TUGAS INDIVIDU SAINS ARSITEKTUR II

TUGAS INDIVIDU SAINS ARSITEKTUR II OBYEK BANGUNAN BERSAINS ARSITEKTUR

Dosen : Heru subiyantoro ST.MT

Di Susun Oleh : M.fauzi

(0951010011)

UPN “VETERAN” JAWA TIMUR FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN JURUSAN TEKNIK ARSITEKTUR 2009/2010

BANGUNAN THERMAL(MEREDAM PANAS) Kondisi termal bangunan merupakan faktor–faktor yang merupakan karakteristik dari aspek-aspek susunan bangunan yang berhubungan dengan persoalan termal. Secara sistematik kondisi termal bangunan menyangkut pertama, segala sesuatu yang berhubungan dengan bagaimana proses keseimbangan termal tersebut berjalan dalam status kondisi tertentu. Selain hal tersebut proses penghantaran dan kelakuan panas yang terjadi juga merupakan persoalan-persoalan dasar yang harus dipahami secara menyeluruh. Sistem termal (thermal system) dalam bangunan dapat dijelaskan bahwa selalu terjadi keseimbangan termal antara dalam bangunan dan luar bangunan. Untuk mencapai kondisi nyaman, maka kondisi termal dalam bangunan harus seimbang (Szokolay, 1980). Arsitektur yang berlandaskan pada pendekatan disain pasif dan minimum energi dengan memanfaatkan energi alam iklim setempat untuk menciptakan kondisi kenyamanan bagi penghuninya. Dicapai dengan organisasi morfologi bangunan dengan metode pasif antara lain konfigurasi bentuk massa bangunan dan perencanaan tapak, orientasi bangunan, disain fasade,peralatan pembayangan, instrumen penerangan alam, warna selubung bangunan, lansekap horisontal dan vertikal, ventilasi alamiah. BANGUNAN MESINIAGA

Pada bangunan mesiniaga mempunyai 1 massa yang menjulang tinggi dengan bentuk bulat ,dengan menyesuaikan dengan keadaan iklim atau lingkungan sekitar. Perspektive bangunan

Swimming pool Potongan pada bangunan mesiniaga

Dari bangunan berbentuk bulat menjulang tinggi (tabung) serta memperlihatkan struktur kolom bangunan serta bangunan yang seolah-olah berlubang untuk menghambat cahaya matahari masuk dalam bangunan tersebut.bangunan ini mengorientasikan di mana arah matahari terbenam dan terbitnya matahari.

Bangunan Arab World Institute,

PROJECT: Arab World Institute, Paris (Institut du Monde Arabe) ARCHITECTS: Jean Nouvel CLIENT: Institut du Monde Arabe PROGRAM: 25,000 square meters of museum, library, auditorium, conference and meeting rooms, cafeteria, and offices. STURCTURAL SYSTEM: metal structure; curtain walls. MAJOR MATERIALS: aluminum, glass.

Bangunan arab world institute ini berbentuk persegi panjang yang menjulang tinggi dan memanjang.Penghawaan Alami (Natural Ventilation)Pergantian udara panas dengan udara dingin dari luar merupakan proses yang diharapkan pada waktu musim panas. Namun dibeberapa kondisi iklim hal tersebut tidak memungkinkan karena temperatur luar justru lebih panas daripada temperatur dalam bangunan. Hal tersebut sangat penting diperhatikan jika akan melakukan teknik penghawaan alami. Sebab dibutuhkan udara dengan temperatur yang lebih rendah untuk efektifitas pendinginan permukaan tubuh. Proses penghawaan alami membutuhkan pendorong terjadinya proses tersebut. Bentuk bangunan menentukan kekuatan terjadinya penghawaan alami. Secara mendasar, ukuran dan lokasi dari tempat masuknya udara kedalam bangunan menentukan kemampuan untuk menangkap dan mengarahkan aliran udara kedalam bangunan. Perancangan bangunan dapat menggunakan ventilasi, atrium, bentuk bangunan ramping , lingkungan denah terbuka, struktur bangunan massif, cerobong, sirip, dan dinding ganda. Pada hybrid system digunakan jendela yang dapat dikontrol secara motorik. Bangunan dengan tingkat ekspos thermal mass yang besar, sangat memungkinkan untuk melakukan pendinginan dengan strategi natural ventilation dengan teknik pendinginan waktu malam hari (night purge ventilation). Teknik tersebut dapat dilakukan dengan rentang relatif diurnal dimana temperatur malam hari mempunyai selisih 20-22 derajat Celcius.

Alasan bangunan ini membuat sebuah dinding yang berlubang dan seperti kaligrafi karena bangunan ini menyesuaikan keadaan lingkungan sekitar dan menyesuaikan iklim sekitar,bangunan ini cenderung banyak menerima cahaya matahari maka seorang arsitek berpikir untuk mendesain bangunan yang sederhana tapi menonjolkan seni dalam dinding tersebut dan bisa menerima cahaya matahari yang alami di saat siang hari.bangunan ini bisa dikatakan bangunan yang hemat energi di saat siang hari tanpa membutuhkan lampu penerangan jadi cahaya yang alami dari matahari itu sendiri.

Proses aliran udara dapat didorong dengan beberapa kondisi antara lain adalah mengarahkan aliran udara, pemanasan dan pendinginan yang dilakukan oleh radiasi matahari evaporasi atau thermal mass. Prinsipnya dengan melakukan variasi terhadap tekanan udara (wind driven ventilation) dan temperatur (stack.effect ventilation dan thermo syphon effect).Pendinginan udara sebelum masuk kedalam bangunan juga dapat dilakukan untuk mendapatkan udara dingin. Hal tersebut dapat dicapai dengan melakukan evaporative cooling atau geothermal cooling.

Bangnan Queens ,Short And Associates De Montfort University, Leicester - 1993

Bangunan ini berbentuk seperti rumah biasa yang berbentuk persegi dan atap segitiga serta ada menonjolkan cerobong asap bangunan sederhana tetapi tetap

menyesuaikan lingkungan sekitar dan iklim sekitar tidak merubah keadaan lingkungan sekitar.seorang arsitek sendiri mendesain bangunan tersebut juga melihat keadaan yang ada di sekitar dimana bangunannya sederhana tetapi tetap memanfaatkan cahaya matahari dengan meletakkan elemen kaca yang dimana bisa menerima cahaya matahari tanpa harus melindungi atau meredam cahaya matahari.

Bangunan ini sederhana tetapi menyimpan kemewahan pada interior berbentuk seperti lingkaran,beda dengan yang luar berbentuk persegi pada badan bangunan tersebut beratapkan segitiga dan cenderung menggunakan material bata ekspose serta material kaca pada jendela untuk menerima udara serta cahaya matahari yang mengurangi kelembaban ruang pada bangunan tersebut.

Betapa bagusnya sirkulasi udara yang diterima pada bangunan serta yang di keluarkan pada bangunan tersebut.udara yang dari bawah bangunan tersebut mengalir ke cerobong udara atau asap yang ada di atas bangunan tersebut. Sains (science), yang tak asing lagi bagi kita baik di SMU maupun di universitas sebenarnya terbagi dalam 3 macam1, yaitu : 1. Science, suatu teori hukum dasar alamiah yang telah melalui berbagai proses penelitian yang ketat dan telah terbukti kebenarannya dari suatu hypotesis yang dikemukakan para sainstis

mengenai suatu fenomena. Seperti teori “thermal” mengenai udara panas akan selalu lebih ringan dari yang dingin, dan akan bergerak naik atau dari yang bertekanan tinggi ke rendah. 2. Protoscience, sebaliknya, mencerminkan pada ke aslian, primitif, dan berdasarkan pengetahuan nenek moyang. Protoscience lebih dapat mengungkapkan sebuah pengertian/teori yang tersembunyi dimana kadang kala justru memperkaya pengetahuan bagi para saintis dari pada kemampuan sains kontemporari. Seperti “Pythagoras”— menggambarkan elemen-elemen pengetahuan alam universal. 3. Parascience, berasal dari bahasa “Greek” dimana “para” berarti bersamaan dengan/ disamping; yang berpangkal pada “science” dan “protoscience”. Maka parascience meliputi tidak hanya pada prosedur-prosedur penelitian yang terkontrol, tetapi juga pada kwalitas aliran mistik dan supernatural. Banyak kegiatan aktifitas dari parascience sulit diukur karena bernilai subyektif dan intuitif. KAITAN BENTUK ARSITEKTUR DAN SAINS BANGUNAN Hasil karya bentuk suatu arsitektur banyak terkaitkan pertimbangan berbagai aspek seperti : ekologi, bioclimatic, sains bangunan/lingkungan, ekonomi, teknologi canggih, ideologi, philosofi, & dekonstruksi, dan lain. Tiap desainer/arsitek mempunyai misi tertentu (yang paling lazim hemat energi, ramah lingkungan hidup) dalam menghasilkan suatu karya arsitektur. Konsep “Ecological Architecture” yang dipakai sejak tahun 1960 oleh beberapa arsitek diberbagai belahan dunia, pada umumnya menyangkut : 1. Desain dengan kaidah “Sunpath” yang dipakai oleh arsitek Ken Yeang, Nicholas Grimshaw. 2. Pemanfaatan Angin Musim (seasonal wind) untuk ventilasi alam dengan “Wind Tower” oleh France. 3. Pemanfaatan tenaga angin untuk menghasilkan tenaga listrik pada bangunan oleh Richard Roger dan 4. Pemanfaatan pencahayaan alami dengan “high-tech” oleh Norman Foster. 5. Pemanfaatan ekologi dan “natural forces” oleh Renzo Piano. Contoh beberapa karya arsitektur yang mempertimbangkan baik ekologi maupun sains bangunan/lingkungan. 1. Traditional Wind Tower Pada daerah yang beriklim sangat panas dan kering terletak pada Subtropis Utara yaitu untuk negara-negara Pakistan, Iran, Saudi Arabia, Egypt, dan Afrika Utara, sering dijumpai arsitektur cerobong angin, dengan tujuan untuk menangkap angin alami ke dalam bangunan. (lihat gambar 4 ). Cerobong angin ini selain berfungsi sebagai penangkap angin juga sekarang dipakai sebagai cerobong penghisap udara dalam bangunan dengan metode “Stack Effect” dengan harapan pencapaian pemakaian “low energy” (lihatgambar 5).

Gambar di atas. Cerobong Angin dengan alat pengarah angin di Hyderabad, Pakistan. Alat penangkap angin tersebut dapat berubah arah sesuai tiupan angin musim. (after Thomson, O’Brien and Editors of Life, 1966)

Gambar diatas. Proyek “Queen Building De Montford University” di Leicester, UK dengan arsitek Short Ford & Associate ; Tampak ini menghadap Selatan dengan pilar-pilar cerobong “Solar Chimmey” yang berfungsi menghisap udara dalam bangunan secara pasif.

Bangunan British Pavilion

 �Architect: Nicholas Grimshaw and Partners �Theme: The Age of Discovery �Client: Department of Trade Industry �Duration: April thru October 1992 �Location: Seville, Spain SISTIM OPERASIONAL BANGUNAN Untuk mencapai kenyamanan thermal maupun visual dalam bangunan, kondisi lingkungan internal (temperatur, kelembaban, tingkat iluminasi) dapat diatur tanpa ataupun dengan menggunakan peralatan teknologi mekanikal elektrikal yang menggunakan energi dari sumber yang tidak dapat diperbarui, yaitu pembangkit listrik dari tenaga uap (minyak bumi, batu bara, gas alam yang merupakan sisa sisa fosil yang telah punah). Terdapat beberapa tingkat sistim operasional yang digunakan dalam bangunan dengan kategori berikut (menurut Worthington, J, 1997 yang dikutip dari Yeang, Ken, 1999) : Sistim Pasif ( passive mode ) Tingkat konsumsi energi paling rendah, tanpa ataupun minimal penggunaan peralatan ME (mekanikal elektrikal) dari sumber daya yang tidak dapat diperbarui (non renewable resources) Sistim Hybrid ( mixed mode) Sebagian tergantung dari energi (energy dependent) atau sebagian dibantu dengan penggunaan ME. Sistim Aktif (active mode/ full mode) Seluruhnya menggunakan peralatan ME yang bersumber dari energi yang tidak dapat diperbarui (energy dependent) Sistim Produktif (productive mode) Sistim yang dapat mengadakan/ membangkitkan energi nya sendiri (on-site energy) dari sumber daya yang dapat diperbarui (renewable resources) misalnya pada sistim sel surya (fotovoltaik) maupun kolektor surya (termosiphoning). Interval kenyamanan yang akan dicapai dari beberapa tingkat sistim operasional tersebut dapat dilihat pada skema berikut ini: INTERVAL KENYAMANAN SISTIM OPERASIONAL

Pengaruh konteks energi dalam arsitektur sebenarnya sudah dipahami oleh para arsitek pada awal abad keduapuluh melalui kontribusi karya karyanya dalam gerakan arsitektur modern, dimana sebagai para perancang Bauhaus mereka berpendapat bahwa karya disain arsitektur merupakan hasil akhir dari analisa rasional yang diwujudkan melalui expresi formal dari proses dan material konstruksi baru. Terbilang Walter Gropius dengan sun-tempered home, Keck brothers dengan Crystal House, Buckminster Fuller dengan Dymaxion house yang berdasarkan konsep efisiensi energi dan produksi industri, Le Corbusier dengan proposal Mediterranean House, dan kontribusi akademik dari Olgyay bersaudara dalam publikasi ilmiahnya Design with Climate memberikan justifikasi keterlibatan para arsitek dalam isu efisienArsitektur Bioklimatiksi energi, meskipun gaungnya teredam oleh euforia revolusi industri dan international movement dari arsitektur modern. Embargo minyak 1973 merupakan suatu momen kebangkitan kesadaran energi dimana eskalasi harga minyak bumi yang membubung menimbulkan dampak krisis energi pada negara negara maju yang energy dependent. Seluruh potensi riset dan pengembangan dikerahkan untuk mengatasi krisis tersebut yang tentunya juga termasuk sektor bangunan gedung maupun perumahan yang tentunya akan menentukan perancangan arsitektur. Rekonseptualisi perancangan arsitektur perlu dilakukan dengan pertimbangan pertimbangan efisiensi energi, mengingat 36-45% kebutuhan energi nasional terserap dalam sektor bangunan. Krisis energi ini ternyata memacu perkembangan arsitektur baru dengan disain sadar energi (energy conscious design).

THE BRITISH PAVILION,SEVILLE(N.Grimshaw) ARSITEKTUR SURYA (Solar Architecture)

Dimana bangunan ini menggunakan control panel yang meringankan cahaya panas terlalu berlebihan bisa dikatakan insulasi thermal dengan menggunakan elemen control panel tersebut(Solar Panel Roof) Insulasi adalah penggunaan material dengan nilai konduktan rendah untuk mengurangi aliran energi melintas material tersebut. Untuk mereduksi alira energi tersebut material harus mempunyai nilai resistan yang tinggi (nilainya kebalikan dari konduktan). Control panel

APARTEMEN JAKARTA HIJAU GREEN JAKARTA APARTMENT

KONSEP RANCANGAN Desain apartemen ini adalah hasil rancangan saya untuk tugas studio di kampus. Lokasi berada di dekat Cilandak Town Square, Jakarta. Bentuk site pun unik, karena berbentuk seperti kantung. Dengan entrance yang tidak terlalu besar dan luas pada area belakang. Karena Entrance yang tidak terlalu lebar, saya membaginya menjadi 3 zona. Yaitu: zona pedestrian yang saya tujukan untuk para tamu yang menggunakan kendaraan umum lalu masuk menuju ke dalam dengan berjalan kaki, zona kedua dan ketiga adalah keluar dan masuk kendaraan bagi yang menggunakan kendaraan pribadi atau taksi yang bisa mengantarkan samapi ke area drop off.

Jalan pedestrian yang cukup panjang hingga menuju bangunan utama di belakang, sehingga saya memfasilitasi dengan jalur pedestrian yang nyaman, terlindung dari sengatan matahari serta air hujan, dengan peletakkan kanopi sepanjang jalur pedestrian.

Konsep desain utama yang coba saya tawarkan dari desain apartemen ini adalah menciptakan bangunan apartemen yang low cost consumption (hemat konsumsi energi) dan bisa ikut berperan aktif menjaga iklim mikro dari area ini dengan menambah jumlah vegetasi (penghijauan) pada bangunan ini. Dimana Jakarta sebagai kota metropolitan yang sudah mulai tidak terkontrol semakin hari semakin berkurang area hijau yang dimiliki. Sehingga upaya yang saya lakukan adalah mencoba mengganti vegetasi yang hilang pada tanah kita yang bersifat horizontal dengan menghadirkannya secara vertikal mengikuti ketinggian bangunan. Upaya untuk menghemat konsumsi energi pada bangunan ini antara lain, penggunaan sun-shading pada sekitar jendela, pemaksimalan pemanfaatan cahaya alami pada ruang dalam bangunan, serta mengarahkan secara tepat orientasi masa bangunan sehingga radiasi panas matahari tidak terlalu besar masuk ke dalam, yang akan menyebabkan meningkatkan beban tenaga AC untuk pengkondisian udara dalam menciptakan kenyamanan thermal.

gambar tampak depan dan potongan green jakarta apartemen

Desain apartemen ini adalah hasil rancangan saya untuk tugas studio di kampus. Lokasi berada di dekat Cilandak Town Square, Jakarta. Bentuk site pun unik, karena berbentuk seperti kantung. Dengan entrance yang tidak terlalu besar dan luas pada area belakang.

gambar site plan green jakarta apartemen

Karena Entrance yang tidak terlalu lebar, site dibaginya menjadi 3 zona. Yaitu: zona pedestrian yang saya tujukan untuk para tamu yang menggunakan kendaraan umum lalu masuk menuju ke dalam dengan berjalan kaki, zona kedua dan ketiga adalah keluar dan masuk kendaraan bagi yang menggunakan kendaraan pribadi atau taksi yang bisa mengantarkan samapi ke area drop off. Jalan pedestrian yang cukup panjang hingga menuju bangunan utama di belakang, sehingga saya memfasilitasi dengan jalur pedestrian yang nyaman, terlindung dari sengatan matahari serta air hujan, dengan peletakkan kanopi sepanjang jalur pedestrian.

Lahan apartemen ini tidak terlalu besar untuk sebuah apartemen yang mencapai 44 unit, sehingga untuk mengakomodasi kebutuhan parkir, bagian basement dibagi menjadi dua zona. Zona pertama yaitu untuk tamu yaitu pada ground floor. Sehingga lantai 1 berfungsi sebagai area parkir tamu serta sebagai area publik yang bisa diakses oleh umum. Lalu untuk penghuni apartemen dibuatkan 4 lantai basement untuk menampung kebutuhan area parkir dari para penghuni.

gambar basement lantai 1-2 dan lantai 3-4 green jakarta apartemen Lantai 2 berfungsi sebagai lobby dan peletakkan beberapa fasilitas bagi para penghuni, yaitu cafe, mini market, ruang karyawan, serta ruang pengelola. Lalu lantai 3 hingga 13 berfungsi sebagai unit apartemen yang terdiri dari beberapa unit Studio, One bedroom, dan Two bedroom. Sedangkan pada lantai 14 berfungsi sebagai Penthouse. Tiap unit memiliki balkon sebagai pengganti teras. Dimana menurut saya sudah menjadi kebiasaan orang Indonesia butuh teras pada tempat tinggalnya. Sementara pada beberapa lantai ada area-area yang saya

dedikasikan untuk area hijau dan bisa ditanam vegetasi besar,yaitu pada lantai 2, lantai 7, dan penthouse.

Gambar denah lantai 2

gambar denah lantai 3 dan 13

Gambardenah lantai 4,5,6 dan 9,10,11 gambar denah lantai 7

Gambar denah lantai pent-house

Gambar tampak samping kanan green jakarta apartemen AGENDA KONSERVASI DALAM DISAIN ARSITEKTUR HEMAT ENERGI Tidak dapat diragukan lagi bahwa para perancang memainkan peran sentral untuk menjamin suatu masa depan yang berkesinambungan. Papanek (1985) dalam bukunya: Design for the Real World: Human Ecology and Social Change mengemukakan bahwa : “In this age of mass production when everything must be planned and designed, design has become the most powerful tool with which man shapes his tools and. This demands high social and moral responsibility from the designer “ Wells (Gentle Architecture, 1984) mengumandangkan hal yang sama bahwa , “….if ever we needed great designers, it is now ! The environmental architecture of America is almost without exception depressingly ugly……” Disain bioklimatik dan ekologis sering diimplementasikan tanpa mengintegrasikan gaya arsitektur. Sebenarnya kesempatan terbaik untuk meningkatkan kinerja lingkungan suatu bangunan terjadi pada masa masa proses disain. Jelaslah bahwa kita harus membuat bangunan bangunan tidak saja tanggap lingkungan namun juga menyenangkan secara estetika jika diinginkan disain berwawasan lingkungan akan bertahan lama. Para arsitek semasa studinya pernah mempelajari peraturan proporsi dan langgam arsitektur klasik dari kuil kuil zaman purbakala. Sekarang bumi adalah kuil itu, dan peraturannya adalah bahwa kita tinggal dan hidup diantara batas batas keseimbangan sumberdaya dan energi dunia. Adalah hal yang menarik untuk disimak, tepat pada masa dimana gerakan disain sadar energi mulai tumbuh, suatu gerakan arsitektur lainnya juga muncul kepermukaan. Langgam postmodern merupakan suatu reaksi terhadap kejemuan visual arsitektur modern, dimana langgam ini mengumandangkan kebangkitan ornamen, warna dan karakteristik organisasi ruang dari masa sebelumnya. Postmoderisme menawarkan suatu kekayaan dan variasi yang merupakan pelepasan yang diharapkan dari kungkungan arsitektur modern yang steril. Mungkin saja, arah arsitektur masa depan akan timbul sebagai kombinasi kekayaan visual postmodernisme dengan kesadaran penggunaan energi. Ornamen dinding exterior postmodernisme bisa saja merupakan suatu selubung bangunan yang sensitif terhadap lingkungan iklimnya. Respons kontekstual bisa saja menampilkan estetika baru yang melibatkan material baru yang “compatible” dengan iklimnya. Hal ini meminta para perancang mempunyai pengertian lebih dalam tentang bagaimana bangunan menggunakan energi untuk kebutuhan penghawaan dan penerangannya dan strategi pasif dengan pengolahan selubung bangunan untuk tujuan tersebut.