OPTIMASI KINERJA PENCAHAYAAN ALAMI UNTUK EFISIENSI ENERGI PADA RUMAH SUSUN DENGAN KONFIGURASI TOWER DI DENPASAR Studi Kasus : Rumah Susun Dinas Kepolisian Daerah Bali
LATAR BELAKANG z z
z
z z
Krisis energi Æ Isu Global Warming Æ Arsitektur Hemat Energi Æ energi listrik Keterbatasan Lahan Æ kebutuhan hunian yang layak Æ RUMAH SUSUN DI DENPASAR Æ peningkatan kebutuhan energi RUMAH SUSUN DINAS KEPOLISIAN DAERAH BALI Æ Pemanfaatan strategi g p pencahayaan y alami untuk efisiensi energi Konfigurasi Tower Æ pencahayaan alami optimal dari fasade Batasan karena pengaruh gaya Arsitektur Bali z Ornamen z Tri Angga
RUMUSAN MASALAH 1.
2.
3. 3
Bagaimana kinerja pencahayaan alami pada rumah susun dengan konfigurasi tower di Denpasar yang dipengaruhi oleh g gaya y Arsitektur Bali ? Seberapa jauh optimasi pemanfaatan potensi pencahayaan alami pada unit rumah Susun di Denpasar untuk t k memenuhi hi ttuntutan t t akan k pencahayaan h alami l i yang sesuai dengan kebutuhan aktifitas? Bagaimana aga a a optimasi op as pemanfaatan pe a aa a pencahayaan pe ca ayaa a alami a ini dapat memenuhi kenyamanan visual dalam interiornya?
VARIABEL PENELITIAN 1. Variabel Tergantung Fenomena yaitu distribusi pencahayaan alami yang dilihat dari Iluminasi dan Daylighting Factor (DF) 2. Variabel Bebas 2 - Geometri ruang meliputi kedalaman ruang, lebar ruang, tinggi ruang - Bukaan pada dinding meliputi tinggi dan lebar, posisi, orientasi - Material dinding, g, lantai dan p plafond termasuk jjenis,warna , dan tekstur - Bahan penutup jendela (jenis kaca dan spesifikasinya) - Obstruction (Penghalang) meliputi overhang, dinding bangunan lain - Kondisi lingkungan termasuk waktu penyinaran matahari. 3. Variabel kontrol potensi silau melebihi 1:40 antara iluminasi terendah dan t ti tertinggi. i
OBYEK DAN SAMPEL PENELITIAN
z
Hunian tipe p 38 di Rumah Susun Dinas Kepolisian p Daerah Bali C
D
E
F
G
H
K
L
I
J
PENGAMATAN AWAL
OPERASIONAL PENELITIAN
PENENTUAN SAMPEL (Pengamatan Lapangan)
PENGAMATAN DAN PENCATATAN LAPANGAN
Pengamatan ruang, kondisi pencahayaan dan aktifitas pengguna Pengukuran fisik ruangan Pengukuran pencahayaan
VERIFIKASI Hasil Simulasi
SIMULASI KOMPUTER
Simulasi pencahayaan kondisi eksisting obyek Simulasi fenomena pencahayaan alami pada obyek
KAJIAN TEORI
PERMODELAN (O i (Optimasi iD Desain) i ) -Penetapan kondisi lingkungan -Penentuan variabel waktu -Penentuan material atap core -Penentuan lebar listplank p SIMULASI KOMPUTER (Optimasi Desain) KAJIAN HASIL Optimasi Desain HASIL PENELITIAN
IV. PENGAMATAN LAPANGAN Analisa Tingkat Pencahayaan Alami di Luar Bangunan z z z z z
Pengaruh Posisi Matahari terhadap obyek Pengaruh cloud cover P Pengaruh h arah h orientasi i t ih hunian i Pengaruh lingkungan dan ketinggian bangunan Pengaruh pergerakan posisi matahari dan pergerakan awan
Analisa Tingkat Pencahayaan Alami di Core Bangunan z z z
Pengaruh Posisi Matahari terhadap area core Pengaruh g ketinggian gg Lantai – lantai Hunian Pengaruh struktur tangga
Faktor yang mempengaruhi kuantitas pencahayaan dan ketidaknyamanan Visual z z z z z
Potensi bentuk massa dan komposisi ruang Potensi Bukaan dalam memasukkan pencahayaan alami Pengaruh pola bukaan Potensi Perbedaan Level Ketinggian hunian Pengaruh Listplank dan Lingkungan pada efektifitas bukaan
RANGKUMAN HASIL PENGUKURAN LAPANGAN 1.
2. 3.
4. 5.
6.
7.
Variabilitas kondisi cuaca (perubahan posisi matahari dan kondisi langit) pada saat pengukuran mengakibatkan adanya beberapa fluktuasi data t t terutama pada d data d t pengukuran k yang didalam did l ruang – ruang hunian h i Kuantitas pencahayaan di luar ruangan dipengaruhi oleh Arah hadap bangunan, Ketinggian hunian dari permukaan tanah dan kondisi obstruction Kuantitas p pencahayaan y p pada core bangunan g sangat g dipengaruhi p g oleh p posisi matahari terhadap bukaan core bangunan, semakin tinggi lantai hunian iluminasi meningkat dan struktur tangga membuat distribusi cahaya alami tidak merata Kuantitas p pencahayaan y di ruang g tamu p pada kedua Blok bangunan g dapat p disimpulkan sebagai pencahayaan yang tidak memadai untuk aktifitas Pencahayaan alami di ruang tidur utama dan ruang tidur sudah memenuhi kebutuhan minimal iluminasi untuk kebutuhan aktifitas namun memiliki potensi silau. p Potensi silau ditemui pada Blok H di pagi hari dan Blok K di sore hari. Potensi silau ini harus diverifikasi dengan hasil simulasi dan perlu dipertimbangkan optimasi shading yang bersifat tetap seperti listplank untuk menurunkan potensi silau ini. p Kuantitas pencahayaan di dapur sangat fluktuatif dan tidak memiliki pola tertentu. Perannya terhadap perbaikan kualitas pencahayaan ruang tamu dipengaruhi pola perilaku pengguna yang variatif dan tidak bisa diprediksi
V. VERIFIKASI HASIL PENGUKURAN DENGAN HASIL SIMULASI 1. Perbandingan hasil pengukuran dan simulasi • Nilai Iluminasi di luar bangunan • Distribusi Iluminasi di area core • Distribusi Iluminasi di dalam Ruang – ruang hunian Æ Ruang Tamu, Ruang Tidur utama dan ruang tidur • Distribusi Daylighting Factor Æ Ruang Tamu, Ruang Tidur utama dan ruang tidur 2 Pembahasan Verifikasi hasil simulasi 2. • Adanya perbedaan penetapan kondisi cuaca di luar bangunan antara pengukuran lapangan dan simulasi Æ jenis cahaya alami terukur, karakter langit overcast dengan variabilitas tinggi, faktor turbidity (posisi matahari t h i dan d kelembaban) k l b b ) di simulasi i l i dib dibuatt kkonsisten i t • Perbedaan titik pengukuran dan karakteristik simulasi Radiance • Adanya perbedaan permodelan Æ adanya penyederhanaan karena p simulasi dengan g Desktop p Radiance keterbatasan kemampuan
KARAKTERISTIK PENCAHAYAAN ALAMI PADA OBYEK 1. Pembahasan Karakteristik Pencahayaan Alami • Faktor Posisi matahari mempengaruhi cahaya alami di luar ruangan • Cahaya di area core dipengaruhi oleh posisi matahari terhadap core, ketinggian bangunan dan adanya struktur tangga • Pencahayaan P h alami l i did didalam l ruang dipengaruhi di hi oleh l h posisi i i matahari, jarak dengan sumber cahaya, perbedaan ketinggian dan pengaruh lingkungan yang merubah fluktuasi dan pola distribusi iluminasi iluminasi. 2. Pengaruh Karakteristik Pencahayaan Alami dengan Kenyamanan Visual • Simulasi tidak dapat menunjukkan potensi silau sesuai dengan kondisi sesungguhnya karena hanya memperhitungkan cahaya diffus • Maka yang dilihat adalah unit yang menunjukkan nilai rasio kontras yang paling tinggi
RANGKUMAN VERIFIKASI z
z
z
VERIFIKASI HASIL SIMULASI Nilai iluminasi dari simulasi jauh lebih rendah daripada pengukuran lapangan namun pola distribusi iluminasinya cenderung menunjukkan keserupaan. KARAKTERISTIK PENCAHAYAAN ALAMI PADA OBYEK z Pencahayaan di Luar Bangunan kondisi maksimum pada bulan Maret dan Oktober sedangkan kondisi minimum terjadi pada bulan Juni z Pencahayaan y di Area Core Bangunan g Karakteristik pencahayaan alami di area core bangunan menunjukkan fluktuasi yang konsisten terhadap fluktuasi iluminasi di luar ruangan. Iluminasi di area core meningkat seiring dengan naiknya ketinggian lantai dan Struktur lantai dan tangga menjadi penghalang sinar masuk dari lantai III ke lantai – lantai dibawahnya z Pencahayaan di dalam Ruang – Ruang Hunian Lingkungan memberi pengaruh yang lebih besar daripada perubahan posisi matahari di dalam pencahayaan. Jarak terhadap sumber cahaya dan pola bukaan mempengaruhi karakteristik pola distribusi iluminasi di ruang – ruang hunian. Tingkat iluminasi meningkat seiring dengan pertambahan ketinggian lantai. Lingkungan mempengaruhi karakteristik iluminasi di ruang – ruang hunian dengan cara menurunkan tingkat iluminasi dan merubah pola distribusi iluminasi. KENYAMANAN VISUAL PADA RUANG – RUANG HUNIAN Perhitungan rasio potensi silau menunjukkan nilai iluminasi yang lebih konsisten daripada hasil perhitungan dari pengukuran lapangan. Unit – unit dengan rasio tertinggi perlu dipertimbangkan dalam proses optimasi. Di Blok K, rasio tertinggi terjadi di K-I7 dan di Blok H di unit H-III4 pada siang hari
VI. SIMULASI OPTIMASI KONDISI EKSISTING
Penetapan kondisi lingkungan
Penghilangan g g bangunan g lain dan perkerasan
Penetapan lay out ruang dan variabel material ruang
Kondisi lay out dan material ruangan tetap
1
2
OPTIMASI PENCAHAYAAN ALAMI
OPTIMASI AREA CORE
Perubahan material atap core
Tiga lantai Core bangunan
OPTIMASI PENGURANGAN POTENSI SILAU
OPTIMASI PENCAHAYAAN RUANG TAMU
Kondisi fisik ruang tamu tidak mengalami perubahan Ruang tamu pada unit- unit hunian di Blok H dan Blok K
Perubahan lebar listplank atap
Unit K-I7 di siang hari. KII8 di sore hari dan H-III4 di pagi dan siang hari
HASIL OPTIMASI z Optimasi
atap core dipengaruhi oleh : z Perubahan material penutup atap area core dan luasan bidang glazing z Perbedaan ketinggian level lantai core z Adanya kantilever lantai dan struktur tangga z Optimasi core dan pengaruhnya terhadap pencahayaan alami di Ruang Tamu dipengaruhi oleh : z Perbedaan ketinggian level lantai hunian z Potensi bukaan dalam memasukkan cahaya alami z Perubahan distribusi iluminasi di ruang tamu z Optimasi Listplank untuk Pengurangan Potensi Silau z Setelah simulasi optimasi pengurangan potensi silau, frekwensi iluminasi yang ada pada rentang iluminasi nyaman sesuai standar IESNA untuk ruang tidur semakin meningkat. z Perubahan rasio iluminasi terendah dan iluminasi tertinggi baik p unit terpilih p dan waktu yyang g ditentukan menunjukkan j untuk setiap adanya penurunan rasio kontras.
VII. KESIMPULAN 1. •
•
•
Kinerja Pencahayaan Alami dan kenyamanan visual pada obyek y p penelitian Kinerja pencahayaan alami di area core Æ Pencahayaan alami di area core adalah sumber utama pencahayaan alami ke ruang tamu. Tingkat iluminasi pada area core sudah melebihi kebutuhan minimal untuk area sirkulasi yaitu 20 Lux. Kinerja pencahayaan alami di ruang tamu Æ Kondisi pencahayaan alami di ruang tamu tidak memenuhi standar kebutuhan iluminasi untuk aktifitas yang diwadahi Æ Memerlukan optimasi untuk peningkatan iluminasi Kinerja Pencahayaan alami di Ruang Tidur Utama dan Ruang Tidur Æ Secara umum, kebutuhan iluminasi di ruang tidur utama dan ruang tidur sudah memenuhi kebutuhan aktifitas bahkan pada pengukuran lapangan menunjukkan ada beberapa pengukuran dengan iluminasi lebih dari 20.000 Lux dan dengan rasio kontras yang tinggi melebihi 1:40 Æ memerlukan optimasi pengurangan potensi silau
2.
Pengaruh optimasi terhadap kualitas pencahayaan pada obyek penelitian • Bahan penutup atap area core Setelah dilakukan optimasi terjadi peningkatan kuantitas iluminasi di masing – masing lantai bangunan. Peningkatan kuantitas iluminasi terbesar terjadi di lantai III dan yang terendah di lantai I. • Perubahan atap core terhadap kuantitas pencahayaan alami di Ruang Tamu masing g – masing g unit Secara umum, terjadi peningkatan kuantitas iluminasi dan perubahan pola distribusi iluminasi menjadi lebih merata terutama di bagian dinding belakang. Presentase iluminasi yang ada pada rentang diatas 100 Lux meningkat dan ini menunjukkan terjadinya perbaikan kualitas iluminasi. Namun untuk unit – unit hunian di lantai I tidak mengalami perubahan yang signifikan cenderung tingkat iluminasi hampir sama. perubahan positif adalah semakin banyak iluminasi yang masuk di rentang iluminasi diatas 100 Lux • Ukuran Listplank iluminasi tertinggi yang terukur dalam ruang tidur utama menurun dan posisi titik ukur iluminasi tertinggi bergerak semakin ke tengah ruangan seiring dengan bertambah lebarnya listplank. Rasio kontras antara iluminasi terendah dan tertinggi juga semakin menurun seiring dengan bertambah lebarnya listplank yang digunakan untuk simulasi optimasi. Frekwensi distribusi pada rentang nyaman antara 200 – 500 Lux juga mengalami l i peningkatan i k t
3.
Hubungan optimasi dengan kenyamanan visual • Kenyamanan visual di area core Setelah optimasi pencahayaan alami alami, kuantitas iluminasi di area core meningkat dan cenderung menjadi sangat tinggi terutama di lantai III. Kondisi pencahayaan seperti ini mungkin memunculkan potensi iluminasi berlebih dan paling besar terjadi di lantai III. •
Kenyamanan visual di ruang tamu unit – unit hunian Optimasi pencahayaan alami di area core membawa pengaruh berupa peningkatan iluminasi di ruang – ruang tamu unit hunian terutama yang berada di lantai II dan III III. Sedangkan untuk kondisi pencahayaan alami di lantai I apabila dilihat dari nilai minimum dan maksimum cenderung tidak mengalami perubahan tapi jumlah nilai iluminasi yang berada pada rentang diatas 100Lux meningkat.
•
Kenyamanan visual di ruang tidur utama optimasi pengurangan potensi silau berhasil meningkatkan kenyamanan visual di ruang tidur. Dari peningkatan persentase iluminasi yang masuk di rentang iluminasi nyaman menurut standar IESNA antara 200 200- 500 Lux maka optimasi dengan lebar listplank 1,5 m lebih efektif karena secara optimal mampu meningkatkan persentase frekwensi iluminasi untuk semua unit terpilih.
TERIMAKASIH
Masih ada kesalahan : - Abstrak masih belum menggambarkan keseluruhan penelitian - Tujuan penelitian masih menyebutkan termal sebagai kontrol - Kerangka operasional penelitian (bagan 3 3.3) 3) pada bagian permodelan (optimasi) masih memerlukan revisi sesuai optimasi yang dilakukan
