BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1
TINJAUAN UMUM 2.1.1 Definisi Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia III 815, Perancangan adalah mengatur atau menata sesuatu dengan keinginan. Beda halnya dengan Departemen Pendidikan Nasional 927 yang mengatakan perancangan sebagai proses, cara, dan perbuatan merancang. Mixed Use Building adalah Penggabungan dua massa bangunan atau lebih ke dalam satu wadah dengan cara yang terkoordinasi dan saling terkait satu sama lain seperti : kantor, tempat perbelanjaan, hotel atau perumahan. Menurut buku “Office Development Hand Book, ULI- the Urban Land Institude, (1998), mixed-use building adalah suatu kawasan bisnis multi fungsi bagian dari wilayah kota yang menampung beberapa kegiatan yang berbeda di dalamnya, masing-masing kegiatan saling melengkapi dan berkaitan erat serta saling berinteraksi, pengembangannya harus memiliki peranan yang jelas dan akurat diangkat dari masing-masing fungsi kegiatan. Menurut Mike Jenk (1996) dalam bukunya yang berjudul “The Compact City A Sustainable Urban From?”, Mixed Use Building adalah proyek Real Estate yang lebih besar (dengan rasion area lantai terdiri dari tiga lantai atau lebih) yang berkarakteristik tiga atau lebih bangunan revenue seperti retail, office, residential, hotel dan rekreasi yang dalam proyek perencanaannya akan saling berhubungan dan bergantung satu sama lainnya
8
9
dengan fungsi dan bentuk fisik yang terintegrasi dari komponen proyek, termasuk jalur pedestrian yang tidak terpotong. Menurut Endy Marlina dalam bukunya Perancangan Bangunan Komersial (2008: 280), Mixed Use Building adalah salah satu upaya pendekatan perancangan yang berusaha menyatukan berbagai aktivitas dan fungsi yang berada di bagian area suatu kota (luas area terbatas, harga tanah mahal, letak strategis, nilai ekonomi tinggi) sehingga terjadi satu struktur yang komples dimana semua kegunaan dan fasilitas saling berkaitan dalam kerangka integrasi yang kuat. Menurut keputusan menteri pekerjaan umum nomor 441/KPTS/1998, Klasifikasi bangunan hunian campuran adalah tempat tingal yang berada didalam suatu bangunan yang termasuk dalam klasifikasi bangunan kantor, bangunan perdagangan, bangunan penyimpanan, atau bangunan umum dan memiliki tempat tinggal dalam bangunan tersebut. Terdapat berbagai kemungkinan konfigurasi tata letak bangunan di dalam kawasan mixed-use, yaitu : (Sumargo, 2003; 58) 1.
Mixed-use Tower Merupakan struktur tunggal baik massa maupun ketinggian, dimana fungsi-fungsi ditempatkan dalam lapisan-lapisan. Bangunan dapat berupa high rise tower dengan fungsi bertumpuk, atau high rise tower dengan struktur bawah yang diperbesar.
2.
Multitowered Megastructure Merupakan podium dengan tower yang secara arsitektur dilebur dengan atrium
atau
tempat
perbelanjaan.
Secara
struktural
hal
ini
mengintegrasikan semua komponen pada lantai bawah sebagai common base
10
3.
Freestanding Strukcture with Pedestrian Connections Bangunan-bangunan tunggal yang disatukan oleh jalur pedestrian.
4.
Combination Merupakan gabungan dari ketiga bentuk di atas
Ciri-ciri bangunan Mixed Use adalah: 1.
Mewadahi 2 fungsi urban atau lebih misalnya terdiri dari retail, perkantoran, hunian, hotel dan entertainment/cultural/recreation.
2.
Terjadi integrasi dan sinergi fungsional
3.
Terdapat ketergantungan kebutuhan antara masing-masing fungsi bangunan yang memperkuat sinergi dan integrasi antar fungsi tersebut. Pembangunan
Miced-use
dalam
konteks
zoning
berarti
mengkombinasikan beberapa fungsi berupa hunian, komersial, industri, perkantoran,institusi atau fungsi-fungsi lain. Konsep pembangunan ini memiliki tujuan untuk memberi kenyamanan dan keamanan misalnya dengan mendekatkan antara fungsi hunian dengan fungsi lain seperti kantor dan komersial. Beberapa keuntungan dari konsep pembangunan Mixed Use menurut Llewelyn Davies (2000) : 1.
Akses yang lebih nyaman ke berbagai fasilitas
2.
Kemacetan dalam perjalanan ke kantor dapat diminimalisasi
3.
Kesempatan yang lebih besar untuk berinteraksi sosial
4.
Komunitas sosial yang beragam
5.
Stimulasi visual dari perbedaan bangunan dengan jarak yang dekat
6.
Efisiensi energi, penggunaan ruang dan bangunan
11
7.
Pilihan lebih beragam untuk gaya hidup, baik lokasi atau jenis bangunan
8.
Vitalitas kota dan kehidupan di jalan
9.
Mengingkatkan kelangsungan hidup fasilitas kota dan pendukung untuk bisnis kecil Pembangunan Mixed use tidak hanya membahas tentang pencampuran
fungsi secara horizontal, tetapi juga secara vertikal. Flat atau kantor dapat diletakkan di atas toko, restoran atau fungsi hiburan. Menurut Dean Schwanke & associate dalam bukunya yang berjudul Miced use development handbook, dalam penerapannya, konsep bangunan mixed use building digunakan untuk memperbaiki dan mewujudkan kualitas hidup lingkungan perkotaan yang lebih baik pada masa mendatang. 2.1.2
Apartemen
Definisi Apartemen Menurut buku Site Planning, Apartemen didefinisikan sebagai beberapa bagian unit hunian yang saling berbagi akses yang sama dan dilingkupi oleh struktur kulit bangunan yang sama. Menurut Stein (1967), sebuah ruangan atau beberapa susunan dalam beberapa jenis yang memiliki kesamaan dalam suatu bangunan yang digunakan sebagai rumah tinggal. Menurut Endy Marlina (2008: 86) dalam bukunya yang berjudul Perancangan Bangunan Komersial mengatakan bahwa, apartemen adalah bangunan yang membuat beberapa grup hunian, yang berupa rumah flat atau petak bertingkat yang diwujudkan untuk mengatasi masalah perumahan akibat kepadatan tingkat hunian dari keterbatasan lahan dengan harga yang terjangkau di perkotaan.
12
Menurut Grolier (1975) dalam bukunya yang berjudul The American People Encyclopedia, apartemen adalah sebuah bangunan yang terdiri dari tiga atau lebih unit hunian yang merupakan suatu kehidupan bersama dan masing-masing unit dapat digunakan secara terpisah. Menurut Neufert (1980), apartemen adalah bangunan hunian yang dipisahkan secara horizontal dan vertikal, agar tersedia hunian yang berdiri sendiri dan mencakup bangunan bertingkat rendah atau bertingkat tinggi, dilengkapi dengan fasilitas-fasilitas yang sesuai dengan standart yang telah ditentukan. Tetapi Ciri-ciri umum bangunan apartemen, sebagai berikut : -
Memiliki jumlah lantai lebih dari satu
-
Terdiri atas beberapa unit hunian dalam satu lantai
-
Setiap unit hunian terdiri atas minimal 3 macam ruang yaitu ruang tidur, dapur dan kamar mandi
-
Setiap penghuni akan saling berbagi fasilitas yang ada pada apartemen
-
Sirkulasi vertikal berupa tangga atau lift, sedangkan sirkulasi horizontalnya berupa koridor
-
Setiap unit mendapatkan jendela yang menghadap ke luar bangunan
-
Pada apartemen mewah, terdapa penambahan ruang-ruang seperti ruang kerja, ruang tamu, foyer, ruang khusus pembantu, ruang rias, dll
Klasifikasi dan Jenis Apartemen Klasifikasi Apartemen berdasarkan kategori jenis dan besar bangunan (Akmal,2007) Apartemen terdiri atas : 1.
High-rise Apartemen
13
Bangunan apartemen yang terdiri atas lebih dari sepuluh lantai yang dilengkapi area parkir bawah tanah, sistem keamanan dan servis penuh. Struktur apartemen lebih komples. 2.
Mid-Rise Apartemen Bangunan apartemen yang terdiri dari 7-10 lantai
3.
Low-Rise Apartemen Apartemen dengan ketinggian kurang dari 7 lantai dan penggunaan tangga sebagai sirkulasi transportasi vertikal
4.
Walked-Up Apartemen Apartemen yang terdiri dari 3 sampai 6 lantai, terkadang memiliki lift. Apartemen ini lebih disukai oleh keluarga besar dan biasanya 1 gedung apartemen hanya terdiri dari 2-3 unit apartemen
5.
Garden Apartemen Bangunan Apartemen 2-4 lantai. Apartemen ini memiliki halaman dan taman disekitar bangunan. Berdasarkan buku Apartements:Their Design and Development (1967:
44-47), Garden Apartemen juga termasuk dalam kategori Apartemen LowRise karena memiliki ketinggian antara 2-4 lantai. Ciri-ciri lainnya adalah: -
Tiap unit hunian memiliki teras dan balkon tersendiri.
-
Memiliki banyak ruang terbuka hijau dan tempat parkir yang dekat dengan bangunan.
-
Antara Massa Bangunan satu dengan bangunan lain terdapat ruang terbuka yang cukup luas.
-
Biasanya dibangun didaerah kepadatan rendah dan memiliki maksimal 30 keluarga per hektar.
14
Menurut Endy Marline (2008: 86), klasifikasi apartemen menurut jumlah kamarnya adalah sebagai berikut : 1.
Tipe Studio (18 m² - 45 m²) Tipe ini mengutamakan efisiensi penggunaan ruang-ruang. Hanya tersedia ruangan tanpa sekat.
2.
Tipe dua ruang tidur (45 m²-90 m²) Apartemen ini berkapasitas 3-4 orang, misalnya keluarga dengan satu atau dua anak. Pada tipe ini biasanya ruang keluarga dan ruang makan dipisah.
3.
Tipe tiga ruang tidur (54 m²-108 m²) Apartemen ini berkapasitas 4-5 orang, misalnya keluarga besar dengan tiga anak atau lebih. Klasifikasi apartemen berdasarkan pelayanannya (Chiara, 1986), dibagi
menjadi empat, yaitu: 1.
Apartemen Fully Service Apartemen yang menyediakan layanan standar hotel bagi penghuninya, seperti laundry, catering, kebersihan, dan sebagainya.
2.
Apartemen Fully Furnished Apartemen yang menyediakan furniture dalam unit apartemen.
3.
Apartemen Fully Furnished and Fully Service Gabungan kedua diatas.
4.
Apartemen Building Only Apartemen yang hanya menyediakan ruangannya saja.
15
Fasilitas-fasilitas standar yang umumnya disediakan pada kelas apartemen mengengah dan apartemen mewah adalah: 1. Dalam unit Hunian Menengah
Mewah
- Intercom
- Penjaga pintu dan telepon
- Alarm Pintu
- Entrance servis
- Balkon
- Balkon yang luas
- Pendingingan ruangan tersendiri
- Pendingingan ruangan terpusat - Ruang Pembantu
2. Dalam Bangunan Menengah
Mewah
- Laundry
- Parkir yang terjada ketat
- Area Komersial
- Tempat berbelanja
- Ruang Bersama
- Lift servis & CCTV
-Tempat
penyimpanan
barang
bersama
- Penjaga pintu - Ruang Pertemuan - Pusat kebugaran - Kolam renang indoor
3.
Pada Tapak Menengah
Mewah
-
Parkir dalam bangunan
- Taman
-
Tempat
- Area Rekreasi
bermain
duduk outdoor -
Kolam Renang
dan
- Country Ckub - Kolam Renang
16
2.1.3 Kantor Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), kantor adalah balai (gedung, rumah, ruang) tempat mengurus suatu pekerjaan/ tempat bekerja. Kantor adalah wadah atau tempat untuk sekelompok orang melakukan kegiatan tata usaha dan merupakan bagian dari organisasi yang menjadi pusat kegiatan administrasi dan tempat pengendalian kegiatan informasi. Perkataan kantor berasal dari kata bahasa Belanda yang kemudian berkembang di Indonesia, kantor lebih diartikan sebagai tempat atau ruang dan proses kegiatan penanganan data/informasi. Dalam hubungan ini yang dimaksud dengan penanganan adalah pengumpulan, pencatatan, pengolahan penyimpanan dan pendistribusian atau penyimpanan data/informasi. Menurut Mills, tujuan kantor didefinisikan sebagai pemberi pelayanan komunikasi dan perekaman. Dari definisi tersebut, Mills memperluas menjadi fungsi kantor (pekerjaan yang dilakukan) yakni sebagai berikut: 1.
Menerima Informasi (to receive information)
2.
Merekam/ menyimpan data-data serta informasi (to record information)
3.
Mengatur Informasi (to arrange information)
4.
Memberi Informasi (to give information)
5.
Melindungi Aset (to safeguard assets) Dalam pemilihan lokasi kantor, terdapat beberapa faktor yang perlu
dipertimbangkan
yang
telah
dikemukakan
oleh
beberapa
ahli.
Menurut Terry (Dalam Gie, 2000) faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam memilih lokasi kantor adalah: •
Corak gedung, termasuk wujud gedung, ukurannya, reputasi, usia gedung, pelayanan yang tersedia.
17
•
Fasilitas gedung, yaitu fasilitas-fasilitas yang membuat gedung menjadi lebih baik, seperti AC, listrik, tempat parkir, jalan keluar, dll.
•
Flexiblilitas
ruangan.
Meliputi
ruangan
yang
memungkinkan
pengaturan untuk bermacam-macam bagian kantor, ukuran, tempat peralatan, mesin-mesin. •
Penerangan dan ventilasi. Tiap ruangan diusahakan mendapatkan penerangan alam, ventilasi dan sirkulasi udara yang cukup.
•
Bebas dari kotoran dan suara gaduh. Kebersihan udara, lingkungan dan suara gaduh, dapat mengganggu pekerjaan kantor. Secara garis besar jenis kantor dapat dibedakan menjadi 4 macam
menurut L. Manasseh dan R. Cunliffe, yaitu : 1.
Commercial Office Jenis perkantoran yang termasuk golongan ini adalah perkantoran (untuk toko, disewakan), perusahaan (trading company), asuransi dan transportasi.
2.
Industrial Office Jenis perkantoran ini terikat hams mempunyai hubungan fisik dengan pabriknya.
3.
Profesional Office Jenis perkantoran ini tidak dipakai dalam waktu yang panjang dan merupakan perkantoran yang jumlah modal yang digunakan relatif kecil.
4.
Institutional / Governmental Office Jenis perkantoran ini bersifat usaha yang teratur dalam bentuk lembaga. Biasanya
digunakan
dalam
waktu
yang
lama
atau
panjang.
18
2.2
TINJAUAN KHUSUS 2.2.1 Vertical Farming Pengertian Vertical Farming Vertical Farming adalah membudidayakan tanaman atau hewan didalam sebuah gedung pencakar langit atau bidang-bidang vertikal. Vertical farming pada bangunan pencakar langit multi-fungsi merupakan sebuah konsep yang dibuat oleh Ken Yeang. Menurut Ken Yeang, tumbuhan harus dirawat dan dikembangkan di ruang terbuka, bangunan pencakar langit multifungsi untuk mengatur iklim dan konsumsi tanaman yang ada. Menurut FAO dan Nasa, pada tahun 2050 sekitar 80% dari populasi di bumi akan tinggal di pusat kota. Perkiraan menurut pertambahan demografi saat ini, populasi manusia akan meningkat sekitar 3 milliar orang . Perkiraan 109 hektar tanah yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan makanan untuk semuanya, jika sistem bertanam tradisional tetap dilanjutkan seperti yang mereka lakukan saat ini. Saat ini, diseluruh belahan dunia, lebih dari 80% tanah yang cocok untuk ditanam telah digunakan, sedangkan 15% sisanya terbuang sia-sia karena kurang baiknya manajemen penggunaan lahan.
Gambar 2.1 Grafik populasi penduduk
19 Sumber : UN Departmen for Economoic and Social Affairs
Konsep bertanam di dalam ruangan bukan merupakan konsep baru, sejak rumah kaca memproduksi tomat, berbagai jenis rumput-rumputan, dll. Pendekatan bertanam di dalam ruangan saat ini telah dikembangkan menjadi sistem vertical farming. Vertical farming memiliki lantai yang bertingkattingkat, dapat diletakkan di tengah-tengah pusat kota. Jika hal ini dilakukan dengan baik, maka terjadi kelanjutan produksi makanan dan dapat memperbaiki ekosistem yang dikorbanan ketika melakukan horizontal farming. Menurut Despommier (2004), Beberapa isu dasar yang mendasari pemikiran Vertical Farming sebagai berikut : 1. 7 miliar manusia membutuhkan makan dan kelaparan didunia 2. Perubahan iklim yang mengubah bentuk landskap agrikultur 3. Penyakit yang timbul dari makanan 4. Tanaman gagal panen karena serangga pestisida dan patogen 5. Air minum menjadi semakin langka 6. 80% pekerja menderita infeksi karena cacing Taman vertikal dapat merupakan bagian dari sebuah bangunan yang memiliki / dipasang beberapa jenis vegetasi dibagian-bagian dari gedung. Jenis taman/kebun seperti ini merupakan tipe taman yang sangat cocok di areal perkotaan dimana lahan juga terbatas sehingga pemanfaatan lahan vertikal pun dilakukan.Taman-taman vertikal ini sangat menarik dilihat dan juga berfungsi sebagai penyaring udara yang masuk ke dalam bangunan. Biasanya bagian depan dinding (facade) yang sering digunakan sebagai taman vertikal, tapi dapat juga untuk bagian dalam dinding (dinding interior).
20
Menurut Despommier (2004), Keuntungan dari Vertikal Farming : -
Tidak terlalu dipengaruhi oleh cuaca dan banjir
-
Semua Vertical Farming memiliki hasil organik
-
Menciptakan efisiensi lahan
-
Vertical farming dapat mengevaporasi air yang telah digunakan menjadi air bersih dan dapat digunakan untuk menyaring black water
-
Mengurangi penggunaan bahan bakar fosil (tidak ada penggunaan traktor, bajak, pengiriman jarak jauh)
-
Vertical Farming dapat membuat perkotaan memiliki tempat untuk menghasilkan pangan
-
Menciptakan lingkungan yang nyaman dan mendukung kehidupan berkelanjutan di pusat kota
-
Menciptakan kesempatan kerja baru dan pendapatan tambahan
-
Dll
Studi Kasus A. Solaris, Fusionopolis
Gambar 2.2 Solaris Sumber : www.skyrisegreenery.com
Bangunan yang memiliki fungsi sebagai research dan business park yang bernama
Solaris
berada
di
pusat kota
Singapore
yang
pembangunannya telah selesai pada akhir tahun 2012. Bangunan ini
21
mendapatkan penghargaan sertifikat tertinggi Green dengan berhasil mereduksi energi sebesar 36% dan memiliki 8000 m² area lanskap.
Gambar 2.3 Penggunaan vegetasi bangunan Solaris Sumber : www.skyrisegreenery.com
Gambar 2.4 Potongan Solaris Sumber : www.skyrisegreenery.com
Penggunaan jenis tanaman pada bangunan ini adalah dengan menggunakan tanaman yang berada di tapak ini sebelum bangunan didirikan, sehingga keberadaan tanaman pada tapak tidak dihilangkan namun dipindahkan ke bagian bangunan. Terdapat ramp landskap yang dijadikan tempat untuk vegetasi dan juga merupakan akses penghubung antara lantai dasar hingga lantai paling atas. Melalui akses ramp ini,
22
penggunaan
rainwater
juga
dimanfaatkan
dengan
baik
dengan
melakukan sistem irigasi pengairan yang menerus.
Gambar 2.5 Detail struktur Sumber : www.skyrisegreenery.com
B. Kent Vale Housing, NUS
Gambar 2.6 Kent Vale Housing Sumber : www.nus.edu.sg
Kent Vale Housing adalah bangunan mixed-use kantor dan apartemen berkonsep sustainable yang berada di Singapore yang dirancang oleh MKPL Architects. Perancangan bangunan ini memperhatikan akses yang baik menuju transpot publik dan 25,1% merupakan area penangkap air untuk pengairan taman. Bangunan ini merypakan bangunan hemat energi yang berhasil
menghemat
penggunaan
energi
dari
penggunaan
pencahayaan buatan sebesar 38.88%. Orientasi bangunan berhasil mengurangi panas matahari yang ada.
23
Gambar 2.7 Orientasi matahari dan ventilasi bangunan Sumber : www.nus.edu.sg
Perancangan
bangunan
ini
berusaha
untuk
memaksimalkan
penggunaan penghawaan alami. Koridor, tempat parkir dan lobby lift menggunakan penghawaan alami. Ruang-ruang hijau di dalam bangunan berada pada beberapa bagian fasad dengan menggunakan green wall, penggunaan terraced planters, undulating planters,dan roof top sky terrace. 2.2.2
Faktor Lingkungan yang mempengaruhi tanaman Pertumbuhan tanaman sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan
tempat hidupnya. Faktor-faktor lingkungan tersebut antara lain : nutrien, suhu, cahaya, kelembaban, PH tanah dan udara (Risa,2007). Cahaya Matahari berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman, karena merupakan bahan dari proses fotosintesis, bila tak ada cahaya, maka proses fotosintesis tak akan terjadi. Keasaman tanah (pH) tanaman umumnya tumbuh normal pada tanah yang netral, berkisar antara pH 9-7. Pertumbuhan sangat dipengaruhi oleh temperatur (suhu) lingkungan. Setiap jenis tumbuhan memiliki toleransi pada suhu minimum tertentu, suhu optimum tertentu, dan suhu maksimum tertentu. Toleransi ini berbeda-beda untuk tiap jenis
24
tumbuhan. Pengaruh suhu dan cahaya matahari memberi pengaruh kompleks berkaitan dengan kedudukan tempat di bumi terhadap cahaya matahari. Nutrien dibutuhkan oleh tanaman sebagai sumber energi yang digunakan untuk menyusun berbagai komponen sel selama proses pertumbuhan dan perkembangan. Tanaman memerlukan suhu yang sesuai supaya dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. (Risa,2007). Kelembaban merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi pertkembangan dan pertumbuhan tanaman terutama dalam proses penyerapan air dalam tanah. Nutrien dalam tanah dapat diserap oleh tanaman karena adanya faktor pH tanah yang mengatur kelarutan nutrien dalam tanah. 2.2.3 Matahari Matahari adalah bintang yang paling dekat dengan bumi. Matahari memiliki jarak 150 juta kilometer dari bumi dan menyediakan energi yang dibutuhkan oleh kehidupan di bumi ini secara terus-menerus (Mulyono, 2007: 47). Pentingnya peranan energi matahari dalam hubungannya dengan ilmu atmosfer (meteorologi dan klimatologi). Meteorologi mempelajari tentang proses
pembentukan
dan
perubahan
cuaca
sedangkan
klimatologi
mempelajari tentang bentukan unsur-unsur cuaca jangka panjang. Radiasi Matahari Radiasi adalah pemindahan energi/kalor dari permukaan mathaari ke suatu tempat dipermukaan bumi yang dipancarkan dalam bentuk gelombang elektromagnetik baik melalui perantara maupun tidak melalui perantara. Radiasi menjalar dengan kecepatan cahaya (3m/s) dalam bentuk gelombang yang mempunyai panjang gelombang yang berbeda-beda. Peristiwa ini akan berhenti jika hidrogen dalam reaksi inti habis (Daryanto, 2007: 72).
25
Radiasi surya dapat dinyatakan dalam berbagai komponen dan tiap komponen mempunyai efek yang berbeda terhadap suatu permukaan. Komponen-komponen tersebut adalah radiasi surya yang meliputi: 1.
Intensitas radiasi
2.
Kualitas radiasi
3.
Panjang hari dan lama penyinaran Menurut Lang (2003) dalam buku The Cambridge Guide to the Solar
System, Beberapa manfaat yang dihasilkan oleh matahari adalah : 1.
Panas Matahari Panas Matahari memberikan suhu yang tepat untuk kelangsungan hidup organisme dan memungkinkan adanya angin, siklus hujan, cuaca dan iklim.
2.
Cahaya Matahari Cahaya matahari dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan berklorofil untuk melangsungkan fotosintesis. Bagi pertumbuhan tanaman pengaruh cahaya selain ditentukan oleh kualitasnya ternyata ditentukan intensitasnya.
3.
Pembangkit Listrik Tenaga Matahari Pembangkit Listrik tenaga matahari adalah cara mendapatkan energi listrik dari matahari dengan penggunaan panel surya.
4.
Pergerakan rotasi Bumi Pergerakan ini menyebabkan ada bagian-bagian bumi yang menerima sinar matahari dan ada bagian yang tidak mendapatkan sinar matahari. Hal ini menciptakan adanya siang dan malam hari.
26
Menurut Surya (2008), Dilihat dari Bumi, sepanjang tahun Matahari di langit seolah-olah bergerak sejauh 23.5° ke Utara dan 23.5° ke Selatan dari garis ekuator. Pergerakan ini terjadi karena sumbu rotasi Bumi memiliki kemiringan 23.5°. Garis edar Matahari semu ini disebut garis ekliptika. Cara mudah untuk melihat pergerakan ini, perhatikan bahwa tempat terbit dan tenggelam Matahari bergeser dari waktu ke waktu.
Gambar 2.8 Gerak Edar Semu Matahari Sumber: ilustrasi pribadi
Keterangan : 21 Maret
: Matahari berada di garis khatulistiwa 0°
21 Juni
: Matahari berada di garis lintang utara 23,5°
23 September : Matahari berada di garis khatulisitwa 0° 22 Desember : matahari berada di garis lintang selatan 23,5° Pengaruh Garis Lintang Setiap tempat di permukaan bumi berbeda-beda bentuk permukaannya baik struktur maupun kandungannya sehingga mempengaruhi perbedaan jumlah radiasi yang diterima oleh permukaan bumi. Waktu-waktu dalam setahun merupakan salah satu faktor yang mengendalikan perbedaan tersebut.
27
Dalam penelitian yang dilakukan oleh Doorenbos dan Pruit (1975), rata-rata Harian lama Penyinaran Matahari Maksimum (Jam) untuk berbagai Bulan dan Lintang, sedangkan Jakarta berada pada Lintang 5 derajat pada tabel dibawah ini: Tabel 2.1 Rata-Rata Harian Lama Penyinaran Matahari Maksimum (jam) untuk berbagai Bulan dan lintang Lin-
Bulan
tang Utara
Jan
Feb
Mr
Apr
Mei
Jun
Jul
Ags
Sep
Okt
Nov
Des
Selatan
Juli
Ags
Sep
Okt
Nov
Des
Jan
Feb
Mr
Apr
Mei
Jun
0
12.1
12.1
12.1
12.1
12.1
12.1
12.1
12.1
12.1
12.1
12.1
12.1
5
11.8
11.9
12.0
12.2
12.3
12.4
12.3
12.3
12.1
12.0
11.9
11.8
10
11.6
11.8
12.0
12.3
12.6
12.7
12.6
12.4
12.1
11.8
11.6
11.5
15
11.3
11.6
12.0
12.5
12.8
13.0
12.9
12.6
12.2
11.8
11.4
11.2
20
11.0
11.5
12.0
12.6
13.1
13.3
13.2
12.8
12.3
11.7
11.2
10.9
25
10.7
11.3
12.0
12.7
13.3
13.7
13.5
13.0
12.3
11.6
10.9
10.6
30
10.4
11.1
12.0
12.9
13.6
14.0
13.9
13.2
12.4
11.5
10.6
10.2
35
10.1
11.0
11.9
13.1
14.0
14.5
14.3
13.5
12.4
11.3
10.3
9.8
40
9.6
10.7
11.9
13.1
14.4
15.0
14.7
13.7
12.5
11.2
10.0
9.3
42
9.4
10.6
11.9
13.4
14.6
15.2
14.9
13.9
12.9
11.1
9.8
9.1
44
9.3
10.5
11.9
13.4
14.7
15.4
15.2
14.0
12.6
11.0
9.7
8.9
46
9.1
10.4
11.9
13.5
14.9
15.7
15.4
14.2
12.6
10.9
9.5
8.7
48
8.8
10.2
11.8
13.6
15.2
16.0
15.6
14.3
12.6
10.9
9.3
8.3
50
8.5
10.1
11.8
13.8
15.4
16.3
15.9
14.5
12.7
10.8
9.1
8.1
28 Sumber : Buku Agroklimatik, Aspek-aspek klimatik untuk sistem budidaya tanaman
2.2.4 Pengaruh Cahaya Matahari terhadap tanaman Pertumbuhan tanaman sangat dipengaruhi oleh adanya cahaya matahari karena cahaya matahari mempunyai peran yang sangat penting bagi kebutuhan dari tanaman itu sendiri. Energi matahari merupakan sumber energi utama bagi makhluk hidup terutama tumbuhan. Cahaya matahari mempengaruhi ekosistem secara global karena matahari menentukan suhu. Cahaya matahari juga merupakan unsur vital yang dibutuhkan oleh tumbuhan sebagai produsen untuk berfotosintesis. Cahaya Optimal bagi Tumbuhan Kebutuhan minimum cahaya untuk proses pertumbuhan terpenuhi bila cahaya melebihi titik kompensasinya (Wirakusumah, 2003). Menurut Lakitan (2004), berikut ini adalah hubungan-hubungan cahaya matahari terhadap tanaman adalah : 1.
Cahaya memegang peranan penting dalam proses fisiologis tanaman, terutama fotosintesis, respirasi, dan transpirasi
2.
Cahaya matahari ditangkap daun sebagai foton
3.
Cahaya yang diserap daun 1-5% untuk fotosintesis, 75-85% untuk memanaskan daun dan transpirasi
4.
Peranan cahaya dalam respirasi, fotorespirasi, menaikkan suhu
5.
Peranan cahaya dalam transpirasi, transpirasi stomater, mekanisme bukaan stomata Di daerah tropis seperti di Indonesia, intensitas cahaya dan suhu udara
yang
tinggi merupakan masalah yang banyak dihadapi dalam budidaya
tanaman introduksi dari daerah subtropis (Akyas,2000). Menurut Squire (1993) diacu dalam Ardie (2006) Tiga faktor utama radiasi yang penting bagi tanaman yaitu kualitas, kuantitas (intensitas), dan periode lama penyinaran.
29
A.
Kualitas Cahaya Menurut Lakitan (2001), kualitas cahaya tidak memperlihatkan
perbedaan yang mencolok antara satu tempat dengan tempat lainnya, sehingga tidak selalu merupakan faktor ekologi yang penting. Pada ekosistem daratan kualitas cahaya tidak mempunyai variasi yang berarti untuk mempengaruhi fotosintesis. Kualitas cahaya matahari ditentukan oleh proporsi relatif panjang gelombangnya. Radiasi matahari merupakan gelombang-
gelombang
elektromagnetik dengan berbagai panjang gelombang. Tidak semua gelombang- gelombang tadi dapat menembus lapisan atas atmosfer untuk mencapai permukaan bumi. Umumnya tumbuhan teradaptasi untuk mengelola cahaya dengan panjang gelombang antara 0,39 – 7,6 mikron. Klorofil yang berwarna hijau mengasorpsi cahaya merah dan biru, dengan demikian panjang gelombang itulah yang merupakan bagian dari spectrum cahaya yang sangat bermanfaat bagi fotosintesis. B. Intensitas cahaya Intensitas adalah jumlah energi yang diterima tanaman pada luasan dan jangka waktu tertentu. Radiasi berpengaruh terhadap laju pertumbuhan, laju transpirasi dan periode kritis dalam pertumbuhan (Squire 1993 dalam Ardie 2006). Intensitas cahaya atau kandungan energi merupakan aspek cahaya terpenting sebagai faktor lingkungan, karena berperan sebagai tenaga pengendali utama dari ekosistem. Intensitas cahaya ini sangat bervariasi baik dalam ruang/ spasial maupun dalam waktu atau temporal. Intensitas cahaya terbesar terjadi di daerah tropika, terutama daerah kering (zona arid), sedikit cahaya yang direfleksikan oleh awan. Di daerah
30
garis lintang rendah, cahaya matahari menembus atmosfer dan membentuk sudut yang besar dengan permukaan bumi. Intensitas cahaya menurun secara cepat dengan naiknya garis lintang. Pada garis lintang yang tinggi matahari berada pada sudut yang rendah terhadap permukaan bumi dan permukaan atmosfer, dengan demikian sinar menembus lapisan atmosfer yang terpanjang dan mengakibatkan lebih banyak cahaya yang direfleksikan dan dihamburkan oleh lapisan awan dan pencemar di atmosfer (Sasmita mihardja, 1996). Menurut Lakitan (2004), intensitas cahaya adalah banyaknya energi yang diterima oleh suatu tanaman per satuan luas dan waktu (kal/cm2/hari). Pengertian intensitas sudah mencakup didalamnya lama penyinaran, yaitu lama matahari bersinar dalam satu hari, karena satuan waktunya menggunakan hari. Intensitas radiasi matahari erat kaitannya dengan ketinggian suatu tempat. Semakin tinggi tempat maka intensitas yang diterima akan semakin besar, begitu pula sebaliknya semakin rendah suatu dataran maka intensitas radiasi matahari yang diterima juga kecil. C.
Fotoperiodisitas Menurut Wartoyo (2006) dalam buku ajar dasar hortikultura,
Fotoperiodisitas atau panjang hari didefinisikan sebagai panjang atau lamanya hari dihitung mulai dari matahari terbit sampai terbenam ditambah lamanya keadaan remang-remang (selang waktu sebelum matahari terbit atau setelah matahari terbenam pada saat matahari berada pada posisi 60 di bawah cakrawala). Panjang hari tidak terpengaruh oleh keadaan awan seperti pada lama penyinaran yang bisa berkurang bila matahari tertutup awan, sedang panjang hari tetap.
31
Panjang hari berubah beraturan sepanjang tahun sesuai dengan deklinasi matahari dan berbeda pada setiap tempat menurut garis lintang. Pada daerah equator panjang hari sekitar 12 jam per harinya, semakin jauh dari equator panjang hari dapat lebih atau kurang sesuai dengan pergerakan matahari. Secara umum dapat dikatakan bahwa semakin lama tanaman mendapatkan pencahayaan matahari, semakin intensif proses fotosintesis, sehingga karbohidrat yang dihasilkan akan tinggi. Akan tetapi beberapa tanaman memerlukan lama penyinaran yang berbeda untuk mendorong fase pembungaan. Fotoperiodisitas berpengaruh untuk menentukan jumlah makanan yang dihasilkan oleh suatu tanaman dan waktu pembungaan pada beberapa tanaman. Menurut Wartoyo (2006) dalam buku ajar dasar hortikultura, Berdasarkan respon tanaman terhadap panjang hari (fotoperiodisme) maka tanaman dapat digolongkan menjadi tiga kelompok: 1. Tanaman hari panjang (long day plants) 2. Tanaman hari pendek (short day plants) 3. Tanaman hari netral (neutral day plants). Tanaman hari netral adalah tanaman yang pembungaannya tidak dipengaruhi oleh perubahan panjang. Tanaman hari netral (intermediate) adalah tanaman yang berbunga tidak dipengaruhi oleh panjang hari. Tanaman intermediate dalam zona sedang bisa berbunga dalam beberapa bulan. Tetapi tanaman yang tumbuh di daerah tropik yang mengalami 12 jam siang dan 12 jam malam dapat berbunga terus menerus sepanjang tahun. Oleh karena itu tanaman yang tumbuh di daerah tropik pada umumnya adalah tanaman intermediate (Tanaman hari netral).
32
2.2.5 Suhu dan kelembaban Suhu dan Kelembaban suatu tanaman merupakan parameter yang mempengaruhi jumlah air yang dibutuhkan. Suhu merupakan salah satu faktor lingkungan yang sangat berpengaruh terhadap kehidupan makhluk hidup, termasuk tumbuhan. Suhu dapat memberikan pengaruh baik secara langsung maupun tidak langsung. Suhu dapat berperan langsung hampir pada setiap fungsi dari tumbuhan dengan mengontrol laju proses-proses kimia dalam tumbuhan tersebut, sedangkan berperan tidak langsung dengan mempengaruhi faktor-faktor lainnya terutama suplai air. Suhu akan mempengaruhi laju evaporasi dan menyebabkan tidak saja keefektifan hujan tetapi juga laju kehilangan air dari organisme. Sebenarnya sangat sulit untuk memisahkan secara mandiri pengaruh suhu sebagai faktor lingkungan. Misalnya energi cahaya mungkin diubah menjadi energi panas ketika cahaya diabsorpsi oleh suatu substansi. Suhu sering berperan bersamaan dengan cahaya dan air untuk mengontrol fungsifungsi dari organisme. Relatif mudah untuk mengukur suhu dalam suatu lingkungan tetapi sulit untuk menentukan suhu yang bagaimana yang berperan nyata, apakah keadaan maksimum, minimum atau keadaan harga rata- ratanya yang penting (Wijana, 1998). Variasi Suhu Tidak banyak tempat- tempat di permukaan bumi secara terusmenerus berada dalam kondisi terlalu panas atau terlalu dingin untuk sistem kehidupan, suhu biasanya mempunyai variasi baik secara ruang maupun secara waktu. Variasi suhu ini berkaitan dengan garis lintang, dan sejalan dengan ini juga terjadi variasi local berdasarkan topografi dan jarak dari laut.
33
Seperti halnya dengan faktor cahaya, letak dari sumber panas ( matahari), bersama- sama dengan putarannya bumi pada porosnya akan menimbulkan variasi suhu di alam tempat tumbuhan hidup. Jumlah panas yang diterima bumi juga berubah- ubah setiap saat tergantung pada lintasan awan, bayangan tumbuhan setiap hari, setiap tahun dan gejala geologi. Begitu matahari terbit pagi hari, permukaan bumi mulai memperoleh lebih banyak panas dibandingkan dengan yang hilang karena radiasi panas bumi, dengan demikian suhu akan naik dengan cepat. Setelah beberapa jam tercapailah suhu yang tinggi sekitar tengah hari, setelah lewat petang mulailah terjadi penurunan suhu maka bumi ini akibat reradiasi yang lebih besar dibandingkan dengan radiasi yang diterima. Pada malam hari penurunan suhu muka bumi akan bertambah lagi, panas yang diterima melalui radiasi dari matahari tidak ada, sedangkan reradiasi berjalan terus, akibatnya ada kemungkinan suhu permukaan bumi lebih rendah dari suhu udara disekitarnya. Suhu tumbuhan biasanya kurang lebih sama dengan suhu sekitarnya karena adanya pertukaran suhu yang terus- menerus antara tumbuhan dengan udara sekitarnya. Kisaran toleransi suhu bagi tumbuhan sangat bevariasi, untuk tanaman di tropika, semangka, tidak dapat mentoleransi suhu di bawah 150 – 180 C, sedangkan untuk biji- bijian tidak bisa hidup dengan suhu di bawah minus 20 C – minus 50 C. Sebaliknya konifer di daerah temperata masih bisa mentoleransi suhu sampai serendah minus 300 C. Tumbuhan umumnya tumbuh pada kisaran suhu 1 sampai 40 tumbuhan tumbuh sangat baik antara 15 dan 30 0 C.
0
C, kebanyakan jenis
34
Hubungan Cahaya, Suhu dan Kelembaban C Mayer dan Anderson (1952) dalam Simarangkir (2000) menyatakan bahwa tanaman yang tumbuh dengan intensitas cahaya nol persen akan mengakibatkan pengaruh yang berlawanan, yaitu suhu rendah, kelembaban tinggi, evaporasi dan transportasi yang rendah. Tanaman cukup mengambil air, tetapi proses fotosintensis tiodak dapat berlangsung tanpa cahaya matahari. Cahaya berbanding lurus dengan suhu, jika cahaya dilingkungan tinggi (intensitasnya tinggi) maka suhunya akan meningkat. Dan suhu akan berpengaruh terhadap proses transpirasi dan evaporasi. Suhu berbanding terbalik dengan kelembaban, sehingga tinggi rendahnya suhu sangat berpengaruh pada tinggi rendahnya kelembaban. Pada suhu yang tinggi, kelembaban akan mengalami penurunan begitu pula sebaliknya jika suhu rendah, maka kelembaban akan mengalami kenaikan.
Gambar 2.9 Grafik hubungan suhu dan kelembaban Sumber : Wikipedia
35
Suhu merupakan karakteristik yang dimiliki oleh suatu benda yang berhubungan dengan panas dan energi. Jika panas dialirkan pada suhu benda, maka suhu benda tersebut akan turun jika benda yang bersangkutan kehilangan panas. Akan tetpi hubungan antara satuan panas dengan satuan suhu tidak merupakan suatu konstanta, karena besarnya peningkatan suhu akibat penerimaan panas dalam jumlah tertentu akan dipengaruhi oleh daya tampung panas (heat capacity) yang dimiliki oleh benda penerima tersebut (Lakitan, 2002). Suhu udara akan berfluktuasi dengan nyata selama setiap periode 24 jam. Fluktuasi suhu udara (dan suhu tanah) berkaitan erat dengan proses pertukaran energi yang berlangsung di atmosfer. Pada siang hari, sebagian dari radiasi matahari akan diserap oleh gas-gas atmosfer dan partikel-partikel padat yang melayang di atmosfer. Serapan energi radiasi matahari akan menyebabkan suhu udara meningkat. Suhu udara harian maksimum tercapai beberapa saat setelah intensitas cahaya maksimum tercapai. Intensitas cahaya maksimum tercapai pada berkas cahaya jatuh tegak lurus, yakni pada waktu tengah hari (Lakitan, 2002). Semakin tegak sudut datang sinar, semakin kuat intensitas penyinaran matahari dan semakin tinggu pula suhu udara di daerah tersebut. Sebaliknya, semakin miring sudut datang sinar, semakin lemah intensitas penyinarannya dan semakin rendah suhu udaranya. Oleh karena itu pada tengah hari suhu lebih panas. Semakin lama penyinaran matahari, semakin tinggi suhu udara di suatu tempat. Bagi kawasan Indonesia yang beriklim tropis, dimana periode waktu siang dan malam senantiasa relatif sama yaitu sektiar 12 jam, perbedaan suhu tidak terlalu mencolok.
36
2.2.6 Naungan Tanaman Tanaman yang kelebihan cahaya matahari dapat menimbulkan efek negatif pada tanaman tersebut, contohnya adalah klorosis dengan gejala ujung tanaman mengering, batang mengeras, mengakibatkan suhu meningkat sehingga pertumbuhannya tidak berada pada suhu optimal dan lainnya. Naungan merupakan cara untuk menghalang cahaya matahari secara langsung menuju objek yang dituju dan juga menciptakan bayangan dari objek tersebut. Naungan terdiri dari warna abu, hitam dan putih. Naungan dapat berbentuk seperti atap, pohon, tirai jenela, tirai atau objek lainnya. Naungan merupakan hal yang penting pada daerah beriklim tropis. Tanaman hijau tidak hanya membutuhkan cahaya matahari sebagai energi fotosintesis untuk memproduksi gula, tetapi juga terjadi proses transpirasi yang membuat daerah sekitar tanaman menjadi lebih nyaman. Menurut Karleen (2012), Beberapa tipe dari naungan pada tanaman adalah : 1.
Full Sun Membutuhkan cahaya matahari langsung minimal 6 jam dari pencahayaan selama 8-12 jam
2.
Partial Shade/Partial Sun Membutuhkan cahaya matahari langsung minimal 3 jam/hari dari pencahayaan matahari selama 4-8 jam/hari. Pembayangan bisa didapatkan dari bangunan, dinding, pagar, atau pohon terdekat.
3.
Full Shade Cahaya matahari yang dibutuhkan kurang dari 3 jam/harinya. Tanaman jenis full shade lebih menyukai cahaya matahari pada saat pagi hari atau sore hari karena memiliki intensitas yang rendah.
37
2.2.7 Jenis Tanaman Menurut Stan Cox (2012), Sayur-sayuran, terutama yang memiliki daun yang dipergunakan pada sistem vertical farming, membutuhkan cahaya matahari. Pada sistem vertical farming, tanaman-tanaman yang terletak didalam ruangan tidak mendapatkan cahaya matahari yang cukup untuk berfotosintesis. Intensitas cahaya matahari juga akan berkurang dengan adanya pemakaian kaca. Cahaya matahari hanya dapat menyinari beberapa tanaman pada waktu-waktu tertentu di tempat yang dekat dengan kaca dan biasanya tanaman tersebut terletak pada sudut yang rendah dan hanya mendapatkan cahaya matahari pada waktu-waktu tertentu saja. Jendela dapat memenuhi kebutuhan cahaya yang masuk ke dalam ruangan sampai ke tengah-tengah ruangannya, tetpai proses fotosintesis sangat berbeda. Tanaman yang dapat menghasilkan pangan, membutuhkan beberapa kali lipat cahaya yang dibutuhkan dari yang bisa didapatkan di dalam ruangan. Menurut Stan Cox (2012), Tanaman penghasil biji-bijian atau buahbuahan yang memiliki nutrisi lebih tinggi membutuhkan cahaya yang jauh lebih tinggi per beratp produk yang dipanen. Sehingga, semakin tinggi nutrisi yang diharapkan dari tanaman tersebut, semakin banyak pula penerangan buatan yang dibutuhkan. Beberapa penelitian membuktikan, pencahayaan buatan dapat digunakan untuk menanam tanaman dan dapat tumbuh dengan baik didalam ruangan.
Salah satu pencahayaan buatan adalah dengan
menggunakan lampu LED, tetapi pencahayaan buatan membuat bangunan menjadi boros energi. Konsumsi energi yang digunakan pada vertical farming dapat dibantu dengan penggunaan sumber daya alam yang dapat diperbaharui seperti angin dan mathari dengan menggunakan solar panel dan turbin angin.
38
Tanaman Dapur Hidup Terdapat beberapa jenis tanaman yang digunakan pada praktik dapur hidup atau urban farming hasilnya dapat menjadi sayur/bumbu dapur. Beberapa diantaranya adalah tanaman cabai, tomat, bawang putih, kemangi, sereh (lemon grass), jeruk limau, jeruk nipis, pandan, kunyit, bawang merah, temulawak, jahe, kencur, daun salam, lidah buaya, selada, lengkuas, timun, bayam, buncis, kacang panjang, pare, labu, kubis, brokoli, kangkung,caisim, stroberi, terong, seledri, daun bawang dan sawi hijau. Jenis-jenis tanaman yang digunakan pada dapur hidup juga dapat digunakan untuk tanaman Vertical Farming yang disesuaikan dengan kebutuhan jenis tanaman. Beberapa cara penanaman tanaman sayur/buah adalah dengan menggunakan pot atau media menanam lainnya. Terdapat beberapa jenis tanaman buah/sayur yang juga bertumbuh dengan cara merambat ke atas sehingga harus disediakan media rambat atau perambatan dilakukan di dekat dinding bangunan. Tanaman sayuran digolongkan ke dalam dua kelompok utama, pertama sayuran dataran tinggi dari daerah temperate. seperti kentang, kubis, tomat, cabai. Kedua, sayuran datara rendah yang umumnya didominasi oleh jenis asli lokal seperti kacang panjang, tomat, bawang merah dan cabai yang memiliki daya adaptasi luas. Sayuran dari daerah temperate beradaptasi dengan baik di dataran tinggi sedangkan jenis sayuran dataran rendah berkembang dengan baik pada ketinggian tempat kurang dari 700m dpl (Hidayat et al, 1990). Umumnya tanaman membutuhkan intensitas sinar minimal Paling sedikit kebutuhan sinar ini adalah berkisar 700-1.000 Lux atau sekitar 65 – 93 Fc.
39
Berikut ini adalah jenis tanaman sayur/buah yang dapat dijadikan bumbu dapur/tanaman obat dengan kebutuhan waktu penyinaran cahaya matahari, suhu yang dibutuhkan serta ketebalan tanah yang dibutuhkan : Tabel 2.2 Jenis Tanaman dan kebutuhannya
Nama
Lama
Ketebalan
Tanaman
Penyinaran
1.
Cabai
10-12 jam/hari
18-320
50 cm
2.
tomat
8-12 jam/hari
24-280
35-50 cm
3.
selada
8 jam
20-300
25-50 cm
4.
Tomat Cherry
8-12 jam/hari
21-270
35-50 cm
5.
Bawang merah
12 jam
25-320
40 cm
6.
terong
8-10
22-320
30-40 cm
7.
seledri
8 jam
15-240
30 cm
8.
sawi
8 jam
23-350
20 cm
9.
jahe
10-12 jam
20-350
30cm
10.
anggur
8-10 jam
23-310
60 cm
11.
Jeruk nipis
10-12 jam
25-300
25 cm
Suhu tanah
Sumber : Buku agrikultur dan pertanian
Jenis tanaman tersebut merupakan jenis tanaman yang dapat ditanam pada bangunan dari penelitian ini dan telah disesuaikan dengan data iklim lingkungan tapak yang berada di Kembangan.
