PENGGUNAAN SIMULASI DESKTOP RADIANCE DALAM PENELITIAN PENCAHAYAAN ALAMI LUAR RUANGAN DAN AREA CORE BANGUNAN Studi Kasus : Rumah Susun dengan Konfigurasi Tower Ni Wayan Meidayanti Mustika, ST Mahasiswa Pascasarjana Arsitektur Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
[email protected] ABSTRACT Low-cost housing with tower configuration is low cost housing with dwelling units encircling the building core. Doublesided daylighting system is used to get a better daylighting distribution in tower configuration housing. The daylighting sources are from outdoor illumination and core illumination. We have to know illumination value and characteristics of both sources to ensure the daylighting availability in spaces inside the dwelling units. Desktop Radiance is a simulation program that creates image and not only value but visually. Desktop Radiance is rather easy to use because it is integrated with Autocad2000 for modeling. Desktop Radiance assist us to get visual image of outdoor and core illumination characteristics for case study that located in Denpasar. With the knowledge of characteristics outdoor and core illumination, we will figured out the early conditions of dayligthing sources which will enter spaces inside the dwelling units. Keywords: Daylighting Simulation, Low-cost housing with tower configuration, Outdoor illumination, core illumination
ABSTRAK Rumah susun konfigurasi tower merupakan rumah susun dengan hunian mengelilingi satu core bangunan. Pada hunian dengan konfigurasi ini untuk mendistribusikan pencahayaan alami dengan baik biasanya menggunakan sistem pencahayaan alami dari dua sisi (dari core dan luar ruangan). Untuk memastikan ketersediaan pencahayaan alami di dalam ruang – ruang hunian maka harus diketahui karakteristik dan nilai iluminasi di kedua sumber pencahayaan alami ini. Desktop Radiance adalah salah satu program simulasi mampu menghasilkan gambaran yang tidak berupa nilai saja namun secara visual serta mudah digunakan karena terintegrasi dengan program Autocad2000 dalam pembuatan modelnya. Program simulasi Desktop Radiance membantu memberikan gambaran karakteristik pencahayaan alami luar ruangan dan di area core pada studi kasus yang berlokasi di Denpasar. Dengan diketahui bagaimana karakteristik pencahayaan alami di luar ruangan dan di area core maka bisa diketahui gambaran awal sumber pencahayaan alami yang akan masuk ke ruang – ruang hunian. Kata Kunci : Simulasi Pencahayaan Alami, Rumah Susun konfigurasi tower, Iluminasi Luar Ruangan. Iluminasi area core.
PENDAHULUAN Metode penelitian eksperimen menggunakan metode simulasi sebagai teknik penelitian yang utama. Penelitian eksperimen dan teknik simulasi sama – sama mengisolasi konteks dan mengidentifikasi variabel – variabel yang bisa dimanipulasi untuk melihat pengaruhnya satu dengan yang lainnya (Groat and Wang, 1995 : 283). Suatu simulasi menggunakan input sesuai dengan konteks dunia nyata (atau konteks dunia nyata menurut simulasi) berisi interaksi dinamis yang merupakan hasil faktor – faktor variabel yang dimanipulasi. Interaksi ini harus mencerminkan kondisi yang nyata dan desain riset simulasi adalah salah satu yang bisa mengumpulkan data dari interaksi ini untuk diaplikasikan kedalam kondisi nyata. Pencahayaan alami paling efektif pada saat hari cerah sehingga bisa menggantikan kebutuhan pencahayaan buatan sepenuhnya. Pencahayaan alami selain memiliki potensi mengurangi kebutuhan energi keseluruhan tapii juga menurunkan pemakaian pada saat beban puncak. (Ander, 1995 : 1). Penelitian tentang pemanfaatan pencahayaan alami menjadi penting karena pencahayaan alami mampu menggantikan penerangan buatan dan secara tidak langsung mengurangi pemanfaatan energi tak terbaharui. Dengan tersedianya tingkat iluminasi pencahayaan alami yang memenuhi kebutuhan aktifitas dan nyaman secara visual terutama pada siang hari berarti mengurangi konsumsi energi listrik untuk penerangan buatan. Penggunaan program komputer yang akan dilakukan pada penelitian pencahayaan alami ini termasuk teknik simulasi karena sebuah program komputer mampu mensimulasikan kondisi nyata dengan hasil yang representatif melalui masukan data dan pengukuran yang spesifik. Kelebihan simulasi pada penyelesaian persoalan terletak pada pemodelan dan analisis yang disesuaikan dengan bentuk persoalan serta tujuan penyelesaian persoalan. Adapun program simulasi yang akan digunakan adalah program simulasi untuk simulasi kuantitas pencahayaan alami yaitu Desktop Radiance 1.02. Ni Wayan Meidayanti Mustika – Penggunaan Simulasi Desktop Radiance dalam Penelitian Pencahayaan Alami Luar 1 Ruangan dan Area Core Bangunan
Program Desktop Radiance dikembangkan Sejak 1984 oleh Building Technologies Department of Environment Energy Technology Division dalam Lawrence Berkeley Nacional Laboratory yang ddukung oleh Pacific Gas and Electric Company (PG & E) melalui California Institute for Energy Efficiency (CIEE) sebagai bagian dari Daylighting Initiative for Market Transformation dari PG&E. Desktop Radiance merupakan sebuah software Windows 95/98/2000 yang mengintegrasikan Radiance Syntetic Imaging System dengan Autocad 2000. Program ini digunakan untuk memprediksi level pencahayaan dan tampilan pencahayaan dalam sebuah ruangan. Desktop Radiance ini meliputi program untuk modeling dan menerjemahkan geometri ruangan, data iluminasi dan properti material yang merupakan input untuk simulasi. Hasil gambaran visual ini bisa dianalisa, ditampilkan dan dimanipulasi dalam paket perhitungannya dan memfasilitasi pembuatan output tercetak (www.radsite.lbl.gov).
OBYEK STUDI KASUS Rumah susun dengan konfigurasi tower adalah rumah susun dengan susunan hunian mengelilingi satu core di tengah bangunan (Chandler, 2005 : 78). Obyek studi kasus adalah rumah susun empat lantai dengan konfigurasi tower. Lantai dasar digunakan sebagai area parkir dan tiga lantai lainnya merupakan lantai hunian (Lihat Gambar 1). Pada lantai hunian terdapat 8 unit mengelilingi core bangunan. Keuntungannya adalah ekspose selubung bangunan dengan bagian luar maksimal dan fleksibilitas yang lebih tinggi dalam penataan layout unit. Pada rumah susun ini menggunakan sistem pencahayaan dua sisi (double-sided daylighting) (Lihat Gambar 2). Adapun dua sumber yaitu dari luar ruangan yang masuk ke dalam ruang hunian melalui fasade bangunan dan dari area core bangunan yang mendapat cahaya alami dari bukaan pada atap core berupa 4 bidang kaca. Untuk memastikan ketersediaan cahaya alami pada ruang – ruang hunian maka harus dipastikan terlebih dahulu tingkat iluminasi yang di luar ruangan dan di area core yang akan masuk ke dalam hunian melalui bukaan – bukaan yang ada. Pemahaman karakteristik iluminasi luar ruangan dan area core akan membantu memberi gambaran karakteristik iluminasi yang mungkin terjadi di dalam ruang – ruang hunian.
Gambar 1. Denah Lantai Dasar dan Denah Tipikal lantai Hunian Pencahayaan alami dari area core
Pencahayaan alami dari luar bangunan
Gambar 2. Potongan bangunan dan sistem pencahayaan dari dua sisi Ni Wayan Meidayanti Mustika – Penggunaan Simulasi Desktop Radiance dalam Penelitian Pencahayaan Alami Luar Ruangan dan Area Core Bangunan
2
OPERASIONAL PENELITIAN PENGAMATAN AWAL
PENGUKURAN DAN PENCATATAN LAPANGAN
Pengukuran fisik bangunan dan core
SIMULASI KOMPUTER
Pengukuran pencahayaan alami
Simulasi pencahayaan kondisi eksisting pada obyek Simulasi karakteristik pencahayaan alami
VERIFIKASI
KAJIAN TEORI
Bagan 1. Kerangka Operasional Penelitian
Operasional penelitian pada simulasi awal diarahkan pada tujuan untuk mengetahui kondisi eksisting dan karakteristik pencahayaan alami di luar ruangan dan di area core yang merupakan sumber iluminasi yang akan masuk ke dalam ruangan. Adapun pemaparan dari operasional penelitian sebagai berikut : 1. Pengamatan Awal Pengamatan awal terhadap obyek penelitian melalui pengamatan langsung terhadap kuantitas pencahayaan alami dan kinerja termal secara kualitatif. Penilaian dilakukan tanpa menggunakan peralatan tertentu tapi melalui penilaian subyektif secara visual. Data yang dikumpulkan adalah data – data mengenai jenis material pada elemen bangunan seperti dinding, lantai, plafond dan jendela dan warna serta tekstur dari material tersebut. Data tentang elemen dan material ini digunakan sebagai pilihan material yang akan disimulasikan agar simulasi semakin mendekati kondisi sesungguhnya. 2. Pengukuran dan Pencatatan di lapangan Pengumpulan data fisik bangunan dilakukan dengan metode pengukuran elemen – elemen pembentuk ruangan dan bukaan – bukaan yang berpotensi mempengaruhi kuantitas pencahayaan alami dalam ruangan. Data fisik meliputi data ukuran geometri bangunan dan ruang – ruang (panjang, lebar dan tinggi), ukuran dan geometri bukaan serta ukuran penghalang (baik jarak dan ketinggian bangunan serta overhang). Pengukuran fisik menggunakan alat berupa meteran untuk mengukur dimensi ruang. Hal ini perlu dilakukan untuk pembuatan gambar model 3 dimensi yang akan digunakan sebagai gambar dasar dalam program simulasi. 3. Pengukuran Pencahayaan Alami Pada tahapan ini akan dilakukan pengukuran kuantitas pencahayaan. Adapun proses simulasi pencahayaan alami membutuhkan data berupa kuantitas dan distribusi cahaya alami melalui pengukuran tingkat iluminasi di luar ruangan dan area core bangunan. Kuantitas pencahayaan diperlukan untuk melihat tingkat intensitas pencahayaan alami agar dapat diketahui seberapa jauh penghuni yang berada dalam ruang dapat melihat suatu objek. Sedangkan distribusi pencahayaan diperlukan untuk mengetahui merata atau tidaknya penyebaran cahaya dalam ruang. Sebelum pelaksanaan pengukuran, dilakukan kalibrasi alat ukur berupa Lux meter agar hasil yg diperoleh akurat. Nilai iluminasi didalam ruang diperoleh dengan meletakkan sensor Lux meter pada titik – titik tertentu pada bidang kerja di area core. Pengukuran iluminasi di luar ruangan dilakukan langsung dari dalam unit hunian masing – masing melalui jendela pada ruang tidur utama. Luxmeter direkatkan pada ujung tongkat dan dijulurkan keluar sejauh kurang lebih 1,5 meter sampai pada area yang mendapat cahaya alami langsung dari kubah langit. Mengingat kondisi langit yang sangat bervariasi, pengukuran dilaksanakan pada saat kondisi langit memiliki nilai cloud cover kurang dari 50%. Besarnya prosentase cloud cover dilihat berdasarkan pengamatan langsung terhadap keberadaan awan pada langit. Hal ini dilakukan agar diperoleh kondisi yang cenderung stabil sehingga mempermudah pelaksanaan pengukuran. Karena tingginya variabilitas kondisi langit, maka satu ruangan mungkin dilakukan pengukuran pada hari yang berbeda. Pengukuran dilakukan tiga kali pengukuran yaitu pada pukul 08.00, siang pada pukul 12.00 dan sore hari pada pukul 15.00 dengan mempertimbangkan kaitannya dengan pergerakan lintasan matahari.
Ni Wayan Meidayanti Mustika – Penggunaan Simulasi Desktop Radiance dalam Penelitian Pencahayaan Alami Luar Ruangan dan Area Core Bangunan
3
4. Simulasi dengan Desktop Radiance 1.02 Fenomena pencahayaan alam ini ditinjau dengan melihat fluktuasi pencahayaan alam di luar dan melihat bagaimana pengaruh lingkungan yang terdapat di sekitar bangunan pada kualitas pencahayaan di dalam hunian. Data yang harus dimasukkan untuk dapat melakukan simulasi meliputi : model 3 dimensi, kondisi langit, waktu pengukuran (bulan, tanggal dan jam), data lokasi, zona yang disimulasikan, orientasi, titik referensi atau grid referensi sebagai posisi titik ukur dan kamera sebagai titik acuan dalam menampilkan hasil pencahayaan secara meruang. Untuk model simulasi dibuat gambar 3 dimensi Autocad2000 dengan penyederhanaaan bentuk dan elemen bangunan untuk memudahkan running program Radiance. Sedangkan variabel waktu digunakan tanggal dan waktu pengukuran sesungguhnya. Data lokasi Denpasar yang dimasukkan dalam input perhitungan meliputi : - Latitude : 08°39’ LS1 (Input – 8.39) Longitude : 115°13’ BT (Input -115.13) - Faktor Turbidity : 3.0 (asumsi untuk daerah urban2) Standard meridian : - 105 (Lintang Selatan) - Kondisi langit : CIE Overcast 5. Verifikasi Verifikasi dilakukan untuk melihat gambaran sejauh mana kesesuaian hasil simulasi dengan hasil pengukuran di lapangan. Data yang dibandingkan meliputi hasil pengukuran iluminasi di luar dan di dalam area core bangunan. Pada hasil simulasi, ada perbedaan antara hasil perhitungan yang berupa angka (ASCII) dengan yang berupa gambar (image). Data yang diuraikan dibawah ini merupakan gabungan dari kedua hasil tersebut.
VERIFIKASI HASIL PENGUKURAN LAPANGAN DAN SIMULASI Iluminasi Luar Ruangan Nilai iluminasi yang didapat dari simulasi merupakan hasil pengukuran dengan referensi titik (point) pada ujung atap listplank pada ketinggian masing – masing lantai blok bangunan. Waktu dan tanggal pengukuran disesuaikan dengan waktu dan tanggal pengukuran di lapangan. Perbedaan nilai iluminasi antara pengukuran lapangan dengan simulasi sangatlah besar. Hasil pengukuran lapangan berkisar antara 9.650 – 104.900 Lux, sedangkan hasil simulasi antara 7.512 – 14.747 Lux. (Lihat Gambar 3) Perbedaan nilai yang besar ini terjadi karena terdapat perbedaan sumber cahaya yang diukur (Compagnon,1997). Pada pengukuran lapangan, cahaya yang diukur merupakan gabungan antara cahaya diffus dengan sinar matahari langsung sedangkan yang dihitung melalui simulasi komputer merupakan cahaya diffus saja. Variabilitas iluminasi lebih besar di pengukuran lapangan sedangkan pada simulasi menunjukkan pergerakan iluminasi sepanjang hari lebih konsisten. Walaupun terdapat perbedaan nilai terukur, verifikasi antara hasil pengukuran dan simulasi menunjukkan kecenderungan yang sama yaitu nilai iluminasi meningkat menuju siang hari dan menurun menuju sore hari. 100000 75000 50000 25000 0
20000 15000 10000 5000 0
08.00
12.00
15.00
08.00
12.00
15.00
H-I4
67433
102300
9650
H-I4
7795
12306
7512
H-II4
60633
103500
9717
H-II4
8399
13253
8094
H-III4
55767
104900
9750
H-III4
9300
14747
8962
Hasil Pengukuran Lapangan
Hasil Simulasi
Gambar 3. Perbandingan nilai iluminasi hasil pengukuran lapangan dengan hasil simulasi
Karakteristik pencahayaan alami di luar bangunan mengalami fluktuasi yang membentuk pola – pola tertentu (Lihat Gambar 4). Dalam rentang waktu 12 bulan, kondisi maksimum dan minimum tidak selalu terjadi pada jam yang sama. Pada bulan Januari dan Februari, kondisi iluminasi maksimum terjadi pada jam 12.00 Wita sedangkan pada bulan Maret – Desember pada jam 11.00 Wita. Kondisi minimum sepanjang tahun selalu terjadi sore hari pada pukul 17.00 Wita. Fluktuasi iluminasi tahunan yang diukur pada jam yang sama membentuk pola – pola yang berbeda. Pengukuran yang dilakukan pada jam 07.00 sampai jam 11.00 mengalami kondisi maksimum pada bulan 1 2
Sumber http://www.mapsofworld.com/lat_long/indonesia-lat-long.html Sumber : http:/eande.lbl.gov/Task21/BRE-ETSU/algo1/1-21.html
Ni Wayan Meidayanti Mustika – Penggunaan Simulasi Desktop Radiance dalam Penelitian Pencahayaan Alami Luar Ruangan dan Area Core Bangunan
4
Oktober, sedangan pengukuran yang dilakukan pada jam 12.00 – 17.00 mengalami kondisi maksimum pada bulan Februari dan Maret. Sedangkan kondisi minimum pada setiap jam 07.00 – 11.00 terjadi pada bulan Juli sedangkan pada rentang jam 12.00 – 17.00 Wita terjadi di bulan Mei. Tanggal 21 Maret dan 23 September, matahari berada pada sudut deklinasi, yaitu pada garis ekuator. Iluminasi yang diukur di luar bangunan pada saat yang berbeda. Rentang perbedaan nilai iluminasi tidak terlalu besar pada kedua waktu pengukuran ini. Iluminasi luar ruangan pada bulan September lebih besar daripada bulan Maret pada waktu pagi hingga siang hari. Sebaliknya pada waktu sore hari iluminasi di luar ruang pada bulan Maret justru lebih besar daripada bulan September. 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Juli
Agt
Sep
Okt
Nop
Des
6691
6390
6465
6428
5977
5413
5263
5977
7217
8119
8156
7518
08.00 10035 9922,8 9998
9810
9209
8570
8575
9359 10599 11388 11275 10674
07.00
09.00 12741 12778 12891 12553 11801 11125 11200 12102 13304 13906 13718 13154 10.00 14657 14845 14883 14394 13493 12891 13079 14019 15108 15522 15259 14845 11.00 15672 15935 15935 15259 14282 13718 13981 14958 15897 16123 15860 15559 12.00 15672 16010 15897 15033 14056 13530 13906 14845 15597 15709 15409 15334 13.00 14657 15033 14770 13831 12816 12403 12854 13680 14244 14206 14019 14131 14.00 12741 13079 12073 11614 10674 10374 10862 11613 11952 11802 11726 12027 15.00 9998,2 10261
9772
8645
7743
7593
8081
8683
8833
8645
8682
9209
16.00 6653,8 6841
6165
5037
4286
4248
4737
5188
5150
4962
5150
5826
17.00 2952,2 2959
2197
1080
483
584
1017
1276
1114
945
1298
2118
Gambar 4. Karakteristik Pencahayaan Alami luar ruangan sepanjang tahun
Iluminasi di Area Core Bangunan Nilai iluminasi yang terukur di area core bangunan antara hasil pengukuran lapangan dengan hasil simulasi menunjukkan perbedaan yang cukup besar. Hasil pengukuran lapangan berkisar antara 7 – 1980 Lux, sedangkan hasil simulasi antara 113 – 928 Lux (Lihat Tabel 1). Perbedaan nilai iluminasi dan perbedaan rentang nilai iluminasi antara pengukuran lapangan dan simulasi yang berbeda cukup jauh masih berkaitan dengan perbedaan cahaya terukur dimana pada simulasi hanya cahaya diffus saja sehingga variabilitas dari sinar matahari langsung tidak terukur. Namun ada persamaan kecenderungan yang muncul yaitu nilai iluminasi meningkat seiring dengan naiknya ketinggian hunian dan iluminasi tertinggi sama – sama terukur pada pengukuran di siang hari (pukul 12.00) yang konsisten dengan fluktuasi iluminasi di luar ruangan. Ditinjau dari distribusi pencahayaan menurut nilai minimal untuk area tangga dan sirkulasi sebesar20 Lux (Evans, 1980) antara pengukuran lapangan dan hasil simulasi juga menunjukkan perbedaan distribusi Pada hasil pengukuran lapangan masih memunculkan nilai dibawah 20 Lux walaupun jumlah jauh lebih sedikit daripada yang diatas 20 Lux. Sedangkan pada hasil simulasi seluruh iluminasi terukur nilainya diatas 20 Lux. Hal ini juga berkaitan dengan tidak terukurnya variabilitas sinar matahari langsung namun secara umum sudah menunjukkan bahwa nilai iluminasi pada core sudah berada di atas kebutuhan iluminasi minimal. Tabel 1. Rentang iluminasi core antara Pengukuran Lapangan dan Simulasi Pengukuran Lapangan BLOK 08.00 12.00 15.00 08.00 Lantai I 7 - 58 28 - 135 4 - 48 113 - 173 Lantai II 21 - 120 54 - 156 10 - 130 143 - 329 Lantai III 182 - 326 515 - 1049 486 - 1980 138 - 610 ket : satuan dalam Lux
Simulasi 12.00 113 - 251 178 - 464 145 - 928
15.00 114 - 190 144 - 323 137 - 592
Ni Wayan Meidayanti Mustika – Penggunaan Simulasi Desktop Radiance dalam Penelitian Pencahayaan Alami Luar Ruangan dan Area Core Bangunan
5
Karakteristik pencahayaan alami di area core diperoleh dengan melakukan simulasi pada keseluruhan luasan core per lantai. Model dibuat sederhana dengan fokus simulasi hanya pada perilaku pencahayaan alami di area core saja dan hubungannya dengan atap sebagai sumber cahaya dan mengabaikan keberadaan hunian di sekitarnya. Tanggal yang digunakan sebagai dasar simulasi adalah tanggal 18 Maret dengan tiga variabel waktu pengukuran yaitu 08.00, 12.00 dan 15.00 Wita. Tanggal ini mengacu pada tanggal dilakukan pengukuran lapangan dan bulan maret merupakan bulan dimana titik deklinasi matahari berada paling dekat dengan latitude obyek yang berada di Denpasar. WAKTU LANTAI I LANTAI II LANTAI III 08.00
12.00
15.00
Gambar 5. Karakteristik Iluminasi di area core pada bulan Maret
Karakteristik pencahayaan alami pada core bangunan berubah sesuai dengan pergerakan waktu dari pagii ke sore hari Dari hasil simulasi berupa image dapat dilihat simulasi pada siang hari di keseluruhan lantai merupakan kondisi dengan tingkat iluminasi paling maksimum. Sedangkan kondisi minimum terlihat pada sore hari. Pada iluminasi lantai I dapat dilihat dari rentang nilai iluminasi pada gambar bahwa tingkat iluminasinya paling rendah dan seiring naiknya ketinggian lantai nilai iluminasi meningkat. Dari perbandingan iluminasi di ketiga lantai maka terlihat nilai iluminasi di lantai III yang langsung menggambarkan posisi sumber cahaya dan rentang iluminasi dengan lantai dibawahnya sangat besar. Area tangga di bagian tengah pada gambar iluminasi di Lantai I dan II digambarkan sebagai area yang iluminasinya rendah.
PEMBAHASAN HASIL VERIFIKASI Iluminasi Luar Ruangan Dari hasil perbandingan antara pengukuran lapangan dengan hasil simulasi, terdapat perbedaan nilai iluminasi di luar ruang. Perbedaan nilai iluminasi di luar ruangan terjadi karena perbedaan jenis sumber cahaya Ni Wayan Meidayanti Mustika – Penggunaan Simulasi Desktop Radiance dalam Penelitian Pencahayaan Alami Luar Ruangan dan Area Core Bangunan
6
yang terukur. Pada proses simulasi ada perbedaan penetapan kondisi cuaca di luar bangunan dengan kondisi sesungguhnya. Matahari, langit, obstruction alami seperti tanaman dan permukaan tanah dan obstruction buatan seperti permukaan bangunan lain memberikan pengaruh dalam tingkat yang berbeda – beda terhadap kuantitas pencahayaan alami di dalam ruang. Perubahan ini terjadi berkaitan dengan pergerakan matahari dan awan. Selain itu perubahan reflektansi dari tanaman dan permukaan tanah karena perubahan musim juga mempengaruhi (Majoros, 1998 :6 dalam Nursanti, 2004). Pada pengukuran di lapangan, seluruh faktor yang disebutkan diatas mempengaruhi pencahayaan alami yang terukur. Pergerakan awan di kubah langit sulit untuk diprediksi dan dihindari. Kondisi pada saat pengukuran adalah musim hujan dimana kecenderungan langit dalam kondisi berawan dan ini membuat variabilitas kondisi langit yang tinggi. Dalam proses simulasi, pergerakan posisi matahari dan distribusi iluminasi langit Overcast bisa dimasukkan dalam dasar perhitungan. Namun variabilitas langit yang sesuai dengan kenyataan sangat sulit untuk dimasukkan dalam perhitungan sehingga akan membuat hasil yang diperoleh berbeda. Faktor turbidity juga menjadi bagian yang disederhanakan dalam simulasi. Turbidity pada kenyataan sangat dipengaruhi oleh posisi matahari (solar altitude) dan kelembaban udara. Kedua hal ini di kondisi alamiah senantiasa berubah karena pergerakan posisi matahari dan kondisi cuaca. Dalam proses simulasi, untuk memudahkan jalannya simulasi, faktor turbidity diasumsikan konstan. Sehingga variabilitas data juga lebih kecil daripada hasil pengukuran lapangan. Iluminasi di area core bangunan Verifikasi antara pengukuran lapangan dan hasil simulasi di area core juga menunjukkan perbedaan nilai iluminasi. Hal ini terjadi karena perbedaan sumber iluminasi terukur terukur (lihat verifikasi nilai iluminasi di area core bangunan) dan adanya perbedaan permodelan ruang yang diproses di simulasi. Dalam pembuatan model yang digunakan dalam proses simulasi komputer dilakukan penyederhanaan bentuk bangunan dan material yang digunakan. Hal ini mengakibatkan model yang disimulasikan tidak sama persis dengan kondisi di lapangan. Input data geometri yang terlalu banyak terkadang agak sulit dijalankan pada simulasi. Mengacu pada kondisi fisik eksisting yang cukup rumit maka tidak bisa dilakukan simulasi secara keseluruhan model pada satu simulasi. Keterbatasan Desktop Radiance dimana dalam satu file hanya bisa mensimulasikan 1 referensi grid dan 1 referensi titik (point) mengharuskan adanya pemisahan kondisi masing – masing lantai dan sesuai dengan area dimana simulasi difokuskan. Apabila dalam satu file ada lebih dari dua referensi titik atau grid maka pada simulasi manager akan memunculkan pesan error dan simulasi tidak bisa dijalankan. Adapun beberapa penyederhanaan pada model simulasi meliputi penyederhanaan dengan mengabaikan kondisi obstruction berupa tanaman untuk meringankan proses simulasi. Selain itu pertimbangan mengabaikan tanaman adalah kondisi tanaman pada obyek tidak ada yang tingginya melebihi ketinggian jendela lantai I sehingga bisa dianggap tidak menghalangi sinar matahari langsung masuk ke area core dari bukaan atap. Penyederhanaan bentuk fisik bangunan khususnya bagian core dengan bentuk atap dan struktur tangga juga memiliki tingkat kerumitan yang tinggi. Maka dibuat penyederhanaan bentuk tangga dan simulasi core dilakukan secara terpisah baik menurut lantai dan bangunan. Karakteristik pencahayaan alami di area core dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : A. Pengaruh Posisi Matahari Pencahayaan alami di area core bangunan bersumber pada cahaya alami yang masuk melalui empat bidang bukaan di bagian atap core (toplighting). Kondisi lingkungan sekitar tidak terlalu berpengaruh karena area core tidak berhubungan langsung dengan lingkungan sekitar bangunan. Area yang paling terang di core bangunan dipengaruhi oleh sudut masuknya sinar matahari serta posisi matahari di kubah langit. Apabila mengacu pada variabel waktu yang digunakan pada simulasi yaitu bulan Maret memperlihatkan bahwa bagian utara core selalu menjadi bagian yang paling terang baik pada pagi, siang maupun sore dan paling jelas terlihat di lantai III (Lihat Gambar 5). Hal ini karena pada bulan Maret, posisi matahari terhadap posisi site dilihat dari garis deklinasinya berada di bagian utara bangunan. B. Pengaruh ketinggian lantai Apabila mengacu pada perbedaan tinggi lantai dapat dilihat bahwa semakin tinggi lantai hunian dan semakin dekat dengan sumber cahaya di area atap core maka iluminasi terukur semakin tinggi. C. Pengaruh struktur tangga Adanya struktur tangga menjadi penghalang untuk penyebaran dan penerusan cahaya alami dari lantai teratas ke lantai dibawahnya. Adanya mailing tangga dari kayu juga menyaring lagi sinar yang sudah terpantul dari struktur tangga diatasnya sehingga iluminasi di area core di depan masing – masing hunian sangat kecil dan tidak merata terutama pada area core di lantai I. Ni Wayan Meidayanti Mustika – Penggunaan Simulasi Desktop Radiance dalam Penelitian Pencahayaan Alami Luar Ruangan dan Area Core Bangunan
7
KESIMPULAN Dari pemaparan diatas dapat disimpulkan beberapa hal : 1. Simulasi Desktop Radiance mampu memberi gambaran kecenderungan karakteristik pencahayaan alami di luar ruangan dan area core dalam bentuk nilai maupun gambaran visual namun nilai yang dihasilkan cenderung lebih rendah dan dengan rentang yang tidak terlalu besar. Hal ini menunjukkan simulasi tidak mampu menggambarkan variabilitas yang tinggi dari karakteristik pencahayaan alami di kondisi sesungguhnya. 2. Simulasi baik untuk iluminasi di luar ruangan dan iluminasi area core cenderung menunjukkan nilai yang lebih rendah daripada hasil pengukuran lapangan karena nilai sumber pencahayaan alami yang terukur di simulasi hanya berupa cahaya diffuse dan mengabaikan sinar matahari langsung. 3. Iluminasi luar ruangan baik dari pengukuran lapangan maupun simulasi menunjukkan iluminasi meningkat seiring dengan bertambahnya ketinggian lantai dan nilai tertinggi terukur pada siang hari antara pukul 11.00 – 12.00 Wita. 4. Fluktuasi Iluminasi di area core menunjukkan pengaruh posisi matahari, meningkat seiring ketinggian lantai dan struktur tangga yang agak menghalangi iluminasi masuk ke lantai dibawah (I dan II). Hasil simulasi menunjukkan rentang nilai iluminasi yang tidak sebesar hasil pengukuran namun kecenderungannya sama yaitu tertinggi di siang hari yang konsisten dengan hasil pengukuran iluminasi di luar ruangan. 5. Dari nilai iluminasi luar ruangan dan iluminasi area core baik dari hasil pengukuran dan simulasi maka dapat dilihat kecenderungan tingkat iluminasi yang akan masuk kedalam hunian dari sistem pencahayaan alami dua arah. Iluminasi di ruang yang dekat dengan fasade bangunan akan tinggi dibandingkan dengan iluminasi di ruangan yang berhadapan dengan core bangunan. 6. Iluminasi pada ruang di sisi bangunan kemungkinan akan mengalami nilai iluminasi yang sangat tinggi dan berkurang seiring bertambahnya kedalaman bangunan dan ada kemungkinan silau pada siang hari terutama di lantai teratas. Sedangkan ruang – ruang yang berhadapan dengan core terutama lantai I dan II memiliki kemungkinan kekurangan tingkat iluminasi terutama pada pagi dan sore hari namun di lantai III masih mencukupi mengingat tidak ada yang menghalangi iluminasi masuk ke ruangan tersebut dan jaraknya paling dekat dengan bukaan atap.
REFERENSI Ander, Gregg D. 1995. Daylighting Performance and Design, John Wiley and Sons. Inc, Canada Chandler, Robert.2005. Buildings Type Basics for Housing, John Wiley & Sons Compagnon, R. 1997. Radiance : a Simulation Tool for Daylighting Systems. Martin Centre of Architectural and Urban Design, University of Cambridge, UK Groat, Linda and Wang, David .2002. Architectural Research Methods, John Wiley and Sons. Inc Evans, Martin (1980), “Housing, Climate and Comfort”, Architectural Press, London Nursanti, Maria Siwi (2004), “Optimasi Pencahayaan Alami dan Buatan Pada Ruang Kelas ; Studi Kasus : SMAN 5 Surabaya”, Thesis S2, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya (www.radsite.lbl.gov).
Ni Wayan Meidayanti Mustika – Penggunaan Simulasi Desktop Radiance dalam Penelitian Pencahayaan Alami Luar Ruangan dan Area Core Bangunan
8
