tugas individu sains arsitektur ii - E

TUGAS INDIVIDU
SAINS ARSITEKTUR II
OBYEK BANGUNAN BERSAINS ARSITEKTUR
Dosen :
Heru subiyantoro ST.MT
Di Susun Oleh :
M.fauzi
(0951010011)
UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
JURUSAN TEKNIK ARSITEKTUR 2009/2010
BANGUNAN THERMAL(MEREDAM PANAS)
Kondisi termal bangunan merupakan faktor–faktor yang merupakan karakteristik dari
aspek-aspek susunan bangunan yang berhubungan dengan persoalan termal. Secara
sistematik kondisi termal bangunan menyangkut pertama, segala sesuatu yang berhubungan
dengan bagaimana proses keseimbangan termal tersebut berjalan dalam status kondisi
tertentu. Selain hal tersebut proses penghantaran dan kelakuan panas yang terjadi juga
merupakan persoalan-persoalan dasar yang harus dipahami secara menyeluruh.
Sistem termal (thermal system) dalam bangunan dapat dijelaskan bahwa selalu terjadi
keseimbangan termal antara dalam bangunan dan luar bangunan. Untuk mencapai kondisi
nyaman, maka kondisi termal dalam bangunan harus seimbang (Szokolay, 1980). Arsitektur
yang berlandaskan pada pendekatan disain pasif dan minimum energi dengan memanfaatkan
energi alam iklim setempat untuk menciptakan kondisi kenyamanan bagi penghuninya.
Dicapai dengan organisasi morfologi bangunan dengan metode pasif antara lain
konfigurasi bentuk massa bangunan dan perencanaan tapak, orientasi bangunan, disain
fasade,peralatan pembayangan, instrumen penerangan alam, warna selubung bangunan,
lansekap horisontal dan vertikal, ventilasi alamiah.
BANGUNAN MESINIAGA
Pada bangunan mesiniaga mempunyai 1 massa yang menjulang tinggi dengan bentuk
bulat ,dengan menyesuaikan dengan keadaan iklim atau lingkungan sekitar.
Perspektive bangunan
Swimming pool
Potongan pada
bangunan
mesiniaga
Dari
bangunan
berbentuk bulat menjulang
tinggi
(tabung)
serta
memperlihatkan
struktur
kolom
bangunan
serta
bangunan yang seolah-olah
berlubang untuk menghambat
cahaya matahari masuk dalam
bangunan tersebut.bangunan
ini mengorientasikan di mana
arah matahari terbenam dan
terbitnya matahari.
Bangunan Arab World Institute,
PROJECT: Arab World Institute, Paris (Institut du Monde Arabe)
ARCHITECTS: Jean Nouvel
CLIENT: Institut du Monde Arabe
PROGRAM: 25,000 square meters of museum, library, auditorium, conference and
meeting rooms, cafeteria, and offices.
STURCTURAL SYSTEM: metal structure; curtain walls.
MAJOR MATERIALS: aluminum, glass.
Bangunan arab world institute ini berbentuk persegi panjang yang menjulang tinggi
dan memanjang.Penghawaan Alami (Natural Ventilation)Pergantian udara panas dengan
udara dingin dari luar merupakan proses yang diharapkan pada waktu musim panas. Namun
dibeberapa kondisi iklim hal tersebut tidak memungkinkan karena temperatur luar justru
lebih panas daripada temperatur dalam bangunan. Hal tersebut sangat penting diperhatikan
jika akan melakukan teknik penghawaan alami. Sebab dibutuhkan udara dengan temperatur
yang
lebih
rendah
untuk
efektifitas
pendinginan
permukaan
tubuh.
Proses penghawaan alami membutuhkan pendorong terjadinya proses tersebut.
Bentuk bangunan menentukan kekuatan terjadinya penghawaan alami. Secara mendasar,
ukuran dan lokasi dari tempat masuknya udara kedalam bangunan menentukan kemampuan
untuk menangkap dan mengarahkan aliran udara kedalam bangunan. Perancangan bangunan
dapat menggunakan ventilasi, atrium, bentuk bangunan ramping , lingkungan denah terbuka,
struktur bangunan massif, cerobong, sirip, dan dinding ganda. Pada hybrid system digunakan
jendela yang dapat dikontrol secara motorik.
Bangunan dengan tingkat ekspos thermal mass yang besar, sangat
memungkinkan untuk melakukan pendinginan dengan strategi natural ventilation dengan
teknik pendinginan waktu malam hari (night purge ventilation). Teknik tersebut dapat
dilakukan dengan rentang relatif diurnal dimana temperatur malam hari mempunyai selisih
20-22 derajat Celcius.
Alasan bangunan ini membuat sebuah dinding yang berlubang dan seperti kaligrafi
karena bangunan ini menyesuaikan keadaan lingkungan sekitar dan menyesuaikan iklim
sekitar,bangunan ini cenderung banyak menerima cahaya matahari maka seorang arsitek
berpikir untuk mendesain bangunan yang sederhana tapi menonjolkan seni dalam dinding
tersebut dan bisa menerima cahaya matahari yang alami di saat siang hari.bangunan ini bisa
dikatakan bangunan yang hemat energi di saat siang hari tanpa membutuhkan lampu
penerangan jadi cahaya yang alami dari matahari itu sendiri.
Proses aliran udara dapat didorong dengan beberapa kondisi antara lain adalah
mengarahkan aliran udara, pemanasan dan pendinginan yang dilakukan oleh radiasi matahari
evaporasi atau thermal mass. Prinsipnya dengan melakukan variasi terhadap tekanan udara
(wind driven ventilation) dan temperatur (stack.effect ventilation dan thermo syphon
effect).Pendinginan udara sebelum masuk kedalam bangunan juga dapat dilakukan untuk
mendapatkan udara dingin. Hal tersebut dapat dicapai dengan melakukan evaporative cooling
atau geothermal cooling.
Bangnan Queens ,Short And Associates
De Montfort University, Leicester - 1993
Bangunan ini berbentuk seperti rumah biasa yang berbentuk persegi dan
atap segitiga serta ada menonjolkan cerobong asap bangunan sederhana tetapi tetap
menyesuaikan lingkungan sekitar dan iklim sekitar tidak merubah keadaan
lingkungan sekitar.seorang arsitek sendiri mendesain bangunan tersebut juga
melihat keadaan yang ada di sekitar dimana bangunannya sederhana tetapi tetap
memanfaatkan cahaya matahari dengan meletakkan elemen kaca yang dimana bisa
menerima cahaya matahari tanpa harus melindungi atau meredam cahaya matahari.
Bangunan ini sederhana tetapi menyimpan kemewahan pada interior berbentuk seperti
lingkaran,beda dengan yang luar berbentuk persegi pada badan bangunan tersebut beratapkan
segitiga dan cenderung menggunakan material bata ekspose serta material kaca pada jendela
untuk menerima udara serta cahaya matahari yang mengurangi kelembaban ruang pada
bangunan tersebut.
Betapa bagusnya sirkulasi udara yang diterima pada bangunan serta yang di keluarkan
pada bangunan tersebut.udara yang dari bawah bangunan tersebut mengalir ke cerobong
udara atau asap yang ada di atas bangunan tersebut.
Sains (science), yang tak asing lagi bagi kita baik di SMU maupun di universitas
sebenarnya
terbagi dalam 3 macam1, yaitu :
1. Science, suatu teori hukum dasar alamiah yang telah melalui berbagai proses penelitian
yang ketat dan telah terbukti kebenarannya dari suatu hypotesis yang dikemukakan para sainstis
mengenai suatu fenomena. Seperti teori “thermal” mengenai udara panas akan selalu lebih ringan
dari yang dingin, dan akan bergerak naik atau dari yang bertekanan tinggi ke rendah.
2. Protoscience, sebaliknya, mencerminkan pada ke aslian, primitif, dan berdasarkan
pengetahuan nenek moyang. Protoscience lebih dapat mengungkapkan sebuah pengertian/teori
yang tersembunyi dimana kadang kala justru memperkaya pengetahuan bagi para saintis dari
pada kemampuan sains kontemporari. Seperti “Pythagoras”— menggambarkan elemen-elemen
pengetahuan alam universal.
3. Parascience, berasal dari bahasa “Greek” dimana “para” berarti bersamaan dengan/
disamping; yang berpangkal pada “science” dan “protoscience”. Maka parascience meliputi tidak
hanya pada prosedur-prosedur penelitian yang terkontrol, tetapi juga pada kwalitas aliran
mistik dan supernatural. Banyak kegiatan aktifitas dari parascience sulit diukur karena bernilai
subyektif dan intuitif.
KAITAN BENTUK ARSITEKTUR DAN SAINS BANGUNAN
Hasil karya bentuk suatu arsitektur banyak terkaitkan pertimbangan berbagai aspek seperti :
ekologi, bioclimatic, sains bangunan/lingkungan, ekonomi, teknologi canggih, ideologi, philosofi,
& dekonstruksi, dan lain. Tiap desainer/arsitek mempunyai misi tertentu (yang paling lazim
hemat energi, ramah lingkungan hidup) dalam menghasilkan suatu
karya arsitektur. Konsep “Ecological Architecture” yang dipakai sejak tahun 1960 oleh beberapa
arsitek diberbagai belahan dunia, pada umumnya menyangkut :
1. Desain dengan kaidah “Sunpath” yang dipakai oleh arsitek Ken Yeang, Nicholas Grimshaw.
2. Pemanfaatan Angin Musim (seasonal wind) untuk ventilasi alam dengan “Wind Tower” oleh
France.
3. Pemanfaatan tenaga angin untuk menghasilkan tenaga listrik pada bangunan oleh Richard
Roger dan
4. Pemanfaatan pencahayaan alami dengan “high-tech” oleh Norman Foster.
5. Pemanfaatan ekologi dan “natural forces” oleh Renzo Piano.
Contoh beberapa karya arsitektur yang mempertimbangkan baik ekologi maupun sains
bangunan/lingkungan.
1. Traditional Wind Tower
Pada daerah yang beriklim sangat panas dan kering terletak pada Subtropis Utara yaitu untuk
negara-negara Pakistan, Iran, Saudi Arabia, Egypt, dan Afrika Utara, sering dijumpai arsitektur
cerobong angin, dengan tujuan untuk menangkap angin alami ke dalam bangunan. (lihat gambar
4 ). Cerobong angin ini selain berfungsi sebagai penangkap angin juga sekarang dipakai sebagai
cerobong penghisap udara dalam bangunan dengan metode “Stack Effect” dengan harapan
pencapaian pemakaian “low energy” (lihatgambar 5).
Gambar di atas. Cerobong Angin
dengan alat pengarah angin di
Hyderabad, Pakistan. Alat
penangkap angin tersebut dapat
berubah arah sesuai tiupan angin
musim. (after Thomson, O’Brien and
Editors of Life, 1966)
Gambar diatas. Proyek “Queen Building De
Montford University” di Leicester, UK dengan
arsitek Short Ford & Associate ; Tampak ini
menghadap Selatan dengan pilar-pilar
cerobong “Solar Chimmey” yang berfungsi
menghisap udara dalam bangunan secara
pasif.
Bangunan British Pavilion

�Architect: Nicholas Grimshaw and Partners
�Theme: The Age of Discovery
�Client: Department of Trade Industry
�Duration: April thru October 1992
�Location: Seville, Spain
SISTIM OPERASIONAL BANGUNAN
Untuk mencapai kenyamanan thermal maupun visual dalam bangunan, kondisi
lingkungan internal (temperatur, kelembaban, tingkat iluminasi) dapat diatur tanpa ataupun
dengan menggunakan peralatan teknologi mekanikal elektrikal yang menggunakan energi dari
sumber yang tidak dapat diperbarui, yaitu pembangkit listrik dari tenaga uap (minyak bumi, batu
bara, gas alam yang merupakan sisa sisa fosil yang telah punah).
Terdapat beberapa tingkat sistim operasional yang digunakan dalam bangunan dengan kategori
berikut (menurut Worthington, J, 1997 yang dikutip dari Yeang, Ken, 1999) :
Sistim Pasif ( passive mode )
Tingkat konsumsi energi paling rendah, tanpa ataupun minimal penggunaan peralatan ME
(mekanikal elektrikal) dari sumber daya yang tidak dapat diperbarui (non renewable resources)
Sistim Hybrid ( mixed mode)
Sebagian tergantung dari energi (energy dependent) atau sebagian dibantu dengan penggunaan
ME.
Sistim Aktif (active mode/ full mode)
Seluruhnya menggunakan peralatan ME yang bersumber dari energi yang tidak dapat diperbarui
(energy dependent)
Sistim Produktif (productive mode)
Sistim yang dapat mengadakan/ membangkitkan energi nya sendiri (on-site energy) dari sumber
daya yang dapat diperbarui (renewable resources) misalnya pada sistim sel surya (fotovoltaik)
maupun kolektor surya (termosiphoning). Interval kenyamanan yang akan dicapai dari beberapa
tingkat sistim operasional tersebut dapat dilihat pada skema berikut ini:
INTERVAL KENYAMANAN SISTIM
OPERASIONAL
Pengaruh konteks energi dalam arsitektur sebenarnya sudah dipahami oleh para arsitek
pada awal abad keduapuluh melalui kontribusi karya karyanya dalam gerakan arsitektur modern,
dimana sebagai para perancang Bauhaus mereka berpendapat bahwa karya disain arsitektur
merupakan hasil akhir dari analisa rasional yang diwujudkan melalui expresi formal dari proses
dan material konstruksi baru. Terbilang Walter Gropius dengan sun-tempered home, Keck
brothers dengan Crystal House, Buckminster Fuller dengan Dymaxion house yang berdasarkan
konsep efisiensi energi dan produksi industri, Le Corbusier dengan proposal Mediterranean
House, dan kontribusi akademik dari Olgyay bersaudara dalam publikasi ilmiahnya Design with
Climate memberikan justifikasi keterlibatan
para arsitek dalam isu efisienArsitektur Bioklimatiksi energi, meskipun gaungnya
teredam oleh euforia revolusi industri dan international movement dari arsitektur modern.
Embargo minyak 1973 merupakan suatu momen kebangkitan kesadaran energi dimana eskalasi
harga minyak bumi yang membubung menimbulkan dampak krisis energi pada negara negara
maju yang energy dependent. Seluruh potensi riset dan pengembangan dikerahkan untuk
mengatasi krisis tersebut yang tentunya juga termasuk sektor bangunan gedung maupun
perumahan yang tentunya akan menentukan perancangan arsitektur. Rekonseptualisi
perancangan arsitektur perlu dilakukan dengan pertimbangan pertimbangan efisiensi energi,
mengingat 36-45% kebutuhan energi nasional terserap dalam sektor bangunan. Krisis energi ini
ternyata memacu perkembangan arsitektur baru dengan disain sadar energi (energy conscious
design).
THE BRITISH PAVILION,SEVILLE(N.Grimshaw)
ARSITEKTUR SURYA
(Solar Architecture)
Dimana bangunan ini menggunakan control panel yang meringankan cahaya panas
terlalu berlebihan bisa dikatakan insulasi thermal dengan menggunakan elemen control panel
tersebut(Solar Panel Roof) Insulasi adalah penggunaan material dengan nilai konduktan
rendah untuk mengurangi aliran energi melintas material tersebut. Untuk mereduksi alira
energi tersebut material harus mempunyai nilai resistan yang tinggi (nilainya kebalikan dari
konduktan).
Control panel
APARTEMEN JAKARTA HIJAU
GREEN JAKARTA APARTMENT
KONSEP RANCANGAN
Desain apartemen ini adalah hasil rancangan saya untuk tugas studio di kampus.
Lokasi berada di dekat Cilandak Town Square, Jakarta. Bentuk site pun unik, karena
berbentuk seperti kantung. Dengan entrance yang tidak terlalu besar dan luas pada area
belakang. Karena Entrance yang tidak terlalu lebar, saya membaginya menjadi 3 zona. Yaitu:
zona pedestrian yang saya tujukan untuk para tamu yang menggunakan kendaraan umum lalu
masuk menuju ke dalam dengan berjalan kaki, zona kedua dan ketiga adalah keluar dan
masuk kendaraan bagi yang menggunakan kendaraan pribadi atau taksi yang bisa
mengantarkan samapi ke area drop off.
Jalan pedestrian yang cukup panjang hingga menuju bangunan utama di belakang,
sehingga saya memfasilitasi dengan jalur pedestrian yang nyaman, terlindung dari sengatan
matahari serta air hujan, dengan peletakkan kanopi sepanjang jalur pedestrian.
Konsep desain utama yang coba saya tawarkan dari desain apartemen ini adalah
menciptakan bangunan apartemen yang low cost consumption (hemat konsumsi energi) dan
bisa ikut berperan aktif menjaga iklim mikro dari area ini dengan menambah jumlah vegetasi
(penghijauan) pada bangunan ini.
Dimana Jakarta sebagai kota metropolitan yang sudah mulai tidak terkontrol semakin
hari semakin berkurang area hijau yang dimiliki. Sehingga upaya yang saya lakukan adalah
mencoba mengganti vegetasi yang hilang pada tanah kita yang bersifat horizontal dengan
menghadirkannya secara vertikal mengikuti ketinggian bangunan.
Upaya untuk menghemat konsumsi energi pada bangunan ini antara lain, penggunaan
sun-shading pada sekitar jendela, pemaksimalan pemanfaatan cahaya alami pada ruang dalam
bangunan, serta mengarahkan secara tepat orientasi masa bangunan sehingga radiasi panas
matahari tidak terlalu besar masuk ke dalam, yang akan menyebabkan meningkatkan beban
tenaga AC untuk pengkondisian udara dalam menciptakan kenyamanan thermal.
gambar tampak depan dan potongan green jakarta apartemen
Desain apartemen ini adalah hasil rancangan saya untuk tugas studio di kampus. Lokasi
berada di dekat Cilandak Town Square, Jakarta. Bentuk site pun unik, karena berbentuk
seperti kantung. Dengan entrance yang tidak terlalu besar dan luas pada area belakang.
gambar site plan green jakarta apartemen
Karena Entrance yang tidak terlalu lebar, site dibaginya menjadi 3 zona. Yaitu: zona
pedestrian yang saya tujukan untuk para tamu yang menggunakan kendaraan umum lalu
masuk menuju ke dalam dengan berjalan kaki, zona kedua dan ketiga adalah keluar dan
masuk kendaraan bagi yang menggunakan kendaraan pribadi atau taksi yang bisa
mengantarkan samapi ke area drop off. Jalan pedestrian yang cukup panjang hingga menuju
bangunan utama di belakang, sehingga saya memfasilitasi dengan jalur pedestrian yang
nyaman, terlindung dari sengatan matahari serta air hujan, dengan peletakkan kanopi
sepanjang jalur pedestrian.
Lahan apartemen ini tidak terlalu besar untuk sebuah apartemen yang mencapai 44 unit,
sehingga untuk mengakomodasi kebutuhan parkir, bagian basement dibagi menjadi dua zona.
Zona pertama yaitu untuk tamu yaitu pada ground floor. Sehingga lantai 1 berfungsi sebagai
area parkir tamu serta sebagai area publik yang bisa diakses oleh umum. Lalu untuk penghuni
apartemen dibuatkan 4 lantai basement untuk menampung kebutuhan area parkir dari para
penghuni.
gambar basement lantai 1-2 dan lantai 3-4 green jakarta apartemen
Lantai 2 berfungsi sebagai lobby dan peletakkan beberapa fasilitas bagi para penghuni, yaitu
cafe, mini market, ruang karyawan, serta ruang pengelola. Lalu lantai 3 hingga 13 berfungsi
sebagai unit apartemen yang terdiri dari beberapa unit Studio, One bedroom, dan Two
bedroom. Sedangkan pada lantai 14 berfungsi sebagai Penthouse. Tiap unit memiliki balkon
sebagai pengganti teras. Dimana menurut saya sudah menjadi kebiasaan orang Indonesia
butuh teras pada tempat tinggalnya. Sementara pada beberapa lantai ada area-area yang saya
dedikasikan untuk area hijau dan bisa ditanam vegetasi besar,yaitu pada lantai 2, lantai 7, dan
penthouse.
Gambar denah lantai 2
gambar denah lantai 3 dan 13
Gambardenah lantai 4,5,6 dan 9,10,11
gambar denah lantai 7
Gambar denah lantai pent-house
Gambar tampak samping kanan green jakarta apartemen
AGENDA KONSERVASI DALAM DISAIN
ARSITEKTUR HEMAT ENERGI
Tidak dapat diragukan lagi bahwa para perancang memainkan peran sentral untuk
menjamin suatu masa depan yang berkesinambungan. Papanek (1985) dalam bukunya: Design
for the Real World: Human Ecology and Social Change mengemukakan bahwa :
“In this age of mass production when everything must be planned and designed, design has
become the most powerful tool with which man shapes his tools and. This demands high social
and moral responsibility from the designer “ Wells (Gentle Architecture, 1984)
mengumandangkan hal yang sama bahwa ,
“….if ever we needed great designers, it is now ! The environmental architecture of America is
almost without exception depressingly ugly……”
Disain bioklimatik dan ekologis sering diimplementasikan tanpa mengintegrasikan gaya
arsitektur. Sebenarnya kesempatan terbaik untuk meningkatkan kinerja lingkungan suatu
bangunan terjadi pada masa masa proses disain. Jelaslah bahwa kita harus membuat bangunan
bangunan tidak saja tanggap lingkungan namun juga menyenangkan secara estetika jika
diinginkan disain berwawasan lingkungan akan bertahan lama. Para arsitek semasa studinya
pernah mempelajari peraturan proporsi dan langgam arsitektur klasik dari kuil kuil zaman
purbakala. Sekarang bumi adalah kuil itu, dan peraturannya adalah bahwa kita tinggal dan
hidup diantara batas batas keseimbangan sumberdaya dan energi dunia.
Adalah hal yang menarik untuk disimak, tepat pada masa dimana gerakan disain sadar
energi mulai tumbuh, suatu gerakan arsitektur lainnya juga muncul kepermukaan. Langgam
postmodern merupakan suatu reaksi terhadap kejemuan visual arsitektur modern, dimana
langgam ini mengumandangkan kebangkitan ornamen, warna dan karakteristik organisasi
ruang dari masa sebelumnya. Postmoderisme menawarkan suatu kekayaan dan variasi yang
merupakan pelepasan yang diharapkan dari kungkungan arsitektur modern yang steril.
Mungkin saja, arah arsitektur masa depan akan timbul sebagai kombinasi kekayaan visual
postmodernisme dengan kesadaran penggunaan energi. Ornamen dinding exterior
postmodernisme bisa saja merupakan suatu selubung bangunan yang sensitif terhadap lingkungan
iklimnya. Respons kontekstual bisa saja menampilkan estetika baru yang melibatkan material
baru yang “compatible” dengan iklimnya. Hal ini meminta para perancang mempunyai
pengertian lebih dalam tentang bagaimana bangunan menggunakan energi untuk kebutuhan
penghawaan dan penerangannya dan strategi pasif dengan pengolahan selubung bangunan untuk
tujuan tersebut.