Pengembangan Bangunan Air Inflated Structure Sebagai Fasilitas Tanggap Bencana M. Ikhsan Setiawan 1, Tiong Iskandar 2, Hery Budiyanto 3 1) Program Studi Teknik Sipil, Universitas Narotama Surabaya 2) Program Studi Teknik Sipil, Pascasarjana, ITN Malang 3) Program Studi Arsitektur, Universitas Merdeka Malang e-mail: 1) ikhsan01@yahoo.com, 2) tiong.iskandar@yahoo.com, 3) budiyantohery@yahoo.com ABSTRAK Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) menyatakan sejak tahun 2002 lebih dari 50 persen bencana alam terjadi di Jawa. Kantor Staf Khusus Presiden Bidang Bantuan Sosial dan Bencana tahun 2013 menyatakan masyarakat harus tanggap bencana terhadap potensi gempa di Selat Sunda, sesar Cimandiri dan sesar Lembang Jawa Barat serta Bali. UNDP PBB menyatakan tanggap bencana akan meminimalisir dampak merugikan melalui pencegahan yang efektif, rehabilitasi dan pengiriman bantuan tepat waktu. Solusi menyelesaikan problem penampungan korban bencana secara cepat, murah dan menampung jumlah banyak adalah penggunaan material tenda air inflated structure. Air inflated structure sebelum dan sesudah bencana dapat disimpan secara compact, bahan strukturnya (0.55mm PVC Terpaulin) mudah dilipat dan cepat diangkut ke daerah bencana. Tujuan Penelitian adalah merencanakan, membuat dan menguji protitipe air inflated structure sebagai fasilitas tanggap bencana guna memenuhi aspek kekuatan, kecepatan dan kenyamanan penampungan korban bencana. Metode Penelitian menggunakan Metode Eksperimen, berupa perancangan, pembuatan dan pengujian prototipe tenda meliputi (1) uji kekuatan bahan dan ketahanan bahan terhadap cuaca (2) uji meterial yang paling efektif guna komponen struktur dan jenis sambungan struktur (3) uji kecepatan proses pembuatan, pengangkutan, perakitan, pemasangan, pembongkaran (4) uji kenyamanan termal pengguna bangunan. Pengujian dilakukan di Lab Struktur Universitas Narotama dan Lab Bahan Universitas Merdeka Malang serta Uji Lapangan kerjasama dengan BUMD Kabupaten Blitar, terbukti memberikan hasil yang handal meliputi kuat uji tarik hingga 218,3 kg, daya tahan material >70 0 C, instalasi 3menit, pemasangan 3menit dan pembongkaran 3menit serta suhu dalam ruangan <35 0 C. Air inflated structure dapat menjadi prototipe nasional sebagai Rumah Sakit Darurat dan Sekolah Darurat. Kata Kunci : Mitigasi Bencana, Air Inflated Structure, Teknologi Tanggap Bencana, Penampungan Korban Bencana Pendahuluan Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) mengungkapkan bencana alam di Indonesia selama ini lebih banyak terjadi dan terkonsentrasi di Jawa. Sejak tahun 2002 hingga sekarang, lebih dari 50 persen bencana terjadi di Jawa. Pada tahun 2011, dari 2.066 kejadian bencana, sekitar 827 bencana (40%) terjadi di Jawa. Tahun 2012, Kantor Staf Khusus Presiden Bidang Bantuan Sosial dan Bencana melakukan press realease yang menyatakan beberapa lokasi di pulau Jawa sangat beresiko mengalami bencana alam, sehingga sangat patut mempersiapkan mitigasi bencana secara benar dan baik. Antara lain potensi gempa di Selat Sunda, Selatan Jawa Barat, serta gempa di sesar Cimandiri, sesar Lembang Jawa Barat dan Bali. Kemudian aktivitas Krakatau serta 23 gunung lain yang berstatus Waspada dan Siaga. Potensi banjir longsoran material erupsi Merapi mencapai 120 juta kubik. Bencana lumpur Porong Sidoarjo yang masih belum selesai, serta belum adanya kepastian penghitungan volume sumber lumpur yang masih terus keluar dari dalam bumi. Namun bencana pada tahun 2011 didominasi oleh aktivitas SENATEK 2015 Malang, 17 Januari 2015 873
hidrometeorologi seperti banjir, banjir bandang, tanah longsor, kekeringan, puting beliung, dan gelombang pasang. BNPB mencatat setidaknya sepanjang 2011 telah terjadi 1.598 bencana, dan 1.598 di ataranya (75 persen) adalah hidrometeorologi dengan prosentase banjir (403 kejadian), kebakaran (355), dan puting beliung (284). Bencana itu telah menimbulkan korban meninggal dan hilang 834 orang, dan 325.361 orang lainnya dilaporkan menderita dan harus mengungsi. Selain merenggut nyawa ratusan orang, bencana yang terjadi selama 2011 itu juga menyebabkan kerugian material. Tercatat, 15.166 unit rumah penduduk rusak berat, 3.302 rusak sedang, dan 41.795 unit rusak ringan. Sedangkan bencana geologi seperti gempa bumi terjadi 11 kali atau 0,7 persen, tsunami (1 kali atau 0,7 persen) dan gunung meletus (4 kali atau 0,2 persen). Dampak yang ditimbulkan oleh gempa bumi 5 orang meninggal dan rumah rusak sebanyak 7.251 unit. Tingginya intensitas bencana tersebut khususnya di Jawa memerlukan mitigasi bencana secara benar, baik, cepat dan efektif. UNDP dalam Program Pelatihan Kesiapan Tanggap Bencana memberikan arahan bahwa kesiapan menghadapi bencana akan meminimalisir akibat-akibat yang merugikan melalui tindakan pencegahan yang efektif, rehabilitasi dan pemulihan serta pengiriman bantuan dan pertolongan secara tepat waktu. Bantuan dan pertolongan antara lain dimaksudkan agar korban bencana yang jumlahnya cukup banyak segera dapat ditampung dalam bangunan yang layak huni dan nyaman. Penampungan penduduk korban bencana dan penempatan fasilitas darurat banyak menggunakan tenda dan bangunan darurat yang dibangun menggunakan sistem struktur dan teknologi konvensional antara lain tenda dengan rangkan terbuat dari baja yang memerlukan waktu lama serta biaya yang besar. Salah satu solusi tepat untuk memecahkan masalah penampungan penduduk korban bencana yang dapat dibangun dengan waktu yang cepat (kurang dari 1 hari), biaya yang murah dan dapat menampung penduduk dengan jumlah banyak (50 orang) adalah bangunan air inflated structure. Bangunan air inflated structure sebelum dan sesudah bencana dapat disimpan pada gudang dengan volume penyimpanan yang kecil, karena bahan strukturnya (membran kain) dapat dilipat dan sewaktu-waktu dapat diangkut ke daerah bencana menggunakan truk atau pickup. Bangunan air inflated structure ini diharapkan menjadi prototipe struktur yang dapat digunakan untuk penampungan penduduk korban bencana dalam skala nasional. Terdapat 5 aspek utama yang menjadi masalah dalam penelitian ini, yaitu: a. Perancangan dan desain air inflated structure. b. Pembuatan prototipe bangunan air inflated structure untuk penampungan korban bencana dilanjutkan uji material bangunan c. Kecepatan dan efektivitas dalam proses pengangkutan, perakitan, pemasangan serta pembongkaran bangunan air inflated structure. d. Tingkat kenyamanan termal dalam bangunan air inflated structure sebagai penampungan darurat di kawasan bencana. Berdasarkan latar belakang dan identifikasi masalah, maka dapat dirumuskan masalah-masalah sebagai berikut a. Bagaimana perancangan dan desain air inflated structure? b. Bagaimana pembuatan prototipe bangunan air inflated structure untuk penampungan korban bencana dilanjutkan uji material bangunan? c. Bagaimana kecepatan dan efektivitas dalam proses pengangkutan, perakitan, pemasangan serta pembongkaran bangunan air inflated structure? d. Bagaimana tingkat kenyamanan termal dalam bangunan air inflated structure sebagai penampungan darurat di kawasan bencana? Penelitian ini difokuskan pada beberapa kajian sebagai berikut: a. Perancangan serta pembuatan sistem dan komponen bangunan air inflated structure SENATEK 2015 Malang, 17 Januari 2015 874
b. Pembuatan prototipe bangunan air inflated structure untuk penampungan korban bencana c. Uji laboratorium dan ujicoba penerapan bangunan air inflated structure di lokasi rawan bencana d. Peningkatkan kecepatan dan efektivitas dalam pembuatan, pengangkutan, perakitan, pemasangan serta pembongkaran bangunan air inflated structure e. Peningkatkan tingkat kenyamanan termal dalam bangunan air inflated structure untuk berbagai fungsi darurat di kawasan bencana Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan metode eksperimental berupa pembuatan prototipe struktur, melakukan aplikasi uji coba terhadap berbagai variabel, antara lain pengujian pengaruh bahan membran terhadap berbagai kondisi cuaca (variabel kekuatan bahan struktur terhadap sinar matahari, dan hujan), pengujian terhadap variabel berbagai jenis sambungan dan variabel kenyamanan termal bagi orang yang menempatinya. Pelaksanaan penelitian ini pada tahun pertama telah melakukan melalui kajian literatur, dilanjutkan dengan pembuatan desain (bentuk struktur, pola dasar lembaran membran, komponen dan elemen struktur) yang dilaksanakan di Lab. Komputer. Selanjutnya dirancang dan dibuat prototipe struktur dengan skala dengan pilihan bahan dan sistem sambungan yang paling efisien. Prototipe ini diuji (selama 1 minggu) terutama aspek kenyamanan untuk berbagai fungsi darurat, antara lain dengan setting perabot tempat penampungan sementara dan kantor tim penanggulangan bencana yang dibangun di Lapangan. Penelitian dan pengujian terhadap sistem struktur pneumatik, antara lain dalam uji model struktur pneumatik pada tahun 1992 telah dilakukan dalam paper Kajian dan Perancangan Bangunan dengan Konsep Struktur Pneumatik yang Ditekankan pada Aspek Teknik dan Metoda Konstruksi, Kasus Studi: Struktur Atap Pneumatik Membran Tunggal yang Ditumpu Udara pada Gedung Olah Raga (Budiyanto, 1992) Eksperimen model struktur diperlukan untuk mengetahui perilaku struktur sesungguhnya (prototipe) dengan menggunakan replika (model) struktur yang skalanya lebih kecil. Salah satu rekomendasi penelitian tersebut adalah struktur pneumatik memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan struktur bangunan konvensional, yaitu : investasi awal lebih murah, kecepatan dan kemudahan pembangunan, pemeliharaan mudah, elemen struktur dapat dilipat (ringkas) sehingga dapat disimpan dalam gudang dengan ukuran 3x3 m2. Berdasarkan kelebihan tersebut sistem struktur ini dapat dikembangkan terutama untuk kegunaan sementara seperti penggunaan untuk menampung korban bencana. Eksperimen dilanjutkan dengan Penelitian Hibah Bersaing DIKTI Tahun 2008-2010 yang menghasilkan prototipe struktur pneumatik yang ditumpu oleh udara. Prototipe ini dapat dibangun hanya dalam waktu 30 menit, bangunan seluas 150 m2 siap menampung 50 orang. Kelemahan dari prototipe ini adalah penggunaan pintu rigid yang harus kedap udara sehingga menyulitkan penduduk yang relative awam untuk membiasakan diri keluar masuk dari tenda gelembung. Hasil riset Purwanto yang dituangkan dalam tulisan berjudul Perkembangan Struktur Pneumatik Memperkaya Desain Arsitektur (Purwanto, 2000) menyampaikan kemungkinan penerapan dan pengembangan struktur pneumatic di Indonesia, antara lain kondisi iklim di Indonesia, terutama masalah angin, bukanlah masalah yang berarti dan dapat diperhitungkan dengan perhitungan tekanan dalam struktur pneumatik. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam penggunaan struktur pneumatik di Indonesia, antara lain perilaku, kondisi sosial masyarakat Indonesia perlu ditingkatkan terutama dalam pemeliharaan bangunan. Aspek keisengan masyarakat dalam memandang dan memperlakukan bangunan/fasilitas umum sering menimbulkan kerusakan. Namun, masyarakat perlu dibiasakan dan dikenalkan dengan sistem struktur baru ini sehingga dapat belajar pada satu kondisi, bentuk, perilaku atau peradaban baru. Alain Chassagnoux dan kawan-kawan dalam Teaching of Morphology (Chassagnoux et.al., 2002) menjelaskan bahwa untuk mempelajari bentuk-bentuk arsitektur kontemporer yang menggunakan struktur non-konvensional. Para dosen bisa mengajak mahasiswa untuk melakukan eksperimen model sehingga mendapatkan pengalaman membentuk bangunan menggunakan elemen/komponen yang dirancang sendiri oleh mahasiswa. Dengan studi bentuk bangunan melalui studi geometri dan sains akan memberikan pengalaman pembentukan struktur bangunan yang sulit dilakukan dan hiperhitungkan secara matematis. Penanganan terhadap penduduk yang menjadi korban bencama alam sangat diperlukan, antara lain dalam bentuk penampungan sementara sehingga penduduk dapat merasa aman dan nyaman berada. Selama ini penanganan penampungan penduduk dilakukan dengan menggunakan bangunan-bangunan umum (misalnya gedung pertemuan, sekolah, dan lain-lain) serta tenda-tenda daruratyang kemampuan tampungnya hanya sedikit jumlahnya (antara 10 hingga 15 orang). Pembangunan tenda dan bangunan darurat sering terhambat pelaksanaannya karena keterbatasan penyediaan dan keterbatasan jumlahnya SENATEK 2015 Malang, 17 Januari 2015 875
sehingga tidak seluruh penduduk korban bencana segera dapat ditampung di tempat yang aman dan nyaman. Oleh karena itu diperlukan sarana penampungan penduduk korban bencana yang dapat menampung sejumlah besar penduduk dan dapat dibangun dalam waktu yang singkat. Penggunaan bangunan air inflated structure merupakan salah satu solusi yang tepat mengingat sebuah tenda tiup berukuran 6m x 10m dapat menampung 50 orang penduduk dan perlengkapan darurat lainnya. Bangunan tenda darurat berupa air inflated structure ini diharapkan dapat mempermudah pemerintah dalam menangani masalah bencana dan akan menjadi model fasilitas penanggulangan bencana pada skala lokal (Surabaya), regional (Jawa Timur) maupun nasional bahkan pada taraf internasional yang hingga kini belum banyak dilakukan penyiapan fasilitas daurat serupa. Penyebarluasan teknologi dan perlengkapan tenda darurat menggunakan bangunan air inflated structure ini pada skala nasional akan sangat membantu pihak pemerintah dan masyarakat dimana sewaktu-waktu terjadi musibah bencana akan cepat dapat teratasi masalah penampungan penduduk korban bencana tersebut. Tabel 1: Tahapan, Luaran, dan Indikator Capaian Penelitian Tahapan Penelitian Luaran Indikator Capaian 2013 Perancangan, Pembuatan dan Pengujian Air Inflated Structure 2014 Pengujian dan Pengembangan Prototipe Air Inflated Structure di wilayah rawan bencana Prototipe Air Inflated Structure Bersama BUMD melakukan Pengujian dan Pengembangan Prototipe Air Inflated Structure di Kab Blitar Tabel 2. Variabel dan Uji Penelitian 1 unit Prototipe Air Inflated Structure telah diuji Lab 1 unit Prototipe Air Inflated Structure yang telah diuji dan digunakan di Kab Blitar Variabel Cara Pengujian Alat Uji a. Kekuatan dan ketahanan bahan membran struktur Pemilihan jenis bahan membran yang paling kuat dan tahan uji kekuatan bahan uji ketahanan terhadap cuaca Uji tarik >100 kg Uji bakar >70% b. Efisiensi Sistem dan Komponen Struktur c. Kecepatan proses pengangkutan, perakitan, pemasangan, pembongkaran d. Kondisi termal bangunan dan kenyamanan termal pengguna untuk fungsi bangunan Penampungan Korban Bencana Pemilihan terhadap berbagai katagori untuk mendapatkan yang paling efektif. Komponen struktur Jenis sambungan Waktu dan sistem pembuatan Waktu dan sistem pengangkutan Waktu dan sistem perakitan Waktu dan sistem pemasangan Waktu dan sistem pembongkaran Meneliti kondisi bangunan tenda sebelum dan selama dihuni: suhu dan kelembaban di dalam dan luar bangunan Meneliti aspek kenyamanan termal penghuni selama berada di dalam bangunan Kualitatif: Memperhatikan kemudahan dan efisiensi dalam membuat dan memasang Stopwatch Kuantitatif: Termometer SENATEK 2015 Malang, 17 Januari 2015 876
Hasil dan Pembahasan Gambar 1. Uji Panas dan Uji Tarik terhadap Material Air Inflated Structure di Lab Gambar 2. Pabrikasi Tenda 21 Hari Gambar 3. Instalasi 3menit & Pemasangan 3menit SENATEK 2015 Malang, 17 Januari 2015 877
Gambar 4. Bongkar 3menit & Packing 3menit Gambar 5. Grafik Suhu Ruangan Air Inflated Structure Desember 2013 Pengujian di Lab Teknik Sipil Univ Narotama Surabaya Gambar 6. Grafik Suhu Ruangan Air Inflated Structure Juli 2014 Pengujian di Lab Bahan Univ Merdeka Malang SENATEK 2015 Malang, 17 Januari 2015 878
Gambar 7. Grafik Suhu Ruangan Air Inflated Structure Agustus 2014 Pengujian Lapangan di Area Kantor BUMD Kab Blitar Kesimpulan Bangunan air inflated structure di wilayah rawan bencana sangat sesuai, disebabkan kecepatan, kemudahan dan kenyamanan dalam menampung korban bencana. Terbukti dalam Uji Laboratorium dan Uji Lapangan didapatkan hasil yang handal meliputi kuat uji tarik hingga 218,3 kg, daya tahan material >70 0 C, instalasi 3menit, pemasangan 3menit dan pembongkaran 3menit serta suhu dalam ruangan <35 0 C. Bangunan air inflated structure dapat menjadi prototipe nasional sebagai Rumah Sakit Darurat dan Sekolah Darurat. Penggunaan bahan tarpaulin dan PVC sangat fleksibel dan kuat sehingga memudahkan proses pengangkutan, pemasangan dan pembongkaran kembali di wilayah rawan bencana, dalam packaging yang simpel dan mudah digunakan. Namun penggunaan bahan tarpaulin dan PVC pada bangunan air inflated structure memerlukan informasi atau sign agar terhindar dari bahaya kebocoran dan kebakaran akibat barang-barang yang mudah terbakar, kegiatan merokok maupun mengelas didekat area tenda Daftar Pustaka 1. Arief M, Nur, 2010, Gempa Bumi, Tsunami dan Mitigasinya, Jurnal Geografi Vol.7 No.1 ISSN 2085-191X, Universitas Negeri Semarang 2. Budiyanto, Hery, 1992, Kajian dan Perancangan Bangunan dengan Konsep Struktur Pneumatik yang Ditekankan pada Aspek Teknik dan Metoda Konstruksi, Kasus Studi: Struktur Atap Pneumatik Membran Tunggal yang Ditumpu Udara pada Gedung Olah Raga, Tesis S2, Institut Teknologi Bandung 3. Budiyanto, Hery, 2007, Ujicoba Model Dan Prototipe Tenda Pneumatik Sistem Knock Down Sebagai Bangunan Penampungan Sementara Untuk Korban Bencana, Laporan Penelitian Hibah Kompetisi A2, Jurusan Teknik Arsitektur Unmer Malang 4. Budiyanto, Hery, 2010, Pembuatan Tenda Pneumatik Sistem Knock Down Yang Ringkas Dan Cepat Bangun Sebagai Bangunan Penampungan Sementara Untuk Korban Bencana, Laporan Penelitian Hibah Bersaing Tahun 2008-2010, Jurusan Teknik Arsitektur Unmer Malang 5. Chassagnoux, Alain, et.al, 2002, Teaching of Morphology, International Journal of Space Structures, Vol.17 No. 2 & 3, Multi Science Publishing Ltd., Brendwood (UK) 6. Dent, Roger N, 1971, Principles of Pneumatic Architecture, Elsevier Publishing Company, London 7. Departemen Kesehatan, Sekretariat Jenderal, 2001, Standar Minimal Penanggulangan Masalah Kesehatan Akibat Bencana dan Pengungsi, Jakarta: Pusat Penanggulangan Masalah Kesehatan SENATEK 2015 Malang, 17 Januari 2015 879
8. Herzog, Thomas, 1976, Pneumatic Structures, a handbook for the architect and engineer, Crosby Lockwood Staples, London 9. Intent, 2005, Membran Structures, Kortrijk, Intent Inc., Belgia 10. Itek, 2005, Air Cell Technology, Inflatable Technology-USA Inc., Pennsylvania 11. Kent, Rudolph, 1994, Kesiapan Bencana: Program Pelatihan Manajemen Bencana, Edisi Kedua, UNDP, Jakarta 12. Luchsinger, Rolf H. et.al., 2004, Pressure Indicated Stability: From Pneumatic Structure to Tensairity, Article No.JBE-2004-025, Journal of Bionic Engineering. Vol.1. No.3, hal.141-148, Jilin University - Nanling Campus, Changchun PR China 13. Otto, Frei, 1973, Tensile Structures, The MIT Press, Cambridge 14. Priambodo, Arie, 2009, Panduan Praktis Menghadapi Bencana, Penerbit Kanisius, Yogyakarta 15. Purwanto, 2000, Perkembangan Struktur Pneumatik Memperkaya Desain Arsitektur. Jurnal Dimensi Vol 28 No. 1, Universitas Kristen Petra, Surabaya 16. Salvadori, Mario, 1981, Structural Design in Architecture, Prentice Hall Inc, New Jersey 17. Schodek, Daniel, 1980, Structures, Prentice Hall. Inc., New Jersey 18. Schueller, Wolfgang, 1983, Horizontal Span Building Structures, John Wiley & Sons, New York 19. Sugiantoro R, Purnomo H, 2010, Manajemen Bencana: Respon dan Tindakan Terhadap Bencana 20. Sukawi, 2011, Struktur Membran dalam Bangunan Bentang Lebar, Jurnal Modul Vol.11 No.1. ISSN:0853-2877, Universitas Diponegoro, Semarang 21. Zuhri, Syaifudin, 2010, Dasar-dasar Tektonik: Arsitektur dan Struktur, Yayasan Humaniora, Klaten SENATEK 2015 Malang, 17 Januari 2015 880