fisika bangunan
advertisement
RANCANGAN KEGIATAN PEMBELAJARAN MATA KULIAH FISIKA BANGUNAN DOSEN PENGAMPU : IR. H. SIDIK HANANTO US, MT PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ARSITEKTUR JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ARSITEKTUR FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2010 SILABUS MATA KULIAH 1. Identitas Perguruan Tinggi a. Pergruan Tinggi b. Fakultas c. Jurusan d. Program Studi : : : : Universitas Pendidikan Indonesia FPTK JPTA Pendidikan Teknik Arsitektur Identitas Mata Kuliah a. Nama Mata Kuliah b. Kode MK c. Dosen Pengampu d. Semester e. Bobot SKS : : : : : Fisika Bangunan TA 306 Ir. H.Sidik Hananto Us, MT 4 2 3. Mata Kuliah Prasyarat : --- 4. a. Status Mata Kuliah b. Sifat Mata Kuliah : : Wajib Teori 5. Kompetensi yang dicapai a. Kompetensi : . Mengenal komponen bahan bangunan yang sangat dipengaruhi faktor iklim. . Mengenal dan memprediksi kebutuhan/ kondisi ruang yang dipengaruhi oleh faktor cuaca, akustik, optik dan bionomik manusia. 2. b. Indikator : . Kemampuan meprediksi fenomena perubahan fisik bahan. . Kemampuan mempredikisi kebutuhan keamanan (safety factor) bangunan terkait korelasi penggunaan bahan. - Mempredikisi perhitungan kebutuhan kenyaman secara umu pada bangunan. 6. Deskripsi Mata Kuliah Pemahaman dan pengenalan prinsip dasar klimatologi (iklim tropis) da karakteristik penerangan siang hari, ventilasi serta akustik, yang terjadi pada ruang dalam banguan. Dengan pemahaman ini dapat diperkirakan nilai kenyamanan thermal ideal pasa internal bangunan. 7. Pendekatan Pembelajaran : Penyelesaian soal/ masalah yang merupakan temuan kelompok secara klasikal; diselesaikan secara kelompok besar. Dan untuk masalah yang bersifat prinsipal/ kasusistik diselesaikan secara individual. 8. Media Pembelajaran : Ceramah, diskusi kasus dengan paparan digital, media realitas pada ruang yang sedang digunakan. 9. Asesmen : - Kehadiran - UTS dan UAS - Tugas terstruktur (bulanan/ semesteran) baik secara individual ataupun kelompok. - Kemampuan studi kasus (temuan masalah); dalam acara diskusi (pendalaman) 10. Tugas-tugas Mahasiswa Diantaranya membuat makalah yang membahas masalah bangunan pada substansial kemampuan fisik dengan pokok bahasan sebagai berikut : (Ilustrasi) 1. Uraikan komponen bangunan yang berkaitan dengan pembebanan struktur, konstruksi dan fungsi lainnya (pondasi, kolom, lantai, core, dinding). Berikan sketsa grafis sebagai petunjuk pembahasannya. 2. Beban iklim sangat mempengaruhi proses desain bangunan; Jelaskan masalah yang berkaitan dengan matahari, hujan, udara/ angin, dan uraikan pula cara rekayasa teknologinya. 3. Berikan ulasan tentang penerangan siang hari yang juga disebut dengan cahaya terang langit. Bahas pula kendala dan syarat-syarat cahaya ini sampai di meja/ bidang kerja. 11. Sumber Pustaka 1. Leslie L Doelle, 1972, Environmental Accoustics, McGraw-Hill. 2. Phillips, 1965, Lighting and Architectural Accoustics, McGraw-Hill. 3. Koenigsberger, 1973, Manual of Tropical Housing and Building Climatic Design, Longman. 4. Egan, M.David, 1975, Concepts in Thermal Comfort, Prentice-Hall, Inc. 5. Lippsmeier, Georg., 1980, Tropenbau Building in the Tropics, Verlag Georg D.W. Callwey. 6. Adhiwijogo, Markus, 1970, Penerangan Alami Siang Hari Dari Bangunan, Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. .---- o ----. SATUAN ACARA PERKULIAHAN 1. 2. 3. 4. 5. 5.1. NAMA MATA KULIAH KODE MK / SKS MK PRASYARAT SEMESTER POKOK BAHASAN Pokok Bahasan 1 : : : : Fisika Bangunan TA 306 / 2 --4 : Pada permulaan kuliah diberikan penjelasan mengenai dasar-dasar fisika bangunan secara umum. Pertemuan Ke : Pertama Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Memahami masalah pada umumnya pada bahasan fisika material dan komponen bangunan. b. Indikator : Menulis dafar pertanyaan. c. Model Pembelajaran : Ceramah, tanja jawab, tampilan grafik ilustrasi d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Klasikal TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Memberi ulasan dan fenomena proses material bangunan dan pengaruhnya Responsif dan mencatat. 30 Menit PELAKSANAAN Paparan sketsa grafis dasar filosofi keilmuan Fisika Bangunan Responsif dan mencatat. 50 Menit AKHIR PERTEMUAN Pendalaman, tanjajawab Responsif dan mencatat. 20 menit 5.2. Pokok Bahasan 2 : Pengaruh kesehatan dan kenyamanan ideal di dalam bangunan secara umum, dengan standar daerah tropis basah. Pertemuan Ke : Kedua dan ketiga Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Memahami masalah kesehatan dan kenyamanan ruang pada umumnya yang dipengaruhi oleh iklim, terutama pada bahasan fisika material dan komponen bangunan. b. Indikator : Perilaku, kesegaran, kesehatan bionomik. c. Model Pembelajaran : Ceramah, tanja jawab, tampilan grafik ilustrasi d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Klasikal TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Memberi standarisasi Responsif dan kenyamanan yang mencatat. ideal dan karakteristik penghuni serta pengaruh dari penggunaan material bangunan. 2 x 30 Menit PELAKSANAAN Membuat analisa dan perhitungan skala kenyamanan ruang, serta mengamati perubahan kondisi udara terkait dengan penggunaan material bangunan. Responsif, studi kasus dan mencatat. 2 x 50 Menit AKHIR PERTEMUAN Pendalaman, tanjajawab Responsif, ungkapan masalah kekinian dan mencatat. 2 x 20 menit 5.3. Pokok Bahasan 3 : Pengaruh iklim pada bahan bangunan yang paling sering diperguinakan. Pertemuan Ke : Keempat dan kelima Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Memahami dan menganalisa masalah karakteristik bahan bangunan yang dipengaruhi oleh radiasi matahari, kelembaban udara, panas udara dan hujan. b. Indikator : Kekuatan bahan dalam pembebanan faktor iklim; terhadap muai susut, kelapukan bahan dan lain sebagainya. c. Model Pembelajaran : Ceramah, tanja jawab, tampilan grafik ilustrasi d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Klasikal TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Memberi ulasan dan fenomena proses material bangunan dan pengaruhnya Responsif dan mencatat. 2x15 Menit PELAKSANAAN Menganalisa dan Responsif dan melakukan studi mencatat. komparasi penggunaan material bangunan dengan pengaruh faktor iklim. 2x50 Menit AKHIR PERTEMUAN Pendalaman, tanjajawab 2x20 menit 5.4. Pokok Bahasan 4 Responsif dan mencatat. : Pemahaman masalah pencahayaan alami (penerangan alami siang hari) dan buatan (rekayasa mekamisasi). Pertemuan Ke : Keenam dan ketujuh Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Memahami dan menganalisa masalah karakteristik bahan bangunan yang dipengaruhi oleh radiasi matahari, kelembaban udara, panas udara dan hujan. b. Indikator : Kekuatan bahan dalam pembebanan faktor iklim; terhadap muai susut, kelapukan bahan dan lain sebagainya. c. Model Pembelajaran : Ceramah, tanja jawab, tampilan grafik ilustrasi d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Klasikal TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Memberi ulasan dan Responsif dan fenomena proses mencatat. penerangan siang hari dan pengaruhnya terhadap kenyamanan dan kesehatan kerja 2x15 Menit PELAKSANAAN Menganalisa dan melakukan studi kuat cahaya terang langit di bidang kerja dan pengaruh sudut datang radiasi terhadap bukaan bangunan. Responsif dan mencatat. 2x60 Menit AKHIR PERTEMUAN Pendalaman, tanjajawab dan melakukan evaluasi kecerdasan analisis mahasiswa. Responsif dan mencatat. 2x20 menit 5.5. Pokok Bahasan 5 : Ujian Tengah Semester. Pertemuan Ke : Kedelapan Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Mampu memahami dan menganalisa bahasan pada pertemuan kedua sampai dengan ketujuh. b. Indikator : Tampilan prestasi. c. Model Pembelajaran : Jawaban ilustrasi narasi dan grafis. d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Individual. TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Distribusi, dan pemeriksaan persiapan UTS. Melakukan kelengkapan administratif. 5 Menit PELAKSANAAN Supervisi . Mengerjaan soal-soal UTS. 100 Menit AKHIR PERTEMUAN Pengumpulan hasil. Penyerahan lembar UTS. 5 menit 5.6. Pokok Bahasan 6 : Pemahaman masalah radiasi matahari (orientasi/ posisi bangunan terhadap arah radiasi). Pertemuan Ke : Kesembilan Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Mengetahui dan dapat menganalisa masalah karakteristik ruangan yang dipengaruhi oleh penyinarang langsung matahari, serta mengukur kenyaman termal. b. Indikator : Kuat cahaya dan faktor tingkat suhu udara; terhadap kenyaman ruangan. c. Model Pembelajaran : Ceramah, tanja jawab, tampilan grafik ilustrasi d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Klasikal TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Memberi ulasan dan fenomena proses material bangunan dan pengaruhnya Responsif dan mencatat. 30 Menit PELAKSANAAN Menganalisa dan Responsif dan melakukan studi mencatat. komparasi penggunaan material bangunan dengan pengaruh faktor iklim. 50 Menit AKHIR PERTEMUAN Pendalaman, tanjajawab 20 menit Responsif dan mencatat. 5.7. Pokok Bahasan 7 : Pemahaman masalah pembaharuan udara secara alami (ventilasi ruang ) dan buatan (rekayasa mekamisasi). Pertemuan Ke : Kesepuluh Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Mampu melihat masalah penghawaan baik secara alami (kekuatan angin) maupun buatan (mekanis). b. Indikator : Kekuatan / kecepatan udara di luar ruangan dan pengkodisian ruang pada aspek kenyamanan pada umumnya. c. Model Pembelajaran : Ceramah, tanja jawab, tampilan grafik ilustrasi d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Klasikal TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Memberi ulasan dan fenomena proses pembaharuan udara secara alami. Responsif dan mencatat. 30 Menit PELAKSANAAN Menganalisa dan melakukan studi komparasi kebutuhan pembaharuan udara di dalam ruang. Responsif dan mencatat. 50 Menit AKHIR PERTEMUAN Pendalaman, tanjajawab Responsif dan mencatat. 20 menit 5.8. Pokok Bahasan 8 : Kebutuhan pembaharuan udara akibat dari polusi udara (bahteri, debu, CO2 dlsb.), dan kebutuhan ventilasi untuk mendapatkan kelembaban dan temperatur yang ideal. Pertemuan Ke : Kesebelas dan keduabelas Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Memahami dan menganalisa masalah kebutuhan ventilasi sesuai karakteristik penggunaan ruangan. b. Indikator : Kadar CO2 di udara sebagai indikator gangguan kesehatan dan faktor lain (kandungan polusi udara). c. Model Pembelajaran : Ceramah, tanja jawab, tampilan grafik ilustrasi d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Klasikal TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Memberi dasar-dasar pembaharuan udara; dan kebutuhan udara bersih/ segar. Responsif dan mencatat. 2x15 Menit PELAKSANAAN Menganalisa dan melakukan analisa/ pehitungan produksi polusi udara (CO2) dan pengkuran komparatif terhadap kesehatan ruangan. Responsif dan mencatat. 2x65 Menit AKHIR PERTEMUAN Pendalaman, tanjajawab Responsif dan mencatat. 2x20 menit 5.9. Pokok Bahasan 9 : Akustik lingkungan (kebisingan di luar bangunan) yang harus diantisipasi untuk ditanggulangi. Pertemuan Ke : Ketigabelas Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Memahami dan menganalisa masalah daya serap akustik dari lansekap , serta mampu memprediksi sudut datang dan pantul bunyi. b. Indikator : Elemen lansekap sebagai pengendali sistem akustik; kekuatan sumber bunyi primer. c. Model Pembelajaran : Ceramah, tanja jawab, tampilan grafik ilustrasi d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Klasikal TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Memberi dasar elemen lansekap sebagai pengendali arah bunyi. Responsif dan mencatat. 30 Menit PELAKSANAAN Menganalisa dan melakukan studi karakteristik media bunyi di luar bangunan. Responsif dan mencatat. 50 Menit AKHIR PERTEMUAN Pendalaman, tanjajawab Responsif dan mencatat. 20 Menit 5.10. Pokok Bahasan 10 : Akustik ruangan, sifat/ perilaku bunyi pada bentuk ruang dalam (interior). Rambatan bunyi pada konstruksi bangunan. Pertemuan Ke : Keempatbelas dan kelimabelas Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Memahami dan menganalisa masalah karakteristik bunyi dan menguji gangguan bunyibahan bangunan yang dipengaruhi oleh radiasi matahari, kelembaban udara, panas udara dan hujan. b. Indikator : Kekuatan dan frequensi bunyi, daya akustik bahan terhadap bunyi serta gangguan bunyi. c. Model Pembelajaran : Ceramah, tanja jawab, tampilan grafik ilustrasi d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Klasikal TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Memberi ulasan filosofi dan fenomena kelakuan bunyi. Responsif dan mencatat. 2x15 Menit PELAKSANAAN Menganalisa dan melakukan studi kekuatan dan frequensi bunyi, serta melakukan uji coba material akustik. Responsif dan mencatat. 2x65 Menit AKHIR PERTEMUAN Pendalaman, tanjajawab Responsif dan mencatat. 2x20 menit 5.11. Pokok Bahasan 11 : Ujian Akhir Semester. Pertemuan Ke : Keenambelas Dosen/ Asisten : Ir. H. Sidik Hananto Us, MT Kompetensi Dan Model Pembelajaran a. Kompetensi : Menyelesaikan dan menganalisa masalah secara komprehensif serta membuat keputusan pilihan desain yang ideal. b. Indikator : Kecepatan dan keakuratan pemilihan metode. c. Model Pembelajaran : Jawaban ilustrasi narasi dan grafis. d. Skenario Kegiatan Pembelajaran : Individual TAHAP KEGIATAN KEGIATAN DOSEN KEGIATAN MHS WAKTU PERSIAPAN Distribusi, dan pemeriksaan persiapan UAS. Melakukan kelengkapan administratif. 5 Menit PELAKSANAAN Supervisi . Mengerjaan soal-soal UAS. 100 Menit AKHIR PERTEMUAN Pengumpulan hasil. Penyerahan lembar UAS. 5 menit 6. MEDIA, ALAT DAN BAHAN PEMBELAJARAN a. Set digital presentasi b. Set papan tulis c. Set model untk uji coba materi (metode kalibrasi) 7. EVALUASI a. Penyelesaian Tugas Kecil/ Besar b. Pelaksanaan kelompok uji coba materi c. Jawaban narasi/ grafis UTS dan UAS d. Penilaian komprehensif komponen evaluasi (kehadiran, tugas-tugas, tanyajawab,UTS/UAS) 8. SUMBER PUSTAKA/ PEMBELAJARAN Adhiwijogo, Markus, 1970, Penerangan Alami Siang Hari Dari Bangunan, Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Dawson, Barry & Gillow, John, 1994, The Traditional Architecture of Indonesia, London: Thames & Hudson. Egan, M.David, 1975, Concepts in Thermal Comfort, Prentice-Hall, Inc. Koenigsberger, 1973, Manual of Tropical Housing and Building Climatic Design, Longman. Leslie L Doelle, 1972, Environmental Accoustics, McGraw-Hill. Lippsmeier, Georg., 1980, Tropenbau Building in the Tropics, Verlag Georg D.W. Callwey. Phillips, 1965, Lighting and Architectural Accoustics, McGraw-Hill. .---- o ----. LAMPIRAN MATERI PERKULIAHAN IKLIM 1. Bahwasanya, perencanaan serta tata letak suatu bangunan harus disesuaikan dengan keadaan iklim setempat adalah suatu hal yang sejak lama sudah dikenal manusia secara universal. Berabad-abad lamanya hingga kini dalam sejarah manusia, mereka belajar, meneliti dan berusaha melindungi rumah-rumah ataupun bangunan-bangunannya terhadap pengaruhpengaruh yang tidak menguntungkan dari iklim sesuai dengan keadaan serta kondisi daerahnya masing-masing. 2. Di negara kita Indonesia, umpamanya di daerah pulau Jawa; nenek moyang kita sejak jaman purba kala selalu menghadapkan pintu-utama rumahnya kearah selatan atau utara. Hal ini antara lain disebabkan karena dengan cara demikian ruangan-ruangan dengan mudah dapat menerima aliran udara melalui bukaan (pintu dan jendela) rumahnya termasuk sinar matahari pagi, namun pada siang hari sinar (radiasi) matahari yang lebih condong ke utara tetap dihalangi oleh teritisan atap rumah. Masyarakat di daerah Minangkabau memilih bentuk atap rumahnya yang tinggi-tinggi serta curam, antara lain berguna untuk mengisolasi teriknya matahari yang berllebihan dan memudahkan pengaliran air hujan yang seringkali jatuhnya dengan jumlah besar. Demikian pula untuk bentuk rumah panggung yang banyak terdapat di negara kita, hal ini dimaksudkan untuk aliran udara (proses ventilasi) dibawah lantai papan (panggung) agar dapat mengurangi kelembaban udara yang berlebihan di dalam ruangan. 3. Dalam perencanaan pengaruh iklim, pada dasarnya ada tiga faktor terpenting yang menyangkut pemahaman/ pemikiran dalam proses perancangan bangunan. Faktor-faktor tersebut ialah : Manusia dengan kebutuhannya. Pengaruh iklim, dan Bahan bangunan. 3.1. Manusia dengan kebutuhannya. Pada hakekatnya perencanaan bangunan sangat erat hubungannya dengan persoalan sosio-ekonomi dari orang-orang yang akan memakai/ menempati bangunan. Perencanaan tersebut, baik ditinjau dari bangunannya itu sendiri maupun dilihat dari segi lingkungannya mewajibkan adanya tanggung jawab yang besar dari perencananya dengan mensyaratkan pertimbangan-pertimbangan yang selaras dengan dasar-dasar perilaku kehidupan dan budaya masyarakat di lingkungan tersebut. 3.2. Pengaruh Iklim Iklim sangat dipengaruhi oleh perputaran bumi pada sumbunya yang selalu berubahubah dalam perjalannya mengelilingi matahari, maka masing-masing lintang pada bumi menerima panas matahari yang banyaknya berbeda-beda. Permukaan bumi mengalami pemanasan dan pendinginan yang diakibatkan adanya enerji matahari, dan kita maklumi bahwa enerji ini adalah konstan. Mengamati tentang pemanasan dan pendinginan sebaiknya kita kaji terlebih dahulu bagaimana sesungguhnya terjadinya proses ini. Panas, dihantar dari matahari ke bumi melalui satu proses saja, ialah proses radiasi. Radiasi ini akan mengalir dari ruang yang lebih panas menuju ke ruang yang lebih dingin (proses menjalarnya kalor). Matahari memancarkan suatu enerji berupa spektrum yang besar dan luas dan dari padanya hanya sebagian kecil saja yang dapat kita lihat dengan mata. Sebahagian besar daripada panas yang diterima oleh bumi berbentuk gelombang panjang, ialah berkas-berkas infra merah. Jumlah panas yang diabsorbsi oleh bumi dalam setiap tahunnya seimbang dengan kehilangan panasnya atau pendinginannya. Bumi kehilangan panasnya melalui tiga proses : a. Karena re-radiasi gelombang-panjang menuju tempat-tempat sekitarnya yang lebih dingin. b. Karena konveksi; udara yang menjadi panas, oleh sebab bertemunya dengan permukaan bumi yang panas, naik menuju atmosfeer atas, dimana dari sana di reradiasikan lagi ke ruang angkasa. c. Karena evaporasi; permukaan bumi menjadi dingin seperti berubahnya cairan air menjadi uap air. Jumlah panas yang diterima oleh suatu tempat/ daerah di permukaan bumi ini bergantung dari : a. Lamanya tempat/ daerah tersebut terkena sinar matahari. b. Sudut datang dari sinar matahari yang mengenai bumi. Panas diterima dengan jumlah yang maksimum bila matahari terletak diatas kepala kita (sudut datang 90o), dan jumlah panas minimum diterima bila letak matahari adalah rendah (pagi/ sorte hari), karena sejumlah tertentu dari enerjinya hilang dalam perjalanannya ke bumi melalui jarak atmosfeer yang lebih panjang. Iklim, yang sifatnya sesuai dengan daerahnya, memaksa kita untuk selalu berusaha menghindari pengaruhnya yang tidak menguntungkan terhadap fisik dan psikis kita. Indonesia berada dalam daerah yang mempunyai iklim tropis dan tergolong panaslembab yang ciri-cirinya antara lain dapat disebutkan di bawah ini : a. Kelembaban udaranya mempunyai angka tinggi, baik dalam musim hujan maupun dalam musim panas (rata-rata per tahun = 80%). b. Angka jatuhnya hujan sangat tinggi (rata-rata per tahun 1809 mm) c. Perbedaan suhu udara pada siang hari dan malam hari relatif tidak besar, berkisar antara 20 ~ 50 C. Dengan memperhatikan sifat-sifat iklim Indonesia seperti tersebut di atas, suatu perencanaan bangunan dalam dasar-dasar pemecahan dan pemikirannya perlu diselaraskan dengan hal-hal tersebut diatas untuk tercapainya kenikmatan. 3.2.1. Penghawaan udara dan kenikmatan (comfort) : Beberapa faktor iklim yang sangat mempengaruhi kenikmatan (comfort) kita, ialah : Pergerakan udara. Suhu udara. Kelembaban udara, dan Radiasi. Suhu dan kelembaban udara adalah faktor-faktor yang menyebabkan perasaan tidak enak pada tubuh kita. Tetapi selain itu pula kurangnya pergerakan udara di dalam suatu ruangan dimana kita tinggal pun menjadi penyebab ketidak nyamanan tersebut. Di lain pihak, radiasi, apakah itu solar radiation ataupun thermal radiation banyak pengaruhnya terhadap kenikmatan. Atap dan dinding pada bangunan kita adalah bahagian-bahagian yang paling banyak menerima radiasi matahari secara langsung. Radiasi tersebut melalui proses refleksi dan transmisi dihantarkan masuk ke dalam ruangan-ruangan. Beberapa cara antara lain yang dapat dilakukan untuk mengurangi besarnya pengaruh adanya radiasi terhadap bangunan kita ialah : Pembayangan atap, dan Pembayangan dinding. Sesungguhnya sangat sukar sekali menetukan ukuran-ukuran kenikmatan secara tepat, oleh karena kombinasi dari pergerakan udara dengan kecepatan 4,57 m ~ 7,62 m per menit, suhu udara pada 20,40 Celcius dan kelembaban udara 70 %, adalah sama nikmatnya dengan kombinasi dari suhu udara 23,20 C, kelembaban udara 20% dabn kecepatan pergerakan udara yang sama seperti disebutkan di atas. Lagi pula ukuran rasa nikmat ini adalah sangat subyektif. Seseorang pada keadaan dan suasana (environment) tertentu sudah mencapai rasa nikmat, sedangkan bagi orang lain pada keadaan dan suasana yang sama juga sama sekali belum merasa betah ataupun nikmat. C.C. Webb telah menyelidiki dan menyusun suatu indeks kenikmatan bagi penduduk Singapura dan terkenal dengan nama Singapore Comfort Index, dia menarik kesimpulan bahwa angka indeks 260 Celcius adalah ukuran yang dirasakan cukup nikmat oleh 69 % dari penduduk Singapura yang diselidiki. Dengan demikian Singapore Comfort Index ini dapat diusulkan untuk dipergunakan dan berlaku pula untuk negara-negara di Asia Tenggara, termasuk Indonesia, mengingat banyaknya persamaan kondisi di antara negara-negara tersebut baik iklim maupun penduduknya, selama penelitian dan penyelidikan setempat belum dilakukan. Sejalan dengan bahasan tersebut diatas, Bedford dengan penelitian lanjutan dari Webb berhasil menemukan satu formula kenikmatan yang mendasarkan pada unsur-unsur : Suhu udara/ pancaran sinar, Kelembaban, Pergerakan udara, dan Sebuah angka konstan. Adapun formulanya adala sebagai berikut : S = p + 0,25 (t1 + ts) + 0,1x – 0,1 (37,8 – t1) v Dimana : S = angka kenikmatan t1 = suhu udara dalam Celcius ts = suhu pancaran sinar (starlings temperatuur) x = kelembaban absolute (g/kg) v = kecepatan angin (m/sek), pengukuran 0,50 m diatas lantai. p = angka konstan : 10,6 untuk musim panas. Berdasarkan formula tersebut diatas, maka dibuat tabel kenikmatan seperti di bawah ini : S Ukuran Perasaan +3 Terlalu sangat panas +2 Terlalu panas +1 Panas nikmat 0 Nikmat -1 Dingin nikmat -2 Terlalu dingin -3 Terlalu sangat dingin Sumber : Boukunde VII, Jellema. 3.2.2. Kelembaban Udara : Kadar kelembaban udara, berbeda dengan unsur-unsur yang lain, dapat mengalami fluktuasi yang tinggi dan tergantung terutama pada perubahan temperatur udara. Semakin tinggi temperatur, semakin tinggi pula kemampuan udara menyerap air. Kelembaban absolut adalah kadar air dari udara, dinyatakan dalam gram per kilogram udara kering. Cara yang lebih banyak digunakan adalah dengan mengukur tekanan yang ada pada udara dalam Kilo-Pascal (Kpa). Ini umumnya disebut sebagai “Tekanan uap air”. Kelembaban relatif menunjukan perbandingan antara tekanan uap air yang ada terhadap tekanan uap air maksimum yang mungkin (derajat kejenuhan) dalam kondisi temperatur udara tertentu, dinyatakan dalam persen. Udara yang telah jenuh, artinya tidak dapat menyerap air lagi jika dalam temperatur tertentu tekanan uap air maksimum telah tercapai. Misalnya udara dengan 380 C dapat menyerap uap air sepuluh kali lebih banyak dibandingkan udara dengan 00 C. Jadi titik jenuh akan naik dengan meningkatnya temperatur. “Temperatur lembab” menunjukkan kombinasi antara temperatur kering yang diukur secara normal dengan kadar kelembaban udara. Ini diukur dengan sebuah thermometer yang dilembabkan. Tabung air raksa pada thermometer ini dibalut longgar dengan kain kasa yang ujungnya selalu berada dalam air. Karena efek kapiler, thermometer ini selalu dalam keadaan lembab. Kemudian dengan menggunakan peralatan sederhana thermometer ini diputar cepat untuk mensimulasi gerakan udara sehingga terjadi penguapan dan derajat kejenuhan tercapai langsung di dekat cairan pengukur. Nilai yang didapatkan adalah temperatur lembab. Contoh : pada temperatur kering 300 C dan kelembaban relatif 60% temperatur lembab adalah 23,70 C, tekanan uap air 2,55 Kpa, kadar air 16 g/kg udara kering. (Lihat diagram psikometrik) Untuk menilai kecocokan suatu iklim, informasi mengenai kadar kelembaban uadar sangatlah penting. Semakin tinggi kadarnya, semakin sukar iklim tersebut ditoleransi. Peningkatan ini terjadi oleh kombinasi antara temperatur tinggi. Manusia merasakan kondisi iklim dengan tekanan uap air di atas sekitar 2 Kpa mulai tidak menyenangkan. Penguapan pada kulit yang mengakibatkan pendinginan, mulai sukar terjadi dan udara itu sendiri tidak dapat lagi menyerap cukup kelembaban. 3.2.3. Gerakan Udara : Gerakan udara terjadi disebabkan oleh pemanasan lapisan-lapisan udara yang berbeda-beda. Skalanya berkisar mulai dari pergerakan angin yang sangat halus sampai angin yang sangat kencang (topan), yakni kekuatan angin 0 sampai 12 (skala Beaufort). Angin yang diinginkan, lokal, sepoi-sepoi yang memperbaiki iklim mikro mempunyai efek khusus dalam perencanaan Gerakan udara di dekat permukaan tanah dapat bersifat sangat berbeda dengan gerakan di tempat yang tinggi. Semakin kasar permukaan yang dilalui, semakin tebal lapisan udara yang tertinggal diam di dasar dan menghasilkan perubahan pada arah serta kecepatan gerakan udara. Dengan demikian bentuk topografi yang berbukit, vegetasi dan tentunya bangunan dapat menghambat atau membelokkan gerakan udara. Misalnya sebuah hutan lebat di daerah tropika basah dan di daerah dengan angin musim, angin darat menyebabkan kekuatan berkurang setelah 30 m menjadi 60 ~ 80 %, setelah 60 m akan berkisar 50 %, dan setelah 120 m hanya tinggal 7 % dari kekuatan angin semula. Pada pepohonan yang jarang, misalnya pada hutan palem di daerah tepi pantai dan di daerah sabana, terjadi pengurangan kekuatan angin tetapi arah angin tetap. Sebaliknya penebangan di tengah hutan yang lebat akan mengakibatkan perputaran gerakan udara . Pada sebuah lansekap bebas yang datar yang tidak terlalu berpengaruh pada angin, angin berhembus dengan arah berunah-ubah. Pegunungan, kota, lembah dapat mengubah arah angin sampai 180 derajat dan mengurangi kecepatannya. Penelitian di kota-kota besar menunjukkan bahwa kecepatan angin di permukaan jalan rata-rata hanya sepertiga dari kecepatan 3.2.4. Ventilasi dan Pergantian Udara : Di Jakarta umpamanya, banyak orang berkeluh kesah dan merasa lesu pada harihari dengan udara yang panas. Hal demikian menyebabkan keluarnya keringat yang berlebihan. Kejadian ini banyak pula diderita oleh orang-orang yang berdiam di daerah yang beriklim panas lembab, lebih-lebih pada keadaan cuaca banyak berawan. Pada hakekatnya rasa nyaman atau nikmat yang dirasa oleh badan kita tiada lain karena disebabkan oleh adanya pendinginan secara merata pada kulit dan permukaannya serta terdapatnya gerakan udara yang melaluinya dengan lambat-lambat (sepoi-sepoi basa). Jadi adanya pergerakan dan pergantian udara sangat mutlak diingini di dalam suatu ruangan yang memenuhi syarat kesehatan. Sementara itu pula para ahli mengatakan, bahwa rasa panas dan tidaknya di suatu ruangan sama sekali tidak selalu tergantung pada tinggi rendahnya langit-langitnya, tetapi hal itu tergantung pada cukup tidaknya pergerakan dan pergantian udara di dalam ruangan tersebut. Dalam hubungan ini adanya ventilasi silang (cross ventilation) di dalam suatu ruangan sangat diinginkan. Gerakan Udara Gerakan udara merupakan faktor perencanaan yang penting karena sangat mempengaruhi kondisi iklim, baik untuk setiap rumah/ bangunan maupun seluruh kota. Gerakan udara menimbulkan pelepasan panas dari permukaan kulit oleh penguapan. Semakin besar kecepatan udara, semakin besar panas panas/ kalor yang hilang, tetapi ini hanya terjadi selama temperatur udara lebih rendah daripada temperatur kulit. Jika tidak begitu maka akan terjadi kebalikannya, yaitu pemanasan tubuh karena efek pendinginan tidak mencukupi. Dengan demikian arah angin sangat menentukan orientasi bangunan. Jika di daerah lembab diperlukan sirkulasi udara yang terus menerus sedangkan di daerah kering orang cenderung membiarkan sirkulasi udara hanya pada waktu dingin atau malam hari. Oleh karena itu di daerah tropika basah, dinding dinding luar sebuah bangunan terbuka untuk sirkulasi udara lebih besar daripada yang dibutuhkan untuk pencahayaan. Sedangkan di daerah kering, lobang cahaya biasanya dibuat lebih kecil daripada yang diperlukan. Data pengukuran lokasi bangunan yang direncanakan harus diikutsertakan dalam studi sebagai kontrol terhadap data meteorologi umum. Karena dengan mengamati arah dan kecepatan angin serta faktor-faktor yang dapat mengubahnya, maka kondisi iklim interior dapat diperbaiki. 4. Sistem Pencahayaan yang Baik Pemerintah memiliki aturan melalui UU No.28 Tahun 2002 tentang Bangunan Gedung bagian persyaratan sistem pencahayaan, antara lain: (a) Pencahayaan alami meliputi perencanaan pencahayaan alami dan penentuan besarnya iluminasi; (b) Bangunan gedung hunian rumah tinggal, pelayanan kesehatan, pendidikan, dan bangunan pelayanan umum harus mempunyai bukaan untuk pencahayaan alami; (c) Pencahayaan buatan, meliputi tingkat iluminasi, konsumsi energi, perencanaan sistem pencahayaan, penggunaan lampu, daya maksimum yang diizinkan, dan daya pencahayaan buatan di luar bangunan gedung; dan (d) Pencahayaan buatan untuk pencahayaan darurat harus dapat bekerja secara otomatis dan mempunyai tingkat pencahayaan yang cukup untuk evakuasi yang aman. Sementara menurut Standar Nasional Indonesia Tata cara perancangan penerangan alami siang hari untuk rumah dan gedung (Sni 03-2396-1991) adalah sebagai berikut. 1. Ruang lingkup Tata cara ini digunakan untuk memperoleh sistem penerangan alami sesuai syarat kesehatan, kenyamanan untuk rumah dan gedung, meliputi persyaratan-persyaratan pokok sistem penerangan alami siang hari dalam ruangan. 2. Ringkasan Penerangan alami siang hari yang baik adalah sekitar jam 8.00 sampai 16.00, dimana banyak cahaya yang masuk dalam ruang dan tingkat penerangannya ditentukan oleh hubungan geometris antara titik ukur dan lubang cahaya. 3. Penggolongan kualitas penerangan Kualitas A : kerja halus sekali, pekerjaan cermat terus (seperti menggambar detail, menjahit kain warna gelap, dsb) Kualitas B : kerja halus , cermat tidak intensif (seperti : menulis, membaca, merakit komponen kecil, dsb) Kualitas C : kerja sedang, pekerjaan tanpa konsentrasi yang besar seperti: pekerjaan kayu, merakit suku cadang yang agak besar dsb. Kualitas D : kerja kasar, pekerjaan hanya detail-detail yang besar seperti : pada gudang, lorong lalu lintas orang dsb. Persyaratan teknis : d = jarak lubang cahaya ke dinding ( M), fl min. TUS = 40 % dari fl min TUU dan tidak boleh kurang 0,10 d. TUU = titik ukur utama dan TUS = titik ukur samping. Penetapan faktor langit didasarkan atas keadaan langit yang terangnya merata dan kekuatan terangnya di lapangan terbuka sebesar 10.000 lux. Faktor yang mempengaruhi kualitas penerangan : perbandingan las lubang cahaya dan luas lantai, bentuk dan letak lubang cahaya, refleksi cahaya di dalam ruangan. Untuk meningkatkan kualitas penerangan alami siang hari di dalam ruangan, hendaknya ruangan menerima cahaya lebih dari satu arah. Kasa nyamuk dapat mengurangi cahaya masuk 15 %. 5. Pencahayaan pada Hunian di Daerah Tropis Pertama, untuk mengatasi masalah pencahayaan sinar matahari pada siang hari, khususnya pada hunian di daerah tropis adalah dengan dibuat skylight atau lubang bukaan cahaya pada bagian atap maupun dinding bagian atas. Bisa juga dibuat berbagai bukaan jendela maupun pintu kaca yang cukup besar, membuat ruang-ruang terbuka di dalam rumah, baik berupa taman di tengah ruangan maupun di belakang rumah. Alternatif lainnya bisa dilakukan pemakaian glassblock dan kaca patri serta membuat area void dari lantai 2 dan lantai 1 dengan bukaan jendela yang cukup besar. Dengan begitu, lantai dasar dapat lebih terang. Langkah lain yang bisa dilakukan ialah mengatur dan mencoba mengarahkan arah jatuhnya sinar matahari pada bangunan. Caranya dengan membuat efek bayangan dalam ruangan dengan cara mencoba mengendalikan arah jatuhnya sinar melalui jendela atau skylight ke dalam bangunan. Kemudian mengatur maju-mundur bangunan sehingga didapat efek teranggelap dan kedalaman fasad bangunan. Hal lain yang bisa dilakukan ialah membuat bukaan pada bangunan dan efeknya terhadap bangunan seperti pintu, jendela, skylight, balkon maupun pergola kayu berikut kisi-kisi dan kanopinya. Cara lainnya bisa menggunakan material dengan efek berat-ringannya terhadap cahaya seperti batu alam, beton, kayu, dan kaca atau besi. Bisa juga melakukan trik efek terang gelap bangunan melalui maju-mundur maupun kedalaman bangunan. Walaupun sinar matahari bagus untuk kesehatan, bukan berarti sinar matahari berlebih tak berbahaya. Karena itu perlu dibuat kanopi untuk mencegah silau dan mengurangi tempias. Kalau perlu, buatlah kisi-kisi kayu atau besi sebagai secondary skin atau sunshading untuk mengurangi sinar matahari yang berlebih. Atau dicoba membuat tirai atau horizontal maupun vertical blind untuk mengatur sinar matahari yang masuk. Bisa pula membuat arah hadap bangunan tidak frontal ke arah barat tapi agak sedikit miring. Selain beberapa strategi di atas, terdapat penelitian yang dilakukan oleh para ahli di bidang ini mengenai bukaan yang efektif pada rumah tropis. Penelitian ini dilakukan dengan cara simulasi memakai program Superlite 2.0 yang dikembangkan oleh the University of California Lawrence Berkeley, USA. Penelitian dilakukan untuk mendapatkan bukaan yang efektif untuk rumah tipe sederhana, menengah dan semi mewah. Penelitian menggunakan metoda simulasi terhadap luas, pengaruh overhang dan jenis kaca pada bukaan. Variabel bebas yaitu luas bukaan, pengaruh overhang, dan pengaruh jenis kaca yang dipakai pada bukaan. Variabel terikat adalah distribusi cahaya alami. Penelitian ini dilakukan dalam tahap kondisi awal dan kondisi setelah dimodifikasi. Lokasi obyek penelitian adalah perumahan di kecamatan Kebomas dekat perbatasan SurabayaGresik. Bukaan yang diteliti adalah bukaan pada ruang keluarga pada tipe rumah sederhana, menengah dan semi mewah. Hasil penelitian adalah bukaan terbaik yang memenuhi kebutuhan pendistribusian cahaya alami dari pengaruh luas bukaan, overhang dan jenis kaca yang dipakai pada rumah tinggal. Hasil dari semua ketiga tipe rumah pada umumnya cukup baik. Rumah tipe sederhana dengan ukuran dan overhang yang tidak besar, dan memakai kaca dengan nilai transmittance=0,9 mendapatkan penerangan alami yang diperlukan paling banyak. Pada rumah tipe menengah dengan ukuran jendela dan overhang lebih besar dimensinya dan memakai kaca dengan nilai transmittance=0,32 mendapatkan penerangan alami yang diperlukan cukup banyak. Pada rumah tipe semi mewah dengan ukuran dan overhang yang paling besar dan memakai kaca dengan nilai transmittance=0,9, mendapatkan penerangan alami yang diperlukan cukup banyak, tetapi jumlahnya lebih sedikit dibandingkan dengan pada tipe sederhana dan menengah. Ilustrasi gambar membangun rumah yang sehat untuk menciptakan rasa nyaman bagi penghuni pada rumah sederhana. Ada banyak cara dalam menciptakan pencahayaan yang baik untuk rumah tropis. Saat membangun rumah atau pemukiman, pertimbangkan posisi matahari pada waktu-waktu yang berbeda sepanjang tahun untuk memanfaatkan panas matahari semaksimal mungkin. Pada bulan-bulan panas, matahari terik di atas kepala pada siang hari dan memberikan panas langsung hampir sepanjang hari. Di bulan-bulan dingin, matahari berada lebih rendah di langit, hanya memberi sedikit panas, dan berlalu dengan pola yang berbeda. Di negara-negara bagian selatan, rumah-rumah akan lebih nyaman bila sebagian besar jendela dan dinding-dinding terpapar menghadap ke utara, ke arah matahari. Di negaranegara bagian utara, sebagian besar jendela dan dinding-dinding terpapar sebaiknya menghadap ke selatan. Aturan umum ini akan membantu semua rumah menangkap dan memanfaatkan panas matahari. Pada musim panas, pohon-pohon ditanam di samping rumah matahari siang bersinar membuat dingin. Pada musim dingin, matahari yang rendah menyinari dinding-dinding yang tidak terlindungi dan jendela
