BAB III ELABORASI TEMA
III.1. Pengertian Tema Tema yang akan diangkat untuk menyelesaikan berbagai permasalahan
seputar proses disain Menara Medan ini adalah “Arsitektur Bioklimatik”. Populasi penduduk Indonesia menempati urutan ke-4 setelah Cina, India,
dan Amerika Serikat. Padatnya populasi masyarakat Indonesia menjadi beban pemerintah untuk menyediakan pangan dan energi yang memadai.
Pertumbuhan penduduk Indonesia pada tahun 2006 adalah 1,6 pertahun dan sekarang ini populasi penduduk Indonesia mencapai 220 juta jiwa. Maka
pemakaian energi di Indonesia juga akan sangat besar. Untuk itu perlu adanya kebijakan pemerintah dalam mengatur program
pembangunan berkelanjutan. Sehingga ketergantungan energi yang sangat besar dapat dikurangi. Program pembangunan berkelanjutan khususnya dalam bidang
arsitektur adalah bagaimana menciptakan suatu rancangan bangunan yang hemat energi.
Penerapan dalam bidang arsitektur hemat energi ini harus diawali di kota- kota besar Indonesia, khususnya Kota Medan. Kota Medan merupakan kota
metropolitan terbesar ke-3 di Indonesia dengan jumlah penduduk kurang lebih 2 juta jiwa dengan angka pastinya 1.993.602 jiwa. Konsentrasi penduduk yang padat
pastinya menciptakan tata bangunan yang padat seperti perumahan, perkantoran, daerah komersial.
Suatu perkotaan yang padat seperti Kota Medan pasti menimbulkan masalah dalam menyediakan energi untuk warganya. Dewasa ini Kota Medan telah
mengalami krisis energi listrik. Setiap hari masyarakat Kota Medan harus mengalami pemutusan aliran listrik secara bergilir 2006.
Arsitektur hemat energi merupakan solusi yang dapat dipakai untuk jangka pendek dan jangka panjang yang berkelanjutan. Salah satu arsitektur yang
berorientasi pada penghematan energi adalah Arsitektur Bioklimatik. Berikut adalah pengertian dari tema Arsitektur Bioklimatik:
Bio : iklim alam
Klimatik : pengaruh
Bioklimatik : style dalam bidang Arsitektur yang bentuknya dibentuk dengan sengaja, mempergunakan teknik dengan tenaga rendah yang pasif agar
dapat berinteraksi positif dengan iklim dan sesuai dengan data meteorologi, menggunakan tenaga yang rendah, namun memiliki
kualitas bangunan yang baik. Pengertian Arsitektur : Dalam Ensiklopedia Nasional Indonesia, “Arsitektur adalah
ilmu dan seni merancang bangunan,kumpulan bangunan dan struktur lain yang fungsional,terstruktur dengan baik serta memiliki nilai-nilai estetika” Ensiklopedia
Nasional Indonesia, 1990. Pengertian Bioklimatik : diambil dari bahasa asing Bioclimatology.
Menurut Yeang Kenneth,“ Bioclimatology is the study of the relationship between climate and life, particulary the effect of climate on the health and activity of living
things” Artinya : Ilmu yang mempelajari hubungan antara iklim dan kehidupan terutama
efek dari iklim pada kesehatan dan aktifitas sehari-hari. Bangunan Bioklimatik : Bangunan yang bentuk bangunannya disusun oleh desain
penggunaan tehnik hemat energi yang berhubungan dengan iklim setempat dan data meteorolgi, hasilnya adalah bangunan yang berinteraksi dengan lingkungan,dalam
penjelmaan dan operasinya serta penampilan berkualitas tinggi . Yeang Kenneth tahun 1996.
PERKEMBANGAN ARSITEKTUR BIOKLIMATIK Perkembangan arsitektur bioklimatik berawal dari tahun 1960-an. Arsitektur
bioklimatik merupakan arsitektur modern yang dipengaruhi oleh iklim. Arsitektur bioklimatik merupakan pencerminan kembali arsitektur Frank Loyd Wright yang
terkenal dengan arsitektur yang berhubungan dengan alam dan lingkungan dengan prinsip utamanya bahwa di dalam seni membangun tidak hanya efesiensinya saja
yang dipentingkan tetapi juga ketenangan ,keselarasan,kebijaksanaan, kekuatan bangunan dan kegiatan yang sesuai dengan bangunannya , “Oscar Niemeyer dengan
falsafah arsitekturnya yaitu penyesuaian terhadap keadan alam dan lingkungan,
penguasaan secara fungsional ,dan kematangan dalam pengolahan serta pemilihan bentuk, bahan, dan struktur.” Akhirnya dari Frank Lioyd Wright dan Oscar
Niemeyer lahirlah arsitek lainseperti Victor Olgay pada tahun 1963 mulai memperkenalkan arsitektur bioklimatik. Setelah tahun1990-an Kenneth Yeang
mulai menerapkan arsitektur bioklimatik pada bangunan tinggi bioklimatik yang memenangkan penghargan Aga Khan award tahun 1996 dan Arcasia Award pada
tahun 1996 .
III.2. Teori Bioklimatik Ada beberapa teori mengenai arsitektur bioklimatik. Salah satunya teori
yang dikemukan oleh seorang pionir lahirnya arsitektur bioklimatik. Kemudian beberapa teori arsitek ataupun kritikus masalah arsitektur. Pada dasarnya teori yang
dipaparkan memiliki banyak kesamaan tentang arsitektur bioklimatik. KENNETH YEANG
“What is the justification for designing with climate? Designing the tall building to take advantage of the meteorological data of the location inevitably
means some physical and economic departure from the criteria outlined above. For instance, sun shading increases the thickness of the external wall; external lift cores
may be less efficient than a central-core layout. What justification might we have for this departure, besides, of course, reasons of architectural aesthetics?.”
Merancang bangunan tingkat tinggi dengan pendekatan iklim dengan mengambil keuntungan dari data meteorologika secara fisika dan ekonomi adalah
dasar pemikiran merancang bangunan bioklimatik oleh Yeang. Akibat pembayangan matahari dinding luar dibuat lebih tebal, penempatan core lift yang
terpusat dinilai lebih efisien dari penempatan core luar. Teori bioklimatik dalam pandangan Yeang dengan menanggapi lingkungan
secara esensial adalah bagaimana strategi merancang dengan merespon lingkungan secara luas. Pendekatan bioklimatik pada dasarnya memiliki dua penilaian, pertama
adalah menciptakan kenyamanan dalam bangunan secara pasif, dan kedua adalah penggunaan energi yang rendah. Hemat energi merupakan suatu langkah bijak
untuk menghemat keuangan.
III.3. Prinsip-Prinsip Bioklimatik Menurut Yeang III.3.1. Ekologi
“A further justification is ecological. Designing with climate would result in a reduction of the overall energy consumption of the building by the use of passive
non-mechanical structural devices. Savings in operational costs derive from less use of electrical energy which is usually derived from the burning of non-renewable
fossil fuels. The lowering of energy consumption would further reduce overall emission of waste heat, thereby cutting the overall heat-island effect on the
locality.” Ekologi menjadi dasar pertimbangan teori bioklimatik yang dikemukan oleh
Yeang. Menurut Yeang merancang bangunan dengan pendekatan iklim akan mengurangi konsumsi energi pada bangunan dengan menggunakan struktur pasif
non-mekanik. Menciptakan bangunan hemat energi dengan pemakaian energi listrik yang lebih sedikit selanjutnya akan mengurangi pembakaran bahan bakar
fosil dan dapat menurangi akumulasi peningkatan suhu bumi. Adapun prinsip- prinsip bioklimatik secara ekologi adalah sebagai berikut:
• PENEMPATAN CORE “Service core position is of central importance in the design of the tall
building. The service core not only has structural ramifications, it also affects the thermal performance of the building and its views, and it determines which parts of
the peripheral walls will become openings and which parts will comprise external walls. Core positions can be classified into three types: central core, double core
and single-sided core. In the tropics, cores should preferably be located on the hot east and west sides of the building. A double core has many benefits. With both
cores on the hot sides, they provide buffer zones, insulating internal spaces. Studies have shown that minimum air-conditioning loads result from using the double-core
configuration in which the window openings run north and south, and the cores are placed on the east and west sides. The same considerations apply in temperate
zones.” Menurut Yeang posisi sevis core sangat penting dalam merancang bangunan
tingkat tinggi. Servis core bukan hanya sebagai bagian struktur, tapi juga mempengaruhi kenyamanan termal. Posisi core diklasifikasikan dalam tiga bentuk
yaitu: core terpusat central core, core ganda double core, core tunggal yang
terletak di sisi bangunan single-sided core, dan core sisi timur dan barat east and west sides. Core ganda memiliki banyak keuntungan, dengan memakai dua core
dapat dijadikan sebagai penghalang panas yang masuk ke dalam bangunan. Penelitian harus menunjukkan penggunaan pengkondisian udara secara minimum
dari penempatan sevis core ganda yang tampilan jendela menghadap Utara dan Selatan, dan core ditempatkanpada sisi Timur dan Barat. Penerapan ini juga bisa
diterapkan pada daerah beriklim sejuk.
Penjelasan di atas merupakan teori peletakan servis core yang umum dipakai pada bangunan bertingkat tinggi. Akan tetapi yang menjadi bahasan pokok adalah
bagaimana sebenarnya peletakan service core menurut konsep arsitektur bioklimatik?. Menurut Yeang peletakan servis core pada biclimatic skyscraper yang
dikembangkan oleh Yeang adalah bagaimana caranya agar servis core tidak hanya berfungsi sebagai struktur pendukung bangunan tetapi juga sebagai ruang
penetralisir panas. Sebagi contoh pada bangunan Menara Mesiniaga, peletakan sevis corenya
ditarik ke arah Utara agar menciptakan ruang kerja yang lebih leluasa dan gang untuk sirkulasi yang lebih sedikit. Selain itu menurut Yeang menempatkan inti
bangunan [service core]- tangga, lift, toliet dan mekanikal, elektrikal dan plumbing- di sisi yang paling banyak menerima sengatan matahari yakni timur gedung.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa menempatkan servis core pada arah lintasan matahari adalah salah satu pendekatan Yeang dalam perancangan bangunan
bertingkat tinggi dengan pendekatan bioklimatik.
Central core Double core
Single-sided core East and west sides
Gambar 7. Peletakan Core
• MENENTUKAN ORIENTASI “Tall buildings are exposed to the full impact of external temperatures and
radiant heat. Accordingly, the overall building orientation has an important bearing on energy conservation. In general, arranging the building with its main and
broader openings facing north and south gives the greatest advantages in reducing insolation and the resulting air-conditioning load.
It frequently happens that the geometry of the site does not coincide with sunpath geometry. In these cases, the other built elements may, if expedient for
planning purposes, follow the site geometry for example, to optimise basement car- parking layouts. Typical floor window openings should generally face the direction
of least insolation north and south in the tropics. Corner-shading adjustments or shaping may need to be done for sites further north or south of the tropics or for
non conformity of the building plan to the solar path.” Bangunan bertingkat tinggi mendapatkan penyinaran matahari secara penuh
dan radiasi panas. Orientasi bangunan sangat penting untuk menciptakan konservasi energi. Secara umum, susunan bangunan dengan bukaan yang menghadap utara dan
selatan memberikan keuntungan dalam mengurangi insulasi panas. Orientasi bangunan yang terbaik adalah
dengan meletakkan luas permukaan bangunan terkecil menghadap timur-barat memberikan
dinding eksternal pada luar ruangan atau pada emperan terbuka. Kemudian Untuk daerah tropis,
peletakan core lebih disenangi pada poros timur- barat.
Hal ini dimaksudkan untuk menyediakan daerah buffer dan dapat menghemat AC dalam
bangunan.
Gambar 8: Jalur Matahari
Gambar 9: Jenis-jenis Passive Solar System
Pada gambar di atas digunakan dinding eksternal tambahan sebagai jalan masuknya udara ke dalam ruangan, tembok ini dapat memaksimalkan aliran udara
yang masuk dan dapat meminimalkan sinar silau yang masuk. • PENEMPATAN BUKAAN JENDELA
“Generally, window openings should orientate north and south unless important views require other orientations. If required for aesthetic reasons, curtain
walling may be used on non solar-facing facades. On other faces of the building some form of solar shading is required, while the quality of light entering spaces
should also be considered. In temperate zones, transitional spaces can have adjustable glazing at the other face so that balconies or recesses can act as sun
spaces, collecting solar heat, like a greenhouse or conservatory.” Bukaan jendela harus sebaiknya menghadap utara dan selatan sangat penting
untuk mendapatkan orientasi pandangan. Jika memperhatikan alasan aesthetic, curtain wall bisa digunakan pada fasad bangunan yang tidak menghadap matahari.
Pada daerah iklim sejuk, ruang transisional bisa menggunakan kaca pada bagian fasad yang lain maka teras bisa berfungsi sebagai ‘ruang sinar matahari’,
berkumpulnya panas matahari, seperti rumah kaca. Menggunakan kaca jendela yang sejajar dengan dinding luar dan
menggunakan kaca dengan sistem Matricial Bioclimatic Window MBW. MBW didesai sebagai sistem elemen dengan
fungsi yang dikhususkan untuk ventilasi, perlindungan tata surya, penerangan alami, area visualisasi dan kebebasan pribadi
serta mengatur sistem di luar yang aktif.
Sistem MBW disadur dan disesuaikan dengan perkembangan zaman. Sistem ini bermaksud mengatur kondisi termal
ruangan dengan menggunakan maksud bioklimatik teknik, yaitu : a. Penurunan perolehan panas oleh radiasi surya
b. Kontrol perolehan panas oleh konveksi dan penggunaan ventilasi silang ataupun dengan pemilihan cerobong asap.
Gambar 10 : Curtain wall at North
Dengan penggunaan dua teknik di atas, maka pencahayaan lebih maksimal dan udara pada malam hari dapat menjadi lebih sejuk.
• PENGGUNAAN BALKON “Deep recesses may provide shade on the buildings hot sides. A window can
be totally recessed to form a balcony or a small skycourt that can serve a number of functions besides shading.
Placing balconies on hot elevations permits glazing to these areas to be full-height clear panels. These can give access
to the balcony spaces which can serve as evacuation spaces, as large terraces for planting and landscaping, and as
flexible zones for the addition of future facilities.” Menurut Yeang penempatan teras pada bagian
dengan tingkat panas yang tinggi dapat mengurangi penggunaan panel-panel anti- panas. Hal ini dapat memberikan akses ke teras yang dapat juga digunakan sebagai
area evakuasi jika terjadi bencana seperti kebakaran. Menempatkan balkon akan membuat area tersebut menjadi bersih dari panel-panel sehingga mengurangi sisi
panas yang menggunakan kaca. Karena adanya teras-teras yang lebar akan mudah membuat taman dan menanam tanaman yang dapat dijadikan pembayang sinar yang
alami, dan sebagai daerah yang fleksibel akan mudah untuk menambah fasilitas- fasilitas yang akan tercipta dimasa yang akan datang.
• MEMBUAT RUANG TRANSISIONAL “Large multi-storey transitional spaces might be introduced in the central and
peripheral parts of the building as air spaces and atriums. These serve as in- between zones located between the interior and the exterior. They should function
like the verandahways of the old shop houses or the porches of early nineteenth- century masonry houses of the tropics. Atriums should not be totally enclosed but
should be placed in this in-between space. Their tops could be shielded by a louvered roof to encourage wind-flow through the inner arcas of the building. These
may also be designed to function as wind scoops to control natural ventilation to the inner parts of the building.”
Gambar 11: Deep receeses
Ruang transisional dapat diletakkan di tengah dan sekeliling sisi bangunan sebagai ruang udara dan atrium. Ruang ini dapat menjadi ruang perantara antara ruang
dalam dan ruang luar bangunan.
Ruang-ruang ini bisa menjadi koridor luar seperti rumah-rumah toko tua pada awal abad sembilan belas di daerah tropis. Atrium sebaiknya tertutup, tetapi
diletakkan diantara ruangan. Puncak bangunan seharusnya dilindungi oleh siri-sirip atap yang mendorong angin masuk ke dalam bangunan. Hal ini juga bisa didesain
sebagai fungsi wind scoops untuk mengendalikan pengudaraan alamiyang masuk ke dalam bagian gedung.
• DESAIN PADA DINDING “External walls should be regarded as permeable, environmentally interactive
membranes with adjustable openings rather than as a sealed skin. In temperate climates the external wall has to serve very cold winters and hot summers. In this
case, the external wall should be filter-like, with variable parts that provide good insulation but are openable in warm periods. In the tropics the external wall should
have moveable parts that control and enable good cross-ventilation for internal comfort, provide solar protection, regulate wind-driven rain, besides facilitating
rapid discharge of heavy rainfall.” Penggunaan membran yang menghubungkan bangunan dengan lingkungan
dapat dijadikan sebagai kulit pelindung. Pada iklim sejuk dinding luar harus dapat menahan dinginnya musim dingin dan panasnya musim panas. Pada kasus ini,
dinding luar harus seperti pelindung, dengan bagian yang variable yang menyediakan insulasi yang bagus tetapi harus dapat dibuka pada musim kemarau.
Gambar 13: Environmentally Gambar 12: Multi-storey
Pada daerah tropis dinding luar harus bisa digerakkan yang mengendalikan dan cross ventilation untuk kenyamanan dalam.
• HUBUNGAN TERHADAP LANDSCAPE “The ground floor in the tropics should preferably be open to the outside and
naturally ventilated. The relationship of the ground floor to the street is also important. The introduction of the indoor atrium at the ground floor may mean the
demise of street life. Freestanding fortress-like buildings also tend to separate the building from the pavement, further alienating the street. Free-standing buildings
become isolated on their plots. Planting and landscaping should be used not only for their ecological and
aesthetic benefits, but also to cool buildings. Planting should be introduced as vertical landscaping to faces and inner courts of upper parts of tall buildings.
Plants absorb carbon dioxide and generate oxygen, benefiting the building and its surroundings.”
Menurut Yeang, lantai dasar bangunan daerah tropis seharusnya lebih terbuka ke luar dan menggunakan ventilasi yang alami karena hubungan lantai dasar
dengan jalan juga penting. Fungsi atrium dalam ruangan pada lantai dasar bisa mengurangi tingkat kepadatan jalan. Tumbuhan dan lanskap digunakan tidak hanya
untuk kepentingan ekologis dan aestetik semata, tetapi juga membuat bangunan menjadi lebih sejuk.
Mengintegrasikan antara elemen biotik tanaman dengan eleman abiotik, yaitu bangunan. Hali ini dapat memberikan efek dingin pada bangunan dan
membantu proses penyerapan O2 dan pelepasan CO2.
Gambar 14: Jalur Udara
• MENGGUNAKAN ALAT PEMBAYANGAN PASIF “Solar shading is essential for all glazed walls facing the sun generally east
and west in the tropics. A number of configurations of passive devices can be used fins, spandrels, egg-crates, etc., depending on facade orientation. Shading blocks
insolation in summer and prevents heat penetration of the building all year round
in the tropics and in summer in temperate zones.
Cross ventilation should be used even in air-conditioned spaces, to cope
with system breakdowns, letting fresh air in and exhausting hot room air. Good air
movement promotes heat emission from the human body surface and gives a feeling of comfort. Skycourts, balconies, and
atriums as open spaces and transitional spaces at the upper parts of the tall building encourage wind flow into internal spaces. Side vents operating as wind
scoops located at the edges of the facade capture wind and make the best use of the high wind speeds found at upper levels. Wind can be channelled into ceiling
plenums to ventilate inner spaces.” Pembayangan sinar matahari adalah esensi pembiasan sinar matahari pada
dinding yang menghadap matahari secara langsung pada daerah tropis berada di sisi timur dan barat. Sedangkan cross ventilation seharusnya digunakan bahkan di
ruang ber-ac meningkatkan udara segar dan mengalirkan udara panas keluar. . Pemberian ventilasi yang cukup pada ruangan dengan pengaturan volumetric aliran
udara.
Gambar 15: Open-to-sky ground floor
Gambar 16: Penghawaan alami pada gedung
Solar shading Cross ventilation
Wind scoops
Dengan adanya ventilasi, maka uadara panas di atas gedung dapat dialirkan ke lingkungan luar sehingga dapat menyegarkan ruangan kembali.
Tampak pada gambar di atas terdapat ventilasi pada bagian atas ruangan yang menjadi tempat pertukaran udara di dalm ruangan. Selain itu juga terdapat
bukaan yang sejajar dengan tinggi manusia. Sedangkan wind scoops diletakkan pada pertemuan fasade yang berfungsi
sebagai daerah tangkapan angin.
• PENYEKAT PANAS PADA LANTAI Good thermal insulation of the building skin reduces heat transfer, both from
solar gain and loss of coolness from the inside. A second skin a rain wall can be built over the inner wall with an air gap in between.
Structural building mass may be used to store heat. The mass loses heat during the night and keeps internal spaces cool during the day. In temperate
climates, structural and building mass can absorb solar heat during the day and release it at night.
A water-spray system on hot facades promotes evaporation and therefore cooling. In temperate climates, solar windows or a solar-collector wall can be
located on the outer face of the building to collect the suns heat.”
Gambar 17: Sistem Pembayangan dan Penghawaan
Insulator panas yang baik pada kulit bangunan dapat mengurangi pertukaran panas yang terik dengan udara dingin yang berasal dari dalam bangunan.
Karakteristik thermal insulation adalah secara utama ditentukan oleh komposisinya. Dengan alas an tersebut maka thermal insulation dibagi menjadi
lima bagian utama, walaupun banyak insulator yang utama merupakan turunan produk jenis-jenis ini.
Lima jenis utama adalah: -
Flake serpihan -
Fibrous berserabut -
Granular butiran-butiran -
Cellular terdiri dari sel -
Reflective memantulkan Flake insulation tersusun oleh partikel-partikel kecil atau serpihan yang tersebar di
udara. Serpihan serpihan ini bisa atau tidak terikat bersama serpihan yang lain. Fibrous insulation tersusun oleh serat-serat berdiameter kecil yang tersebar di
udara. Serat-serat ini bisa terdiri dari organik maupun anorganik dan bisa atau tidak saling terikat. Serat organik bisa dari rambut, kayu, atau sintetis. Serat anorganik
bisa kaca, benang wol keras, ampas benang wol, alumina silika, asbestos, atau karbon.
Granular insulation terdiri oleh butiran-butiran kecil yang berongga. Hal ini tidak dimaksudkan pada material sel sejati sejak gas bisa dipindahkan antara ruang
individual. Materialnya bisa magnesia, kalsium silikat, diatomaceous bumi, dan vegetable cork.
Cellular insulation terdiri dari sel individu yang kecil terpisah dari yang lainnya. Dihasilkan pada kaca, karet, dan plastik.
Reflective insulation terdiri dari lembaran paralel yang tipis atau foil. Pemantulan suhu panas yang tinggi dan memantulkan radiasi panas pada sumbernya.
Struktur massa bangunan bekerja melepaskan panas pada siang hari dan melepaskan udara dingin pada siang hari. Pada iklim yang sejuk struktur bangunan
dapat menyerap panas matahari sepanjang siang hari dan melepaskannya pada siang
hari. Solar window atau solar collector-heat dapat ditempatkan di depan fisik gedung untuk menyerap panas matahari.
III.3.2 Tanggapan terhadap Lingkungan “Our current research and development work on the bioclimatic approach is
essentially a sub-set of broader environmentally responsive design strategies. We find that there are basically two justifications for the bioclimatic approach, one a
comfort-based rationale and the other a passive, low-energy one. The latter eventually was found to be expeditious for us in explaining our environmentally
responsive design agenda to commercially minded clients. Energy savings could be easily accounted for in terms of monetary savings.”
Teori bioklimatik dalam pandangan Yeang dengan menanggapi lingkungan secara esensial adalah bagaimana strategi merancang dengan merespon lingkungan
secara luas. Pendekatan bioklimatik pada dasarnya memiliki dua penilaian, pertama adalah menciptakan kenyamanan dalam bangunan secara pasif, dan kedua adalah
penggunaan energi yang rendah. Hemat energi merupakan suatu langkah bijak untuk menghemat keuangan. Menurut Yeang sautu bangunan tanggap terhadap
lingkungan dapat memberikan kontribusi yang sangat besar seperti penjelasan di atas yaitu menghemat energi dan memberikan kenyamanan kepada pengguna,
berupa kenyamanan tanpa bantuan alat-alat mekanis. Artinya keamanan yang tercipta karena desain bangunan yang tanggap terhadap lingkungannya.
III.3.3. Perencanaan Gedung “The building plan, in addition to responding to the commercial intentions of
the building for example. enabling single, double or multiple tenancies, should reflect the patterns of life and culture of the place, and its climate. In part this
Insulative wall Structural building mass
Solar-collector wall
Gambar 18: Sistem Penahan Panas
involves an understanding of the spatial modalities of the people, the way they work, the way culture arranges privacy and community. This can be reflected, for
example, in the plan configuration, the buildings depth, the position and layout of entrances and exits, the means of movement through and between spaces, the
orientation and views as interpreted in the plan. The plan should also reflect air movement through the spaces and the provision of sunlight into the building.”
Pada perencanaan gedung berdasarkan teori arsitektur bioklimatik yang dikemukakan oleh Yeang seharusnya mencerminkan pola kehidupan budaya
setempat, dan iklimnya. Termasuk di dalamnya melibatkan spatial manusia seperti cara mereka bekerja, dan tatanan budaya. Hal ini dapat dipantulkan sebagai contoh
konfigurasi perencanaan, lebar bangunan, posisi bangunan dan penempatan entrance, serta pergerakan dari ruang ke ruang. Perencanaan bangunan juga
mencerminkan pergerakan udara dan cahaya yang masuk ke dalam bangunan. III.3.4 Ruang Kerja
“Work spaces, even in a high-rise commercial development, have to have some degree of humanity, some degree of interest and some use of scale. For
example, large skycourts and terraces might function as communal spaces as well as means of ventilation for the upper parts of the building.”
Pada perencanaan ruang kerja gedung komersial tingkat tinggi harus memahami beberapa tingkatan manusia. Artinya manusia harus menjadi standar
ukuran dalam perancangan ruang kerja untuk penentuan skala ukuran dan tingkat kepentingan.
PRINSIP PERANCANGAN Faktor yang mempengaruhi arsitektur bioklimatik :
Penampilan bentuk arsitektur dipengaruhi lingkungan setempat. 1. Meminimalkan ketergantungan pada sumber energi yang tidak dapat
diperbaharui. 2. Penghematan energi dari segi bentuk bangunan,penempatan bangunan,dan
pemilihan material. 3. Mengikuti pengaruh dari budaya setempat.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam mendesain bangunan dengan tema bioklimatik strategi pengendalian iklim:
- Memperhatikan keuntungan matahari - Meminimalkan perlakuan aliran panas
- Meminimalkan pembesaran bukaanbidang thd matahari - Memperhatikan ventilasi
- Memperhatikan penguapan pendinginan,system atap
UNSUR-UNSUR PERANCANGAN BIOKLIMATIK 1. Sirkulasi vertical
a. Terdiri dari tangga, escalator, elevator, dumb waiters, semua komponen tersebut berada di dalam core.
b. Sirkulasi vertikal berfungsi : -
Kekakuan structural -
Pelindung matahari -
Pelindung Angin -
Emergency refuge zone -
Hubungan antara setiap lantai Penempatan core pada bangunan bioklimatik harus pada sisi bangunan pheriphery
core . Untuk iklim tropis seperti di Medan mempunyai banyak keuntungan yaitu :
-Tidak memerlukan ducting fire-fighting presuration. - Dapat melihat keluar bangunan melalui lobby lift.
- Dapat memasukan ventilasi alami dan pencahayaan alami dalam ruang core. - Core dapat berfungsi sebagai pelindung matahari.
2. Vertical Landscaping Keuntungannya :
- Mempunyai nilai estetika untuk pengguna bangunan dan menghasilkan
produktifitas kerja yang tinggi. -
Memperlunak fasade bangunan. -
Melindungi ruang dalam dan dinding luar bangunan
- Meminimalkan radiasi panas pantulan sinar matahari dan kaca ke dalam
bangunan. -
Menyerap CO2 dan CO dari polusi udara dan memberikan O2 melalui fotosintesis.
- Menghalangi pandangan dan menyerap suara terutama pada skycourt.
3. Ventilasi Penggunaan ventilasi pada bangunan bioklimatik lebih mengutamakan ventilasi
alami terutama pada lobby, elevator, tangga dan toilet area. Keuntungan ventilasi alami adalah:
a. untuk menambah kenyamanan pada periode kelembaban tinggi. b. Untuk alasan kesehatan, menyediakan oksigen yang cukup.
c. Untuk kenyamanan penglihatan yang lebih baik pada penghuni bangunan. d. Untuk konservasi energi melalui pengurangan dan meniadakan mekanikal
ventilasi. 4. Dinding Luar Bangunan.
Aturan desain penutup luar bangunan. a. Efesiensi energi maksudnya adalah kulit bangunan harus dapat mengurangi
pemakaian energi. b. Penyediaan of sentral daylight untuk mengurangi radiasi matahari langsung.
c. Meminimalkan penembusan udara dan kondensasi. d. Penyediaan pemilihan warna,tekstur dan finising.
e. Dilengkapi dengan peralatan pembersih jendela otomatis. f. Dapat mengakomodasikan pergerakan bangunan.
g. Meminimalkan beban pada rangka struktur. h. Meminimalkan perlengkapan maintenance.
5. Sistem Struktur Penggunaan struktur pada bangunan bioklimatik tergantung pada
penggunaan system tinggi tiap lantai dan ukuran elemen layout struktur vertical
terdiri dari elemen service core dan kolom dan juga dipengaruhi oleh syarat struktur untuk menahan beban mati, angin dan gempa serta sitem kekakuan bangunan.
Struktur juga dapat dikombinasikan dengan sistem low energi. 6. Mekanikal dan Energi.
ME meliputi system AC, ventilasi, system pemanasan, penyediaan air, listrik dan penerangan, telekomunikasi, sewage, system sanitasi, system komputer,
system keamanan dan intelligent building system. Tujuan utama dari bangunan bioklimatik ialah untuk mengurangi
ketergantungan pemakaian bangunan pada system ME dan untuk mengurangi penggunaan energi bangunan melalui system passive low energy.
Ketentuan desain ME pada bangunan bioklimatik : -
ME harus ekonomis untuk dibangun dan dioperasikan, efisien dan meminimalkan penggunaan energi selama konstruksi dan selama
kelangsungan hidup bangunan. -
ME harus tinggi tingkat kenyamanan hunian, temperatur, akustik, dan pencahayaan.
- ME harus meminimalkan biaya operasional dan maintanance dengan
penggunaan material yang berkualitas. -
ME harus memaksimalkan penggunaan ruang dengan mengurangi daerah equipment dan memaksimalkan efisiensi structural.
- ME harus memperhatikan lingkungan dengan pemilihan system instalasi
yang tidak berisik, tidak polusi, menggunakan material bebas CFC dan mengurangi produksi CO2.
Angin dan Pengudaraan ruangan. Udara yang bergerak menghasilkan penyegaran terbaik karena dengan
penyegaran tersebut terjadi proses penguapan yang menurunkan suhu pada kulit manusia. Dengan demikian juga dapat digunakan angin untuk mengatur udara
didalam ruang. Angin yang menerpa sebuah bangunan akan menbentuk daerah bertekanan tinggi pada sisi hulau angin. Atas dasar kejadian tersebut angin
berhembus mengelilingi bangunan dan membentuk daerah bertekanan rendah pada sisi samping dan sisi hilir angin. Memperhatikan bahwa aliran udara tidak selalu
mencari jalan terpendek. Kondisi tekanan yang berbeda pada kedua sisi lubang masuk aliran udara, akan membelok mencari jalan lain. Berarti bergesernya lubang
masuk udara pada satu sisi mengubah kondisi tekanan masing-masing. Disamping aliran udara yang bergerak , timbul juga pengaruh sinar oleh
sinar matahari yang juga perlu diperhatikan. Sebaiknya silau tersebut dihindari dengan pengadaan tanaman. Pada rumah yang tidak bertingkat, aliran udara
bergerak pada ketinggian tubuh manusia. Demikin pula terjadi pada gedung yang bertingkat di lantai satu , sedangkan pada gedung yang bertimgkat diruangan tingkat
atas aliran udara bergerak dekat pada langit-langit. Seperti pada denah, pengaruh elemen peneduh mengakibatkan kondisi tekanan yang berbeda pada kedua sisi
lubang masuk udara. Letak lubang masuk udara selalu mempengaruhi aliran udara, sedangkan letak lubang keluar tidak begitu penting. Kecepatan aliran udara
mempengaruhi penyegaran udara. Jikalau lubang masuk udara lebih besar dari lubang keluarnya, maka kecepatan aliran udara akan berkurang, sebaliknya kalau
lubang keluar udara lebih besar, kecepatan aliran udara akan makin kuat. Pemanfaatan pohon serta semak-semak merupakan cara alamiah untuk
member perlindungan terhadap sinar matahari maupun untuk menyegarkan dan menyalurkan aliran udara, terutama pada gedung yang rendah. Penyegaran udara
didalam ruangan, disamping tergantung terhadap pergerakan udara, juga pada pertukaran udara. Yang didaerah tropis sangat berhubungan dengan kesehatan yang
cukup tinggi. Tabel 2: Pertukaran udara
Ruang Pertukaran udara minimal
Kamar keluarga dan kamar tidur 20 kali isi ruangjam
Ruang bergerak 10 kali isi ruangjam
Dapur 100 kali isi ruang jam
Kamar mandi 40 kali isi ruangjam
Tentu saja penyegaran udara didalam ruangan seperti terwujud pada table diatas dapat dilakukan baik dengan gerakan udara secala alamiah maupun penyejuk udara
secara buatan. ventilasi
III.3.5. Hal-hal yang dapat dipelajari Prinsip-prinsip bioklimatic yang digunakan :
o Penempatan core pada timur dan barat bangunan.
o Permukaan bangunan terkecil terletak pada bagian timur dan barat,
permukaan bangunan terbesar pada bagian utara dan selatan. o
Penempatan bukaan lebih banyak ke utara dan selatan. o
Penggunaan balkon sebagai ruang sinar matahari. o
Adanya terdapat ruang transisi pada tengah dan sekeliling bangunan sebagai ruang udara dan atrium.
o Pada lantai dasar terdapat atrium yang dapat mengurangi tingkat kepadatan
jalan. o
Adanya cross ventilation untuk meningkatkan udara segar dan mengalirkan udara panas.
Sistem Penerapan Tema pada Bangunan Terdapat beberapa fitur tema bioklimatik yang dapat diterapkan kedalam bangunan,
antara lain sebagai berikut: 1. Photovoltaic Solar System
Usaha mendapatkan listrik dari tenaga matahari adalah dengan menggunakan teknologi Photovoltaic PV dengan bantua sel surya Solar Cell
yang mengubah langsung radiasi matahari menjadi listrik.
Gambar 19: Photovoltaic Solar Sistem
2. Roof Garden Roof Garden atau taman diatas atap merupakan bentuk nyata dari konsep
sustainable dimana kita sedikitnya telah menyumbangkan apa yang telah kita pakai dari alam kedalam bangunan. Roof Garden menjadi solusi peningkatan area hijau
tanpa mengubah lahan. Roof garden dimanfaatkan seefektif mungkin sebagai penghijauan, perputaran udara, peminimalan emisi, penanggulangan air hujan yang
berlebih tak terserap dan sebagai penghalang panas berlebih kepada bangunan. Gambar 20. Roof Garden System
3. Rainwater Harvesting Rainwater Harvesting adalah satu cara yang sangat natural untuk
menyelamatkan air. Rainwater Harvesting menangkap dan menyimpan air hujan dalam kuantitas besar untuk digunakan pada toilet, mesin cuci dan kebun.
Sistemnya sangat gampang dan cepat untuk dipasang. Dengan system ini dapat diprediksikan menyelamatkan konsumsi air sebesar 50.
Sebagai rata-rata seseorang menghabiskan setidaknya 140 liter air per hari, dan akan menghemat 70 liter air minum per hari untuk perorang. Semua penggunaan air akan
hemat dengan air hujan yang tersaring. Gambar 21. Rainwater Harvesting
4. Vertikal Garden Taman vertical dan kadang disebut Vertical Landscape merupakan hasil
kreasi inovatif untuk menumbuhkan tanaman tanpa menggunakan tanah sebagai media pertumbuhan, dengan keberhasilan menemukan sistem pertumbuhan tersebut
menyebabkan berkurangnya beban yang harus ditopang pada sebuah dinding sehingga memudahkan dalam penataan disain taman vertikal dalam skala dinding
yang luas serta jalan keluar bagi pembuatan taman pada lokasi yang terbatas ketersediaan lahannya.
Dari segi lingkungan taman vertikal ini merupakan sistem yang hidup untuk mengurangi kadar polusi pada sebuah ruangan atau sebuah wilayah dan dengan
adanya keberadaan taman vertical pada satu area dapat menciptakan iklim mikro yang lebih menyejukan.
III.4. Studi Banding Tema Sejenis Menara Mesiniaga
Tahun : 1992
Lokasi : Kuala Lumpur, Malaysia
Arsitek : Kean Yang
Penghargaan bangunan : - Agha Khan Award for Architechture
- Royal Australian Institute of Architects International Award 1996
Menara Mesiniaga merupakan kantor pusat IBM di Subang Jaya dekat Kuala Lumpur. Bangunan ini merupakan bangunan high-tech, yang memiliki 15 lantai.
Bangunan tunggal dengan tower tinggi yang modern merupakan hasil penelitian arsitek Kenneth Yeang selama sepuluh tahun tentang prinsip-prinsip desain
bangunan tinggi medium. Tiga bagian struktur terdiri dari bagian dasar “hijau’” yang dinaikkan,
sepuluh lantai ruang kantor yang dilingkari balkon taman, hiasan dinding luar sebagai pembayang, dan puncaknya dipasang “atap-matahari” sun-roof yang
spektakuler. Kolom khusus pada pada tiap lantai menopang instalasi panel-panel matahari, selanjutnya dapat mengurangi pemakaian energi dengan pendinginan
bangunan memakai ventilasi alami, sun screens, dan pengkondisian udara. Strategi desain Yeang dengan pendekatan ekologi dan lingkungan mengurangi biaya
perawatan jangka panjang dengan mengurangi pemakaian energi. Sangat penting bahwa, merancang dengan pendekatan iklim memberikan dimensi aestetik bagi
pekerjaannya Yeang yang tidak ditemukan pada jenis bangunan medium high rise
Gambar 22: Maket Menara Mesiniaga
dengan penutup kaca dan memakai pengkondisian udara. Menaranya mesiniaga menjadi landmark, dan meningkatkan nilai lahan di sekitarnya. Penilaian Aga
Khan Award melihat kesuksesan dan pendekatan desain yang menjanjikan untuk gedung berlantai banyak di daerah iklim tropis. Penerima Aga Khan Award tahun
1995, sumber: AKTC. Bangunan ini dirancang dengan tetap mempertahankan konsep ramah
lingkungan dan dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan. Untuk itu, menara ini menggunakan banyak kanopi, kisi-kisi. Hitechniaga Tower setinggi 8 lantai
dirancang dengan style modern dan bertemakan Bioklimatik. Pada bagian puncak Tower terdapat kisi-kisi yang memayungi ruangan di bawahnya. Kemudian setiap
lantai diberi kanopi yang cukup lebar untuk menepis sinar matahari. Menara Mesiniaga unggul dengan arsitektur tropis Topik: Konstruksi dan
Arsitektur Tanggal: 08 Oktober 1996 JAKARTA Bisnis: Menara Mesiniaga di Kuala Lumpur kembali meraih penghargaan internasional. Kalau pada tahun lalu
memperoleh Aga Khan Award for Architecture maka pada akhir pekan lalu gedung itu mendapat Arcasia Award. Rancangan konsultan T.R. Hamzah Yeang,
Sdn.Bhd. berupa gedung 15 lantai seluas 12.345 m2 di Kuala Lumpur, Malaysia tersebut memenangkan penghargaan arsitektur terbaik se-Asia 1996 untuk kategori
public amenity buildings. ”Dengan pendekatan arsitektur tropis.”
Pendekatan Arsitektur tropis ternyata mampu menjadi bangunan yang lebih murah dan efisien ketimbang bangunan umum lainnya. Hal ini terbukti pada
bangunan Menara Mesiniaga di Kuala Lumpur, Malaysia, yang digunakan untuk kantor pusat waralaba IBM. Menara yang dirancang oleh T.R. Hamzah Yeang,
Gambar 24: Konsep desain Menara Mesiniga oleh Kenneth Yeang.
Gambar 23: Menara
Mesiniaga dengan
fasade mengadapt
asi lingkungan
sekitarnya
Sdn.Bhd. dan terdiri 15 lantai seluas 12.345 m2 ini didukung dengan penggunaan material yang biasa dipakai untuk gedung tinggi, misalnya struktur baja dan
komponen ringan pembatas ruang, tetapi dengan cerdik arsitek Kenneth Yeang berekperimen dalam
cara penggunaannya melalui penempatan bahan tersebut sebagai penangkal sengatan panas dalam
ukuran yang berbeda-beda dan bentuk melengkung, sesuai pergerakan matahari.
Menara Mesiniaga juga menjadi lebih efisien karena infrastruktur bangunan service core yang biasanya di tengah bangunan ditarik ke tepi timur sehingga
ruang kerja bisa lebih leluasa dan gang untuk sirkulasi lebih sedikit.
Yeang mendesain gedung yang memamerkan citra high tech sekaligus memberikan suasana nyaman bagi karyawan. Agar nyaman, Yeang menempatkan
inti bangunan [service core]- tangga, lift, toliet dan mekanikal, elektrikal dan plumbing-di sisi yang paling banyak menerima sengatan matahari yakni timur
gedung. Yang paling menarik adalah tampilnya dua taman di
awan yang membelit bangunan bak spiral. Taman itu memberikan efek bayangan dan amat kontras dengan permukaan
dinding dari aluminium dan baja. Struktur bangunan dari rangka beton bertulang yang
Gambar 25 :Enterance Mesiniaga.
Gambar 26: Tampak Menara Mesiniaga
Gambar 27: Detail h d
dilubangi dua jenis penangkis matahari, dinding baja dan kaca, sejalan dengan podium dan puncak gedung dari metal, mampu menghadirkan citra high tech.
Gedung jangkung itu memiliki tiga bagian struktur. Pertama, bagian kaki dengan unsur panggung yang hijau. Kedua, bagian badan dengan balkon-balkon taman
berjenjang berbentuk spiral dan selubung kisi-kisi yang memberikan bayangan pada ruang kantor. Ketiga, bagian kepala yang berisi fasilitas rekreasi yaitu kolam
renang dan sun-roof. Yeang menyebut pendekatannya dengan gedung jangkung bioklimatik
yang memberikan kontrol iklim yang peka terhadap hemat energi, termasuk di dalamnya penggunaan unsur hijau, pengudaraan dan pencahayaan alami secara
intensif. Dia amat ulet dan konsisten meneliti
bioclimatic architecture untuk rancangan gedung tinggi di daerah beriklim tropis. Dan
berbagai penghargaan atas Menara Mesiniaga kian menggairahkannya melanjutkan penelitian
yang langka itu. Kepedulian Yeang dalam menggali gedung tinggi secara bioklimatik
bertujuan untuk mengurangi biaya bangunan dengan cara menekan konsumsi energi dan mengembangkan keuntungan bagi pengguna dengan memberikan nilai-nilai
ekologis. 2.The Chong Qing Tower, China
Chong Qing Tower didesain untuk mengakomodasi kantor pusat dari perusahaan Jian She Industry Corporation Ltd di Chong Qing, China. Pada podium
bangunan ini terdapat sebuah exhibition hall yang luas. Eco-cell didesain pada ramp dibagian podium sehingga membentuk spiral yang ditanami tanaman mulai dari
lantai basement sampai ke atap podium untuk mentransfer cahaya dan angin ke bagian dalam dari podium.
Gambar 28: Shading pada dinding
Terdapat juga sebuah kolam yang dinamakan bioswale untuk menampung air hujan, terdapat juga solar thermal collector dan panel photovoltaic.
Hampir pada keseluruhan site tertutup oleh tanaman dari level tanah sampai kelevel atas gedung. Hal ini sangat mendukung konsep green architecture. Air hujan
yang telah difilter dimanfaatkan untuk WC, penyiraman taman atap, taman site, dan lain-lain.
Gambar 29:The Chong Qing Tower Rainwater Harvesting System
Tabel 3: Perbandingan Penerapan Arsitektur Ekologis pada Studi Banding NO
Nama Bangunan Lokasi
Penerapan Arsitektur Ekologis
1. Mesiniaga, Kuala
Lumpur - Arah fasade disesuaikan berdasarkan iklim.
- Penggunaan ventilasi dan pencahayaan buatan. - Pemilihan material berdasarkan prinsip ekologis.
- Penggunaan taman vertical pada sky court. - Struktur baja sebagai Instalasi panel surya pada atap.
- Kolam renang pada top roof sebagai penurun suhu didalam ruangan.
- Penggunaan green roof pada atap podium
2. The Chong Qing
Tower, China - Eco-cell didesain pada ramp dibagian podium
membentuk spiral yang ditanami tanaman dimulai dari lantai basement sampai ke atap dari podium
untuk mentransfer cahaya dan angin ke bagian dalam dari podium.
- Terdapat sebuah kolam yang dinamakan bioswale untuk menampung air hujan.
- terdapat solar thermal collector dan panel photovoltaic.
BAB IV ANALISA