PERANCANGAN APARTEMEN MENGGUNAKAN DOUBLE SKIN FACADE

Transkripsi

1 PERANCANGAN APARTEMEN MENGGUNAKAN DOUBLE SKIN FACADE Mefita 1), Purwanita Setijanti 2), dan Hari Purnomo 3) 1) Bidang Keahlian Perancangan Arsitektur, Pascasarjana Arsitektur, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 60111, Indonesia 2, 3) Jurusan Arsitektur, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 60111, Indonesia ABSTRAK Apartemen merupakan bangunan yang disusun vertikal yang bertujuan untuk memperkecil pemakaian lahan dan memperbesar resapan air ke dalam tanah sebagai bagian dari tindakan manajemen energi. Bangunan ini diperuntukkan bagi kalangan menengah ke atas yang banyak memakai energi khususnya untuk memenuhi kenyamanan termal. Salah satu solusi untuk mencapai kenyamanan termal adalah dengan mengurangi beban panas pada fasade bangunan. Beban panas pada fasade akan semakin besar apabila fasade bangunan menghadap arah Barat atau Timur. Kelemahan arah hadap fasade ini akan bertolak belakang dengan adanya potensi pemandangan pada orientasi Barat atau Timur. Salah satu solusi yang efektif untuk permasalahan ini adalah perancangan fasade menggunakan prinsip double skin facade yang memungkinkan adanya stack effect. Double skin façade merupakan fasade ganda berupa material kaca yang terdiri dari fasade internal, rongga antara fasade internal dan ekternal dan fasade eksternal. Rongga pada fasade digunakan untuk mengurangi beban panas pada fasade melalui prinsip stack effect. Perancangan ini bertujuan menghasilkan bentuk fasade dan massa bangunan dengan metoda olah transformasi dan geometri untuk mendapatkan kenyamanan termal sekaligus visual bagi penghuni. Kata kunci: Apartemen, Beban Panas Fasade, Double Skin Facade, Kenyamanan Visual, Stack Effect PENDAHULUAN Energi merupakan unsur penting dalam bumi ini dan tidak dapat dipisahkan dari manusia. Energi merupakan sumber untuk menghasilkan suatu kegiatan atau produk tertentu. Energi yang tak tergantikan (unrenewable), jika dipakai terus menerus akan habis. Oleh karena itu konsumsi energi perlu dikurangi terutama energi untuk pemanasan dan pendinginan bangunan karena bidang ini mengkonsumsi energi sebanyak 45% dari keseluruhan sektor bidang yang mengkonsumsi energi. Pada daerah tropis khususnya di Indonesia, energi untuk pendinginan buatan termasuk dalam angka yang cukup besar karena adanya kebiasaan manusia terutama yang berada di kalangan menengah ke atas yang mencapai kenyamanannya dengan cara menggunakan pendinginan buatan. Gambar 1 Gambar Rasio Pemakaian Energi (Darmawan, 2008) B-17-1

2 Penggunaan pendinginan buatan seringkali dipakai pada bangunan perkantoran atau tempat tinggal. Kantor menggunakan pendinginan buatan pada jam kerja sedangkan pada bangunan tempat tinggal menggunakan pendinginan buatan hampir 24 jam setiap harinya. Salah satu jenis tempat tinggal yang sedang berkembang di daerah perkotaan saat ini adalah tempat tinggal yang disusun vertikal atau yang disebut dengan apartemen. Di dalam apartemen, hampir seluruh unit huniannya memakai pendinginan buatan. Dengan keadaan demikian maka tempat tinggal khususnya apartemen merupakan bangunan yang harus didesain dengan penerapan prinsip pengurangan energi. Bangunan tempat tinggal bagi kalangan menegah ke atas yang sedang dikembangkan pemerintah ini didesain menggunakan elemen fasadenya karena elemen fasade merupakan elemen bangunan yang paling banyak menyerap panas matahari. Apabila fasade banyak menyerap panas matahari maka akan meningkatkan beban pendinginan dan secara tidak langsung menambah pemakaian energi. Solusi desain yang biasa dilakukan adalah menggunakan shading device. Apartemen merupakan bangunan yang didesain dengan memperhatikan kenyamanan termal maupun visual. Apartemen didesain di lokasi yang strategis dengan tersedianya pemandangan di sekitar bangunan yang dijadikan sebagai suatu potensi. Lokasi pemandangan dapat berdampak pada beban panas fasade yang besar apabila lokasi yang berada di sebelah Timur dan Barat karena orientasi ini mendapat paparan sinar matahari langsung. Salah satu apartemen di Surabaya yang dijadikan sebagai studi pada perancangan ini adalah apartemen Eastcoast Surabaya yang memiliki potensi alam berupa pemandangan laut di sebelah Timur sehingga perlu adanya solusi dari permasalahan desain ini yaitu desain yang memperhatikan aspek visual penghuni terhadap pemandangan yang ada sekaligus mengurangi beban panas pada fasade untuk mengurangi beban pendinginan dan pemakaian energi. Gambar 2 Gambar Site Plan Apartemen Eastcoast (Pakuwon City, 2009) Gambar 3 Gambar Pemandangan Apartemen Eastcoast (Pakuwon City, 2009) Penggunaan shading device seharusnya digunakan pada fasade bangunan yang menghadap kearah Timur tetapi kurang sesuai digunakan pada studi perancangan karena memiliki ketentuan melihat pemandangan di sebelah Timur. Semakin panjang shadig device yang dibutuhkan untuk memberikan pembayangan pada fasade maka semakin terbatas pandangan visual penghuni ke arah luar bangunan. Desain tetap harus memperhatikan pemandangan sehingga tidak mengganggu pandangan penghuni kearah luar bangunan tetapi B-17-2

3 juga dapat mengurangi beban panas matahari pada fasade. Oleh karena itu desain yang sesuai untuk studi perancangan ini adalah perancangan fasade menggunakan double skin façade. Double skin façade merupakan suatu produk fasade yang menggunakan material kaca transparan dan terdiri dari fasade internal, rongga antara fasade internal dan fasade eksternal dan fasade eksternal. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, rongga pada double skin façade ini yang berfungsi sebagai penghalang agar panas dari luar ke dalam bangunan dapat dikurangi (Hien, W.N. et al, 2005). Produk double skin façade ini juga dirancang berdasarkan prinsip stack effect yang digunakan di dalam rongga double skin façade dan juga prinsip estetika bangunan agar fasade bangunan tidak terkesan monoton. Penggunaan double skin façade diharapkan dapat memenuhi kenyamanan visual sekaligus dapat mengurangi beban panas pada fasade. METODE Proses merancang ditentukan berdasarkan permasalahan, pengambilan data dan pencapaian solusi. Perancangan ini menggunakan proses desain analisis, evaluasi dan sintesa. Analisis yang digunakan adalah analisis beberapa bentuk geometri yang akhirnya mengalami proses pengujian (testing) dengan cara dievaluasi. Dengan proses perancangan yang berulangulang maka pada akhirnya akan ditemukan hasil solusi yang paling sesuai dengan permasalahan. Proses perancangan penelitian ini menggunakan suatu tahapan dasar merancang berdasarkan model Cycliclal design process (Donna P. Duerk,1993). yaitu : 1. Analisa : penyusunan data berupa kondisi alam di sekitar bangunan dan penelitian yang berkaitan dengan perancangan untuk menghasilkan kriteria desain. 2. Evaluasi : pemilahan dan pengambilan keputusan konsep. Pemilahan yang dilakukan didasarkan pada studi kasus dan penelitian yang telah ada sebelumnya (evidence based design). 3. Sintesa : kesimpulan konsep perancangan yang paling sesuai dengan kriteria perancangan.. Gambar 4 Cycliclal Design Proces (Duerk, 1993) Gambar 5 Proses Perancangan (Duerk, 1993) Di dalam proses perancangan terdapat suatu metoda. Metoda yang digunakan di dalam perancangan ini adalah geometri. Metoda geometri terdiri dari beberapa proses yaitu transformasi,translasi, teselasi, rotasi dan refleksi. Salah satu metoda yang digunakan untuk membuat geometri pada perancangan ini adalah rotasi dan refleksi karena bentuk geometri difungsikan untuk membuat skala besar luasan inlet dan outlet pada rongga double skin fasade untuk membantu proses stack effect. Rotasi adalah mengubah atau mentranslasikan bentuk melalui pemutaran posisi bentuk. Sedangkan refleksi adalah pencerminan bentuk awal B-17-3

4 menjadi bentuk baru. Selain itu metoda yang digunakan adalah transformasi yaitu membentuk bentukan dasar fasade kemudian dieksplorasi berdasarkan kriteria dan parameter perancangan yang ada seperti penyesuaian dengan prinsip stack effect, iklim di daerah lokasi perancangan, prinsip pencahayaan (yang berkaitan dengan silau) dan adanya pemadangan laut di sisi Timur sebagai potensi bangunan. Kemudian proses eksplorasi menciptakan bentukan dasar double skin façade lalu pada akhirnya proses transformasi mengeksplorasi bentuk detail double skin facade. HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 6 Bentuk Rotasi dan Refleksi (Steven, G., 1990) Perancangan dimulai dari desain bentuk massa. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, stack effect di dalam rongga double skin façade dapat bekerja maksimal apabila bentuk massa membentuk sudut 45 0 dan terhadap arah datangnya angin (Marques, F.S. dan Gomez,M.G.,2008). Pada perancangan, sudut massa 45 0 dan disesuaikan dengan arah sudut datang angin rata-rata di wilayah Kenjeran adalah Timur Arah sudut angin yang mungkin terjadi adalah berkisar antara Timur 70 0 hingga Barat Perancangan penelitian ini menggunakan arah angin rata-rata yaitu Timur sebagai kriteria utama sedangkan arah angin yang lain dijadikan suatu kriteria kedua dalam perancangan. Selain arah angin, bentuk massa ditentukan oleh kriteria perancangan tentang pemandangan. Laut di sisi Timur site menjadi kriteria utama untuk merancang bentuk massa yang paling banyak mendapat pemandangan laut tersebut. Selain itu bentuk massa juga dipengaruhi oleh jumlah unit hunian yang dapat dirancang. Bentuk sirkulasi yang digunakan pada perancangan adalah tipe double loaded corridor sesuai dengan kondisi eksisting bangunan apartemen East Coast. Gambar 7 Sudut Datang Angin yang Paling Efektif Terhadap Stack Effect Double Skin Façade (Marques, F. S. dan Gomez,M.G., 2008) Denah eksisting pada perancangan ini didesain kembali untuk memberi fasilitas berupa pemandangan luar pada ruang bersama seperti ruang makan dan ruang keluarga. Tipe yang disediakan pada perancangan sesuai dengan tipe unit hunian eksisting yaitu berupa tipe 1 bedroom, 2 bedroom dan 3 bedroom dengan luasan yang sama pula. Denah unit ini disusun membetuk suatu bentuk massa. Bentuk massa didesain dengan cara dimiringkan sehingga tidak tegak lurus terhadap arah Timur bertujuan selain untuk menyesuai dengan prinsip stack B-17-4

5 effect pada double skin façade juga menyesuaikan dengan bentuk massa yang memperhatikan pandangan penghuni kearah pemandangan di luar bangunan. Bentuk massa yang dimiringkan selain dapat memperbesar kemungkinan tiap unit hunian mendapat pemandangan juga dapat mengurangi kemungkinan terjadinya silau karena penghuni tidak melihat secara langsung pemandangan di sebelah Timur. Bentuk massa juga memperhatikan aspek arah angin dari Timur untuk stack effect, memperhatikan pemandangan di sisi Timur dan memperhatikan estetika bangunan. Bentuk massa juga menggunakan metoda transformasi yaitu bentuk dasar apartemen yang disesuaikan dengan sudut datang angin lalu dibuat dengan adanya perbedaan level untuk menyesuaikan dengan kebutuhan penghuni akan pemandangan sehingga perbedaan level tidak menyebabkan massa yang satu terhalang dengan massa yang lain. Pada akhirnya bentuk massa disesuaikan dengan prinsip estetika bangunan. Bentuk massa yang digunakan adalah bentuk massa pada Gambar 8. Gambar 8 Bentuk Massa Transformasi bentuk selanjutnya pada perancangan ini adalah bentuk double skin façade. Bentuk double skin facade didasarkan pada kriteria desain berupa pola angin, sinar matahari dan pemandangan di sisi Timur site. Bentuk double skin facade juga didasarkan pada parameter perancangan berupa prinsip stack effect. Terdapat 3 kemungkinan bentuk double skin fasade yaitu: Desain 1 Desain 2 Desain 3 Gambar 9 Bentuk Double Skin Facade Desain pertama adalah desain double skin façade lurus. Desain ini dapat dipakai apabila terdapat inovasi desain detail permukaan double skin fasade yang menggunakan prinsip perbedaan tekanan dan temperatur pada rongga double skin fasade untuk mempercepat laju stack effect. Desain yang kedua adalah bentuk double skin façade dengan rongga berbentuk lurus tetapi bentuk massa dimiringkan. Desain ini dapat dipakai apabila terdapat B-17-5

6 inovasi desain detail permukaan double skin fasade yang menggunakan prinsip perbedaan tekanan dan temperatur pada rongga double skin fasade. Keunggulan dari desain ini adalah dapat memperbesar unit hunian di dalam massa dan menambah estetika. Kelemahan dari desain ini adalah mahalnya biaya konstruksi pembangunan. Pada desain ketiga, terdapat bentuk rongga double skin façade yang semakin ke atas semakin mengecil. Hal ini digunakan untuk membuat perbedaan tekanan pada fasade. Ketiga desain ini merupakan alternatif bentuk yang dapat dipakai pada double skin façade. Transformasi bentuk dilanjutkan dengan bentuk detail permukaan fasade yang didasarkan pada prinsip stack effect tentang adanya kecepatan angin dalam rongga double skin façade yang besar akibat adanya perbedaan tekanan dan temperatur angin sehingga desain memperbanyak bukaan pada inlet rongga double skin façade dan memperkecil outlet double skin façade. Selain melalui besaran bukaan, perbedaan tekanan dan temperatur pada rongga juga dapat diciptakan melalui material kaca yang dipakai dengan memanfaatkan sifat shading coefficient kaca (besarnya energi matahari yang ditransmisikan ke dalam bangunan). Semakin besar shading coefficient kaca maka semakin besar panas matahari yang masuk melalui kaca. Hasil rancangan pada perancangan ini terlihat pada Gambar 12. Desain 1 Desain 2 Gambar 10 Bentuk Detail Double Skin Façade yang Didasarkan Pada Metoda Rotasi Gambar 11 Perspektif Detail Double Skin Façade Gambar 12 Perspektif Hasil Desain Perancangan B-17-6

7 KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, penggunaan double skin facade dengan stack effect dapat mengurangi beban panas pada fasade melalui penerapan rongga antara fasade eksternal dan internal sebagai penghalang panas dari luar bangunan ke fasade internal (Hien, W.N. et al, 2005). Panas matahari yang dapat dikurangi ke dalam bangunan melalui fasade akan mengurangi beban pendinginan dan pemakaian energi. Double skin façade juga dapat memenuhi kenyamanan visual karena double skin façade memakai material kaca transparan dibandingkan dengan penggunaan shading device yang dapat menggganggu pandangan penghuni ke arah luar bangunan. Aplikasi desain double skin façade yang sesuai dengan kondisi studi kasus perancangan adalah melalui desain double skin façade yang disesuaikan dengan prinsip stack effect yaitu adanya aliran angin pada rongga double skin façade akibat perbedaan tekanan dan temperatur udara. Perbedaan tekanan dapat dibentuk dengan memperbesar bukaan pada inlet rongga double skin façade dan memperkecil bukaan pada outlet rongga double skin façade. Dari prinsip tersebut dapat dihasilkan suatu inovasi produk fasade berupa olahan bentuk geometri fasade. Bentuk massa juga didesain sebagai pendukung inovasi bentuk double skin façade. Desain bentuk massa tidak menghadap tegak lurus terhadap arah Timur atau dimiringkan untuk menyesuaikan dengan prinsip stack effect (bentuk massa yang membentuk sudut 45 0 dan terhadap arah datang angin dapat membantu mempercepat laju stack effect dalam rongga), dapat mengurangi silau (sebagai upaya mengurangi efek penggunaan material kaca pada seluruh fasade) dan memperbesar kemungkinan tiap penghuni mendapat pemandangan di luar bangunan. Bentuk massa juga disesuaikan dengan adanya potensi alam pada sisi Timur site yaitu dengan cara membuat perbedaan level agar massa yang satu tidak menghalangi massa yang lain. Gambar 13 Perspektif Bentuk Massa Bangunan Keunggulan dari bentuk double skin facade pada perancangan ini adalah memberikan kesan bentuk yang high-tech dan tidak monoton. Pola gradasi yang terbentuk akibat adanya perubahan bentuk permukaan fasade memberikan kesan dinamis. Pola gradasi terbentuk karena adanya bentuk yang menyesuaikan dengan prinsip stack effect yaitu adanya aliran angin ke arah atas pada rongga double skin facade akibat perbedaan temperatur dan kerapatan massa antara inlet dan outlet double skin facade sehingga tercipta suatu rancangan dengan volume bukaan yang lebih besar di bagian bawah fasade semakin ke atas semakin sedikit dan membentuk pola gradasi. Perancangan ini menciptakan suatu double skin facade beserta bentuk massa yang tidak sama dengan bentuk double skin façade pada umumnya. Perancangan ini memberikan suatu aplikasi desain yang dapat mengurangi beban panas pada fasade sehingga secara tidak langsung dapat mengurangi beban pendinginan dan pemakaian energi pada bangunan. Pada penelitian selanjutnya, perancangan ini perlu diuji lebih lanjut mengenai stack effect pada bentukan geometri seperti pada hasil rancangan ini. B-17-7

8 DAFTAR PUSTAKA Darmawan (2008), Pengaruh desain Fasade terhadap Beban Pendinginan pada Apartemen di Daerah Tropis, Tesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Duerk, D.P. (1993), Architectural Programming, Van Nostrand Reinhold, New York. Gartiwa. M. (2007), Arsitektur Peduli Energi,Jurnal Ilmiah Arsitektur UPH, Vol.4, No.2, hal ). Hien, W.N., W. Liping, A.N. Chandra, A.R P. dan Xiaolin.W (2005), Effects of Double Glazed Facade on Energy Consumption, Thermal Comfort and Condensation for a Typical Office Building Singapore in Facade Systems in Buildings and Energy Saving. Journal of Energy and Buildings, Vol.37,No.6, hal Marques, F.S. dan Gomez,M.G. (2008), Gap Inner Pressures in Multi-Storey Double Skin Facades, Journal of Energy and Buildings, Vol.40,hal Stevens, G (1990), The Reasoning Architet, Mathematic and Science in Design, McGraw-Hill Book Co, Singapore. Pakuwon City (2009), Data dan Gambar Kerja Apartemen Eastcoast Surabaya B-17-8