Strategi Perancangan Menuju Arsitektur Hemat Energi

1

SEMINAR NASIONAL FTSP-ITN MALANG, 15 JULI 2010

Teknologi Ramah Lingkungan Dalam Pembangunan Berkelanjutan

PENDAHULUAN

Rancangan atau design dalam bahasa latin signum yang artinya tanda khusus yang dihadirkan dengan membekasi suatu tangkai (kayu) tertentu atau pemberian tanda yang khusus. Signum asal katanya sig/sec yang artinya memotong dengan mengugunakan alat yang bergerigi. Jadi makna dari signum adalah suatu hasil dari pembuatan takikan dengan menggunakan alat seperti gergaji diatas bahan kayu, yang akan memunculkan tanda

tertentu. Signum bila katanya dimaknai sequi/sequence maknanya menjadi urut-urutan. Signum bila dimaknai sebagai kata kerja, maka akan berubah menjadi designare yang maknanya menandai, menamai. Designer dalam bahasa Perancis maknanya adalah merancang. Dari pembahasan terminologi kata design diatas, maka makna merancang adalah sebagai berikut : Design sebagai sebuah benda (rancangan), maknanya adalah sesuatu benda yang dibuat agar berarti khusus bagi pembuatnya. Adapun unsur yang

STRATEGI PERANCANGAN MENUJU ARSITEKTUR HEMAT ENERGI

Ertin Lestari 1) Ekky Nada Wijaya 2)

1) 2)

Program studi Arsitektur, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, ITN Malang

1) [email protected]

ABSTRAK

Salah satu faktor pengaruh agar dapat menuju arsitektur hijau adalah dengan mengupayakan rancangan yang hemat energi. Perancangan arsitektur memerlukan strategi agar hasil yang dicapai berupa bangunan siap huni dapat memberikan kenyamanan.

Kenyamanan suatu bangunan memerlukan energi. Bagaimana strategi perancangan agar bangunan yang dihasilkan hemat energi. Dengan cara membuat skala pemecahan yaitu skala kelompok bangunan, skala bangunan dan skala detail bangunan diharapkan energi alam yang berasal dari panas matahari dan angin dapat memberikan pencahayaan, pemanasan dan penyejukan yang optimal sehingga tidak tergantung kepada minyak bumi.

Dengan metode deskriptif kualitatif dianalisis rancangan bangunan Club House di Malang sebagai tugas akhir mahasiswa arsitektur ITN Malang. Hasil analisis memperlihatkan pada Strategi melalui kelompok bangunan menuju hemat energi diperlukan tapak relatif luas

selain untuk berdirinya bangunan sendiri, diantara bangunan diperlukan ruang terbuka untuk jarak antar massa, pengkondisian udara dan pengatur pencahayaan, namun bila tapak terbatas maka dapat diselesaikan melalui penataan bangunan atau melalui detail bangunan,

pada pencahayaan alami sangat tergantung dengan keberadaan sinar matahari dan keadaan cuaca.

Kata Kunci: strategi perancangan, arsitektur, hemat energi

2



berperan dalam pembentukan benda rancangan adalah : Seseorang yang membuatnya (perancang); Bahan yang dipakai untuk mewujudkan benda; Alat yang digunakan untuk mewujudkan benda; Cara dan urutan pembuatannya; Me-design sebagai suatu kegiatan

(merancang); Merupakan urutan tindakan hingga menghasilkan design sebagai benda (rancangan). Dengan demikian merancang merupakan kegiatan yang menghasilkan rangkaian instruksi (kalau arsitektur dalam bentuk tata masa, denah, spesifikasi, notasi dsb.)

yang akan dilaksanakan, dan dalam pelaksanaan akan menyelesaikan masalah yang dihadapi, hasilnya diharapkan tidak menimbulkan efek samping yang tidak diinginkan.

Desain arsitektur sebagai hasil dari kegiatan perancangan merupakan suatu hasil dari komposisi bentuk, ruang, fungsi dan teknik dengan segala permasalahan yang dihadapi.

Didalam bentuk arsitektur seperti disebut oleh DK. Ching (1979) dalam bukunya Form, Space and Order bahwa :Visual properties of form : shape, size, color, texture, position, orientation, visual inertia. Suatu bentuk memiliki unsur-unsur, yaitu memiliki : wujud, ukuran, warna, tekstur, orientasi dan posisi. Bentuk Arsitektur dapat disususun berupa: lantai sebagai bidang dasar, dinding sebagai pembatas dan atap sebagai bidang atas. Pada dinding, pencahayaan dan penghawaan alami dapat menembus masuk ke dalam ruang

melewati pintu, jendela atau lubang lainnya. Pada atap selain untuk naungan dapat pula diletakkan jendela atap untuk pencahayaan dan penghawaan. Sebagai suatu wujud atau bangun, arsitektur dapat saja hadir sebagai bangun tunggal ataupun kelompok bangunan.

Permasalahan yang dihadapi dalam perancangan akan sangat berpengaruh bagaimana unsur-unsur bentuk arsitektur tersebut dikomposisi untuk dihasilkan ruang atau sebaliknya. Hasil dari komposisi bentuk merupakan ruang yang fungsional yang dapat diorganisasikan. Fungsi bangunan sebagai studi adalah Club House merupakan bangunan yang dipergunakan untuk kegiatan olah raga bersifat rekreasi.

Permasalahanya adalah, bagaimana strategi merancang arsitektur hemat energi. Hemat energi merupakan salah satu cara dalam menuju arsitektur hijau, hal ini seperti

dikemukakan oleh Osman Attmann (2009), didalam bukunya Green Architecture: Advanced Technolgies and Materials, bahwa untuk menuju arsitektur hijau secara umum ada beberapa bidang kunci yang harus diperhatikan yaitu :1. Keberlanjutan; 2. Penggunaan Bahan; 3.

Efisiensi Energi dan Daur Ulang; 4. Penggunaan Lahan; 5. Pengurangan Limbah dan Daur Ulang. Paparan ini akan dibahas yang berkenaan dengan hemat energi secara kualitatif, tidak secara kuantitatif karena bukan ahli energi yang memerlukan perhitungan yang teliti dan rumit. Sehingga metode yang dipergunakan adalah metode deskriptif kualitatif. Energi yang dimaksud adalah energi alam bersumber dari matahari dan angin, karena suatu bangunan dapat memanfaatkan energi matahari dan angin sebagai pemanasan, penerangan maupun penyejukan tanpa tergantung pada energi minyak bumi. Dalam hal ini juga dimaksud untuk menghemat energi yang tidak dapat diperbaharui atau habis terpakai.

Sedangkan strategi didefinisikan sebagai “the skillfull management and planning of anything.” Oleh karena itu strategi perancangan direncanakan dan disusun dengan

menggunakan skala pemecahan, yaitu skala kelompok bangunan, skala bangunan dan skala detail bangunan. Dengan beberapa imajinasi, perancang dapat dengan mudah memperluas suatu strategi dari satu skala ke yang lainnya. Sebagai contoh, pada skala kelompok

bangunan perancang memperhatikan : jalan, ruang terbuka, dan bangunan; pada skala bangunan : ruangan dan halaman; pada skala detail bangunan, adalah dinding, atap dan jendela. Tiap strategi dikembangkan pada pengamatan : elemen-elemen arsitektur yang terlibat, hubungan diantara elemen-elemen dan karakteristik dari elemen-elemen arsitektur

3



tersebut. Strategi dikaitkan dengan kebutuhan energi pada bangunan tanpa melibatkan peralatan mekanik.

PEMBAHASAN Penggunaan energi alam yaitu matahari dan angin diarahkan pada hubungan dengan

keadaan iklim di tempat bangunan itu akan dibangun. Pada studi kasus bangunan direncanakan di Malang. Malang merupakan sebuah kota di Jawa Timur – Indonesia yang beriklim tropis. Malang dikelilingi oleh pegunungan sehingga memiliki karakteristik udara

yang sejuk. Suhu udara rata-rata pada siang hari berkisar antara 24°C - 30°C, dan pada malam hari berkisar antara 18°C - 20°C. Dengan demikian, bangunan di Malang kebanyakan

tidak memerlukan pemanasan. Energi matahari semaksimal mungkin dipergunakan untuk pencahayaan terutama melalui pantulan, pencahayaan dengan menggunakan energi matahari dapat dilakukan pada siang hari mulai pk’06.00 sampai dengan pukul 18.00 atau

selama 12 jam setiap hari dan sepanjang tahun. Fungsi bangunan sebagai studi kasus diperuntukkan sebagai Club-House, bangunan ini

direncanakan mempunyai tingkat pemakaian yang tinggi terutama pada bangunan yang digunakan untuk kegiatan olah raga, dapat menimbulkan sedemikian banyak kalor internal sehingga bangunan memerlukan pendinginan. Kalor tidak hanya dihasilkan oleh manusia

yang melakukan kegiatan saja tetapi juga oleh peralatan dan lampu. Penyejukan pada bangunan diperlukan dengan mengandalkan pada pergerakan angin dari luar kedalam bangunan sedangkan matahari diperlukan yang utama adalah untuk penerangan siang hari.Strategi rancangan diarahkan untuk mengurangi beban penyejukan dan penerangan.

Strategi pada skala kelompok bangunan Elemen-elemen arsitektural yang penting diarahkan pada bangunan, jalan dan ruang

terbuka, yang merupakan bagian utama yang membentuk kelompok bangunan. Strategi-strategi sebagian besar bersangkutan dengan hubungan-hubungan diantara bagian-bagian itu, baik diantara bangunan atau diantara bangunan dengan ruang terbuka atau jalan.

Elemen-elemen arsitektural tersebut dianalisa hubungannya dengan unsur-unsur dasar untuk penerangan siang hari dan pemanasan matahari atau penyejukan, yaitu, matahari, pencahayaan dan angin. Penataan massa bangunan diperhatikan pada posisi timur dan barat, karena pada arah ini akan tertimpa panas matahari langsung di pagi hari atau sore hari yang menimbulkan ketidak nyamanan, dengan demikian sebaiknya dihindari pembukaan yang luas pada arah ini. Tata massa akan sangat mempengaruhi aliran udara yang ada. Kelompok bangunan

dapat dipanjangkan pada arah timur-barat dan tipis, sedang pada arah utara-selatan bangunan diberi jarak agar setiap bangunan memperoleh panas. Terdapat bangunan yang tipis kearah utara-selatan maka kebutuhan pencahayaan dan penghawaan diselesaikan juga

melalui detal banagunan. Penempatan bangunan sedemikian sehingga mempunyai hubungan dengan matahari tanpa meneduhi bangunan lain. Sudut cahaya siang hari dipergunakan untuk membentuk dan mengatur jarak bangunan guna menjamin masuknya

cahaya siang hari yang memadai terhadap jalan dan bangunan yang berbatasan. Kondisi topografi yaitu tinggi rendah permukaan tanah akan mempengaruhi pergerakan angin, pada objek memiliki permukaan tanah yang relatif datar sehingga tidak menimbulkan masalah yang berarti. Tekstur pada permukaan bangunan maupun permukaan tanah akan

4



berpengaruh terhadap pergerakan angin, permukaan kasar akan mengurangi kecepatan angin dan sebaliknya bila permukaan halus akan meneruskan aliran angin. Pergerakan udara dipenguhi oleh perbedaan tekanan dan perbedaan suhu. Tekstur tata massa, yaitu dengan

menyusun tata massa yang dinamis diusakan tidak terdapat tata massa yang berjajaran secara linier akan membantu pergerakan angin secara merata pada keseluruhan massa bangunan. Pada bagian tepi site pembelokan arah angin dibantu dengan pepohonan.

Diantara massa bangunan yang menghasilkan panas internal yang cukup tinggi, maka penyejukkan dibantu dengan keberadaan kolam-kolam air diantara massa yang memberi

efek penyejukkan dalam ruang, air yang menguap ke udara pada dasarnya dapat mengurangi suhu udara, penguapan air dan pengaruh penyejukan tergantung pada luas air,

kecepatamn angin, kelembaban udara dan suhu air, dengan demikian perancang dapat mengatur luas air dan lokasinya terhadap ruang-ruang yang akan disejukkan.

situasi

kolam a ir

kolam a ir

kolam a ir

k olam air

Bangunan ditata dan diatur untuk membentuk ruang luar yang terlindung angin, hal ini dimungkinkan untuk ruang luar yang diperuntukkan bagi kegiatan olah raga yang terlindung oleh pergerakkan angin misalkan olah raga bulutangkis. Pemecah angin dipergunakan untuk melindungi baik bangunan dan juga daerah-daerah ruang luar. Bangunan dan ruang terbuka

Gambar 1. Situasi memperlihatkan penataan massa bangunan yang menipis pada arah timur-barat. Ruang luar diantara massa bangunan terdapat kolam sebagai penyejuk ruang. Pepohonan dapat juga dipergunakan sebagai penyejuk dan pengarah angin

5



diorganisasikan sehingga setiap bangunan dapat menerima angin sepoi-sepoi yang menyejukkan. Penyejukan dicapai dengan mengorganisasi bangunan dan tanaman yang saling terjalin

dipergunakan untuk mengurangi suhu udara disekitarnya. Pada kelompok bangunan yang padat biasanya suhu lebih tinggi, daerah yang ditanami akan bersuhu lebih rendah dikarenakan suatu kombinasi penguapan, pernafasan, pemantulan, peneduhan dan

penyimpanan dingin. Lebar jalan dan luas halaman serta daya pemantulan bagian muka bangunan menjadi faktor

penentu utama dari berapa banyak cahaya tersedia bagi jalan itu sendiri. Pohon dan tanaman dipergunakan untuk mencegah radiasi matahari baik langsung maupun

melalui pantulan sebelum mencapai bangunan sehingga dapat mengurangi panas pada bangunan

Strategi pada skala bangunan Bangunan yang diterpa matahari secara penuh mengalami suatu beban yang amat besar

dari matahari pada permukaannya, oleh karena itu bangunan dibentuk dan diorientasikan agar mengurangi luas yang terbuka terhadap matahari, bidang kaca diteduhi, dinding disekat, lantai diberi atap.

Perancang harus memahami ratio luas permukaan bangunan, luas lantai dan luas jendela, dan konstruksi dinding mempengaruhi nilai aliran panas, hal ini juga tergantung kepada bentuk, ukuran, orientasi, macam elemen bidang atau dinding bangunan. Geometri bangunan sangat berpengaruh pada aliran angin, pada objek kasus memiliki bangun balok, arah angin akan dibelokkan sesuai dengan arah sudut-sudutnya. Arah angin

pada bangunan dapat dibelokan dengan elemen-elemen pertamanan, misalkan pepohonan atau semak-semak.

Orientasi sebagian besar ruang-ruang bangunan diarahkan ke selatan dengan membentuk teras luar yang menghadap ke selatan. Guna penyejukan sebagian ruang-ruang diorientasi ke arah angin, hal ini dimaksudkan untuk efektifitas dari ventilasi silang. Material dan mutu

kulit bangunan akan mempengaruhi panas dalam ruang, ruang yang terbuka akan menerima panas matahari dan panas ini dapat disimpan dalam ruang, sebagaimana bidang kaca yang banyak digunakan dalam rancangan akan meningkatkan panas, hal ini juga tergantung pada bentuk, orientasi dan bahan dari ruangan. Bangunan yang tipis dapat mengalirkan udara maupun pencahayaan matahari masuk kedalam ruang dengan ruang-ruang diorganisasikan ke dalam bangunan tipis akan mempunyai penerangan siang hari yang tersedia bagi setiap ruang, namun apabila pada

bangunan yang tebal maka perancang mempunyai kesempatan untuk melubangi atap dengan jendela atap, dengan demikian memungkinkan udara maupun sinar matahari menembus bangunan. Agar terjadi ventilasi silang dapat dirancang dengan pembukaan pada

kedua sisi bangunan. Meningkatkan bukaan pada arah selatan dari ruang-ruang utamanya dengan

memperpanjangnya pada arah timur-barat tanpa mengorbankan hubungan ruang-ruang yang ada akan memberikan kenyamanan. Sebuah ruang dapat menangkap angin maupun sinar matahari dan selanjutnya dapat diteruskan ke dalam ruang-ruang lain berikutnya. Tinggi rendah ruang yaitu jarak lantai ke atap atau plafond bangunan akan mempengaruhi penyejukan maupun pemanasan ruang, plafond yang rendah akan terasa menyesakkan.

6



Penyejukan bangunan dengan ventilasi pada atap bangunan dilakukan sebagai berikut : pada saat siang hari, ketika suhu diluar hangat atau panas, tiap panas yang ditimbulkan disimpan di dalam massa bangunan; pada malam hari, ketika suhu diluar rendah dengan

pergerakkan angin malam yang menuju lembah dari pegunungan akan mengalir ke dalam ruang melalui ventilasi pada atap bangunan dan menggantikan udara yang panas sehingga dicapai kesejukan, Ventilasi di atap pada rancangan ini seperti terdapat pada ruang

bulutangkis. Kedalaman ruang maksimum digunakan dua sampai dengan dua setengah kali ketinggian

dinding jendela guna menjaga suatu tingkat penerangan minimum dan suatu distribusi cahaya yang merata. Bila kedalaman ruang lebih panjang maka digunakan ventilasi pada

kedua sisi bangunan. Semakin dalam ruangan, semakin besar kontras diantara daerah dekat jendela dan dinding terjauh dari jendela.

Strategi pada skala detail bangunan : Bukaan akan mengalirkan udara dan selanjutnya akan memberikan penyejukaan ruang,

selain itu bukaan juga akan memberikan pencahayaan ke dalam ruang. Penentuan jenis bukaan akan bergantung pada : luas ruang dan jangkauan cahaya matahari, lebar dan tebal overstek, jarak antar bangunan, tuntutan pencahayaan dalam ruang, lebar dan tinggi

bukaan yang dipengaruhi oleh letak bukaan, sudut cahaya matahari dan kebutuhan estetika.

POTONGAN A - ASkala 1 : 100

Gambar 2. Potongan bangunan arena bulutangkis memperlihatkan lubang angin atau jendela pada dinding bagian bawah, diatasnya terdapat jendela kaca dengan sun screen atau tabir agar tidak silau. Pada bagian atap terdapat jendela atas

sebagai tempat sirkulasi udara dan pencahayaan

7



Permukaan bangunan dengan warna terang memantulkan cahaya siang dan meningkatkan tingkat penerangan dalam ruang. Permukaan bangunan dapat berupa: lantai, dinding maupun atap atau plafond. Bentuk, ukuran, warna, posisi, orientasi dan material elemen-

elemen bangunan tersebut akan berpengaruh terhadap pencahayaan ruang. Bangunan pad arena bulu tangkis terdapat jendela penghawaan terletak di dinding bagian bawah hal ini diharapkan angin yang masuk ke dalam ruang tidak mengganggu permainan bulutangkis.

Selain itu jendela atap dapat dipergunakan sebagai penghawaan maupun pencahayaan. Malang pada siang hari sering mengalami langit jernih dan matahari cerah dapat dimanfaatkan untuk mempergunakan cahaya seoptimal mungkin dengan luas jendela

diseimbangkan dengan luas ruang dan fungsi ruang. Cahaya yang terpantul dari permukaan tanah atau bagian permukaan bangunan yang berdekatan dengan warna terang

memantulkan panas jauh dari bangunan kadang melampaui iluminasi dari langit cerah tanpa matahari. Karena tingkat cahaya interior rendah maka cahaya yang dipantulkan dapat menjadi sumber silau pada ruang dalam oleh karena itu perlu adanya penyaringan pada

lubang jendela agar tidak menyilaukan, dapat juga menggunakan tirai atau sun screen. Sun screan/atau pelindung sinar matahari dipasang di depan jendela agar tidak menyilaukan. Tinggi rendah jendela dipertimbangkan pada sudut datang sinar matahari agar diperoleh

penerangan

8

SEMINAR NASIONAL FTSP-ITN MALANG, 15 JULI 2010 Teknologi Ramah Lingkungan Dalam Pembangunan Berkelanjutan

KESIMPULAN

Strategi pada kelompok bangunan mudah dilaksanakan apabila memiliki tapak relatif luas, terdapat ruang terbuka dengan koefisien dasar bangunan berkisar 30 – 60 %, namun bila tapak terbatas maka dapat diselesaikan melalui Penataan bangunan maupun detail bangunan. Paparan secara deskriptif kualitatif kurang akurat, sehingga perlu ditunjang dengan pemaparan dari segi kuantitatifnya melalui perhitungan-perhitungan sehingga di dapatkan hasil yang tepat. Misalkan berapa seharusnya luas bukaan untuk ventilasi maupun pencahayaan suatu ruang bila luas atau volume ruang, suhu, maupun keadaan lingkungan diketahui. Hemat energi pada pencahayaan alam sangat tergantung pada keberadaan sinar matahari, tidak lebih dari 12 jam selama sehari dengan cuaca cerah, yaitu pada saat pagi, siang dan sore hari. Strategi perancangan hemat energi ini dapat dipergunakan bagi arsitek praktisi atau mahasiswa yang tidak ahli pada masalah energi dalam melakukan perancangannya.

DAFTAR PUSTAKA

Attmann, Osma. 2009. Green Architecture: Advanced Technolgies and Materials. Brown. GZ. 1987. Sun, Wind, and Light, Deparment of Architecture. University of Oregon. Ching, FDK. 1979. ARCHITECTURE :Form, Space and Order. Van Nostrand Reinhold Company. Inc-USA. Von Meiss, Pierre. 1994. Elements of Architecture; E & FN SPONS. London.

Documents

Strategi Perancangan Menuju Arsitektur Hemat Energi