Strategi Perancangan Arsitektur Berkelanjutan [2]

Strategi  (lanjutan)

c. Site Planning

Lokai bangunan dan posisi dalam site memepunyai kepentingan ekonomis saat ini terutama didaerah sentra bisnis perkotaan. Sedangkan aspek pertimbangan terhadap kenyamanan tempat berlindung untuk aktifitas rumah tinggal menjadi faktor penentu kesekian.

Saat ini infrastruktur lingkungan serta kondisi transportasi menjadikan pemilihan site menjadi sangat terbatas. Pertimbangan terhadap iklim mikro yang menjadikan aktifitas dan lingkungan nyaman menjadi sangat mahal karena keterbatasan tersebut. Kita harus beradapatasi dengan menggunakan konsumsi energi yang lebih banyak karena proses penyesuaian dengan kebutuhan kenyamanan pengguna bangunan.

Untuk membuat desain bioklimatik dibutuhkan kepekaan terhadap karakteristik fisik dari site eksisting, antara lain masalah angin, solar direction, serta keterlindungan atau exposure. Tujuannya adalah  :

·         Menempatkan bangunan pada posisi yang menguntungkan secara mikroklimate

·         Mendorong terjadinya insolation dan keterlindungan pada saat terjadi pemanasan

·         Mendorong terjadinya aliran angin segar untuk pendinginan

Dengan menggunakan model dalam komputer kita dapat melakukan analisa solar obstraction yang terjadi didalam site. Pembayangan dapat diakibatkan oleh adanya topografy , bangunan , dan juga vegetasi. Site yang direncanakan sebaiknya adalah yang masuk dalam proses pembanyangan pada saat jam kerja dalam cuaca panas.

Menyusun bangunan dan vegetasi sehingga sinar matahari dapat masuk secukupnya. Atur bangunan yang lebih tinggi dibagian yang tepat untuk menghindari overshadow pada bangunan yang lebih rendah. Tujuan dari pengaturan ini adalah untuk mendapatkan efek pengaturan dan penggunaan energi yang lebih sedikit.

Faktor angin tidak kalah penting dalam menentukan kenyamanan bangunan dalam site. Catatan penting dalam pengaturan elemen angin adalah pengaturan angin pada proses yang membutuhkan panas dan membuat ventilasi untuk daerah yang membutuhkan pendinginan.

Pada wilayah dengan kebutuhan panas pada bangunan maka angin dingin akan mempercepat kehilangan panas. Pengaturan tanaman sekitar sebagai deflektor dan topografi akan membantu kehilangan panas yang terjadi. Di eropa bangunan akan membutuhkan panas matahari dan menghindari aliran angin dingin. Dengan pengaturan tanaman serta ketinggian kita bisa membelokkan aliran udara dingin tanpa harus kehilangan sinar matahari langsung.

d. Perencanaan Bangunan

Bentuk bangunan mempunyai isyarat tentang kekompleksan proses rancang. Fungsi secara teknis dan fungsi estetis mempunyai kontribusi secara bersamaan dalam sintesisnya. Dalam kasus tertentu salah satu faktor tersebut bisa jadi dominan sekali.

Masih jarang kita temukan bangunan yang dalam proses perancangan dan pembangunannya didasarkan pada penghematan energi secara besar-besaran. Sebagian besar masih menganut aspek teknik lainnya.

Strategi yang dibutuhkan untuk membuat bangunan yang hemat energi membutuhkan kemampuan dalam mengatur aspek heating, cooling, daylighting, dan energi secara umum. Dengan menenmpatkan apda posisi yang benar dalam setiap keputusan proses perancangan dapat dilakukan antara lain :

·         Bentuk dan layout sebaiknya memaksimalkan sinar matahari sesuai dibutuhkan

·         Tergantung dengan iklim setempat, bentuk dan layout sebaiknya meminimalkan heat loss atau pelepasan jika dibutuhkan.

·         Posisi ruang dalam denah bangunan diarahkan untuk mendorong pemenuhan kebutuhan pemanasan atau pendinginan sesuai kebutuhan.

Dari sisi perencanaan , pemanasan ruang dapat dilakukan dengan mengatur pengumpulan sinar matahari pada permukaan atau ruangan yang terdapat dalam bangunan. Jika memang dibutuhkan pengumpulan panas maka orientasi permukaan terbesar harus diarahkan pada datangnya sinar matahari dengan durasi lama. Biasanya untuk daerah dengan durasi sinar matahari sedikit akan membutuhkan teknik ini.

Bentuk yang kompak juga meripaka usaha untuk meminimalkan kehilangan akan panas. Panas yang dibutuhkan didaerah dingin akan dihambat dengan adanya bentuk yang kompak ini. Untuk menghindari kehilangan terlalu cepat biasanya bisa dirancang thermal zonning yang berfungsi sebagai penyangga dari ruang-ruang inti agar tidak berhubungan langsung dengan ruang luar.

Teknik pengaturan diatas banyak dilakukan didaerah dengan iklim dingin yang lama seperti di Eropa dan beberapa negara iklim dingin atau sub-tropis. Untuk wilayah dengan iklim tropis atau panas perencangan sebuah bangunan mempunyai teknik tersendiri. Dengan konsep memaksimalkan proses pendinginan dan mempercepat penguapan mungkin menjadi alternatif dalam iklim tropis lembab dan juga beberapa teknik lainnya.

e. Pemanasan

Di negara Eropa pemanasan ruangan menjadi tujuan utama dalam merancangan bangunan. Dengan desain dan penggunaan yang cukkup berhati-hari maka penghematan energi akan dicapai dengan baik. Terdapat 4 faktor penting yaitu :

·         Collection of heat

Panas ruangan dapat diusahakan secara langusng melalui jendela, pintu , atap transparan,atau melalui bahan indirect (tidak langsung) antara alin adalah dinding, atap.

·         Storage

Dengan mengatur volume ruangan, bahan yang digunakan, bentuk bangunan maka secara keseluruhan bangunan dapat berfungsi sebagai storage atau tempat penyimpan panas. Sama halnya kita membayangkan kotak pendingin es yang sering kita gunakan.

·         Distribution

Beberapa negara di darah dingin melakukan pengaturan distribusi panas secara alami atau mekanikal. Hal ini dibutuhkan agar distribusi merata ke seluruh ruangan sehingga tidak terjadi proses penyerapan atau kehilangan yang tidak perlu.

·         Conservation

Dengan mengatur penempatan tanaman , konfigurasi bangunan, penempatan fasilitas yang berfungsi sebagai buffer seperti tangga, sanitar, dll, pemakaian bahan yang sesuai serta kontrol terhadap ventilasi maka konservasi terhadap panas dapat secara efisien didapatkan.

f. Pendinginan

Bangunan-bangunan didaerah panas tropis akan sangat membutuhkan teknik pendinginan yang diperlukan untuk mendapatkan kenyamanan berkatifitas. Beberapa langkah yang perlu dipahami antara lain adalah :

·         Solar control

Pengendalian sinar matahari langsung sangat diperlukan dengan membuat bagian-bagian bangunan secara permanen yang dapat mengendalikan masuknya sinar matahari kedalam bangunan. Jendela, pintu dan bukaan lain, sosoran ,vegetasi semua mempunyai peranan penting dalam mengendalikan masuknya sinar matahri dalam bangunan.

·         External gains

Penyumbang panas di luar bangunan menjadi faktor penting ketika pendinginan dilakukan dengan menggunakan cara natural. Pengaturan ligkungan yang dapat menghasilkan panas banyak harus dilakukan untuk mereduksi aliran panas kedalam bangunan.

·         Internal gains

Selain faktor penghasil panas dari luar , internal gains juga harus dikendalikan jumlahnya. Penggunaa peralatan listik , jumlah penghuni , materila interior menjadi penyumbang panas yang harus dikendalikan.

·         Ventilation

Penghawaan alami akan efektif jika faktor lingkungan mendukung. Antara lain lingkungan yang sejuk banyak terdapat udara dingin dan segar yang dihasilkan dari tanaman. Ventilasi selain selain memasukkan udara dingin juga dapat digunakan mengeluarkan udara panas.

·         Natural cooling

Pendinginan alami dapat dilakukan dengan cara salah satunya adalah evaporative cooling. Yaitu menggunakan material air yang membantu penguapan panas sehingga mengurangi jumlah panas yang ada. Dengan menempatkan fountain atau kolam atau air mancur disekitar bangunan akan membantu proses evaporative. Penempatan tanaman rumput dihalaman juga akan membantu proses pendinginan secara alami. Mnanam pepohonan disekitar bangunan yang dapat melindungi secara langsung serta membantu evaporasi akan memberikan efek pendinginan terhadap ruang dalam bangunan.

(bersambung)

Sinar Matahari Langsung... Kapan dibutuhkan ?

Seringkali kita berpikir bahwa sebuah ruangan harus selalu mendapat sinar matahari langsung. Sehingga semua ruangan tidak lembab. Tidak selalu salah memang pendapat tersebut. Namun sebenarnya tidak semua ruangan harus terkena sinar matahari langsung. Hal tersebut dikarenakan beberapa sebab akibat adanya sinar matahari langsung tersebut. Untuk membahas secara jelas mari kita pahami terlebih dahulu apa saja efek sinar matahari langsung jika masuk kedalam ruangan.

Sinar matahari langsung mengandung komponen sinar ultra violet (UV). Komponen ultra violet yang merupakan kategori gelombang pendek ini dapat mendorong terjadinya pemanasan ruang. Ketika pemanasan ruang terjadi maka temperatur didalam ruang akan meningkat secara perlahan. Hal tersebut karena partikel udara dan obyek fisik yang terkena sinar matahari langsung akan memuai dan menghasilkan panas. Tentunya untuk daerah tropis temperatur yang diharapkan adalah terjadi pendinginan ruang. Karena hampir semua komponen didaerah tropis terkena panas sehingga akan berdampak terhadap lingkungan sekitarnya.

Semakin siang ruangan tersebut akan disuplai panas secara terus menerus akhirnya pada batas tertentu temperatur ruangan sudah tidak dikatakan nyaman untuk ditempati pengguna. Sehingga dengan kronologi seperti itu terdapat dugaan bahwa pemanasan terhadap ruangan sebaiknya dibatasi durasinya. Kenapa ? Panas yang timbul dari radiasi sinar matahari secara grafis bersifat akumulatif , yaitu semakin lama akan bertambah terus. Berdasarkan beberapa penelitian puncak akumulasi temperatur terjadi pada jam 2 siang. Setelah itu temperatur menunjukkan grafik yang menurun terus sampai jam 6 pagi.

Dengan penjelasan seperti itu perlukah kita membuka akses secara terus menerus ke ruang dalam rumah kita ?

Anda pasti sudah bisa membuat kesimpulan pendek atas pertanyaan tersebut. Benar jawabannya tidak perlu secara kontinyu memanasi ruangan dengan direct solar. Kapan waktu yang baik untuk memasukkan sinar langsung ? Tentunya sangat baik ketika memasukan sinar matahari langsung saat temperatur pada posisi terendah. Sehingga pada pagi hari sampai dengan jam 10 siang merupakan perkiraan yang baik untuk memasukkan direct solar ini. Perkiraan jam 10 didasarkan hitungan penambahan akumulatif pemanasan ruang dari panas dari lingkungan yang didapatkan dari kenaikan temperatur benda disekitarnya.

Nah sekarang anda bisa mulai untuk merencanakan bagaimana posisi bukaan rumah atau bangunan kita agar mendapatkan sinar matahari langsung hanya pada rentang yang dibutuhkan tersebut. Ingat bahwa sinar matahari langsung mempunyai komponen cahaya dan panas. Pembatasan ini hanya dalam kontek panas yang masuk kedalam ruangan. 

Merancang Bangunan Ramah Lingkungan

foto: urban asian house, robert powell

Setiap aktifitas merancang dipastikan akan memberikan dampak secara langsung terhadap ekosistem atau habitat yang sudah ada lingkungan tersebut. Merancang bangunan baru juga berarti menambahkan obyek baru kedalam site lokasi perancangan. Menambahkan obyek baru tentunya melakukan proses adaptasi dan ubah-suai baik terhadap lahan lokasi atau lingkungan tersebut. Apakah perubahan tersebut menguntungkan bagi kondisi sekitarnya ? Tentu jawaban yang bisa kita dapat adalah ya atau tidak. Jawaban "ya" akan muncul jika bangunan obyek rancangan baru tersebut dapat memberikan nilai tambah terhadap lingkungan sekitarnya, begitu juga sebaliknya. Jadi sebuah opsi muncul saat kita melakukan perancangan bangunan dalam lokasi site tersebut.

Bagaimana dengan sang perancang obyek tersebut dalam hal ini arsitek ?

Jelas sekali dalam konteks ini arsitek mempunyai tanggungjawab besar dalam memberikan sumbangan pemikiran agar terciptanya sebuah lingkungan yang bagus dan bernilai bagi kehidupan manusia. Rancangan yang bagus akan memberikan dampak terhadap lingkungan menuju kebaikan. Paling tidak rancangan dapat menjaga keberlangsungan kehidupan yang layak dan baik bagi manusia dan makhluk hidup. Konsep ramah lingkungan juga berlaku bagi perancangan arsitektur dalam hal ini rumah tinggal dan bangunan aktifitas laiinya. Sehingga diperlukan sebuah teknik dan metoda dalam membuat rancangan yang baik dan bernilai. Beberapa indikator yang mungkin dapat kita rasakan secara langsung dari sebuah bangunan yang berkonsep ramah lingkungan antara lain adalah, memberikan kenyamanan terhadap aktifitas manusia, tidak membuat aktifitas disekitarnya menjadi terhambat secara signifikan, dapat memberikan dorongan terhadap lingkungan untuk lebih baik, proses pembangunan yang tidak merusak lingkungan, memberikan perencanaan yang berkelanjutan terhadap aktifitas di masa mendatang. Bangunan ramah lingkungan tidak sama dengan bangunan yang mahal, justru bangunan ramah lingkungan diharapkan menjadi pelopot terhadap konsep "sustainable architecture". Bangunan harus dapat berkelanjutan dalam siklus hidupnya sehingga selalu terjaga keseimbangan hidup.

Strategi Perancangan Arsitektur yang Berkelanjutan [1]

Beberapa strategi yang perlu diperhatikan dalam melakukan perancangan arsitektur meliputi aspek dibawah ini.
a. Energi
Bangunan secara umum mempunyai fungsi spesifik seusuai dengan tujuan peruntukannya. Kecenderungan umumnya adalah untuk simbil dan ekspresi estetik dari arsitektur. Bangunan rumah tinggal bertujuan untuk keamanan dari penghuni serta sebagai tanda kepemilikan. Dalam tujuan yang lebih penting lagi, bangunan diperuntukkan sebagai fungsi utama nya adalah perlindungan bagi kegiatan manusia. Dimana bangunan melakukan fungsinya merubah kondisi ekstrem diluar menjadi kondisi yang cocok dan dapat diterima bagi lingkungan manusia. Kita ketahui bahwa kondisi alam diluar bisa sangat tidak bersahabat dengan kebutuhan manusia. Cuaca dingin atau panas yang terlalu berlebihan apalagi dengan durai yang cukup lama tentu akan mengganggu kebutuhan kenyamanan manusia jika tanpa bangunan sebagai “shelter”. Dalam waktu lampau, bangunan melakukan modifikasi iklim prinsipnya didasarkan pada posisi lokasi dan model bangunan. Model bangunan melindungi dari salju, hujan, angin serta matahari. Secara umu bangunan tradisional melakukan respon secara “passive”. Bangunan akan menjadi adaptor (ubah-suai) terhadap elemen-elemen yang mengganggu, cuasa dingin, temperatur tinggi, atau angin yang terlalu kencang. Jumlah energi yang dapat digunakan secara langsung untuk kebutuhan manusia menuntut dilakukannya beberapa modifikasi untuk mengelolanya. Terutama dalam bentuk panas untuk memasak dan pemanas ruangan dan cahaya untuk kebutuhan malam hari. Saat ini energi mumpunyai harga yang mahal. Dengan langkanya fosil sebagai penyumbang utama kebutuhan energi maka semakin lama kebutuhan konsumsi energi akan membutuhkan pengeluaran cukup besar. Sebagian besar orang baik perancang ataupun pengguna, lebih mudah memasang menggunakan pemanas daripada mengatur denah, memasang pendingina daripada mengatur ventilasi, dan menyalakan lampu daripada mengatur bukaan disiang hari. Disini kita memahami kenapa konsumsi energi kita menjadi cukup besar dan tentu tidak mempunyai konsep “sustainable”. Secara umum kebutuhan sebuah rumah tinggal berhubungan dengan elemen dari iklim yaitu temperatur, angin, dan kecukupan cahaya. Kebutuhan yang berhubungan dengan iklim dalam rumah hunian meliputi :
• Heating, untuk musim dingin
• Cooling, untuk daerah dengan karakteristik panas
• Daylighting, penerangan yang cukup
• Ventilation, sebagian alami dan sebagian lagi buatan.
Tentu kebutuhan akan sangat berbeda antara daerah tropis dan sub-tropis dan seterusnya. Hal diatas adalah pemhaman secara umum yang berlaku disemua wilayah. Oleh karena itu strategi yang dibutuhkan untuk tiap-tiap area akan sangat bergantung dengan iklim. Strategi yang diketahui ada 2 yaitu :
• Daerah Dingin : memaksimalkan solar dan penghasil panas, mengatur distribusi dan penyimpanan panas, memperkecil kehilangan panas, dan mengatur ventilasi secara baik.
• Daerah Panas : meminimalkan penyerapan panas, membuang pemanasan, mengoptimalkan ventilasi udara dingin, dan melakukan teknik pendinginan alami. Untuk bangunan-bangunan non-rumah tinggal penggunaan pencahayaan alami sangat dibutuhkan untuk mengurangi konsumsi energi listrik.

b. Desain Urban
Kota dan penggunaan energi bergantung pada 3 bagian yaitu, urban planning, urban morphology dan building design. Perencanaan kota (urban planning) mempunyai ruanglingkup perancangan kota secara menyeluruh. Meskipun iklim mempunyai faktor penting dalam menentukan sebuah perencanaan kota, namun banyak perencanaan yang tidak menggunakan faktor iklim sebagai penentu. Sebuah perencanaan fasilitas transportasi yang dapat memfasilitasi pertumbuhan sebuah daerah akan memberikan sumbangan terhdap penggunaan energi, polusi dan kebutuhan transportasi. Sehingga dengan perencanaa yang baik maka konsep tata kelola energi secara keseluruhan akan memenuhi konsep keberlanjutan. Beberapa panduan untuk melakukan perncanaan kota antara lain :
• Menentukan site lokasi untuk pemanasan di area utara dan bagian yang dingin di area selatan.
• Integrasi untuk area bekerja dan tempat tinggal untuk mengurangi jarak tempuh
• Mendorong orang untuk berjalan dan menggunakan sepeda, bukan transpor bermotor
• Mendorong penggunaan angkutan massal.
Untuk merancang pemanasan maka dibutuhkan beberapa langkah praktis yaitu menentukan orientasi yang mendorong solar acces. Sedangkan untuk merancang proses pendinginan dibutuhkan pengaturan elemen permukaan (surface), pembayangan (shade), ventilasi (ventilation), Penguapan (evaporation).

Elearning Sains Arsitektur dan Teknologi I

Untuk peserta perkuliahan Sains Arsitektur dan Teknologi I semester ini harap segera melakukan verifikasi untuk akun yang digunakan dalam proses elearning.