dan besar, BMS mungkin diperlukan.

Tingkat kecanggihan BMS harus sesuai dengan tingkat pengetahuan staf operasional.Pendekatan terbaik adalah dengan mengkompilasi spesifikasi kinerja rinci untuk BMS.

7.3.5 Desain untuk operasi dan pemeliharaan
Untuk memungkinkan pengoperasian dan pemeliharaan yang tepat, instruksi pengoperasian dan pemeliharaan yang tepat harus ditulis.Agar instruksi ini berguna, kriteria tertentu harus dipenuhi selama desain sistem ventilasi:

• Sistem teknis dan komponennya harus dapat diakses untuk pemeliharaan, pertukaran dll. Ruang kipas harus cukup besar dan dilengkapi dengan pencahayaan yang baik.Komponen individu (kipas, peredam, dll.) dari sistem ventilasi harus mudah diakses.
• Sistem harus ditandai dengan informasi tentang media dalam pipa dan saluran, arah aliran, dll. • Titik uji untuk parameter penting harus disertakan

Instruksi operasi dan pemeliharaan harus disiapkan selama fase desain dan diselesaikan selama fase konstruksi.

Lihat diskusi, statistik, dan profil penulis untuk publikasi ini di: https://www.researchgate.net/publication/313573886
Menuju peningkatan kinerja sistem ventilasi mekanis
Penulis, termasuk: Peter Wouters, Pierre Barles, Christophe Delmotte, ke Blomsterberg
Beberapa penulis publikasi ini juga mengerjakan proyek terkait ini:
Kedap udara bangunan
KLIMATISASI PASIF: FCT PTDC/ENR/73657/2006