Rancangan Konstruksi Pelapis Penutup Atap
- Pradipto
1
Rancangan Konstruksi Pelapis Penutup Atap Dengan Bahan Tatal (Design of Wooden Sawdust Layer on Roof's Construction) E. Pradipto Jurusan Teknik Arsitektur & Perencanaan, Fakultas Teknik UGM JI. Grafika No.2 Yogyakarta
Abstract Sawdust material which is placed above aslant platform may reduce the radiation which comes the roof about ]O°e to 12°e (Pradipto,E and Budi, Pr, 2005) The shape and construction of sawdust Isolator needs to be studied further in term of Roof planning and construction. It was hoped that common people could install it without open up the roof construction. Sawdust isolator which is wrapped in planed plated plastic bag with the side of 40 x 50 em and weight of 0,5 to 1,8 kg, is very flexible in its construction. The isolator which is set up above rafter is simpler compared to the one which is placed under the rafter. The ability of heat damping at the isolator which is placed under Rafter is o,~e better than the other one. The strength duration of the sawdust is determined by the condition of its plastic bag which is very sensitive toward the weather. The strength of plastic will decline until 48% as it is influenced by the heat ofsink Roof Meanwhile the strength of plastic fiber will drastically Reduced (76%) ifit has direct contact with the weather. Keywords: Sawdust, radiatiom, roof, construction, isolator, rafter.
1.Pendahuluan Latar belakang Salah satu kriteria bangunan layak huni diukur dari kwalitas iklim ruang atau kenyamanan ruang yang banyak dipengaruhi oleh konstruksi penutup atapnya. Penurunan radiasi dari bahan penutup atap ke dalam ruangan di bawahnya sangat bervariasi, bergantung dari jenis bahan dan cara konstruksi penutup atapnya. Atap berlapis dengan Alufoli atau lembaran Aluminium yang dimanfaatkan untuk menahan panas dan rembesan air hujan, sudah dicoba di Indonesia. Sistem konstruksi atap lapis lembaran Aluminium selain harga bahan mahal juga membutuhkan penanganan dan pengerjaan secara khusus, pemeliharaannya membutuhkan tenaga ahli dan harns dengan membongkar konstruksi penutup atapnya. Model Bahan pelapisan dari alami seperti jerami, tatal memberikan nilai peredaman panas yang menjanjikan (Pradipto, E dan Budi Pr, 2004).
Hal yang masih perlu diteliti lebih lanjut adalah bentuk dan cara presentasi bahan pelapis dari tatal yang dapat dikonstruksi pada penutup atap tanpa harus membongkar penutup atapnya. Konstruksi bahan pelapis atap dapat dikerjakan dan dikonstruksi oleh awam yang tidak membutuhkan keahli khusus. Tujuan Tujuan penelitian ini merancang konstruksi pelapis atap dari bahan tatal sebagai media peredam panas dan cara konstruksi yang mudah dalam pemeliharaan dan pengerjaannya oleh awam. Tinjauan Pustaka Transmisi temperatur permukaan sisi dalam genteng tanah liat sekitar 43°C pada beton 49°C masih jauh lebih tinggi dari temperatur udara luar 33°C, kelembaban udara 75% (Pradipto,E dan Budi Pr, 2004). Radiasi panas dari penutup atap itu akan ISSN : 0216 - 7565
2
Forum Teknik Vol. 31, No.1, Januari 2007
meningkatkan temperatur ruang yang ada di bawahnya (Koenigsberger, 0, 1965 dan David, I. 1998).. Hal ini akan menarik air dalam tubuh ke permukaan kulit (P.O. Fanger 1979) dan akan membahayakan kesehatan penghuni (Lily, P. 999), beda sekitar 3°C di bawah temperatur permukaan bawah dari penutup atapnya. Bahan pelapis dari tumbuhan seperti serabut kelapa (Annonim, 1999), bambu model empyak (Hamzuri) atau tripleks dapat memberikan sumbangan dalam meredam radiasi dari penutup atap. Model atap bernafas (Gonzalo,R. 1994), konstruksi penutup atap satu lapis bersifat porus. Bahan alami selain dapat meredam panas dari sisi luar dari sisi dalam mampu meneruskan udara panas yang pengap. Hasil penelitian menunjukkan bahan Jerami dan Serbuk dapat menurunkan temperatur permukaan atap hingga 10 sid 12°C (Pradipto,E dan Budi Pr, 2004). Model konstruksi satu lapis itu menyatu dengan konstruksi atapnya (Pradipto,E, 1986), sehingga untuk reparasinya tidak mudah, perlu membongkar dan mengganti penutup atapnya.
terbuat dari rajutan plastik dengan lebar sekitar 3 mm dan tebal 0,01 mm. Setiap pembungkus diisi tatal antara 0,5 sid 0,8 kg. Bahan uji peredam panas dari tatal dikonstruksi di atas plafon seeara bebas, dapat dipasang dan dilepas dengan mudah. Model konstruksi yang dipilih adalah plafon miring menempel di bawah usuk dan plafon di atas usuk. Kedua model konstruksi plofon ini banyak digunakan oleh masyarakat (Gambar 1). Bahan penutup atap yang digunakan dipilih adalah Genteng Beton dan Seng. Kedua bahan penutup atap ini memiliki perilaku radiasi yang eukup ekstrim. Bahan beton dapat meneruskan panas eukup eepat dan dapat menyimpan panas dalam waktu yang lama, sedang bahan seng sangat eepat meneruskan dan melepas panas. Temperatur udara luar dipergunakan sebagai alat ukur atau tolok ukur besarnya peredaman bahan pelapis. Beda perilaku perubahan panas ini diperlukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh panas terhadap ketahanan bahan pembungkus tatal. GentengiSeng
2. Fundamental Peredaman panas dari luar dapat dilakukan dengan eara konstruksi berlapis dan menggunakan bahan yang variatif. Melalui bahan bangunan yang berserat atau berpori-pori laju aliran panas dari luar ke dalam bangunan dapat dihambat. Bahan alami seperti daunan atau serbuk kayu dapat berfungsi sebagai isolator panas. Melalui peraneangan seeara konstruksi bahan-bahan alami yang murah itu dapat disiapkan sehingga dapat mudah untuk ditata dan dipelihara tanpa mengurangi fungsi utamanta. Usia bahan penutup atap dapat ditingkatkan.
Genteng
Plafon Bawah usuk
Plafon Atas usuk
Gambar 1: Peletakan Pelapis Tatal pada Konstruksi Plafon Miring (Sumber: Peneliti)
3. Metodologi Bahan pelapis yang akan di uji adalah tatal kayu bentuk kasar dan halus. Tatal kasar diambil dari kayu lunak, BJ 0,5 kg/m3, sedang tatal halus diambil dari kayu keras BJ 0,9 kg/m3. Bahan-bahan tatal dikonstruksi dengan eara pembungkusan. Digunakan kantong pembungkus kapur modern, ukuran sekitar 40 x 50 em. Kantong bekas ini
-
ISSN : 0216 7565
Sebagai pembanding digunakan bahan pelapis yang diletakkan diluar atau kontak dengan euaea dan satu bahan pelapis yang terlindung di bawah atap sebagai Kontrol. Model konstruksi atap yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebidang atap yang dikonstruksi miring 45° mengarah ke utara. Atap
- Pradipto
3
pereobaan ini, ditutup semua sisi-sisinya, memiliki ukuran 80 em x 120 em. Model Konstruksi atap terbagi dalam 3 bidang, satu untuk genteng Seng, 2 genteng Beton dan satu untuk bahan pelapis yang diletakkan seeara terbuka (Gambar 2).
Faktor rongga-rongga udara pada tatal kasar ikut memiliki peran sebagai penghambat laju panas.
Rancangan Konstruksi Pelapis Penutup Atap
Jenls dan Bentuk Tatal sebagal Bahan Peredam Panas
RO
bawah usuk
M Tebal peredam Scm
e0 E U
Tebal
5
6 29.0 29.0
Waktu Pengukuran
?
(Jam)
./ ~ Utara
Gambar 2: Model Konstruksi Penutup Atap Sebagai Bidang Uji Coba Pelapis Tatal (Sumber: Peneliti)
Pengujian perilaku perubahan temperatur dan kelembaban bahan uji di lakukan di tempat penelitian. Perilaku perubahan Panas di pantau sesuai dengan frekwensi pemanasan matahari pagi, siang dan sore, dengan interval waktu 1 - 1,5jam. Tempat pengujian di Laboratorium Jurusan Teknik Arsitektur FT-UGM, ini dinilai mendekati kebenaran dalam pemakaiannya. 4. Hasil dan Pembahasan Pembahasan hasil penelitian di sini didasarkan atas beberapa variable: maeam jenis bahan tatal, ketebalan bahan pelapis, pengaruh peletakan pelapisan terhadap penutup atap, ketahanan dan usia pakai bahan pembungkus. 4.1. Pengaruh macam jenis tatal Bahan tatal yang digunakan di dalam penelitian ini adalah tatal kasar dan halus. Tatal kasar dihasilkan dari sisa pengerjaan kayu lunak, sedang tatal halus hasil buangan dari pengerjaan kayu keras. Hasil pengukuran yang dilakukan menunjukkan bahwa bahan peredam panas dari tatal kasar mampu meredam panas rata-rata 10C lebih tinggi dari bahan tatal halus (Grafik 1.1).
Grafik 1.1: Temperatur menurut Jenis dan Bentuk Tatal sebagai Peredam Panas (Sumber: Peneliti)
4.2. Pengaruh ketebalan bahan pelapis Variasi ketebalan bahan pelapis sangat ditentukan oleh ruang plafon yang tersedia. Plafon miring di bawah Usuk memiliki ruang setinggi 5 sId 7 em sedang pada plafon di atas usuk atau reng hanya ada ruang antara 2 sId 3 em. Beda ketebalan lapisan ini memberikan kemampuan dalam peredaman panas. Dalam pembahasan di sini. diambil data pengukuran bahan pelapis di bawah penutup atap genteng beton, temperatur permukaannya pada siang hari 41,7°C. Hasil pengukuran bahan pelapis yang ditempatkan pada Plafon di bawah usuk dengan lapisan tatal tebal 5 em, menunjukkan kemampuan menurunkan panas rata-rata 8°C. Bahan pelapisan tatal 3 em yang ditempatkan di atas usuk atau ruang reng mampu menurunkan panas hingga 6,7°C. Pada siang hari lapisan tatal tebal 3 em yang ditempatkan di ruang bawah usuk mampu meredam panas lebih rendah ( 0,8°C) dari bahan pelapis tebal 5 em di atas usuk, namun lebih tinggi (0,5°C) dari penempatan lapisan di atas usuk (Grafik 2.1).
ISSN: 0216 - 7565
4
Forum Teknik Vol. 31, No.1, Januari 2007
43.0 41.0_-.~
o.£
50.0
39.0
.... .2 ~
37.0
0-
33.0
I-
31.0
45.0
35.0
Q)
E Q)
(} .2... 2 !!! Q)
29.0
2
E Q) I-
13 14 1S 16 17
30.0
132.3132~
Tebal 3an,pi 32.3 1
_
35.0
o
27.0 _Tebal3an,pI usuk
40.0
1 32.sl
25.0 33.3135.0
1 33.sl
33.3132.3
20.0
reng TebaiS an, pi 132.0 131.71 32.sl 33.7 132.71 33.0 132.0 US<.!<
--+--Muka Seng Platon
..~/~ "TempBeton
Bawah Song
Waktu Pengukuran (Jam)
- Atap
Muka Beton ~Plafon Bawah Beton
Grafik 2.1: Temperatur rata-rata menurut ketebalan bahan pelapis di bawah genteng beton (Sumber: Peneliti)
4.3. Pengaruh bahan penutup peletakan pelapis tatal
atap
dan
a. Perilaku temperatur Pada konstruksi bahan pelapis di bawah usuk, hasil pengukuran di lapangan menunjukkan bahwa temperatur rata-rata permukaan plafon di bawah penutup atap Seng menunjukkan perilaku perubahan yang sangat fluktuatif sebagai mana temperatur permukaan luamya. Menjelang siang hari peran pelapis dapat menurunkan temperatur hingga 9,7°C, namun menjelang sore temperatur permukaan plafonnya justru lebih tinggi dari temperatur permukaan sengnya (Grafik 3.1), panas masih tersimpan pada bahan pelapis. Keadaan ini kurang menguntungkan karena selisih temperatur permukaan plafon dan udara di dalam ruangan yang diidentikan dengan Temperatur Udara Luar, masih sekitar 4,2°C (Tabel 3.1).
ISSN: 0216 -7565
-Atap
Temperatur
29 13~01306131 1~512~31285
Udars Luar
Waktu Pengukuran (Jam)
3.1.: Temperatur Rata-rata Permukaan Plafon dengan AtapSeng dan Beton (Sumber: Peneliti)
Grafik
Tabel3.1 : Perubahan Temperatur Muka Bahan Penutup Atap dan Plafon, Beda Temperatur Plafon dan Temperatur Udara (Sumber: PeneHti) 1 Sene: Beton
-6 8 -7,2
4 Temp I Sen Luar Beton 3,3
I
2
5
6
7
- 7,0 - 9,7 - 4,2
-1 2
+0,7
+ 1,4
- 8,0 - 8,7 -7,5
- 3,2 -1,6 2,8 4,4 1,4 2,8
- 1,3 4,2 1,5
3,8 2,8
3
4,4 2,4
4
4,3 3,5
Perilaku temperatur plafon di bawah atap beton menjelang siang hari rata rata lebih tinggi (8°C) dari atap seng (70C), namun setelah siang hari cenderung terus menurun. Bila dibandingkan dengan Temperatur Udara Luamya, kedudukan temperatur permukaannya cenderung berdekatan (1,5°C). Keadaan ini sangat menguntungkan bagi iklim ruang di bawahnya, walaupun masih di atas temperatur nikmat yang di syaratkan, berkisar 29°C.
-
5
Rancangan Konstruksi Pelapis Penutup Atap Pradipto
b. Perilaku Kelembaban Temperatur bahan penutup atap berpengaruh terhadap perilaku kelembaban bahan pelapis di bawahnya. Hasil pengukuran kelembaban bahan pelapis tatal di bawah atap Seng menunjukkan kondisi kelembabannya lebih rendah dari bahan tatal Kontrol. Rata-rata kelembabannya lebih rendah sekitar 0,6 M% dari kelembaban Kontrolnya (Grafik 3.2). Kelembaban di bawah atap II
usia
pakai
bahan
Faktor ketahanan bahan pelapis sangat ditentukan oleh kondisi kantong pembungkus tatalnya. Hasil penelitian terhadap kekuatan tarik bahan pembungkus tatal dari anyaman plastik menunjukan adanya pengaruh pemanasan dari penutup atapnya. Lembar-lembar plastik sebagai pembungkus yang berada di bawah Atap Seng mengalami penurukan kekuatan tarik hingga 1.52 kg/lembar atau 48%, pada plafon di atas usuk kekuatan turun hingga 47%. TabeI5.2: Berat dan Kekuatan Tarik Kantong Pelapis Tatal
10
6
-+-
4.4. Ketahanan dan pembungkus
7
Alas Plafon
8.6
_Bawah PlafonBeton
8.2
BawahPlafon_18.43318.62SI 8.3 18.251 Seng Kontrol
8 17.8671 8.7 8.4
WoktuPonguku..n(Jom)
Grafik 3.2: Kelembaban Lapis Tatal di bawah Atap (Sumber : Peneliti)
Sementara pelapis tatal di bawah genteng Beton memiliki kelembaban antara 0.80 M% sid 1.3 M% di atas kelembaban Kontrol. Jarak kontak antara pelapis tatal dengan penutup atapnya ditunjukan juga oleh pelapis di atas usuk berimplikasi terhadap kelembaban lapisan tatalnya. Kelembaban Talal pada plafon di atas Usuk rata-rata (0.5 M%) lebih rendah dari pelapis tatal di bawah usuk. Keadaan ini menunjukan besarnya pengaruh temperatur pemanasan dari penutup atap di atasnya. Dari satu sisi semakin kering bahan tatalnya fungsi isolator panas akan bekerja lebih baik, namun disisi lain akan berpengaruh terhadap kekuatan kantong pembungkus tatalnya. Serat serat pembungkus tatal akan dari bahan plastik akan menjadi renta pada suhu yang tinggi (lihat pembahasan poit 4).
Berat (kg) Kuat Tarik kWlb Penurunan kekuatan
Bahan Pelanis Tak Tebal Terlindg 5em 3em 0.75 1.8
Genten Bwh Usuk 3 em 0.6
Beton Atas Usuk 3em 0.55
Sen!! Bwh Usuk 3em 0.55
1,78
1,67
1,65
0,77
2,88
1.39 44%
1.50 47%
1.52 48%
2.40 76%
1.29 10%
Kontrol 0.7 3,17
Penurunan kekuatan tarik sangat nyata terlihat pada bahan pelapis yang kontak dengan euaea, atau dengan kata lain pengaruh kelembaban jauh lebih buruk terhadap sifat mekanik plastik pembungkus tatal, kekuatan tariknya turun hingga 76% dari kekuatan awal 3.17 kg/lb. 4.5. Kemudahan pemeliharaan
dalam
pemasangan
dan
Di tinjau dari eara konstruksi atau peletakan bahan pelapis tatal sebagai peredam panas, bahan pelapis pada plafon di bawah usuk memerlukan alat penggantung. Peredam panas dipasang bertumpuk sebagaimana pada eara pemasangan genteng. Bahan pelapis tatal akan ditumpu oleh plafon miring yang dikonstruksi dari sisi bawah. Kekuatan konstruksi plafon terletak pada paku pengikat plafon dan usuknya. Keadaan ini perlu diperhatikan kekuatannya, terutama bila menggunakan bahan pelapis tatal dengan ketebalan 5 em yang memiliki berat sekitar 1.8 kg setiap kantongnya (lihat Tabel 5.2). Beban kantong ini akan berlipat kali panjang usuknya. Pada konstruksi atap dari genteng pemasangan dapat dilakukan dari sisi atap, namun ISSN : 0216 - 7565
6
pada penutup atap seng pemasangan bahan pelapis tatal hanya dapat dilakukan dari sisi bawah, bersamaan dengan pengkonstruksian plafonnya. Konstruksi plafon di atas usuk praktis sangat kokoh menahan lapisan tatal berat sekitar 0.6 kg/kantong. Kantong-2 lapisan tatal digelar diatas plafon miring yang ditumpu oleh usuk. Pemasang dan pembongkaran bahan pelapis semudah memasang genteng penutup atapnya. 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan Bahan peredam panas dari tatal yang dirancang dengan menggunakan bahan anyaman dari plastik, bekas kantong kapur modem, ukuran sekitar 40 cm x 50 cm memiliki kemampuan fisikalis lebih baik bila dikonstruksi pada plafon di bawah usuk dibandingkan dengan cara peletakan pelapis di atas usuk. Pelapis dengan tebal 5 cm, di bawah usuk mampu meredam panas hingga 0,8cC lebih besar dari lapisan di atas usuk. Penggunaan bahan pelapis 3 cm yang dikonstruksi di bawah usuk mampun meredam 0,5°C lebih besar dibandingkan dengan penempatan di atas usuk untuk ketebalan lapisan yang sarna. Cara konstruksi bahan pelapis di atas usuk atau di antara reng secara mekanis paling menguntungkan, namun sebaliknya secara fisikalis. Pemasangan dan pemeliharan bahan pelapis atau isolator sangat mudah dan dapat dilakukan dengan cepat dibandingkan dengan cara pengkonstruksian di bawah usuk. Pengkonstruksian bahan pelapis dapat dilakukan sebagaimana pemasangan genteng. Pengkonstruksi bahan pelapis di bawah usuk membutuhkan perhatian khusus, bila digunakan bahan pelapis tebal 5 cm yang memiliki berat 1.8 kg/kantong. Posisi bahan pelapis menggantung, membutuhkan bahan pengikat untuk stabilitas posisi peletakannya. Penggantung kantong tatal dapat berperan untuk mengurangi beban berat yang harus ditumpu plafon, pelapisnya. Kekuatan dan lama usia pakai lapisan peredam panas sangat ditentukan oleh kantong pembungkus lapisan tatalnya. Kekuatan kantong pembungkus sangat peka terhadap faktor temperatur dan ISSN : 0216 -7565
Forum Teknik Vol. 31, No.1, Januari 2007
kelembaban. Di bawah atap seng kekuatan kantong mengalarni penurunan kekuatan tarik hingga 48%. Sementara itu bahan kantong plastik yang diuji di udara terbuka, kena panas dan hujan kekuatan kantong plastik dapat turun secara drastis hingga 76% dari kekuatan awal. 5.2. Saran Bahan pembungkus tatal dengan kantong plastik membutuhkan perhatian khusus terutama kerapatan konstruksi penutup atap yang perlu dijauhkan dari kemungkinan temperatur tinggi dan tertembus air hujan. Di sisi lain kantong Plastik ini relatif sangat murah dan mudah diperoleh sehingga cocok untuk masyarakat dengan penghasilan menengah ke bawah. Untuk masyarakat dengan penghasilan menengah ke atas di sarankan menggunakan kantong anyaman dari bahan lembaran yang lebih tahan terhadap cuaca seperti lembaran aluminium. Daftar Pustaka Annonim, Surabaya Eco-Hause, An Experimental passive Design for Tropical Climate, Ministry of Construction, Institute of Technologiy Sepuluh November, the Republic of Indonesia and Infrastructure Development Institute Japan, 1999. Zucker, C. Bauphysik Bau und Energie, Leidfaden fUrPlanung und Praxis, 1998. lloyd,D. Architekture und the Enviroment Bioclimatic Building Design, 1998. Hamzuri, Rumah Tradisional Jawa, Dep. P&K, tanpa tahun penerbitan. Koenigberger, 0 dan Lynn,R, Roofs in the warm hunid tropics, London, 1965. Kunzel, H, Dachdeckung und Dachbeluftung, Untersuchungsergebnisse und Folgerungen fUr die Praxis, Frauenhofer, IRB Verlag, 1996. Liersch,K. Belueftete Dach- und Wandkonstruktionen, in Daecher, Band 3: bauphysikalische Grundlage des Waerm- und Feuchteschutzes, Wiesbaden und Berlin, 1998.
Rancangan Konstruksi Pelapis Penutup Atap
- Pradipto
7
Lily, P. Kualitas udara di dalam ruang, DIKTI, 1998.
Pradipto,E dan Budi Pr: Konstruksi Kayu Tidak Terlindung, 2002, tidak dipublikasikan.
P.O. Fanger, Thermis Comport, analysis and Application in Enviromental Enggineering, Danish Technical Press, Copenhagen, 1970.
Pradipto,E dan Budi Pr: Sambungan Kayu Datar Tak Terlindung, 2003, tidak dipublikasikan.
P.O. Fanger, O. ValbjOm,Indoor Climate, effect on human compart performance and health in residential. Comnercial, and light-industry building, 1979. Pradipto,E. Vertical Hyrarchy of Hauses in Kampung Naga, Deoartement of Architecture-Faculty of Engineering, Gadjah Mada University, 1986. Pradipto,E. Entwicklung einer Holzschindelkonstrukstion rur Einfachhauser in Java am Beispiel der Stadt Yogyakarta, Dissertation Univ. Stuttgart, Fakultat fUr Architektur und Stadt Planung, 1998.
Parwoto, P.S, RSS Model Dengan Partisipasi Masyarakat, Bandung, 1993. Gonzalo,R. Energie bewuBt bauen wege zum Solaren und Energiesparenden Planen, Bauen und Wohnen, 1994. Schule,H. Holzbau, Waende, Decken, Daecher. Konstrukton, Bauphysik Holzschutz, BG Teubner Stuttgart, Leipzig, 1998. Yudohusodo, S. dan Salam, S, Rumah untuk semua rakyat, Jakarta 1991. Zuecher, C. Frank,Th. Bauphisik, Lei/faden fuer Plannung und Praxis, BG. Teubner Stuttgart, 1997.
ISSN : 0216 - 7565
