TEMU ILMIAH IPLBI 2013
Pengaruh Desain Fasade Bangunan terhadap Kondisi Pencahayaan Alami dan Kenyamanan Termal Studi Kasus: Campus Center Barat ITB Rizki Fitria Madina(1), Annisa Nurrizka(2), Dea Ratna Komala(3) (1)
Program Studi Magister Arsitektur, Sekolah Arsitektur, Perencanaan dan Pengembangan Kebijakan, Institut Teknologi Bandung Program Studi Arsitektur, Sekolah Arsitektur, Perencanaan dan Pengembangan Kebijakan, Institut Teknologi Bandung (3) Program Studi Arsitektur, Sekolah Arsitektur, Perencanaan dan Pengembangan Kebijakan, Institut Teknologi Bandung (2)
Abstrak Manusia memerlukan kondisi fisik ruangan tertentu yang dianggap nyaman untuk dapat bekerja dengan baik dan produktif. Kondisi ruangan yang nyaman meliputi kenyamanan termal dan pencahayaan alami. Penelitian ini membahas mengenai kondisi pencahayaan alami dan kenyamanan termal dan hubungannya dengan fasade bangunan, dengan kasus studi bangunan Campus Center Barat ITB. Pengambilan data dilakukan menggunakan metode kuantitatif yaitu melakukan pengukuran temperatur dan lux pada 1 hari di 3 waktu yang berbeda pada sample ruangan yang dipilih berdasarkan fungsi dan tata letak ruang. Kemudian data diolah secara kuantitatif dengan membandingkan hasil pengukuran dengan standar kenyamanan termal dan pencahayaan. Dari hasil pengukuran diketahui bahwa kondisi kenyamanan termal dan pencahayaan alami pada ruangan tidak optimal. Kata-kunci : fasade, kenyamanan termal, pencahayaan alami, post-occupancy evaluation
Pengantar Untuk menyelenggarakan aktivitasnya agar terlaksana secara baik, manusia memerlukan kondisi fisik tertentu di sekitarnya yang dianggap nyaman. Suhu yang terlalu rendah akan mengakibatkan efek “dingin” di mana seseorang akan kedinginan atau menggigil sehingga kemampuan kerjanya menurun. Sementara suhu ruang yang tinggi akan mengakibatkan efek “panas” yang dapat mengakibatkan tubuh berkeringat dan tentunya mengganggu kemampuan bekerja. Produktivitas cenderung menurun atau tidak maksimum pada kondisi udara yang tidak nyaman. Salah satu faktor yang mempengaruhi pencahayaan alami & kenyamanan termal adalah fasade bangunan. Besarnya bukaan mempengaruhi banyaknya cahaya yang masuk ke dalam bangunan dan material bangunan yang
digunakan menentukan besarnya panas yang diserap ke dalam bangunan sehingga berpengaruh terhadap temperatur dalam ruangan. Menurut Fanger (1970), kondisi kenyamanan termal dipengaruhi oleh faktor iklim dan faktor individu atau faktor personal. Faktor iklim yang mempengaruhi terdiri dari: suhu udara, suhu radiasi rata-rata, kelembaban udara relatif, dan kecepatan angin. Sedangkan faktor individu yang menentukan keadaan suhu nyaman adalah jenis aktivitas serta jenis pakaian yang digunakan. Pencahayaan alami siang hari dapat dikatakan baik apabila: a) Pada siang hari antara jam 08.00 sampai dengan jam 16.00 waktu setempat terdapat cukup banyak cahaya yang masuk ke dalam ruangan. Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013 | E - 39
Pengaruh Desain Fasade Bangunan terhadap Kondisi Pencahayaan Alami dan Kenyamanan Termal (Kasus: Campus Center Barat ITB)
b) Distribusi cahaya di dalam ruangan cukup merata dan atau tidak menimbulkan silau yang mengganggu. Menurut SNI 03-2396-2001, tingkat pencahayaan alami di dalam ruangan ditentukan oleh tingkat pencahayaan langit pada bidang datar di lapangan terbuka pada waktu yang sama. Perbandingan tingkat pencahayaan alami di dalam ruangan dan pencahayaan alami pada bidang datar di lapangan terbuka ditentukan oleh: a) Hubungan geometris antara titik ukur dan lubang cahaya. b) Ukuran dan posisi lubang cahaya. c) Distribusi terang langit. d) Bagian langit yang dapat dilihat dari titik ukur. Di dalam SNI 03-6197-2000 dijelaskan bahwa setiap aktivitas memerlukan intensitas penerangan yang berbeda. Semakin diperlu-kannya penelitian dalam mengerjakan sesuatu maka intensitas penerangannya semakin tinggi. Tabel 1 menunjukkan standar intesitas penerangan berdasarkan peraturan. Tabel 1. Standar intensitas penerangan
Campus Center ITB merupakan bangunan yang berfungsi sebagai kantor pelayanan kemahasiswaan dan sering digunakan untuk tempat belajar dan berkumpul mahasiswa disela-sela jadwal perkuliahan. Fasade Campus Center secara umum berbeda dari bangunan lain yang ada di Kampus ITB, terlihat dari penggunaan material kaca. Campus Center terdiri dari tiga massa bangunan, yaitu Campus Center sayap timur, Campus Center sayap barat, dan juga bangunan penghubung, rotunda. Campus Center Barat dipilih sebagai kasus studi karena lebih sering digunakan oleh mahasiswa. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi kinerja fasade bangunan Campus Center ITB sayap barat. Beberapa hal yang akan dibahas dalam penelitian ini antara lain; karakteristik desain fasade Campus Center Barat, kondisi pencahayaan alami dan termal dan sejauh mana desain fasade berkontribusi terhadap pencahayaan dan kenyamanan termal bangunan. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam keilmuan mengenai pengetahuan bangunan di dalam kampus dan memberikan feedback Post Occupancy Evaluation pada bangunan yang akan dibangun selanjutnya.
Ruang
Lux
Ruang Administrasi / Kantor
300 - 350
Ruang Rapat / Seminar
250 - 300
Metode Pengumpulan Data
Koridor atau selasar
100 - 150
Lobby / R. Tunggu Entrance
100 - 200
Data dikumpulkan menggunakan metode kuantitatif (Creswell, 2008) dimana data numerik diperoleh dari pengukuran di ruangan yang dipilih melalui purposive sampling. Kriteria samplingnya antara lain orientasi bangunan, fungsi dan kegiatan, level lantai dan kedalaman ruang. Dari kriteria sampling tersebut dipilih ruanganruangan yang akan diukur, yaitu R.22 yang mewakili ruangan kantor, R.29 yang mewakili ruang seminar & kelas, Lounge Basement yang mewakili lobby, dan Selasar depan yang mewakili koridor dan selasar.
Selubung bangunan berfungsi untuk meminimalisasi efek dari iklim di luar bangunan sehingga pengguna bangunan dapat merasakan kenyamanan. Semakin besar perbedaan suasana di luar bangunan dengan di dalam bangunan, maka semakin besar kebutuhan teknis yang perlu dipenuhi. Salah satu bagian dari fasade bangunan adalah bukaan. Kebutuhan jumlah maksimum cahaya yang masuk melalui celah minimal. Bukaan gunanya untuk mengatur jumlah masuknya cahaya, refraksi cahaya, privasi, dan ventilasi.
E - 40 | Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013
Metode
Pengukuran dilakukan pada tanggal 8 November 2011 pada hari yang cerah. Pengukuran dilakukan dalam 3 rentang waktu, pagi dari pukul 08.00 sampai pukul 09.00, siang dari pukul 12.30 sampai pukul 13.30 dan sore dari pukul
Rizki Fitria Madina
16.00 sampai pukul 17.00. Peng-ukuran dilakukan di tiga titik pada tiap-tiap ruang 22 (ruang pelayanan kemahasiswaan), lounge basement, ruang 29 dan selasar depan Campus Center. Pengukuran dilakukan menggunakan multimeter yang berfungsi untuk mengukur intensitas cahaya, kelembaban udara, kecepatan angin, dan temperatur ruangan dan juga bola hitam untuk mengukur temperatur radiasi. Selain itu, luas dan jenis fasade bangunan dilihat dari dokumen gambar tampak bangunan CC Barat dan dihitung luasnya berdasarkan skala gambar.
banyak perbedaan pada pagi, siang maupun sore. Selain itu, pada siang hari di R.22 terdapat lonjakan yang cukup tinggi pada temperatur udara. Dibandingkan dengan R.22 yang memiliki intensitas cahaya yang kurang dari 1000 LUX, R.29 memiliki intensitas cahaya yang cukup tinggi untuk ruangan yang tertutup, yaitu melebihi 2000 LUX. Suhu udara di R.29 ini juga paling tinggi dibandingkan dengan ruang-ruang lainnya.
Gambar 1. Ruang 22 CC Barat ITB, salah satu sampel ruangan pengukuran
Metode Analisis Data Data dianalisis menggunakan metode kuantitatif. Hasil pengukuran temperatur dikonversikan menggunakan tabel psikometrik dan nomogram suhu efektif untuk menganalisis kondisi kenyamanan termal (Fanger, 1970). Sedangkan dari sisi pencahayaan alami, data diolah menggunakan standar penerangan untuk aktivitas dalam ruangan tersebut. Fasade dianalisis dari luas, jenis dan sifat bukaannya dan pengaruhnya terhadap kenyamanan termal dan pencahayaan bangunan.
Gambar 2. Perbandingan kelembaban udara
Hasil Pengukuran Dari Tabel 2, Gambar 1 dan 2 dapat terlihat perbedaan kondisi iklim dan pencahayaan masing-masing ruangan. Ruang 22 yang merupakan ruang pelayanan mahasiswa memiliki intensitas pencahayaan alami yang sangat rendah apabila dibandingkan dengan ruang lainnya. Kemudian dilihat dari grafiknya, R.22 memiliki kelembaban yang cukup stabil, tidak terlalu
Gambar 3. Perbandingan Temperatur Udara
Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013 | E - 41
Pengaruh Desain Fasade Bangunan terhadap Kondisi Pencahayaan Alami dan Kenyamanan Termal (Kasus: Campus Center Barat ITB)
Tabel 2. Hasil pengukuran temperatur, kecepatan angin dan intensitas cahaya Ruang
Pagi T
Kelembaban
Kec. Angi n
Siang Lux
T. Radi asi
T
Kelembaban
Sore
Kec. Angin
Lux
T. Rad iasi
T
Kelembaban
Kec. Angin
Lux
T. Radi asi
22
26
64
0
63
32
30
44
0
67
31
28
56
0
14
31
29
28
57
0
1836
31
31
47
0
2543
31
28
55
0
794
31
Lounge Basement Selasar Depan
27
57
0,3
444
30
30
33
0,17
512
31
28
55
0,23
47
30
28
51
0,83
9100
33
30
43
0,67
10766
32
27
55
0,77
1059
31
Walaupun Lounge Basement dan Selasar Depan sama-sama merupakan ruang yang langsung berbatasan dengan ruang luar, tetapi kondisi termal dan pencahayaannya cukup berbeda. Lounge Basement memiliki intensitas cahaya dan kelembaban udara yang sangat rendah dibandingkan dengan Selasar Depan. Rata-rata intensitas cahaya di Lounge Basement tidak melebihi 1000 LUX, tetapi di Selasar Depan bisa sampai melebihi 10000 LUX. Tetapi pada siang hari, justru temperatur udara di Selasar Depan lebih rendah daripada Lounge Basement hal ini dikarenakan kecepatan angin di Selasar Depan lebih besar daripada di Lounge Basement. Analisis Analisis Hasil Pengukuran Untuk menganalisis kondisi kenyamanan termal, maka diperlukan suhu tabung basah (wet bulb), Suhu tabung basah didapatkan dari mengkonversi suhu tabung kering (dry bulb) menggunakan diagram psikometrik. Dengan menggunakan nomogram suhu efektif, wet bulb dan dry bulb dikonversikan ke dalam skala kenyamanan termal (lihat tabel 3). Dari tabel 3 dapat dilihat bahwa hampir pada semua waktu dan di semua ruangan kondisi termalnya nyaman untuk beraktivitas. Tetapi pada kenyataannya, karena kurangnya pertukaran udara yang diindikasikan oleh rendahnya angka kecepatan angin dan tingginya kelembaban, maka ruangan tersebut terasa pengap.
E - 42 | Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013
Tabel 3. Kondisi kenyamanan termal Ruang 22 29
Pagi Kondisi tidak nyaman nyaman
Siang Kondisi
Sore Kondisi
nyaman
nyaman
nyaman
nyaman
Lounge Basement
nyaman
nyaman
nyaman
Selasar Depan
nyaman
nyaman
nyaman
Sedangkan, dari sisi pencahayaan alami, data diolah menggunakan standar penerangan untuk aktivitas dalam ruangan tersebut. Di pagi hari, hampir seluruh ruangan pencahayaannya melebihi standar, kecuali R.22 yang pencahayaannya jauh di bawah standar. Padahal dilihat dari fungsinya, ruangan tersebut membutuhkan cahaya yang cukup tinggi untuk bekerja. Meskipun lampu sudah dinyalakan, pencahayaan dalam ruangan masih di bawah standar. Sebaliknya, untuk R.29 yang pencahayaannya sangat berlebih akan mengganggu aktivitas di dalamnya. Ketika lampu dinyalakan pun tidak terlalu berpengaruh karena cahaya sudah sangat berlebih. Pada lounge basement dan selasar depan meskipun pencahayaannya berlebih, karena aktivitas di dalamnya tidak memerlukan ketelitian, maka walaupun berlebih masih dapat di toleransikan
Rizki Fitria Madina Tabel 4. Kondisi pencahayaan alami Ruang 22 29
Pagi Kondisi tidak nyaman nyaman
Siang Kondisi
Sore Kondisi
nyaman
nyaman
nyaman
nyaman
Lounge Basement
nyaman
nyaman
nyaman
Selasar Depan
nyaman
nyaman
nyaman
Analisis Fasade Bangunan Bangunan Campus Center memiliki fasad yang 63 persen didominasi oleh bukaan kaca, 12 persen menggunakan dinding massive pada bagian toilet, dan 25 persen tidak menggunakan selubung karena merupakan bagian selasar. Selubung bangunan Campus Center menggunakan curtain wall dengan rangka curtain wall terbuat dari aluminium. Dari seluruh bukaan, 80 persen dari jendelanya merupakan jendela mati, sedangkan 20 persen sisanya menggunakan jendela top-hung. Semua bidang curtain wall menggunakan kaca bening. Lebih jelasnya fasade Campus Center dapat dilihat pada gambar 4, bidang yang berwarna biru merupakan jendela dengan kaca mati sedangkan yang berwarna merah merupakan jendela top-hung.
Gambar 4. Jendela top-hung pada lantai dasar
Tetapi, karena Bandung memiliki kelembaban yang tinggi, pertukaran udara yang minim akan menyebabkan kondisi ruangan yang pengap dan tidak nyaman. Melihat hasil analisis kurva hubungan antara kelembaban udara dengan temperatur di dalam ruangan pada Tabel 3, bisa dikatakan ruangan di Campus Center tergolong tidak nyaman dan terlalu lembab. Udara di dalam ruangan terasa tidak begitu segar, karena tidak terjadi pertukaran udara yang baik di dalam ruangannya. Hal ini merupakan konsekuensi dari penggunaan jendela top-hung. Berdasarkan Tabel 4, dapat kita lihat bahwa cahaya yang masuk ke dalam Ruang 29 sangat jauh lebih tinggi dari standar. Hal ini disebabkan oleh penggunaan kaca bening dalam luas yang besar pada fasade bangunan. Kaca bening meneruskan semua cahaya yang diterimanya ke dalam bangunan dengan menyerap sangat sedikit panas dari cahaya tersebut, sehingga menimbulkan panas pada ruangan. Sedangkan pada Ruang 22, pencahayaannya kurang dari standar pencahayaan pada ruang kantor, karena terletak di lantai basement dan tidak men-dapatkan cahaya matahari langsung. Penggunaan teritisan hanya berpengaruh pada ruangan yang berada di sebelah barat ataupun timur karena pada bagian tersebut teritisan cukup panjang sehingga dapat menghalangi datangnya sinar matahari. Hal ini terasa pada selasar depan Campus Center Barat yang berada di bagian timur bangunan. Bayangan yang ditimbulkan oleh teritisan membuat selasar menjadi teduh walaupun suhunya tinggi sehingga masih terasanya nyaman. Sedangkan pada ruangan yang terletak di utara atau selatan, misalnya Ruangan 29, teritisan tidak mampu menghalangi cahaya sehingga cahaya masuk berlebih karena perbandingan panjang teritisan dan luas bidang bangunan.
Sayangnya, penggunaan jendela top-hung pada bangunan ini tidak disertai ventilasi udara lainnya. Jendela top-hung membatasi pertukaran udara melalui celah bukaannya, karena memang cocok dipergunakan untuk bangunan di daerah yang memiliki kecepatan angin yang tinggi. Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013 | E - 43
Pengaruh Desain Fasade Bangunan terhadap Kondisi Pencahayaan Alami dan Kenyamanan Termal (Kasus: Campus Center Barat ITB)
dijadikan faktor penentu kenyamanan dalam menentukan bangunan ini nyaman atau tidak. Penelitian berikutnya perlu memperhatikan faktor personal dari pengguna bangunan melalui wawancara ataupun kuesioner agar hasil penelitian dapat semakin akurat. Daftar Pustaka
Gambar 5. Analisis arah matahari pada teritisan selatan CC Barat
Kesimpulan Ruang yang ada di dalam bangunan Campus Center memerlukan perlakuan yang berbeda. Pada Ruang 22 perlu ditambahkan jumlah pencahayaannya, sedangkan pada Ruang 29 pencahayaan sangat berlebih. Hal ini dipengaruhi dari perletakan dan selubung masingmasing ruang. Karena itu dibutuhkan penyesuaian pencahayaan buatan (pada Ruang 22) dan penambahan upholstery (pada Ruang 29). Kemudian, pada kasus ini teritisan tidak memberikan pengaruh yang signifikan pada kondisi thermal, karena kebanyakan ruang terletak di Utara - Selatan. Walaupun peletakan ruang sudah benar tetapi hal ini tidak berhasil mengurangi jumlah cahaya dan panas yang masuk ke dalam ruangan. Untuk mengurangi jumlah cahaya yang masuk bisa ditambahkan penggunaan sun-shading. Jadi secara umum, dari segi desain bangunan Campus Center Barat sudah berusaha untuk merespon iklim lingkungan sekitar, misalnya dari tata letak ruang. Hanya saja karena penggunaan kaca yang berlebih ini mengakibatkan kondisi kenyamanan termal dan pencahayaan alami pada ruangan tidak optimal. Penelitian ini hanya memperhatikan faktor iklim dalam mengukur kenyamanan pengguna, sedangkan faktor personal dan individu tidak
E - 44 | Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2013
Amirudin, Saleh. (1966). Iklim dan Arsitektur di Indonesia. Departemen Pekerjaan Umum. Creswell, J.W. (2008). Research Design: Qualitative, Quantitative, and Mixed Methods Approaches. California: Sage Publications, Inc. Egan, M. David. (1975). Concept in Termal Comfort. New Jersey: Prentice-Hall, Inc. Fanger. (1970). Thermal comfort: Analysis and Applications in environmental engineering. Danish Technical Press. Groat, L. & Wang, D. (2002). Architectural Research Methods. New York: John Wiley & Sons. Inc. Herzog, Krippner, Lang. (2000). Facade Contruction Manuals. Birkhäuser Architecture. Karyono, Tri Harso. (2001). Teori dan Acuan Kenyamanan Termal dalam Arsitektur. Jakarta: PT. Catur Libra Optima. SNI 03-6197-2000 SNI 03-2396-2001 http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1589 5/1/sti-jul2005-%20%2826%29.pdf, diakses pada tanggal 8 November 2011
