Perancangan Pasif(Passive Design)

Perancangan kenyamanan termal secara pasif didasarkan pada beberapa prinsip antara lain adalah :

- Orientasi, area lokasi terhadap equator, arah utara untuk wilayah dibagian selatan equator dan arah selatan untuk wilayah dibagian utara equator. Hal tersebut menyangkut sinar matahari yang masuk ke bangunan ketika dibutuhkan dan menghindarinya ketika tidak dibutuhkan.

- Glazing, digunakan untuk menangkap panas jika dibutuhkan di dalam ruangan atau pembayangan (shading) dan penghalang sinar matahari untuk menahan panas matahari.

- Thermal Mass, untuk menyimpan panas jika dibutuhkan atau sebagai heat sink jika untuk pendinginan. 

- Insulasi, untuk mereduksi kehilangan panas atau panas yang masuk melalui atap, dinding, pintu, jendela dan lantai.

- Ventilasi, untuk memasukkan udara segar dan pendinginan melalui angin.

- Zoning, untuk merencanakan susunan ruang dalam sesuai dengan area pemanasan alami yang terjadi dengan kebutuhan ruangan.

Site Planning : Building Location and Siting

Pada waktu lalu lokasi dan tempat sebuah bangunan sangat ditentukan oleh faktor ekonomi, kelayakan dan harga dari tanah tersebut dan jika pada area pinggiran kota aksesibilitas dan daya dukung inrastruktur. Sangat jarang mempertimbangkan masalah “shelter” atau keterlindungan sebuah lokasi.

Saat sekarang mungkin seiring dengan berkembangnya teknologi perpipaan dan jaringan kabel serta transportasi, hal tersebut tidak terlalu masalah. Permasalahan tentang iklim mikro menjadi penting agar konsumdi energi untuk pemanasan ataupun pendinginan jadi lebih murah. Persoalan energi menjadi isu yang sangat penting dalam pertimbangan desain. Seringkali keperluan aspek “shelter” bertolak belakang dengan kebutuhan akan keinginan akan kelayakan pemandangan yang bagus atau berseberangan dengan perencanaan kota.

Kebutuhan akan rancangan yang mempunyai karakteristik berkelanjutan mempersyaratkan implikasi terhadap masalah transportasi pada lokasi. Dan isu tersebut mengangkat masalah desain arsitektur bioklimatik yang sangat sensitif dengan urursan “Physical Characteristics” dari sebuah site; mengenai arah angin dan sinar matahari, kelayakan dari “shelter” (keterlindungan) atau permukaan lahan.

Objectives (sasaran) :

• Menempatkan bangunan untuk mendapatkan manfaat dari kondisi iklim mikro.

• Pertimbangkan terhadap insolasi dan shelter ketika pemanasan ruang dibutuhkan

• Pertimbangkan terhadap aliran udara segar, untuk pendinginan.

Kriteria lainnya secara umum akan direspon ketika mengerjakan perancangan bangunan. Hal tersebut termasuk masalah view (pemandangan), jenis dari langit, dan elemen kultural dari lingkungannya.

INSOLATION (INSOLASI) 

Dengan menggunakan skala tertentu atau model atau pola pembayangan pada lahan, kita dapat menganalisa pembayangan sinar matahari terhadap lahan perancangan. Pembayangan dapat diakibatkan adanya topografi lahan, kondisi eksisting dan bangunan serta vegetasi.

Penataan bangunan dan vegetasi menjadi faktor yang menentukan dalam mengatur akses sinar matahari untuk mendapatkan panas. Dengan menempatkan bangunan yang lebih tinggi berada pada deretan belakan bangunan lebih rendah maka akan memperbesar peluang untuk mendapatkan pemanasan terhadap bangunan. 

WIND (ALIRAN ANGIN)

Pertimbangan terhadap aspek ini adalah untuk mendapatkan pembayangan pada situasi panas dan untuk mendapatkan ventilasi uadara segar pada saat pendinginan.

Pada kondisi panas, aliran angin dingin akan meningkatkan proses heat loss sehingga lingkungan jadi lebih terasa dingin. Aliran angin tersebut akan bekerja untuk mendinginkan beberapa permukaan elemen bangunan(dinding, atap, dll) dan juga meningkatkan infiltrasi melalui bukaan bangunan. Tanaman sebagai pelindung (shelter) mempunyai fungsi untuk pembayangan terhadap bangunan. Namun hal tersebut dapat menjadi masalah untuk proses aliran angin menuju bangunan. Terlalu banyak dan padat tanaman yang melindungi bangunan juga akan mengurarngi infiltrasi menuju bangunan. Di negara-negara Eropa penempatan tanaman mempunyai aturan tertentu agar terjaga dari aspek lingkungan dan kepentingan untuk kesehatan bangunan tersebut. Desain juga harus mempertimbangkan terhadap arah datang aliran angin beserta jarak antar bangunan dan tanaman sendiri.

Pada kondisi pendinginan, sangat penting untuk mengatur arah lairan angin dengan menggunakan susunan tanaman yang terdapat disekitarnya dan juga melalui topografi atau permukaan tanah.

COOLING (PENDINGINAN)

Kebutuhan terhadap proses pendinginan pada bagian belahan Utara dan Selatan berbeda. Di negara Eropa khususnya, bagian utara rata-rata tak terlalu banyak membuthkan penganan yang spesifik terhadap masalah pendinginan. Namun pada bagian Selatan menuntut penggunaan bahan yang ringan, termal inersia bangunan rendah, penggunaaan vegetasi, topografi, natural ventilasi, reduksi terhadap insolasi pada saat kondisi dingin.

Di bagian Selatan orientasi Barat dihindari. Sangat sulit untuk membuat pembayangan sebab altitude rendah saatsore hari dan temperatur yang sangat tinggi pada siang hari.

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)

PLEA dan Arsitektur Bioklimatik (1)

Arsitektur saat ini mempunyai beban yang agak berbeda dengan arsitektur masa lampau. alam dengan karakteristiknya berubah memaksa munculnya respon yang berbeda dari arsitektur. para perancang bangunan tidak saja dihadapkan terhadap paradigma dan parameter yang berbeda dalam menyediakan kenyamanan penghuni, namun juga teknologi yang berbeda setiap saat.

Arsitektur mencari jalan yang terbaik dalam menyeimbangkan kemampuan teknologi, alam dan adaptasi manusia. Bangunan merupakan titik pertemuan antara keinginan alam dan manusia. Optimalisasi perancangan menjadi sangat penting dengan kebutuhan-kebutuhan yang diharapkan. Bangunan yang baik bukan lagi bergantung pada banyaknya AC yang bergelantungan , atau justru bangunan yang tanpa AC sama sekali. ruang dan waktu telah membentuk karakteristik bangunan pada jamannya. Pada lingkungan yang mempunyai temperatur dan kelembaban yang nyaman memungkinkan bangunan dapat menyediakan sebuah respon fisik sesuai dengan kebutuhan pengguna. sebaliknya pada lingkungan dengan temperatur yang tinggi dan kelembaban yang tinggi, potensi ketidaknyamana sangatlah tinggi. Peta ketidaknyamanan harus diperjelas agar terjadi simbiosis antara teknologi dalam membantu kenyamanan ruangan atau bangunan.

PLEA sebagai salah satu organisasi dunia merupakan tempat berkumpulnya para pakar pemerhati tentang pembatasan penggunaan energi secara berlebihan dan memanfaatkan kemampuan alam dalam menyeimbangkan energi.

kajian-pustaka-post