1. KARAKTERISTIK IKLIM TROPIS

Transkripsi

1 1. KARAKTERISTIK IKLIM TROPIS Karakteristik umum iklim tropis adalah memiliki temperatur yang tinggi, temperatur dan kelembaban rata-rata harian relatif konstan, dan range rata-rata temperatur bulanan adalah sekitar 1-3ºC. Kelembaban dan curah hujan tinggi hampir sepanjang tahun. Relative humidity berkisar sekitar 90 %. Kondisi angin tergantung pada jarak dari laut dan bisa bervariasi sepanjang tahun. Langit hampir setiap saat berawan (Givoni,1998). DESKRIPSI IKLIM MIKRO SURABAYA Kota Surabaya terletak antara Lintang Selatan sampai dengan Bujur Timur. wilayahnya merupakan dataran rendah dengan ketinggian 3-6 m di atas permukaan air laut, kecuali di sebelah selatan ketinggian m di atas permukaan air laut. Batas wilayah Surabaya: Sebelah Utara : Selat Madura Sebelah Timur : Selat Madura Sebelah Selatan : Kabupaten Sidoarjo Sebelah Barat : Kabupaten Gresik. Berdasarkan data iklim Surabaya tahun 2005 dapat dianalisa bagaimana kondisi iklim di Kota Surabaya. Kecenderungan temperature tahunan di iklim tropis adalah rata. Sama seperti karakteristik iklim tropis pada umumnya, temperatur tiap bulannya tidak mengalami fluktuasi yang besar, dengan nilai diurnal 12.5 C. Nilai yang kecil bila dibandingkan dengan di iklim yang lain. Pada Bulan Agustus, nilai rata-rata temperaturnya adalah yang paling dingin dibandingkan dengan bulan-bulan yang lain dalam satu tahun, yaitu 26.8 C. Sedangkan Bulan Oktober dan November tercatat sebagai bulan yang paling panas dalam satu tahun, dengan suhu 28.9 C. Dari sini dapat dilihat bahwa Bulan Agustus adalah bulan terdingin, dan Bulan November adalah bulan terpanas. 1

2 Sedangkan kecenderungan kelembaban dalam satu tahun tidak jauh beda dengan temperatur, yaitu rata, tidak mengalami fluktuasi yang berarti. Hal ini terutama dilihat dari kelembaban rata-rata tiap bulan dalam satu tahun. Rata-rata kelembaban tertinggi adalah di Bulan Maret, yaitu 83%, sedangkan rata-rata kelembaban terendah adalah di Bulan Oktober, yaitu 73.3%. Yang terlihat memiliki fluktuasi yang sedikit lebih besar adalah pada grafik kelembaban minimum, di mana kelembaban terendah terdapat pada Bulan November, yaitu 31%. Sedangkan pada kelembaban maksimum, yang memiliki nilai paling tinggi adalah di Bulan April yang mencapai 100%. Kondisi angin tahunan bila dilihat dari kecepatan rata-rata tiap bulan dalam satu tahun, cenderung cukup rata terutama pada Bulan Januari sampai Maret hanya berkisar di antara 3.05 sampai 3.2 m/s. Memasuki Bulan Mei kecepatan angin bertambah dan mencapai puncaknya pada Bulan Juni, yaitu 5.45 m/s. Sedangkan kecepatan rata-rata angin yang paling rendah adalah pada Bulan November, yaitu sebesar 2.2 m/s. Sedangkan bila diperhatikan pada grafik kecepatan angin maksimum, terdapat fluktuasi yang besar dari kecepatan angin tiap Bulannya kecuali Bulan Oktober sampai Desember. Lama penyinaran matahari di iklim tropis adalah sepanjang hari, meskipun terdapat bulan-bulan tertentu yang lama penyinaran mataharinya sedikit terganggu dengan adanya awan, yaitu terjadi di Bulan Desember dan Januari, dengan angka 42.8% dan 45%. Sedangkan durasi penyinaran matahari yang paling lama adalah pada Bulan Agustus dan September, yaitu 95.7% dan 93.8%. Jadi bisa dipastikan bahwa pada Bulan Agustus dan September kondisi langit sangat cerah, hanya sedikit sekali awan yang menutupi. Sementara itu, hujan terjadi hampir sepanjang tahun di iklim tropis. Setiap bulan di tahun 2005 terjadi hujan. Hanya 4 bulan dalam satu tahun yang memiliki curah hujan sedikit, yaitu Bulan Agustus sampai November. Curah hujan yang paling sedikit ada pada Bulan Agustus dengan nilai 4.5 mm. Sementara pada bulanbulan yang lain memiliki curah hujan yang cukup tinggi. Curah hujan yang paling tinggi ada pada Bulan Desember dengan nilai 393 mm. 2

3 Dari deskripsi kondisi iklim di Kota Surabaya tersebut, dapat dianalisa mana yang merupakan potensi dan mana yang menjadi masalah, supaya dapat ditentukan mana yang bisa digunakan dan mana yang harus dihindari. Sehingga dalam perancangan yang tanggap terhadap iklim, bisa dicari penyelesaiannya dalam mencari kondisi nyaman di dalam bangunan. 3

4 2. KARAKTERISTIK BANGUNAN TINGGI Bangunan tinggi memiliki karakteristik yang berbeda dengan bangunan rendah. Secara umum bangunan tinggi memiliki karakteristik sebagai berikut: Memiliki struktur rangka dan penahan angin Metode baru dalam pembuatan pondasi Elevator dengan kecepatan tinggi Penggunaan AC Flush toilets Bidang kaca dan rangka jendela yang lebar Penggunaan alat elektronik dan telekomunikasi yang canggih Pencahayaan dalam ruang yang canggih Teknologi ventilasi dan cleaning Bangunan tinggi terekspos penuh pada temperature luar dan radiasi matahari BANGUNAN APARTEMEN BERLANTAI BANYAK Salah satu tipe bangunan yang memiliki banyak lantai adalah bangunan apartemen. Secara umum, apartemen sebagai bangunan yang berlantai banyak juga memiliki karakteristik yang sama dengan bangunan tinggi lainnya. Setiap bentuk bangunan yang memaksimalkan jumlah unit internal, seperti blok bangunan di mana panjang blok sama dengan tingginya, akan meminimalkan kebutuhan total energi termal. Terdapat beberapa tipe dari bangunan apartemen berlantai banyak. Ada tipe utama dan subtype. Dua tipe utama antara lain: 1. Bangunan dengan koridor panjang yang menyediakan akses ke unit-unit di sekitarnya. Akses vertikal menuju koridor disediakan oleh tangga atau lift. 4

5 2. Bangunan dengan tangga atau lift yang menyediakan akses langsung ke 2, 3, atau 4 unit. Sedangkan dua subtype dari akses koridor bangunan antara lain: 1. Bangunan dengan koridor dalam, menyediakan akses ke tiap unitnya pada kedua sisinya (double louded corridors) 2. Bangunan dengan koridor luar yang ditempatkan di sepanjang satu sisi bangunan (single loaded corridors) Dua subtype akses langsung bangunan antara lain: 1. Beberapa tangga atau lift melayani 2 apartemen setiap lantai 2. Tangga dan lift melayani lebih dari 2 unit tiap lantai 5

6 3. TUJUAN PERANCANGAN ARSITEKTUR PADA IKLIM TROPIS Sasaran utama sebuah desain adalah untuk memberikan kenyamanan kepada penghuni atau pengguna bangunannya. Pada iklim tropis lembab seperti Surabaya, sasaran utama desain bangunannya antara lain: 1. Meminimalkan panas pada bangunan. 2. Memaksimalkan pendinginan. 3. Menyediakan ventilasi alami yang efektif. 4. Mencegah masuknya/perembesan air hujan. 5. Mencegah masuknya serangga ketika jendela terbuka untuk ventilasi. 6. Menyediakan ruang untuk aktivitas semi outdoor sebagai bagian dari living space. Sasaran utama di atas dapat tercapai dengan perlakuan khusus terhadap setiap elemen bangunan. Elemen-elemen bangunan yang akan mempengaruhi hasil dari sasaran desain tersebut antara lain: Site landscaping Layout bangunan Orientasi ruang utama dan bukaan Ukuran dan detail jendela dan pintu Susunan dan pembagian ruang dalam Pembayangan bukaan dan dinding Teras dan balkon Tipe dan detail atap Properti termal dan struktur dari dinding dan atap 6

7 4. PERANCANGAN BANGUNAN YANG TANGGAP TERHADAP IKLIM Perancangan bangunan yang tanggap terhadap iklim tentunya melibatkan setiap elemen bangunan mulai dari pemilihan tapak sampai dengan rancangan interior bangunan. Perlakuan desain tanggap iklim terhadap bangunan tinggi juga akan berbeda dengan bangunan rendah. Untuk itu diperlukan sebuah perlakuan yang khusus. Berikut ini akan dibahas satu persatu elemen bangunan dan bagaimana menggunakannya dalam bangunan supaya tercipta sebuah perancangan yang tanggap terhadap iklim dan bisa memberikan kenyaman pada penggunanya. TAPAK PEMILIHAN TAPAK Pemilihan tapak berpengaruh terhadap suhu dan pergerakan udara. Tapak yang berlokasi di Kota Surabaya biasanya memiliki kondisi yang rata atau tidak berkontur. Kondisi tapak yang seperti ini tidak memiliki variasi yang terlalu berarti terhadap kondisi bangunan. Selain itu juga memiliki sedikit pergerakan udara. Pada iklim tropis lembab, perhatian utama adalah memaksimalkan pergerakan udara, jadi bangunan harus diletakkan pada sisi windward di mana kecepatan udara lebih tinggi. Lokasi dekat dengan arah angin menerima lebih banyak pergerakan udara. Selain itu lereng di sisi selatan dan utara lebih disukai daripada sisi timur dan barat karena kecilnya radiasi Gambar 1. Jalannya pergerakan udara pada beberapa jenis tapak (Krishan, 2000) 7

8 ORIENTASI BENTUK LAHAN Orientasi bentuk lahan mempengaruhi niai radiasi dan banyaknya terang langit yang diterima oleh bangunan. Orientasi kemiringan akan menimbulkan perbedaan. Sisi barat dan timur akan memiliki radiasi yang lebih banyak terutama pada pagi dan sore hari. Sisi sebelah utara akan lebih disukai karena menerima radiasi lebih sedikit. Tetapi orientasi bentuk lahan ini tidak terlalu berarti jika lahannya datar. Selain itu, pada bangunan tinggi hal ini juga tidak terlalu berarti karena ketinggian bangunan akan lebih tinggi daripada ketinggian lahan, sehingga bagaimanapun juga bangunan akan mendapatkan radiasi sinar matahari kecuali mungkin pada lantai dasar. VEGETASI Pola vegetasi akan mempengaruhi pergerakan udara, radiasi, kelembaban, dan terang langit. Vegetasi dapat memberi pembayangan dan mengurangi panas yang didapat. Selain itu juga dapat menambah dan mengurangi kecepatan angin, atau mengarahkan angin ke dalam bangunan. Tanaman, semak-semak, dan pohon menyerap radiasi pada proses fotosintesis, mendinginkan lingkungan di sekitarnya. Vegetasi juga bisa memaksimalkan angin dan meningkatkan tingkat kelembaban. Pohon yang membayangi seharusnya memiliki cabang yang tinggi supaya tidak mengganggu aliran angin. Vegetasi yang rendah harus dijauhkan dari rumah supaya tidak menghalangi jalannya udara. Udara yang masuk ke struktur bangunan dari menyeberangi halaman rumput yang terbayangi lebih disukai karena udara yang dirasakan relative lebih segar. Tanaman bisa digunakan untuk mendinginkan bangunan. Tanaman seharusnya diletakkan sebagai vertical landscaping dan halaman dalam pada bagian atas bangunan tinggi. Vegetasi seharusnya dimasukkan ke dalam lingkungan bangunan lebih banyak daripada biasanya. Efek bermanfaat yang bisa dirasakan bukan hanya mengurangi panas yang didapat, tetapi juga digunakan sebagai penghasil oksigen untuk menciptakan penjernihan udara pada lingkungan lokal. Ken Yeang mengatakan bahwa seharusnya terjadi hubungan antara inorganic material dan 8

9 organic material. Dalam hal ini inorganic material berarti bangunan, dan organic material berarti tanaman. Jadi menurut Ken Yeang, tanaman bisa digolongkan sebagai material bangunan juga. Gambar 2. Pengaruh vegetasi terhadap jalannya udara (Krishan, 2000) terdapat tiga cara untuk menyatukan bangunan dan tanaman, yaitu: 1. Juxtaposition, di mana satu material diletakkan di samping yang lainnya, sebagaimana digunakan pada kotak-kotak tanaman. Contoh: Menara Boustead 2. Intermixing, mengkombinasikan area atau permukaan yang luas. Contoh: Menara Mesiniaga, IBM Plaza 3. Integration, merupakan kondisi ideal di mana tidak ada penghalang dalam menyatukan inorganic dan organic material. 9

10 Gambar 3. Penggunaan vegetasi pada bangunan (vertical landscape) (Yeang,1994) Gambar 4. Vertikal landscape pada Menara Boustead karya Ken Yeang (Yeang,1994) Gambar 5. Vertikal landscape pada IBM Plasa karya Ken Yeang (Yeang,1994)

11 Gambar 6. Vertikal landscape pada Menara Mesiniaga karya Ken Yeang (Yeang,1994) WATER BODIES Water bodies berpengaruh terhadap radiasi matahari, suhu udara, dan kelembaban. Air menyerap banyak radiasi sehingga kehadirannya dapat menghasikan pendinginan secara evaporatif. Tetapi di iklim tropis lembab, penggunaan water bodies ini sebaiknya dihindari karena akan menyebabkan peningkatan kelembaban udara. Gambar 7. Radiasi matahari diserap oleh air dan menghasilkan penguapan yang akan meningkatkan kelembaban udara di sekitarnya (Krishan, 2000)

12 LEBAR DAN ORIENTASI JALAN Lebar dan orientasi jalan mempengaruhi radiasi, terang langit, dan pergerakan udara. Pengaturan lebar dan orientasi jalan bisa mengontrol radiasi sinar matahari. Rasio lebar jalan dan ketinggian bangunan menentukan altitude di mana jalannya sinar matahari bisa dipotong. Bisa juga digunakan untuk meminimalkan panas yang diterima. Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, kecenderungan bangunan di iklim tropis adalah membutuhkan pergerakan udara, jadi jalan-jalan harus diorientasikan untuk menciptakan pola pergerakan angin yang alami. Aksen seharusnya berada pada rumah yang terpisah untuk menghadirkan pergerakan udara. Lingkungan yang terbayangi menjadi pertimbangan yang penting. Karakter susunan kota seharusnya longgar dan tersebar Gambar 8. Lebar jalan dan ketinggian bangunan yang dapat menciptakan pembayangan (Krishan, 2000) 2

13 Gambar 9. Lebar jalan dan ketinggian bangunan yang masih dapat menghasilkan daerah yang terkena sinar matahari langsung (Krishan, 2000) RUANG TERBUKA Ruang terbuka mempengaruhi nilai radiasi dan pergerakan udara. Ruang terbuka yang luas akan menyebabkan udara dapat bergerak bebas. Pola susunan area terbangun bisa meningkatkan, mengurangi, dan memodifikasi kecepatan angin. Bangunan seharusnya tidak berdempet satu sama lain supaya setiap unit bangunan mendapatkan aliran udara. Jalan dan ruang terbuka seharusnya diorientasikan sesuai dengan pola angin. Ruang terbuka bisa digunakan untuk memaksimalkan aliran udara di dalam kompleks bangunan. Ruang yang terbuka juga memasukkan banyak terang langit ke dalam bangunan. Untuk di daerah tropis, jarak tempat berjalan minimum dan area terbayangi lebih disukai. Bangunan seharusnya juga terbayangi. Hal ini dapat mendorong pergerakan udara dingin. Perlidungan seharusnya berada pada seluruh sisi yang terekspos matahari, pada atap dan sisi barat timur. 3

14 Gambar 10. Susunan blok bangunan untuk memaksimalkan aliran udara (Krishan, 2000) Gambar 11. Susunan bangunan yang terpisah satu sama lain memungkinkan udara mengalir di antaranya (Krishan, 2000) KARAKTER LAHAN Karakter lahan berpengaruh pada radiasi matahari dan terang langit. Warna dan tekstur dari permukaan material menentukan nilai reflektivitasnya. Di daerah tropis lembab, karakter lahan yang baik adalah yang bisa menyerap uap air. Selain itu permukaan lahan juga akan memantulkan terang langit, sehingga paving yang keras harus diminimalkan dan harus memiliki permukaan yang kasar. 4

15 Gambar 12. material lahan yang berbeda akan memantulkan, menyimpan, dan menyerap panas dengan derajat yang berbeda (Krishan, 2000) BANGUNAN TIPE BANGUNAN Tipe bangunan yang baik untuk di daerah tropis adalah individual, lebih baik lagi bila terangkat dan memanjang bebas dengan kerapatan yang renggang. Tipe rumah seperti ini menguntungkan karena udara bisa dengan bebas mengalir masuk ke dalam bangunan melalui setiap sisinya. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, apartemen memiliki beberapa tipe dan subtype. Semua tipe tersebut memiliki strategi yang berbeda dalam memanfaatkan angin sebagai penghawaan alami. DOUBLE-LOADED CORRIDOR BUILDING Untuk apartemen tipe ini, semua unit tidak memiliki ruang yang efektif untuk melakukan penghawaan silang. Tetapi ada satu strategi yang bisa dilakukan, yaitu dengan mengatur pola ruangnya seperti pada gambar 8. Dengan pengaturan ruang yang seperti itu, maka setiap unitnya akan mendapatkan penghawaan silang. 5

16 Gambar 13. pengaturan bukaan untuk memasukkan terang langit dan memotong sinar matahari yang mengganggu (Givoni,1998) Gambar 14. pengaturan pola ruang apartemen double loaded corridor building yang memungkinkan terjadinya penghawaan silang (Givoni,1998) SINGLE LOADED CORRIDOR BUILDING Penghawaan silang dimungkinkan pada apartemen dengan koridor terbuka dengan meletakkan jendela terbuka pada dinding luar dan dinding yang menghadap koridor. Tetapi meletakkan pintu dan jendela yang terbuka pada sisi dinding yang menghadap koridor akan mengurangi privasi visual 6

17 dan suara bagi pengguna bangunan. Untuk mengatasinya, maka harus dilakukan strategi tertentu dalam mengatur perletakan jendelanya. Ventilasi untuk bangunan seperti ini sensitif pada orientasi. Perancang harus memastikan bahwa satu fasade menghadap arah angin yang kuat dengan sudut di atas sekitar 30 derajat. Gambar 15. Dengan perletakan bukaan seperti ini, penghawaan silang bisa terjadi tanpa merusak privasi penggunanya (Givoni,1988) Gambar 16. Dengan perletakan bukaan seperti ini, penghawaan silang bisa terjadi tanpa merusak privasi penggunanya (Givoni,1988) DIRECT-ACCESS MULTISTORY APARTMENT WITH 2 UNITS PER STAIRCASE Bangunan tipe ini dapat menyediakan pencahayaan matahari yang cukup dan angin yang kuat, dan bisa memastikan penghawaan silang yang efektif pada setiap unit tempat tinggal. 7

18 Gambar 17. Tipe bangunan ini dapat memiliki penghawaan silang tanpa strategi tertentu (Givoni,1998) MULTISTORY BUILDINGS WITH MORE THAN 2 UNITS PER STAIRCASE Ventilasi yang potensial pada bangunan dengan akses langsung dengan 3 unit per lantai: 1. Tangga di dalam, satu unit bisa berada dalam baying-bayang angin, dengan ventilasi yang buruk. 2. Tangga terbuka di luar meningkatkan ventilasi yang potensial. 3. Tangga di dalam, unit yang menghadap downwind memiliki ventilasi yang buruk Ketika lebih dari 3 unit per lantai diakses dari tangga, beberapa unit bisa memiliki ventilasi dan pencahayaan matahari yang buruk. 8

19 Gambar 18. Jalannya angin pada bangunan apartemen dengan tipe akses langsung dengan beberapa pola ruang yang berbeda (Givoni,1988) BENTUK DENAH Bentuk denah mempengaruhi besarnya radiasi dan aliran udara yang diterima. Selain itu juga mempengaruhi jalannya udara di sekitarnya atau yang melaluinya. Bukaan bangunan yang menghubungkan area bertekanan tinggi dengan area bertekanan rendah akan menyebabkan ventilasi alami yang efektif. Semakin besar perbandingan keliling dan luas bangunan, maka semakin besar pula panas radiasi yang diterima dan semakin besar panas yang dilepaskan pada malam hari. 9

20 Pada iklim tropis lembab, perhatian utama pada bentuk denah adalah untuk memaksimalkan pergerakan udara. Meminimalkan perbandingan antara keliling dan luas bangunan akan berguna untuk meminimalkan panas yang diterima. Bila temperature tidak terlalu berlebihan, denah yang bebas bisa disusun selama rumah berada di bawah bayangan yang melindungi. Jalan udara di dalam bangunan adalah penting. Denah bisa disusun menjadi elemen-elemen terpisah, karena 75% waktu kondisi outdoor mendekati nyaman, jika terbayangi. Paving harus dihindari. Area yang dilindungi kasa penting untuk mengusir serangga. Area yang menghasilkan panas dan lembab harus diberi ventilasi dan terpisah dari struktur. Kontrol Uap air, serangga, dan kelembaban penting pada ruang penyimpanan. Denah bangunan seharusnya memantulkan pergerakan udara melalui ruang-ruang dan memasukkan cahaya alami ke dalam bangunan. Lantai dasar pada iklim tropis sebaiknya terbuka dengan lingkungan luar dan terventilasi secara alami. Gambar 19. Beberapa kemungkinan bentuk denah (Krishan, 2000) 0

21 Gambar 20. Lantai Dasar yang terbuka (Yeang,1994) ELEMEN DENAH Elemen denah berpengaruh terhadap pergerakan udara, radiasi, suhu, kelembaban, dan terang langit. Macam elemen-elemen denah antara lain vegetasi, water bodies, dan halaman. Halaman dan teras bisa menambah ventilasi. Penangkap angin juga bisa digunakan. Tetapi penangkap angin hanya efektif bila digunakan pada angin yang kuat dan dingin. Gambar 21. penangkap angin (Krishan, 2000) Gambar 22. penyatuan tanaman dan bangunan untuk meminimalkan panas (Krishan, 2000) 1

22 ORIENTASI BANGUNAN Orientasi bangunan akan menentukan jumlah radiasi matahari yang diterima bangunan. Orientasi juga akan mempengaruhi jumlah ventilasi alami yang mungkin dapat diterima dan digunakan. Orientasi sol-air seimbang pada 5º timurselatan, dengan selisih yang kecil. Orientasi dengan sisi panjang menghadap arah angin yang berbeda dapat diterima hanya di bawah kondisi terbayangi Gambar 23. meminimalkan rasio area permukaan dan volume bisa meminimalkan transfer panas (Krishan, 2000) SURFACE AREA TO VOLUME RATIO Perbadingan luas permukaan dan volume bangunan mempengaruhi radiasi. Hal tersebut bisa menentukan panas yang didapat dan dilepaskan. Nilai perbandingan yang kecil menyatakan minimum panas yang didapat dan minimum panas yang dihasilkan. Pada iklim tropis, perhatian utamanya adalah menciptakan ruang yang berangin. Untuk ini tidak diperlukan meminimalkan rasio luas permukaan dan volume. Efek radiasi yang kuat pada sisi timur barat harus membentuk bangunan ramping memanjang. Bentuk yang optimum adalah 1:1.7. Tapi sampai 1:3 pada sisi barat timur masih bisa diterima. 2

23 Gambar 24. meminimalkan rasio area permukaan dan volume bisa meminimalkan transfer panas (Krishan, 2000) BENTUK ATAP Bentuk atap mempengaruhi aliran udara, pencahayaan alami, dan radiasi matahari. Bentuk atap bisa digunakan sebagai sumber pencahayaan alami pada bangunan. Bentuknya dan bentuk sosorannya bisa mempengaruhi pola pergerakan udara. Untuk iklim tropis, ventilasi alami sangat diinginkan. Bangunan seharusnya menempatkan sisi terpanjangnya tegak lurus dengan arah angin. Sosoran dan kemiringan atap seharusnya setinggi mungkin. Hal ini akan menghasilkan perbedaan tekanan yang maksimum dan memaksimalkan aliran udara. Gambar 25. Macam bentuk atap dan fungsinya sebagai sumber cahaya alami (Krishan, 2000) 3

24 Gambar 26. bentuk dasar atap dan efeknya terhadap ventilasi (Krishan, 2000) POLA DAN KONFIGURASI BUKAAN Penghawaan silang seharusnya selalu dilakukan, sekalipun pada ruang yang menggunakan AC. Sekali waktu pasti membutuhkan udara segar untuk menggantikan udara panas dalam ruangan. Ventilasi di sisi ruangan bisa berfungsi sebagai sekop angin diletakkan di pojok fasade akan menangkap angin. Bisa digunakan bila kecepatan angin tinggi. Pola dan konfigurasi bukaan mempengaruhi radiasi, aliran udara, dan pencahayaan. Luasan, bentuk, lokasi, dan posisinya juga berpengaruh pada pergerakan udara, pencahayaan, dan silau pada ruang dalam. Jika bukaan tidak terbayangi, maka akan mempengaruhi panas radiasi yang didapatkan. Bukaan pada level yang lebih tinggi, menambah aliran udara, dikenal sebagai stack effect. Posisi bukaan mempengaruhi distribusi cahaya pada ruang dalam sebagaimana dia mempengaruhi refleksi pada ruang dalam. Untuk daerah tropis, bukaan harus lebar untuk memfasilitasi masuknya udara. Sosoran yang lebar lebih disukai bila memotong radiasi matahari. Ketinggian bukaan harus menimbulkan distribusi udara yang baik bagi tubuh manusia. Ambang bukaan bawah mungkin lebih disukai. Jendela yang tinggi menyediakan distribusi yang baik untuk cahaya langsung dan difus. Jendela yang rendah memungkinkan tanah memantulkan cahaya. Partisi seharusnya tidak diletakkan di dekat jendela karena akan merubah dan mengacaukan arah aliran angin. Akan lebih disukai untuk menyediakan setiap ruangan dengan jendela paling tidak di dua sisi dinding. Ventilasi dibutuhkan 85% setahun, dan ventilasi silang timur barat 4

25 diperlukan. Elemen-elemen seperti layar, louvre, dan jalusi digunakan untuk mengalirkan udara dan untuk melindungi dari matahari. Struktur seharusnya dilindungi dari matahari dan hujan, serta harus dilindungi dari radiasi sinar matahari dan silau. Daun penutup jendela yang bisa dipindahkan lebih disukai untuk perlindungan angin ribut. Gambar 27. Efek posisi jendela terhadap pencahayaan dan ventilasi (Krishan, 2000) Gambar 28. Macam konfigurasi bukaan dan efeknya terhadap aliran udara (Krishan, 2000) 5

26 ORIENTASI BUKAAN Orientasi bukaan berepngaruh terhadap radiasi sinar matahari yang diterima dan pergerakan udara. Untuk menghasilkan distribusi yang baik dari aliran udara di dalam bangunan, arah angin dan arah inlet-outlet seharusnya tidak sama. Seharusnya antara 45º tegak lurus arah angin. Menyusun bangunan dengan bukaan utamanya menghadap utara dan selatan akan memberikan keuntungan dalam mengurangi beban AC. Gambar 29. Posisi bukaan yang ideal (Krishan, 2000) Gambar 30. Sekop angin (Yeang,1994 ) KONTROL BUKAAN Kontrol bukaan akan mempengaruhi radiasi, pergerakan udara, dan pencahayaan alami. Penempatan kaca, pembayangan, kasa, light shelves, dan area jendela silang bisa menjadi suatu control. Hal-hal tersebut dapat mencegah radiasi sinar matahari. Penggunaan kaca akan mengontrol solar radiasi. Pembayangan, vertical dan horizontal akan mengontrol panas radiasi yang didapat. Light shelves akan membawa banyak cahaya ke dalam ruangan, yang akan dipotong oleh 6

27 pembayangan horisontal. Kasa akan mengontrol masuknya serangga dan mengurangi kecepatan angin di dalam bangunan. Untuk meningkatkan ventilasi, bisa didapat dengan memodifikasi jendela itu sendiri. Gambar 31. light shelves mendistribusikan cahaya di dalam ruangan (Krishan, 2000) Gambar 32. penggunaan pembayangan pada jendela untuk memotong sinar matahari langsung (Krishan, 2000) DINDING Dinding mempengaruhi radiasi. Dinding seharusnya memiliki kapasitas termal yang rendah. Selain itu, dinding juga dapat digunakan untuk melindungi dari serangga dan untuk kualitas masuknya angin. Dinding luar sebagai kulit yang merubah tampilan musiman tergantung pada orientasi matahari. Hal ini dapat dilihat pada Menara Boustead, Menara 7

28 Budaya, dan Orchid Plaza. Dinding luar juga bisa dirancang untuk interaktif dengan lingkungan, dengan bagian-bagian yang bergerak, beradaptasi tergantung pada perubahan musim dan meteorologi lokal. Posisi dinding ini bisa juga berubah tergantung pada permintaan pengguna ruang dalam. Sebagai contoh adalah bangunan Menara Mesiniaga dan Autumland Tower. Di daerah tropis, dinding luar sebaiknya bisa memiliki bagian-bagian yang bergerak untuk mengontrol penghawaan silang, melindungi dari panas matahari, mengatur angin dan hujan. Gambar 33. tipe-tipe dinding (Krishan, 2000) Radiation WARNA DAN TEKSTUR EKSTERNAL Warna dan tekstur eksternal akan mempengaruhi radiasi sinar matahari yang diterima bangunan. Karakteristik permukaan mempengaruhi transmisi panas di dalam bangunan. Warna permukaannya akan mempengaruhi nilai pemantulan dan panas yang diserap. Dalam hal ini tekstur yang kasar pada permukaan akan meningkatkan area reradiasi. Sedangkan permukaan datar yang halus akan lebih reflektif dan meminimalkan panas yang diterima. Warna yang cerah juga memiliki 8

29 sifat memantulkan, sedangkan warna yang gelap lebih bersifat menyerap. Warna cerah yang memantulkan dalam rentang pastel adalah yang terbaik, untuk menghindari silau di dalam dan luar bangunan. PENYELESAIAN INTERNAL Penyelesaian internal akan mempengaruhi panas dan pencahayaan alami. Penyelesaian internal ruang akan mempengaruhi efek tingkat pencahayaan alami di dalam ruangan. Reflektivitas atau emisivitas radiasi akan mempengaruhi panas yang dilepaskan bila u-value material rendah. Reflektansi internal harus sesuai dengan kondisi pencahayaan yang diharapkan di dalam ruangan. Ruang interior harus terbayangi dan terventilasi dengan baik. Ruang-ruang fleksibel, dengan penggunaan kasa, bisa dipindah, atau partisi yang rendah, lebih disukai. Material lantai harus kedap air. Area yang ditinggali di siang hari harus mengalirkan angin barat-timur. MATERIAL Kapasitas panas dinding yang paling baik adalah yang memiliki termal lag yang bisa menyebabkan re-radiasi di malam hari. Selain itu juga yang bisa mencegah rusaknya material karena kelembaban. Material konstruksi seharusnya bukan material yang menyimpan panas. Sedangkan material atap akan menentukan transfer panas melalui atap. Aliran panas melalui material ditentukan oleh nilai konduktan dan resistan dari material tersebut. Material yang menyimpan panas tidak disukai di iklim tropis. Atap seharusnya ringan dan mempunyai u-value yang tinggi dan kapasitas panas yang rendah. Pengaruh termal yang paling kuat muncul di sini. Titik berat desain berubah dari dinding ke atap. Atap dobel yang berventilasi lebih disukai, atap lebih atas berfungsi sebagai pelindung matahari. Harus berinsulasi dan memantulkan sinar matahari. Insulasi termal yang baik pada kulit bangunan akan mengurangi transfer panas, baik yang berasal dari matahari maupun kehilangan hawa dingin dari dalam. 9

30 Gambar 34. Insulative Wall (Yeang,1994) PEMBAYANGAN Pemecah matahari penting karena radiasi yang kuat biasanya pada sisi timur dan barat. Dinding utara juga mendapat radiasi yang besar pada musim panas daripada sisi selatan. Pembayangan terhadap sinar matahari esensial untuk semua dinding kaca yang menghadap matahari. Sejumlah konfigurasi pasif bisa digunakan tergantung pada orientasi fasade bangunan. Gambar 35. Shading Device (Yeang,1994) PONDASI, RUANG BASEMENT Pada iklim tropis lembab, basement tidak berguna karena kelembaban tinggi yang konstan. Pondasi harus dilindungi dari uap air, jamur, rayap, dan serangga yang lain. Bangunan tinggi menyediakan ventilasi yang lebih baik pada living area, dan bisa menciptakan area terlindungi. 0

31 MECHANICAL ELECTRICAL Salah satu strategi menggunakan iklim dalam bangunan adalah memanfaatkannya sebagai energi untuk sistem Mechanical & Electrical. Dalam hal ini energi angin bisa disimpan dan digunakan sebagai tenaga tambahan. Contohnya adalah bangunan China Tower 1 karya Ken Yeang. Gambar 36 dan 37. China Tower I (Yeang,1994) P osisi service core juga harus disesuaikan dengan iklim. Secara umum terdapat tiga macam posisi penempatan core pada bangunan tinggi, antara lain: Central core Double cores. Posisi ini bisa memiliki keuntungan. Dengan dua core pada sisi yang panas, akan menciptakan zona penahan, menginsulasi ruang internal, dan meminimumkan beban AC. Single sided core Pada iklim tropis, core sebaiknya diletakkan pada sisi timur dan barat bangunan. 1

32 Gambar 38. tipe-tipe posisi core pada bangunan tinggi (Yeang, 1994) Sedangkan untuk penempatan lobby lift, tangga dan toilet seharusnya memperhatikan ventilasi natural dan view keluar. Hal-hal tersebut seharusnya berada pada keliling luar bangunan sehingga dapat menerima cahaya matahari dan view keluar. Hal ini akan menghasilkan penghematan energi karena tidak membutuhkan ventilasi buatan dan mengurangi penggunaan cahaya buatan. Gambar 39. penempatan core, lift, tangga, dan toilet di keliling luar bangunan (Yeang,1994) FASADE BANGUNAN Fasade bangunan juga bisa dirancang untuk beradaptasi dengan iklim. Fasade bisa dirancang supaya memiliki zona udara yang dalam. Bentuk bukaan yang luas mengahadap langit secara alami memberi ventilasi pada atrium dengan penutup louver di atas kepala, atau balkon yang menjorok masuk ke dalam, atau skycourt yang luas. Contoh penggunaan strategi-strategi tersebut adalah pada 2

33 beberapa karya Ken Yeang yaitu Plaza Atrium, Menara Boustead, dan Menara Mesiniaga. Ruang-ruang transisi tersebut bisa menciptakan fasade bangunan yang berlapis. Hal tersebut juga bisa menghaluskan pengaruh permukaan yang rata dan keras dari sistem membangun pada ligkungan luar, serta bisa menyediakan area pembayangan pada bagian atas bangunan. Skycourt juga menyediakan kesempatan pengguna bangunan untuk menambahkan tanaman untuk menciptakan garden-inthe-sky. Pintu kaca dengan ketinggian penuh yang terbuka menuju ke skycourt akan: Memungkinkan kualitas pencahayaan alami yang lebih baik untuk masuk ke ruang dalam. Bertindak sebagai katup yang memungkinkan angin memasuki bangunan kapanpun dia diinginkan. Penyatuan skycourt dalam bangunan tinggi memungkinkan kita untuk menciptakan kembali kondisi lantai dasar di ruang-ruang yang berada di tingkat atas. Ceruk yang dalam bisa menyediakan pembayangan pada sisi panas bangunan. Jendela bisa sepenuhnya tercoak dan membentuk balkon atau skycourt kecil. Menempatkan balkon pada sisi yang panas memungkinkan penggunaan kaca pada sisi ini dengan penuh. Ruang transisi yang besar bisa diletakkan di bagian pusat atau luar bangunan sebagai ruang udara atau atrium. Bagian atasnya bisa dilindungi oleh louvered roof, untuk mendorong aliran angin melalui area dalam bangunan. Hal ini juga bisa didesain untuk difungsikan sebagai sekop angin untuk mengontrol ventilasi alam pada bagian dalam bangunan. Salah satu teknik yang lain untuk pendinginan adalah dengan menggunakan sistem water spray pada sisi fasade yang panas. 3

34 Gambar 40. skycourt pada Plaza Atrium karya Ken Yeang (Yeang,1994) Gambar 41. skycourt pada Menara Boustead karya Ken Yeang (Yeang,1994) Gambar 42. skycourt pada Menara Mesiniaga karya Ken Yeang (Yeang,1994) 4

35 Gambar 43. water spray system (Yeang, ) Gambar 44. balkon dan teras (Yeang, ) 5

36 5. MATRIKS HUBUNGAN ASPEK ARSITEKTUR DAN IKLIM AIR TEMPERATURE AIR MOVEMENT RADIATION DAYLIGHT RELATIVE HUMIDITY PEMILIHAN ORIENTASI VEGETASI WATER LEBAR & RUANG TAPAK TAPAK BODIES ORIENTASI TERBUKA JALAN AIR TEMPERATURE AIR MOVEMENT RADIATION DAYLIGHT RELATIVE HUMIDITY KARAKTER TIPE BENTUK ELEMEN ORIENTASI SURFACE BENTUK LAHAN BANGUNAN DENAH DENAH BANGUNAN AREA ATAP TO VOLUME RATIO POLA & ORIENTASI KONTROL DINDING WARNA & PENYELESAIAN KONFIGURASI BUKAAN BUKAAN TEKSTUR INTERNAL BUKAAN EKSTERNAL AIR TEMPERATURE AIR MOVEMENT RADIATION DAYLIGHT RELATIVE HUMIDITY MATERIAL PEMBAYANGAN PONDASI M&E FASADE BASEMEN AIR TEMPERATURE AIR MOVEMENT RADIATION DAYLIGHT RELATIVE HUMIDITY 36 Proyek 2 Desain Berkelanjutan Iklim Sebagai Konteks Perancangan Ernaning Setiyowati

37 Dari Matriks hubungan antara aspek arsitektur dan iklim di atas dapat dilihat bahwa aspek iklim yang paling berpengaruh terhadap perancangan arsitektur adalah radiasi matahari dan angin. Hal ini disebabkan karena penyumbang panas terbesar pada bangunan adalah berasal dari radiasi matahari, sedangkan angin atau pergerakan udara merupakan elemen iklim yang bisa menghapus hawa panas tersebut dan menciptakan kenyamanan di dalam bangunan. 7

38 6. PUSTAKA Givoni B. (1994), Climate Considerations in Building and Urban Design, Van Nostrand Reinhold, New York. Krishan, A., Baker, N., Yannas, S., Szokolay, S.V. (2000), Climate Responsive Architecture, McGraw Hill Publishing Company Limited, New Delhi. Olgyay, V. (1992), Design With Climate: Bioclomatic Approach to Architectural Regionalism, Van Nostrand Reinhold, New York Yeang, K. (1994), Bioclimatic Skyscraper, Artemis London Limited, London. 8