sains arsitektur ii - E-learning UPN JATIM

SAINS ARSITEKTUR II
5 BANGUNAN SAINS ARSITEKTUR
Di Susun Oleh :
WAHYUDI (0951010002)
Dosen Pembimbing :
HERU SUBIYANTORO ST. MT.
UPN “VETERAN” JAWA TIMUR
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
JURUSAN TEKNIK ARSITEKTUR
TAHUN AJARAN 2011/2012
Sayembara Arsitektur Menara IA ITB
1.
Kekuatan-kekuatan dan batasan lahan adalah salah satu variabel penting dalam desain. Posisi
lahanterhadap jalan menunjukkan adanya kekuatan garis aksis dari boulevard ke dalam lahan
dan bentuk lahan pojok yang memberi kemungkinan adanya 3 tampak utama bangunan.
2. Garis Sempadan Bangunan (GSB) sesuai dengan peraturan kota diterapkan pada awal
desain untuk mendapatkan gambaran kasar mengenai area lahan yang dapat dibangun dan
bentuk blok podium utama. Aksis utama diteruskan ke dalam blok bangunan dan mendapat
arah ke atas berdasarkan program menara dan ke arah titik lahan yang menjadi bangunan
sudut.
3. Vektor aksis kemudian diwujudkan untuk menanggapi program bangunan menara dan
auditorium dengan menambahkan innercourt untuk mengurangi ketebalan bangunan podium.
4. Bentuk Keseluruhan Blok Bangunan mendapat penghalusan menjadi bentuk ellips yang
lebih responsif terhadap lahan yang berbentuk kurva. Pandangan utama area sewa menara
diarahkan kepada boulevard untuk memberi nilai tambah pada bangunan.
5. Orientasi utama menara adalah arah utara dan selatan dengan sisi pendek menghadap
kebarat dan timur. Untuk mengurangi exposure sinar matahari terhadap bangunan menara,
maka bangunan menara dilengkapi dengan kulit ke dua di sisi barat dan sisi timur. Kulit ini
pula yang akan memberikan aksen dan citra khas menara IA ITB, melalui penggunaan
sunshading yang dapat menyesuaikan dengan kondisi arah sinar matahari pada bangunan.
Karena kemiringan sinar matahari berbeda dari waktu ke waktu maka kondisi sunshading
pada kulit bangunan berubah-ubah sesuai intensitas sinar matahari yang mengenai bangunan.
Inspirasi utama adalah bentuk atap aula barat dan timur Kampus ITB dengan modifikasi
bentuk dan material mutakhir.
6. Bangunan dilengkapi dengan strategi lansekap yang integral dengan kondisi lahan dan
bentuk menara. Penghijauan diterapkan disekeliling podium dan di dalam innercourt sebagai
penghalang polusi dan menurunkan suhu kawasan. Balkon-balkon hijau disertakan pada
lantai-lantai menara untuk menambah fasilitas pada setiap lantai berupa area hijau. Selain itu
penghijauan menyeluruh dimaksudkan memberikan ikatan memori terhadap Kampus ITB
yang teduh dan rindang
Facade Depan
TENAGA SURYA DAN ARSITEKTUR:
SUATU ANALISIS LINGKUNGAN DAN PERANCANGAN
Isue mengenai pemanasan bumi yang diakibatkan oleh produksi gas karbon dioksida
sebagai akibat pembakaran bahan bakar minyak (minyak bumi, batu bara, gas alam)
memaksa ilmuwan, pakar energi, akhli lingkungan, serta pihak-pihak lain yang terkait untuk
ikut memikirkan penggunaan energi alternatif yang aman.
Tenaga nuklir yang tidak menghasilkan gas buang semacam karbon dioksida, ternyata
bukan merupakan solusi energi alternatif yang baik karena meninggalkan sampah radioaktif
yang belum ada solusi pembuangan yang diangap aman untuk masa yang akan datang.
Tenaga surya, yang umumnya sudah digunakan secara tradisional sejak ratusan abad yang
silam, perlu mendapat perhatian. Pemanfaatan tenaga surya baik secara pasif maupun aktif
bagi bangunan perlu mendapat perhatian dari para arsitek. Pemanfaatan tenaga surya secara
aktif, dimana tenaga surya dikonversikan terlebih dahulu menjadi tenaga listrik dengan solar
sel, seyogyanya tidak berdiri sendiri, perlu diintegrasikan dengan aplikasi perancangan secara
pasif.
Perancangan secara aktif bertujuan untuk mengurangi beban listrik yang berasal dari
minyak bumi - secara langsung mengurangi jumlah gas karbon dioksida yang dibuang ke
udara, sedangkan perancangan pasif bertujuan untuk mengurangi beban penggunaan energi
listrik - yang berasal dari sumber listrik apapun - di dalam bangunan. Makalah ini membahas
isue yang diutarakan diatas, dimana pada akhirnya memberikan contoh dari suatu karya
arsitektur yang dianggap berhasil dalam mengaplikasikan strategi perancangan secara aktif
(menggunakan solar sel) serta tidak meninggalkan sterategi perancangan secara pasif.
PEMANASAN BUMI:
KONSEKUENSI PENGGUNAAN
MINYAK BUMI?
Sekitar tahun 1820-an akhli matematik Perancis, Baron Jean Baptiste Fourier
mencetuskan teori bahwa atmosfir bumi yang terbentuk dari berbagai kompisisi gas (karbon
dioksida, uap air dan methane) berperilaku semacam kaca transparan yang menyelimuti
bumi. Selimut atau selubung transparan (bening) ini berfungsi sebagaimana sebuah rumah
kaca yang memungkinkan panas serta cahaya matahari menembus permukaan bumi. Sebagai
rumah kaca, selimut ini tidak membiarkan seluruh panas yang sudah diterima oleh bumi
kemudian kembali ke angkasa luar. Dengan selimut transparan ini, sejumlah panas yang
cukup ideal bagi kelangsungan hidup makhluk bumi dan tumbuhan, diperangkap diantara
permukaan bumi dan lapisan atmosfir.
Seandainya gas-gas pembentuk atmosfir bumiyang berperan seperti selimut ini tidak
ada, maka seluruh panas dari matahari akan dilepas kembali ke angkasa luar mengakibatkan
bumi beku. Contoh klasik mengenai peran karbon dioksida dalam pengaturan suhu atmosfir
planet adalah yang terjadi pada Venus, dimana dengan konsentrasi karbon dioksida yang
sangat tinggi pada atmosfir planet ini, suhu Venus sangat tinggi. Sementara itu phenomena
sebaliknya terjadi pada Mars. Konsentrasi karbon dioksida di sekitar planet ini sangat rendah
sehingga hampir seluruh panas matahari yang jatuh ke planet dikembalikan ke angkasa luar,
membuat suhu udara Mars sangat rendah yang tidak memungkinkan suatu kehidupan
berlangsung.
Sejak Revolusi Industri abad 18 hingga kehidupan modern saat ini, penggunaan bahan
bakar minyak bagi keperluan kehidupan dan peradaban manusia melonjak demikian
cepatnya. Bahan bakar seperti halnya minyak bumi, batu bara dan gas bumi yang digunakan
bagi keperluan hidup manusia mengemisikan gas buangan diantaranya yang terpenting adalah
karbon dioksida ke atmosfir dalam jumlah yang sangat besar dalam satuan waktu tertentu
mengakibatkan penebalan selimut bumi tersebut. Bukan hanya sekedar itu, berkurangnya
jumlah vegetasi persatuan luas tertentu pada permukaan bumi akibat pembangunan kota,
perumahan, pembukan lahan pertanian sangat mengurangi jumlah karbon dioksida yang
diserap tumbuhan mengakibatkan kenaikan konsentrasi karbon dioksida pada atmosfir bumi.
Situasi ini memunculkan fenomena alam yang disebut Pemanasan Bumi (global
warming), dimana terjadi peningkatan suhu udara rata-rata pada permukaan bumi, yang
diperkirakan dapat mengganggu kestabilan ekosistem bumi serta kestabilan kehidupan
makhluk hidup di muka bumi. Woodwell, akhli biologi dan lingkungan, cenderung
menyangkal teori bahwa karbon dioksida hasil pembakaran minyak bumi merupakan faktor
utama pemanasan bumi.
Perusakan hutan tropis merupakan faktor penting lain yang menyebabkan terjadinya
pemanasan bumi, karena kemampuan penyerapan karbon dioksida di udara menjadi sangat
berkurang dengan berkurangnya jumlah area hutan tropis. Kemampuan vegetasi menyerap
karbon dioksida di udara dibuktikan oleh Charles Keeling di Lembaga Penelitian di Hawaii,
bahwa konsentrasi karbon dioksida di wilayah beriklim empat musim akan mencapai titik
maksimum pada akhir musim dingin (dimana pohon kehilangan seluruh daunnya), serta
mencapai titik minimum pada akhir musim panas (dimana pohon memiliki kelebatan daun
yang tinggi).
Variasi tahunan perubahan konsentrasi karbon dioksida di udara ini tidak terjadi pada
kawasan Tropis, karena sepanjang tahun vegetasi pada kawasan ini tidak mengalami proses
perontokan daun seperti halnya yang terjadi pada musim dingin di wilayah Sub Tropis.
Sumber energi lain diluar minyak bumi yang digunakan sebagai pembangkit listrik adalah
energi nuklir. Sumber energi ini sebetulnya relatif bersih dengan harga yang cukup bersaing
setelah digunakan beberapa waktu, namun yang menjadi kendala adalah sampah radioaktif
yang dihasilkan dari reaksi fusi Uranium (U235 dan U238) pada reaktor pembangkit.
Teknologi pembuangan limbah radioaktif ini (yang umumnya ditanam dalam tanah
hingga kedalaman 600 meter) masih menjadi perdebatan para ilmuwan, politisi dan wakil
rakyat di banyak negara, karena limbah buangan ini diperkirakan tetap akan bersifat
radioaktif selamanya. Alternatif pembuangan di dasar laut bahkan di ruang angkasa kiranya
masih sulit diterima oleh berbagai kalangan karena tetap akan membahayakan kelangsungan
hidup manusia.
PENERAPAN PHOTOVOLTAIC PADA BANGUNAN
Bangunan Pavilion Inggris ini dirancang oleh arsitek Nicholas Grimshaw & partner
pada kompleks Expo 1992 di kota Seville di Spanyol, sebagai perwujudan hasil sayembara
tahun 1989 yang dimenangkan oleh arsitek tersebut. Bangunan ini dirancang dengan
pertimbangan iklim setempat dimana suhu udara musim panas saat dilangsungkan Expo ini
dapat mencapai 45oC.
Beberapa strategi rancangan yang digunakan untuk mengantisipasi kondisi udara ini
adalah, pertama, menggunakan tabir air pada dinding timur yang berfungsi sebagai filter
radiasi matahari pagi tanpa menghilangkan sama sekali penerangan yang diberikan oleh sinar
pagi tersebut, disamping berfungsi sebagai pendingin bangunan. Tabir air yang dijatuhkan
dari dinding bagian atas bangunan mengalir diseluruh dinding kaca sepanjang 65m ke kolam
di dasar bangunan.
Aliran air sebagai tabir dinding kaca ini berfungsi untuk pendinginan permukaan kaca
itu sendiri serta menurunkan suhu lingkungandisekitar bangunan secara evaporatif
(kelembaban udara pada kawasan ini relatif rendah sekitar 50 hingga 70%). Dinding kaca ini
terbuat dari bahan yang 20% nya merupakan komponen keramik yang berfungsi untuk
mengurangi panas matahari tanpa harus mengorbankan cahaya yang masuk dalam bangunan.
Penggunaan tabir air pada dinding Timur ini mampu menurunkan suhu di dalamnya hingga
sekitar 10 derajat Celcius. Pavilion Inggris pada Expo 1992 di Seville, Spanyol.
Gambar 1. Pavilion Inggris pada Expo 1992
di Seville, Spanyol
Dinding muka (Timur) diselubungi oleh tabir air, sementara panel-panel photovoltaic
di atap diarahkan pada sisi Selatan-arah dimana radaisi matahari jatuh. Pada dinding Selatan
ini selimut termal diletakkan, untuk menahan radiasi matahari langsung.
Gambar 2. Sisi Bagian Timur yang Diberi
Tabir Air pada Dinding Kaca Mampu Menurunkan Suhu di dalamnya
Hingga Sekitar 10o C
Sisi Barat dari dinding bangunan ini dilapis dengan kontainer-kontainer berisi air
yang berfungsi sebagai penyerap panPanas yang diserap oleh kontainer berisi air ini akan
menurunkan suhu udara pada siang dan sore hari, kemudian menghangatkan udara pada
malam hari (dimana suhu udara luar pada malam hari cenderung rendah di bawah batas
nyaman).
Air panas atau hangat dalam kontainer ini juga dimanfaatkan bagi kebutuhan air panas
di dalam bangunan. Dinding bangunan pada sisi Selatan diberi lembaran yang semi
transparan yang diperkuat dengan konstruksi baja, yang selain secara estetika ingin
memberikan gambaran sebagai kapal (simbol kejayaan Inggris di laut), juga berfungsi untuk
mengurangi radiasi panas dari sisi selatan, meskipun tetap memungkinkan cahaya matahari
masuk kedalam bangunan.
Sementara itu untuk perimbangan estetika, sisi utara yang tidak mendapat radiasi
matahari langsung juga diselesaikan dengan bentuk yang serupa, meskipun detail
konstruksinya berbeda karena pada sisi ini sangat sedikit menerima
radiasi langsung matahari.
Sejumlah 1.040 panel solar sel yang menghasilkan 46kW daya listrik dan digunakan
bagi keperluan pompa air diletakkan pada bagian atap bangunan membentuk semacam
deretan layar kapal. Konstruksi panel solar sel ini\ diletakkan sedemikan rupa sehingga
berfungsi sebagai pelindung (shading) atap dari radiasi matahari yang jatuh dari sisi Selatan.
Bangunan pavilion Inggris ini menggunakan energi listrik sekitar 24% lebih rendah dari
energi yang seharusnya digunakan pada bangunan berpengkondisi udara umumnya yang
dirancang secara konvensional.as matahari sore.
Gambar 3. Potongan Memanjang Bangunan.
Sejumlah 1.040 Panel Solar Sel Diletakkan Pada Bagian Atap
Bangunan Menghasilkan 46kW Listrik Turut Menyumbang Penghematan
Energi Dalam Bangunan Sekitar 24%
PENGERTIAN
Pengertian umumnya adalah sebuah konsep desain yang beradaptasi dengan
lingkungan yang tropis Tetapi bukan berarti melupakan sisi estetika. Hanya disini hal yang
paling utama adalah sebuah respon positif dari efek iklim tropis itu sendiri. Tentunya ada
beberapa hal yang harus diperhatikan dari segi material, sirkulasi udara, dan penchayaan
alami. Karena lingkungan yang tropis memilikin iklim dengan panas yang menyengat,
pergerakan udara, dan curah hujan yang cukup tinggi. Oleh sebab itu dalam konsep arsitektur
tropis ini juga ada upaya yang harus dicegah dari timbulnya efek iklim tropis. Seperti faktor
kelembaban, perubahan suhu, kesehatah udara.
Pada bangunan arsitektur tropis juga didukung dengan materialnya yang banyak
dengan material loka dan alami. seperti kayu, bambu, dll. Bukaan untuk bangunan arsitektur
tropis harus memperhatikan arah pencahayaan matahari pagi dan sore. Agar tercipta suhu
dalam bangunan yang cukup nyaman dan sehat. Juga sirkulasi udara yang dirasa akan cukup
sebagai udara yang sehat.
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
Gambardenah lantai 4,5,6 dan 9,10,11
gambar denah lantai 3 dan 13
gambar denah lantai 7
Gambar denah lantai pent-house
Gambar tampak samping kanan green jakarta apartemen
Berbagai Aplikasi Energi Matahari
Oleh : Thomas Ari Negara
Energi matahari merupakan energi yang utama bagi
kehidupan di bumi ini. Berbagai jenis energi, baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan
merupakan bentuk turunan dari energi ini baik secara langsung maupun tidak langsung.
Berikut ini adalah beberapa bentuk energi yang merupakan turunan dari energi matahari
misalnya:





Energi angin yang timbul akibat adanya perbedan suhu dan tekanan satu tempat
dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari.
Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang
mengenai bumi.
Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene
menggunakan energi matahari.
Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin.
Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami
proses selama berjuta-juta tahun.
Selain itu energi panas matahari juga berperan penting dalam menjaga kehidupan di bumi ini.
Tanpa adanya energi panas dari matahari maka seluruh kehidupan di muka bumi ini pasti
akan musnah karena permukaan bumi akan sangat dingin dan tidak ada makluk yang sanggup
hidup di bumi.
Energi Panas Matahari sebagai Energi Alternatif
Energi panas matahari merupakan salah satu energi yang potensial untuk dikelola dan
dikembangkan lebih lanjut sebagai sumber cadangan energi terutama bagi negara-negara
yang terletak di khatulistiwa termasuk Indonesia, dimana matahari bersinar sepanjang tahun.
Dapat dilihat dari gambar di atas bahwa energi matahari yang tersedia adalah sebesar 81.000
TerraWatt sedangkan yang dimanfaatkan masih sangat sedikit.
Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari yaitu:
1. Pemanasan ruangan
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Penerangan ruangan
Kompor matahari
Pengeringan hasi pertanian
Distilasi air kotor
Pemanasan air
Pembangkitan listrik
Pemanasan Ruangan
Ada beberapa teknik penggunan energi panas matahari untuk pemanasan ruangan, yaitu:

Jendela
Ini merupakan teknik pemanasan dengan menggunakan energi panas matahari yang paling
sederhana. Hanya diperlukan sebuah lubang pada dinding untuk meneruskan panas matahari
dari luar masuk ke dalam bangunan. Ada jendela yang langsung tanpa ada kacanya dan ada
yang menggunakan kaca. Untuk mendapatkan panas yang optimal maka pada jendela
dipasang kaca ganda. Biasanya di daerah-daerah empat musim dinding/tembok bangunan
diganti dengan kaca agar matahari bebas menyinari dan menghangatkan ruangan pada saat
musim dingin.

Dinding Trombe(Trombe Wall)
Dinding trombe adalah dinding yang diluarnya
terdapat ruangan sempit berisi udara. Dinding bagian luar dari ruangan sempit tersebut
biasanya berupa kaca. Dinding ini dinamai berdasarkan nama penemunya yaitu Felix
Trombe, orang berkebangsaan Perancis.
Prinsip kerjanya adalah permukaan luar ruangan ini akan dipanasi oleh sinar matahari,
kemudian panas tersebut perlahan-lahan dipindahkan kedalam ruangan sempit. Selanjutnya
panas di dalam ruangan sempit tersebut akan dikonveksikan ke dalam bangunan melalui
saluran udara pada dinding trombe.

Greenhouse
Teknik ini hampir sama dengan dinding trombe hanya
saja jarak antara dinding masif dengan kaca lebih lebar, sehingga tanaman bisa hidup di
dalamnya.
Prinsip kerja greenhouse juga serupa dengan dinding trombe. Panas masuk melalui kaca ke
dalam greenhouse lalu dikonveksikan ke dalam bangunan untuk menghangatkan ruangan
atau menjaga suhu rungan tetap stabil meskipun pada waktu siang atau malam hari.
Penerangan Ruangan
Adalah teknik pemanfaatan energi matahari yang banyak dipakai saat ini. Dengan teknik ini
pada siang hari lampu pada bangunan tidak perlu dinyalakan sehingga menghemat
penggunaan listrik untuk penerangan. Teknik ini dilaksanakan dengan mendesain bangunan
yang memungkinkan cahaya matahari bisa masuk dan menerangi ruangan dalam bangunan.
Kompor Matahari
Prinsip kerja dari kompor matahari adalah dengan memfokuskan panas yang diterima dari
matahari pada suatu titik menggunakan sebuah cermin cekung besar sehingga didapatkan
panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau
kayu bakar.
Untuk diameter cermin sebesar1,3 meter kompor ini memberikan daya thermal sebesar 800
watt pada panci. Dengan menggunakan kompor ini maka kebutuhan akan energi fosil dan
energi listrik untuk memasak dapat dikurangi.
Pengeringan Hasil Pertanian
Hal ini biasanya dilakukan petani di desa-desa daerah tropis dengan menjemur hasil
panennya dibawah terik sinar matahari. Cara ini sangat menguntungkan bagi para petani
karena mereka tidak perlu mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya. Berbeda
dengan petani di negara-negara empat musim yang harus mengeluarkan biaya untuk
mengeringkan hasil panennya dengan menggunakan oven yang menggunakan bahan bakar
fosil maupun menggunakan listrik.
Distilasi Air
Cara kerjanya adalah sebuah kolam yang dangkal,
dengan kedalaman 25mm hingga 50 mm, ditututup oleh kaca. Air yang dipanaskan oleh
radiasi matahari, sebagian menguap, sebagian uap itu mengembun pada bagian bawah dari
permukaan kaca yang lebih dingin. Kaca tersebut dimiringkan sedikit 10 derajat untuk
memungkinkan embunan mengalir karena gaya berat menuju ke saluran penampungan yang
selanjutnya dialirkan ke tangki penyimpanan.
Pemanasan Air
Penyediaan air panas sangat diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun untuk
alat antiseptik pada rumah sakit dan klinik kesehatan. Penyediaan air panas ini memerlukan
biaya yang besar karena harus tersedia sewaktu-waktu dan biasanya untuk memanaskan
digunakan energi fosil ataupun energi listrik. Namun Dengan menggunakan pemanas air
tenaga surya maka hal ini bukan merupakan masalah karena pemanasan air dilakukan dengan
menyerap panas matahari dengan menggunakan kolektor sehingga tidak memerlukan biaya
bahan bakar.
Prinsip kerjanya adalah panas dari matahari diterima oleh kolektor yang terdapat di dalam
terdapat pipa-pipa berisi air. Panas yang diterima kolektor akan diserap oleh air yang berada
di dalam pipa sehingga suhu air meningkat. Air dingin dialirkan dari bawah sedangkan air
panasnya dialirkan lewat atas karena massa jenis air panas lebih kecil daripada massa jenis air
dingin (prinsip thermosipon). Air ini lalu masuk ke dalam penyimpan panas. Pada penyimpan
panas, panas dari air ini dipindahkan ke pipa berisi air yang lain yang merupakan persediaan
air untuk mandi/antiseptik. Sedangkan air yang berasal dari kolektor akan diputar kembali ke
kolektor dengan menggunakan pompa atau hanya menggunakan prinsip thermosipon.
Persediaan air panas akan disimpan di dalam tangki penyimpanan yang terbuat dari bahan
isolator thermal. Pada sistem ini terdapat pengontrol suhu jika suhu air panas yang dihasilkan
kurang dari yang diinginkan maka air akan dimasukkan kembali ke tangki penyimpan panas
untuk dipanaskan kembali.
Kolektor yang digunakan pada pemanas air tenaga panas matahari ini adalah kolektor surya
plat datar yang bagian atasnya terbuat dari kaca yang berwarna hitam redup sedangkan
bagian bawahnya terbuat dari bahan isolator yang baik sehingga panas yang terserap kolektor
tidak terlepas ke lingkungan. Air panas di dalam kolektor bisa mencapai 82 C sedangkan air
panas yang dihasilkan tergantung keinginan karena sistem dilengkapi pengontrol suhu.
Pembangkitan Listrik
Prinsipnya hampir sama dengan pemanasan air hanya
pada pembangkitan listrik, sinar matahari diperkuat oleh kolektor pada suatu titik fokus untuk
menghasilkan panas yang sangat tinggi bahkan bisa mencapai suhu 3800 C. Pipa yang berisi
air dilewatkan tepat pada titik fokus sehingga panas tersebut diserap oleh air di dalam pipa.
Panas yang sangat besar ini dibutuhkan untuk mengubah fase cair air di dalam pipa menjadi
uap yang bertekanan tinggi. Uap bertekanan tinggi yang di hasilkan ini kemudian digunakan
untuk menggerakkan turbin uap yang kemudian akan memutar turbo generator untuk
menghasilkan listrik.
Ada dua jenis kolektor yang biasa digunakan untuk pembangkitan listrik yaitu kolektor
parabolik memanjang dan kolektor parabolik cakram.
Kolektor Parabolik Memanjang
Kolektor Parabolik Cakram
Di California, Amerika Serikat, alat ini telah mampu menghasilkan 354 MW listrik. Dengan
memproduksi kolektor ini secara massal, maka harga satuan energi matahari ini di AS, sekitar
Rp 100/KWh lebih murah dibandingkan energi nuklir dan sama dengan energi dari tenaga
pembangkit dengan bahan baku energi fosil.(Ivan A Hadar, 2005).
Di India dengan area seluas 219.000 meter persegi maka kolektor mampu menghasilkan
listrik sebesar 35-40 MW dengan rata-rata intensitas penyinaranya adalah sebesar 5.8 KWH
per meter persegi per hari.(Gordon Feller).
Kita dapat juga membangkitkan listrik langsung dari energi surya, yaitu dengan
menggunakan photovoltaic. Alat ini terbuat dari bahan semikonduktor yang sangat peka
dalam melepaskan elektron ketika terkena panjang gelombang sinar matahari tertentu. Akan
tetapi alat ini masih sangat mahal dan efisiensinya masih sangat rendah, yaitu sekitar 10%.
Pembangkitan listrik berdasarkan perbedaan tekanan pada gas juga bisa dilakukan, yaitu
dengan menggunakan chimney. Ini sebuah sistem tower yang terdiri turbin gas dan jalinan
kaca tertutup yang luas untuk memerangkap panas matahari.
Prinsipnya: sinar matahari akan menembus kaca dari alat ini kemudian memanaskan gas yang
terperangkap di bawah kaca. Gas suhu tinggi ini akan memasuki tower tertutup yang
tingginya bisa mencapai 1000 meter vertikal. Oleh karena perbedaan suhu gas pada
permukaan bumi dan 1000 meter diatas permukaan bumi, maka gas akan mengalir ke atas
melalui tower ini. Aliran gas/udara tersebut akan memutar turbin gas. Skema sederhana dapat
dilihat pada gambar dibawah.
Keuntungan dan Kerugian Energi Panas Matahari
Keuntungan dari penggunaan energi panas matahari antara lain:




Energi panas matahari merupakan energi yang tersedia hampir diseluruh bagian
permukaan bumi dan tidak habis (renewable energy).
Penggunaan energi panas matahari tidak menghasilkan polutan dan emisi yang
berbahaya baik bagi manusia maupun lingkungan.
Penggunaan energi panas matahari untuk pemanas air, pengeringan hasil panen akan
dapat mengurangi kebutuhan akan energi fosil.
Pembanguan pemanas air tenaga matahari cukup sederhana dan memiliki nilai
ekonomis.
Kerugian dari penggunaan energi panas matahari antara lain:






Sistem pemanas air dan pembangkit listrik tenaga panas matahari tidak efektif
digunakan pada daerah memiliki cuaca berawan untuk waktu yang lama.
Pada musim dingin, pipa-pipa pada sistem pemanas ini akan pecah karena air di
dalamnya membeku.
Membutuhkan lahan yang sangat luas yang seharusnya digunakan untuk pertanian,
perumahan, dan kegiatan ekonomi lainya. Hal ini karena rapat energi matahari sangat
rendah.
Lapisan kolektor yang menyilaukan bisa mengganggu dan membahayakan
penglihatan, misalnya penerbangan.
Sistem hanya bisa digunakan pada saat matahari bersinar dan tidak bisa digunakan
ketika malam hari atau pada saat cuaca berawan.
Penyimpanan air panas untuk perumahan bukan merupakan masalah, tetapi
penyimpanan uap air pada pembangkit listrik memerlukan teknologi yang sulit.
BANK MANDIRI, Yogyakarta, Indonesia
Nama Proyek : Kantor Cabang Bank Mandiri, Sekip
UGM
Principal Architect : Mario Andreti ,ST.
Architecture Firm : MOM Architect
Owner : Bank Mandiri
Lokasi : Jalan Kaliurang, Yogyakarta, Indonesia
Status : Konsep Desain
Luas Lahan : 760 m2
Luas Bangunan : 480 m2
Tahun : 2004
Gambar Perspektif 1
Posisi site kantor Bank Mandiri ini berada pada posisi hook, yang menjadikannya
memiliki beberapa potensi untuk dimaksimalkan, antara lain : view yang baik dari
dua arah jalan, serta jalur kendaraan yang bisa dibuat terpisah antara jalur masuk
kendaraan dan jalur keluar. Terdapat dua zona fungsi yang berbeda pada bangunan
ini yaitu, zona untuk karyawan kantor dan zona untuk pelayanan kepada konsumen.
Kedua zona ini pun memiliki pintu masuk yang berbeda.
Peta Lokasi
Siteplan
Zona untuk karyawan terdiri dari ruang kepala, ruang meeting, ruang arsip,ruang
server, pantry, dan ruang untuk brankas. Sementara untuk pelayanan kepada
konsumen, terdiri dari : ruang advertising, ruang untuk customer service, ruang
untuk teller dan transaksi, mushola, serta ruang ATM 24 jam yang diletakkan pada
bagian depan, yang juga berfungsi sebagai Entrance utama.
Denah
Sketsa Konsep 1
Gambar Perspektif 2
Pada fasad bangunan, konsep bentuk yang ingin ditekankan adalah menghadirkan
tampilan kokoh, berkarakter, serta modern. Bentukan geometris yang tegas,
diharapkan memunculkan kesan kokoh dari bangunan ini. Warna biru dan kuning
yang merupakan identitas Bank Mandiri serta dibalut dominasi warna putih, ditujukan
untuk memunculkan karakter dari bangunan ini sehingga tanpa melihat tulisan Bank
Mandiri pun sudah dapat dikenali bahwa ini merupakan bangunan kantor dari Bank
Mandiri. Selain itu pada bagian utara dinding bangunan terdapat permainan dinding
yang berbentuk seperti logo Bank Mandiri, juga ditujukan untuk memperkuat
identitas bangunan. Bentuk pintu jendela didesain agak berbeda dari desain
konvensional, cenderung dekonstruksi pada beberapa bagian, diharapkan dapat
menjadi penggerak utama bahwa bangunan Bank tidaklah harus selau kaku dan
monoton, namun untuk menjadikannya sebuah bangunan yang menarik, agar lebih
menjual untuk menarik lebih banyak calon konsumen.
Sketsa Konsep 2
Sketsa Konsep 3
Gambar Perspektif 3
Untuk menciptakan kenyamanan penghawaan (thermal comfort) yang baik, konsep
bangunan ini memiliki solusi khusus, dan lebih kepada eksperimental, yaitu
membuat kolam penampung air diatas atap dak betonnya. Tujuan dari bentuk atap
Water-roof ini adalah atap dak beton sangat mudah mentransfer panas ke dalam
bangunan, atap pun berubah fungsi menjadi sumber panas yang baru bagi ruangan
dibawahnya, untuk mencegah itu, maka digunakanlah air sebagai penahan panas
hingga tidak terlalu banyak terserap ke atap.
Sketsa Konsep 4
Gambar Perspektif 4
Penggunaan jendela terbuka berukuran besar, serta tinggi ceiling (plafond) setinggi
6 meter dari lantai, diharapkan dapat memberi kondisi nyaman, sejuk dari ruang
utama didalamnya. Hal ini ditujukan untuk mengurangi penggunaan AC diruang
dalam bangunan, sebagai langkah untuk penghematan energi.
Gambar Perspektif 5
Sketsa Konsep 5
Sketsa Konsep 6