PENGARUH IKLIM

Manusia membutuhkan lingkungan udara ruang yang nyaman (thermal comfort) untuk melakukan aktivitas secara optimal. Dengan adanya lingkungan udara yang nyaman ini manusia akan dapat beraktifitas dengan tenang dan sehat. Keadaan udara pada suatu ruang aktifitas sangat berpengaruh pada kondisi dan keadaan aktifitas itu. Bila dalam suatu ruangan yang panas dan pengap, manusia yang melakukan aktivitas di dalamnya tentu juga akan sangat terganggu dan tidak dapat melakukan aktifitasnya secara baik, dan ia merasa tidak kerasan. Maka kenyamanan dalam ruangan yang menyangkut udara harus terpenuhi yaitu meliputi: temperatur udara, kelembaban udara, pergerakan udara, dan tingkat kebersihan udara.

Untuk mendapatkan kondisi ruangan yang memenuhi thermal comfort atau kondisi yang harus memenuhi persyaratan tertentu sesuai dengan yang kita inginkan, tanpa adanya ketergantungan dengan lingkungan luar, maka digunakan penghawaan buatan (air conditioning). Penghawaan buatan di sini memiliki pengertian bahwa udara dalam ruang dikondisikan berdasarkan beban kalor yang terjadi pada ruangan tersebut.

Agar didapatkan suatu sistim serta kapasitas pendingin yang tepat, maka perlu diketahui besarnya beban kalor pada ruang/bangunan sehingga suhu dan kelembaban udara tetap nyaman. Besar beban kalor yang terjadi ditentukan oleh: hantaran panas radiasi matahari, hantaran panas secara transmisi, hantaran panas ventilasi atau infiltrasi, beban panas intern (manusia dan peralatan elektronik atau mesin).

Dengan memperhatikan hal di atas, maka didalam desain ruang atau bangunan yang menggunakan penghawaan buatan, harus menyertakan pertimbangan-pertimbangan berikut:

- Bentuk cenderung beraturan agar memudahkan dalam perencanaan sistem penghawaannya.

-     Bentuknya diusahakan disejajarkan dengan arah aliran angin

-     Langit-langit/plafon dibuat relatif rendah untuk memperkecil volume ruang.

Agar memberi kondisi yang nyaman secara terus-menerus dalam suatu bangunan, sistem-sistem penghawaan harus mempertahankan keseimbangan antara kondisi-kondisi termal dan atmosfer dalam dan kondisi-kondisi iklim yang terus-menerus berubah di luar ruangan dan di dalam ruangan itu sendiri. Jika suasana panas, sistem harus memberi cukup udara sejuk untuk mengatasi panas yang diperoleh dari luar. Dalam keadaan dingin, ia harus memberi cukup panas untuk menggantikan panas yang hilang.

Kenyamanan termal langsung berhubungan dengan tubuh manusia yang selalu membuang panas yang berlebihan. Dalam keadaan normal pemindahan panas ini terjadi antara tubuh dan udara disekitarnya. Namun demikian tubuh manusia memiliki pertahanan mekanisme alami yang terus-menerus bekerja untuk mempertahankan keseimbangan yang diperlukan antara timbulnya panas dan pembuangan panas yang dihasilkan. Mekanisme-mekanisme ini bekerja untuk mempertahankan suhu tubuh yang normal, dengan mengendalikan jumlah pembuangan panas tersebut. Bila laju kehilangan panas terlalu lambat, kita berkeringat. Keringat tersebut menambah laju kehilangan panas karena penguapan. Jika laju kehilangan panas terlalu cepat, kita mulai menggigil. Hal ini menyebabkan meningkatnya pembangkitan panas guna mengimbangi kehilangan panas.

Salah satu jaringan distribusi penting dalam sebuah bangunan ialah sistem pengadaan udara yaitu sistem pemanasan/pendinginan, ventilasi, dan air conditioning (AC). Tujuan dari sistem pengendalian penghawaan ini adalah memberikan kondisi-kondisi suhu dan suasana yang nyaman, yang dicapai dengan mengolah dan mendistribusikan udara yang disejukkan ke seluruh bangunan. Sebenarnya, pengolahan suhu hanya merupakan salah satu dari pengolahan pada udara sebelum disampaikan kepada para penghuni. Penyesuaian termal mengatur suhu, kelembaban, dan distribusi udara. Penyesuaian atmosfir mengatur kebersihan dan mengendalikan bau-bau.

Kenyamanan Thermal

Kenyamanan thermal adalah suatu kondisi thermal (suhu) yang dirasakan oleh manusia bukan oleh benda, binatang, dan arsitektur, tetapi dikondisikan oleh lingkungan dan benda-benda di sekitar arsitekturnya.

Dalam proses perancangan arsitektur dengan memakai pendekatan iklim, terdapat empat variabel yang dominan, yaitu:

- Iklim

Gambaran iklim harus diketahui dengan baik. Karakteristik tahunan atau harian dan masing-masing data di analisa sehingga dapat diketahui ciri-ciri utama dari iklim setempat. Data-data tersebut meliputi:

- suhu udara (T, derajat Celcius)

- kelembaban relatif (RH)

- radiasi matahari (MRT, derajat Celcius)

- kecepatan angin yang ada (V, m/dt)

- Biologi

Karakter iklim tersebut di atas kemudian dianalisa menurut syarat-syarat kenyamanan bagi manusia sebagai pemakai bangunan. Sehingga dapat diketahui kelakuan iklim tersebut. Selanjutnya akan bermanfaat untuk perancangan bangunan.

- Teknologi

Apabila telah diketahui iklim yang ada dan iklim yang dikehendaki untuk kenyamanan, selanjutnya dengan teknologi yang ada perancangan bangunan dapat diterapkan secara kuantitatif.

Thermal comfort dapat diperoleh dengan cara mengendalikan atau mengatasi hal-hal berikut:

1. Sumber panas (pembakaran karbohidrat dalam makanan, suhu udara, radiasi matahari). Untuk itu harus ada heat transfer (menurunkan atau pertukaran panas) dari tubuh ke lingkungan, dengan cara:

- Konduksi

Misalnya dengan memegang benda yang dingin atau berpindah ke tempat yang lebih dingin. Penurunan panas yang terjadi sangat kecil.

- Konveksi

Pertukaran udara melalui fluida bergerak. Penurunan panas yang terjadi 40%. Misalnya, saat kepanasan kita keluar untuk mencari udara segar atau fluida bergerak.

- Radiasi

Penurunan panas yang terjadi 40%. Radiasi matahari diatasi dengan menjauhi radiasi tersebut, atau dengan mengurangi makan, sebab makanan menaikkan suhu tubuh.

- Evaporasi

Memperbanyak penguapan. Penurunan panas 20% (kipas-kipas untuk mempercepat evaporasi).

2. Kelembaban

Harus mengkondisikan atau mengendalikan kelembaban yang berasal dari:

- Keringat - Benda-benda

- Sumber kelembaban - Sumber air

- Tanaman

Teknologinya dengan memakai AC, mengatur kelembaban supaya sesuai dengan yang diinginkan.

3. Angin

Terjadi angin karena adanya beda tekanan:

- Gaya angin (perbedaan tekanan udara)

- Gaya suhu (perbedaan suhu udara)

Gaya angin lebih besar daripada gaya suhu.

4. Radiasi Panas Sumber:

- Sinar matahari langsung dan tak langsung (pemantulan dan konduksi)

- Pembakaran

Keterangan:

1. Cahaya sinar langsung

2. Cahaya yang menembus

3. Radiasi tidak langsung

4. Sinar memanaskan udara di sekitar atap, sehingga panas-nya menembus bangunan

5. Panas dan tanah

Hal tersebut harus dikendalikan untuk meningkatkan comfort salah satunya adalah dengan teknologi passive cooling melalui:

• Penambahan shading untuk mengatasi sinar langsung

• Insulasi panas untuk radiasi yang menembus

• Permukaan sebagai diffuser untuk radiasi tidak langsung

• Vegetasi, atap dengan ventilasi untuk konveksi

• Untuk permukaan tanah yang tidak menyerap panas dipakai sistem lantai panggung (mengatasi radiasi dari tanah)

             

Setelah mengenal pembahasan tentang iklim dan panas saya akan memberikan contoh dari obyek kasus. Obyek yang saya pilih adalah Office Alaya yang terletak di kawasan samarinda, Kalimantan.

            

Pada bangunan ini mempunyai banyak bukaan pada tiap-tiap Sisinya yang berguna untuk mengatur sirkulasi udara didalam bangunan dan mengatur intensitas cahaya dalam bangunan. Gubahan massa bangunan marketing office alaya berupa permainan bidang. Solid-void yang saling menopang dengan sebuah kanopi utama yang menaungi outdoor café pada lantai atas sehingga memberikan kesan dinamis massa bangunan secara keseluruhan. Penggunaan batu alam pada bidang-bidang solid dimaksudkan untuk memberikan keselarasan dengan lingkungan sekitar yang bebatuan. Sedangkan pada bidang-bidang void yang sebagian besar berupa fungsi public digunakan material transparan selebar mungkinuntuk memperoleh view kota samarinda secara maksimal. Alaya yang artinya adalah rumah diidentifikasikan pada marketing office melalui symbol huruf “A” pada struktur penopang dan kanopinyayang menyatu membentuk identitas bagian kawasan alaya dan sekaligus sebagai landmark kota samarinda di masa mendatang.

 Penempatan site juga dipengaruhi oleh datangnya arah angin sehingga mengakibatkan udara panas yang terkena bangunan dapat menyebar ke sekitar bangunan dan bangunan tidak menjadi panas. Selain itu pada bangunan ini juga terdapat banyak ventilasi .

 Ventilasi alami dipakai untuk memanfaatkan potensi di alam yang membantu mencapai kenyamanan termal. Ventilasi alami akan sangat bergantung pada kualitas udara lingkungan, sehingga udara lingkungan yang sejuk dan sehat menjadi modal utama keberhasilan ventilasi alami.
Untuk mendapatkan kenyamanan termal dengan pengkondisian alami dapat dilakukan dengan

1. Sumbu panjang bangunan (orientasi bangunan), sumbu panjang bangunan setidaknya sejajar dengan sumbu timur dan barat (bersudut 5 derajat dari sumbu timur barat). Hal ini agar bukaan yang ada menghadap utara dan selatan. Penetrasi sinar matahari langsung juga dapat diminimalkan karena sisi terpendek yang berhadapan dengan matahari timur dan barat.

2. Tidak adanya material keras di sekeliling bangunan. Perlu diingat material di sekeliling bangunan akan menyerap panas. Halaman yang ditanami vegetasi pohon dan rumput akan memanfaatkan panas untuk proses asimulasi sehingga akan menambah sejuk udara sekeliling. Hindari pemakainan beton, aspal dan paving block di sekeliling bangunan.

3. Bangunan sedapat mungkin ditengah lahan atau memungkinkan mendapatkan hembusan angin pada semua sisi untuk membantu menyejukkan permukaan bangunan.

4. Usahakan ventilasi berlangsung 24 jam. Posisi jendela pada bukaan utara dan selatan. Pada malam hari perlu kasa nyamuk karena serngga menyukai cahaya terang dari dalam rumah. Hindari bangunan berdenah rumit, karena partisi pembatas akan menghambat aliran udara. Lubang bukaan diusahakan tidak hanya satu sisi teteapi 2 sisi bangunan sehingga tercipta ventilasi silang. (cross ventilation)

5. Teritisan pada bangunan sangat diperlukan. Idealnya panjang tritisan pada keempat sisi rumah berbeda karena berhubungan dengan panjang pembayangan pada bukaan dinding (jendela) tidak sama kada keempat sisi. Selain berfungsi untuk pembayangan, tritisan juga bermanfaat untuk menghindari tampias jika musin penghujan. Tritisan digunakan untuk melindungi bukaan. Pelindung ini dapat berupa pohon, tirai untuk menghindari sinar matahari langsung.

6. Dinding juga memerlukan perlindungan dari sinar matahari langsung. Dinding yang panas akan merambat masuk ke dalam ruangan sehingga ruangan menjadi ikut hangat. Untuk itu dapat dipakai teritisan untuk melindungi dinding. Atau dengan menggunakan selasar untuk melindungi dinding.
7. Langit-langit juga bermanfaat untuk mencegah panas masuk melalui atap ke dalam ruangan. Radiasi dari atasp dapat dicegah dengan langit-langit. Untuk mencitakan ventilasi alami yang baik, sebuah ruangan harus mempunyai ketinggian langit-langit minimal 3 m dari lantai.

8. Volume ruangan juga berpengaruh pada kenyamana termal. Volume yang besar dapat membantu mengatasi kesejukan. Efek volume sebenarnya menerapkan prinsip bahwa “Volume udara yang lebih besar akan menjadi panas lebih lama apabila disbanding dengan ruangan yang bervolume lebih kecil” Hal ini diterapkanpada bangunan colonial yang mempunyai ruangan yang besar, jendela yang lebar dan langit-langit yang tinggi diatas 4 m.

9. Usahakan ada 3 lubang ventilasi yang berbatasan dengan dinding luar yaitu : Lubang atas (untuk ventilasi atas dengan udara hangat yang ringan), lubang tengan (jendela, untuk angin yang mengenai tubuh) dan lubang bawah untuk melepaskan udara lembab yang berat.

10. Jika memungkinkan, angkatlah lantai bangunan minimal 50 cm dari tanah/ halaman untuk memudahkan udara lembab keluar dari bangunan. Perlu diingat kondisi Indonesia masuk kategori iklim tropis lemban dengan kelembaban 95-99%.

11. Hindari pemakaian karpet dari kain maupunkarpet plastic. Babut akan menjadi sarang debu dan kutu sedangkan karpet plastic akan menjebak udara, menjadi lembab dan akan menjadi sarang jamur. Akan meimbulkan bau tidak sedap dan akan merangsang bersin bagi yang alergi.