Kalkulator Laju Aliran Udara — Perubahan Udara Per Jam (ACH) & CFM

Kalkulator Laju Aliran Udara

Kalkulator laju aliran udara menghitung pergantian udara per jam (ACH): jumlah kali udara dalam ruangan diganti sepenuhnya dalam satu jam. Kalkulator ini juga dapat digunakan sebaliknya, yaitu menghitung aliran udara yang harus disediakan kipas atau saluran ventilasi untuk mencapai ACH target.

Apa yang dimaksud dengan pergantian udara per jam?

Kipas atau saluran ventilasi mengalirkan udara ke dalam ruangan dan mengeluarkan udara pengap. Jika aliran udara tersebut setara dengan volume udara satu ruangan per jam, ruangan mengalami 1 pergantian udara per jam. Jika aliran tersebut memindahkan dua volume ruangan dalam satu jam, nilainya menjadi 2 ACH. ACH yang lebih tinggi biasanya berarti udara lebih segar, lebih sedikit kelembapan yang terperangkap, dan lebih sedikit partikel di udara. ACH yang sangat tinggi juga lebih mahal, karena kipas yang bekerja lebih keras menggunakan lebih banyak energi dan menarik lebih banyak udara yang perlu dipanaskan atau didinginkan.

Rumus laju aliran udara

ACH sama dengan laju aliran udara dibagi volume ruangan. Volume adalah panjang dikali lebar dikali tinggi, semuanya dalam satuan yang sama.

$\text{Volume} = L \times W \times H$

Dalam satuan metrik, laju aliran udara diukur dalam meter kubik per jam (m³/jam), yang sudah sesuai dengan "per jam" pada ACH:

$\text{ACH} = \frac{\text{Aliran udara (m³/jam)}}{\text{Volume (m³)}}$

Dalam satuan imperial, laju aliran udara biasanya dinyatakan dalam CFM, yaitu kaki kubik per menit. Mengalikannya dengan 60 mengubahnya menjadi kaki kubik per jam sebelum dibagi dengan volume ruangan:

$\text{ACH} = \frac{60 \times \text{Aliran udara (CFM)}}{\text{Volume (ft}^3\text{)}}$

Laju aliran udara yang diperlukan untuk mencapai ACH target

Untuk menentukan ukuran kipas atau pemurni udara, rumusnya diubah susunannya agar yang dicari adalah laju aliran udara, bukan ACH.

$\text{Aliran udara yang diperlukan (m}^3\text{/h)} = \text{ACH} \times \text{Volume (m}^3\text{)}$

$\text{Aliran udara yang diperlukan (CFM)} = \frac{\text{ACH} \times \text{Volume (ft}^3\text{)}}{60}$

Contoh perhitungan

Sebuah ruang rapat berukuran 5 m kali 4 m kali 3 m. Volumenya adalah:

$5 \times 4 \times 3 = 60 \text{ m}^3$

Sebuah ventilasi memasok udara sebesar 360 m³/jam. ACH-nya adalah:

$\text{ACH} = \frac{360}{60} = 6$

Ruangan tersebut mengalami 6 pergantian udara per jam.

Angka yang sama dapat digunakan sebaliknya. Ruangan dengan volume 6.000 ft³ (170 m³) yang memerlukan 6 ACH membutuhkan:

$\frac{6 \times 6{,}000}{60} = 600 \text{ CFM}$

Pergantian udara yang disarankan berdasarkan jenis ruangan

ACH yang tepat bergantung pada cara ruangan digunakan. Dapur atau kamar mandi memerlukan lebih banyak pergantian udara daripada kamar tidur, karena memasak dan mandi menambah kelembapan dan bau. Rentang berikut adalah pedoman rekayasa yang umum. Peraturan bangunan setempat dan standar seperti ASHRAE 62.1 didahulukan pada proyek yang diatur.

Untuk mengurangi risiko penyakit yang menular lewat udara, Centers for Disease Control and Prevention (CDC) Amerika Serikat menyarankan untuk menargetkan 5 pergantian udara per jam atau lebih udara bersih di ruang dalam yang ditempati. Untuk rumah sakit, panduan pengendalian infeksi CDC mencantumkan minimum 6 pergantian udara per jam untuk kamar pasien dan 12 untuk kamar isolasi infeksi udara.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa perbedaan antara laju aliran udara dan ACH? Laju aliran udara adalah volume udara per satuan waktu, yang diukur dalam m³/jam atau CFM. ACH membandingkan aliran udara tersebut dengan ukuran ruangan tertentu. Kipas yang sama menghasilkan ACH tinggi di dalam lemari kecil dan ACH rendah di aula besar.

Apa arti CFM? CFM adalah singkatan dari kaki kubik per menit, yaitu satuan standar aliran udara untuk kipas, pemurni udara, dan peralatan HVAC. Mengalikan CFM dengan 60 mengubahnya menjadi kaki kubik per jam, yang diperlukan oleh rumus ACH.

Apakah ACH yang lebih tinggi selalu lebih baik? Tidak selalu. Pergantian udara yang melebihi kebutuhan ruangan memboroskan energi kipas serta energi untuk memanaskan atau mendinginkan udara yang masuk. Biasanya, tujuannya adalah menyesuaikan dengan kisaran yang disarankan untuk jenis ruangan tersebut.

Apakah kalkulator ini menentukan kapasitas seluruh sistem HVAC? Tidak. Kalkulator ini menentukan laju ventilasi untuk satu ruangan. Perancangan HVAC lengkap juga memperhitungkan beban pemanasan dan pendinginan, kerugian saluran udara, serta kebutuhan minimum udara luar berdasarkan jumlah penghuni.

Mengapa rumus imperial dikalikan dengan 60? CFM mengukur aliran udara per menit, sedangkan ACH mengukur pergantian udara per jam. Mengalikan CFM dengan 60 mengubah menit menjadi jam sebelum hasilnya dibagi dengan volume ruangan.

Referensi

1. U.S. Centers for Disease Control and Prevention (NIOSH). How Much Ventilation Is Enough? CDC: Targetkan 5 pergantian udara per jam — targetkan ACH 5 atau lebih untuk mengurangi partikel virus di udara.
2. U.S. Centers for Disease Control and Prevention. Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities (2003), Appendix B: Air. Pengendalian infeksi lingkungan CDC, Lampiran B — ACH total minimum 6 untuk kamar pasien dan 12 untuk kamar isolasi infeksi udara.