Optimasi Sudut Atap Dan Tinggi Dinding Pada

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Greenhouse (rumah kaca) adalah bangunan yang diupayakan untuk
pengendalian lingkungan bagi kepentingan tanaman (Tchamitchian et al., 2005;
Perret et al., 2005; Tawegoum et al., 2006). Perbedaan iklim dan cuaca harian di
daerah tropis dan sub tropis, menyebabkan terjadinya perbedaan fungsi
greenhouse. Greenhouse di daerah tropis adalah sebagai pelindung tanaman dari
terpaan angin, hujan, hama maupun penyakit. Greenhouse di daerah beriklim sub
tropis, berfungsi sebagai penjebak panas karena rendahnya radiasi matahari yang
sampai ke tanaman. Bentuk greenhouse di Indonesia cenderung meniru bentuk
greenhouse di negara subtropis yang kondisi iklimnya berbeda. Masalah yang
timbul adalah tingginya suhu udara dalam greenhouse.
Radiasi matahari yang masuk ke dalam greenhouse mempengaruhi suhu
udara dalam greenhouse. Radiasi matahari yang sampai ke dalam greenhouse
sangat berpengaruh terhadap keseimbangan termal dalam greenhouse yang pada
akhirnya menciptakan kondisi termal yang berbeda dengan kondisi di sekitar
greenhouse.
Besarnya radiasi matahari dipengaruhi oleh lokasi suatu tempat karena
perbedaan garis lintang, ketinggian dan musim (Giacomelli dan Roberts, 1993).
Bentuk dan bahan atap greenhouse mempengaruhi transmisivitas radiasi matahari
yang masuk ke dalam greenhouse (Kurata et al., 1991). Penggunaan bahan atap
yang tidak tepat dapat menaikkan suhu, sehingga dapat menyebabkan cekaman
pada tanaman (Shen dan Yu, 2002; Shih, 2002). Transmisi radiasi ke dalam
greenhouse dapat dikendalikan dengan desain geometri atap yang baik (Soriano et
al., 2004), sedangkan tingginya suhu udara di dalam greenhouse dapat dikurangi
dengan desain ventilasi yang baik (Soegijanto, 1998; Teitel et al., 2005).
Greenhouse yang diperlukan di daerah tropis seperti Indonesia adalah
bangunan pelindung tanaman dari intensitas radiasi matahari yang tinggi, terpaan
hujan dan serangan hama. Radiasi matahari merupakan faktor penting pada
lingkungan greenhouse. Transmisi radiasi matahari ke dalam greenhouse
berpengaruh terhadap kondisi iklim pertumbuhan tanaman (Wang dan Boulard,
2000; Toor et al., 2006).
Bentuk greenhouse yang ideal untuk memaksimumkan transmisivitas
radiasi matahari adalah rounded, tetapi bentuk ini memiliki kekurangan dalam
ukuran dan penanaman. Alternatif bentuk konvensional dapat dipilih dengan
kemiringan atap 25o sampai 35o, kemiringan tersebut lebih efesien dalam
menstransmisikan radiasi matahari (Walls, 1993). Bentuk greenhouse di negara
tropis dengan bukaan atap lebih cocok, karena di daerah tropis penerimaan sinar
matahari relatif lebih banyak, sehingga bentuk ruang harus memungkinkan
sirkulasi udara lebih lancar (Widyastuti, 1993).
Menurut penelitian terdahulu, suhu udara di dalam greenhouse pada saat
radiasi matahari tinggi dapat mencapai nilai 43oC (Widyarti et al., 2004).
Alternatif metode untuk mencegah terlalu tingginya suhu udara di dalam
greenhouse berdasarkan analisis laju ventilasi alami sudah dilakukan, tetapi
berdasarkan pengaruh sudut kemiringan atap belum dikaji.
Pendugaan
suhu
udara
di dalam greenhouse
diperlukan
dalam
perancangan greenhouse. Pendugaan dengan menggunakan simulasi berdasarkan
persamaan pindah panas dengan mempertimbangkan sudut datang radiasi
matahari pada penutup greenhouse dan kemiringan sudut atap greenhouse
diharapkan dapat memberikan hasil yang baik. Oleh karena itu perlu dilakukan
penelitian hubungan antara kemiringan atap dan tinggi dinding dengan suhu udara
di dalam greenhouse.
Penelitian pendugaan suhu udara di dalam greenhouse dengan
menggunakan prinsip pindah panas telah dilakukan oleh Takakura et al. (1971),
Avissar et al.(1982), Romdhonah (2002), dan Nuryawati (2006), tetapi belum
diperoleh hubungan sudut kemiringan atap dan tinggi dinding yang optimum
untuk suhu udara di dalam greenhouse. Permasalahan tersebut dapat diatasi
dengan menggunakan metode algoritma genetik (AG).
AG adalah metode optimasi menggunakan prinsip ilmu genetik dari teori
Darwin untuk mendapatkan tujuan tertentu (Holland, 1975). Ide dasarnya adalah
organisme yang berevolusi dari generasi ke generasi untuk beradaptasi dengan
lingkungannya.
2
Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh sudut atap dan tinggi dinding greenhouse terhadap suhu
udara di dalam greenhouse tipe standar peak dengan prinsip pindah panas.
2. Mengetahui modifikasi yang paling baik dari hubungan sudut atap dan tinggi
dinding greenhouse tipe standar peak dengan optimasi menggunakan
Algoritma Genetik (AG).
3. Mengetahui biaya greenhouse yang diperlukan dari hasil optimasi Algoritma
Genetik (AG).
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat membantu desain greenhouse di daerah
tropika dalam rangka pengendalian suhu udara di dalam greenhouse akibat
intensitas radiasi matahari yang tinggi melalui variabel parancangan bangunan
sudut atap dan tinggi dinding greenhouse.
3